DE2811735A1 - Ueberlagerungsdifferential - Google Patents

Description

• Überlagerungsdifferential
• Für den Antrieb von Fahrzeugen sind Differentialgetriebe bekannt, die das Antriebsdrehmoment, welches eine Kardanwelle liefert, gleichmäßig auf die beiden Halbwellen der angetriebenen Achse verteilen und bei Kurvenfahrt unterschiedliche Drehzahl der angetriebenen Räder zulassen.
• Es gibt Anwendungsfälle für ein Differentialgetriebe, bei denen dieses überwiegend in zwei stark voneinander abweichenden Lastzuständen betrieben wird Für diese Anwendungsfälle muß das Differentialgetriebe so dimensioniert werden, daß es der größten vorkommenden Betriebslast standhält. Wird ein für hohe Betriebslasten dimensioniertes Differentialgetriebe nun überwiegend bei sehr geringer Betriebslast gefahren, so weist dieses in dieser geringen Belastungsstufe unnötig hohe innere Reibungskräfte und darüberhinaus erhöhte Massenkräfte auf.
• Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, diesen Mangel bei Differentialgetrieben, die überwiegend in der geringen Belastungsstufe gefahren werden, zu beseitigen. Erfindungsgemäß besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß einem ersten, schwach dimensionierten Differentialgetriebe ein weiteres stark dimensioniertes Differentialgetriebe überlagert wird, das dem ersten Differentialgetriebe über zuschaltbare Zahnräder überlagert werden kann.
• Erfindungsgemäß werden beide Differentialgetriebe über einen gemeinsamen Käfig angetrieben. Wirken beide Differentialgetriebe auf jeweils ein-und dieselbe Abtriebshalbwelle, so muß aus kinematischen Gründen das Übersetzungsverhältnis des Rädersatzes zwischen Käfig und Abtriebshalbwelle des inneren Differentialgetriebe 5 genau dem Übersetzungsverhältnis zwischen Käfig und Abtriebshalbwelle des überlagerten Differentialgetriebes entsprechen.
• Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das erste Differential und das überlagerte Differential auf je zwei getrennte Abtriebshalbwellen wirken, wobei je eine Abtriebshalbwelle aus einer inneren Welle und aus einer äußeren Hohlwelle besteht. Bei dieser Ausführungsform muß das Übersetzungsverhältnis des ersten Differentials mit dem des überlagerten Differentials nicht unbedingt übereinstimmen.
• Ein derartiges Getriebe könnte beispielsweise zum Antrieb von sehr breiten Kettenfahrzeugen angewendet werden, wobei das erste Differential auf die beiden an der Fahrzeugaußenseite liegenden Kettenkränze wirkt, während das überlagerte Differential auf zwei nahe der Mitte des Fahrzeugs gelegene Kettenkränze wirkt. Bei dieser Ausführungsform des Uberlagerungsdifferentialgetriebes kann sowohl das erste Differential als auch das Überlagerungsdifferential mit einer bekannten Differentialsperre ausgestattet sein.
• Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung entsteht eine stufenweise Steuerung für Kettenfahrzeuge, wenn auf den lediglich seitenverzahnten Hohlrädern des überlagerten Differentials je ein drehfestes aber axial bewegbares weiteres Hohlrad angebracht wird. Jedes dieser Hohlräder ist mit einem Bremsscheibe an seinem Umfang und mit Kupplungsgliedern an den gegenüberliegenden Innenflächen ausgestattet. Bei Geradeausfahrt des Kettenfahrzeugs werden diese beiden Hohlräder über die Xupplungsglieder verbunden, so daß keine Differentialbewegung zwischen den beiden Abtriebswellen möglich ist. Werden diese Hohlräder durch axiales Verschieben entkoppelt, kann durch wechselseitiges Abbremsen der Bremsscheiben mittel s axial beweglicher, jedoch gehäusefester Bremssättel mit Bremsklötzen- eine unterschiedliche Drehzahl der beiden Abtriebswellen und damit die Kurvenfahrt des Kettenfahrzeugs eingeleitet werden.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils im Längsschnitt: Fig.l die erste Ausführungsform des Uberlagerungsdifferentials, bei der sowohl das erste Differential als auch das überlagerte Differential als Kegelraddifferential ausgefUhrt sind. Die Übersetzungsverhältnisse der Kegelräder beider Differentiale stimmen überein; Fig. 2 eine weitere Ausführungsform des Überlagerungsdifferentials, bei dem das erste Differential als Kegelraddiffezential und das Überlagerungsdifferential als Stirnraddifferential ausgeführt sind. Das Ubersetzungsverhältnis der Kegelräder des ersten Differentials stimmt mit dem Gesamt-Fig. 3 eine Ausführungsform des Uberlagerungsdifferentials, bei dem getrennte, konzentrisch ineinander gelagerte Abtriebshalbwellen vorgesehen sind, wobei die inneren Abtriebswellen von dem ersten Differential und die äußeren Abtriebswellen von dem Uberlagerungsdifferential angetrieben werden.
• Fig. 4 das tlberlagerungsdifferential mit jeweils getrennten Abtriebshalbwellen, bei dem das überlagerte Differential als Stirnraddifferential ausgeführt ist.
• Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des tfberlagerungsdifferentials, die als stufenlose Steuerung für Kettenfahrzeuge verwendet werden kann.
• Bei der ersten Ausführungsform des tJberlagerungsdifferentials nach Fig. 1 befindet sich in einem drehfesten Gehäuse 1 ein Käfig (Planetenträger) 2, in weichem innere Planetenräder 3 mit inneren Tellerrädern 4 in Eingriff stehen. Die außerdem am Käfig drehbar gelagerten und radial verschiebbaren äußeren Planetenräder 5 stehen mit äußeren Tellerrädern 6 im Eingriff und bilden das stärker dimensionierte Überlagerungsdifferential.
• Der mit einem Tellerrad versehene Käfig 2 wird über eine im Gehäuse 1 gelagerte Abtriebswelle mit Ritzel 7 angetrieben, und sowohl das erste Differential als auch das überlagerte Differential, deren Ubersetzungsverhältnisse gleich sind, wirken im Falle hoher Belastung auf die erste Abtriebswelle 8 bzw. die zweite Abtriebswelle 9. Bei sehr geringer Last können zur Herabsetzung der inneren Reibung bzw. zur Verminderung der Massenkräfte die äußeren Planetenräder 5 radial nach außen verschoben werden, so daß nur noch das erste Differential im Eingriff steht.
• Bei der in Fig 2 gezeigten Ausführungsform des Uberlagerungsdifferentials wird das überlagerte Differential von den äußeren Planetenrädern 5, die über die beiden Seiten-und stirnverzahnten Hohlräder 10 mit den beiden axial beweglichen Stirnradpaaren 11 und den äußeren Tellerrädern 6 in Eingriff stehen, gebildet Durch axiales Verschieben der Stirnradpaare 11 kann das überlagerte Differential entkoppelt werden Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform des Uberlagerungsdifferentials wirkt das erste Differential auf die innen gelagerte erste Abtriebswelle 8 bzw. zweite Abtriebswelle 9, während das überlagerte Differential auf die konzentrisch mit der ersten bzw zweiten Ab trieb swee gelagerte dritte Abtriebswelle 12 bzw. vierte Abtriebswelle 13 wirkt. Gegenüber dem in Fig.
• 1 und 2 gezeigten t"erlagerungsdifferential1 das zwei Freiheitsgrade besitzt, handelt es sich bei dem in Fig. 3 gezeigten Uberlagerungsdifferentiai' tin ein Getriebe mit vier Freiheitsgraden. Dieses Getriebe eignet sich beispielsweise filr den Antrieb eines vierspurigen Fahrzeugs, wobei sowohl das erste als auch das überlagerte Differential je nach Bedarf mit einer Differentialsperre bekannter Art ausgestattet sein kann.
• Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform entspricht der in Fig. 3 gezeigten, jedoch ist das überlagerte Differential bei dieser Ausführungsform analog der in Fig. 2 gezeigten Ausführung von einem Stirnradsatz gebildet.
• Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform des Uberlagerungsdifferentials ist mit axial beweglichen Hohlrädern 15 ausgestattet, die mit den seitenverzahnten Hohlrädern 14 über ein Vielnutprofil drehfest verbunden sind. An diesen axial beweglichen Hohlrädorn 15 ist am äußeren Umfang je eine Bremsscheibe 17 angebracht. Die gegenüberliegenden Innenflächen weisen Eupplungsglieder 16 auf, die als Reibungs-, Zahn- bezw. Klauenkupplungsglieder ausgeführt sein können. Werden die axial beweglichen Hohlräder 15 über die Kupplungsglieder 16 verbunden, ist keine Differentialbewegung zwischen den Abtriebswellen 8 und 9 möglich, das Getriebe wirkt in dieser Stellung als Sperrdifferential. Werden die beiden axial beweglichen Hohlräder 15 durch Schaltelemente, die in Fig. 5 nicht dargestellt sind, entkoppelt, kann die Abtriebsdrehzahl der beiden Abtriebswellen 8 und 9 durch wechselseitiges Einwirken der beiden Scheibenbremsen 17, 18, die an den axial beweglichen Hohlrädern 15 angebracht sind, gesteuert werden. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders vorteilhafte stufenlose Kurvensteuerung für Kettenfahrzeuge, die in einem einzigen Getriebegehäuse untergebracht ist.

Claims (5)

1. Patentansprüche ============================= 1. Differentialgetriebe mit einem über eine Antriebswelle mit Ritzel angetriebenen Käfig, in diesem Käfig drehbar gelagertten inneren Planetenrädern, die mit inneren Tellerrädern im Eingriff stehen, welche mit je einer Abtriebswelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Käfig (2) äußere, radial bewegliche Planetenräder (5) drehbar gelagert sind, die mit äußeren, mit je einer der.Abtriebswellen (8, 9) verbundenen Tellerrädern (6) im Eingriff stehen und mit den äußeren Planetenrädern (5) das gleiche ttbersetzungsverhältnis bilden, wie die inneren Planeten-und Tellerräder (3, 4).
2. 2. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Käfig (2) äußere Planetenräder (5) drehbar gelagert sind, die mit an dem Käfig (2) drehbar gelagerten ;seiten- und etirnverzaiiiiten Hohlrädern (10) im Eingriff stehen und über je ein am Gehäuse (1) drehbar gelagertes, axial bewegliches Stirnradpaar (11) mit äußeren, je mit einer Abtriebswelle (8, 9) v erbundenen Tellerrädern (6) im Eingriff stehen, wobei das Sbersetzungsverhältnis der inneren Planeten-und Tellerräder (3,4) gleich dem des äußeren Rädersatzes zwischen Käfig (2) und Abtriebswellen (8, 9) ist.
3. 3. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Käfig (2) äußere, radial bewegliche Planetenräder (5) drehbar gelagert sind, die mit äußeren Tellerrädern (6) im Eingriff stehen, wobei die äußeren ellerräder (6) mit Abtriebswellen (12, 13) verbunden sind, welche auf jenen Abtriebswellen (8, 9) konzentrisch gelagert sind, die mit den inneren Tellerrädern (4) in Verbindung stehen.
4. 4. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Käfig (2) äußere Planetenräder (5) drehbar gelagert sind, die mit an dem Käfig (2) drehbar gelagerten seiten- und stirnverzahnten Hohlrädern (10) im Eingriff stehen und über ein je ein am Gehäuse (1) drehbar gelagertes, axial bewegliches Stirnradpaar (11) mit äußeren Tellerrädern (6) im Eingriff stehen, wobei die äußeren Tellerräder (6) mit Abtriebswellen (12, 13) verbunden sind, welche auf jenen Abtriebswellen (8, 9) konzentrisch gelagert sind, die mit den inneren Tellerrädern (4) in Verbindung stehen.
5. 5. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Käfig (2) äußere Planetenräder (5) drehbar gelagert sind, die mit den inneren Planetenrädern (3) drehfest verbunden sind und mit seitenverzahnten Hohlrädern ( 14), die auf dem Käfig (2) drehbar gelagert sind, im Eingriff stehen, und daß mit den seitenverzalinten Hohlradern (14) je ein über ein Vielnutprofil axial bewegliches Hohlr " ' v) drehfest verbunden ist, an dessen Innenfläche Reibungs-, Zahn- oder Klauenkupplungsglieder (16) und an dessen Umfangsfläche je eine Bremsscheibe (17) angebracht ist, die mit gehäusefesten, jedoch axial beweglichen Bremssätteln (18) mit Bremsklötzen im Eingriff stehen.