DE3805284A1 - Mittendifferential fuer ein fahrzeug mit vierradantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mittendifferential, das an einem Fahrzeug mit Vierradantrieb angebracht wird, um einen Antriebsausgleich für die Vorder- und Hinterräder zu bewirken, und insbesondere auf ein mit einem Mechanismus zu seiner Sperrung ausgestatteten Differential.

In einem Fahrzeug, wie in einem Personenwagen, ist der Vier­ rad-Antriebszustand, wobei die Antriebskraft auf sämtliche Vorder- und Hinterräder übertragen wird, überlegen und ausge­ zeichnet in bezug auf die Fahrstabilität und die Fähigkeit zum Fahren bei ungünstigen Straßenverhältnissen, wie in der einschlägigen Technik bekannt ist. Bei dem Vierrad-Antriebs­ zustand, wobei die Vorder- und Hinterräder direkt mit der Abtriebswelle eines Getriebes verbunden sind, ist es jedoch auch bekannt, daß eine Bremserscheinung bei einer Kurvenfahrt auf Grund des Unterschieds in den Drehzahlen zwischen den Vor­ der- und Hinterrädern hervorgerufen wird. Deshalb wird ein Fahrzeug mit permanentem Vierradantrieb (mit "full-time 4 WD") mit einem Mittendifferential ausgerüstet, um einen Ausgleich zwischen den Vorder- und Hinterrädern zu erlangen. Im Fall, daß entweder die Vorder- oder die Hinterräder nicht greifen, so wird jedoch bei einem solchen Mittendifferential eine Antriebskraft auf die übrigen Räder nicht übertragen. Um diesen Übelstand zu vermeiden, wird zusätzlich zum Mitten­ differential eine Differential-Sperreinrichtung vorgesehen. Ein Beispiel hierfür ist in der JP-Patent-OS Nr. 55-72 420 offenbart.

Bei dieser Differential-Sperreinrichtung wird ein Differen­ tialradsatz verwendet, der aus einem Paar von Ausgleichkegel­ rädern, einem mit diesen Kegelrädern kämmenden Ritzel und einer Welle sowie einem Gehäuse zum Halten des Ritzels be­ steht. Die Antriebswelle des Getriebes ist so mit der Ritzel­ welle verbunden, daß das Ritzel um diese herum gedreht wird, und eines der Ausgleichkegelräder ist mit der Hinterrad-Ab­ triebswelle verbunden, während das andere Ausgleichkegelrad mit der Vorderrad-Abtriebswelle verbunden ist, womit folglich das Mittendifferential gebildet wird. Zwischen das das Ritzel haltende Gehäuse und das andere Ausgleichkegelrad ist eine Mehrscheibenkupplung eingefügt, die durch einen hydraulisch angetriebenen Kolben angezogen wird, um das Differential zu sperren.

Im Zuge von Bestrebungen in der jüngeren Zeit wurde anderer­ seits eine Visko-Kupplung im Übertragungssystem verwendet, um nicht nur den Ausgleich zwischen den Vorder- und Hinter­ rädern zu bewerkstelligen, sondern auch das auf dem Unter­ schied in den Drehzahlen beruhende Übertragungsdrehmoment zu regeln.

Bei der Differentialsperre, die durch einen hydraulisch betä­ tigten Kolben die Differential-Sperrkupplung einrückt, sind nicht nur ein Hydraulikkreis, sondern auch elektrische Ein­ richtungen, wie Fühler oder Rechenglieder, zur Steuerung der hydraulischen Einrichtungen erforderlich, die die Steuervor­ richtungen komplizieren, so daß das gesamte System in hohem Maß kostspielig wird. Da darüber hinaus naturgemäß eine Druckölquelle benötigt wird, könnte im Fall eines Automatik­ getriebes dessen Druckölquelle verwendet werden, jedoch muß im Fall eines Handschaltgetriebes eine besondere Druckölquel­ le vorgesehen werden. Hieraus rührt folglich ein weiteres Problem, indem die Fertigungskosten angehoben werden, weil die Teile des Automatikgetriebes nicht allgemein verwendet werden können.

Wenn ein hydraulisch zu betätigender Differential-Sperrkolben zur Anwendung gelangt, so ist es denkbar, die Drehmoment- Übertragungsleistung der Differential-Sperrkupplung zu regeln und dadurch die Drehmomentverteilung zwischen den Vorder- und Hinterrädern in Übereinstimmung mit dem Fahrzustand durch Regeln des den Kolben betreibenden Öldrucks zu verändern. Wenn diese Regelung herbeigeführt wird, so kann der Fahrzu­ stand oder die Fahrleistung erheblich verbessert werden. Für diese Regelung sind aber eine Anzahl von Fühlern mit hoher Präzision und schnellem Ansprechverhalten erforderlich. Je­ doch können in der Tat ein elektrisches oder ein hydrauli­ sches System verzögert werden, wodurch ein Problem insofern hervorgerufen wird, daß eine richtige, angemessene Differen­ tialsperrung nicht erlangt werden kann.

Der oben erwähnte Differentialradsatz mit dem Ausgleichke­ gelradpaar und dem Ritzelrad kann die Nachteile einer großen Außenabmessung oder eines hohen Gewichts aufweisen. Um die Drehmomentverteilung zwischen den Vorder- und Hinterrädern in einem anderen Verhältnis als 50:50 festzusetzen, ist darüber hinaus eine besondere Konstruktion erforderlich, durch die der Aufbau oder die Anordnung der Räder drastisch geändert wird, wodurch als anderes Problem ein weiterer An­ stieg im Gewicht hervorgerufen wird.

Deshalb wird gegenwärtig der Differentialradsatz mit dem Aus­ gleichkegelradpaar und dem damit kämmenden Ritzel durch einen Planetenradsatz im Mittendifferential ersetzt. Im Fall der Verwendung des Planetenradsatzes im Mittendifferential werden nach gegenwärtiger Praxis schräg verzahnte Räder eingesetzt, um die Geräusche (wie Zahnschlag- oder -eingriffsgeräusche auf Grund eines Spiels) zu vermindern. Zur Aufnahme von Schub oder Druck sind besondere Bauteile erforderlich, wodurch das Problem von ansteigenden Fertigungskosten ebenfalls hervor­ gerufen wird.

Bei der oben erwähnten Visko-Kupplung werden andererseits mehrere Scheiben in einer viskosen Flüssigkeit, wie Silikon­ öl, angeordnet, um das Drehmoment durch den aus der Relativ­ drehung der Scheiben sich ergebenden Scherwiderstand der vis­ kosen Flüssigkeit zu übertragen. Als Ergebnis wird das die Visko-Kupplung verwendende Übertragungssystem das höhere Drehmoment übertragen, je höher die Differenz in den Drehzah­ len der Vorder- und Hinterräder anwächst. Insofern ist ein solches Übertragungssystem empfindlich für das Auftreten des Bremsphänomens während der Kurvenfahrt, wobei eine große Differenz in den Drehzahlen zwischen den Vorder- und Hinter­ rädern vorliegt, und es wirft Probleme auf, indem die Kraft­ stoff-Fahrstreckenleistung verschlechtert wird. Darüber hin­ aus ist die Visko-Kupplung von sich aus teuer und in bemer­ kenswert schwieriger Weise abzustimmen (zu tunen), um die erwünschten Kennwerte zu erlangen.

In der einschlägigen Technik ist auch das sog. "Torsen- Differential", bei dem eine Schnecke und ein Schneckenrad verwendet werden, bekannt. Dieses Differential kann die Dif­ ferentialsperrung des Drehmoments herbeiführen, jedoch kann es das Bremsphänomen während der Kurvenfahrt vom theoreti­ schen Standpunkt her nicht vermeiden. Auch kann die Drehmo­ mentverteilung nicht auf ein anderes Verhältnis als 50:50 festgesetzt werden. Des weiteren ist der Aufbau kompliziert und teuer. Ferner ist ein anderer Nachteil darin zu sehen, daß ein zusätzlicher Planetenradsatz erforderlich ist, um die Drehmomentverteilung in einem anderen Verhältnis als 50 : 50 festzusetzen.

Im Hinblick auf den Stand der Technik liegt der Erfindung die primäre Aufgabe zugrunde, ein Mittendifferential für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb zu schaffen, das mittels einer einfachen Konstruktion automatisch die Differentialsperrung einregeln und die Regelung eines Verhältnisses in der Dreh­ momentverteilung ausführen kann.

Ein Ziel der Erfindung ist hierbei darin zu sehen, ein Mitten­ differential zu schaffen, das die Differentialsperrung auf der Grundlage einer zwischen einem Eingangsglied und einem Ausgangsglied zu erzeugenden Tangentialkraft bewerkstelligen kann.

Im Hinblick auf die Aufgabe und die Ziele der Erfindung wird das Mittendifferential gemäß der Erfindung so konstruiert, daß Reibsschlußeinrichtungen für die Differentialsper­ rung eingerückt oder gelöst werden, indem ein entweder vom Getriebe oder von der Vorder- oder Hinterradantriebswelle eingeführtes Drehmoment nutzbar gemacht wird. Gemäß der Erfin­ dung wird ein Mittendifferential für ein Fahrzeug mit Vier­ radantrieb geschaffen, das drei Glieder, nämlich ein zur Drehung mit der Abtriebswelle eines Getriebes verbundenes Eingangsglied, ein die Drehung des Eingangsglieds auf eine Hinterrad-Abtriebswelle übertragendes erstes Ausgangsglied und ein die Drehung des Eingangsglieds auf eine Vorderrad- Abtriebswelle übertragendes zweites Ausgangsglied enthält, wobei zwischen irgendwelche zwei dieser drei Glieder Reib­ schlußeinrichtungen eingefügt sind und eine eine Einrück­ kraft übertragende Einrichtung vorhanden ist, um eine zum Einrücken der Reibschlußeinrichtungen bestimmte Kraft auf der Grundlage einer tangentialen Kraft, die relativ zwischen irgendeinem der drei Glieder erzeugt wird, hervorzurufen.

Auf diese Weise wird das vom Getriebe auf das Eingangsglied übertragene Drehmoment zwischen der Hinterrad-Abtriebswelle und der Vorderrad-Abtriebswelle jeweils durch das erste und zweite Ausgangsglied verteilt. In diesem Fall wird durch die Einrückkraft-Übertragungseinrichtung eine Kraft zum Einrücken der Reibschlußeinrichtung in Übereinstimmung mit der tangentia­ len Kraft, welche mit den Drehungen von irgendeinem dieser drei Glieder einhergeht, erzeugt, so daß die Reibschlußein­ richtung durch die Eingriffskraft entsprechend der tangentia­ len Kraft eingerückt wird, um das Mittendifferential zu sper­ ren. Als Ergebnis dessen wird das Übertragungsdrehmoment zwischen den zwei Gliedern, zwischen die die Reibschlußein­ richtung eingefügt ist, geregelt, so daß das Drehmoment-Ver­ teilungsverhältnis zwischen den Vorder- und Hinterrädern ver­ ändert wird.

Das Mittendifferential gemäß der Erfindung kann so aufgebaut werden, daß die oben erwähnten drei Glieder aus schräg ver­ zahnten Zahnrädern gebildet werden, so daß die Einrückkraft auf die erwähnten Reibschlußeinrichtungen durch die tangen­ tiale Kraft, die an den Zahnflanken der Schrägzahnräder hervorgerufen wird, in Übereinstimmung mit der Drehmoment­ übertragung aufgebracht wird.

Bei einer derartigen Konstruktion wird die Eingriffskraft der Reibschlußeinrichtung entsprechend dem durch das Mitten­ differential übertragenen Drehmoment vergrößert, so daß in Übereinstimmung mit dem Anstieg im Eingangsdrehmoment die Differentialsperrung verstärkt wird.

Die oben erwähnte Reibschlußeinrichtung kann als eine Mehr­ scheibenkupplung aufgebaut sein. Die auf Grund der Differenz in den Drehzahlen zwischen dem ersten und zweiten Ausgangs­ glied zu erzeugende tangentiale Kraft kann in freier Weise durch einen Nocken- oder Steuermechanismus zur Übertragung der tangentialen Kraft in eine auf das Einrücken der Mehr­ scheibenkupplung gerichtete axiale Kraft eingeregelt werden.

Mit dieser Konstruktion kann das Drehmoment-Verteilungsver­ hältnis durch die Differentialsperrung gemäß dem Drehmoment- Unterschied zwischen den Vorder- und Hinterrädern geregelt werden.

Weitere Ziele wie auch die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmen­ den Beschreibung von Ausführungsformen des Erfindungsgegen­ standes deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Vierradantrieb mit einer Differentialsperre in einer ersten Ausfüh­ rungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 2 bis 6 Längsschnitte von jeweils einem wesentlichen Teil einer zweiten bis sechsten Ausführungsform einer Differentialsperre gemäß der Erfindung;

Fig. 7A und 7B eine Seiten- und eine Frontansicht eines bei der sechsten Ausführungsform zur Anwendung gelangen­ den Sterns;

Fig. 8A und 8B eine Seiten- und eine Frontansicht von bei der sechsten Ausführungsform verwendeten Steuer­ scheiben;

Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung von Steuerflächen der Steuerscheiben;

Fig. 10 einen Längsschnitt durch ein wesentliches Teil einer Differentialsperre in einer siebenten Aus­ führungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 11A und 11B eine Seiten- und eine Frontansicht eines bei der siebenten Ausführungsform verwendeten Sterns;

Fig. 12A und 12B eine Seiten- und eine Frontansicht von Steu­ erscheiben, die bei der siebenten Ausführungsform zur Anwendung kommen;

Fig. 13 bis 19 Längsschnitte von wesentlichen Teilen einer Differentialsperre in einer achten bis vierzehnten Ausführungsform gemäß der Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform, wobei der Erfindungs­ gegenstand bei einem Differential-Sperrmechanismus eines Vierradantriebs, der einen Planetenradsatz als ein Mittendif­ ferential benutzt, Anwendung findet. Der Vierradantrieb soll zuerst beschrieben werden.

Eine Antriebswelle (oder die Abtriebswelle eines (nicht gezeig­ ten) Getriebes) 1 zur Übertragung einer Antriebskraft vom Getriebe erstreckt sich von einem vorderen Gehäuse 2 in ein mit diesem verbundenes hinteres Gehäuse 3. Auf einen (in Fig. 1 nach rechts) sich erstreckenden Endabschnitt der Antriebswelle 1 ist ein Träger 4 des als das Mittendifferen­ tial wirkenden Planetenradsatzes gekeilt. Der Träger 4 wird durch einen Sicherungsring 5 gegen eine in Fig. 1 nach links gerichtete Bewegung festgelegt und trägt ein schräg verzahn­ tes Ritzel 6, das seinerseits mit einem Ringrad 7 und einem Sonnenrad 8 kämmt. Selbstverständlich weisen das Ringrad 7 und das Sonnenrad 8 ebenfalls eine Schrägverzahnung wie das Ritzel 6 auf. Der Träger 4 und das Ritzel 6 wirken als Ein­ gangsglieder. Wegen der Schrägverzahnung wirkt das Ritzel 6 durch die Tangentialkraft an seiner Verzahnungsfläche dahin, dem Sonnenrad 8 eine nach rechts gerichtete Antriebskraft und dem Ringrad 7 eine nach links gerichtete axiale Antriebs­ kraft bei Betrachtung der Fig. 1 zu vermitteln.

Das Ringrad 7 ist auf den Außenumfang eines an der einwärts gerichteten Stirnseite einer Hinterrad-Antriebswelle 9 ausge­ bildeten Flansches 10 gekeilt und wird durch einen Schnapp­ ring 11 daran gehindert, nach links in Fig. 1 auszuwandern, wobei ein vorbestimmter Zwischenraum C zwischen dem Ringrad und dem Schnappring 11 eingehalten wird. Dieser vorbestimmte Zwischenraum C ermöglicht es dem Ringrad 7, sich in Fig. 1 um die Länge des Zwischenraumes C nach links zu bewegen. Zwischen die Stirnflächen des Flansches 10 und des Trägers 4 ist eine Druckscheibe 12 eingesetzt, so daß der Träger 4 in der axialen Richtung durch die Druckscheibe 12 und den Sicherungsring 5 positioniert wird.

Die Hinterrad-Abtriebswelle 9 wird durch ein Paar von Lagern 14 und 15 in einer mit dem hinteren Gehäuse 3 verbundenen Gehäuseverlängerung 13 drehbar gehalten. Zwischen den Lagern 14 und 15 ist auf der Hinterrad-Abtriebswelle 9 ein Tacho­ meter-Antriebsritzel 16 angebracht. Am äußeren Ende der Ge­ häuseverlängerung 13 der Hinterrad-Abtriebswelle 9 ist ein Gegenflansch 17 gehalten. Das zwischen das Tachometer-Antriebs­ ritzel 16 und den Gegenflansch 17 eingefügte Lager 15 wird in axialer Richtung durch einen Sprengring 18 festgehalten, so daß die Hinterrad-Abtriebswelle 9 in der axialen Richtung festliegt.

Das Sonnenrad 8 bildet einen Teil des Außenumfangs einer Sonnenradwelle 19, die auf den Außenumfang der sich von einem treibenden Kettenrad 20 zum Planetenradsatz hin erstreckenden Nabe so aufgekeilt ist, daß sie in der axialen Richtung beweg­ lich ist. Das treibende Kettenrad 20 ist am Außenumfang der vorher erwähnte Antriebswelle 1 drehbar angebracht.

Das treibende Kettenrad 20 ist in einer Kettenkammer 12, die im vorderen sowie im hinteren Gehäuse 2 bzw. 3 ausgebildet ist, angeordnet und durch Lager 22 bzw. 23 mit Bezug zum vor­ deren sowie hinteren Gehäuse 2 bzw. 3 drehbar gehalten. Pa­ rallel zum treibenden Kettenrad 20 ist in der Kettenkammer 21 ein getriebenes Kettenrad 24 angeordnet, das ebenfalls durch ein Paar von Lagern 25 bzw. 26 mit Bezug zum vorderen und hinteren Gehäuse 2 bzw. 3 drehbar gehalten ist. Zur Bil­ dung eines Kettengetriebes läuft eine geräuscharme Zahnkette 27 über die Kettenräder 20 und 24. In das getriebene Ketten­ rad 24 ist längs dessen Achse eine Vorderrad-Abtriebswelle 28 eingesetzt und eingekeilt.

Somit werden durch eine Drehung des Trägers 4 zusammen mit der Antriebswelle 1 die Hinterrad-Abtriebswelle 9 über das Ringrad 7 und die Vorderrad-Abtriebswelle 28 durch das Son­ nenrad 8 sowie das Kettengetriebe gedreht. Das bedeutet, daß das Ringrad 7 und das Sonnenrad 8 die Ausgangsglieder des Mittendifferentials bilden.

Im folgenden wird der Mechanismus für das Sperren des Diffe­ rentials beschrieben. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungs­ form besteht der Differential-Sperrmechanismus aus einer Mehrscheibenkupplung 29.

Diese Mehrscheibenkupplung 29 wird von einer Mehrzahl von Reibplatten, die in Kupplungsscheiben 30 und Kupplungsplatten 31 unterteilt sind, gebildet, wobei die Kupplungsscheiben und -platten 30 bzw. 31 paarweise und abwechselnd miteinan­ der angeordnet sind, so daß sie sich in jedem Paar gegenüber­ liegen. Die Kupplungsscheiben 30 sind auf den Innenumfang einer allgemein zylindrischen Kupplungstrommel 32, die als ein erstes Halteteil wirkt, gekeilt. Die Kupplungstrommel 32 ist am oben erwähnten Ringrad 7 befestigt, so daß eine einstückige Konstruktion erhalten wird. Der Außenumfang der Sonnenradwelle 19 ist auf der linken Seite in Fig. 1 vom Sonnenrad 8 mit Keilnuten versehen, um eine Kupplungsnabe 33 zu bilden, auf die die Kupplungsplatten 31 gekeilt sind.

Der Zwischen- oder Spielraum C wird zwischen dem einen Ende der mit der Kupplungsnabe 33 versehenen Sonnenradwelle 19 und dem Planetenradträger 4 sowie zwischen dem anderen Ende der Sonnenradwelle 19 und dem Lager 22 gebildet, so daß der Sonnenradwelle 19 eine Bewegung nach rechts und nach links über die Länge des Zwischenraumes C ermöglicht wird.

Stütz- oder Druckplatten 34 und 35 sind ebenfalls abwechselnd miteinander angeordnet, um auf die Kupplungsscheiben 30 und die Kupplungsplatten 31 einen Druck auszuüben, und sie sind an der Kupplungsnabe 33 oder an der Kupplungstrommel 32 mit Hilfe von Sicherungsringen 36 bzw. 37 gehalten.

Bei der vorstehend beschriebenen Differentialsperre werden die Kupplungstrommel 32 und die Kupplungsnabe 33 durch die axialen Kräfte, die durch die Drehmomentübertragung zwischen dem Ritzel 6, dem Ringrad 7 und dem Sonnenrad 8 erzeugt wer­ den, in entgegengesetzten Richtungen bewegt. Als Ergebnis dessen werden die Kupplungsscheiben 30 und die Kupplungsplat­ ten 31 durch die zugeordneten Druckplatten 34 und 35 in und außer Anlage gebracht. Kurz gesagt, die schräg verzahnten Räder 6, 7 und 8 sowie die axial bewegbare Kupplungstrommel 32 und Kupplungsnabe 33 bilden zusammen eine Einrückkraft- Übertragungseinrichtung zur Umsetzung der tangentialen Kraft des Mittendifferentials in eine axiale Kraft.

Wenn bei der oben beschriebenen Konstruktion der Träger 4 und das Ritzel 6 zusammen mit der Antriebswelle 1 drehen, dann wird die Antriebskraft durch das Ringrad 7 auf die Hin­ terrad-Abtriebswelle 9 und durch das Sonnenrad 8 auf die Vor­ derrad-Abtriebswelle 28 übertragen. In diesem Fall wirkt die axiale Kraft in Fig. 1 nach links auf das Ringrad 7 und nach rechts auf das Sonnenrad 8, da das Ritzel 6 eine Schrägverzah­ nung hat. Das Ringrad 7 ist auf den Außenumfang des Flansches 10 der Hinterrad-Abtriebswelle 9 gekeilt, so daß es sich in axialer Richtung bewegen kann. Somit wird das Ringrad 7 zusam­ men mit der Kupplungstrommel 32 in Fig. 1 nach links bewegt, wenn es das Drehmoment vom Ritzel 6 empfängt. Andererseits wird die Sonnenradwelle 19 in Fig. 1 durch das vom Ritzel 6 übertragene Drehmoment nach rechts bewegt, weil für diese die Zwischenräume C an ihren beiden Enden vorhanden sind. Als Ergebnis dieser Bewegung werden die Kupplungsscheiben 30 und die Kupplungsplatten 31 zum Kuppeln durch die eine Druckplatte 35, die in Fig. 1 auf der rechten Seite sich be­ findet und von der Kupplungstrommel 32 getragen wird, und durch die andere Druckplatte 34, die in Fig. 1 sich auf der linken Seite befindet und von der Kupplungsnabe 33 getragen wird, zusammengeklemmt, um eine Reibungskraft zu erzeugen.

Das heißt mit anderen Worten, daß das Ringrad 7 und das Son­ nenrad 8 miteinander durch die Mehrscheibenkupplung 29 ver­ bunden werden, so daß die Differentialwirkung oder der Aus­ gleich entsprechend der Größe der Reibungskraft der Mehrschei­ benkupplung 29 gesperrt wird. Da die Reibungskraft in der Mehrscheibenkupplung 29 entsprechend der dem vom Träger 4 in das Mittendifferential eingeführten Drehmoment proportio­ nalen Axialkraft erhöht oder vermindert wird, wird das Mitten­ differential in Übereinstimmung mit dem diesem vermittelten Eingangsdrehmoment gesperrt. Das Drehmoment wird durch die Mehrscheibenkupplung 29 zwischen dem Ringrad 7 und dem Sonnen­ rad 8 übertragen, so daß sich das Verhältnis in der Drehmo­ mentverteilung zwischen den Vorder- und Hinterrädern in Über­ einstimmung mit der Drehmoment-Übertragungsleistung der Mehr­ scheibenkupplung 29 ändern wird. In dem Fall, daß die Vorder- oder Hinterräder schlupfen und einen Unterschied in den Dre­ hungen oder Drehmomenten erzeugen, wird z.B. das Drehmoment der Vorder- oder Hinterräder, das wegen der leerlaufenden Drehungen nutzlos oder überflüssig ist, teilweise oder ganz auf die anderen Räder durch die Mehrscheibenkupplung 20 über­ tragen, so daß der Verlust in der Antriebskraft minimiert oder insgesamt eliminiert werden kann. Diese Änderung in der Drehmomentübertragung wird in Abhängigkeit vom Kräfteaus­ gleich unter den oben genannten Bauteilen bewirkt, so daß sie automatisch und augenblicklich ohne irgendeine besondere Regelung oder Steuerung herbeigeführt werden kann.

Bei dem Differential mit dem oben beschriebenen Aufbau wird das Drehmoment vom Ringrad 7 und Sonnenrad 8 eingebracht, wenn das Fahrzeug verlangsamt oder gebremst werden soll. Bei diesem Verzögerungs- oder Bremsbetrieb wird die axiale Kraft nach rechts in Fig. 1 im Ringrad hervorgerufen, während die axiale Kraft nach links in Fig. 1 im Sonnenrad 8 wirkt, wobei beide Richtungen zu den oben erwähnten Richtungen entgegen­ gesetzte Richtungen sind. Dann werden die Kupplungstrommel 32 und die Kupplungsnabe 33 in zu den vorher für diese er­ wähnten Richtungen entgegengesetzten Richtungen bewegt, so daß die äußersten der Druckplatten 34 und 35 die Kupplungs­ scheiben 30 und Kupplungsplatten 31 durch die innersten Druck­ platten zusammenklemmen, um die Mehrscheibenkupplung 29 einzu­ rücken. Auch in diesem Fall wächst die Reibungskraft, d.h. die Drehmoment-Übertragungsleistung, die von der Mehrscheiben­ kupplung 29 zu liefern ist, im Verhältnis zu den axialen Kräf­ ten an. Im Fall eines abrupten Bremsens der Maschine wird das Mittendifferential im wesentlichen gesperrt, um die Brems­ wirkung zu gewährleisten.

Wie sich aus der obigen Beschreibung klar ergibt, wird die Differentialsperre durch die Mehrscheibenkupplung 29 für das höhere Eingangsdrehmoment, das vom Träger 4 kommt, intensiver. Diese Differentialsperre wirft kein ernsthaftes Problem wäh­ rend der Kurvenfahrt auf, weil das Gaspedal für diese Fahrt entlastet wird, um die Motorausgangsleistung abzusenken. Das bedeutet, daß das Phänomen einer angezogenen Bremse bei einer Kurvenfahrt in dem Mittendifferential verhindert werden kann.

Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt eines wesentlichen Teils einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei die Diffe­ rentialsperre unterschiedliche Leistungen zwischen der Be­ schleunigung und der Verzögerung hat.

Die Kupplungstrommel 32 ist mit der Druckplatte 35 nur auf der rechten Seite in Fig. 2 der Kupplungsscheiben 30 und -platten 31 versehen. Die Druckplatte 35 wird durch den Si­ cherungsring 37 so gehalten, daß sie an einer Bewegung nach rechts in Fig. 2 gehindert ist. Insofern wird die Kupplungs­ kraft in der Mehrscheibenkupplung 29 nur dann erzeugt, wenn sich die Kupplungstrommel 32 bei Erhöhung des Eingangsdreh­ moments vom Träger 4 in Fig. 2 nach links bewegt. In das den Flansch 10 der Hinterrad-Abtriebswelle 9 überragende End­ stück des Ringrades 7 ist ein Paar von Sprengringen 38 einge­ setzt, die einen vorbestimmten Abstand C von der Stirnfläche des Flansches 10 haben. Die Sprengringe 38 werden an ihrem Außenumfang im Ringrad 7 durch eine Belleville- oder Teller­ feder 39, die mit der Stirnfläche des Flansches 10 in Druck­ anlage ist, gehalten. Als Ergebnis dessen werden das Ring­ rad 7 und die Kupplungstrommel 32 nach rechts in Fig. 2 vor­ belastet oder -gespannt, um normalerweise das Ringrad 7 und die Kupplungstrommel 32 in den rechten Endlagen von Fig. 2 (ohne jegliches Spiel an der linken Seite der Fig. 2) zu po­ sitionieren. Der übrige Aufbau ist zu dem in Fig. 1 gezeigten gleichartig.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Konstruktion bewegt sich im Fall der Einführung des Drehmoments (für eine Beschleunigung) durch den Träger 4 die Sonnenradwelle 19 nach rechts in Fig. 2, wobei die nach links in Fig. 2 gerichtete axiale Kraft auf das Ringrad 7 ausgeübt wird. Da die axiale Kraft schwächer ist als die elastische Kraft der Tellerfeder 39, werden das Ringrad 7 und die Kupplungstrommel 32 in der axialen Richtung festgehalten. In diesem Zustand wird die Kraft auf die Mehr­ scheibenkupplung 29 nur von der Kupplungsnabe 33 ausgeübt, so daß die Kupplungseinrückkraft zu schwach ist, um eine Dif­ ferentialsperrung des niedrigen Drehmoments zu erzeugen. Wenn die auf das Ringrad 7 ausgeübte axiale Kraft die elasti­ sche Kraft der Tellerfeder 39 übersteigt, bewegen sich das Ringrad 7 und die Kupplungstrommel 32 nach links in Fig. 2, wobei die Tellerfeder 39 gebogen wird. Dann werden die Kupp­ lungsscheiben 30 und -platten 31 durch die jeweiligen Druck­ platten 34 und 35 in Anlage miteinander geklemmt. Als Ergeb­ nis dessen wird die Differentialsperrung durch die an der Mehrscheibenkupplung 29 erzeugte Reibungskraft bewirkt.

Im Gegensatz hierzu wird für eine Verzögerung das Drehmoment vom Ringrad 7 und Sonnenrad 8 eingeführt, so daß die axiale Kraft nach rechts in Fig. 2 auf das Ringrad 7 und nach links auf das Sonnenrad 8 ausgeübt wird. Da in diesem Fall das Ring­ rad 7 und die Kupplungstrommel 32 gegen eine nach rechts ge­ richtete Bewegung blockiert sind, so wird die auf die Mehr­ scheibenkupplung 29 ausgeübte Kraft auf die aus der Bewegung der Sonnenradwelle 19 resultierende axiale Kraft beschränkt, so daß die Einrückkraft der Mehrscheibenkupplung 29 schwächer ist als die bei der Beschleunigung. Bei einem mit Frontmotor und Hinterradantrieb ausgestatteten Fahrzeug mit Vierradan­ trieb wird während der Verzögerung der Schwerpunkt vorwärts verschoben, so daß die Vorderräder zum Schlupfen kommen. Die­ ser Schlupf der Vorderräder wird durch die in Fig. 2 gezeigte Konstruktion verhindert, da der Anstieg, falls überhaupt vor­ handen, in der Übertragung des Drehmoments auf die Vorderrä­ der, was durch die Differentialsperrung während der Verzöge­ rung bewirkt wird, klein ist. Zusätzlich zu den durch die Ausführungsform von Fig. 1 zu erhaltenden Wirkungen wird durch die in Fig. 2 gezeigte Konstruktion ein weiterer Vorteil er­ langt, nämlich eine Erhöhung in der Stabilität während des Verzögerungs- oder Bremsbetriebs.

Wie sich aus den bisherigen Beschreibungen der Ausführungs­ beispiele gemäß der Erfindung klar ergibt, können die Situa­ tionen für die Differentialsperrung in Übereinstimmung mit den Bestimmungen für die Zwischenräume und die Druckplatten geändert werden. Zieht man diesen Grundgedanken in Betracht, so kann eine Differentialsperrung nur während der Beschleu­ nigung bewirkt werden, wie in Fig. 3 gezeigt ist.

Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, ist das Ringrad 7 um den Abstand C vom Schnappring 11 so beabstandet, daß es sich nach links in Fig. 3 nur dann bewegen kann, wenn es das Drehmoment vom Ritzel 6 empfängt. In die mit dem Ringrad 7 einstückige Kupplungstrommel 32 ist durch den Sicherungsring 37 die Druck­ platte 36 eingesetzt, welche dazu dient, die Kupplungsschei­ ben 30 und -platten 31 nur nach links in Fig. 3 zu drücken. Andererseits stößt das eine Ende der Sonnenradwelle 19, das in Fig. 3 auf der linken Seite liegt, gegen das Lager 22, so daß sie lediglich eine Bewegung nach rechts in Fig. 3 aus­ führen kann. Darüber hinaus ist an der Kupplungsnabe 33 der Sonnenradwelle 19 durch den Sicherungsring 36 lediglich eine Druckplatte 34 gehalten, die dazu dient, die Kupplungsschei­ ben 30 und -platten 31 nur nach rechts in Fig. 3 zu drücken. Die Richtungen, in denen die Kupplungstrommel 32 und Kupplungs­ nabe 33 sich bewegen können, gelten hier, wenn die Mehrschei­ benkupplung 29 nicht eingerückt ist. Wenn dagegen die Mehr­ scheibenkupplung 29 gelöst wird, nachdem sie einmal eingerückt war, dann werden die Bewegungsrichtungen der Kupplungstrommel 32 und -nabe 33 naturgemäß zu den oben beschriebenen entge­ gengesetzt. Der übrige Aufbau der in Fig. 3 gezeigten Ausfüh­ rungsform ist zu derjenigen von Fig. 1 gleichartig.

Wenn bei der in Fig. 3 gezeigten Konstruktion das Drehmoment vom Träger 4 in Übereinstimmung mit der Beschleunigung einge­ führt wird, dann wird die axiale Kraft nach links in Fig. 3 auf das Ringrad 7 und die Kupplungstrommel 32 ausgeübt, weil die Räder 6, 7 und 8 eine Schrägverzahnung aufweisen, so daß das Ringrad 7 und die Kupplungstrommel 32 in Fig. 3 nach links bewegt werden. Andererseits empfängt die Sonnenradwelle 19 die nach rechts gerichtete axiale Kraft, um sich in der gleichen Richtung zu bewegen. Bei diesen Bewegungen werden die Kupplungsscheiben 30 und -platten 31 durch die jeweili­ gen Druckplatten 34 und 35 zusammengeklemmt, um die Reibungs­ kräfte hervorzurufen, durch die die Differentialsperrung bewirkt wird, so daß die Mehrscheibenkupplung 29 die vorge­ gebene Drehmomentübertragung zwischen dem Ringrad 7 und dem Sonnenrad 8, d.h. zwischen den Vorder- und den Hinterrädern, ausführt.

Für die Verzögerung wird andererseits das Drehmoment vom Ring­ rad 7 und Sonnenrad 8 eingeführt, so daß diese Räder 7 und 8 ihre jeweiligen axialen Kräfte in entgegengesetzten Rich­ tungen zu denjenigen des oben erwähnten Falls der Beschleuni­ gung empfangen. Jedoch ist dem Ringrad 7 nicht die Möglich­ keit für eine Bewegung nach rechts über die Position von Fig. 3 hinaus gegeben, noch kann sich die Sonnenradwelle 19 nach links bewegen, so daß die Mehrscheibenkupplung 29 nicht eingerückt wird. Das heißt in Kürze, daß die Mehrscheiben­ kupplung 20 während der Verzögerung nicht eingerückt wird, um keine Differentialsperrung herbeizuführen, so daß durch die Mehrscheibenkupplung 29 ein Drehmoment zwischen den Vor­ der- und Hinterrädern nicht übertragen wird. Hierauf wird getrennt in Verbindung mit den Vorder- und Hinterrädern ein­ gegangen. Selbst wenn bei einem Bremsen des Fahrzeugs entwe­ der die Vorder- oder die Hinterräder blockiert werden, so empfangen die blockierten Räder kein von den anderen Rädern übertragenes erzwungenes oder kräftiges Drehmoment. Das heißt mit anderen Worten, daß die Vorder- und Hinterräder ihr eigentliches Verhalten entsprechend der Masse des Fahrzeug­ aufbaus und der Straßenzustände bewahren, so daß ein Anti­ blockiersystem, falls es vorhanden ist, wirksam werden kann, um eine ausgezeichnete Bremsleistung herbeizuführen. Darüber hinaus kann das Phänomen der angezogenen Bremse bei einer Kurvenfahrt während der Vorwärtsfahrt im wesentlichen voll­ ständig beseitigt werden, da es nicht eintritt, wenigstens bis das den Bremsvorgang bewirkende Drehmoment, d.h. das Mo­ ment zum Bremsen der Sonnenradwelle, vom Motordrehmoment über­ wunden wird. Das beruht darauf, daß das Motordrehmoment wäh­ rend der Kurvenfahrt im allgemeinen abgesenkt wird. Während der Rückwärtsfahrt kann andererseits das Bremsphänomen voll­ ständig und absolut unabhängig vom Motordrehmoment ausge­ schaltet werden.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen ist die Kon­ struktion so vorgesehen, daß die Drehmomentübertragung zwi­ schen dem Ritzel 6, dem Ringrad 7 und dem Sonnenrad 8 herbei­ geführt wird, um die damit zusammenhängende Tangentialkraft in die Einrückkraft für die Mehrscheibenkupplung 29 umzuset­ zen. Infolgedessen wird die Kraft zum Einrücken der Mehrschei­ benkupplung 29 nicht eindeutig am Mittendifferential erzeugt, falls die Hinter- und Vorderräder nicht greifen, so daß es schwierig ist, das Fahrzeug aus dem nicht-greifenden Zustand zu befreien. Diese Schwierigkeit kann durch eine Ergänzung durch die in Fig. 4 gezeigte Konstruktion vermieden werden.

Die in Fig. 4 gezeigte Konstruktion stellt eine Verbesserung gegenüber der von Fig. 3 insofern dar, als die an der Kupp­ lungsnabe 33 gehaltene Druckplatte 34 gegen die Kupplungs­ scheiben 30 mittels einer Tellerfeder 40 gedrückt wird. Für diese Arbeitsweise wird die Druckplatte 34 an der Kupplungsna­ be 33 so gehalten, daß sie in der axialen Richtung nach rechts und links bewegt werden kann, wobei die Tellerfeder 40 an der auf der linken Seite in Fig. 4 gelegenen Rückseite der Druckplatte 34 durch einen Sprengring 41 festgehalten ist. Als Ergebnis dessen wird die Mehrscheibenkupplung 29 durch die Tellerfeder 40 vorgespannt, so daß die damit im Zusammenhang stehende Reibungskraft immer die Differential­ sperrung zwischen dem Ringrad 7 und dem Sonnenrad 8, d.h. zwischen den Hinter- und den Vorderrädern, bewirkt. Somit werden, selbst wenn entweder die Vorder- oder die Hinter­ räder nicht greifen, die verbleibenden Räder immer das Dreh­ moment empfangen, so daß das Fahrzeug durch die Antriebs­ kraft aus dem nicht-greifenden Zustand freikommen kann.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Konstruktion ist darüber hinaus die Druckrichtung der Tellerfeder 40 zu derjenigen der Axial­ kraft, die auf die Mehrscheibenkupplung 29 während der Be­ schleunigung aufzubringen ist, identisch, so daß die Diffe­ rential-Sperrleistung für die Beschleunigung höher ist als diejenige, die bei der obigen Ausführungsform von Fig. 3 erhal­ ten wird. Des weiteren wirkt die Tellerfeder 40 auch während der Verzögerung derart, daß die Differentialsperrung in einem gewissen Ausmaß erzeugt wird. Ausschließlich für das Verlas­ sen des nicht-greifenden Zustandes können die Räder 6, 7 und 8 Geradstirnräder sein, weil die Differential-Sperrleistung für die Beschleunigung oder Verzögerung nicht erhöht zu wer­ den braucht.

Eine fünfte Ausführungsform gemäß der Erfindung, die eine Verbesserung gegenüber derjenigen von Fig. 2 darstellt, wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 erläutert. Diese Ausführungs­ form weist eine solche Konstruktion auf, daß in einem Zustand mit niedrigem Drehmoment für die Kurvenfahrt, d.h. in dem Zustand, da die Federkraft die Schubkraft des Ringrades über­ steigt, die Differentialsperrung völlig aufgehoben wird, um das Mittendifferential freizusetzen. Die Sonnenradwelle 19 stößt mit ihrem einen Ende gegen das das treibende Ketten­ rad 20 haltende Lager 22 an, während ihr anderes Ende gegen ein zwischen die Welle 19 und den Träger 4 eingefügtes Druck­ lager 42 stößt. Als Folge dessen ist die Sonnenradwelle 19 in der axialen Richtung blockiert. Die Druckplatte 34, die auf der Kupplungsnabe 33 sitzt, und der Sicherungsring 36 zur Einstellung der Lage der Druckplatte 34 sind mit einem vorbestimmten Zwischenraum C, der kleiner ist als der zwi­ schen dem Flansch 10 und den Sprengringen 38 gebildete Zwi­ schenraum C, voneinander beabstandet. Die übrige Konstruk­ tion ist zu der in Fig. 2 gezeigten gleichartig.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Konstruktion wird im Fall des Einführens des Drehmoments für die Beschleunigung vom Träger 4 die axiale Kraft nach links in Fig. 5 auf das Ringrad 7 ausgeübt, wie vorher beschrieben wurde. Da jedoch das Ringrad 7 nach rechts in Fig. 5 durch die Tellerfeder 39 vorgespannt ist, bewegt es sich zusammen mit der Kupplungstrommel 32 in der axialen Richtung, wenn seine Vorspannung durch die aus dem eingeführten Drehmoment resultierende axiale Kraft über­ wunden wird. In diesem Fall wird der Zwischenraum C zwischen der Druckplatte 34 und dem Sicherungsring 36 gebildet, so daß auf die Mehrscheibenkupplung 29 eine Kraft nicht aufge­ bracht wird, bis der Zwischenraum C auf Null vermindert ist. Wenn die dem Eingangsdrehmoment entsprechende axiale Kraft ansteigt, so daß der Zwischenraum C verschwindet, dann übt die Druckplatte 36 auf die Kupplungsplatten 31 und -scheiben 30 einen Druck aus, so daß die Mehrscheibenkupplung 29 einge­ rückt wird, um durch ihre Reibungskraft die Differentialsper­ rung zu bewirken. Die ansteigende Tendenz der Kupplungsein­ rückkraft, d.h. das Differential-Sperrdrehmoment, ist in die­ sem Fall im allgemeinen proportional zum Eingangsdrehmoment, jedoch sanft oder weich mit einer kleinen Proportionalkon­ stanten, weil die elastische Kraft der Tellerfeder 39 dahin­ gehend wirkt, die Einrückkraft zu vermindern, und entspre­ chend deren Ablenkung größer wird. Das heißt mit anderen Worten, daß das Eingangsdrehmoment und die Differential-Sperr­ leistung durch die Tellerfeder 39 umgedreht oder umgewandelt werden können.

Somit wird mit der in Fig. 5 gezeigten Konstruktion eine Differentialsperrung nicht bewirkt, bevor das Eingangsdreh­ moment in einem gewissen Ausmaß anwächst. Als Ergebnis dessen wird ein Bremsphänomen nicht hervorgerufen, weil das Gaspe­ dal freigegeben wird, um beispielsweise das Drehmoment für die Kurvenfahrt zu vermindern.

Im folgenden wird eine sechste Ausführungsform gemäß der Er­ findung beschrieben, die imstande ist, die Einrückkraft der Mehrscheibenkupplung für die Differential-Sperrkraft weiter zu erhöhen und in geeigneter Weise einzuregeln.

Ein wesentliches Merkmal der Konstruktion dieser Ausführungs­ form besteht, wie Fig. 6 zeigt, darin, daß die Mehrscheiben­ kupplung 29 sowohl durch die am Mittendifferential erzeugte Axialkraft als auch durch die von einem Nocken- oder Steuer­ mechanismus erzeugte Axialkraft eingerückt wird. Die Mehr­ scheibenkupplung 29 ist so aufgebaut, daß viele Kupplungs­ scheiben 30 und Kupplungsplatten 31 abwechselnd miteinander auf der Kupplungstrommel 32 und Kupplungsnabe 33 angeordnet und gehalten sind. Die einen derartigen Aufbau aufweisende Mehrscheibenkupplung 29 ist in ihrer Mitte mit einem Steuer­ mechanismus 43 versehen, um die tangentiale Kraft in die axiale Kraft umzusetzen.

Dieser Steuermechanismus 43 besteht aus einem Stern oder Dreh­ kreuz 44, das als ein Nocken- oder Steuerglied wirkt, wie die Fig. 7A und 7B zeigen, und aus einem Paar von Steuer­ scheiben 45 (s. Fig. 8A und 8B), die als Steuerstößel wirken. Der Stern 44 wird dadurch gebildet, daß sowohl vier Vorsprün­ ge 47 von kreisförmigem Querschnitt am Außenumfang eines Rings 46, der lose am Außenumfang der Sonnenradwelle 19 ge­ halten wird, und Ausnehmungen 48 ausgestaltet werden, um die Drehungen des Rings 46 nach rechts und nach links in den Vorsprüngen 47 entsprechenden Stellungen zu verhindern.

Andererseits hat jede der am Außenumfang des Rings 46 des Sterns 44 zu haltende Steuerscheibe 45 eine Druckplatte 49 und ein auf der einen Seite der Druckplatte 49 ausgebilde­ tes Nabenteil 50. Das Nabenteil 50 hat einen Außendurchmes­ ser, der gleich dem der äußeren Enden der Vorsprünge 47 ist, und vier Steuer- oder Nockenflächen 51, die mit dem Außenum­ fang der einzelnen Vorsprünge 47 in Berührung kommen. Die Druckplatte 49 hat an ihrer Außenumfangskante Keilnuten, die mit denjenigen der Kupplungstrommel 32 zum Eingriff gelangen. Die Steuerflächen 51 bilden Schrägflächen, die sich unter einem vorbestimmten Winkel R mit Bezug zur Achsrichtung in einer Weise öffnen, so daß sie einen Vorsprung 47 aufnehmen, mit dem sie zusammenwirken, um die Kraft in der Drehrichtung, d.h. die tangentiale Kraft, entsprechend diesem Winkel R in die axiale Kraft umzusetzen.

Der derart aufgebaute Stern 44 wird an der Sonnenradwelle 19 in der Mitte der axialen Richtung der Mehrscheibenkupp­ lung 29 so gehalten, daß er drehen und in der axialen Rich­ tung sich bewegen kann. Die als Paar vorhandenen Steuerschei­ ben 45 werden auf den Außenumfang des Rings 46 so aufgesetzt, daß ihre Nabenteile 50 einander gegenüberliegen und ihre Steuerflächen 51 an den Vorsprüngen 47 anliegen. Die Steuer­ scheiben 45 sind ferner mit der Kupplungstrommel 32 verkeilt. An den zwei Außenseiten der Steuerscheiben 45 ist jeweils eine Platte 52 angeordnet, die mit den Kupplungsscheiben 30 oder -platten 31 in Flächenberührung kommen. Jede der Plat­ ten 52 ist, während ihre Drehungen gesteuert werden, mit den Ausnehmungen 48 des Rings 46 des Sterns 44 so in Eingriff, daß sie drehen und in der axialen Richtung mit Bezug zur Kupp­ lungstrommel 32 und -nabe 33 eine Bewegung ausführen kann.

Die Verbindung zwischen der Kupplungsnabe 33 und der Kupp­ lungstrommel 32 durch den Steuermechanismus 43 wird in der folgenden Weise erreicht: Keilverbindung zwischen der Kupp­ lungsnabe 33 und den Kupplungsplatten 31 - Gleitkontakt zwischen den Kupplungsplatten 31 und den Platten 52 - Ein­ griff zwischen den Platten 52 und dem Stern 44 - Eingriff zwischen dem Stern 44 und den Steuerscheiben 45 über die Vorsprünge 47 - Keilverbindung zwischen den Steuerscheiben 45 mit der Kupplungstrommel 32.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Konstruktion ist das Ringrad 7 am Flansch 10 der Hinterrad-Abtriebswelle 9 befestigt, so daß es sich nicht in der axialen Richtung bewegen kann, je­ doch hat die Sonnenradwelle 19 die Möglichkeit, sich nur nach rechts hin zu bewegen, wie in der Fig. 6 gezeigt ist, weil der Zwischenraum C nur am rechten Ende der Welle 19 vorhan­ den ist. Ferner ist die die nach rechts gerichtete Kraft der Mehrscheibenkupplung 29 aufnehmende Druckplatte 35 an der Kupplungstrommel 32 gehalten, während die andere Druckplatte 34, die eine nach rechts gerichtete Kraft auf die Mehrschei­ benkupplung 29 ausübt, an der Kupplungsnabe 33 angebracht ist. Die übrige Konstruktion ist zu derjenigen von Fig. 1 gleichartig.

Bei der Konstruktion von Fig. 6 wird, wenn das Gaspedal für eine Beschleunigung niedergetreten wird, beispielsweise die axiale Kraft in der in Fig. 6 linken Richtung auf das Ringrad 7 ausgeübt, während die nach rechts gerichtete axiale Kraft auf die Sonnenradwelle 19 durch das vom Träger 4 eingebrach­ te Drehmoment ausgeübt wird. Da das Ringrad 7 in der axialen Richtung fest ist, wird lediglich die Sonnenradwelle j 9 in Fig. 6 nach rechts bewegt, so daß der Druck der Druckplatte 34 auf die Mehrscheibenkupplung 29 aufgebracht wird, um die Kupplungsscheiben 30, die Kupplungsplatten 31, die Druckplat­ ten 34, 35 sowie die Platte 52 und die Steuerscheiben 45 in flächige Anlage für eine Drehmomentübertragung zu bringen.

Wenn in diesem Zustand die Hinterräder beispielsweise schlup­ fen, so wird zwischen dem Ringrad 7 und dem Sonnenrad 8, d.h. zwischen der Kupplungstrommel 32 und der Kupplungsnabe 33, eine Drehzahldifferenz hervorgerufen. In diesem Fall wird der Stern 44 mit der Kupplungsnabe 33 verbunden, weil die mit den Ausnehmungen 48 in Eingriff befindlichen Platten 52 in Gleitanlage an den Kupplungsplatten 31 sind, während die Steuerscheiben 45 auf die Kupplungstrommel 32 gekeilt sind, so daß eine Kraft in der Drehrichtung zwischen dem Stern 44 und den Steuerscheiben 45 erzeugt wird. Weil jedoch der Stern 44 und die Steuerscheiben 45 durch ihre Vorsprünge 47 und Steuerflächen 51 im Eingriff sind, wird in der tangentialen Richtung eine axiale Kraft erzeugt, durch die die als Paar vorhandenen Steuerscheiben 45 voneinander weg bewegt werden. Als Ergebnis dessen werden die Kupplungsscheiben 30 und -platten 31 längs des Steuermechanismus 43 stärker in Anlage miteinander gedrückt, um die Eingriffskraft der Mehrscheiben­ kupplung 29 zu stärken oder zu erhöhen. Wenn die Mehrscheiben­ kupplung 29 in diesem Eingriffszustand ist, dann wird die Differentialsperrung des Mittendifferentials verstärkt, um das Differential der Vorder- und Hinterräder festzuhalten, so daß das Drehmoment, welches auf Grund des Schlupfens der Hinterräder unnötig dreht, wie vorher beschrieben wurde, auf die Vorderräder aufgebracht werden kann, um die stabile Fahrt ohne einen wesentlichen Verlust an Antriebskraft zu gewähr­ leisten.

Die Größe der durch den erwähnten Steuermechanismus 43 zu erzeugenden axialen Kraft kann hierbei durch den Winkel R der Steuerflächen 51 eingeregelt werden, wie auch die Ein­ griffskraft der Kupplungsscheiben 30 und der Kupplungsplatten 31 nicht nur durch die axiale Kraft, sondern.auch durch die radiale Lage der oben erwähnten Platten 52 geregelt werden kann. Als Ergebnis dessen kann die Einregelung oder das Ab­ stimmen (Tuning) der Differential-Sperrleistung ohne Schwie­ rigkeiten bewerkstelligt werden, indem der beschriebene Steu­ ermechanismus 43 zur Anwendung gelangt.

Die in Fig. 6 gezeigte Konstruktion bewirkt die Differential­ sperrung nur während der Beschleunigung. Wenn jedoch das Ringrad 7 und das Sonnenrad 8 in geeigneter Weise in der Axialrichtung bewegbar gemacht werden, indem ein Zwischen­ raum festgesetzt wird, um eine entsprechende Belastung auf die Mehrscheibenkupplung 29 auszuüben, kann die Differential­ sperrung entsprechend den Eingangsdrehmoment auch während der Verzögerung bewirkt werden.

Die Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein Steuer­ mechanismus 53, der zu der Konstruktion von Fig. 6 unter­ schiedlich ist und wobei der Stern 54 mit der Kupplungstrom­ mel 32 in Eingriff ist, zur Anwendung kommt. Wie die Fig. 11A und 11B zeigen, weist der Stern 54 vier Vorsprünge 56 von kreisförmigem Querschnitt am Außenumfang eines Rings 55 auf, welcher lose auf den Außenumfang der Kupplungsnabe 33 gesetzt ist, wobei die Länge der Vorsprünge 56 bis zu ihren freien Enden im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Kupplungstrommel 32 ist. Die freien Enden der Vorsprünge 56 sind mit Eingriffsteilen 57 für eine Keilverbindung versehen. Steuerscheiben 58 wirken in diesem Fall als die Druckplatten der Mehrscheibenkupplung 29 und bestehen, wie die Fig. 12A und 12B zeigen, aus ringförmigen Scheiben mit einem Innen- sowie Außendurchmesser, um sie lose am Außenumfang des Rings 55 des Sterns 54 und am lnnenumfang der Kupplungstrommel 32 zu halten. Jede der Steuerscheiben 58 ist an ihrer einen Seite mit einem Nabenteil 59 versehen, das seinerseits vier Steuerflächen 60 ähnlich den in Fig. 9 gezeigten Steuerflä­ chen aufweist.

Der Stern 54 ist lose auf den Außenumfang der Kupplungsnabe 33 gesetzt, wobei die freien Enden seiner Vorsprünge 56 mit den Keilnuten der Kupplungstrommel 32 in Eingriff sind. Die als Paar vorhandenen Steuerscheiben 58 sind so auf den Außen­ umfang des Rings 55 des Sterns 54 gesetzt, daß sie sich in der Axialrichtung bewegen können, während ihre Steuerflächen 60 die Vorsprünge 56 festhalten. Die Kupplungsplatten 31 ste­ hen mit den Steuerscheiben 58 in flächiger Berührung, so daß die Kupplungsnabe 33 und die Kupplungstrommel 32 in der fol­ genden Weise verbunden sind: Eingriff der Kupplungsplatten 31 mit der Kupplungsnabe 33 - flächige Anlage zwischen den Kupplungsplatten 31 und den Steuerscheiben 58 - Eingriff zwischen den Steuerscheiben 58 und dem Stern 54 durch die Steuerflächen 60 - Eingriff des Sterns 54 mit der Kupplungs­ trommel 32. Die übrige Konstruktion ist zu derjenigen von Fig. 6 gleichartig.

Wenn bei der in Fig. 10 gezeigten Konstruktion die Hinter­ räder bei einer Beschleunigung schlupfen, so werden Relativ­ drehungen zwischen dem Ringrad 7 und dem Sonnenrad 8, d.h. zwischen der Kupplungstrommel 32 und der Kupplungsnabe 33, hervorgerufen. In diesem Fall dreht der Stern 54 zusammen mit der Kupplungstrommel 32. Da die Steuerscheiben 58 mit der Kupplungsnabe 33 verbunden sind, während sie in flächi­ ger Anlage mit den Kupplungsplatten 31 sind, wird eine Kraft in der Drehrichtung zwischen dem Stern 54 und den Steuerschei­ ben 58 hervorgerufen, um eine axiale Kraft an den Steuerflä­ chen 60 auf der Grundlage der tangentialen Komponente der vorerwähnten Kraft zu erzeugen. Durch diese Tangentialkraft werden die als Paar vorhandenen Steuerscheiben 58 auseinander­ bewegt, so daß eine Druckkraft, um die Kupplungsscheiben 30 und -platten 31 in Anlage zu bringen, auf die Mehrscheiben­ kupplung 29 ausgeübt wird.

Somit ist bei den in den Fig. 6 und 10 gezeigten Ausführungs­ formen die Eingriffskraft-Übertragungseinrichtung aus den Steuermechanismen 43 oder 53 zusammen mit dem Mittendifferen­ tial, das die schrägverzahnten Räder und die durch die vom Mittendifferential erzeugte axiale Kraft zu bewegenden Bau­ elemente verwendet, zusammengesetzt.

Die Steuermechanismen 43 oder 53, die vorstehend beschrieben wurden, können die in der radialen Richtung auf die Mehrschei­ benkupplung 29 auszuübende Eingriffskraft vermehren oder ver­ stärken. Um diese axiale Kraft zu erzeugen, ist es notwendig, ein relatives Drehmoment zwischen dem Ringrad 7 und dem Son­ nenrad 8, d.h. zwischen der Kupplungstrommel 32 und der Kupp­ lungsnabe 33, hervorzurufen. In dem Fall, daß entweder die Vorder- oder Hinterräder nicht greifen, wird ein Drehmoment, selbst bei einer Drehzahldifferenz nicht ausgeübt, so daß das Drehmoment nicht auf die Räder übertragen werden kann, um deren Traktionskraft zu bewahren. Um diese Situation zu meistern, ist es vorzuziehen, den Steuermechanismus 43 oder 53 mit einer geeigneten Feder, wie der Tellerfeder 40, zu versehen, um die Mehrscheibenkupplung 29 so wie bei der obigen vierten Ausführungsform vorzuspannen.

Die Fig. 13 zeigt einen Schnitt einer abgewandelten Ausfüh­ rungsform, die auf der in Fig. 6 gezeigten Konstruktion be­ ruht. Hierbei wird eine Schraubenfeder 61 rund um den Außen­ umfang des Sterns 44 zwischen den Steuerscheiben 45 gehalten, die diese Steuerscheiben 45 auseinanderdrückt, wobei die Schraubenfeder 61 die Mehrscheibenkupplung 29 vorspannt.

Eine noch andere abgewandelte Ausführungsform ist in Fig. 14 gezeigt, wobei die Schraubenfeder 61 konzentrisch zwischen dem Außenumfang der Kupplungsnabe 33 und dem Innenumfang des Sterns 44 angeordnet ist.

Eine weitere abgewandelte Ausführungsform, die in Fig. 15 ge­ zeigt ist, beruht auf der Konstruktion gemäß der Fig. 10, und hierbei ist konzentrisch zwischen dem Außenumfang der Kupplungsnabe 33 und dem Innenumfang des Sterns 54 eine Schraubenfeder 62 gehalten, durch die die Steuerscheiben 58 auseinandergedrückt werden, um die Mehrscheibenkupplung 29 vorzuspannen.

Bei jeder der abgewandelten Konstruktionen, wie sie oben erläutert wurden, werden die an der Kupplungstrommel 32 gehal­ tenen Kupplungsscheiben 30 und die an der Kupplungsnabe 33 gehaltenen Kupplungsplatten 31 durch die axiale Kraft von konstanter Größe in Anlage miteinander gedrückt. In dem Fall, da die Kupplungstrommel 32 und die Kupplungsnabe 33 mit Bezug zueinander gedreht werden, wenn die Vorder- oder Hinterräder nicht greifen, wird die tangentiale Kraft zwischen dem Stern 44 oder 54 und den Steuerscheiben 45 oder 58 durch die Rei­ bungskraft zwischen den Kupplungsplatten 31 und den Platten 52 oder den Steuerscheiben 58 ausgeübt, so daß die axiale Kraft durch die Steuerflächen 51 oder 60 zur Wirkung kommt, um die Mehrscheibenkupplung 29 fest einzurücken. Das heißt mit kurzen Worten, daß, wenn entweder die Vorder- oder Hinter­ räder nicht greifen, das Mittendifferential gesperrt wird, so daß das wegen der Leerdrehungen nicht geforderte Drehmo­ ment auf die anderen Räder aufgebracht werden kann, um das Fahrzeug aus dem nicht-greifenden Zustand zu befreien.

Bei den in den Fig. 13-15 gezeigten Konstruktionen wirken, wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, die Steuermecha­ nismen 43 oder 53 als die die Eingriffskraft übertragenden Einrichtungen, um die axiale Kraft an der Mehrscheibenkupp­ lung 29 aufzubringen. Das macht eine sorgfältige, vervoll­ kommnete Ausbildung des Mittendifferentials in bezug auf die axiale Kraft unnötig. Deshalb können die einzelnen Räder 6, 7 und 8 des Mittendifferentials im Fall der Konstruk­ tionen nach den Fig. 13-15 Geradstirnräder sein. Wenn die Konstruktion von Fig. 13 mit den Konstruktionen von Fig. 14 und 15 verglichen wird, so kann bei der erstgenannten Kon­ struktion (Fig. 13) der Außendurchmesser der Schraubenfeder 61 größer gemacht werden, um eine stärkere Vorspannung zu erzielen.

Die Fig. 16-18 zeigen in Schnitten eine elfte bis dreizehn­ te Ausführungsform gemäß der Erfindung, die gegenüber den vorherigen Konstruktionen von Fig. 13-15 derart verbessert sind, daß die Einflüsse des Eingangsdrehmoments beseitigt werden.

Bei der elften Ausführungsform von Fig. 16 wird das Druckla­ ger 42 zwischen dem rechten Ende der Sonnenradwelle 19 und dem Träger 4 gehalten, um die Sonnenradwelle 19 in der axia­ len Richtung festzulegen, während die übrige Konstruktion der in Fig. 13 gezeigten gleichartig ist.

Bei dieser Ausführungsform sind sowohl das Ringrad 7 wie auch die Sonnenradwelle 19 in Achsrichtung fest. Selbst wenn auf Grund des Vorhandenseins des Drehmomenteingangs vom Träger 4 irgendeine axiale Kraft erzeugt wird, so wird die Mehrschei­ benkupplung 29 nicht eingerückt, so daß durch das Eingangs­ drehmoment die Differential-Sperrleistung nicht nachteilig beeinflußt wird.

Bei der im Schnitt in Fig. 17 dargestellten zwölften Ausfüh­ rungsform gemäß der Erfindung ist die Schraubenfeder 61 zwi­ schen dem Außenumfang der Kupplungsnabe 33 und dem Innenum­ fang des Sterns 44 angeordnet, während die einzelnen Räder 6, 7 und 8 des Mittendifferentials als Geradstirnräder ausge­ bildet sind.

Auch mit dieser Konstruktion ist es möglich, eine Beeinflus­ sung der Differential-Sperrleistung durch das Eingangsdrehmo­ ment zu vermeiden. Ein Vergleich der in Fig. 16 gezeigten Konstruktion mit derjenigen der Fig. 17 zeigt, daß die erst­ genannte Konstruktion (Fig. 16) einen größeren Außendurchmes­ ser für die Schraubenfeder 61 ermöglicht, so daß die durch diese Feder 61 bewirkte Vorspannung erhöht werden kann.

Die in Fig. 18 gezeigte dreizehnte Ausführungsform gemäß der Erfindung stellt eine Verbesserung gegenüber der Konstruk­ tion von Fig. 15 insofern dar, als das Drucklager 42 zwi­ schen dem Träger 4 und dem Ende der Sonnenradwelle 19 gehal­ ten ist, um diese in der axialen Richtung festzulegen, und als die einzelnen Räder 6, 7 und 8 des Mittendifferentials als Geradstirnräder ausgebildet sind.

Mit dieser Konstruktion können ebenfalls die Vorteile erlangt werden, die zu der in Fig. 16 gezeigten Ausführungsform gleichartig sind.

Bei den beschriebenen elften bis dreizehnten Ausführungsfor­ men sind das Ringrad 7 und das Sonnenrad 8 in der Achsrich­ tung fest, so daß die Druckplatten 34 und 35 am linken und rechten Ende der Mehrscheibenkupplung 29 die Belastung nicht eindeutig auf die Kupplungsscheiben 30 und -platten 31 auf­ bringen, sondern lediglich die axiale Kraft der Steuermecha­ nismen 43 oder 53 aufnehmen. Deshalb können die linke und rechte Druckplatte der Mehrscheibenkupplung 29 an der Kupp­ lungsnabe 33 oder Kupplungstrommel 32 gehalten werden. Dann wird auf die Halteteile des Ringrades 7 und des Sonnenrades 8 keine axiale Kraft aufgebracht, so daß an der Mehrscheiben­ kupplung 29 eine höhere Last zur Anwendung kommen kann.

Im folgenden wird eine vierzehnte Ausführungsform gemäß der Erfindung erläutert, deren Konstruktion, wie die Fig. 19 zeigt, gegenüber der Konstruktion nach der dritten Ausfüh­ rungsform verbessert ist.

An der Trennwand des hinteren Gehäuses 3 von der Kettenkam­ mer 21 ist ein mittiges Lagerteil 64 befestigt, von dem eine Nabe 63 zum Mittendifferential hin vorsteht. Am Außenumfang dieser Nabe 63 ist ein Ringkragen 65, der am linken Ende der Sonnenradwelle 19 bei Betrachtung von Fig. 19 ausgebildet ist, drehbar und axial beweglich gehalten. An dem dem Ketten­ gehäuse zugewandten Ende des Ringkragens 65 ist eine mit einem Bodenteil versehene zylindrische Trommel 66, die zum Mittendifferential hin offen ist, befestigt. Die Kupplungs­ platte 31 ist auf den Innenumfang des freien Endes (rechtes Ende in Fig. 19) der Trommel 66 gekeilt, wobei die Wand der Trommel die Kupplungstrommel bildet. Die Sonnenradwelle 19 ist an ihrem einen Ende mit dem Zwischenraum C vom Träger 4 beabstandet, während ihr anderes Ende durch einen Schnapp­ ring 67 festgelegt ist, so daß sie sich in Fig. 19 nach rechts bewegen kann. Dadurch kann sich auch die Kupplungs­ trommel (Mantel der Trommel 66) nach rechts in Fig. 19 bewe­ gen. Deshalb ist die Druckplatte 35 auf der linken Seite des Trommelmantels angeordnet und durch den Sicherungsring 37 gehalten.

Mit Abstand zum Innenumfang der Kupplungstrommel ist die Kupplungsnabe 33 angeordnet, die mit dem Ringrad 7 verbunden und in Fig. 19 nach links bewegbar ist. Kupplungsscheiben 30 sind in einer Mehrzahl auf den Außenumfang der Kupplungs­ nabe 33 gekeilt. Die Druckplatte 34, die auf die Kupplungs­ platten 31 und -scheiben 30 einen Druck in der axialen Rich­ tung, wenn sich das Ringrad 7 in der axialen Richtung be­ wegt, aufbringen soll, ist bei Betrachtung von Fig. 19 am rechten Ende der Kupplung 33 angeordnet und durch einen Siche­ rungsring 36 festgelegt. Die einzelnen Räder 6, 7 und 8 des Mittendifferentials sind als schrägverzahnte Zahnräder ausge­ bildet. Im Fall des Einführens des Drehmoments vom Träger 4 werden das Ringrad 7 und die Kupplungsnabe 33 nach links (in Fig. 19) bewegt, während das Sonnenrad 7 und die Kupp­ lungstrommel durch die im Mittendifferential erzeugte axiale Kraft nach rechts bewegt werden, so daß die Mehrscheibenkupp­ lung 29 eingerückt wird, um entsprechend dem Eingangsdrehmo­ ment die Differentialsperrung zu bewirken.

Am Außenumfang des Ringkragens 65 der Sonnenradwelle 19 ist ein Kolben 68 angebracht, der mit dem Innenumfang der zylin­ drischen Trommel 66 in dichtender und gleitender Anlage ist. Dem Kolben 68 wird an seiner Rückseite Drucköl durch eine in der Nabe 63 des mittigen Lagerteils 64 ausgebildete Ölnut und durch eine den zylindrischen Teil der Sonnenradwelle 19 durchsetzende Bohrung zugeführt. Auf der Vorderseite des Kolbens 68 ist eine von einem Halte- oder Stützglied 69 abge­ stützte Rückstellfeder 70 angeordnet. Durch diese Anordnung wirkt der Kolben 68 auf die Mehrscheibenkupplung 29, wenn ihm ein Öldruck zugeführt und er vorwärts bewegt wird.

Durch die obige Konstruktion kann wie bei der dritten Ausfüh­ rungsform die Mehrscheibenkupplung 29 durch die am Mittendif­ ferential während der Beschleunigung oder Verzögerung erzeug­ te axiale Kraft eingerückt werden, um entsprechend dem Ein­ gangsdrehmoment die Differentialsperrung zu bewirken. Falls die Vorder- oder Hinterräder nicht greifen, wird der Kolben 68 vorwärtsbewegt, um die Mehrscheibenkupplung 29 einzurücken, so daß dadurch die Differentialsperrung zwischen dem Ringrad 7 und dem Sonnenrad 8 bei einer Ölzufuhr zur Rückseite des Kolbens ausgeführt wird. Als Ergebnis dessen wird das auf Grund der Leerdrehungen nicht genutzte Drehmoment auf die anderen Räder aufgebracht, so daß das Fahrzeug aus dem nicht­ greifenden Zustand freikommen kann.

Die in Fig. 19 gezeigten Konstruktion kann derart abgewan­ delt werden, daß die Druckplatte 35 auf der Seite des Kol­ bens 68 von diesem unmittelbar getragen wird, wobei der stützende Sicherungsring 37 entfernt wird. Durch diese Anord­ nung kann unter Steuerung des Öldrucks eine stufenweise Rege­ lung der Differential-Sperrleistung während der Beschleuni­ gung und das Aufheben der Differentialsperrung bewerkstel­ ligt werden.

Ferner wird bei der in Fig. 19 gezeigten Konstruktion die Regelung der Differential-Sperrleistung mechanisch in Über­ einstimmung mit dem Eingangsdrehmoment durchgeführt, wobei die vom Kolben 68 an sich auszuführende Tätigkeit darin be­ steht, das Mittendifferential zu sperren und die Sperre auf­ zuheben. Insofern kann die Antriebsquelle für diese Konstruk­ tion eine einfache Druckölquelle sein, die entweder bei­ spielsweise die Druckölquelle eines Automatikgetriebes sein kann und, wenn das so ist, vor dem Übertragungssystem ange­ bracht wird, oder sie kann eine Druckölquelle von geringer Größenabmessung sein, wenn das Getriebe ein von Hand betätig­ tes ist.

Bei den vorstehend beschriebenen einzelnen Ausführungsfor­ men ist die Mehrscheibenkupplung 29 vor dem Mittendifferen­ tial, d.h. auf der Seite des Getriebes, angeordnet. Diese Anordnung wird lediglich angewendet, um der Richtung der am Mittendifferential zu erzeugenden axialen Kraft zu folgen. Falls der Verzahnungswinkel der schräg verzahnten Räder des Mittendifferentials gegenüber den obigen Ausführungsformen umgekehrt wird, so können die eine Reibung aufbringenden Einrichtungen, wie die Mehrscheibenkupplung, um das Differen­ tial zu sperren, auf der zu den obigen Ausführungsformen entgegengesetzten Seite angeordnet werden. Dann wird auch der Zwischenraum C auf die entgegengesetzte Seite verlegt. Ferner ist bei den beschriebenen Ausführungsformen das Mittendifferential aus einem Planetenradsatz mit einem einzigen Antriebsritzel ausgebildet. Jedoch ist der Erfin­ dungsgegenstand nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt, sondern kann so abgewandelt werden, daß das Mittendifferen­ tial aus einem Planetenradsatz der Bauart mit zwei Ritzeln besteht. Wenn der oben erwähnte Nocken- oder Steuermechanis­ mus zur Anwendung kommt, so kann des weiteren das Mittendif­ ferential aus einem Ausgleichgetriebesatz der Kegelradbauart gebildet werden.

Auch ist der Erfindungsgegenstand nicht darauf begrenzt, daß die die Reibung aufbringenden Einrichtungen für die Diffe­ rentialsperrung zwischen die Abtriebs- oder Ausgangsglieder des Mittendifferentials eingesetzt sind, sondern es kann eine Konstruktion zur Anwendung kommen, wobei diese Einrich­ tungen zwischen das Eingangs- und eines der Ausgangsglieder eingesetzt ist.

Wie vorstehend beschrieben wurde, wird gemäß der Erfindung die zwischen dem Eingangsglied und einem der Ausgangsglieder oder zwischen den Ausgangsgliedern des Mittendifferentials zu erzeugende Tangentialkraft durch die Eingriffskraft-Über­ tragungseinrichtungen in die axiale Kraft umgesetzt, durch die die Reibschlußeinrichtungen eingerückt werden, um die Differentialsperrung herbeizuführen. Diese Konstruktion macht irgendeine besondere Vorrichtung für eine Antriebs­ kraft, wie die Druckölquelle, unnötig, so daß sie erheblich vereinfacht werden kann. Insofern kann der Erfindungsgegen­ stand in geeigneter Weise nicht nur bei einem Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe, sondern auch bei einem Fahrzeug mit einem Handschaltgetriebe zur Anwendung gelangen. Zugleich kann jegliche Verzögerung im Ansprechverhalten beseitigt wer­ den, um die Differentialsperrung in raschem Ansprechen auf die Straßenverhältnisse oder -situationen herbeizuführen.

In dem Fall, da die Eingriffskraft-Übertragungseinrichtung aus schräg verzahnten Rädern des Mittendifferentials aufge­ baut und die Bauteile in der axialen Richtung durch die an den Zahnflächen dieser Zahnräder erzeugte Axialkraft in der Axialrichtung bewegbar sind, kann die Differentialsperrung entsprechend dem Eingangsdrehmoment derart bewirkt werden, daß sie minimiert oder aufgehoben werden kann, während das Fahrzeug mit einem niedrigen Drehmoment für die Kurvenfahrt fährt. Dadurch ist es möglich, das Phänomen der angezogenen Bremse zu verhindern, was zu dem Fall unterschiedlich ist, da die Visko-Kupplung oder das Torsen-Differential zur Anwen­ dung kommen. Da von der axialen Kraft, die unvermeidbar durch die schräg verzahnten Räder erzeugt wird, Gebrauch gemacht wird, wird ein Bauteil, wie ein Druck- oder Schublager, das zur Aufnahme des Schubs im Stand der Technik verwendet wor­ den ist, entbehrlich, so daß die Anzahl der Teile vermin­ dert werden kann, um die Konstruktion zu vereinfachen. Das Abstimmen (Tuning) kann vereinfacht werden, weil die Diffe­ rential-Sperrleistung des Eingangsdrehmoments durch den Ver­ zahnungswinkel der Schrägzahnräder verändert werden kann.

Wenn die Eingriffskraft-Übertragungseinrichtung aus einem Nocken- oder Steuermechanismus zur Übertragung der Tangen­ tialkraft in die Axialkraft aufgebaut ist, so kann der Erfin­ dungsgegenstand ohne irgendeine bauliche Änderung im bestehen­ den oder vorhandenen Mittendifferential in die Praxis umge­ setzt werden und eine höhere axiale Kraft erzeugen. Die Größe dieser axialen Kraft selbst kann leicht eingeregelt wer­ den, um das sog. "Tuning" zu vereinfachen.

Durch die Erfindung wird ein Mittendifferential für ein Fahr­ zeug mit Vierradantrieb offenbart, das drei Glieder umfaßt, nämlich ein mit der Abtriebswelle eines Getriebes zur Dre­ hung verbundenes Eingangsglied, ein die Drehung des Ein­ gangsglieds auf eine Hinterrad-Abtriebswelle übertragendes erstes Ausgangsglied und ein die Drehung des Eingangsglieds auf eine Vorderrad-Abtriebswelle übertragendes zweites Aus­ gangsglied. Ferner sind Reibschlußeinrichtungen, die zwi­ schen irgendwelche zwei dieser drei Glieder eingefügt sind, und Kraftübertragungseinrichtungen, um eine Kraft zum Ein­ griff der Reibschlußeinrichtungen auf der Basis einer rela­ tiv zwischen irgendeinem der drei Glieder erzeugten tangentia­ len Kraft hervorzurufen, vorgesehen. Somit wird, wenn die Tangentialkraft bei Übertragung eines Drehmoments innerhalb der drei Glieder erzeugt wird, eine axiale Kraft als eine Komponente der tangentialen Kraft hervorgerufen, um die Ein­ griffskraft der Reibschlußeinrichtugen zu erhöhen, so daß eine Differentialsperrung bewirkt wird, um automatisch das Drehmoment-Verteilungsverhältnis zwischen den Vorder­ und Hinterrädern auf geeignete Werte einzuregeln.

Claims (36)

1. Mittendifferential für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, wobei das Mittendifferential drei Glieder, nämlich ein für seine Drehung mit der Abtriebswelle (1) eines Getrie­ bes verbundenes Eingangsglied (4, 6), ein die Drehung des Eingangsglieds auf eine Hinterrad-Abtriebswelle (9) über­ tragendes erstesAusgangsglied (7) und ein die Drehung des Eingangsglieds auf eine Vorderrad- Abtriebswelle (28) übertragendes zweites Ausgangsglied (8) umfaßt, gekennzeichnet durch eine zwischen beliebige zwei der drei Glieder (4, 6, 7, 8) eingefügte Reibschlußeinrichtung (30, 31, 32, 33) und eine eine aufzubringende Kraft über­ tragende Einrichtung (34, 35, 43, 53), die eine Kraft zum Einrücken der Reibschlußeinrichtung auf der Grundlage einer relativ zwischen beliebigen der drei Glieder (4, 6, 7, 8) hervorgerufenen Tangentialkraft erzeugt.

2. Mittendifferential nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hinterrad- sowie die Vorderrad- Abtriebswelle (9, 28) durch einen als Differential wir­ kenden Planetenradsatz (6, 7, 8) ausgeglichen sind.

3. Mittendifferential nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Eingangsglied ein ein Planetenritzel (6) haltender Träger (4), das erste Ausgangsglied ein mit dem Planetenritzel kämmendes Ringrad (7) und das zwei­ te Ausgangsglied ein mit dem Planetenritzel kämmendes Sonnenrad (8) sind.

4. Mittendifferential nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Planetenritzel (6), das Ringrad (7) und das Sonnenrad (8) Räder mit einer Schrägverzahnung sind.

5. Mittendifferential nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibschlußeinrichtung eine Mehrscheibenkupplung (29) ist, die eine zylindrische Kupplungstrommel (32) mit einer Mehrzahl von an deren In­ nenumfang undrehbar gehaltenen Kupplungsscheiben (30) und eine Kupplungsnabe (33) mit einer Mehrzahl von an de­ ren Außenumfang undrehbar gehaltenen sowie wechselweise mit den Kupplungsscheiben angeordneten Kupplungsplatten (31) umfaßt.

6. Mittendifferential nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichent, daß die Reibschlußeinrichtung eine Mehrscheibenkupplung (29) ist, die eine zylindrische Kupp­ lungstrommel (32) mit einer Mehrzahl von an deren Innen­ umfang undrehbar gehaltenen Kupplungsscheiben (30) und eine Kupplungsnabe (33) mit einer Mehrzahl von an deren Außenumfang undrehbar gehaltenen Kupplungsplatten (31) umfaßt, und daß in der die aufzubringende Kraft übertra­ genden Einrichtung die Mehrscheibenkupplung (29) auf der gleichen Achse wie der Planetenradsatz (6, 7, 8) angeord­ net ist, wobei die Kupplungstrommel (32) mit dem Ringrad (7) und die Kupplungsnabe (33) einstückig mit dem Son­ nenrad (8) ausgebildet sind.

7. Mittendifferential nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplungsscheiben (30) sowie die Kupp­ lungsplatten (31) zwischen einer ersten, an der Kupplungs­ trommel (32) festen Stützplatte (35) und einer zweiten, an der Kupplungsnabe (33) festen Stützplatte (34) gehalten sind, daß die erste sowie zweite Stützplatte (35, 34) durch Sicherungsringe (37, 36) an einer Bewegung von den Kupplungsscheiben und -platten hinweg gehindert sind, daß die Kupplungstrommel (32) zusammen mit dem Ringrad (7) in axialer Richtung bewegbar ist, daß die Kupplungsnabe (33) zusammen mit dem Sonnenrad (8) in axialer Richtung bewegbar ist und daß der Träger (4) in axialer Richtung unbeweglich ist.

8. Mittendifferential nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine weitere, dritte Stützplatte (34), die mit der zu den Kupplungsplatten (31) entgegengesetzten Seite der ersten Stützplatte (35) in Anlage ist, an der Kupplungsnabe (33) gehalten sowie an einer Bewegung in axialer Richtung gehindert ist und daß eine weitere, vier­ te Stützplatte (35), die mit der zu den Kupplungsschei­ ben (30) entgegengesetzten Seite der zweiten Stützplat­ te (34) in Anlage ist, an der Kupplungstrommel (32) gehal­ ten sowie an einer Bewegung in axialer Richtung gehin­ dert ist.

9. Mittendifferential nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ringrad (7) auf einen am innenliegenden Ende der Hinterrad-Abtriebswelle (9) ausgebildeten Flansch (10) in einer eine axiale Bewegung ermöglichen­ den Weise gekeilt ist, daß die Kupplungsnabe (33) auf die Nabe eines treibenden Kettenrades (20) in einer eine axia­ le Bewegung ermöglichenden Weise gekeilt ist und daß das treibende Kettenrad (20) durch eine Kette (27) mit einem auf der Vorderrad-Abtriebswelle (28) festen, getriebenen Kettenrad (24) verbunden ist.

10. Mittendifferential nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ringrad (7) auf einen am innenliegenden Ende der Hinterrad-Abtriebswelle (9) ausgebildeten Flansch (10) in einer eine axiale Bewegung ermöglichenden Weise gekeilt und ein das Ringrad (7) sowie die Kupplungstrom­ mel (32) in einer ein Lösen der Reibschlußeinrichtung (29) bewirkenden Richtung belastendes elastisches Element (39) zwischen das Ringrad sowie den Flansch eingefügt ist.

11. Mittendifferential nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elastische Element (39) eine Tellerfe­ der ist.

12. Mittendifferential nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplungsscheiben (30) sowie die Kupp­ lungsplatten (31) zwischen einer ersten, an der Kupplungs­ trommel (32) festen Stützplatte (35) und einer zweiten, an der Kupplungsnabe (33) festen Stützplatte (34) gehal­ ten sind, daß die erste sowie zweite Stützplatte (35, 34) durch Sicherungsringe (37, 36) an einer Bewegung von den Kupplungsscheiben sowie -platten hinweg gehindert sind, daß eine weitere, dritte Stützplatte (34), die mit der zu den Kupplungsplatten (31) entgegengesetzten Seite der ersten Stützplatte (35) in Anlage ist, an der Kupplungs­ nabe (33) gehalten sowie an einer Bewegung von der ersten Stützplatte hinweg durch einen Sicherungsring (36) gehin­ dert ist und daß die Kupplungsnabe (33) zusammen mit dem Sonnenrad (8) in axialer Richtung bewegbar ist.

13. Mittendifferential nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenritzel (6), das Ringrad (7) und das Sonnenrad (8) schrägverzahnte Räder sind, die auf die Kupplungstrommel (32) und die Kupplungsnabe (33) eine axiale Kraft aufbringen, so daß die erste sowie zwei­ te Stützplatte (35, 34) die Kupplungsscheiben (30) und die Kupplungsplatten (31) im festgehaltenen Zustand bei Einbringen einer Antriebskraft von seiten des Trägers (4) in Eingriffslage bringen.

14. Mittendifferential nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein einen Druck auf die zweite Stützplatte (34) in Richtung auf die Kupplungsscheiben (30) hin aus­ übendes elastisches Element (40) zwischen die zweite Stützplatte (34) und einen eine Bewegung dieser unterbin­ denden Sprengring (41) eingesetzt ist.

15. Mittendifferential nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplungsscheiben (30) sowie die Kupp­ lungsplatten (31) zwischen einer ersten, an der Kupplungs­ trommel (32) festen Stützplatte (35) und einer zweiten, an der Kupplungsnabe (33) festen Stützplatte (34) gehal­ ten sind, daß die erste sowie zweite Stützplatte durch Sicherungsringe (37, 36) an einer Bewegung von den Kupp­ lungsscheiben sowie -platten hinweg gehindert sind, daß ein gegenüber dem Hubweg der Kupplungstrommel (32) kleine­ rer Zwischenraum (C) zwischen der ersten Stützplatte (35) sowie dem deren Bewegung verhindernden Sicherungs­ ring (37) ausgebildet ist und daß die Kupplungsnabe (33) an einer Bewegung in axialer Richtung gehindert ist.

16. Mittendifferential nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die aufzubringende Kraft übertragende Einrichtung ein Nockensteuermechanismus (43, 53) ist.

17. Mittendifferential nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Nockensteuermechanismus (43, 53) ein Nockensteuerglied (44, 54) mit Vorsprüngen (47, 56) von zylindrischem Querschnitt am Außenumfang eines Rings (46, 55) und ein Paar von Steuerscheiben (45, 58), die die Vorsprünge zwischen sich derart halten, daß die Vor­ sprünge bei einer Drehung des Nockensteuerglieds (44, 54) mit Bezug zu den Steuerscheiben diese voneinander weg bewegen, umfaßt.

18. Mittendifferential nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede der Steuerscheiben (45, 58) mit den Vorsprüngen (47, 56) an ihren mit Bezug zur axialen Rich­ tung des Rings (46, 55) geneigten Steuerflächen (51, 60) zur Berührung kommt.

19. Mittendifferential nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Reibschlußeinrichtung eine Mehrscheiben­ kupplung (29) ist, die eine zylindrische Kupplungstrommel (32) mit einer Mehrzahl von an deren Innenumfang undreh­ bar gehaltenen Kupplungsscheiben (30) und eine Kupplungs­ nabe (33) mit einer Mehrzahl von an deren Außenumfang undrehbar gehaltenen sowie wechselweise mit den Kupp­ lungsscheiben angeordneten Kupplungsplatten (31) umfaßt und daß die Steuerscheiben (45, 58) imstande sind, einen Druck auf die Kupplungsscheiben sowie -platten in der axialen Richtung aufzubringen.

20. Mittendifferential nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Eingangsglied ein ein Planetenritzel (6) haltender Träger (4) ist, daß das erste Ausgangsglied ein mit dem Planetenritzel kämmendes Ringrad (7) ist, daß das zweite Ausgangsglied ein mit dem Planetenritzel käm­ mendes Sonnenrad (8) ist und daß die Kupplungstrommel (32) einstückig mit dem Ringrad sowie die Kupplungsnabe (33) einstückig mit dem Sonnenrad ausgebildet sind.

21. Mittendifferential nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerscheiben (45) mit dem Innenumfang der Kupplungstrommel (32) verkeilt sind, daß das Steuer­ glied (44) drehbar auf der Kupplungsnabe (33) gehalten ist und daß eine mit den Kupplungsplatten (31) in Gleit­ anlage befindliche Platte (52) undrehbar am Steuerglied gehalten ist.

22. Mittendifferential nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Nockensteuermechanismus (43, 53) in axialer Richtung mittig in die Mehrscheibenkupplung (29) und zwischen ein Paar von Kupplungsplatten (31) einge­ setzt ist.

23. Mittendifferential nach Anspruch 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Planetenritzel (6), das Ringrad (7) sowie das Sonnenrad (8) eine Schrägverzahnung aufweisen und daß das Sonnenrad (8) sowie die Kupplungsnabe (33) in einer Richtung bewegbar sind, um die Mehrscheibenkupp­ lung (29) durch die in der axialen Richtung an der Verzah­ nungsfläche des Sonnenrades bei Übertragung eines Dreh­ moments erzeugte Kraft einzurücken.

24. Mittendifferential nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die freien Enden der Vorsprünge (56) des Steuerglieds (54) mit dem Innenumfang der Kupplungstrom­ mel (32) in einer Keilverbindung stehen und daß die Steu­ erscheiben (52) drehbar auf der Kupplungsnabe (33) gehal­ ten sowie mit den Kupplungsplatten (31) in Gleitanlage sind.

25. Mittendifferential nach Anspruch 24, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Planetenritzel (6), das Ringrad (7) sowie das Sonnenrad (8) eine Schrägverzahnung aufweisen und daß das Sonnenrad (8) sowie die Kupplungsnabe (33) in einer Richtung bewegbar sind, um die Mehrscheibenkupp­ lung (29) durch die in der axialen Richtung an der Ver­ zahnungsfläche des Sonnenrades bei Übertragung eines Dreh­ moments erzeugte Kraft einzurücken.

26. Mittendifferential nach Anspruch 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen die Steuerscheiben (45, 58) ein eine elastische, die paarweise vorhandenen Steuerscheiben auseinanderdrückende Kraft erzeugendes elastisches Ele­ ment (61, 62) eingesetzt ist, das eine Vorspannung zum Einrücken der Reibschlußeinrichtung aufbringt.

27. Mittendifferential nach Anspruch 26, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Planetenritzel (6), das Ringrad (7) so­ wie das Sonnenrad (8) eine Schrägverzahnung aufweisen und daß das Sonnenrad (8) sowie die Kupplungsnabe (33) in einer Richtung bewegbar sind, um die Mehrscheibenkupplung (29) durch die in der axialen Richtung an der Verzahnungs­ fläche des Sonnenrades bei Übertragung eines Drehmoments erzeugte Kraft einzurücken.

28. Mittendifferential nach Anspruch 26, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Planetenritzel (6), das Ringrad (7) und das Sonnenrad (8) Stirnräder sind.

29. Mittendifferential nach Anspruch 26, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elastische Element (61) an der Außenum­ fangsseite des Steuerglieds (44) und in der Achsrichtung des Rings (46) angeordnet ist.

30. Mittendifferential nach Anspruch 26, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elastische Element (61, 62) an der In­ nenumfangsseite des Steuerglieds (44, 54) und in der Axialrichtung angeordnet ist.

31. Mittendifferential nach Anspruch 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der lnnenumfangsseite des Rings (55) und in dessen axialer Richtung ein elastisches Element (62) angeordnet ist, das den Platten (52) eine diese aus­ einanderdrückende Vorspannung zum Einrücken der Reibschluß­ einrichtung (29) vermittelt.

32. Mittendifferential nach Anspruch 26, 29, 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenritzel (6), das Ringrad (7) sowie das Sonnenrad (8) eine Schrägverzahnung haben und der Träger (4), das Ringrad (7) sowie das Son­ nenrad (8) an einer Bewegung in axialer Richtung gehin­ dert sind.

33. Mittendifferential nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Reibschlußeinrichtung eine Mehrscheiben­ kupplung (29) ist, die eine zylindrische Kupplungstrommel (32) mit einer Mehrzahl von an deren Innenumfang undreh­ bar gehaltenen Kupplungsplatten (31) sowie eine zylindri­ sche Kupplungsnabe (33) mit einer Mehrzahl von an deren Außenumfang undrehbar gehaltenen sowie wechselweise mit Bezug zu den Kupplungsplatten angeordneten Kupplungsschei­ ben (30) umfaßt und daß auf der gleichen Achse wie die Mehrscheibenkupplung ein dieser zugewandter hydraulischer Stellantrieb mit einem Kolben (68), der einen Druck auf die Mehrscheibenkupplung ausübt und diese einrückt, ange­ ordnet ist.

34. Mittendifferential nach Anspruch 33, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Eingangsglied ein ein Planetenritzel (6) haltender Träger (4), daß das erste Ausgangsglied ein mit dem Planetenritzel kämmendes Ringrad (7) und daß das zweite Ausgangsglied ein mit dem Planetenritzel käm­ mendes Sonnenrad (8) sind.

35. Mittendifferential nach Anspruch 34, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Planetenritzel (6), das Ringrad (7) und das Sonnenrad (8) eine Schrägverzahnung haben.

36. Mittendifferential nach Anspruch 35, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der hydraulische Stellantrieb eine den Kol­ ben (68) flüssigkeitsdicht sowie bewegbar aufnehmende Trommel (66) umfaßt und Kupplungsplatten (31) in einer Mehrzahl mit dem lnnenumfang des offenen Mantels der Trom­ mel (66) in Keilverbindung stehen.