DE202020106976U1

DE202020106976U1 - Sperrdifferenzial

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Publication number: DE202020106976U1
Application number: DE202020106976.4U
Authority: DE
Original assignee: Dana Italia SRL
Current assignee: Dana Italia SRL
Priority date: 2020-12-03
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2022-03-07
Anticipated expiration: 2030-12-04
Also published as: CN217381502U; US20220178434A1

Abstract

Sperrdifferenzial (1), umfassend:
ein Seitenrad (2a),
einen Differenzialplanetenträger (3) zum Antreiben des Seitenrades (2a),
ein Verriegelungselement (4) zum wahlweisen drehfesten Verriegeln des Seitenrades (2a) mit dem Differenzialplanetenträger (3),
eine Kolbenanordnung (5) zum Betätigen des Verriegelungselements (4), und
ein elastisches Element (6),
wobei die Kolbenanordnung (5), um eine drehfeste Verriegelung des Seitenrades (2a) mit dem Differenzialplanetenträger (3) herzustellen, dazu ausgelegt ist, das Verriegelungselement (4) über das elastische Element (6) zu betätigen.

Description

Das vorliegende Dokument betrifft das Gebiet mechanischer Sperrdifferenziale. Konkret betrifft der Gegenstand dieses Dokuments ein mechanisches Sperrdifferenzial für ein Fahrzeug.
Sperrdifferenziale sind in der Automobiltechnologie allgemein bekannt. Sie gestatten eine drehfeste Verriegelung der Seitenräder und des Differenzialplanetenträgers, auch als Differenzialgehäuse bezeichnet, des Differenzials, um ein Durchdrehen von Rädern in Fahrsituationen zu vermeiden, in denen ein Rad Bodenhaftung verliert oder vom Boden angehoben wird.
Beispielsweise offenbart die US5273499 eine Kupplung zum Verriegeln eines Differenzialzahnrades für ein Fahrzeug, in der eine bewegbare Hälfte der Kupplung indirekt über eine Schiebehülse und Zwischenelemente in einer Eingriffsrichtung geschoben wird. Dann hält die Schiebehülse mit einer Verriegelungsfläche die Zwischenelemente fest in einer Verriegelungsposition zwischen einer Lagerfläche der bewegbaren Hälfte und einer axial stationären Haltefläche. Flanken von Kupplungszähnen einer axial stationären Hälfte und der bewegbaren Hälfte bilden in der Achsrichtung einen Ablenkungswinkel aus. Die Lagerfläche und die Haltefläche bilden einen Keilwinkel aus. Die Verriegelungsfläche der Gleithülse ist in einer axialen Richtung geneigt, einen kleinen Freigabewinkel ausbildend. Um die Kupplung zu öffnen, wird die Gleithülse weggezogen. Ein Drehmoment produziert durch den Ablenkungswinkel eine axiale Ablenkungskraft, die dann die Kupplung ausrückt. Gleichzeitig werden die Zwischenelemente durch den Keilwinkel aus ihrer Verriegelungsposition gedrückt. Eine kleine Haltekraft und eine kleine Lösekraft auf die Gleithülse reichen aus, um die Kupplung auch gegen maximales Drehmoment eingerückt zu halten und auszurücken.
Während des Betriebs verursachen jedoch bekannte Sperrdifferenziale häufig einen hohen Grad von Verschleiß mechanischer Teile, was die Betriebsfähigkeit erheblich beeinträchtigen und die Lebensdauer des Differenzials verkürzen kann.
Folglich besteht Bedarf an einem Sperrdifferenzial mit einer verlängerten Lebensdauer.
Dieses Problem wird durch ein Sperrdifferenzial nach Anspruch 1 gelöst. Spezielle Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Dementsprechend wird ein Sperrdifferenzial bereitgestellt, insbesondere ein mechanisches Sperrdifferenzial für ein Fahrzeug. Das Sperrdifferenzial umfasst ein Seitenrad, einen Differenzialplanetenträger, auch bezeichnet als Differenzialgehäuse, zum Antreiben des Seitenrades. Typischerweise sind der Differenzialplanetenträger und das Seitenrad mit Bezug auf eine Drehachse drehbar. Das Sperrdifferenzial umfasst ferner ein Verriegelungselement zum wahlweisen drehfesten Verriegeln des Seitenrades mit dem Differenzialplanetenträger. Darüber hinaus umfasst das Sperrdifferenzial eine Kolbenanordnung zum Betätigen des Verriegelungselements und ein elastisches Element wie eine Druckfeder oder dergleichen. Um das Seitenrad am Differenzialplanetenträger gegen Drehen zu verriegeln, ist die Kolbenanordnung dazu ausgelegt, das Verriegelungselement über das elastische Element zu betätigen. Typischerweise ist das elastische Element zwischen der Kolbenanordnung und dem Verriegelungselement angeordnet.
Aufgrund der Tatsache, dass die Kolbenanordnung dazu ausgelegt ist, das Verriegelungselement über das elastische Element zu betätigen, kann in Situationen, in denen Bewegung oder weitere Bewegung des Verriegelungselements während eines Verriegelungsvorgangs blockiert ist, eine über die Kolbenanordnung auf das Verriegelungselement ausgeübte Kraft begrenzt werden. Beispielsweise kann die Kolbenanordnung selbst dann, wenn eine Bewegung oder weitere Bewegung des Verriegelungselements blockiert ist, mindestens einen Teil ihres Hubs fortsetzen, beispielsweise durch mindestens teilweises Zusammendrücken des elastischen Elements. Auf diese Weise kann Verschleiß mechanischer Komponenten reduziert werden, und die Lebensdauer des Sperrdifferenzials kann verlängert werden.
Die Kolbenanordnung, das elastische Element und das Verriegelungselement können so ausgelegt sein, dass dann, wenn eine Verriegelungsbewegung des Verriegelungselements blockiert ist, bevor das Verriegelungselement das Seitenrad mit dem Differenzialplanetenträger drehfest verriegelt, die Kolbenanordnung dazu ausgelegt ist, sich durch Zusammendrücken oder teilweises Zusammendrücken des elastischen Elements zwischen der Kolbenanordnung und dem Verriegelungselement relativ zu dem Verriegelungselement zu bewegen.
Das Sperrdifferenzial kann einen Achsgehäuseabschnitt und eine Hydraulikkammer umfassen, ausgebildet zwischen dem Achsgehäuseabschnitt und der Kolbenanordnung. Die Hydraulikkammer kann dazu ausgelegt sein, mit einer Flüssigkeit gefüllt zu sein, um die Kolbenanordnung zu bewegen, um eine drehfeste Verriegelung des Seitenrades mit dem Differenzialplanetenträger herzustellen. Eine im Achsgehäuse ausgebildete Hydraulikkammer gestattet ein kompaktes Design des Hydrauliksystems, ohne zusätzlichen Raum im Sperrdifferenzial zu verlangen. Die Hydraulikkammer kann mit einem Hydraulikbehälter und/oder einer Hydraulikpumpe fluidisch verbunden sein. Eine oder mehrere Dichtungen können vorgesehen sein, um zwischen der Kolbenanordnung und dem Achsgehäuseabschnitt angeordnet zu werden, um ein Austreten von Flüssigkeit aus der Hydraulikkammer zu verhindern. Die Flüssigkeit kann ein Schmiermittel wie Hydrauliköl sein.
Das Sperrdifferenzial kann ferner ein Schubelement, angeordnet zwischen mindestens einem Abschnitt des elastischen Elements und mindestens einem Abschnitt des Verriegelungselements, umfassen, sodass die Kolbenanordnung zum Herstellen einer drehfesten Verriegelung des Seitenrades mit dem Differenzialplanetenträger dazu ausgelegt ist, das Verriegelungselement über das elastische Element und das Schubelement zu betätigen. Die Verwendung eines Schubelements gestattet eine Betätigung des Verriegelungselements über das elastische Element und des Schubelements in einer indirekten Weise, sodass die Kolbenanordnung frei ist, einen vollen Hub auch dann abzuschließen, wenn die Bewegung des Verriegelungselements blockiert ist. Das Schubelement kann ringförmig sein. Das Schubelement kann einen ersten abgestuften Abschnitt oder eine erste ringförmige Nut zum Aufnehmen des elastischen Elements umfassen. Vorzugsweise kann das Schubelement an eine Innenfläche der Kolbenanordnung angrenzen, sodass eine seitliche Bewegung des Schubelements relativ zu einer Bewegungsrichtung der Kolbenanordnung verhindert wird. Das Schubelement kann einen zweiten abgestuften Abschnitt oder eine zweite ringförmige Nut zum Aufnehmen des Verriegelungselements umfassen. Vorzugsweise kann das Schubelement an eine der Kolbenanordnung zugewandte Oberfläche des Verriegelungselements angrenzen, sodass eine seitliche Bewegung des Verriegelungselements relativ zu einer Bewegungsrichtung der Kolbenanordnung verhindert wird. Das Schubelement kann aus einem Metall wie beispielsweise Stahl hergestellt sein.
Die Kolbenanordnung kann einen ersten mechanischen Anschlag und einen zweiten mechanischen Anschlag umfassen. Das elastische Element oder mindestens ein Abschnitt des elastischen Elements kann zwischen dem ersten mechanischen Anschlag und dem zweiten mechanischen Anschlag angeordnet sein, sodass der erste mechanische Anschlag und der zweite mechanische Anschlag Bewegung des elastischen Elements relativ zur Kolbenanordnung begrenzen. Vorzugsweise sind die mechanischen Anschläge in dichter Nähe zu den Längsenden der Kolbenanordnung angeordnet. In dieser Konfiguration kann die Größe des elastischen Elements erhöht sein, sodass durch die Kompression des elastischen Elements mehr potenzielle Energie gespeichert werden kann, sodass ein höherer Druck zum Versetzen der Kolbenanordnung bereitgestellt werden kann.
Mindestens ein Abschnitt des Schubelements kann zwischen dem elastischen Element und dem zweiten mechanischen Anschlag angeordnet sein, sodass der zweite mechanische Anschlag Bewegung des Schubelements relativ zur Kolbenanordnung begrenzt. Insbesondere kann eine erste Vorderseite des Schubelements an den zweiten mechanischen Anschlag angrenzen. Eine zweite Vorderseite des Schubelements, der ersten Vorderseite gegenüberliegend, kann an das elastische Element angrenzen, sodass das Schubelement zwischen dem ersten mechanischen Anschlag und dem zweiten mechanischen Anschlag über das elastische Element festgespannt ist. Vorzugsweise kann die erste Vorderseite des Schubelements eine Fläche des ersten abgestuften Abschnitts oder der ersten ringförmigen Nut zur Aufnahme des elastischen Elements des Schubelements sein.
Ferner kann die Kolbenanordnung dazu ausgelegt sein, das Verriegelungselement über den ersten mechanischen Anschlag und das elastische Element zu betätigen. Zusätzlich oder alternativ kann die Kolbenanordnung entlang einer linearen Betätigungsachse, angeordnet parallel zur Drehachse, bewegbar sein.
Der erste mechanische Anschlag und der zweite mechanische Anschlag können auf einer der Drehachse zugewandten Seite der Kolbenanordnung angeordnet sein. Der erste und/oder zweite mechanische Anschlag können als ein Sicherungsring oder eine vorstehende Lippe der Kolbenanordnung ausgebildet sein.
Das elastische Element kann auf einer der Drehachse zugewandten Seite der Kolbenanordnung angeordnet oder mindestens teilweise angeordnet sein. Durch Anordnung des elastischen Elements auf einer der Drehachse zugewandten Seite der Kolbenanordnung kann eine kompakte Konfiguration erreicht werden. Ferner ist das elastische Element durch die Kolbenanordnung vor externen Einflüssen wie Schlägen, Erschütterungen und Stößen geschützt.
Auch eine weitere Seite der Kolbenanordnung, von der Drehachse weggewandt, kann für die Hydraulikkammer ohne durch das elastische Element verursachte Einschränkungen genutzt werden.
Das Verriegelungselement kann als eine Verriegelungshülse ausgelegt sein. Eine Verriegelungshülse gestattet es, Kraft von der Kolbenanordnung und/oder dem elastischen Element gleichermäßig auf Eingriffselemente zu übertragen, um das Seitenrad am Differenzialplanetenträger zu verriegeln.
Das Sperrdifferenzial kann ein oder mehrere Eingriffselemente umfassen, vorzugsweise in der Form einer oder mehrerer Kugeln, wobei die Verriegelungshülse dazu ausgelegt sein kann, durch Zwingen der Eingriffselemente in Eingriff mit dem Seitenrad und mit dem Differenzialplanetenträger eine drehfeste Verriegelung des Seitenrades mit dem Differenzialplanetenträger herzustellen. Der Differenzialplanetenträger kann eine Differenzialnut oder einen Differenzialkäfig zum Aufnehmen des Eingriffselements umfassen.
Die Kolbenanordnung kann einen ringförmigen oder zylindrischen Körperabschnitt umfassen, der in Bezug auf die Drehachse symmetrisch angeordnet ist.
Ferner kann ein Vorbelastungselement, beispielsweise eine Rückholfeder, zwischen mindestens einem Abschnitt des Verriegelungselements und mindestens einem Abschnitt des Differenzialplanetenträgers angeordnet sein. Die Rückholfeder kann dazu vorgesehen sein, das Verriegelungselement vorzubelasten, um das Seitenrad vom Differenzialplanetenträger zu entriegeln oder um dem Seitenrad zu gestatten, vom Differenzialplanetenträger entriegelt zu werden. Die Rückholfeder kann eine Druckfeder, beispielsweise eine Wickelfeder oder eine Schraubenfeder, sein. Die Rückholfeder kann aus Federstahl hergestellt sein.
Optional kann das elastische Element eine Druckfeder, beispielsweise eine Wickelfeder oder eine Schraubenfeder, umfassen. Das elastische Element kann aus Federstahl hergestellt sein. Die zwei Enden der Druckfeder können mit dem Abschnitt der Kolbenanordnung und dem Abschnitt zu dem Verriegelungselement verbunden sein.
Verschiedene Aufgaben und Aspekte des vorliegenden Dokuments werden dem Fachmann aus der folgenden ausführlichen Beschreibung einer Ausführungsform des vorliegend vorgeschlagenen Sperrdifferenzials offensichtlich, wenn diese im Lichte der beiliegenden Figuren gelesen werden, in denen:

1 schematisch eine Schnittansicht eines Sperrdifferenzials in einem entriegelten Zustand, in dem Seitenräder dazu ausgelegt sind, sich relativ zu einem Differenzialplanetenträger zu drehen, zeigt;
2 schematisch eine Schnittansicht des Sperrdifferenzials von 1 in einem verriegelten Zustand, in dem die Seitenräder mit dem Differenzialplanetenträger drehfest verriegelt sind, zeigt;
3 schematisch eine Schnittansicht des Sperrdifferenzials von 1 im entriegelten Zustand nach einem misslungenen Verriegelungsversuch zeigt;
4a schematisch eine perspektivische Ansicht einer Kolbenanordnung, eines elastischen Elements und eines Schubelements des Sperrdifferenzials von den 1 bis 3 zeigt; und
4b schematisch eine Schnittansicht der Kolbenanordnung, des elastischen Elements und des Schubelements von 4a zeigt.

Nachfolgend sind wiederkehrende und ähnliche Merkmale, die in verschiedenen Figuren abgebildet sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind maßstabsgerecht gezeichnet. Die in den Figuren gezeigten Merkmale sind jedoch nicht so auszulegen, als seien sie auf den gezeichneten Maßstab begrenzt. Absolute und/oder relative Größen oder Abmessungen der in den Figuren gezeigten Merkmale können sich von den hierin veranschaulichen Größen oder Abmessungen unterscheiden.
Die 1 bis 3 zeigen eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Sperrdifferenzials 1 für ein Fahrzeug des vorliegend vorgeschlagenen Typs. 1 zeigt das Sperrdifferenzial 1 in einem entriegelten Zustand. 2 zeigt das Sperrdifferenzial 1 in einem verriegelten Zustand. Und 3 stellt das Sperrdifferenzial 1 nach einem erfolglosen Versuch dar, das Sperrdifferenzial 1 von dem entriegelten Zustand von 1 in den verriegelten Zustand von 2 umzuschalten. Verglichen mit den vom Stand der Technik bekannten Sperrdifferenzialen ist das Sperrdifferenzial 1 weniger anfällig gegenüber Verschleiß und Beschädigung, die bei einem Misslingen des Verriegelungsprozesses verursacht werden können. Ferner ist das Sperrdifferenzial 1 gut geeignet, um selbst dann aktiviert zu werden, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist oder wenn zwischen dem rechten und linken Rad des Fahrzeugs eine Differenz in der Drehzahl besteht.
Das in den 1 bis 3 gezeigte Sperrdifferenzial 1 ist in einem Fahrzeug (nicht gezeigt) angeordnet und umfasst einen Differenzialplanetenträger oder ein Differenzialgehäuse 3. Der Differenzialplanetenträger 3 ist dazu ausgelegt, von einem Ringrad 20 angetrieben zu werden. Hier sind der Differenzialplanetenträger 3 und das Ringrad 20 über Verbindungselemente wie Schrauben 18 fest verbunden. Der Differenzialplanetenträger 3 ist dazu ausgelegt, sich relativ zu einem stationären Abschnitt des Fahrzeugs zu drehen, beispielsweise relativ zu einem Achsgehäuseabschnitt 7, mit Bezug auf eine Drehachse A. Der Differenzialplanetenträger 3 ist über einen Satz von Lagern 17 drehend an dem Achsgehäuseabschnitt 7 montiert. Die Lager 17 können beispielsweise als Schrägrollenlager ausgelegt sein. Planetenräder oder Umlaufräder 19 sind drehbar an dem Differenzialplanetenträger 3 montiert. Der Differenzialplanetenträger 3 und die drehbar daran montierten Umlaufräder 19 sind dazu ausgelegt, sich in Bezug auf die Drehachse A übereinstimmend zu drehen. Darüber hinaus können sich die Umlaufräder 19 relativ zu dem Differenzialplanetenträger 3 mit Bezug auf Drehachsen drehen, die senkrecht zur Drehachse A angeordnet sind.
Das Sperrdifferenzial 1 umfasst ferner Seitenräder 2a, 2b, von denen ein jedes dazu ausgelegt ist, mit einer Achshalbwelle (nicht gezeigt) zum Antreiben eines Fahrzeugrades verbunden oder im Eingriff zu sein. Beispielsweise können sich die Seitenräder 2a, 2b über Keilverbindungen 21a, 21b im Eingriff mit den Achswellen befinden. Die Seitenräder 2a, 2b sind dazu ausgelegt, sich in Bezug auf die Drehachse A zu drehen. Der Differenzialplanetenträger 3 ist dazu ausgelegt, über die Umlaufräder 19 die Seitenräder 2a, 2b anzutreiben. Da sich die Umlaufräder 19 mit Bezug auf den Differenzialplanetenträger 3 drehen können, sind die Seitenräder 2a, 2b dazu ausgelegt, sich relativ zu dem Differenzialplanetenträger 3 in unterschiedlichen Richtungen zu drehen. Anders ausgedrückt, da der Differenzialplanetenträger 3 die Seitenräder 2a, 2b über die Umlaufräder 19 antreibt, können sich die Seitenräder 2a, 2b relativ zu einem stationären Abschnitt eines Fahrzeugs wie beispielsweise dem Achsgehäuseabschnitt 7 mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen. Beispielsweise können sich die Seitenräder 2a, 2b, die die Fahrzeugräder antreiben, mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen, wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt.
In bestimmten Fahrsituationen kann es jedoch der Kontrollierbarkeit des Fahrzeugs oder dem Fahrkomfort abträglich sein, den Seitenrädern 2a, 2b zu gestatten, sich relativ zu dem Differenzialplanetenträger 3 in unterschiedlichen Richtungen oder, äquivalent, relativ zu dem Achsgehäuseabschnitt 7 mit unterschiedlichen Drehzahlen zu drehen. Wenn beispielsweise eines der von den Seitenrädern 2a, 2b angetriebenen Räder die Bodenhaftung verliert oder vom Boden angehoben wird, kann die Tatsache, dass sich die Seitenräder 2a, 2b relativ zu dem Achsgehäuseabschnitt 7 mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen können, verursachen, dass sich dieses Rad und das mit ihm verbundene Seitenrad überdrehen. In einer solchen Situation kann ein Überdrehen eines der Seitenräder 2a, 2b durch drehfestes Verriegeln der Seitenräder 2a, 2b mit dem Differenzialplanetenträger 3 verhindert werden.
Zu diesem Zweck umfasst das Sperrdifferenzial 1 Eingriffselemente 12. Die Eingriffselemente 12 sind zum wahlweisen drehfesten Verriegeln des ersten Seitenrades 2a mit dem Differenzialplanetenträger 3 ausgelegt. Wenn das erste Seitenrad 2a mit dem Differenzialplanetenträger 3 drehfest verriegelt ist, ist auch das zweite Seitenrad 2b über die Umlaufräder 19 am Differenzialplanetenträger 3 drehfest verriegelt. Wenn die Seitenräder 2a, 2b mit dem Differenzialplanetenträger 3 drehfest verriegelt sind und sich der Differenzialplanetenträger 3 und die Seitenräder 2a, 2b in Bezug auf die Drehachse A mit dergleichen Geschwindigkeit drehen, wird dadurch ein potenzielles Überdrehen eines der Seitenräder 2a, 2b verhindert.
In der in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform sind die Eingriffselemente 12 als kugelförmige Elemente oder Kugeln ausgelegt, die aus einem Metall wie beispielsweise Stahl hergestellt sein können. Es versteht sich jedoch, dass in alternativen Ausführungsformen des Sperrdifferenzials 1, die hier nicht dargestellt sind, die Eingriffselemente 12 andere Formen oder Ausprägungen haben können und/oder andere Materialien umfassen können. Jedes von den Eingriffselementen 12 ist in einer Vertiefung 24 angeordnet, ausgebildet in dem Differenzialplanetenträger 3. Diese Vertiefungen 24 sind so ausgebildet, dass sie Bewegung der Eingriffselemente 12 relativ zum Differenzialplanetenträger 3 in einer Umfangsrichtung mit Bezug auf die Drehachse A und entlang der Drehachse A einschränken. Andererseits gestatten die Vertiefungen 24 eine begrenzte Bewegung der Eingriffselemente 12 relativ zum Differenzialplanetenträger 3 in einer radialen Richtung, senkrecht zur Drehachse A. Das erste Seitenrad 2a umfasst Strukturen 25, ausgebildet auf einer Außenfläche des ersten Seitenrades 2a, wobei die Außenfläche des ersten Seitenrades 2a von der Drehachse A abgewandt ist. Die Strukturen 25 sind dazu ausgelegt, die Eingriffselemente 12 aufzunehmen oder mindestens teilweise aufzunehmen. Die Strukturen 25 sind ferner so ausgelegt, dass dann, wenn die Eingriffselemente 12 in den Strukturen 25 aufgenommen sind oder mindestens teilweise aufgenommen sind, die Strukturen 25 Bewegung der Eingriffselemente 12 in einer Umfangsrichtung mit Bezug auf die Drehachse A blockieren oder einschränken. Folglich kann das erste Seitenrad 2a mit dem Differenzialplanetenträger 3 durch Zwingen der Eingriffselemente 12 in die an der Außenfläche des ersten Seitenrades 2a ausgebildeten Strukturen 25 drehfest verriegelt sein.
Zu diesem Zweck umfasst das Sperrdifferenzial 1 ferner ein Verriegelungselement 4. Das Verriegelungselement 4 ist dazu ausgelegt, die Eingriffselemente 12 in die Strukturen 25 auf der Außenseite des ersten Seitenrades 2a zu zwingen [und] eine drehfeste Verriegelung des ersten Seitenrades 2a mit dem Differenzialplanetenträger 3 herzustellen.
In der in den Figuren dargestellten Ausführungsform ist das Verriegelungselement 4 als ein ringförmiges oder mindestens teilweise ringförmiges Element oder eine Hülse ausgebildet, das bzw. die die Drehachse A einschließt oder sich um sie erstreckt. Hier ist das Verriegelungselement 4 auf einer Außenfläche des Differenzialplanetenträgers 3 angeordnet oder montiert, wobei die Außenfläche des Differenzialplanetenträgers 3 von der Drehachse A abgewandt ist. Das Verriegelungselement 4 kann aus einem Metall wie beispielsweise Stahl hergestellt sein. Es versteht sich jedoch, dass in hier nicht dargestellten alternativen Ausführungsformen das Verriegelungselement 4 andere Konstruktionen oder Formen haben kann und/oder aus anderen Materialien hergestellt sein kann. Das Verriegelungselement 4 ist dazu ausgelegt, sich relativ zu dem stationären Achsgehäuseabschnitt 7, relativ zu dem Differenzialplanetenträger 3 und relativ zu dem ersten Seitenrad 2a entlang einer Betätigungsrichtung oder Betätigungsachse B zu bewegen. Die Betätigungsachse B ist hier parallel zur Drehachse A angeordnet. Es versteht sich jedoch, dass in alternativen Ausführungsformen die Betätigungsachse B und die Drehachse A nicht parallel angeordnet sein können. Das Verriegelungselement 4 ist dazu ausgelegt, auf der oder über die Außenfläche des Differenzialplanetenträgers 3 zu gleiten. Das Verriegelungselement 4 ist ferner dazu ausgelegt, sich über die in dem Differenzialplanetenträger 3 ausgebildeten Vertiefungen 24 zu bewegen oder zu gleiten, um die Vertiefungen 24 abzuschließen oder zu bedecken.
Das Sperrdifferenzial 1 umfasst ferner eine Kolbenanordnung 5 und ein elastisches Element 6. Die Kolbenanordnung 5 ist dazu ausgelegt, das Verriegelungselement 4 über das elastische Element 6 zu betätigen oder zu bewegen oder zu schieben, um eine drehfeste Verriegelung des ersten Seitenrades 2a mit dem Differenzialplanetenträger 3 herzustellen. Das elastische Element 6 umfasst oder ist ausgelegt als ein zusammendrückbares oder mindestens teilweise zusammendrückbares Element wie eine Druckfeder. Mit anderen Worten, das elastische Element 6 ist in Richtung eines nicht zusammengedrückten Zustands vorgespannt, und eine Kraft ist erforderlich, um das elastische Element zusammenzudrücken oder mindestens teilweise zusammenzudrücken. Das elastische Element 6 kann aus Metall wie beispielsweise Stahl hergestellt sein. Es versteht sich jedoch, dass das elastische Element 6 andere elastische Materialien umfassen oder aus ihnen hergestellt sein kann.
Das in den Figuren dargestellte Sperrdifferenzial 1 umfasst ferner ein Schubelement 9 zum Übertragen einer Betätigungskraft zwischen der Kolbenanordnung 5 und dem Verriegelungselement 4, insbesondere zwischen dem elastischen Element 6 und dem Verriegelungselement 4. Das Schubelement 9 weist einen ringförmigen oder mindestens teilweise ringförmigen Körperabschnitt 9a und eine Vielzahl von Vorsprüngen 9b auf, die von dem Körperabschnitt 9a radial nach innen vorstehen. In einer oder mehreren Schnittebenen, die sich parallel zur Betätigungsachse B erstrecken, bilden der Körperabschnitt 9a und die Vorsprünge 9b, die von dem Körperabschnitt 9a vorstehen, ein stufenartiges Profil aus. Das Schubelement 9 ist in der Regel aus einem nicht zusammendrückbaren Material hergestellt. Beispielsweise kann das Schubelement 9 aus einem Metall wie beispielsweise Stahl hergestellt sein oder es umfassen. Es versteht sich jedoch, dass das Schubelement 9 andere nicht zusammendrückbare Materialien umfassen oder aus ihnen hergestellt sein kann. Das Verriegelungselement 4 ist radial auf einer Innenseite des Schubelements 9 angeordnet, wobei die Innenseite des Schubelements 9 der Drehachse A zugewandt ist. Das Verriegelungselement 4 ist in dem Schubelement 9 aufgenommen oder mindestens teilweise aufgenommen. Konkreter ist das Verriegelungselement 4 in dem stufenartigen Profil aufgenommen, das durch den Körperabschnitt 9a und die Vorsprünge 9b des Schubelements 9 ausgebildet wird.
Das Sperrdifferenzial 1 weist ferner ein vorbelastendes Element, insbesondere eine Rückholfeder 13, zum Vorbelasten des Verriegelungselements 4 in Richtung einer Position auf, in welcher das Verriegelungselement 4 dem ersten Seitenrad 2a und dem Differenzialplanetenträger 3 gestattet, auszurücken, um das erste Seitenrad 2a von dem Differenzialplanetenträger 3 zu entriegeln. Die Rückholfeder 13 ist auf dem Differenzialplanetenträger 3 gestützt und zwischen mindestens einem Abschnitt des Differenzialplanetenträgers 3 und mindestens einem Abschnitt des Verriegelungselements 4 entlang der Betätigungsachse B angeordnet.
Die Kolbenanordnung 5 umfasst einen Körperabschnitt 5a, einen ersten mechanischen Anschlag 5b und einen zweiten mechanischen Anschlag 5c. In der in den Figuren dargestellten Ausführungsform sind der Körperabschnitt 5a und der zweite mechanische Anschlag 5c einstückig ausgebildet, während der erste mechanische Anschlag 5b als ein separates Element ausgelegt ist, das an dem Körperabschnitt 5a montiert oder fest montiert ist. Beispielsweise kann der erste mechanische Anschlag 5b ein Sicherungsring sein, der in einer im Körperabschnitt 5a ausgebildeten Nut angeordnet oder aufgenommen ist. Es versteht sich jedoch, dass in alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsformen entweder einer oder beide der mechanischen Anschläge 5b, 5c einstückig mit dem Körperabschnitt 5a ausgebildet sein können, oder entweder einer oder beide der mechanischen Anschläge 5b, 5c können als separate Elemente ausgebildet sein, an dem Körperabschnitt 5a montiert oder fest montiert.
In der in den Figuren dargestellten Ausführungsform hat der Körperabschnitt 5a eine ringförmige oder mindestens teilweise ringförmige Form und schließt die Drehachse A ein oder umgibt sie. Hier ist die Kolbenanordnung 5 radial zwischen dem Differenzialplanetenträger 3 und dem Achsgehäuseabschnitt 7 angeordnet oder mindestens teilweise angeordnet. Die Kolbenanordnung 5 ist dazu ausgelegt, sich relativ zu dem Achsgehäuseabschnitt 7 und relativ zu dem Differenzialplanetenträger 3 zu bewegen oder bewegt zu werden. Hier ist die Kolbenanordnung 5 dazu ausgelegt, sich entlang der Betätigungsachse B zu bewegen oder bewegt zu werden, d. h., parallel zur Drehachse A. Es versteht sich, dass in alternativen Ausführungsformen, die hier nicht abgebildet sind, die Kolbenanordnung 5 dazu ausgelegt sein kann, sich entlang von anderen Richtungen als der Drehachse A oder sogar entlang einer gewölbten Bahn zu bewegen oder bewegt zu werden. Beispielsweise ist es vorstellbar, dass die Kolbenanordnung 5 in alternativen Ausführungsformen einen drehbaren Hebelabschnitt aufweist, der sich entlang einer gewölbten Bahn drehen oder gedreht werden kann.
Die mechanischen Anschläge 5b, 5c sind auf einer Seite des Körperabschnitts 5a angeordnet, die der Drehachse A zugewandt ist. Konkreter stehen die mechanischen Anschläge 5b, 5c von dem Körperabschnitt 5a in Richtung der Drehachse A entlang der radialen Richtung vor. Die mechanischen Anschläge 5b, 5c sind in einem Abstand voneinander angeordnet, insbesondere entlang der Betätigungsachse B. In der hier dargestellten Ausführungsform des Sperrdifferenzials 1 sind sowohl das elastische Element 6 als auch das Schubelement 9 auf einer der Drehachse A zugewandten Seite der Kolbenanordnung 5 angeordnet oder mindestens teilweise angeordnet. Das elastische Element 6 und das Schubelement 9 sind auf an einer Innenseite der Kolbenanordnung 5 angeordnet, wobei die Innenseite der Kolbenanordnung 5 der Drehachse A zugewandt ist. Oder, mit anderen Worten, sowohl das elastische Element 6 als auch das Schubelement 9 sind radial zwischen der Kolbenanordnung 5 und dem Differenzialplanetenträger 3 angeordnet oder mindestens teilweise angeordnet.
Entlang der Betätigungsachse B sind sowohl das elastische Element 6 als auch das Schubelement 9 zwischen den mechanischen Anschlägen 5b, 5c angeordnet, sodass die mechanischen Anschläge 5b, 5c Bewegung des elastischen Elements 6 und des Schubelements 9 relativ zur Kolbenanordnung 5 entlang der Betätigungsachse B begrenzen. Entlang der Betätigungsachse B ist das elastische Element 6 zwischen dem ersten mechanischen Anschlag 5b und dem Schubelement 9 angeordnet oder mindestens teilweise angeordnet, und entlang der Betätigungsachse B ist das Schubelement 9 zwischen dem elastischen Element 6 und dem zweiten mechanischen Anschlag 5c angeordnet oder mindestens teilweise angeordnet. Die Kolbenanordnung 5 ist dazu ausgelegt, das Schubelement in einer Verriegelungsrichtung 23b entlang der Betätigungsachse B über den ersten mechanischen Anschlag 5b und das elastische Element 6 zu bewegen oder zu schieben. Und die Kolbenanordnung 5 ist dazu ausgelegt, das elastische Element 6 in einer Entriegelungsrichtung 23a entlang der Betätigungsachse B über den zweiten mechanischen Anschlag 5c und das Schubelement 9 zu bewegen oder zu schieben. Hier weist die Verriegelungsrichtung 23b von dem ersten Seitenrad 2a in Richtung des zweiten Seitenrades 2b entlang der Betätigungsachse B oder entlang der Drehachse A. Umgekehrt weist die Entriegelungsrichtung 23a von dem zweiten Seitenrad 2b in Richtung des ersten Seitenrades 2a entlang der Betätigungsachse B oder entlang der Drehachse A. Entlang der Betätigungsachse B ist das Verriegelungselement 4 auf einer Seite des Schubelements 9 angeordnet, die dem elastischen Element 6 abgewandt ist. Das Schubelement 9 ist dazu ausgelegt, das Verriegelungselement 4 in der Verriegelungsrichtung 23b zu bewegen oder zu schieben, insbesondere mittels der Vorsprünge 9b. Umgekehrt ist das Verriegelungselement 4 dazu ausgelegt, das Schubelement 9 in die Entriegelungsrichtung 23a zu bewegen oder zu schieben.
In der hier dargestellten Ausführungsform ist die Kolbenanordnung 5 dazu ausgelegt, hydraulisch betätigt zu werden. Zu diesem Zweck weist das Sperrdifferenzial 1 eine Hydraulikkammer 8 auf, ausgebildet zwischen der Kolbenanordnung 5 und einem Abschnitt des Achsgehäuseabschnitts 7. Konkreter ist die Hydraulikkammer 8 radial ausgebildet zwischen einer Außenfläche des Kolbenkörperabschnitts 5a und einer Innenfläche des Achsgehäuseabschnitts 7, wobei die Innenfläche des Achsgehäuseabschnitts 7 der Drehachse A zugewandt ist und die Außenfläche des Kolbenkörperabschnitts 5a von der Drehachse A abgewandt ist. Entlang der Betätigungsachse B ist die Hydraulikkammer begrenzt oder abgedichtet durch ein Paar von Dichtungen 22. Beispielsweise kann jede der Dichtungen 22 einen Gummidichtring umfassen, radial angeordnet zwischen der Kolbenanordnung 5 und dem Achsgehäuseabschnitt 7. Typischerweise befindet sich die Hydraulikkammer 8 in Fluidaustausch mit einem Behälter 14, dazu ausgelegt, eine Flüssigkeit wie Öl zu halten. Die Kolbenanordnung 5 kann dann relativ zum Achsgehäuseabschnitt 7 und relativ zum Differenzialplanetenträger 3 durch wahlweises Verlagern von Flüssigkeit zwischen dem Behälter 14 und der Hydraulikkammer 8 bewegt werden. Beispielsweise kann das Sperrdifferenzial 1 zum Verlagern der Flüssigkeit eine strömungserzeugende Vorrichtung wie eine Hydraulikpumpe aufweisen. Konkret kann die Kolbenanordnung 5 betätigt oder bewegt werden, um eine drehfeste Verriegelung des ersten Seitenrades 2a mit dem Differenzialplanetenträger 3 durch Verlagerung von Flüssigkeit vom Behälter 14 zur Hydraulikkammer 8 herzustellen, und die Kolbenanordnung 5 kann bewegt werden, um dem ersten Seitenrad 2a und dem Differenzialplanetenträger zu gestatten, sich zu entriegeln oder auszurücken, indem Flüssigkeit von der Hydraulikkammer zum Behälter 14 verlagert wird oder indem Flüssigkeit gestattet wird, von der Hydraulikkammer 8 zu dem Behälter 14 verlagert zu werden.
Es versteht sich, dass in alternativen Ausführungsformen des Sperrdifferenzials 1, die hier nicht explizit dargestellt sind, die Kolbenanordnung 5 dazu ausgelegt sein kann, durch andere Mittel betätigt zu werden. Beispielsweise kann die Kolbenanordnung 5 dazu ausgelegt sein, von elektromagnetischen Kräften bewegt zu werden.
Nachfolgend werden die Prozesse des Verriegelns und des Entriegelns des Sperrdifferenzials 1 und die konkreten Vorteile des Sperrdifferenzials 1 gegenüber bekannten Sperrdifferenzialen beschrieben.
In 1 ist das Sperrdifferenzial 1 in einem entriegelten Zustand. Die Rückholfeder 13 hält das Verriegelungselement 4 in einer Position, in welcher das Verriegelungselement 4 die Vertiefungen 24 verlässt und den Eingriffselementen 12 gestattet, sich aus den Strukturen 25 des Differenzialplanetenträgers 3 herauszubewegen und mindestens teilweise aus den Vertiefungen 24 vorzustehen, dabei dem ersten Seitenrad 2a gestattend, aus dem Differenzialplanetenträger 3 auszurücken. Über das Verriegelungselement 4, das Schubelement 9, das elastische Element 6 und den ersten mechanischen Anschlag 5b der Kolbenanordnung 5 belastet die Rückholfeder 13 die Kolbenanordnung 5 entlang der Betätigungsachse B in der Entriegelungsrichtung 23a vor, hier weg von dem zweiten Seitenrad 2b und hin zu dem Achsgehäuseabschnitt 7. Ein Schulterabschnitt 5d der Kolbenanordnung 5 grenzt an einen Abschnitt des Achsgehäuseabschnitts 7 an, sodass der Achsgehäuseabschnitt 7 Bewegung der Kolbenanordnung 5 in der Entriegelungsrichtung 23a begrenzt. Das Volumen der zwischen der Kolbenanordnung 5 und dem Achsgehäuseabschnitt 7 ausgebildeten Hydraulikkammer 8 nimmt seinen minimalen Wert an. Das zwischen dem ersten mechanischen Anschlag 5b und dem Schubelement 9 entlang der Betätigungsachse B angeordnete elastische Element 6 ist teilweise zusammengedrückt, damit das Schubelement 9 gegen den zweiten mechanischen Anschlag 5c schiebend.
Im Gegensatz dazu ist das Sperrdifferenzial 1 in 2 in einem verriegelten Zustand. In dem in 2 dargestellten verriegelten Zustand schließt oder bedeckt das Verriegelungselement 4 die in dem Differenzialplanetenträger 3 ausgebildeten Vertiefungen 24, dabei die Eingriffselemente 12 in die Strukturen 25 an der Außenseite des ersten Seitenrades 2a und in Eingriff mit dem ersten Seitenrad 2a drückend, sodass das erste Seitenrad 2a mit dem Differenzialplanetenträger 3 drehfest verriegelt ist. Auch das zweite Seitenrad 2b ist über die Umlaufräder 19 mit dem Differenzialplanetenträger 3 drehfest verriegelt. In dem in 2 gezeigten verriegelten Zustand sind die Seitenräder 2a, 2b gezwungen, sich in Bezug auf die Drehachse A übereinstimmend mit dem Differenzialplanetenträger 3 zu drehen.
Um das Sperrdifferenzial 1 aus dem in 1 gezeigten entriegelten Zustand zu dem in 2 gezeigten verriegelten Zustand zu platzieren oder zu verschieben, pumpt die strömungserzeugende Vorrichtung Flüssigkeit aus dem Behälter 14 in die Hydraulikkammer 8, dabei die Kolbenanordnung 5 in der Verriegelungsrichtung 23b entlang der Betätigungsachse B schiebend, hier in Richtung des zweiten Seitenrades 2b. Über den ersten mechanischen Anschlag 5b, das elastische Element 6 und das Schubelement 9 schiebt die Kolbenanordnung 5 das Verriegelungselement 4 in der Verriegelungsrichtung 23b entlang der Betätigungsachse B, dabei das Verriegelungselement 4 über die Vertiefungen 24 schiebend und die Rückholfeder 13 zusammendrückend und oder mindestens teilweise zusammendrückend. Wichtig ist, dass, damit die Kolbenanordnung 5 in der Lage ist, das Verriegelungselement 4 in der Verriegelungsrichtung 23b zu bewegen oder zu schieben und die Rückholfeder 13 über das elastische Element 6, wenn das elastische Element 6 nur teilweise zusammengedrückt ist, zusammenzudrücken oder mindestens teilweise zusammenzudrücken, eine Steifigkeit des elastischen Elements 6 in dem nur teilweise zusammengedrückten Zustand des elastischen Elements 6 größer als eine Steifigkeit der Rückholfeder in einem nicht zusammengedrückten oder teilweise zusammengedrückten Zustand der Rückholfeder 13 sein muss.
Wenn die Kolbenanordnung 5 das Verriegelungselement 4 in der Verriegelungsrichtung 23b entlang der Betätigungsachse B und über die Vertiefungen 24 schiebt oder gleiten lässt, zwingt ein verjüngter Endabschnitt 4a des Verriegelungselements 4, der in die Verriegelungsrichtung 23b zeigt, die Eingriffselemente 12 in oder weiter in die Vertiefungen 24 und in die auf der Außenseite des ersten Seitenrades 2a ausgebildeten Strukturen 25.
3 zeigt einen Querschnitt des Sperrdifferenzials 1 in einem entriegelten Zustand nach einem erfolglosen Versuch, das Sperrdifferenzial 1 von dem in 1 gezeigten entriegelten Zustand zu dem in 2 gezeigten verriegelten Zustand zu verschieben. Der Prozess des Verschiebens des Sperrdifferenzials 1 in den verriegelten Zustand kann beispielsweise misslingen, wenn die Kolbenanordnung 5 in der Verriegelungsrichtung 23b zu einer Zeit geschoben wird, wenn eine Differenz in der Drehzahl zwischen dem ersten Seitenrad 2a und dem Differenzialplanetenträger 3 höher als eine Schwellendrehzahldifferenz ist. In diesem Fall können die Eingriffselemente 12 daran gehindert sein, in den Strukturen 25 auf der Außenseite des ersten Seitenrades 2a aufgenommen zu werden und mit dem ersten Seitenrad 2a in Eingriff zu gelangen, sodass die Eingriffselemente 12 eine Bewegung des Verriegelungselements 4 in der Verriegelungsrichtung 23b über die Eingriffselemente 12 und über die Vertiefungen 24 hinaus blockieren. Selbst wenn die aus den Vertiefungen 24 vorstehenden Eingriffselemente 12 eine weitere Bewegung der Verriegelungselemente 4 in der Verriegelungsrichtung 23b blockieren, kann sich die Kolbenanordnung 5 jedoch weiter in der Verriegelungsrichtung 23b bewegen, indem das elastische Element 6 zusammengedrückt oder mindestens teilweise zusammengedrückt wird. Beispielsweise kann das elastische Element 6 so ausgelegt sein, dass ein Zusammendrücken oder teilweises Zusammendrücken des elastischen Elements 6 während eines misslungenen Verriegelungsversuchs eine Ausdehnung des elastischen Elements 6 um mindestens 20 %, um mindestens 30 %, um mindestens 40 % oder um mindestens 50 % reduzieren kann. In der in 3 dargestellten Ausführungsform des Sperrdifferenzials 1 drückt eine weitere Bewegung der Kolbenanordnung 5 das elastische Element 6 zwischen dem ersten mechanischen Anschlag 5b und dem Schubelement 9 zusammen oder teilweise zusammen. Die Kolbenanordnung 5 und das elastische Element 6 können angeordnet und so ausgelegt sein, dass während eines misslungenen Verriegelungsversuchs, wie hier beschrieben, die Kolbenanordnung 5 einen vollständigen Hub fortsetzen kann.
Auf diese Weise ist, wenn Bewegung oder weitere Bewegung des Verriegelungselements 4 in der Verriegelungsrichtung 23b blockiert ist, eine auf die Eingriffselemente 12 über das Verriegelungselement 4 ausgeübte Kraft und ein Zwingen der Eingriffselemente 12 in Richtung eines Eingriffs mit dem ersten Seitenrad 2a begrenzt. Dies kann Verschleiß mechanischer Teile, beispielsweise des Verriegelungselements 4, der Eingriffselemente 12 und der Strukturen 25 des ersten Seitenrades 2a, wesentlich reduzieren. In der in den Figuren, in denen die Kolbenanordnung 5 dazu ausgelegt ist, hydraulisch betätigt zu werden, dargestellten Ausführungsform reduziert die Tatsache, dass die Kolbenanordnung damit fortfahren kann, sich in der Verriegelungsrichtung 23b zu bewegen, wenn eine Bewegung oder weitere Bewegung des Verriegelungselements 4 in der Verriegelungsrichtung 23b blockiert ist, zusätzlich einen maximalen Druck in der Hydraulikkammer 8, wodurch Verschleiß der Dichtungen 22 reduziert und Austreten von Flüssigkeit aus der Hydraulikkammer 8 verhindert oder reduziert wird. Ein Durchschnittsfachmann versteht sofort, dass das Sperrdifferenzial 1 im Vergleich mit bekannten Sperrdifferenzialen eine verbesserte Funktionalität aufweist, eine verbessere Betreibbarkeit bereitstellt und eine längere Lebensdauer hat.
Die 4a und 4b zeigen eine perspektivische bzw. eine Schnittansicht der Kolbenanordnung 5, des elastischen Elements 6 und des Schubelements 9, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben wurden. Die 4a und 4b veranschaulichen, dass die Vorsprünge 9b des Schubelements 9 in der Umfangsrichtung beabstandet sind, und dass der zweite mechanische Anschlag 5c der Kolbenanordnung 5 in ähnlicher Weise eine Vielzahl mechanischer Anschläge umfassen kann, die in der Umfangsrichtung beabstandet sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5273499 [0003]

Claims

Sperrdifferenzial (1), umfassend: ein Seitenrad (2a), einen Differenzialplanetenträger (3) zum Antreiben des Seitenrades (2a), ein Verriegelungselement (4) zum wahlweisen drehfesten Verriegeln des Seitenrades (2a) mit dem Differenzialplanetenträger (3), eine Kolbenanordnung (5) zum Betätigen des Verriegelungselements (4), und ein elastisches Element (6), wobei die Kolbenanordnung (5), um eine drehfeste Verriegelung des Seitenrades (2a) mit dem Differenzialplanetenträger (3) herzustellen, dazu ausgelegt ist, das Verriegelungselement (4) über das elastische Element (6) zu betätigen.
Sperrdifferenzial (1) nach Anspruch 1, wobei die Kolbenanordnung (5), das elastische Element (6) und das Verriegelungselement (4) so ausgelegt sind, dass dann, wenn eine Verriegelungsbewegung des Verriegelungselements (4) blockiert wird, bevor das Verriegelungselement (4) das Seitenrad (2a) mit dem Differenzialplanetenträger (3) drehfest verriegelt, die Kolbenanordnung (5) dazu ausgelegt ist, sich durch Zusammendrücken oder durch teilweises Zusammendrücken des elastischen Elements (6) zwischen der Kolbenanordnung (5) und dem Verriegelungselement (4) relativ zu dem Verriegelungselement (4) zu bewegen.
Sperrdifferenzial (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Achsgehäuseabschnitt (7) und eine Hydraulikkammer (8), ausgebildet zwischen dem Achsgehäuseabschnitt (7) und der Kolbenanordnung (5), wobei die Hydraulikkammer (8) dazu ausgelegt ist, mit einer Flüssigkeit gefüllt zu werden, um die Kolbenanordnung (5) zu bewegen, um eine drehfeste Verriegelung des Seitenrads (2a) mit dem Differenzialplanetenträger (3) herzustellen.
Sperrdifferenzial (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Schubelement (9), angeordnet zwischen mindestens einem Abschnitt des elastischen Elements (6) und mindestens einem Abschnitt des Verriegelungselements (4), sodass die Kolbenanordnung (5) zum Herstellen einer drehfesten Verriegelung des Seitenrades (2a) mit dem Differenzialplanetenträger (3) dazu ausgelegt ist, das Verriegelungselement (4) über das elastische Element (6) und das Schubelement (9) zu betätigen.
Sperrdifferenzial (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kolbenanordnung (5) einen ersten mechanischen Anschlag (5b) und einen zweiten mechanischen Anschlag (5c) umfasst, wobei das elastische Element (6) oder mindestens ein Abschnitt des elastischen Elements (6) zwischen dem ersten mechanischen Anschlag (5b) und dem zweiten mechanischen Anschlag (5c) angeordnet ist, sodass der erste mechanische Anschlag (5b) und der zweite mechanische Anschlag (5c) Bewegung des elastischen Elements (6) relativ zur Kolbenanordnung (5) begrenzen.
Sperrdifferenzial (1) nach den Ansprüchen 4 und 5, wobei mindestens ein Abschnitt des Schubelements (9) zwischen dem elastischen Element (6) und dem zweiten mechanischen Anschlag (5c) angeordnet ist, sodass der zweite mechanische Anschlag (5c) Bewegung des Schubelements (9) relativ zur Kolbenanordnung (5) begrenzt.
Sperrdifferenzial (1) nach einem der Ansprüche 5 und 6, wobei die Kolbenanordnung (5) dazu ausgelegt ist, das Verriegelungselement (4) über den ersten mechanischen Anschlag (5b) und das elastische Element (6) zu betätigen.
Sperrdifferenzial (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Differenzialplanetenträger (3) und das Seitenrad (2a) eine Drehachse (A) definieren und wobei die Kolbenanordnung (5) entlang einer linearen Betätigungsachse (B), angeordnet parallel zur Drehachse (A), bewegbar ist.
Sperrdifferenzial (1) nach den Ansprüchen 5 und 8, wobei der erste mechanische Anschlag (5b) und der zweite mechanische Anschlag (5c) auf einer der Drehachse (A) zugewandten Seite der Kolbenanordnung (5) angeordnet sind.
Sperrdifferenzial (1) nach einem der Ansprüche 8 und 9, wobei das elastische Element (6) auf einer der Drehachse (A) zugewandten Seite der Kolbenanordnung (5) angeordnet ist oder mindestens teilweise angeordnet ist.
Sperrdifferenzial (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verriegelungselement (4) als eine Verriegelungshülse ausgelegt ist.
Sperrdifferenzial (1) nach Anspruch 11, ferner umfassend ein oder mehrere Eingriffselemente (12), vorzugsweise in der Form einer oder mehrerer Kugeln, wobei die Verriegelungshülse dazu ausgelegt ist, durch Zwingen der Eingriffselemente (12) in Eingriff mit dem Seitenrad (2a) und mit dem Differenzialplanetenträger (3) eine drehfeste Verriegelung des Seitenrades (2a) mit dem Differenzialplanetenträger (3) herzustellen.
Sperrdifferenzial (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Differenzialplanetenträger (3) und das Seitenrad (2a) eine Drehachse (A) definieren und wobei die Kolbenanordnung (5) einen ringförmigen oder zylindrischen Körperabschnitt, in Bezug auf die Drehachse (A) symmetrisch angeordnet, umfasst.
Sperrdifferenzial (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Rückholfeder (13), angeordnet zwischen mindestens einem Abschnitt des Verriegelungselements (4) und mindestens einem Abschnitt des Differenzialplanetenträgers (3), wobei die Rückholfeder (13) das Verriegelungselement (4) vorspannt, um das Seitenrad (2a) von dem Differenzialplanetenträger (3) zu entriegeln oder um dem Seitenrad (2a) zu gestatten, vom Differenzialplanetenträger (3) entriegelt zu werden.
Sperrdifferenzial (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das elastische Element (6) eine Druckfeder wie eine Wickelfeder oder eine Schraubenfeder umfasst.