DE1550921A1 - Differentialgetriebe - Google Patents

Description

Differentialgetriebe

Die Erfindung bezieht sieh auf Differentialgetriebe, wie sie beispielsweise bei Zwischenachsen- oder Hinterachsenantrieben von Kraftfahrzeugen verwendet v/erden und insbesondere auf Differentialgetriebe, die mit Reibungskupplungen ausgerüstet sind.

Es gibt verschiedene Differentialgetriebe für Kraftfahrzeuge, bei denen unter außergewöhnlichen Antriebsbedingungen die Differentialwirkung vermindert oder ausgeschaltet wird. So wurde beispielsweise vorgeschlagen, daa Differentialgetriebe über manuell betätigte Riegel auszuschalten.« Derartige Getriebe belasten den Fahrer in unnötiger Weise und können ausfallen.

Bei anderen Getrieben sind automatische Nocken- oder Reibungsschaltungen vorgesehen oder eine Kombination beider, um das Differentialgetriebe auszuschalten oder um die Differentialwirkung zu verzögern, wenn ein Rad den Eingriff verliert. Derartige Vorrichtungen sind im allgemei-

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neu

nen. kompliziert, teuer und einem schnellen Verschleiß.ausgesetzt. Diese Vorrichtungen "benötigen sehr oft getrennte Schalteinriohtungen, um eine Reibung au erzielen, wie beispielsweise komplizierte Zähne, um einen Seitenschub zu erzeugen, GIeitkupplungszähne, Gleiteinrichtungen an den Ritzelzapfen, um die Ritzel in die Seitenzahnräder zu verschieben und so weiter.

Bei anderen Systemen werden verzögernde Medien, beispielsweise schwere Öle, Silikone und so weiter oder Reibungsmittel verwendet, um unter bestimmten Umständen eine Differentialwirkung automatisch zu verhindern. Mit Flüssigkeiten gefüllte Differentialgetriebe sind jedoch schwierig in zuverlässiger V/eise abzudichten und insbesondere ist die Schaffung der richtigen Raumgröße schwierig, die erforderlich ist, daß die Flüssigkeit zu einem wirksamen Verzögerungsmittel wird,

Die Erfindung bezieht sich auf automatische Differentialausschalt- oder Verzögerungseinrichtungen, bei welchen verbesserte Bauteile verwendet werden, welche die ITachteile der bisher bekannten Anlagen ausschalten·

Es ist demzufolge ein Ziel der Erfindung, Reibungseinrichtungen für ein automatisches Getriebe zu schaffen, um die Differentialwirkung automatisch unter bestimmten Umständen auszuschalten oder zu verzögern·

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Ein weiteres Ziel ist die Schaffung von Reibungs-Yerzögerungsmitteln innerhalb eines 'Differentialgehäuses, welche eine begrenzte Differentialwirkung ermöglichen, -wenn "beide Bäder einen gleichen guten Eingriff haben, welche jedoch unmittelbar eine Differentialwirkung verhindern, wenn ein Rad oder wenn beide Räder ihren Eingriff verlieren.

!in weiteres Ziel ist es, ein Differentialgetriebe mit eif Scheibenkupplung zwischen den Seitenzahnrädern und

B'ifferentialgehäuse zu schaffen, um eine Reibung derail einzuführen, daß kein Drehmoment von einem Rad auf täö iMere übertragen wird» wenn ein Rad den Eingriff verlief

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Bih weiteres Ziel ist di'e" Schaffung einer vorbelasteten Reibun£skuppiung in einem Differentialgetriebe, um die

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Differentialwirkung zu verzögern oder um die Differentialwirkung auszuschalten, sodaß es nicht mehr erforderlich ist, komplizierte Betätigiuigseinrichtungen, wie "beispielsweise Schrittschaltnocken, vorzusehen»

Die Erfindung soll unter Bezugnahme auf die Figuren der
Zeichnung erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine längsschnittansicht einer Differentialkupplung für Kraftfahrzeugej

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht einer der in Pig» 1 dargestellten Scheibenkupplungen,

Pig. 3 eine Teilschnittansicht die eine andere Ausführrungsform von Bellevilleseheiben und Kupplungsscheiben darstellt und

Fig. 4 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform,

Obwohl die Erfindung bei LKW- oder EKW-Antriebsaohsen dar-r gestellt und beschrieben ist, sei bemerkt, daß die Erfindung auch bei Zwiechenachsendifferentialen oder sogenannten dritten Differentialen verwendet werden kann, wie sie bei Fahrzeugen mit Allradantrieb verwendet werden»

In Fig. 1 ist ein Differentialgetriebe 10 dargestellt,
welches üblicherweise in einer Kraf tfahrzeugantriebsach.se montiert ist. Das Differentialgetriebe 10 ist in einem

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Gehäuse

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Gehäuse 12 eingeschlossen, welches aus zwei Teilen 14 und 16 bestehen kann, die mittels einer Anzahl von Schraubbolzen 18 miteinander verbunden sind, die ebenfalls* die üblichen Antriebszahnringe 20 und 21 am Gehäuse halten. Die Gehäuseteile 14 und 16 fluchten axial und weisen eine Bohrung auf, um die Antriebswellen 22 und 24 aufzunehmen, die sich in entgegengesetzten Richtungen nach außen erstrecken, um die nicht dargestellten lahrzeugträger anzutreiben. Die inneren Enden der Antriebswellen 22 und 24 sind mit Keilnuten versehen, um die konischen Seitenzahnräder 26 und 28 aufzunehmen, die gegen eine axiale Verschiebung nach außen.durch Schublagerscheiben 30 und 32 gehalten werden. Diese sind im Gehäuse zwischen den oberen hinteren Seiten der Seitenzahnräder und'den Halterungsplatten 34 und 36 angeordnet, welche an der Innenseite des Gehäuses mittels Stiften 37 oder dergleichen befestigt sind.

Die Seitenzahnräder 26 und 28 kämmen mit einer Anzahl von identischen Kegelritzeln 38, die von einem Zapfen oder Arm-Kreiiz 40 getragen werden, welches in der Mitte des Gehäuses 12 angeordnet ist und in üblicher Yfeise am Gehäuse gelagert ist. Die Kitzel 40 werden drehbar vom Armkreuz 40 getragen, und können eine begrenzte Schwimmbewegung durchführen, wobei das Bpiel bei 42 dargestellt ist. Dadurch wird ermöglicht, daß sich die Hitze! für einen abgeglichenen Antriebszustand einstellen. Die Rückseiten der

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Ritzel 38 befinden sich in Lagerkontakt mit üblichen Lagerscheiben 44, die zwischen den Ritzeln und den benachbarten Gehäusehälften 14 und 16 angeordnet sind.

Um eine gewisse Reibung einzuführen, um die Differentialwirkung zu verzögern, ist das Differentialgetriebe mit identischen Kupplungseinheiten 46 ausgerüstet, die aus einer Vielzahl von Platten bestehen, wobei jede Kupplungseinheit für sich durch Federn 48 vorbelastet ist, die zwischen den Seitenzahnrädern 26 und 28 und den inneren Gehäusewandungen der Gehäuseabschnitte :4 und 16 angeordnet sind ·

Die Kupplung 46 soll nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben werden» Die Seitenzahnräder 26 und 28 weisen verlängerte Nabenabschnitte 50 auf, die auf die Wellen oder 24 aufgekeilt sind. Diese Naben v/eisen auch äußere Keilnuten 52 auf, welche eine Anzahl von Kupplungsscheiben 54 aufnehmen, die sich in einen ausgesparten Abschnitt der Gehäuseteile 14 oder 16 hinein erstreiken und zv/ar außerhalb der Seitenzahnräder 26 oder 28. Die Kupplungsscheiben 54 befinden sich abwechselnd in Reibungskontakt mit sogenannten äußeren Kupplungsscheiben 56, die mit ihrem Umfang in entsprechende Keilnuten oder Aussparungen 60 eingreifen, die in den Gehäuseabschnitten 14 oder 16 ausgebildet sind oder die aus diesen Abschnitten herausgearbeitet sind. Dadurch soll eine Brehung dieser Scheiben J*.

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relativ zum Gehäuse verhindert werden. Das äußere Ende des Kupplungsscheibenpaketes ist gegen einen Versclileißring 70 gedrückt, der zwischen der Kupplung und der Innenseite der Wandung 66 des Gehäuses angeordnet ist. Das innere Ende der Kupplungspackung liegt gegen eine Verhältnismäßig dicke Druckplatte 74 an, die ebenfalls in der Gehäuseaussparung 60 gehalten ist.

Die Kupplung 46 ist vorgenannt und wird unter dieser Vorspannung durch einzelne Pedern 48 gehalten und diese ledern bestehen aus einer Anzahl von Belleville-Plattenfedem 76, wobei beim dargestellten Ausführungsbeispiel vier Belleville-Pedern vorgesehen sind. Die Plattenfedern 76 sind ineinander eingesetzt und in die Kupplung derart eingebaut, daß der obere Rand 78 der äußeren Peder gegen die Druckplatte 74 anliegt und der untere Rand 80 der inneren Peder gegen die Innenseite der Halteplatten 34 oder 36.

Die Halteplatten 34 und 36 liegen gegen Schultern 81 an, die in den Gehäuseabochnitten 14 und 16 vorgesehen sind, Um die Platten lait-aem Gehäuse au-csvt flucht en· Innere Riegelringe 82 halten die Halteplatten ir_ Anlage gegen die Gehäuseschultern 81.

Die Susane.ienJrückung der Kupplung 46 durch die Pedern 48, die,-v.'emi c"ie-"einmal "eingestellt und hergestellt ist, konstant irt, "ict. derart, da-.', ein 3-leiten zv/ir.chen den

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Kupplungsscheiben unter bestimmten Umständen stattfindet, beispielsweise, wenn eine Kurve durchfahren wird. Die Kupplungen stören also die normalen Steuereigenschaften des Kraftfahrzeuges nicht, wenn beide Antriebsräder einen ausreichenden Eingriff haben und es wird eine ausreichende Differentialwirkung ermöglicht, damit ein Differentialbetrieb unter normalen Bedingungen durchgeführt wird, wenn beide Räder einen gleichen und guten Eingriff habn. Unter allen anderen Umständen wird das Differential verriegelt, sodaß sich beide Antriebswellen gleichsinnig drehen, wobei das Drehmoment in gleicher Weise zwischen beiden Achsen verteilt wird. Wenn ein Rad den Eingriff verliert, so hat das andere Rad noch einen genügenden Eingriff, und nimmt ein Drehmoment auf, durch welches es ermöglicht v/ird, daß das Fahrzeug weiter angetrieben wird. Der Verschleiß der Kupplungsscheiben 54 und 56f der die Zusaminendrückung der Feder 48 ändern könnte, ist normalerweise vernaohlässigbar, da, wie bereits dargelegt, der begrenzte Schlupf nicht häufig auftritt·

Die Federungseigencchaften bzw· die Federkonstante der Federbaugruppe 48 kann in einfacher Weise daduroh geändert werden, daß die sogenannte Kronenhöhe der Platten-' federn 76 geändert wird oder daß die Dicken der Platten geändert v/erden oder dadurch, daß mehr oder weniger Plattenfedern eingebaut werden und dadurch kann eine Anpassting an die verschiedensten Bedingungen erfolgen.

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Ein spezielles Merkmal der Erfindung liegt in der Schaffung von getrennten individuellen Federn für jede Kupplung, Es ist "bekannt, eine Kompression für beide Kupplungen in einem Differentialgetriebe vorzusehen und zwar durch die gleichen Federn, die zwischen den gegenüberliegenden Kupplungen angeordnet sind. Dies ist unerwünscht und nachteilig, weil lediglich die Hälfte der Kraft der * Federn jeder Kupplung zugeführt wird, wodurch es erforderlich ist, eine übermäßig große Anzahl von Federn oder besonders starke und schwere Federn zu verwenden, die vielfach nicht in dein zur Verfugung stehenden Raum eingesetzt werden können, um die gleichen Ergebnisse zu erzielen, wie durch die vorliegende Erfindung. Schraubenfedern, die in derartigen Konstruktionen verwendet werden, erleiden eine Veränderung der Federkonstante und ferner sind diese Schraubenfedern außerordentlich schwierig im zusammengepreßten Zustand einzubauen. Die Verbindungsfedern können einen Kupplungsausgleich und Gleitkräfte von einer Kupplung auf die andere Kupplung übertragen. Diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung ausgeschaltet und zwar durch eine Verwendung von individuellen Plattenfederpackungen, welche in einfacher Weise eingebaut werden können und welche nur einen"geringen Plattenbedarf haben und welche den Abgleich der Kupplung nicht verstellen.

Es sei nunmehr auf Fig, 3 Bezug genommen. Bei dieser abgeänderten Ausführungsform ist eine Anzahl von einzelnen

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Belleville-Federpackungen· zu beiden Seiten der Kupplungsscheiben angeordnet. In diesem Fall ist ein Federpaket 84 innerhalb der Reibungsscheibe zwischen der Druckplatte 74 und der Halterungsplatte 34 oder 36 angeordnet· Die andere Federpackung 86 ist außerhalb der Reibungsscheibe angeordnet und es sind Abstandhalter 90 für die anderen Packungen vorgesehen, die mit dem Gehäuse verkeilt sind. Eine weitere Druckplatte 92, die der Druckplatte 74 entspri cht, ist zwischen den äußeren Federpackungen und dem äußeren Ende der Reibungsscheiben angeordnet, um die Federkräfte auf die Reibungsscheiben zu übertragen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4 dargestellt. Eine Doppelfederpackung 94 ist Rücken an Rücken am inneren Ende der Reibungsscheiben zwischen der Druckplatte 74 und der Halterungsplatten 34 oder 36 angeordnet.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen sind für schwere Betriebszustände bestimmt, wie beispielsweise für Geländefahrzeuge und Hehrfachfederpackungen haben bessere Verschleißeigenschaften für die Reibungsscheiben und dadurch wird die lebensdauer erhöht.

Bei allen Ausführungsformen können Beilagscheiben 96 an jedem Ende der Kupplung eingesetzt v/erden, wenn es erforderlich ist, um Herstellungstoleranzen auszugleichen und um die gewünschte Federbelastung für irgend einen 3pez. Zweck einzustellen«

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Es sei bemerkt» daß ein Axialschub der Seitenzahnräder im $etriet» die Betriebseigenschaften der Kupplungen nicht "beeinflußt, da der Schub der Zahnräder 26, 28 duroh die Schubaoheiben 30, 32 und die Halterungsplatten 34, 36 auf die Gehäuseteile 14, 16 übertragen wird. Der erfindungsgemäße Differentialwirkungs-Verzögerungsmeohanismus ist also nicht von den Funktionen der Antriebskomponenten des Differentialgetriebes abhängig sondern hängt lediglich von der vorbestimmten Vorspannung oder Vorbelastung ab, die eingebaut oder gewünscht ist.

Es wurde ein wirksamer, relativ einfacher und billiger Verzögerungsmechaniamus für die Differentialwirkung geschaffen, der in einfacher Weise eingebaut v/erden kann und der keinem allzu großen Verschleiß unterliegt und der keine wesentlichen Veränderungen im Grundaufbau des Differentialgehäuses erfordert.

Der erfindungsgemäße Differentialkupplungsmechanismus arbeitet vollständig automatisch und ist nicht von Schub der Seitenzahnräder abhängig oder von einer Schaltnockenwirkung die eingeschaltet w-rden nuß, um die Anlage zu betätigen.

Die Erfindung kann auch in anderen speziellen Au:-iührungsformen ausgeführt wurden. Ed können Abänderungen und Veränderungen vorfenonuen werden, die im Rahmen eier 3rrindung

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liegen. Die Erfindung soll nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt sein_e

Patentansprüche

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   .)Differentialgetriebe mit einem GIeitmeohanisinus, welcher ein Gehäuse aufweist, eine Anzahl Ritzel, die
   vom Gehäuse getragen werden, ein Paar fluchtende Ausgangswellen, die drehbar vom Gehäuse getragen werden, ein Paar Seitenzahnräder, die mit den Kitzeln kämmen, wobei die Seitenzahnräder in Antriebsverbindung mit
   den inneren Enden der Wellen .stehen und wobei die
   Seitenzahnräder gegen eine Axialbewegung gehalten sind, und mit Kupplungen innerhalb des Gehäuses, die einer relativen Drehung zwischen einer der Wellen und dem
   Gehäuse einen Widerstand entgegensetzen, gekennzeichnet durch unabhängige lederbaugruppen (48) von denen jede konstant eine der Kupplungen in die eingerückte
   Stellung drückt.

   2« Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede leder aus einer Packung von Belleville-lederplatten (76) besteht, die zwischen dem inneren Ende einer Kupplung und einem Anschlag (36) angeordnet ist, wobei der Anschlag am Gehäuse befestigt ist.

   3. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß jede leder aus einer Packung, aus Belle-

   i ville-Plattenfedern besteht, die zwischen dem inneren I

   Ende einer Kupplung und einem Anschlag angeordnet ist,

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   der

   der am Gehäuse befestigt ist, wobei eine Anzahl von Packungen aus Bellevilie-Federplatten (86) zwischen den äußeren Enden einer der Kupplungen und einem Anschlag angeordnet ist, der am Gehäuse befestigt ist.

   4. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß jede Feder aus zwei Packungen aus Belleville-Federplatten (94) besteht, die gegeneinander anliegen, wobei eine der Packungen gegen einen Anschlag (34) anliegt, der fest am Gehäuse angeordnet ist, und wobei die andere Packung gegen das innere Ende der Kupplung anliegt·

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