DE2300343A1

DE2300343A1 - Differentialgetriebe fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2300343A1
Application number: DE2300343A
Authority: DE
Inventors: Brian Colin Pagdin; Oswald Webb
Original assignee: GKN Transmissions Ltd
Current assignee: GKN Automotive Ltd
Priority date: 1972-01-07
Filing date: 1973-01-04
Publication date: 1973-07-12
Also published as: GB1410061A; US3869940A; SE389303B; DE2300343C2; IT976250B; JPS4877530A; FR2168763A5

Description

Differentialgetriebe für Fahrzeuge

Die Erfindung betrifft Differentialgetriebe für Fahrzeuge, mit einer nachfolgend als "Regelkupplung¹· bezeichneten Vorrichtung zum Regeln der Relativdrehung zwischen zwei Bauteilen des Getriebes. Das aus dem Differentialgetriebe und der Vorrichtung zusammengesetzte Aggregat ist entweder zwischen den beiden Antriebsachsen eines Fahrzeuges mit Vierradantrieb oder zwischen den beiden Halbachsen einer Antriebsachse eingebaut und dient ebenfalls zum Übertragen des Antriebes vom Fahrzeugmotor auf die Achsen oder die Halbachsen, je nach Bauart des Fahrzeuges.

Es ist schon früher ein Aggregat der erwähnten Art vorgeschlagen worden, bei dem seitlich neben einem Umlaufgetriebe zu diesem gleichachsig eine Rege !kupplung angeordnet ist, die zwei Satz ringförmiger Elemente oder Lamellen aufweist. Die Lamellen des einen Satzes sind mit den Lamellen des anderen Satzes wechselseitig angeordnet. Die Lamellen des einen Satzes sind mit einem Bauteil des Getriebes, die Lamellen des anderen Satzes mit einem anderen Bauteil des Getriebes antiaebsmäöig verbunden. Die Lamellen arbeiten in einem Flud, das bei gegenseitiger Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Lamellen dazu dient, Drehmoment zwischen den Lamellen der beiden Sätze zu übertragen.

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Wenngleich das Aggregat nach, diesem früheren Vorschlag im allgemeinen zufriedenstellende Ergebnisse bringt, weist es eine bis zu einem gewissen Grade sperrige Bauweise auf und bereitet daher Schwierigkeiten beim nachträglichen Einbau in Fahrzeuge. Zudem läßt sich mit dem Aggregat das volle Drehmoment-Übertragungsvermögen der Regelkupplung nicht ausnutzen. Außerdem stellen die Leistungsverluste durch 01-bewegung zwischen dem Differentialgetriebe und dem Aggregatgehäuse einen unnützen Kraft verbrauch dar und sind Ursache für die Erwärmung des Aggregates.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aggregat der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das kleine bauliche Abmessungen aufweist und einen hohen Wirkungsgrad besitzt.

Diese Aufgabe ist mit einem Differentialgetriebe für Fahrzeuge mit einer Regelkupplung gelöst, das sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß die Regelkupplung erste und zweite Elemente oder Gruppen von Elementen aufweist, die in einer viskosen Flüssigkeit um eine gemeinsame Achse relativ zueinander drehbar^sind, ringförmig ausgebildet und im Abstand von dieser Achse unter Belassung eines um diese herum sich erstreckenden Raumes angeordnet sind, daß in dem Raum ein dreiteiliges Differentialgetriebe angeordnet ist, und daß Antriebsverbinduqg besteht zwischen den ersten bzw. den zweiten Elementen oder Gruppen von Elementen und zwei Bauteilen des Differentialgetriebes sowie zwischen.dem Fahrzeugmotor und einem Bauteil des Getriebes und zwischen jeweils den anderen Bauteilen des Getriebes und entweder den Halbachsen einer einzigen Antriebsachse oder zwei Antriebsachsen.

Unter einem viskosen Flud wird ein Flud mit einer Viskosität zwischen 1000 und 100 0OC
spannung Null verstanden.

zwischen 1000 und 100 000 Centistokes bei 20 ⁰C und Schub-

Aus der Anordnung des Differentialgetriebes innerhalb der Regelkupplung ergibt sich ein Aggregat von gedrängter Bauweise,

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Je größer man außerdem, bei sonst gleichen Bedingungen, den Radius wählt, an dem die Elemente der Regelkupplung miteinander zusammenarbeiten, umso größer wird das von der Kupplung übertragene Drehmoment und umso wirkungsvoller ist die dem Differentialgetriebe von der Kupplung aufgedrängte Regelung.

Das von der Kegelkupplung übertragene Drehmoment ist ungefähr proportional der Viskosität des Fluds in der Kupplung, ungefähr proportional der Anzahl der Elemente in der Kupplung und ungefähr proportional der vierten Potenz des mittleren Halbmessers der Elemente, bezogen auf die Achse der gegenseitigen Drehung der Elemente.

Das übertragene Drehmoment ist ungefähr gleich der vierten . Potenz des mittleren Halbmessers der Elemente, weil es erstens ungefähr proportional ist dem Flächeninhalt der Elemente, der seinerseits proportional ist dem Quadrat des mittleren Halbmessers, zweitens ungefähr proportional ist der Schlupfgeschwindigkeit zwischen den Elementen, die ihrerseits proportional ist dem Halbmesser, und drittens ungefähr proportional ist dem Zug zwischen den Elementen, der ebenfalls ungefähr proportional ist dem mittleren Halbmesser.

Vorzugsweise arbeiten die Bauteile des Differentialgetriebes ebenfalls in einem viskosen Flud, und die Planetenelemente des Getriebes sind so angeordnet, daß sie das Flud entlang Pfaden pumpen, welche die Fludströmung hemmen. Normalerweise sind diese Pfade kleine Öffnungen zwischen Bauteilen des Getriebes, die in ihren Abmessungen so gewählt sind, daß sie die geforderten Widerstandsmerkmale aufweisen. In die Pfade können automatisch betätigbare Druckentlastungsventile eingebaut sein, um das Entstehen zu großen Druckes im Aggregat zu verhindern. Infolge dieses Pumpens dient daa viskose Flud im Differentialgetriebe dazu, Drehmoment zwischen den Bauteilen des Differentialgetriebes zu übertragen und zusätzlich zu der von der Regelkupplung vorgenommenen Regelung dadurch bis zu

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einem gewissen Grad die Relativdrehung der Bauteile des Getriebes zu beeinflussen.

Ein Vorteil dieser Ausbildungsform ergibt sich beim Vergleich, mit der früher vorgeschlagenen daraus, daß die Getriebe- oder LeistungsVerluste, wie sie beim herkömmlich ausgebildeten Differentialgetriebe aus der Ölbewegung zwischen den Bauteilen des Getriebes auftraten, in gewissem Umfang zum Regeln der Relativdrehung zwischen den Getriebebauteilen genutzt werden.

Die Elemente der Regelkupplung und die Bauteile des Differentialgetriebes können in derselben Kammer arbeiten, die das geforderte viskose Flud enthält. Dieses Flud dient auch als Schmiermittel für das Differentialgetriebe.

Das Differentialgetriebe kann ein Umlaufgetriebe sein. In diesem Fall können die Planetenelemente zum Pumpen des viskosen Fluds in im Planetenträger ausgebildeten Taschen mit geringem Spiel umlaufen.

In einer bevorzugten Ausbildungsform treibt der Fahrzeugmotor auf den Planetenträger des Differentialgetriebes, und die Achsen oder Halbachsen sind vom Sonnenrad und vom Hohlrad des Umlaufgetriebes angetrieben. Bei Verwendung des Aggregates in einem Fahrzeug mit Vierradantrieb ist der Abtrieb zu den Vorderrädern vorzugsweise vom Sonnenrad des Getriebes abgenommen.

Bei Verwendung eines Differentialgetriebes in Ausbildung als Umlaufgetriebe kann am Hohlrad eines der Elemente der Regelkupplung ausgebildet sein, oder das Hohlrad kann ein derartiges Element oder eine Gruppe von Elementen tragen. Bildet das Hohlrad selbst ein Element der Regelkupplung, kann es mit engem Spiel in einem Gehäuse umlaufen, welches mit einem anderen Bauteil des Getriebes, beispielsweise mit dem Sonnenrad, Antriebsverbindung hat.

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Das Hohlrad kann eine Reihe von ringförmigen, in zu seiner Drehachse senkrechten Ebenen angeordneten und eine Gruppe von Elementen der Regelkupplung bildenden lamellen tragen und von einem Gehäuse umgeben sein, das ähnliche ringförmige Lamellen trägt, welche die andere Gruppe von Elementen der Regelkupplung bilden, wobei die Elemente der beiden Gruppen wechselweise angeordnet sind.

In einer abgewandelten Ausbildungsform kann das Hohlrad eine Mehrzahl von im Durchmesser verschiedenen zylindrischen Vorsprüngen tragen, die eine Gruppe von Elementen bilden und wechselweise mit zylindrischen Vorsprüngen angeordnet sind, die vom Gehäuse getragen sind und die andere Gruppe von Elementen bilden.

Bei diesen Ausbildungsformen kann das Gehäuse vollkommen geschlossen sein, mit Ausnahme einer von den Elementen aus nach innen liegenden Gleitflächendichtung zwischen einer Welle und dem Gehäuse. Durch ihre gegenüber den Elementen radial nach ium verlegte Anordnung ist diese Dichtung nicht dem hohen Druck ausgesetzt, der bei Anordnung am gleichen Radius wie die Elemente auf sie einwirken würde. Zudem weist das Gehäuse vorzugsweise einen glatten äußeren Umriß auf, um Leistungsverluste aus Öl- oder Pludbewegung zwischen dem Aggregat und dem Gehäuse, in dem es aufgenommen ist, niedriger zu halten.

In einer abgewandelten Ausbildungsform kann ein Kegelrad-Differentialgetriebe verwendet sein, mit zwei die Kegelräder tragenden gleichachsig angeordneten Wellen und einem Planetenträger in Gestalt eines die Planetenräder tragenden Käfigs, der an eine dritte, in einer der erstgenannten gleichachsigen Wellen gleichachsig angeordnete Welle angeschlossen ist. ' Bei dieser Anordnung ist der Käfig vorzugsweise mit dem ^ί Fahrzeugmotor und die Kegelräder mit den Achsen oder Halbachsen verbunden.

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Während bei einer bevorzugten Anordnung die Regelkupplung zwischen den beiden Abtrieben des Differentialgetriebes sitzt, kann sie zwischen zwei beliebigen Bauteilen des Getriebes eingebaut sein. Tatsächlich kann mehr als eine Regelkupplung vorgesehen sein. Es können somit zwei oder drei Regelkupplungen eingebaut sein, von denen jede ein verschiedenes Bauteilepaar des Differentialgetriebes antriebsmäßig miteinander verbindet.

,Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen von drei Ausführungsbeiepielen mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig.-1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Aggregat zur Verwendung in einem Fahrzeug mit Vierradantrieb,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematisierte Darstellung eines mit dem erfindungsgemäßen Aggregat ausgerüsteten Fahrzeuges mit Vierradantrieb,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Teil eines dem in Fig. 1 ^gezeigten Aggregat ähnlichen Aggregates mit verschieden ausgebildeter Regelkupplung,

Fig. 5 einen Fig. 1 ähnlichen Längsschnitt durch ein Aggregat mit Kegelrad-Differentialgetriebe und

Fig. 6 einen Teilschnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 5.

Entsprechend Fig. 1 weist das Aggregat ein Gehäuse 10 auf, in dem eine in ihrer Gesamtheit mit 11 bezeichnete Regelkupplung und ein in seiner Gesamtheit mit 12 bezeichnetes Differentialgetriebe in der Bauweise eines Umlaufgetriebes untergebracht sind. Das Aggregat soll in einem Fahrzeug mit

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Vierradantrieb verwendet werden und weist eine vom motor angetriebene Antriebswelle 13 auf, die die Abtriebapelle des herkömmlichen Getriebes sein kann. Über eine erste Abtriebsverbindung 14 lassen sich die Vorderräder, über eine zweite Abtriebsverbindung 15 die Hinterräder des Fahrzeuges anschließen. Biese Verbindungen werden weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben.

Der Antrieb des Differentialgetriebes 12 erfolgt über einen Planetenträger 16, der, wie bei 17 gezeichnet, über ein Viel-^ keilprofil mit der Antriebswelle 13 verkoppelt ist. Im Planetenträger sind im gleichwinkligen Abstand um die Antriebswelle herum drei Planetenräder 18 angeordnet, von denen jedes an einem im Plane laiträger befestigten Drehzapfen 19 aufgenommen ist. Der Planetenträger ist ein im wesentlichen zylindrisches Bauteil, in dem in axialer Richtung sich erstreckend» Taschen 19a ausgebildet sind, welche die Planetenräder 18 mit geringem Spiel aufnehmen, so daß zwischen dem Umfang jedes Planetenrades und dem Planetenträger selbst nur eine kleine Öffnung besteht. Der Planetenträger ist mit einer End-^ oder Stirnplatte 19b zum Verschließen der Taschen versehen. Die Enden der Planetenräder liegen in geringem Abstand von Basen 19c der Taschen und von der Stirnplatte 19b. Die Planetenräder 18 dienen dazu, in einer nachfolgend zu beschreibenden Weise Flud durch die zwischen ihnen und den im wesentlichen zylindrischen Wänden der Planetenträger-Taschen 19a bestehende Öffnung hindurchzupumpen, wobei ein Entweichen des Fluds axial zu den Planetenrädern durch die Basen 19c und die Stirnplatte 19b verhindert wird.

Ein mit 20 bezeichnetes Sonnenrad des Differentialgetriebes ist an einer in einem Lager 22 drehbar aufgenommenen Hohl^ welle 21 ausgebildet. Zwischen der Hohlwelle 21 und der Antriebswelle 13 sind Hadelrollen 23 angeordnet, 38ei Bedarf kann ein Bronze-Gleitlager oder ein anderes Lager vorgesehen sein. Die Hohlwelle 21 trägt zwei Kettenräder 24, die, wie bei

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25 gezeichnet, ü"ber ein Vielkeilprofil mit der Welle verkoppelt sind. Ein mit 26 bezeichnetes Hohlrad des Differentialgetriebes ist über eine Scheibe 27 und eine Hülse 28 antriebsmäßig mit einer Abtriebswelle 29 verbunden, an der die Abtriebsverbindung 16 befestigt ist. Die Abtriebswelle 29 trägt ein Tachometer-Kettenrad 30, das mit einer Hülse 31 in einem Lager 32 aufgenommen ist, das in einer Teil eines in seiner Gesamtheit mit 34 bezeichneten Gehäuses bildenden Hülse 33 abgestützt ist.

Das Gehäuse 34 ist Teil der Regelkupplung 11 und weist ein erstes Teil 35 auf, das eine bei 37 mit der Hohlwelle 21 verschweißte ringförmige Scheibe 36 und einen zylindrischen Abschnitt 38 besitzt. Ein in seiner Gesamtheit mit 39 bezeichnetes zweites Teil des Gehäuses 34 weist eine bei 41 an den zylindrischen Abschnitt 38 angeschweißte Scheibe 40 und eine Hülse 33 auf, die in einem im Gehäuse 10 abgestützten Rollenlager 42 aufgenommen ist. Es ist zu erkennen, daß das Gehäuse 34 mit glattem äußerem Umriß ausgeführt ist, um im Betrieb des Getriebes Leistungsverluste aus Öl- oder Fludbewegung zwischen dem Gehäuse 34 und dem Gehäuse 10 auf ein Mindestmaß zu reduzieren.

Die Außenfläche des Hohlrades 26 weist, wie bei 43 angedeutet, ein Vielkeilprofil auf und trägt eine Mehrzahl ringförmiger Lamellen oder Elemente, von denen einige bei 44 gezeichnet sind. Die Innenfläche des zylindrischen Abschnitts 38 ist in einem mit 45 bezeichneten Bereich mit einem Vielkeilprofil versehen und trägt eine Mehrzahl ringförmiger Lamellen oder Elemente, von denen einige bei 46 gezeichnet sind. Die Lamellen 44 bilden einen ersten Lamellensatz oder Lamellengruppe und sind mit den Lamellen 46, die einen zweiten Lamellensatz oder Lamellengruppe bilden, wechselweise angeordnet .

Zwischen einem zweiten Teil 39 des Gehäuses 34 und der Hülse ist eine Gleitflächendichtung 47 vorgesehen. Zwischen dem

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Planetenträger 16 und der Hohlwelle 21 ist eine weitere Gleitflächendichtung 48 vorhanden. Das Gehäuse 34 insgesamt ist mit einem viskosen Flud der eingangs beschriebenen Art aufgefüllt, d.h. mit einem Plud mit einer Viskosität zwischen 1000 und 100 000 Centistokes bei 20 C und Schubspannung KuIl. Dieses viskose Plud dient zum Übertragen von Drehmoment zwischen den Lamellen 44 und 46 und ebenfalls^zum Schmieren de» Differentialgetriebes. Außerdem wird, wie weiter oben beschrieben, infolge der kleinen Öffnungen zwischen den Planetenrädern und den Taschen 19a im Planetenträger 16 viskoses Plud durch die zwischen den Umfangen der Planetenräder 18 und den Taschen 19a bestehenden bogenförmigen öffnungen hindurchgepumpt, wobei diese Öffnungen die Pludströmung hemmen, so daß zwischen den Bauteilen des Umlaufgetriebes Drehmoment übertragen wird. Bei Bedarf können für das gepumpte Plud spezielle Strömungspfade vorgesehen sein, die die geforderten Widerstandsmerkmale aufweisen. Es können auch (nicht gezeichnete) automatische Druckentlastungsventile vorgesehen sein.

An das linke Ende des Gehäuses 10 ist mit ri:qeförmig angeordneten Schrauben 50 ein weiteres Gehäuse 49 angeschraubt. Zwischen diesen Gehäusen besteht eine ringförmige Berührungsoder Trennfläche 51, an der ein kreisrundes Dichtglied aufgenommen sein kann. '

Das Gehäuse 49 nimmt das weiter oben erwähnte Lager 22 auf und ist über ein Anschlußstück 149 mit Schrauben 52 an das hintere Ende des Schaltgetriebekastens angeschlossen.

Das Gehäuse 49 trägt an seinem entsprechend Pig. 1 unteren Ende eine kurze Abtriebswelle 53» mit der die Abtriebsverbindung 14 einstückig ausgebildet ist. Mit der Welle sind über eine Vielkeilverbindung zwei Kettenräder 54 verkoppelt, die über zwei Ketten 55 mit den Kettenrädern 24 verbunden sind. Die Kettenräder 54 sind in einem mit 55 bezeichneten Bereich über ein Vielkeilprofil an der Abtriebswelle 53 befestigt.

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Diese ist in im Gehäuse 49 angeordneten Lagern 57 und 58 aufgenommen. In Flucht mit dem Ende der Abtriebswelle 53 ist am Gehäuse eine Kappe 59 angebracht, an deren Stelle, bei Bedarf, ein Bremsblockierfühler an die Abtriebswelle 53 angeschlossen sein kann.

Das Aggregat in der bisher beschriebenen Ausbildung ist in ein in Fig. 3 dargestelltes Fahrzeug mit Vierradantrieb eingebaut, wobei die Antriebswelle 13 von einem Motor 60 über eine Kupplung 61 und ein Schaltgetriebe 62 angetrieben wird und die Abtriebsverbindung 15 bei 63 an die Hinterachse 64 und die Abtriebsverbindung 14 bei 65 an die Vorderachse 66 angeschlossen sind. Unter normalen Bedingungen drehen die Vorder- und Hinterräder des Fahrzeuges mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit, so daß zwischen den Bauteilen des Differentialgetriebes 12 geringe oder gar keine Relativbewegung auftritt. Wenn sich jedoch zwischen den Vorder- und den Hinterrädern eine beträchtliche Geschwindigkeitsdifferenz ergibt, weil eine Radgruppe abbremst oder blockiert, tritt zwischen den Bauteilen des Differentialgetriebes Relativbewegung auf. Diese Bewegung wird durch die Regelkupplung in der Weise kontrolliert oder beeinflußt, daß in an sich bekannter Weise eine gewisse Drehmoment-Rückwirkung auf die rutschenden Räder erfolgt.

Die in der Zeichnung dargestellte spezielle Ausbildungsform ist aufgrund ihrer gedrängten Bauweise besonders vorteilhaft. Das Differentialgetriebe 12 ist innerhalb der Regelkupplung angeordnet. Dadurch ergibt sich eine Verkürzung der axialen Länge des Aggregates.

Außerdem hat die Regelkupplung einen hohen Wirkungsgrad, da die Lamellen 44 und 46 einen verhältnismäßig großen Halbmesser aufweisen. Wie schon weiter oben erläutert, steigt der Wirkungsgrad der Kupplung mit zunehmendem Halbmesser.

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Dadurch, daß im Gehäuse 34 ein viskoses Flud enthalten ist, das von den Planetenrädern 18 gepumpt wird, wirkt sich der der Strömung des viskosen Pluds durch die kleinen Öffnungen im Getriebe selbst entgegenwirkende Widerstand als eine gewisse Regelung der Relativbewegung der Bauteile des !Differentialgetriebes aus, die zu der von der Regelkupplung auf die Relativbewegung ausgeübten Regelung hinzukommt.

Die Ausbildung des Gehäuses 34 ist außerdem deshalb vorteilhaft, weil im äußeren Teil des Gehäuses verhältnismäßig hohe Drücke im viskosen Flud erzeugt werden, und weil beim gezeigten Aufbau Gleitfläehendiehtungen 47 und 48 an radial nach innen gelegenen Teilen des Gehäuses vorgesehen sind, die somit keine hohen Hydraulikdrücke aushalten müssen. Der Angriffspunkt der maximalen Belastung ist mit der Schweißverbindung 41 verschlossen. Pur Wartungs- und Reparaturerbeiten kann diese Schweißverbindung jedoch immer abgedreht und das Gehäuse geöffnet werden.

Aufgrund der Anordnung der die Schrauben 52 aufnehmenden Löcher kann das Gehäuse 49 in jeder beliebigen einer Kehrzahl von Stellungen relativ zum Gehäuse 10 angeordnet werden. Es laßt sich daher um die Achse der Antriebswelle 13 in jede beliebige einer Mehrzahl von Stellungen drehen und in dieser mit dem Gehäuse 10 verschrauben.

Durch Verändern der Kettenräder 24 und 54 ist es möglich, beliebige Paarungsfehler zwischen dem vorderen und dem hinteren Differentialgetriebe 67 bzw. 68 des Fahrzeugs auszugleichen. Das vordere Differentialgetriebe 67 kann somit in einen Motor, beispielsweise in den Motor 60, eingegliedert und als Normalausrüstung für eine Mehrzahl verschiedener Fahrzeuge mit verschiedenen Hinterrad-Differentialgetrieben vorgesehen sein, so daß, um im normalen Betriebszustand im Differentialgetriebe 12 nur geringe oder keine Relativbewegung auftreten zu lassen, ein gewisser Ausgleich erforderlich ist· Dieser wird durch Verändern der Kettenräder 24 und 54 erzielt.

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Fig, 4 zeigt einen Teil eines dem in Fig- 1 dargestellten Aggregat ähnlichen Aggregates mit einer Kegelkupplung in verschiedener Austoildiang. Entsprechend Fig, 1 ist die Kegelkupplung von den Lamellen 44 and 46 gebildet, die in zur Drehachse €es Aggregates im wesentlichen senkrechten Ebenen angeordnet sind. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausbildungsform ist die Kegelkupplung aus vom Hohlrad des Umlaufgetriebes getragenen zylindrischen Vorsprüngen und aus mit diesen wechselweise angeordneten zylindrischen Vorsprüngen zusammengesetzt, die von einem Gehäuse getragen sind, in welchem die Kegelkupplung und daB Differentialgetriebe untergebracht sind.

Der Aufbau des in Fig. 4 dargestellten Aggregates ist dem des in Fig. 1 gezeigten ähnlich, so daß auf eine Beschreibung in Einzelheiten verzichtet wird. Eine in ihrer Gesamtheit mit 70 bezeichnete Kegelkupplung ist in einem Gehäuse 71 untergebracht. Ein Sonnenrad des Umlaufgetriebes ist in seiner Gesamtheit mit 72 bezeichnet und einstückig mit einer Hohlwelle 73 ausgebildet, die ein Vielkeilprofil 74 aufweist und einen Abtrieb darstellt. An dieser Hohlwelle können, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, Kettenräder, beispielsweise Kettenräder 24 aufgenommen sein. Zum Getriebe gehört ein Planetenträger 75, der zur Aufnahme einer Antriebswelle, wie beispielsweise die Antriebswelle 13 in Fig. 1, ein Innenvielkeilprofil 76 aufweist. An im Planetenträger angeordneten Drehzapfen 78 sind drehbar Planetenräder 77 aufgenommen, die mit dem Sonnenrad und einem Hohlrad 79 kämmen.

Mit dem Hohlrad ist mit einem Vielkeilprofil, wie bei 80 gezeichnet, ein sich um das Hohlrad herum erstreckendes Element 81 verbunden, das eine Mehrzahl zylindrischer Vorsprünge 82 und 83 aufweist, die von einem Mittelteil 84 des Elementes in entgegengesetzten Richtungen ausgehen. An einem dem in Fig. 1 dargestellten Gehäuse 34 ähnlich ausgebildeten Gehäuse 85 sind zwei Elemente 86 und 87 befestigt.

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welche mit den Vorsprüngen 82 und 83 wechselweise angeordnete zylindrische Vorsprünge aufweisen. Das Element 86 besitzt zylindrische Vorsprünge 88, die mit den Vorsprüngen 82 wechselweise angeordnet sind, das Element 87 zylindrische Vorsprünge 89, die wechselweise mit den Vorsprüngen 83 ineinandergreifen.

Das Gehäuse 85 ist in der im Zusammenhang mit Pig. 1 beschriebenen Weise mit einer viskosen Flüssigkeit aufgefüllt, deren Scherströmung zwischen den zylindrischen Vorsprüngen 82 und 88 einerseits und den Vorsprüngen 83 und 89 andererseits zum Hegeln der Relativbewegung zwischen dem bei 90 mit der Hohlwelle 73 verschweißten Gehäuse 85 und dem mit dem Hohlrad 79 verkeilten Element 81 genutzt wird. Das Hohlrad ist an eine Abtriebswelle 91 angeschlossen. Die Arbeitsweise der in Pig. 4 dargestellten Ausbildungsform ist der der in Pig. 1 gezeigten ähnlich, wobei die zylindrischen Vorsprünge die Stelle der ringförmigen Lamellen 44 und 46 einnehmen. Es leuchtet ein, daß die in Fig. 4 dargestellte Ausbildungsform in einem Gehäuse ähnlich dem Gehäuse 10 in Pig. 1 aufgenommen und an eine Antriebswelle, wie beschrieben, angeschlossen wird. Die Abtriebe werden von der Hohlwelle 73 und von der Welle 91 in der im Zusammenhang mit Pig. 1 beschriebenen oder in beliebiger anderer Weise abgenommen.

Fig. 5 und 6 zeigen ein Aggregat mit einem Kegelrad-Differentialgetriebe. Das Aggregat ist in einem Gehäuse 92 aufgenommen und weist eine in ihrer Gesamtheit mit 93 bezeichnete Regelkupplung und ein in seiner Gesamtheit mit 94 bezeichnetes Kegelrad-Differentialgetriebe auf. Die Regelkupplung ist von der gleichen allgemeinen Art wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben.

Zum Aggregat gehört eine Antriebswelle 95» die in einem an einer Radscheibe 97 abgestützten Lager 96 aufgenommen ist. Die Radscheibe 97 ist zwischen einem weiteren Gehäuse 98 und einem Anschlußstück 99 angeordnet, mit dem sich das Aggregat

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an ein herkömmliches Schaltgetriebe anschließen läßt. Die Antriebswelle 95 umgibt eine erste gleichachsige Welle 100, die an der Antriebswelle 95 über Rollen 101 drehbar aufgenommen ist. Am rechten Ende der Welle 100 ist ein Kegelrad 102 ausgebildet. Im Gehäuse 92 ist über ein Lager 104 eine zweite gleichachsige Welle 103 angeordnet, die eine Stufenbohrung zur Aufnahme des rechten Endes der Antriebswelle 95 aufweist, die sich in einem Rollenlager 105 abstützt. Die Welle 103 ist ebenfalls im Gehäuse 92 in einem weiteren Rollenlager 106 aufgenommen. Am linken Ende der Welle 103 ist ein Kegelrad 107 ausgebildet.

Die Kegelräder 102 und 107 kämmen mit vier Planetenrädern 108, die dr-ehbar an Drehzapfen 109 aufgenommen sind, welche !Teil eines Innenträgers 110 sind, der mit einem Vielkeilprofil, wie bei Tl 1 gezeichnet, an der Antriebswelle 95 aufgenommen ist. Die äußeren Enden der Drehzapfen 109 dringen in einen zweiteiligen Außenträger 112 ein, dessen Teile von Schrauben 113 zusammengehalten sind.

Die erste gleichachsige Welle 100 trägt ein Kettenrad 114, das, wie im Zusammenhang mit/PilT Tⁿ dargestellten Ausbildungsform beschrieben, mit einer Kette in Eingriff gebracht und mit einem ersten Abtrieb verbunden werden kann.

Zur Regelkupplung 93 gehören ein Außenzylinder 115 und ein Inimzylinder 116, ein ringförmiges Endstück 117 und ein weiteres ringförmiges Endstück 118. Die Zylinder 115 und und die Endstücke 117 und 118 begrenzen einen ringförmigen Raum, der mit einer viskosen Flüssigkeit der weiter oben erwähnten Art angefüllt ist. Das Endstück 117 ist tei 119 mit dem Außenzylinder 115 verschweißt. Das Endstück 117 trägt ein Dichtglied 120, das am Innenzylinder 116 angreift. Das Endstück 117 ist mit einem bei 121 gezeichneten Vielkeilprofil mit einer Scheibe 122 verkoppelt, die ihrerseits über ein bei 123 gezeichnetes Vielkeilprofil mit der ersten

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gleichachsigen Welle 100 verbunden ist. Dadurch Manft Außenzylinder 115 zusammen mit der ersten gleichaclraijgen Welle 100 um.

Der Innenzylinder 116 weist an seinem rechten Ende «inen Innenflansch 124 auf, der "bei 125 mit einem VieUceilprtjfil mit .der zweiten gleichaehsigen Welle 103 verbunden ist» Dadurch läuft der Innenzylinder 116 zusammen ait der zweiten Welle 103 um. Das Endstück 118 trägt ein Dichtglied 126, das am Außenzylinder 115 angreift, und ist am AuSenzylinder mit einem Klemmring 127 gehalten. Relativdrelwmg zwischen dem Endstück 118 und dem Äußensylinder 115 durch (nicht gezeichnete) ^Gebilde Trerhindert. 2wiscfciai Endstück 118 und dem Innenzylinder 116 ist eine dichtung 128 angeordnet.

Innen-Der Außenzylinder 115 weist bei 129 ein/Vielkeilprofil auf, in das eine Mehrzahl von ringförmigen Lamellen 130 eingreift, die im wesentlichen senkrecht zur Drehachse des ausgerichtet sind. Der Innenzylinder 116 weist iwsi 131 ein Außen-Vielkeilprofil auf und trägt eine Mehrzahl v©n Lamellen, von denen einige bei 132 gezeichnet Bind und die mit den Lamellen 130 "wechselweise angeordnet sind. Ber ringförmige Raum, in dem tue Lamellen 130 und 132 aufgenommen sind, ist durch E infüll schrauben 133 ^m^ viskosem Flud auffüllbar.

Es wird angenommen, daß die Arbeitsweise dieser Aasbililraagsfoir« ohne weiteres aus der vorsteneaaflen ifeisefca^eäLiiung 4Lm* weise der in Fig. 1 dargestellten Ausbildungsform ist. Der Antriels erfe^Lgt daher auf «die AnteriebsweUbe die den Planetenträger 110 antreitot» «©l^^r über die PlanetenrSÄsr 108 auf die gleichachsig Wellen 100 maä. 103 «ni. af die K«i©el.TBider 1-tJS m& 1©? Helativdrehung zwischen den gleicäxacJiBig angeörflaaeil»» 100 und 103 wird mit <&er Se^elisjjifilung 93 geregelt,, mm.

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die ringförmigen Lamellen 130 und 132 gehören, die so angeschlossen sind, daß sie. in der vorbeschriebenen Weise zusammen mit den Wellen"100 und 103 umlaufen. Die Abtriebe werden bei diesem Aggregat in der im Zusammenhang mit Pig. 1 und beschriebenen Weise von der Welle 103 und vom Kettenrad 114 abgenommen. Bei der in Pig. 5 und 6 dargestellten Ausbildungsform muß für eine gesonderte Schmierung des Differentialgetriebes über verschiedene Sehnierkanäle gesorgt werden. Diese Schmierkanäle sind in der Zeichnung gezeigt, weisen jedoch im wesentlichen herkömmliche Ausbildung auf und werden daher nicht mit Einzelheiten beschrieben. Bei dieser Ausbildungsform erfolgt die Schmierung des Differentialgetriebes nicht mit dem in die Regelkupplung eingefüllten viskosen Plud.

Bei einer weiteren abgewandelten Ausbildungsform ist nicht eine Regelkupplung mit zylindrischen Vorsprüngen 82,88 und 83,89 verwendet, sondern das Hohlrad des Differentialgetriebes, beispielsweise das Hohlrad 79 (Pig. 4), ist mit geringem Spiel in einem Gehäuse, beispielsweise im Gehäuse 85 aufgenommen, so daß die Regelkupplung durch diese beiden Bauteile und das zwischen ihnen befindliche viskose Plud gebildet ist.

Bei Verwendung eines als Umlaufgetriebe ausgebildeten Differentialgetriebes wird mit der Möglichkeit gerechnet, auf die Drehzapfen für die Planetenräder zu verzichten, indem man die Zähne der Planetenräder so schleift, daß diese an den zylindrischen Plächen der Taschen im Planetenträger angreifen und daß die Zähne als Lager für die Planetenräder wirken.

Das erfindungsgemäße Aggregat kann ebenso gut wie zwischen zwei Antriebsachsen, entsprechend der speziellen Beschreibung, auch zwischen den Halbachsen einer einzigen Antriebsachse eingebaut werden.

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Aus dea VoretöheBdöö. ergibt eiea, ^aS di« S^iii^tsiiJ^ Mr eia mit SelbstiahraiLtrieb ausgestattetes Fahrzeug eia Aggregat Hegeln'"a«? Helativdreiiuag zwisdben deii

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/Anspruch» 309828/091 1

Claims

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ANSPEfCHE

Differentialgetriebe für Fahrzeuge mit einer Regel-

V^ÄcEurcäi g e k e η η ζ e 1 c h η e t, daß die Regelkupplung (11) erste (44) und zweite Elemente (46) oder Gruppen von Elementen aufweist, die in einem viskosen Flud um eine gemeinsame Achse relativ zueinander drehbar sind, ringförmig ausgebildet und im Abstand von dieser Achse unter Belassurig eines um diese herum sich erstreckenden Raumes angeordnet sind, daß in dem Raum ein dreiteiliges Differentialgetriebe (12) angeordnet ist, und daß Antriebsverbindung besteht zwischen den ersten bzw, den zweiten Elementen (44 bzw. 46) oder Gruppen von Elementen und zwei Bauteilen des Differentialgetriebes (12) sowie zwischen deöT Fahrzeugmotor (Ö) und einem Bauteil des Getriebes (12) und zwischen jeweils den anderen Bauteilen des Getriebes (12) und entweder den Halbachsen einer einzigen Antriebsachse oder zwei Antriebsachsen.

2» Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile des Differentialgetriebes (12) ebenfalls in einem viskosen Flud arbeiten, und daß die Planetenelemente (18) des Getriebes (12) so angeordnet sind, daß sie das Flud entlang Pfaden pumpen, welche die FludstrÖmung hemmen.

3. Differentialgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennz e i chn e t, daß die Bade kleine Öffnungen zwischen Bauteilen des Getriebes (12) sind.

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4. Differentialgetriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Pfade automatisch betätigbare Druckentlastungsventile eingebaut sind.

5. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (44,46) der Regelkupplung (11) und die Bauteile des Differentialgetriebes (12) in der gleichen Kammer (34) arbeiten.

6. Differentialgetriebe nach einem, der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Differential- _{Ki r}~ getriebe (12) ein Umlaufgetriebe ist.

7. Differentialgetriebe nach Anspruch. 6, in Verbindung

mit einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenelemente (18) zum Pumpen des viskosen Fluds in im Planetenträger (16) ausgebildeten Taschen (19a) mit geringem Spiel umlaufen.

8. Differentialgetriebe nach Anspruch 6 oder 7# dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeugmptor (6θ) auf den Planetenträger (16) des Differentialgetriebes (12) treibt, und daß die Achsen oder Halbachsen vom Sonnenrad (20) und vom Hohlrad (26) des IMLaufgetriebes angetrieben sind.

9. Differentialgetriebe nach Anspruch 8 für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtrieb (14) zu den Vorderrädern vom Sonnenrad (20) des Getriebes (12) abgenommen ist.

10. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 6 bis 9_t dadurch gekennzeichnet, daß am Hohlrad (26) eines der Elemente der Regelkupplung (11) ausgebildet ist, oder daß das Hohlrad (26) ein derartiges Element oder eine Gruppe von Elementen trägt.

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11. Differentialgetriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (79) selbst ein Element der Regelkupplung (70) bildet und mit engem Spiel in einem Gehäuse (85) umläuft, welches mit einem anderen Bauteil des Getriebes Antriebsverbindung hat.

12. Differentialgetriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (26) eine Reihe von ringförmigen, zur Drehachse der Regelkupplung (11) senkrecht angeordneten und eine Gruppe von Elementen der Regelkupplung (11) bildenden Lamellen (44) trägt und von einem Gehäuse (34) umgeben ist, das ähnliche Lamellen (46) trägt, welche die andere Gruppe von Elementen der Regelkupplung (11) bilden, und daß die Lamellen (44,46) der beiden Gruppen wechselweise angeordnet sind.

13. Differentialgetriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (79) eine Mehrzahl von im Durchmesser verschiedenen zylindrischen Vorsprüngen (82,83) trägt, die eine Gruppe von Elementen bilden und wechselweise mit zylindrischen Vorsprüngen (88,89) angeordnet sind, die von einem das Hohlrad (79) umgebenden Gehäuse (85) getragen sind und die andere Gruppe von Elementen bilden.

14. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 11 bis 13_t dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (85) vollkommen geschlossen ist, mit Ausnahme einer von den genannten Elementen (82,83,88,89) aus radial nach innen gelegenen Gleitflächendichtung zwischen einer Welle und einem Gehäuse.

15. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (85) einen glatten äußeren Umriß aufweist.

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16. Differentialgetriebe nach einem der Anspürche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetriebe als Kegelrad-Differentialgetriebe (94) ausgeführt ist und zwei die Kegelräder (102,107) tragende, gleichachsig angeordnete Wellen (100,103) und einen Planetenträger (110,112) in Gestalt eines Käfigs aufweist, der an eine dritte, in einer der erstgenannten gleichachsigen Wellen (100,103) gleichachsig angeordnete Welle (95) angeschlossen ist.

17. Differentialgetriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (110,112) mit dem Fahrzeugmotor (60) und die Kegelräder (102,107) mit den Achsen oder Halbachsen verbunden sind.

18. Differentialgetriebe nach Anspruch 16 oder 17»

dadurch gekennzeichnet, daß die Regelkupplung (93) zwischen den erstgenannten gleichachsig angeordneten Wellen (100,103) eingesetzt ist und zwei Gruppen von wechselweise angeordneten und zur Drehachse der Kupplung (93) senkrecht stehende Lamellen (130,132) aufweist.

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