DE3309200C2 - Freilauf-Sperrdifferential - Google Patents

Abstract

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein auf der Basis der Freiläufe arbeitendes Differential zu schaffen, das die ihm zugeordneten Antriebsräder bei Eintreten von Schlupf an den Rädern der Hauptantriebsachse selbsttätig zuschaltet und das bei integriertem Einbau von Gleichlaufdrehgelenken eine relativ geringe radiale Ausdehnung aufweist. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß den Freilauf bildende Drehkeile in den Außenkörpern der Gelenke schwenkbar gehalten sind und durch reibschlüssige Anlage an einer ortsfesten Gehäusewand in die Mitnahme- und in die Freilaufposition sowie drehrichtungsabhängig umgesteuert werden können.

Description

a) die Gelenkaußenteile an ihrer zylindrischen Außenseite mit Taschen (19) zur Aufnahme von als Mitnehmer ausgebildeten Drehkeilen (5) versehen sind,

b) die in den Taschen (19) schwenkbar gelagerten Drehkeile (5) in der Freilaufposition vollständig innerhalb der Gelenkaußenteile aufgenommen sind,

c) die Drehkeile (5) an ihrer radial nach innen weisenden Seite mit je einem axial nach außen weisenden Ansatz (6) versehen sind,

d) die Ansätze federnd in reibschlüssiger Anlage an einer ortsfesten Wand des Differentialgehäuses (1) gehalten sind und

e) ein drehfest mit dem Antrieb verbundener Freilaufaußenring (16) mit symmetrisch zu einer Mittelradialen sich in Umfangsrichtung nach außen in ihrer radialen Tiefen erweiternden Nuten (17) versehen sind.

2. Freilauf-Sperrdifferential nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

f) jeder Freilauf mit zwei Drehkeilen (5) versehen ist,

g) die Anzahl der N Uten (17) ein ganzzahliges Vielfaches von zwei beträgt.

Die Erfindung betrifft ein Freilauf-Sperrdifferential mit integrierten Gelenken, insbesondere Schiebegelenken, mit zwei drehfest mit den zugeordneten Rädern verbundenen Lagerinnenteilen und zwei im Differentialgehäuse angeordneten Gelenkaußenteilen, zur selbsttätigen Zuschaltung einer zweiten Triebachse bei Eintreten von Schlupf an einer ersten Triebachse, bestehend aus zwei durch Reibschluß in beide Drehrichtungen umsteuerbaren Freiläufen.

Selbstsperrende Ausgleichsgetriebe 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 gegen die Mitnehmer gepreßt werden und diese und damit die Achswellen mitnehmen. Bei Kurvenfahrt dreht sich der Mitnehmer des außenlaufenden 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 jeweilige Rad voreilcn kann.

Die Sperrstellung bei Geradeausfahrt wird durch federnde Bolzen, die in Führungslocher eingreifen, wieder hergestellt, wobei die Führungslöcher und die Bolzen jeweils an einem jedem Rad zugeordneten Käfig vorgesehen sind.
Bei dem beschriebenen Sperrdifferential ist es von

to Nachteil, daß es relativ große radiale Dimensionen aufweist, und somit nicht zur integrierten Verwendung mit Gleichlaufgelenken, die für sich schon eine gewisse radiale Ausdehnung beanspruchen, geeignet ist Darüber hinaus ist das beschriebene selbstsperrende Ausgleichsgetriebe nicht in der Lage, bei Eintreten von Schlupf an einer ständig treibenden Triebachse, die mit dem Sperrdifferential versehene Achse selbsttätig zuzuschalten.

Eine weitere bekannte Ausführung schlägt eine Freilaufkupplung zur selbsttätigen Zuschaltung eines Anhängerantriebes ausgehend von der Zapfwelle eines Schleppers vor (DE-AS 17 75 228). Bei dieser Konstruktion sind radial um die beiden den eigentlichen Freilauf bildenden Kupplungsteile ein den Drehrichtungswechsel steuernden Umkehrring sowie ein das Ratschen in der Freilaufslellung verhindernder Ausklinkring angeordnet. Beide Ringe werden über Reibschluß zu ihren jeweiligen Wirkpositionen gesteuert, wobei zusätzlich ein sogenannter Bremsring mit dem Umkehrring in reibschlüssiger Verbindung steht.

Wegen des bei dieser Ausbildung notwendigen radialen Platzbediirfs und der aufgrund der mehrfachen reibschlüssigen Verbindungen sich einstellenden Funktionsunsicherheit kann diese Freilaufkupplung für das vorgesehene Einsatzgebiet nicht infrage kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Freilauf-Sperrdifferential zur Zuschaltung von diesem zugeordneten Antriebsrädern bei Eintreten von Schlupf an der Hauptantriebsachse zu schaffen, das sich durch eine geringe radiale Ausdehnung auszeichnet und dadurch die integrierte Aufnahme von Gleichlaufdrehgelenken im Differentialgehäuse ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

a) die Gelenkaußenteile an ihrer zylindrischen Außenseite mit Taschen (19) zur Aufnahme von als Mitnehmer ausgebildeten Drehkeilen (5) versehen sind,

b) die in den Taschen (19) schwenkbar gelagerten Drehkeile (5) in der Freilaufposition vollständig innerhalb der Gelenkaußenteile aufgenommen sind,

c) die Drehkeile (5) an ihrer radial nach innen weisenden Seile mit je einem axial nach außen weisenden Ansatz (6) versehen sind,

d) die Ansätze federnd in reibschlüssiger Anlage an einer ortsfesten Wand des Differentialgehäuses (1) gehalten sind und

e) ein drehfest mit dem Antrieb verbundener Freilaufaußenring (16) mit symmetrisch zu einer Mittelradialen sich in Umfangsrichtung nach außen in ihrer radialen Tiefen erweiternden Nuten (17) versehen sind.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung eines Freib5 lauf-Sperrdilferentials ist es von Vorteil, daß die Drehkeile vollständig im Gelenkaußenkörper aufgenommen sind. Hierdurch wird für die als Sperrkörper dienenden Drehkeile kein zusätzlicher radialer Bauraum benotigt.

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Darüber hinaus wirkt es sich vorteilhaft aus. daß im Freilauf keine Federn zur Umsteuerung der Drehkeile vorgesehen sind, die bei bekannten formschlüssigen Freiläufen den auftretenden Radialschlägen ausgesetzt sind.

Ein weiterer Vorteil des I'rcilauf-Spcndiffcrcntials 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 Drchkeilen 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

F i g. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Freilauf-Sperrdifferentiai

F i g. 2 die Stellung eines Drehkeiles in der Freilaufstellung,

F i g. 3 die Stellung eines Drehkeiles in der Mitnahmestellung und

F i g. 4 eine Draufsicht auf das Freilauf-Sperrdifferential von der Radseite her.

Das in der F i g. 1 im Querschnitt dargestellte 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 Verschiebung 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 Dichtrichte 7 gegen das Gehäuse abgedichtet sind.

In in dem Gelenkaußenteil 12 vorgesehenen Taschen 19 sind vorzugsweise pro Seite zwei Drehkeile 5 schwenkbar gehalten, die mit einem axial vorsiehenden an ihrer radialen Innenseite angeordneten Ansatz 6 an einer ortsfesten Wand des Differenlialgehäuscs 1 reibschlüssig anliegen. An ihrer zur Mitte des Difierentials 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 RoII-kreisumfänge der Räder derart ausgelegt, daß die mit dem Freilauf-Sperrdifferential ausgestaltete zweite Triebachse eine um einige, vorzugsweise 6^c'b, 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 beaufschlagt, daß sich keine formschlüssige Verbindung zwischen den Gelenkuußenring 12 und dem Frcilaufaußenring 16 einstellen kann.

In der F i g. 3 ist der Fall dargestellt, daß die erste Triebachse bedingt durch den Haftbeiwert zwischen 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 F i g. 2 dargestellte Freilaufzustana ein.

In F i g. 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 zweckmäßigerweise jeweils in Lücken zwischen die Gelenkkugeln 14 aufnehmenden Bahnen des Gelenkaußenteils 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 formschlüssige Verbindung des Freilaufes kürzer wird.

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

19 Tasche

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Freilauf-Sperrdifferential mit integrierten Gelenken, insbesondere Schiebegelenken, mit zwei drehfest mit den zugeordneten Rädern verbundenen Lagerinnenteilen und zwei im Differentialgehäuse angeordneten Gelenkaußenteilen, zur selbsttätigen Zuschaltung einer zweiten Triebachse bei Eintreten von Schlupf an einer ersten Triebachse, bestehend aus zwei durch Reibschluß in beide Drehrichtungen umsteuerbaren Freiläufen, dadurch gekennzeichnet, daß