DE19839720C1 - Drehmoment-abhängig reagierendes Sperrdifferential mit wenigen Teilen - Google Patents

Abstract

Sperrdifferential mit einem um eine Achse drehbar gehaltenen Differentialkorb mit zwei mit Abstand zueinander angeordneten Seitenrädern, die um die Achse zueinander drehbar im Differentialkorb gelagert sind, und mit einem Ausgleichselement, das mit den Seitenrädern über wechselseitige Verzahnungseingriffe zusammenwirkt, wobei die beiden Seitenräder einander zugewandte Stirnverzahnungen aufweisen, und das Ausgleichselement eine Ausgleichsscheibe ist, die taumelnd so zwischen den Seitenrädern beweglich ist, daß sie mit diametral sich gegenüberliegenden Bereichen ihrer beiden Stirnverzahnungen in die zugeordneten Stirnverzahnungen der Seitenräder eingreift.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sperrdifferential mit einem in einem Getriebegehäuse um eine Achse drehbar gehaltenen Differential­ korb mit zwei mit Abstand zueinander angeordneten Seitenrädern, die um die Achse zueinander drehbar im Differentialkorb gelagert sind, und mit einem Ausgleichselement, das mit den Seitenrädern über wechselseitige Verzahnungseingriffe zusammenwirkt. Hierbei kann das Ausgleichselement alternativ mit dem Differentialkorb drehfest oder mit einer in den Differentialkorb rei­ chenden Antriebswelle drehfest umlaufend gekoppelt sein.

Die gebräuchlichste Form von Differentialgetrieben sind Kegel­ raddifferentiale. Sofern diese mit einer selbsthemmenden bzw. selbstsperrenden Wirkung versehen werden sollen, sind Sperrvor­ richtungen, bevorzugt Lamellenkupplungen, zwischen zweien der im wesentlichen drei gegeneinander um eine Achse drehbaren Glieder - Differentialkorb und zwei Seitenräder - anzuordnen.

Aus der WO 96/41088 ist ein Differential neuartiger Bauart be­ kannt, bei dem Seitenräder mit einer bzw. zwei zueinander wei­ senden Schrägscheibenflächen ausgestattet sind, an denen jeweils taumelnd Scheibenelemente anliegen, von denen zwei drehfest miteinander gekoppelt sind und eines mit dem Differentialkorb umläuft. Die Formgebung dieser Anordnung ist außerordentlich kompliziert.

Aus der EP 0 619 863 B1 ist ein Differentialgetriebe bekannt, bei dem zwischen zwei Seitenrädern miteinander gegenüberliegen­ den Stirnverzahnungen eine Vielzahl von axial gegeneinander ver­ schieblichen, mit stirnseitigen Doppelkeilflächen versehenen Gleitsteinen angeordnet sind. Die Herstellung und Montage dieses Differentials ist hochkompliziert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Differentialgetriebe mit selbsthemmender bzw. selbst­ sperrender Wirkung bei einfachem Aufbau und geringer Teilezahl bereitzustellen.

Die Lösung hierfür besteht jeweils darin, daß die beiden Seiten­ räder einander zugewandte Stirnverzahnungen aufweisen, und daß das Ausgleichselement eine Ausgleichsscheibe ist, die an beiden Stirnseiten Stirnverzahnungen aufweist, die jeweils mit einer der Stirnverzahnungen der Seitenräder zusammenwirken, wobei die Zähnezahl jeweils ineinandergreifender Stirnverzahnungen jeweils um 1 differiert und die Verhältniszahl der Zähnezahlen beider Verzahnungspaarungen ungleich ist, und daß die Ausgleichsscheibe taumelnd so zwischen den Seitenrädern beweglich ist, daß sie mit diametral sich gegenüberliegenden Bereichen ihrer beiden Stirn­ verzahnungen in die zugeordneten Stirnverzahnungen der Seitenrä­ der eingreift. Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus den Unteransprüchen, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird.

Die erstgenannte Bauart, bei der das Ausgleichselement mit dem Differentialkorb drehfest umlaufend gekoppelt ist, ist bevorzugt von symmetrischem Aufbau, wie es als Achsdifferential bevorzugt wird. Die Seitenräder sind hierbei mit eingesteckten Seitenwel­ len verbindbar. Die zweitgenannte Bauart, bei der das Aus­ gleichselement mit einem Ende einer in den Differentialkorb eingeführten Antriebswelle drehfest gekoppelt ist, stellt eine Ausführung dar, die für Mittendifferentiale geeignet ist. Hierbei ist eines der Seitenräder mit einer Hohlwelle zu verbinden, die koaxial zur Antriebswelle verläuft, wobei der Differentialkorb nur der axialen Verbauung der Seitenräder und des Ausgleichsrades dient. Es kann jedoch auch das eine der Seitenräder, mit dem Differen­ tialkorb drehfest verbunden werden.

Der Begriff Seitenräder wird durchgehend verwendet, obwohl die Differentiale mit ihrer Achse auch in Längsrichtung eines Fahr­ zeugs eingebaut werden können.

Die drehfeste Kopplung der bezüglich der Achse taumelnden Aus­ gleichsscheibe kann mittels Konstruktionen erfolgen, die Gleich­ laufdrehgelenken entsprechen und insbesondere in Längsführungen im Differentialkorb eingreifende umfangsverteilte Zapfen am Aus­ gleichselement aufweisen oder eine auf der Antriebswelle be­ festigte Nabe, wobei drehmomentübertragende Kugeln in Kugelril­ len auf der Nabe und in der Ausgleichsscheibe gehalten sind. Auf den genannten Zapfen können dabei Rollen oder Gleitsteine win­ kelbeweglich angeordnet sein. Die erwähnten Kugeln können in einem Kugelkäfig in einer gemeinsamen Ebene gehalten werden. Die zuerst genannte Gelenkkonstruktion kann auch zwischen einer Antriebswellennabe und der Ausgleichsscheibe eingesetzt werden, ebenso wie die zweitgenannte Kugelgelenkkonstruktion auch zwi­ schen der Ausgleichsscheibe und dem Differentialkorb ausgeführt werden kann.

Die genannten Verhältnisse der Zähnezahlen sind nach einem er­ sten Ausgestaltungsmuster dann erfüllt, wenn die Ausgleichs­ scheibe mit Stirnverzahnungen untereinander gleicher Zähnezahl z = n ausgestaltet ist und ein Seitenrad eine Stirnverzahnung mit einer um 1 kleineren Zähnezahl z = n - 1 und das andere Seitenrad eine Stirnverzahnung mit einer um 1 größeren Zähnezahl z = n + 1 aufweist. Hiermit ist eine ungleiche Drehmoment­ verteilung zwischen den Seitenrädern möglich. Nach einem zweiten Ausgestaltungsmuster sind die Bedingungen erfüllt, wenn beide Seitenräder mit Stirnverzahnungen mit untereinander gleicher Zähnezahl z = n ausgestaltet sind und die Ausgleichsscheibe auf einer Seite eine Stirnverzahnung mit einer um 1 kleineren Zähne­ zahl z = n - 1 und auf der anderen Seite eine Stirnverzahnung mit einer um 1 größeren Zahl z = n + 1 aufweist. Diese Ausführung mit gleichen Seitenrädern reduziert die Teilvielfalt.

Bei der umlaufenden taumelnden Bewegung der Ausgleichsscheibe, die aufgrund der jeweils unterschiedlichen Zähnezahlen gegenläu­ fige Bewegungen der Seitenräder erzwingt, findet Gleitreibung an den Verzahnungsoberflächen statt, die unter einem übereinstim­ menden Gleitwinkel in Bezug auf die jeweiligen Rad- bzw. Schei­ benelementen liegen, die die gewünschte drehmomentabhängige Sperrwirkung erzeugen. Die Seitenräder stützen sich hierbei axial am Differentialkorb ab. Durch Verwendung von Axiallagern zwischen Seitenrädern und Differentialkorb kann die Sperrwirkung relativ gering gehalten werden. Werden einfache Gleitscheiben anstelle von Axiallagern eingesetzt, entsteht eine erhöhte Sperrwirkung. Sofern anstelle von Gleitscheiben Reibscheiben­ elemente zwischen den Seitenrädern und dem Differentialkorb zum Einsatz kommen, kann die Sperrwirkung noch erhöht werden.

Wenn das Innere des Differentialkorbs mit einer viskosen Flüs­ sigkeit gefüllt wird und mit Dichtungen zu einem abgeschlossenen hydraulischen System ausgebildet wird, wirken die ineinander­ greifenden Stirnverzahnungen ähnlich wie zwei Zahnradpumpen, wobei jedoch keine Ansaug- und Druckkanäle vorhanden sind, so daß wesentliche zusätzliche hydraulische Verlustarbeit geleistet wird, die eine differenzdrehzahlabhängige Sperrwirkung erzeugt, die die in den Verzahnungen entstehende drehmomentabhängige Sperrwirkung des Differentialgetriebes erhöht.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele finden sich in den nachfolgenden Zeichnungen.

Fig. 1a zeigt ein erfindungsgemäßes Differential in perspekti­ vischer Ansicht mit teilweise weggebrochenem Gehäuse in einer ersten Ausführung mit Rollen auf dem Zapfen;

Fig. 1b zeigt ein erfindungsgemäßes Differential in perspekti­ vischer Ansicht mit teilweise weggebrochenem Gehäuse in einer zweiten Ausführung mit Gleitsteinen auf dem Zapfen;

Fig. 2 zeigt den Rädersatz der Differentiale nach Fig. 1 in perspektivischer Explosionsdarstellung;

Fig. 3 zeigt ein Differential in der Ausführung nach Fig. 1a im Längsschnitt;

Fig. 4 zeigt ein Differential ähnlich Fig. 3 in abgewandelter Ausführung im Längsschnitt;

Fig. 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Differential in einer weiteren Ausführung im Längsschnitt.

Fig. 6 zeigt eine Darstellung des Rädersatzes eines Sperr­ differentials anhand einer halben Abwicklung (180°) der miteinander im Eingriff befindlichen Seitenräder mit der dazwischenliegenden Ausgleichsscheibe in einer ersten Ausgestaltung.

Fig. 7 zeigt eine Darstellung des Rädersatzes eines Sperr­ differentials anhand einer halben Abwicklung (180°) der miteinander im Eingriff befindlichen Seitenräder mit der dazwischenliegenden Ausgleichsscheibe in einer zweiten Ausgestaltung.

Die Fig. 1a und 1b werden nachstehend weitgehend gemeinsam beschrieben. In den Figuren ist jeweils ein Differentialkorb 11 eines erfindungsgemäßen Differentials gezeigt, der aus zwei Gehäuseteilen 12, 13 zusammengesetzt ist, die über Flanschteile 14, 15 miteinander zu verschrauben sind. Schraubenlöcher 16, 17 sind jeweils geschnitten erkennbar. Die entsprechenden Bolzen sind nicht dargestellt. Am verspannten Flansch ist ein Tellerrad zum Antrieb des Differentialkorbs 11 anschraubbar. Die Gehäuse­ teile 12, 13 haben jeweils Hülsenansätze 18, 19, die auf der Außenseite Lagersitze bzw. Lagerflächen zur drehbaren Lagerung des Differentialkorbs 11 in einem Getriebegehäuse bilden. In die Hülsenansätze 18, 19 sind Achswellen einsteckbar, die mit zwei Seitenrädern 20, 21 verbindbar sind, die koaxial mit Abstand zueinander im Differentialkorb 11 drehbar gehalten sind. Die Seitenräder 20, 21 haben Stirnverzahnungen 22, 23, die in zu­ geordnete Stirnverzahnungen einer Ausgleichsscheibe 25 eingrei­ fen, gegenüber der die Seitenräder entgegengesetzt gerichtete Drehbewegungen ausüben können. Die Stirnverzahnungen der Aus­ gleichsscheibe 25 sind mit 28, 29 bezeichnet. Die Seitenräder 20, 21 stützen sich über Axiallager 30, 31 am Differentialkorb 11 nach außen ab. An der Ausgleichsscheibe 25 ist einer von drei umfangsverteilten Zapfen 26 erkennbar, auf dem nach Fig. 1a eine Rolle 27 drehbar gehalten ist bzw. nach Fig. 1b ein Gleit­ stein 24 drehbar aufgesetzt ist. Der Zapfen 26 ist an einer Seite abgeflacht, um Freigang für die Bearbeitung der Stirn­ verzahnung 28 zu schaffen. Die Rolle 27 bzw. der Gleitstein 24 auf dem Zapfen ist in einer Längsführung 32 im Differentialkorb 11 geführt, so daß die Ausgleichsscheibe 25 mit dem Differenti­ alkorb 11 drehzahlgleich umläuft, sich jedoch dabei taumelnd zur Längsachse des Differentialkorbs bewegen kann.

In Fig. 2 sind die Seitenräder 20, 21 und die Ausgleichsscheibe 25 mit Abstand zueinander in koaxialer Ausrichtung dargestellt.

Eine solche koaxiale Anordnung tritt im montierten Zustand nicht ein. An der Ausgleichsscheibe 25 sind zwei von drei Zapfen 26 sichtbar; Rollen sind nicht montiert. Die Zapfen 26 sind auf entgegengesetzten Seiten abgeflacht, um Freigang für die Be­ arbeitung der Stirnverzahnungen 28, 29 zu schaffen. Die Stirn­ verzahnung 22 des ersten Seitenrades 20 hat hierbei 13 Zähne, die damit zusammenwirkende Stirnverzahnung 28 der Ausgleichs­ scheibe 25 hat 14 Zähne. Gleichfalls 14 Zähne hat die zweite Stirnverzahnung 29 der Ausgleichsscheibe 25, die mit der Stirn­ verzahnung 23 des zweiten Seitenrades 21 zusammenwirkt; diese Stirnverzahnung 23 hat 15 Zähne. Es ist erkennbar, daß auf diese Weise bei vollem Eingriff einer der Zähne der Stirnverzahnungen 28, 29 der Ausgleichsscheibe 25 in die Gegenverzahnungen 22, 23, der jeweils diametral gegenüberliegende Zahn der Stirnverzahnun­ gen 28, 29 auf einem Zahnkopf der Gegenverzahnungen 22, 23 Kon­ takt hat, so daß zum einen die Schrägstellung der Ausgleichs­ scheibe 25 im Differentialkorb und zum anderen die Möglichkeit entgegengesetzter relativer Verdrehung der Achswellenräder 20, 21 gegenüber der Ausgleichsscheibe 25 verständlich wird.

In Fig. 3 ist der Differentialkorb 11 mit den bereits angespro­ chenen Gehäusehälften 12, 13, den Flanschteilen 14, 15 und den Hülsenansätzen 18, 19 erkennbar, weiterhin Axiallager 30, 31, mittels derer sich die Seitenräder 20, 21 im Differentialkorb abstützen. Im Differentialkorb 11 sind die Seitenräder 20, 21 und die Ausgleichsscheibe 25 in echter Schnittdarstellung ge­ zeigt. Der Schnitt durch die Ausgleichsscheibe 25 verläuft durch einen der Zapfen 26, auf dem die Rolle 27 erkennbar ist. Diese ist in einer eingefrästen Längsführung 32 gehalten, an deren Seitenwänden sie abrollen kann. Auf diese Weise läuft die Aus­ gleichsscheibe 25 mit dem Differentialkorb 11 drehzahlgleich um. Die Ausgleichsscheibe 25 ist im positiven Sinn gegenüber der nicht eingezeichneten Längsachse des Differentialkorbs 11 ge­ kippt. Bezüglich der Situation zwischen dem ersten Seitenrad 20 und der Ausgleichsscheibe ist in der oberen Bildhälfte erkenn­ bar, daß zwei Zähne der Stirnverzahnungen 22, 28 sich Kopf auf Kopf berühren (gegenüber der Bildebene leicht zurückliegend), während sich in der unteren Bildhälfte erkennen läßt, wie einer der Zähne der Stirnverzahnung 22 in einen Zahngrund der Stirn­ verzahnung 28 eingreift. Die umgekehrte Situation ist zwischen der Ausgleichsscheibe 25 und dem zweiten Seitenrad 21 erkennbar, wo in der oberen Bildhälfte einer der Zähne der Stirnverzahnung 29 der Ausgleichsscheibe 25 in einen Zahngrund der Stirnver­ zahnung 23 des zweiten Seitenrades 21 eingreift, während in der unteren Bildhälfte ein Zahn der Stirnverzahnung 29 mit einem Zahn der Stirnverzahnung 23 Kopf an Kopf aufeinanderliegen. Die Axiallager 30, 31 reduzieren die Reibung der Seitenräder 20, 21 gegenüber dem Differentialkorb und damit die Sperrwirkung des Differentials.

In Fig. 4 ist im wesentlichen ein ähnliches Differential wie in Fig. 3 gezeigt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen; auf die Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. Axiallager zur Abstützung der Seitenräder sind nicht vorgesehen. Stattdessen sind einfache Gleitscheiben 34, 35 vorhanden. Da­ rüber hinaus weist dieses Differential drei Dichtungen 33, 36, 37 auf, wobei erstere die beiden Gehäuseteile 12, 13 im Bereich der Flanschteile 14, 15 gegeneinander abdichtet und letztere die Seitenräder 20, 21 gegenüber den Gehäuseteilen 12, 13. In die Seitenräder 20, 21 sind innen abdichtende Deckel 38, 39 einge­ setzt. Somit ist der Differentialkorb 11 flüssigkeitsdruckdicht nach außen. Die Längsführung 32 ist hier als Innennut in der Gehäusehälfte 13 vorgesehen. Der etwas gekürzte Zapfen 26 glei­ tet unmittelbar in der Längsführung 32. In der hiermit gezeigten Ausführung ist bei Füllung des abgedichteten Innenraums mit hinreichend viskoser Flüssigkeit stets eine zahnradpumpenähnli­ che Wirkung in den beiden Verzahnungseingriffen vorhanden, die den Widerstand gegen eine relative Drehung der Seitenräder 20, 21 relativ zueinander und zur Ausgleichscheibe 25 und damit die Sperrwirkung des Differentials, um einen differenzdrehzahlabhän­ gigen Anteil erhöht.

In Fig. 5 ist ein Differentialkorb 111 gezeigt, der im wesent­ lichen aus einem napfartigen Gehäuseteil 112 und einem in dessen Innenöffnung eingesetzten Sprengring 113 zusammengesetzt ist. Am Gehäuseteil 112 ist ein Hülsenansatz 118 angeformt, in den eine erste Seitenwelle 140 eingesteckt ist. Mit der Seitenwelle 140 ist ein erstes Seitenrad 120 einstückig verbunden. Am offenen Ende des Gehäuseteils 112, das mit dem Sprengring 113 versehen ist, ist ein zweites Seitenrad 121 eingesetzt, an dem einstückig ein Hülsenansatz 119 angeformt ist. Durch den Hülsenansatz 119 ist eine Antriebswelle 149 eingesteckt. Die Seitenräder 120, 121 haben nach innen gerichtete Stirnverzahnungen 122, 123, die mit jeweils zugeordneten Stirnverzahnungen einer Ausgleichsscheibe 125 zusammenwirken, gegenüber der die Seitenräder 120, 121 ent­ gegengesetzt gerichtete Drehbewegungen ausüben können. Die Stirnverzahnungen der Ausgleichsscheibe, die taumelnd zwischen den Seitenrädern bewegbar ist, sind mit 128, 129 bezeichnet. Die Ausgleichsscheibe 125 wird von der Antriebswelle 149 über eine Kugelgelenkkonstruktion drehend angetrieben, wobei eine Kugelna­ be 143 mit der Welle 149 verbunden ist, das Gelenkaußenteil von der Ausgleichsscheibe 125 gebildet wird und drehmomentübertra­ gende Kugeln 146 in Kugelrillen 145 des Nabenkörpers 143 und Kugelrillen 147 des Scheibenkörpers der Ausgleichsscheibe 125 in Umfangsrichtung formschlüssig eingreifen, wobei sie in den Ku­ gelrillen abrollen und die Taumelbewegung der Ausgleichsscheibe 125 ermöglichen. Mittels eines Käfigelements 148 sind die Kugel­ körper 146 in einer gemeinsamen Ebene gehalten und auf die win­ kelhalbierende Ebene zwischen der Mittelebene des Nabenkörpers 143 und der Mittelebene der Ausgleichsscheibe 125 eingestellt. Das Seitenrad 120 ist über ein Axiallager 130 gegenüber dem Gehäuseteil 112 abgestützt, das Seitenrad 121 stützt sich un­ mittelbar am Sprengring 113 ab. Hiermit umfaßt das Differential die Funktionsteile Seitenrad 120, das über die Welle 140 an­ treibbar ist, Seitenrad 121, das über die Hülse 119 mittels einer Verzahnung 141 antreibbar ist und Ausgleichsscheibe 125, das über die Gelenkkonstruktion von der Antriebswelle 149 an­ treibbar ist. Der Differentialkorb 111 kann sich gegenüber den genannten Teilen frei drehen und dient nur der axialen Verbauung der Teile sowie der Lagerung in einem Gehäuse. Abweichend von der hergestellten Ausführung ist es möglich, das Seitenrad 121 drehfest mit dem Korb 111 zu verbinden und Drehmoment über den Korb 111 in das Seitenrad 121 einzuleiten.

In Fig. 6 haben die beiden Seitenräder 20, 21 Stirnverzahnungen von gleicher Zähnezahl z = n, während die dazwischenliegende Aus­ gleichsscheibe 25 auf einer Seite eine um 1 höhere Zähnezahl z = n + 1 und auf der anderen Seite eine um 1 niedrigere Zähnezahl z = n - 1 auf dem gesamten Umfang von 360° hat. In der Darstellung ist jedoch nur ein Abschnitt von 180° abgewickelt. Die Dreh­ richtung und die Taumelbewegungen der Ausgleichsscheibe und die relativen Drehbewegungen der Seitenräder sind durch Pfeile be­ zeichnet. Die Zähne jedes Rades sind laufend numeriert. Eine Ausgleichsbewegung zwischen den Seitenrädern 20, 21 wird durch die unterschiedlichen Zähnezahlverhältnisse zwischen Seitenrad und Ausgleichsscheibe auf den beiden Seiten der Ausgleichsschei­ be im Zusammenspiel mit einer Taumelbewegung der Ausgleichs­ scheibe im Differentialkorb erzielt. Bei einer vollständig um­ laufenden Taumelbewegung der Ausgleichsscheibe 25 bleibt ein Seitenrad jeweils um einen Zahn gegenüber der Ausgleichsscheibe zurück, während das zweite Seitenrad dieser um einen Zahn vor­ auseilt. Hierdurch ist eine Ausgleichsfunktion des Getriebes gegeben. Die Ausgleichsscheibe 25 kann mit dem Differentialkorb oder einer Innenantriebswelle drehfest verbunden sein.

In Fig. 7 ist eine Ausgleichsscheibe 25' mit beidseitig glei­ cher Zähnezahl z = n und zwei ungleich ausgeführten Seitenrädern 20', 21' mit davon abweichender Zähnezahl z = n - 1 bzw. z = n + 1 dar­ gestellt. Auch hier ist nur die Hälfte des vollständigen Umfangs der Teile von 180° abgewickelt, jeweils begrenzt durch die voll­ ständigen Verzahnungseingriffe der Ausgleichsscheibe 25' mit je einem der Seitenräder 20', 21'. Die Drehrichtung und die Taumel­ bewegungen der Ausgleichsscheibe und die relativen Drehbewegun­ gen der Seitenräder sind durch Pfeile bezeichnet. Die Zähne jedes Rades sind laufend numeriert. Auch hierbei ergeben sich ungleiche Zähnezahlverhältnisse zwischen Seitenrad und Aus­ gleichsscheibe auf den beiden Seiten der Ausgleichsscheibe 25, so daß auch hier bei einer vollständig umlaufenden Taumelbewe­ gung der Ausgleichsscheibe ein Seitenrad jeweils um einen Zahn gegenüber der Ausgleichsscheibe zurückbleibt, während das zweite Seitenrad gegenüber dieser um einen Zahn vorauseilt. Die Aus­ gleichsfunktion des Getriebes ist hierbei in der gleichen Weise verwirklicht.

Bezugszeichenliste

11

Differentialkorb

12

Gehäusehälfte

13

Gehäusehälfte

14

Flanschteil

15

Flanschteil

16

Schraubenloch

17

Schraubenloch

18

Hülsenansatz

19

Hülsenansatz

20

Seitenrad

21

Seitenrad

22

Stirnverzahnung (

20

)

23

Stirnverzahnung (

21

)

24

Gleitstein

25

Ausgleichsscheibe

26

Zapfen

27

Rolle

28

Stirnverzahnung (

25

)

29

Stirnverzahnung (

25

)

30

Axiallager

31

Axiallager

32

Führungsbahn

33

Dichtung

34

Gleitscheibe

35

Gleitscheibe

36

Dichtung

37

Dichtung

38

Deckel

39

Deckel

111

Differentialkorb

112

Gehäuseteil

113

Sprengring

118

Hülsenansatz

119

Hülsenansatz

120

Seitenrad

121

Seitenrad

122

Stirnverzahnung

123

Stirnverzahnung

125

Ausgleichsscheibe

130

Axiallager

140

Seitenwelle

141

Verzahnung

143

Kugelnabe

144

-

145

Rille

146

Kugel

147

Rille

148

Kugelkäfig

149

Antriebswelle

Claims (18)

1. Sperrdifferential fit einem in einem Getriebegehäuse um eine Achse drehbar gehaltenen Differentialkorb (11) mit zwei mit Abstand zueinander angeordneten Seitenrädern (20, 21), die um die Achse zueinander drehbar im Differential­ korb (11) gelagert sind, und mit einem Ausgleichselement, das mit den Seitenrädern (20, 21) über wechselseitige Ver­ zahnungseingriffe zusammenwirkt und mit dem Differential­ korb (11) drehfest gekoppelt ist, der seinerseits drehend antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Seitenräder (20, 21) einander zugewandte Stirnverzahnungen (22, 23) aufweisen, und
daß das Ausgleichselement eine Ausgleichsscheibe (25) ist, die an beiden Stirnseiten Stirnverzahnungen (28, 29) auf­ weist, die jeweils mit einer der Stirnverzahnungen (22, 23) der Seitenräder (20, 21) zusammenwirken, wobei die Zähne­ zahl jeweils ineinandergreifender Stirnverzahnungen (22/28, 23/29) jeweils um 1 voneinander differiert, und die Ver­ hältniszahl der Zähnezahlen beider Verzahnungspaarungen (22/28, 23/29) ungleich ist, und
daß die Ausgleichsscheibe (25) taumelnd so zwischen den Seitenrädern (20, 21) beweglich ist, daß sie mit diametral sich gegenüberliegenden Bereichen ihrer beiden Stirnverzah­ nungen (28, 29) in die zugeordneten Stirnverzahnungen (22, 23) der Seitenräder (20, 21) eingreift.

2. Differential nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsscheibe (25) zumindest ein peripher an­ geordnetes Mitnehmerelement aufweist, und daß im Differen­ tialkorb eine außermittig verlaufende Längsführung (27) ausgebildet ist, wobei Mitnehmerelement und Längsführung zur drehfesten Koppelung von Ausgleichsscheibe (25) und Differentialkorb (11) ineinandergreifen.

3. Differential nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkorb (11) einen Flansch (14, 15) zum Anschrauben von Mitteln zum drehbaren Antrieb aufweist und daß die Seitenräder (20, 21) jeweils mit Abtriebswellen verbunden sind, die drehbar in den Differentialkorb (11) eingesteckt sind.

4. Differential nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß drei umfangsverteilte radial nach außen weisende Zapfen (26) als Mitnehmerelemente an der Ausgleichsscheibe (25) befestigt sind, die in drei entsprechend umfangsverteilte Längsführungen (27) im Differentialkorb (11) eingreifen.

5. Differential nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Zapfen (26) Rollenkörper (27) angeordnet sind.

6. Differential nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Zapfen (26) Gleitsteine (24) angeordnet sind.

7. Sperrdifferential mit einem in einem Getriebegehäuse um eine Achse drehbar gehaltenen Differentialkorb (111) mit zwei mit Abstand zueinander angeordneten Seitenrädern (120, 121), die um die Achse zueinander drehbar im Differential­ korb (111) gelagert sind, und mit einem Ausgleichselement, das mit den Seitenrädern (120, 121) über wechselseitige Verzahnungseingriffe zusammenwirkt und mit einer in den Differentialkorb (111) hineinreichenden Antriebswelle (149) drehfest gekoppelt ist, die drehend antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Seitenräder (120, 121) einander zugewandte Stirnverzahnungen (122, 123) aufweisen, und
daß das Ausgleichselement eine Ausgleichsscheibe (125) ist, die an beiden Stirnseiten Stirnverzahnungen (128, 129) aufweist, die jeweils mit einer der Stirnverzahnungen (122, 123) der Seitenräder (120, 121) zusammenwirken, wobei die Zähnezahl jeweils ineinandergreifender Stirnverzahnungen (122/128; 123/129) jeweils um 1 voneinander differiert und die Verhältniszahl der Zähnezahlen beider Verzahnungspaa­ rungen (122/128; 123/129) ungleich ist, und
daß die Ausgleichsscheibe (125) taumelnd so zwischen den Seitenrädern (120, 121) beweglich ist, daß sie mit diame­ tral sich gegenüberliegenden Bereichen ihrer beiden Stirn­ verzahnungen (128, 129) in die zugeordneten Stirnverzahnun­ gen (122, 123) der Seitenräder (120, 121) eingreift.

8. Differential nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsscheibe (125) zumindest eine außermittige Innenlängsführung aufweist, und daß an der Antriebswelle (149) zumindest ein peripher angeordnetes Mitnehmerelement ausgebildet ist, wobei Mitnehmerelement und Innenlängs­ führung zur drehfesten Koppelung von Ausgleichsscheibe (125) und Antriebswelle (149) ineinandergreifen.

9. Differential nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkorb (111) gegenüber den Seitenrädern (120, 121) frei drehbar ist.

10. Differentialkorb nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbar im Differentialkorb (111) gelagerten Sei­ tenräder (120, 121) jeweils mit Seitenwellen verbindbar sind, von denen eine als zur Antriebswelle (149) koaxiale Hohlwelle ausgebildet ist.

11. Differential nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Antriebswelle (125) ein Nabenkörper mit drei umfangsverteilten Radialzapfen angeordnet sind, die in drei Innennuten in der Ausgleichsscheibe (125) eingreifen.

12. Differential nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Antriebswelle (149) ein Nabenkörper (143) mit äußeren Kugelrillen (145) angeordnet ist, daß die Ausgleichsscheibe (125) mit inneren Kugelrillen (147) ver­ sehen ist und daß Nabenkörper (143) und Ausgleichsscheibe (125) zusammen mit Kugeln (146) und einem Kugelkäfig (148) ein Gleichlaufdrehgelenk bilden.

13. Differential nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsscheibe (25, 125) mit Stirnverzahnungen (28, 29, 128, 129) von untereinander gleicher Zähnezahl (z = n) ausgestaltet ist und daß ein Seitenrad (20, 120) eine Stirnverzahnung (22, 122) mit einer um eins kleineren Zäh­ nezahl (z = n - 1) und das andere Seitenrad (21, 121) eine Stirnverzahnung (23, 123) mit einer um eins größeren Zähne­ zahl (z = n + 1) aufweist.

14. Differential nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seitenräder (20, 21, 120, 121) mit Stirnverzah­ nungen (22, 23, 122, 123) mit untereinander gleicher Zähne­ zahl (z = n) ausgestaltet sind und daß die Ausgleichsscheibe (25, 125) auf einer Seite eine Stirnverzahnung (28, 128) mit einer um eins kleineren Zähnezahl (z = n - 1) und auf der anderen Seite eine Stirnverzahnung (29, 129) mit einer um eins größeren Zähnezahl (z = n + 1) aufweist.

15. Differential nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest ein gegenüber dem Differentialkorb (11, 111) drehbares Seitenrad (21, 121) über ein Axiallager (31) im Differentialkorb axial abstützt.

16. Differential nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest ein gegenüber dem Differentialkorb (11, 111) drehbares Seitenrad (21, 121) über eine Gleitscheibe (35) im Differentialkorb axial abstützt.

17. Differential nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest ein gegenüber dem Differentialkorb (11, 111) drehbares Seitenrad (21, 121) über Reibscheiben im Differentialkorb axial abstützt.

18. Differential nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß Dichtungen (36, 37) zwischen dem Differentialkorb (11, 111) und den demgegenüber drehbaren Teilen (20, 21, 120, 121) vorgesehen sind, die einen abgedichteten Innenraum im Differentialkorb (11, 111) bilden, der zumindest teilweise mit einem viskosen Fluid gefüllt ist.