DE3809219A1 - Selbstsperrdifferential - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Selbstsperrdifferen­ tial, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach dem Ober­ begriff des Hauptanspruchs.

Selbstsperrdifferentiale der gattungsgemäßen Art haben die Aufgabe, bei bestimmten Betriebszuständen eines Kraftfahrzeuges die Selbstsperrwirkung eines Ausgleichs­ getriebes aufzuheben. Die EP-A 1 99 917 zeigt ein der­ artiges Selbstsperrdifferential mit einer die Selbst­ sperrwirkung aufhebenden Schaltkupplung. Die Schalt­ kupplung stellt hier eine lösbare Antriebsverbindung her zwischen einem Teil des Selbstsperrdifferentials und einer zu den Fahrzeugrädern führenden Abtriebswelle. Nach diesem Stand der Technik befindet sich die Schalt­ kupplung mit den dazugehörigen Schaltvorrichtungs­ bauteilen in nachteiliger Weise außerhalb der Abtriebs­ welle. Dadurch ergibt sich für das Selbstsperrdifferen­ tial ein vergrößerter Bauraum.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Selbstsperrdifferential so weiterzuentwickeln, daß eine Schaltkupplung im Gegensatz zum Stand der Technik einen geringeren Bauraum beansprucht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachdem erfindungsgemäß eine Schaltkupplung innerhalb einer Abtriebswelle angeordnet ist, benötigt sie in vorteilhafter Weise wenig Bauraum.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung entsprechend dem Anspruch 2 ergibt sich der Vorteil, daß die notwendige Schaltbewegung vom Kupplungskörper übernommen wird, und die Abtriebswelle oder Teile hiervon nicht mitbewegt werden.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Schaltkupplung in einfacher Weise als formschlüssige Kupplung, z.B. als Klauenkupplung, ausgebildet.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß ein Kupplungskörper über einen Elektromagneten gegen Feder­ kraft ansteuerbar ist. Zweckmäßigerweise wird hierfür, um Platz zu sparen, der Elektromagnet ebenso innerhalb der Abtriebswelle angeordnet. Desweiteren lassen sich bei einer derartigen Ausführung in vorteilhafter Weise bereits vorhandene elektrische Signale als Steuergrößen für die Schaltkupplung nutzen. Beispielhaft können die Signale eines Bremslichtschalters, eines Zündschalt­ kreises oder eines Bremsregelsteuergerätes herangezogen werden.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung eines Selbstsperrdifferentials zwischen zwei angetriebenen Rädern oder Achsen von Fahrzeugen.

Eine Anordnung und ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung einer Schaltkupplung in einem Selbstsperrdifferential, schematisiert darge­ stellt,

Fig. 2 teilweise im Schnitt eine erfindungsgemäße Schaltkupplung im geschalteten Zustand, in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 eine Schaltkupplung nach Fig. 2 in ausgerücktem Zustand.

Anhand der Fig. 1 wird zunächst allgemein eine Anordnung und das Zusammenwirken einer Schaltkupplung 1 mit einem Selbstsperrdifferential 2 beschrieben. Das Selbstsperr­ differential 2 wird innerhalb eines Kraftfahrzeughinter­ achsgetriebes 3 von einer Antriebswelle 4 über das Kegelradpaar 5 angetrieben.

Das Selbstsperrdifferential 2 besteht im wesentlichen aus einem Kegelradausgleichsgetriebe 6 und einer die Ausgleichsbewegung hemmenden, als Viskosekupplung bezeichneten Flüssigkeitsreibungskupplung 7. Differen­ tialkegelräder 8 des Kegelradausgleichsgetriebes 6 übertragen die Antriebsleistung verzweigt auf zwei Wellenräder 9 a und 9 b. Diese sind mit einer jeweils zugeordneten Abtriebswelle 10 bzw. 11 antriebsverbunden. Die beiden Abtriebswellen 10 und 11 führen zu nicht weiter dargestellten hinteren Fahrzeugrädern.

Zusätzlich sind die beiden Wellenräder 9 a und 9 b zur Selbstsperrwirkung des Kegelradausgleichsgetriebes 6 in ständiger Antriebsverbindung zueinander über die Flüs­ sigkeitsreibungskupplung 7, die bei unterschiedlicher Drehzahl der beiden hinteren Fahrzeugräder wirksam wird.

Die Schaltkupplung 1 besitzt die Aufgabe, die Selbst­ sperrwirkung zu unterbinden. Dies geschieht durch Abkoppeln der Abtriebswelle 11 von der Flüssigkeits­ reibungskupplung 7, so daß die beiden Abtriebswellen 10, 11 lediglich über das Kegelradausgleichsgetriebe 6 miteinander verbunden sind. Eine derartige Abkopplung ist z.B. gewünscht bei Bremsvorgängen mit großen Rad­ differenzdrehzahlen an den hinteren Fahrzeugrädern, um eine Giermomentreaktion um die Fahrzeughochachse zu verringern oder die Lebensdauer der Flüssigkeitsrei­ bungskupplung 7 zu erhöhen. Desweiteren lassen sich mit dem Auftreten ungehinderter Raddifferenzdrehzahlen beim Bremsen hiervon abgeleitete Signale für ein Anti­ blockiersystem deutlich und frühzeitig erkennen.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine Klauenkupplung 1 a zwischen einem linken Wellenteil 11 a und einem rechten Wellenteil 11 b der Abtriebswelle 11 nach Fig. 1. In Fig. 2 sind der linke Wellenteil 11 a und der rechte Wellenteil 11 b miteinander antriebsverbunden durch einen Kupplungs­ körper 12. Dieser besitzt hierfür an seiner linken Stirnfläche vier gleichmäßig an seinem Umfang verteilte Klauen 13, die in den Klauen 13 nachgebildeten Vertie­ fungen des Wellenteils 11 a formschlüssig eingreifen. Am rechten Teil des Kupplungskörpers 12, der einen redu­ zierten Umfang besitzt, befindet sich eine in Axial­ richtung verlaufende Verzahnung 14. Diese steht im Eingriff mit einer Innenverzahnung 15 des Wellenteils 11 b. Dadurch ist der Kupplungskörper 12 axial bewegbar.

Eine Tellerfeder 16 sitzt am reduzierten Umfang des Kupplungskörpers 12 und ist vorgespannt zwischen dem linken Teil des Kupplungskörpers 12 und der hierzu zugeordneten Stirnseite des Wellenteils 11 b. Auf diese Weise wird die eingerückte Position des Kupplungskörpers 12 in den Wellenteil 11 a aufrechterhalten.

Innerhalb des rechten Wellenteils 11 b befindet sich im Anschluß an die Innenverzahnung 15 ein Elektromagnet 17. Dieser sitzt durch einen Sicherungsring 18 axial fest innerhalb des Wellenteils 11 b. Die rechte Stirnseite des Kupplungskörpers 12 ist dem Elektromagneten 17 zuge­ wandt, so daß bei Stromerregung des Elektromagneten 17 der Kupplungskörper 12 gegen die Federkraft der Teller­ feder 16 in axialer Richtung nach rechts bewegt wird.

Diese ausgerückte Position des Kupplungskörpers 12 ist in Fig. 3 gezeigt. In diesem Fall sind die Wellenteile 11 a und 11 b vollständig voneinander entkoppelt. Ledig­ lich ein Zentrierzapfen 19, der mit dem Kupplungskörper 12 fest verbunden ist, zentriert diesen in einer Zen­ trierbohrung 20 des Wellenteils 11 a.

Angesteuert wird der Elektromagnet 17 durch einen Bremslichtschalter 21, der in geschlossenem Zustand einen Stromkreis schließt. Dadurch kann bei Schließen des Bremslichtschalters 21 über eine Spannungsquelle 22 mit einer Zuleitung 23 ein Strom über einen wellenver­ bundenen Schleifring 24 zu dem Elektromagneten 17 fließen. Die stromführenden Teile bis zum Elektromag­ neten 17 sind der Übersichtlichkeit halber strichliert wiedergegeben, wie Fig. 2 zeigt. In Fig. 3 ist die Ansteuerung gegenüber Fig. 2 vereinfacht wiedergegeben. Nach einem Bremsvorgang nehmen die Fahrzeugräder und damit die Wellenteile 11 a und 11 b wieder die gleiche Raddrehzahl an. Dadurch ist es möglich, daß zum Schalten des Kupplungskörpers 12 keine Synchronisationselemente erforderlich sind.

Im Gegensatz zu den dargestellten Schaltzuständen nach Fig. 2 und 3 läßt sich der Kupplungskörper 12 in umge­ kehrter Weise durch eine Federkraft ausrücken und durch eine elektromagnetische Kraft einrücken.

Claims (5)

1. Selbstsperrdifferential, insbesondere für Kraft­ fahrzeuge, mit zu den Fahrzeugrädern führenden Abtriebswellen und einer die Selbstsperrwirkung aufhebenden Schaltkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkupplung (1) sich innerhalb einer Ab­ triebswelle (11) befindet.

2. Selbstsperrdifferential nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Schaltkupplung (Klauenkupplung 1 a) zugeordnete Abtriebswelle (11) in zwei Wellenteile (11 a, 11 b) aufgetrennt und über einen innerhalb eines Wellenteils (11 b) geführten Kupplungskörper (12) verbindbar ist.

3. Selbstsperrdifferential nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkupplung formschlüssig ausgebildet ist.

4. Selbstsperrdifferential nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssige Schalt­ kupplung als Klauenkupplung (1 a) ausgebildet ist.

5. Selbstsperrdifferential nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungskörper (12) gegen Federkraft durch einen in einem Wellenteil (11 b) angeordneten Elektromagneten (17) ansteuerbar ist.