DE10307219A1 - Sperrbares Differentialgetriebe - Google Patents

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Abstract

Um einen Antriebsmotor (12), welcher über eine Betätigungseinrichtung (6) eine Kupplung (4) im Öffnungs- oder Schließsinne eines sperrbaren Differentialgetriebes betätigt, kompakt auszuführen, weist ein erstes drehbares Teil (7) der Betätigungseinrichtung (6) eine Drehrichtung auf, bei welcher die Kupplung (4) im Schließsinne betätigt wird, welche der Hauptdrehrichtung des Differentialkorbes entspricht.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein sperrbares Differentialgetriebe nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
  • Sperrbare Differentialgetriebe, bei welchen vorzugsweise die Sperrwirkung stufenlos veränderbar ist, werden in Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftfahrzeugen, eingesetzt. Um die Differentialwirkung des Getriebes aufzuheben, wird der Differentialkorb über eine Kupplung mit einer Abtriebswelle verbunden. Die Betätigungseinrichtung der Kupplung besteht aus einem ersten drehbaren Teil und einem zweiten drehfesten Teil, wobei bei Verdrehung des drehbaren Teils die axiale Erstreckung der Betätigungseinrichtung veränderbar ist, wodurch die Kupplung im Schließ- oder Öffnungssinne betätigt wird. Die Drehung des drehbaren Teils wird vorzugsweise von einem Antriebsmotor, insbesondere einem Elektromotor, durchgeführt.
  • Die DE 39 20 861 C2 offenbart ein sperrbares Differentialgetriebe, bei welchem über eine Kupplung der Differentialkorb mit einer Abtriebswelle verbindbar ist, wobei die Kupplung über eine Betätigungseinrichtung betätigt wird. Die Betätigungseinrichtung besteht aus einem ersten Teil, dem Stellring, und einem zweiten Teil, dem Stützring, wobei zwischen beiden Teilen Wälzkörperelemente angeordnet sind, welche sich in passenden Steuerkurven oder -rillen bewegen. Ein Drehantrieb, insbesondere ein Elektromotor, bringt den Stellring in Drehung, wodurch sich die Betätigungseinrichtung in axialer Richtung vergrößert oder verkleinert und somit die Kupplung im Schließ- oder Öffnungssinne betätigt wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sperrbares Differentialgetriebe zu schaffen, bei welchem sich die Betätigungseinrichtung durch Drehung eines ersten Teils in ihrer axialen Erstreckung verändert und somit die Sperrkupplung im Schließ- oder Öffnungssinne betätigt und der Drehantrieb zur Drehung des ersten Teils kompakt ausgeführt werden kann.
  • Die Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen sperrbaren Differentialgetriebe gelöst.
  • Erfindungsgemäß weist das Differentialgetriebe eine Kupplung auf, welche den Differentialkorb mit einem Teil, welches mit einer der beiden Abtriebswellen in Verbindung steht, verbindet. Die Kupplung wird von einer Betätigungseinrichtung betätigt, welche ein erstes drehbares Teil und ein zweites, drehfest gehaltenes Teil aufweist. Durch Drehung des drehbaren Teils verändert sich die axiale Erstreckung der Betätigungseinrichtung, wodurch die Kupplung im Schließ- oder Öffnungssinne betätigt wird. Vorzugsweise besteht die Betätigungseinrichtung aus einem ersten drehbaren Teil, einem Stellring, und einem zweiten, drehfest gehaltenen Teil, einem Stützring, wobei sich zwischen beiden Ringen Wälzkörperelemente befinden, welche auf passenden Steuerkurven oder -rillen bewegt werden. Die Steuerkurven oder -rillen sind vorzugsweise als Rampen ausgeführt, wodurch sich bei Drehung des Stellrings die Betätigungseinrichtung in axialer Richtung verändert. Der Stellring ist über eine Lagerung mittel- oder unmittelbar auf dem Diffe rentialkorb gelagert. Somit wirkt bei Drehung des Differentialkorbs über die Lagerung ein Drehmoment, ein sogenanntes Schleppmoment, auf das erste drehbare Teil der Betätigungseinrichtung. Insbesondere verursachen die Axiallager das Schleppmoment. Erfindungsgemäß wird die Betätigungseinrichtung so ausgelegt und angeordnet, dass die Drehrichtung, bei welcher die Betätigungseinrichtung die Kupplung im Schließsinne betätigt, der Hauptdrehrichtung des Differentialkorbs entspricht. Diese Hauptdrehrichtung ist im Regelfall die Drehrichtung des Differentialkorbs bei Vorwärtsfahrt. Indem die Hauptdrehrichtung des Differentialkorbs der Drehrichtung des ersten Teils der Betätigungseinrichtung zum Schließen der Kupplung entspricht, wirkt vom Differentialkorb über die Lagerung ein Drehmoment, das sogenannte Schleppmoment, auf das drehbare erste Teil der Betätigungseinrichtung, wodurch sich das benötigte Antriebsdrehmoment, welches benötigt wird, um das erste Teil in Schließrichtung zu verdrehen, erheblich reduziert. Der Drehantrieb, beispielsweise ein Elektromotor, kann somit deutlich kompakter ausgeführt werden oder es wird ein höheres Sperrmoment in Verbindung mit gleichbleibendem Drehantrieb erzielt.
  • Somit wird ein sperrbares Differentialgetriebe geschaffen, welches in einem Fahrzeug mit einer Hauptfahrtrichtung verwendet werden kann und bei welchem der Drehantrieb kompakt ausgeführt bzw. ein höheres Sperrmoment erzielt werden kann.
  • Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu entnehmen.
  • Es zeigen:
  • 1 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Differentialgetriebes und
  • 2 eine Explosionsdarstellung der Betätigungseinrichtung des erfindungsgemäßen Differentialgetriebes.
  • Fig. 1:
  • Ein Antriebsritzel 1 treibt ein Tellerrad 2 an, welches mit einem Differentialkorb 3 verbunden ist. Der Differentialkorb 3 ist über eine Kupplung 4 mit einem Teil 5 verbindbar, welches mit einer nicht gezeigten Abtriebswelle verbunden ist. Die Betätigungseinrichtung 6 weist ein erstes drehbares Teil 7 auf, welches sich einerseits über eine Lagerung 8 auf dem Differentialkorb 3 und andererseits über Wälzelemente 9 auf einem zweiten drehfesten Teil 10 abstützt. Das drehfeste Teil 10 ist über einen Anschlag 11 drehfest gehalten. Ein Antriebsmotor 12, welcher vorzugsweise als Elektromotor, jedoch auch als Hydraulikmotor oder Druckluftmotor, ausgeführt sein kann, ist über eine Verzahnung 13 mit dem drehbaren Teil 7 verbunden. Durch Drehung des drehbaren Teils 7 in Schließrichtung vergrößert sich die axiale Erstreckung der Betätigungseinrichtung 6, wodurch diese über eine Lagerung 14 Betätigungsbolzen 15 verschiebt und somit die Kupplung 4 im Schließsinne betätigt wird. Durch Drehung des ersten drehbaren Teils 7 in die entgegengesetzte Drehrichtung verringert sich die axiale Erstreckung der Betätigungseinrichtung 6 und die Kupplung 4 wird im Öffnungssinne betätigt. Weist das Kraftfahrzeug, bei welchem das sperrbare Differentialgetriebe eingesetzt wird, eine Vorzugsfahrtrichtung auf, so dreht das Antriebs ritzel 1, das Tellerrad 2 und der Differentialkorb 3 ebenfalls bei Fahrt in dieser Vorzugsfahrtrichtung mit seiner Vorzugsdrehrich-tung. Die Betätigungseinrichtung ist nun erfindungsgemäß so ausgelegt, dass die Betätigungseinrichtung im Schließsinne betätigt wird, somit die axiale Erstreckung der Betätigungseinrichtung sich vergrößert, wenn das erste drehbare Teil 7 in der Drehrichtung betätigt wird, welche die Vorzugsdrehrichtung oder Hauptdrehrichtung des Differentialkorbs 3 ist. Somit wirkt durch die Drehung des Differentialkorbs 3 über die Lagerung 8 ein Drehmoment, ein sogenanntes Schleppmoment, auf das erste drehbare Teil 7. Soll nun dieses drehbare Teil 7 von dem Antriebsmotor 12 in dieser Hauptdrehrichtung verdreht werden, benötigt der Antriebsmotor 12 ein geringeres Antriebsdrehmoment, um das erste drehbare Teil 7 zu verdrehen. Somit kann der Antriebsmotor kompakter ausgeführt werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Antriebsmotor in seiner Baugröße zu belassen, wenn nur die Vorteile der geringeren Stromaufnahme des Motors benötigt werden.
    • 1
    Antriebsritzel
    2
    Tellerrad
    3
    Differentialkorb
    4
    Kupplung
    5
    Teil
    6
    Betätigungseinrichtung
    7
    erstes drehbares Teil
    8
    Lagerung
    9
    Wälzelemente
    10
    zweites drehfestes Teil
    11
    Anschlag
    12
    Antriebsmotor
    13
    Verzahnung
    14
    Lagerung
    15
    Betätigungsbolzen

Claims (4)

  1. Sperrbares Differentialgetriebe, bei welchem ein Differentialkorb (3) über eine Kupplung (4) mit einer Abtriebswelle in Verbindung bringbar ist, wobei die Kupplung (4) über eine Betätigungseinrichtung (6) durch axiale Vergrößerung im Schließsinne und durch axiale Verkleinerung im Öffnungssinne betätigt wird, und durch Drehung eines ersten Teils (7) der Betätigungseinrichtung gegenüber eines drehfest gehaltenen zweiten Teils (10) der Betätigungseinrichtung die axiale Erstreckung der Betätigungseinrichtung (6) veränderbar ist, und das erste Teil (7) der Betätigungseinrichtung (6) über eine Lagerung (8) mit dem Differentialkorb (3) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtung des ersten Teils (7), bei welcher die Kupplung (4) im Schließsinne betätigt wird, einer Hauptdrehrichtung des Differentialkorbs (3) entspricht.
  2. Sperrbares Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (6) Wälzkörperelemente (9) auf passenden Steuerkurven oder -rillen aufweist.
  3. Sperrbares Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil (7) über einen Antriebsmotor (12) drehbar ist.
  4. Sperrbares Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (12) ein Elektromotor ist.
DE2003107219 2003-02-20 2003-02-20 Sperrbares Differentialgetriebe Withdrawn DE10307219A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007138000A1 (de) * 2006-05-30 2007-12-06 Zf Friedrichshafen Ag Getriebeeinheit zur führung eines antriebsmoments von einer antriebswelle auf zwei abtriebswellen
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DE3920861C2 (de) * 1989-06-07 1992-01-09 Gkn Automotive Ag, 5200 Siegburg, De

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