DE3703780A1 - Selbsttaetig sperrendes differentialgetriebe fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Selbsttaetig sperrendes differentialgetriebe fuer kraftfahrzeuge

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Description

Die Erfindung betrifft ein selbsttätig sperrendes Diffe­ rentialgetriebe, insbesondere Kegelradausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem angetriebenen drehbar in einem Gehäuse gelagerten Differentialkorb, in dem Differentialkorb achsgleich zu diesem gelagerten Abtriebskegelrädern, die über mindestens ein im Diffe­ rentialkorb auf eine Achse, die senkrecht zur Achse des Differentialkorbs verläuft, gelagertes Ausgleichs­ kegelrad miteinander verbunden sind, und bei dem die Abtriebskegelräder mit den anzutreibenden Achsen oder Rädern des Kraftfahrzeuges in Wirkverbindung sind.
Bei normalen Differentialgetrieben besteht der Nachteil, daß kein Antriebsmoment übertragen werden kann, wenn der Haftbeiwert zwischen einem Rad und der Fahrbahn durch glatten Untergrund gegen Null abfällt. Zur Vermeidung dieses Nachteiles werden Sperrdifferentiale eingesetzt. Diese sorgen für einen Momentenausgleich. Es sind ver­ schiedene Ausbildungsvarianten von Sperrdifferentialen bekannt. Entweder ist die Ausgleichswirkung der Aus­ gleichszahnräder durch eine über eine Kupplung herstell­ bare starre Verbindung zwischen den beiden Abtriebs­ zahnrädern vollständig aufhebbar oder es wird ein auf der Basis von Reibungskräften arbeitendes Differential vor­ gesehen. Dabei sind jeweils zwischen den Abtriebszahn­ rädern und dem Gehäuse Lamellenbremsen vorgespannt wirksam.
Von Nachteil bei dieser Ausbildung ist, daß die bei Kurvenfahrten notwendige Ausgleichswirkung, für die das Differentialgetriebe eigentlich gedacht ist, verschlech­ tert wird. Diese Verschlechterung wirkt sich beispiels­ weise als erhöhter Reifenverschleiß aus. Die Größe des Sperrwertes hat auch einen Einfluß auf die Handhabung des Fahrzeuges. Der Wert der Vorspannung und damit des einge­ stellten Sperrwertes stellt daher in allen Fällen einen Kompromiß zwischen der gewünschten Verbesserung der Traktion auf schlüpfrigem Untergrund und der Handhab­ barkeit des Fahrzeuges dar.
Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein selbsttätig sperrendes Differential­ getriebe zu schaffen, das einfach im Aufbau ist und bei dem für den Normalbetrieb auf Untergrund mit hohem Haft­ beiwert ein negativer Einfluß auf die Handhabung des Fahrzeuges vermieden wird, bei dem jedoch andererseits bei Auftreten eine vorgegebenen Drehzahldifferenz zwischen den beiden Antriebskegelrädern selbsttätig wenigstens eine Teilsperrung der Differentialwirkung bewirkt wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Ausgleichskegelrad gegenüber dem Differentialkorb durch einen Sperrkörper abgebremst drehbar oder sperrbar ist und der Sperrkörper von der auf der Rotation des Diffe­ rentialkorbs einerseits und des Ausgleichskegelrades andererseits basierenden Fliehkräften beaufschlagt ist, und daß der Sperrkörper bei Überschreiten einer vorge­ gebenen Relation der Drehzahl des Ausgleichskegelrades zu der des Differentialkorbes durch die aus beiden Flieh­ kraftkomponenten resultierende Fliehkraft in die abge­ bremst drehbare oder gesperrte Stellung überführbar ist.
Von Vorteil bei dieser Ausführung ist, daß aufgrund des Schlüpfens beispielsweise eines Rades die hieraus resul­ tierende hohe Drehzahl des Ausgleichskegelrades genutzt wird um eine fliehkraftbetätigbare Sperre wirksam werden zu lassen.
Dabei kann vorgesehen sein, daß eine unmittelbare Sperrung zwischen dem Ausgleichskegelrad und dem Differentialkorb erfolgt, d. h. das Ausgleichskegelrad verbleibt relativ zum Differentialkorb in Ruhe oder es kann auch vorgesehen sein, daß die Abstützung gegenüber dem Differentialkorb nur mittelbar erfolgt und beispielsweise über ein sepa­ rates Bauteil mit Reibschluß erfolgt.
Ein wesentlicher Vorteil liegt noch darin begründet, daß es sich um ein selbsttätig sperrendes Ausgleichsgetriebe handelt, d. h. eine Sperrung oder Abbremsung tritt nur dann ein, wenn tatsächlich ein Schlupf auftritt.
Eine besonders einfache, aber wirksame Lösung wird nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung dadurch erreicht, daß mindestens ein als Kugel ausgebildeter Sperrkörper vorgesehen ist, daß in der der Innenwandung des Diffe­ rentialkolbs zugewandten Planfläche des Ausggleichskegel­ rades eine jeweils eine Kugel teilweise umfassende und führende und zur Planfläche hin offene, sich im wesent­ lichen radial, bezogen auf die Drehachsen des Ausgleichs­ kegelrades, erstreckenden Nut vorgesehen ist. Dabei ist die der Planfläche zugewandte Gegenfläche der Innenwand des Differentialkorbs selbst oder ein ihr zugeordnetes Bauteil zur Drehachse des Ausgleichskegelrades benachbart mit einer Umlaufbahn versehen, an die je Kugel radial nach außen davon sich erstreckende Taschen angeschlossen sind.
Auf die Kugeln wirkt eine dieselbe in die Umlaufbahn bewegende Einrichtung, die bei Unterschreitung einer bestimmten Größe der Relation der Drehzahl des Aus­ gleichskegelrades zu der des Differentialkorbes wirksam ist.
Die Sperrkugeln unterliegen der erhöhten resultierenden Fliehkraft dann, wenn das Ausgleichskegelrad infolge unterschiedlicher Haftbeiwerte eine Differenzdrehzahl auszuführen hat. Sie wandern aufgrund dieser Fliehkraft radial nach außen in ihren Nuten und werden aus der Um­ laufbahn in die Taschen hineinbewegt, wobei sie sich an die Begrenzungsfläche zur Umlaufbahn anlegen und somit zu einer Aufhebung der Drehbeweglichkeit des Ausgleichskegel­ rades sorgen.
Zweckmäßigerweise wird nur eines der beiden vorgesehenen Ausgleichskegelräder mit einer solchen Sperreinrichtung versehen, damit ein ungleiches Ein- oder Ausrasten der Sperrkugeln verhindert wird.
Bevorzugt wird die Einrichtung zur Zurückbewegung der Kugeln in die Umlaufbahn durch die in Richtung der Dreh­ achse des Ausgleichskegelrades kegelig tiefer werdende Umlaufbahn gebildet. Diese Ausbildung kann sich auch auf die Taschen erstrecken. Hierdurch wird eine in Richtung der Drehachse wirksame Fliehkraftkomponente für den nor­ malen Fahrbetrieb, bei mit im wesentlichen gleicher Dreh­ zahl rotierenden Abtriebszahnräder aufgrund der Drehbe­ wegung des Differentialkorbs erzeugt. Es erfolgt in ein­ facher Weise eine Rückstellung bzw. ein Halten der Sperr­ kugeln im Bereich der Umlaufbahnen, so daß sich das Aus­ gleichskegelrad frei drehen kann.
Die Begrenzungsflächen der Taschen zur Umlaufbahn hin ver­ laufen im wesentlichen parallel zu einem gedachten Radius durch die Mitte der Umfangserstreckung der Taschen. Auf jeden Fall ist der Verlauf der Begrenzungsflächen so zu wählen, daß eine Sperrwirkung erzielt wird, d. h. daß die Sperrkugeln nicht für den Fall, daß eine Sperrwirkung ge­ wünscht wird, in Richtung der Umlaufbahn entweichen. Der Verlauf der Begrenzungsflächen muß also im Bereich der Selbsthemmung liegen.
Um ein Einfallen der Sperrkugeln bei Auftreten einer Dif­ ferenzdrehzahl des Ausgleichskegelrades zu erleichtert, ist vorgesehen, daß die Taschen in Umfangsrichtung, be­ zogen auf die Achse des Ausgleichskegelrades eine größere Erstreckung aufweisen, als der Durchmesser der Sperrkugeln.
Eine synchronisierte Rückführung der Sperrkugeln in die Ausgangslage, d. h. deren Rückbewegung in die Umlaufbahn kann dadurch begünstigt werden, daß zwischen dem die Umlaufbahn und die Taschen enthaltenden Bauteil, insbe­ sondere der Innenwandung des Differentialkorbes, und dem Ausgleichskegelrad ein von den Sperrkugeln in Führungs­ schlitzen durchdrungener Käfig angeordnet ist.
Die Führungsschlitze sind dabei schräg verlaufend ange­ ordnet und kreuzen die radial verlaufenden Nuten im Aus­ gleichskegelrad.
Um Überbelastungen bei dem selbsttätigen Einrasten der Sperrkugeln und dabei einen Anfahrtstoß zu vermeiden, ist vorgesehen, daß die Umlaufbahn und Taschen Bestandteil eines um die Achse drehbaren und über eine Feder und einen Reibkörper einstellbar gebremsten Bremsringes sind.
Dieser Bremsring wirkt in Verbindung mit dem Reibkörper als eine Art Überlastkupplung, so daß ein verzögerter Momentaufbau erfolgt.
Es gibt alternative Möglichkeiten zur Anordnung dieses Bremsringes und zwar zum einen kann dieser in die Innen­ wandung des Differentialkorbs in eine Vertiefung einge­ setzt sein oder der Bremsring kann gegenüber der Umfangs­ fläche der Drehachse abgebremst abgestützt sein.
Um eine freie Drehung der Ausgleichskegelrades bei Normal­ betrieb zu gewährleisten, ist die radiale Erstreckung der Umlaufbahn größer als der Durchmesser der Sperrkugeln.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 ein Antriebsschema für ein vierradgetriebenes Fahrzeug,
Fig. 2 einen Teilschnitt durch das Differentialgetriebe durch eine Ebene, die die Drehachse Y-Y des Differentialkorbs und X-X des Ausgleichskegelrades enthält,
Fig. 3 ein Detail bezüglich der Ausbildung der Umlaufbahn und der Taschen in der Innenwandung des Differen­ tialkorbs,
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Ausgleichskegelrad und
Fig. 5 einen Käfig zur Aufnahme der Sperrkugeln,
Fig. 6 eine abgewandelte Ausführungsform der Abstützung des Ausgleichskegelrades gegenüber der Innen­ wandung des Differentialkorbs durch einen Brems­ ring.
Bei dem in Fig. 1 dargestellen Antriebsschema für ein vierradgetriebenes Fahrzeug werden sowohl die Vorderräder 25, als auch die Hinterräder 33 ständig angetrieben. Die Drehbewegung, die die Motor-/Getriebeeinheit 24 erzeugt, wird über Gelenkwellen 27 an die Vorderräder 25 übertragen. An die Motorgetriebeeinheit 24 ist das Mittendifferential 26 angeschlossen, welches das Drehmoment über die Gelenkwelle 28 an das Achsdifferential 30 weiterleitet, von wo aus über die Gelenkwellen 29 bis Hinterräder 33 angetrieben werden. Die beiden Achsdifferentiale 30 und das Mittendifferential 26 können im wesentlichen identisch ausgebildet werden entsprechend der Ausführungsform des Differentialgetriebes gemäß den Fig. 2 bis 5.
Das Differentialgetriebe 1 weist ein Gehäuse 2 auf. In welchem ein Differentialkorb 3 über Lager 22 um die Achse Y-Y drehbar angeordnet ist. Auf dem Außenumfang des Diffe­ rentialkorbs 3 ist ein Tellerrad 9 angeordnet. Das Teller­ rad 9 steht über ein nicht dargestelltes Zahnrad mit der Gelenkwelle 28 in drehfester Verbindung. In dem Differentialkorb 3 wiederum sind gleichachsig zur Drehachse Y-Y des Differentialkorbs 3 Abtriebskegelräder 4 und 5 angeordnet. Rechtwinkelig hierzu verläuft die Achse X-X der Drehachse der Ausgleichskegelräder 6, 7, von denen das nicht dargestellte Ausgleichskegelrad 7 spiegelbild­ lich zu dem dargestellten Ausgleichskegelrad 6 bezogen auf die Drehachse Y-Y angeordnet ist.
Die Ausgleichskegelräder 6 und 7 kämmen mit den Antriebs­ kegelrädern 4, 5 und stützen sich über ihre Planfläche 14 an der Innenwandung 12 des Differentialkorbs 3 ab. Für den Fall, daß die Abtriebskegelräder 4, 5 mit unterschied­ lichen Drehzahlen rotieren, erzeugt das Ausgleichskegelrad 6, 7 eine Ausgleichsbewegung. Für den Fall, daß beispiels­ weise eines der Antriebsräder des Kraftfahrzeuges auf einem Untergrund mit einem niedrigen Haftbeiwert, z. B. Eis, und das andere vom gleichen Differentialgetriebe 1 angetriebene Antriebsrad auf einem Untergrund mit normalem Haftbeiwert, z. B. trockener Straße sich befindet, dann bleibt das das Antriebsrad antreibende Abtriebskegelrad (z. B. 4) stillstehen und das andere Abtriebskegelrad (z. B. 5) wird mit der doppelten Drehzahl des Differential­ korbs 3 angetrieben. Dabei rotiert auch das Ausgleichs­ kegelrad 6, 7. Sperrt man nun eines der Ausgleichskegel­ räder 6 in seiner Drehbewegung, so wird auch das Abtriebskegelrad 4, das mit dem Antriebsrad des Fahrzeugs in Drehverbindung steht, welches sich auf einem Untergrund mit hohem Haftbeiwert befindet, angetrieben, und das Fahrzeug kann sich bewegen.
Eine Einrichtung, die für eine solche Sperrung des Aus­ gleichskegelrades 6 bei Überschreiten einer bestimmten Drehzahlrelation sorgt, wird nachstehend erläutert. Das Ausgleichskegelrad 6 weist in seiner Planfläche 14 zur Innenwandung 12 des Differentialkorbs 3 hin offene und sich im wesentlichen radial zu seiner Drehachse X-X erstreckenden Nuten 10 bestimmter Tiefe auf. Über den Um­ fang der Planfläche 14 können winkelverteilt mehrere sol­ cher radial verlaufender Nuten 10 angeordnet sein. In die­ sen Nuten 10 sind Sperrkugeln 20 angeordnet, die von den Nutenseitenflächen teilweise umfaßt werden. Den Nuten 10 gegenüberliegend sind in der Innenwandung 12 des Diffe­ rentialkorbs 3 konzentrisch zur Drehachse 8 eine Umlauf­ bahn 13 und von dieser sich radial erstreckend entspe­ chend der Anzahl der Sperrkugeln 20 und deren Anordnung umfangsverteilte Taschen 11 vorgesehen. Die radiale Er­ streckung der Umlaufbahn 13 ist so bemessen, daß die Sperrkugeln 20 bei Anlage an der Außenfläche der Achse 8 eine freie Drehbewegung des Ausgleichskegelrades 6 gegenüber der Innenwandung 12 des Differentialkorbs 3 und der Achse 8 zulassen. Hierdurch wird die Ausgleichs­ bewegung des Ausgleichskegelrades 6 gegenüber den Ab­ triebskegelrädern 4, 5 nicht nachteilig beeinflußt. Die Tiefe der Nuten 10, ergänzt um die Tiefe der Umlaufbahn 13 bzw. der Taschen 11 ist so bemessen, daß die Sperrkugel 20 sich radial bezogen auf die Drehachse X-X frei bewegen können. Der Abstand des Bodens der Umlaufbahn 13 und ge­ gebenenfalls auch der Taschen 11 von der Innenwandung 12 ist von der radial äußeren Erstreckung zur radial inneren Erstreckung, d. h. in Richtung auf die Achse 8 zunehmend ausgebildet. Entsprechend nimmt die Tiefe der Nuten 10 in der Planfläche 14 des Ausgleichskegelrades 6 zur Achse 8 hin ab.
Bei Rotieren des Differentialkorbes 3 unterliegen die Sperrkugeln 20 der Fliehkraftkomponente FK, die radial von der Drehachse Y-Y des Differentialkorbes 3 ihre Wirkrichtung hat, und sie sorgt dafür, daß die Sperrkugeln 20 aufgrund des Verlaufes der Bodenfläche der Umlaufbahn 13 bzw. der Taschen 11 auf die Achse 8 bzw. deren Umfangsfläche zu bewegt wird und in Anlage dazu gehalten wird, wobei die Sperrkugeln 20 sich bei der Drehung geringen Ausmaßes des Ausgleichskegelrades 6 frei in der Umlaufbahn 13 um die Außenfläche der Achse 8 herum bewegen können. Tritt jedoch eine Drehzahlrelation auf, die einen Anstieg der Drehzahl des Ausgleichskegelrades 6 bewirkt, so wird eine Fliehkraftkomponente FR radial bezogen auf die Drehachse X-X wirksam, welche die Kugeln in die radial äußere Stellung in ihrer Nut 10 und damit in Richtung der Taschen 11 bewegen will. Die Größe, bei der das eintritt, kann vorherbestimmt werden. Bevorzugt ist vorgesehen, daß eine solche Radialbewegung der Sperrkugeln 20 bei einer Drehzahlrelation von 1 : 1,5 (n Ausgleichskegelrad : n Differentialkorb eintritt).
Damit das Eintreten der Sperrkugeln 20 in die Taschen 11 erleichtert wird, weisen diese eine Umfangserstreckung auf, die größer ist als der Durchmesser der Sperrkugeln. Die Taschen 11 werden durch eine Umfangsfläche 32 be­ grenzt, die im wesentlich konzentrisch zur äußeren Begren­ zungsfläche der Umlaufbahn 13 verläuft. Zu der entspre­ chenden Begrenzungsfläche der Umlaufbahn 13 hin weisen die Taschen 11 Begrenzungsflächen 31 auf, die im wesentlichen parallel zu einer Radialebene verlaufend ausgebildet sind, die durch die Mitte der Umfangserstreckung der Taschen 11 und die Drehachse X-X angeordnet ist. Auf jeden Fall ist der Verlauf der Begrenzungsflächen 31 so auszubilden, daß die Sperrkugeln 20 für den gekuppelten Zustand auch in Anlage zu denselben verbleiben, d. h., daß Selbsthemmung gegeben ist.
Es ist auch denkbar, daß zur Rückführung der Sperrkugeln 20 in die Umlaufbahn 13 anstelle des speziellen Verlaufes des Bodens der Umlaufbahn 13 bzw. Taschen 11 und Nuten 10 beispielsweise eine Feder wirksam ist. Auf jeden Fall ist die Kraft, die von einer solchen Einrichtung auf die Kugeln wirkam wird, so zu bemessen, daß einerseits ein sicheres Ausschalten, d. h. Aufheben der Sperrung und andererseits ein Einschalten aufgrund der Fliehkraft wieder möglich ist.
In Fig. 6 ist eine alternative Ausgestaltung dargestellt. Die Umlaufbahn 13 und die Taschen 11 sind bei dieser Aus­ führungsform nicht unmittelbar in der Innenwandung 12 des Differentialkorbs 3 angeordnet, sondern sie sind einem speziellen Bauteil, nämlich dem Bremsring 18, zugeordnet. Der Bremsring 18 ist in einer Eindrehung 21 in der Innen­ wandung 12 des Differentialkorbs 13 drehbar abgestützt. Hierzu weist der Bremsring 18 auf seiner dem Boden der Eindrehung 21 zugewandten Oberfläche einen Reibbelag 17 auf. Mit diesem steht er in Reibverbindung mit dem Boden der Eindrehung 21. Radial nach innen ist in der Eindrehung 21 ein Sicherungsring 22 angeordnet, gegen den sich eine Tellerfeder 19 mit ihrem einen Ende abstützt. Andererseits ist die Tellerfeder 19 am Bremsring 18 abgestützt. Durch die Größe der Vorspannung der Tellerfeder 19 kann die Bremskraft, die zwischen dem Bremsring 18 und dem Dif­ ferentialkorb 3 wirksam ist, bestimmt werden. Der Brems­ ring 18 ist auch gegenüber der Achse 8 drehbar. Bei Einfallen der Sperrkugeln 20 in die Taschen 11 des Brems­ ringes 18 kann eine Relativbewegung zwischen dem Bremsring 18 und der Eindrehung 21 und damit die Achse 8 auf­ treten. Hierdurch kann der Sperrwert des selbsttätig sper­ renden Differentialgetriebes 1 bestimmt werden. Darüber hinaus können Anfahrstöße, die bei einem plötzlichen Ein­ rasten der Sperrkugeln 20 in den Taschen 11 auftreten, gedämpft werden. Hierdurch werden Überlastungen vermieden.
Es ist möglich, zwischen der Planfläche 14 und der ent­ sprechenden Gegenfläche der Innenwandung 12 des Diffe­ rentialkorbes 3 einen Käfig 15 anzuordnen, der mit Führungsschlitzen 16 für die Kugeln 20 versehen ist. Die Führungsschlitze 16 verlaufen dabei schräg bezogen auf die Nuten 10, d. h. sie kreuzen diese. Der Käfig 15 ist frei drehbar zwischen der Planfläche 14 und der Innenwandung 12 ange­ ordnet und ist in seiner Dicke so bemessen, daß die Sperr­ kugeln 20 ihn durchdringen können.
Aufgrund des schrägen Verlaufs der Führungsschlitze 16 werden die Kugeln 20 synchronisiert in ihre Normalposition in Anlage zur Außenfläche der Achse 8 und damit im Be­ reich der Umlaufbahn 13 gehalten. Es ist auch denkbar, daß der Käfig 15 gegenüber dem Ausgleichskegelrad 6 nur be­ grenzt drehbar ist, und beispielsweise in Umfangsrichtung über eine Feder zu dieser gehalten ist in einer Weise, daß die Kugeln 20 automatisch in die Normalstellung zurückgeführt werden.
  • Bezugszeichenliste  1 Differentialgetriebe
     2 Gehäuse
     3 Gehäuse
     4, 5 Abtriebskegelrad
     6 Ausgleichskegelrad
     8 Achse des Ausgleichskegelrades
     9 Tellerrad
    10 Nut
    11 Taschen
    12 Innenwandung Differentialkorb
    13 Umlaufbahn
    14 Planfläche des Ausgleichskegelrades
    15 Käfig
    16 Führungsschlitz
    17 Reibbelag (Reibkörper)
    18 Bremsring
    19 Feder
    20 Sperrkugeln
    21 Eindrehung
    22 Differentialkorblager
    23 Sicherungsring
    24 Motor/Getriebeeinheit
    25 Vorderräder
    26 Mittendifferential
    27, 28, 29 Gelenkwelle
    30 Achsdifferential
    31 Begrenzungsfläche der Taschen
    32 Umfangsflächen der Taschen
    33 Hinterräder
    R Radius
    FR Resultierende Fliehkraft
    FK Fliehkraftkomponente aus Rotation Differentialkorb
    A Fliehkraftkomponente aus Rotation Ausgleichskegelrad
    Y-Y Drehachse des Differentialkorbs
    X-X Drehachse des Ausgleichskegelrades

Claims (12)

1. Selbsttätig sperrendes Differentialgetriebe, insbe­ sondere Kegelradausgleichsgetriebe, für Kraftfahr­ zeuge, bestehend aus einem angetriebenen und drehbar in einem Gehäuse gelagerten Differentialkorb, in dem Differentialkorb achsgleich zu diesem gelagerten Abtriebkegelrädern, die über mindestens ein im Diffe­ rentialkorb auf einer Achse, die senkrecht zur Achse des Differentialkorbes verläuft, gelagertes Aus­ gleichskegelrad miteinander verbunden sind und bei dem die Abtriebskegelräder mit den anzutreibenden Achsen oder Rädern des Kraftfahrzeuges in Wirkverbindung sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichskegelrad (6) gegenüber dem Diffe­ rentialkorb (3), durch einen Sperrkörper (20) abgebremst drehbar oder sperrbar ist und der Sperr­ körper (20) von der auf der Rotation des Diffe­ rentialkorbes (3) einerseits und des Ausgleichs­ kegelrades (6) andererseits basierenden Fliehkräften beaufschlagt ist, und daß der Sperrkörper (20) bei Überschreiten einer vorgegebenen Relation der Drehzahl des Ausgleichskegelrades (6) zu der des Differential­ korbes (3) durch die aus beiden Fliehkraftkomponenten (FK und FA), resultierende Fliehkraft (FR) in die ab­ gebremst drehbare oder gesperrte Stellung überführbar ist.
2. Selbsttätig sperrendes Differentialgetriebe nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein als Kugel (20) ausgebildeter Sperr­ körper vorgesehen ist, daß in der der Innenwandung (12) des Differentialkorbes (3) zugewandten Planfläche (14) des Ausgleichskegelrades (6) eine jeweils eine Kugel (20) teilweise umfassende und führende und zur Planfläche (14) hin offene, sich im wesentlichen radial, bezogen auf die Drehachse (X-X) des Aus­ gleichskegelrades (6), erstreckende Nut (10) vorgesehen ist,
daß die der Planfläche (14) zugewandte Gegenfläche der Innenwandung (12) selbst oder ein ihr zugeordnetes Bauteil (18) zur Drehachse (8) des Ausgleichskegel­ rades (6) benachbart, eine Umlaufbahn (13) aufweist, an die je Kugel (20) radial nach außen davon sich erstreckende Taschen (11) angeschlossen sind und
daß auf die Kugeln (20) eine dieselbe in die Umlaufbahn (13) bewegende Einrichtung vorgesehen ist, die bei Unterscheidung einer bestimmten Größe der Relation der Drehzahl des Ausgleichskegelrades (6) zu der des Differentialkorbs (3) wirksam ist.
3. Selbsttätig sperrendes Differentialgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung durch die in Richtung der Dreh­ achse (8) des Ausgleichskegelrades (6) kegelig tiefer werdende Umlaufbahn (13) gebildet ist.
4. Selbsttätig sperrendes Differentialgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsflächen (31) der Taschen (11) zur Umlaufbahn (13) hin im wesentlichen parallel zu einem gedachten Radius (R) durch die Mitte der Umfangser­ streckung der Taschen (11) verläuft.
5. Selbsttätig sperrendes Differentialgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (11) in Umfangsrichtung zur Dreh­ achse (X-X) des Ausgleichskegelrades (6) eine größere Erstreckung, als der Durchmesser der Sperrkugeln (20) aufweisen.
6. Selbsttätig sperrendes Differentialgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem die Umlaufbahn (13) und die Taschen (11) aufweisenden Bauteil (18), insbesondere der Innenwandung (12) des Differentialkorbs (3) und dem Ausgleichskegelrad (6) ein von den Sperrkugeln (20) in Führungsschlitzen (16) durchdrungener Käfig (15) angeordnet ist.
7. Selbsttätig sperrendes Differentialgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschlitze (16) schräg verlaufend die Nuten (10) kreuzen.
8. Selbsttätig sperrendes Differentialgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufbahn (13) und die Taschen (11) Bestand­ teil eines um die Drehachse (X-X) drehbaren und über eine Feder (19) und einem Reibkörper (17) einstellbar gebremsten Bremsringes (18) sind.
9. Selbsttätig sperrendes Differentialgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsring (18) in die Innenwandung (12) des Differentialkorbs (3) eingesetzt ist.
10. Selbsttätig sperrendes Differentialgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsring (18) gegenüber der Umfangsfläche der Achse (8) des Ausgleichskegelrades (6) abgebremst abgestützt ist.
11. Selbsttätig sperrendes Differentialgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsring (17) gegenüber dem Differentialkorb (3) abgebremst abgestützt ist.
12. Selbsttätig sperrendes Differentialgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erstreckung der Umlaufbahn (13) größer als der Durchmesser der Sperrkugeln (20) ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1184582B (de) * 1963-04-23 1964-12-31 Erwin Renner Selbstsperrendes Ausgleichgetriebe
US3304806A (en) * 1965-05-10 1967-02-21 Ford Motor Co Positive drive differential gearing
DE3317544A1 (de) * 1982-05-21 1983-11-24 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa Differential mit begrenztem schlupf

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