DE3309200A1 - Freilauf-sperrdifferential - Google Patents

Description

• FREILAUF-SPERRDIFFERENTIAL
• Die Erfindung betrifft ein Freilauf-Sperrdifferential mit integrierten Gelenken, insbesondere Schiebeqelenken, zur selbsttätigen Zuschaltung einer zweiten Triebachse bei Eintreten von Schlupf an einer ersten Triebachse, bestehend aus zwei durch Reibschluß in beide Drehrichtungen umsteuerbare Freiläufe.
• Selbstsperrende Ausgleichgetriebe auf der Basis der Freiläufe sind bekannt (BUSSIEN, Automobil-Technisches-Handbuch, erster Band, 1953, Seiten 637/38). Bei dem hier beschriebenen Ausgleichgetriebe ist drehfest mit dem Tellerrad ein mit Klemmkurven versehenes Gehäuse als Freilaufaußenteil vorgesehen.
• Mit den Achswellen sind Mitnehmer verbunden, die eine zylindrische Laufbahn aufweisen. Zwischen beiden sind Rollkörper angeordnet, die bei Drehung des Tellerrades durch die Klemmkurven des Gehäuses geqen die Mitnehmer gepreßt werden und diese und damit die Achswellen mitnehmen. Bei Kurvenfahrt dreht sich der Mitnehmer des außenlaufendes Rades gegenüber dem Gehäuse schneller und führt dabei die Rollkörper unter Mitnahme eines die Rollkörper auf Distanz haltenden Käfigs aus der Klemmanlage heraus, so daß das eweiliqe Rad voreilen kann.
• Die Sperrstellung bei Geradeausfahrt wird durch federnde Bolzen, die in Führungslöcher eingreifen, wieder hergestellt, wobei die Führungslöcher und die Bolzen jeweils an einem jedem Rad zugeordneten Käfig vorqesehen sind Bei dem beschriebenen Sperrdifferential ist es von Nachteil, daß es relativ große radiale Dimensionen aufweist, und somit nicht zur integrierten Verwendunq mit Gleichlaufgelenken, die für sich schon eine gewisse radiale Ausdehnung beanspruchen, geeignet ist. Darüber hinaus ist das beschriebene selbstsperrende Ausgleichgetriebe nicht in der Lage, bei Eintreten von Schlupf an einer ständig treibenden Triebachse, die mit dem Sperrdifferential versehene Achse selbsttätig zuzuschalten.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Freilauf-Sperrdifferential zu- schaffen, das in der Lage ist, die diesem zugeordneten Antriebsräder bei Eintreten von Schlupf an den Rädern der Hauptantriebsachse zuzuschalten, und daß bei intetariert im Differentialgehäuse verbauten Gleichlaufdrehgelenken, die vorzugsweise als Schiebegelenke ausgebildet sind, eine relativ geringe radiale Ausdehnunq aufweist.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß a) als Drehkeile ausgebildete MitnehmerkörPer in Außenteilen der Gelenke schwenkbar qehalten sind, b) die Drehkeile an ihrer radial nach innen gerichteten Seite mit je einem axial nach außen weisenden Ansatz versehen sind, c) die Ansätze federnd in reibschlüssiger Anlaqe an einer ortsfesten Wand des Differentialgehäuses gehalten sind, d) ein drehfest mit dem Antrieb verbundener Freilaufaußenring mit symmetrisch zu einer Mittelradialen sich in Umfangsrichtung nach außen in ihrer radialen Tiefe erweiternden Nuten versehen ist.
• Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung eines Freilauf-Sperrdifferentials ist es von Vorteil, daß die Drehkeile vollständig im Gelenkaußenkörper aufgenommen sind. Hierdurch wird für die als Sperrkörper dienenden Drehkeile kein zusätzlicher radialer Bauraum benötigt.
• Darüber hinaus wirkt es sich vorteilhaft aus, daß im Freilauf keine Federn zur Umsteuerung der Drehkeile vorgesehen sind, die bei bekannten formschlüssigen Freilauf den auftretenden Radialschlägen ausgesetzt sind.
• Ein weiterer Vorteil des Freilauf-Sperrdifferentials besteht darin, daß die als Sperrkörper eingesetzten Drehkeile aufgrund der reibschlüssigen Anlage am ortsfesten Gehäuse über den ihnen zugeordneten Ansatz auf einfache Weise in die jeweilig anstehende Drehrichtung umschaltbar sind.
• In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß jeder Freilauf mit zwei Drehkeilen versehen ist und die Anzahl der Nuten ein ganzzahliges Vielfaches von zwei beträgt.
• Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß sich die Antriebskräfte in radialer Richtung etwa ausgleichen und keine einseitige Belastung der Triebteile auftritt.
• Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
• Es zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindunsgemäßes Freilauf-Sperrdifferential Fig. 2 die Stellung eines Drehkeiles in der Freilaufstellung Fig. 3 die Stellung eines Drehkeiles in der Mitnahmestellung und Fig. 4 eine Draufsicht auf das Freilauf-Sperrdifferential von der Radseite her.
• Das in der Fig. 1 im Querschnitt darqestellte Freilauf-Sperrdifferentialgetriebe besteht im wesentlichen aus dem Differentialgehäuse 1 in dem über Lager 2 ein drehfest mit dem mit dem Antriebsritzel 4 zusammenwirkenden Tellerrad 3 verbundener Freilaufaußenring 16 gelagert ist. In dem Freilaufaußenring 16 sind zwei über Gleitringe 8 und Sicherungsringe 9 beidseitig gegen axiale Verschiebunq gesicherte Gelenkaußenteile :12 gelagert, die mit den Gelenkinnenteilen 13 und den Gelenkkugeln 14 ein sogenanntes Schiebegelenk 18 bilden. Mit den Gelenkinnenteilen 13 ist jeweils eine Halbachse 15 verbunden, die über Dichtringe 7 gegen das Gehäuse abgedichtet sind.
• In dem Gelenkaußenteil 12 sind vorzugsweise pro Seite zwei Drehkeile 5 schwenkbar gehalten, die mit einem axial vorstehenden an ihrer radialen Innenseite angeordneten Ansatz 6 an einer ortsfesten Wand des Differentialgehäuses 1 reibschlussi anliegen. An ihrer zur Mitte des Differentials gerichteten Seite sind die Drehkeile 5 über mit dem Freilaufaußenring 16 umlaufende Druckringe 10 von Druckfedern 11 in Anlage an die Gehäusewand beaufschlagt.
• Die Übersetzungsverhältnisse zwischen der ersten und der zweiten Triebachse sind unter Berücksichtigung der wirksamen Rollkreisdurchmesser bzw. der Rollkreisumfänge der Räder derart ausgelegt, daß die mit dem Freilauf-Sperrdifferential ausgestattete zweite Triebachse eine um einige, vorzugsweise 6 %, größere Drehzahl aufweist als die erste Triebachse.
• Hierdurch eilt das Gelenkaußenteil 12 bei normalen Fahrverhältnissen gegenüber dem Freilaufaußenring 16 vor, und die Drehkeile 5 werden durch den Reibschluß derart beaufschlaqt, daß sich keine formschlüssige Verbindung zwischen den Gelenkaußenring 12 und dem Freilaufaußenring 16 einstellen kann.
• In der Fig. 3 ist der Fall dargestellt, daß die erste Triebachse bedingt durch den Haftbeiwert zwischen Reifen und Straße über 6 % Schlupf aufweist, so daß der Freilaufaußenring 16 gegenüber dem Gelenkaußenteil 12 voreilt. Wiederum durch den Reibschluß bedingt, wird der Drehkeil 5 in dieser Situation in eine der an der zylindrischen Innenwand des Freilaufaußenringes 16 angeordneten Nuten 17 mit einer Kante hineingedrängt, so daß eine formschlüssige Verbindung hergestellt wird und daß diesem Gelenk zugeordnete Rad mit angetrieben wird.
• Sobald die Schlupfverhältnisse sich wieder derart geändert haben, daß die erste Triebachse voll greifen kann, tritt wieder der in Fig. 2 dargestellte Freilaufzustand ein.
• In Fig. 4 ist eine Draufsicht auf das Freilauf-Sperrdifferential von der Radseite her dargestellt. Die Drehkeile 5 sind entsprechend der Teilung des Gelenkes angeordnet, da sie zwecksmäßerweise jeweils in Lücken zwischen die Gelenkkugeln 14 aufnehmenden Bahnen des Gelenkaußenteiles 12 angeordnet sind.
• Die Anzahl der Nuten 17 im Freilaufaußenring 16 beträgt ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Drehkeile 5. Dieses hat den Vorteil, daß der Leerweg bis zum Umschalten in die formscblüssiqe Verbindung des Freilaufes kürzer wir.
• BEZUGSZEICHENLISTE 1 Differentialgehäuse 2 Lager 3 Tellerrad 4 Antriebsritzel 5 Drehkeil 6 Ansatz 7 Dichtring 8 Sicherungsring 9 Gleitring 10 Druckring 11 Druckfeder 12 Gelenkaußenteil 13 Gelenkinnenteil 14 Gelenkkugel 15 Halbwelle 16 Freilaufaußenring 17 Nut 18 Gelenk - Leerseite -

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE Freilauf-Sperrdifferential mit integrierten Gelenken, insbesondere Schiebeaelenken, zur selbsttätigen Zuschaltung einer zweiten Triebachse bei Eintreten von Schlupf an einer ersten Triebachse, bestehend aus zwei durch Reibschluß in beide Drehrichtungen umsteuerbare Freiläufe, dadurch gekennzeichnet, daß a) als Drehkeile (5) ausgebildete Mitnehmerkörper in Außenteilen (12) der Gelenke (18) schwenkbar gehalten sind, b) die Drehkeile (5) an ihrer radial nach innen serichteten Seite mit je einem axial nach außen weisenden Ansatz (6) versehen sind, c) die Ansätze (6) federnd in reibschlüssiqer Anlage an einer ortsfesten Wand des Differentialgehäuses (1) gehalten sind, d) ein dreh fest mit dem Antrieb verbundener Freilaufaußenring (16) mit symmetrisch zu einer Mittelradialen sich in Umfangsrichtung nach außen in ihrer radialen Tiefe erweiternden Nuten (17) versehen ist.
2. 2. Freilauf-Sperrdifferential nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß e) jeder Freilauf mit zwei Drehkeilen (5) versehen ist, f) die Anzahl der Nuten (17) ein ganzzahliges Vielfaches von zwei beträgt.