DE4314887A1 - Differentialvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Differentialvorrichtung, insbesondere eine Differentialvorrichtung, welche gemeinsam für zwei Abtriebswellen für verschiedene Arten von Kraftfahrzeugen geeignet ist.

Bei einer Differentialvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ist die Differentialbewegung, d. h. die relative Differentialdrehung zwischen zwei Abtriebselementen (zwei Abtriebswellen) üblicherweise größer als die zwischen einem Differentialgehäuse und einem Abtriebselement (Abtriebswelle).

Wenn demgemäß eine Differential-Begrenzungseinrichtung zwischen den beiden Abtriebswellen vorgesehen ist, ist es möglich, nicht nur eine relativ große Differential-Begrenzungskraft durch eine relativ kleine Differential-Begrenzungseinrichtung zu verwirklichen, sondern es ergeben sich auch zuverlässige Differential-Begrenzungs-Betriebseigenschaften aufgrund eines gleichmäßigen Übertragungsverhältnisses auf beide Seiten der Abtriebswellen.

Im Falle einer Kegelrad-Differentialgetriebe-Vorrichtung ist es jedoch, weil die Abtriebszahnräder mit Ritzeln versehen sind, welche zwischen den beiden Abtriebszahnrädern wirken, schwierig, die Differential-Begrenzungseinrichtung direkt zwischen den beiden Abtriebszahnrädern vorzusehen, was dazu führt, daß die Differential-Begrenzungseinrichtung üblicher­ weise zwischen den beiden Abtriebswellen angeordnet wird. In diesem Fall sind jedoch die Längen der Abtriebswellen auf den beiden Seiten der Differentialvorrichtung voneinander ver­ schieden, so daß insoweit ein Problem vorhanden ist, daß zwei Abtriebswellen unterschiedlicher Längen für die Differential­ vorrichtung erforderlich sind, welche mit der Differential- Begrenzungsfunktion ausgestattet ist, und deshalb ist es erforderlich, die Konstruktion der Abtriebswellen immer dann zu ändern, wenn die vorgenannte Differentialvorrichtung mit Differential-Begrenzungsfunktion an ein bereits bestehendes Fahrzeug montiert werden soll, welches auch mit einer anderen Differentialvorrichtung versehen sein kann, welche keine Differential-Begrenzungsfunktion aufweist.

Um das oben genannte Problem zu beseitigen, wurde eine Differentialvorrichtung vorgeschlagen, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, nämlich in der japanischen, veröffentlichten und ungeprüften (Kokai) Gebrauchsmuster-Anmeldung Nr. 62-126645, gemäß welcher eine Zwischenverbindungswelle 211 zwischen den beiden Abtriebswellen 217 und 219 vorgesehen ist. Im einzelnen wird bei dieser Differentialvorrichtung 201 die Differential­ bewegung des Kegelgetriebe-Differentialmechanismus 205 durch eine Viskositätskupplung 203 begrenzt. Das heißt, eines der Abtriebszahnräder 207 ist mit einer linken Abtriebswelle 217 mittels eines Gehäuses 209 der Viskositätskupplung 203 verbunden und das andere Abtriebszahnrad 213 ist mit einer rechten Abtriebswelle 219 und einer Zwischen-Verbindungswelle 211 verbunden, welche an einer Nabe 215 der Viskositätskupplung 203 befestigt ist. Bei dieser Differentialvorrichtung nach dem Stand der Technik ist jedoch, weil die Zwischen- Verbindungswelle 211 zwischen der linken Abtriebswelle 217, welche mit dem linken Abtriebszahnrad 207 verbunden ist, und der rechten Abtriebswelle 219, welche mit dem Abtriebszahnrad 213 verbunden ist, angeordnet ist, ein großer Zwischenraum zwischen den beiden Abtriebswellen 217 und 219 erforderlich. Darüber hinaus ist jedoch, obgleich die axiale Länge der Abtriebswelle 217 gleich der der Abtriebswelle 219 ist, deren Länge relativ kurz, und es ist unmöglich, die beiden Abtriebswellen für diese Differentialvorrichtung gleichermaßen als die beiden Abtriebswellen für andere Differentialvorrichtungen zu verwenden, welche beispielsweise keine Differential-Begrenzungsfunktion aufweisen.

Es ist eine erste Aufgabe der Erfindung, eine Differential­ vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, wobei eine Differential-Begrenzungseinrichtung zwischen den beiden Abtriebszahnräder eines Kegelrad-Differentialgetriebe- Mechanismus angeordnet werden kann, ohne daß irgendeine zusätzliche Abtriebswelle zwischengeschaltet werden muß, so daß die Abtriebswellen ohne Änderung für andere Differential­ vorrichtungen eines unterschiedlichen Typs verwendet werden können, also ohne daß die beiden Abtriebswellen des bereits vorhandenen Kraftfahrzeugs modifiziert werden müßten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß erreicht durch eine Differentialvorrichtung mit: (a) einem Differentialgehäuse, welches von einem Motor angetrieben wird; (b) einem Kegelrad- Differentialgetriebe-Mechanismus mit: (1) Kegelritzelwellen, welche sich radial erstrecken und innerhalb des Differentialgehäuses abgestützt sind; (2) Kegelritzeln, welche drehbar mittels der Kegelritzelwellen jeweils abgestützt sind; und (3) einem Paar von Abtriebszahnrädern, welche auf beiden Seiten der Kegelritzelwellen angeordnet sind und mit den jeweiligen Kegelritzeln kämmen, wobei eines der Abtriebszahnräder mit einer ersten Abtriebswelle gekuppelt ist und das andere der Abtriebszahnräder mit einer zweiten Abtriebswelle gekuppelt ist; (c) einer Differential- Begrenzungseinrichtung, welche mit einem der Abtriebszahnräder verbunden ist; und (d) einer Übertragungs-Getriebeeinrichtung, welche sich zwischen der Differential-Begrenzungseinrichtung und dem anderen der vorgenannten Abtriebszahnräder im Eingriff befindet.

Vorzugsweise stellt die Übertragungs-Getriebeeinrichtung eine Mehrzahl von stangenförmigen Zahnrädern dar, welche sich axial erstrecken und jeweils zwischen zwei der Kegelritzelwellen angeordnet sind, wobei ein Ende von jedem der stangenförmigen Zahnräder mit einem in der Differential-Begrenzungseinrichtung ausgebildeten Getriebezahnrad kämmt und das andere Ende von jedem dieser stangenförmigen Zahnräder mit einem weiteren Getriebezahnrad kämmt, welches an dem anderen der Abtriebszahnräder ausgebildet ist. Die stangenförmigen Zahnräder können vorteilhaft Stirnräder oder schräg verzahnte Stirnräder sein.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Differential- Begrenzungseinrichtung versehen ist mit: (a) einer Hauptkupplung, welche zwischen dem einen der Abtriebszahnräder und der Übertragungs-Getriebeeinrichtung angeordnet ist; (b) einer Steuerkupplung, welche mit dem Differentialgehäuse verbunden ist; (c) einem Kugel-Mitnehmermechanismus, welcher zwischen der Hauptkupplung und der Steuerkupplung angeordnet ist; und (d) einem Elektromagnet, um die Steuerkupplung in Eingriff zu bringen und zu ermöglichen, daß der Kugel- Mitnehmermechanismus eine Druckkraft erzeugt, welche die Hauptkupplung in Eingriff bringt, um eine Differential- Begrenzungskraft aufzubringen. Alternativ kann vorteilhaft die Differential-Begrenzungseinrichtung eine Viskositätskupplung sein, welche zwischen dem einen der Abtriebszahnräder und der Übertragungs-Getriebeeinrichtung angeordnet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Differentialvorrichtung ist deshalb, weil die beiden Abtriebszahnräder des Kegelrad-Differential­ getriebe-Mechanismus miteinander mittels der Differential- Begrenzungseinrichtung und der übertragungs-Getriebeeinrichtung derart miteinander gekuppelt sind, daß ein Rotationselement der Differential-Begrenzungseinrichtung (Kupplung oder Viskositätskupplung) mit dem einen der Abtriebszahnräder gekuppelt ist und das andere Rotationselement der Differential- Begrenzungseinrichtung sich mit dem anderen Abtriebszahnrad mittels des Übertragungs-Getriebemechanismus (stangenförmige Zahnräder) im Eingriff befindet, es möglich, die Differential- Begrenzungsfunktion zwischen den beiden mit den beiden Abtriebswellen verbundenen Abtriebszahnrädern zu verwirklichen, ohne daß dabei irgendein Einfluß auf die Baugröße der beiden Abtriebswellen gekommen wird.

Aus diesem Grund kann die erfindungsgemäße Differential­ vorrichtung in jedes beliebige Fahrzeug montiert werden, welches bereits mit einer Differentialvorrichtung versehen ist, welche keine Differential-Begrenzungsfunktion aufweist, ohne daß hierzu irgendeine Änderung in der Konstruktion der Abtriebswellen erfolgen muß. Wenn darüber hinaus die schräg verzahnten Stirnräder als Übertragungs-Getriebeeinrichtung verwendet werden, ist es möglich, weil eine Druckkraft aufgrund der zwischen den Zahnflanken der schräg verzahnten Stirnräder entstehenden Kräfte erzeugt werden kann, eine größere Differential-Begrenzungskraft zusätzlich für die Differential- Begrenzungseinrichtung zu erzeugen. Wenn darüber hinaus die Drehzahl der Differentialbewegung mittels des Übertragungs- Getriebemechanismus vergrößert wird, ist es möglich, die Differential-Begrenzungskraft weiter zu vergrößern.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Aus­ führungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführ­ rungsbeispiels eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs, in welches die erfindungsgemäße Differentialvorrichtung montiert ist;

Fig. 2A zeigt einen Schnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Differentialvorrichtung;

Fig. 2B zeigt einen Schnitt entlang der in Fig. 2A mit 2B-2B bezeichneten Schnittlinie.

Fig. 2C zeigt einen Schnitt einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Differentialvorrichtung;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Differentialvorrichtung; und

Fig. 4 zeigt einen Schnitt einer Differentialvorrichtung gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug, in welches die erfindungsgemäße Differentialvorrichtung montiert ist. Das Antriebssystem gemäß Fig. 1 setzt sich zusammen aus einem Motor 1, einem Getriebe 3, einer Kardanwelle 5, einem hinteren Differential 7 (welches dem erfindungsgemäßen Differential entspricht), zwei Hinterrad- Antriebswellen 9 und 11, zwei Hinterrädern 13 und 15, zwei Vorderrädern 17 und 19, usw. Ein Gehäuse 21 des hinteren Differentials 7 ist drehbar innerhalb eines Differentialträgers 23 angeordnet. Ein Tellerrad 25 ist an dem Differentialgehäuse 21 befestigt und kämmt mit einem Antriebs-Kegelrad 29, welches mit einer Kegelrad-Antriebswelle 27 verbunden ist. Dieses Antriebs-Kegelrad 27 ist mit einer Kardanwelle 5 verbunden. Wenn deshalb der Antrieb mittels des Motors 1 erfolgt, wird das Differentialgehäuse 21 durch die Motorleistung gedreht.

Die Fig. 2A und 2B zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Differentialvorrichtung. Rechts und links, wie in Fig. 1 gezeigt, entspricht auch rechts und links, wie in Fig. 2A gezeigt.

Die in Fig. 2A gezeigte Differentialvorrichtung setzt sich grob gesagt zusammen aus dem Differentialgehäuse 21, einem Kegelrad-Differentialmechanismus 31, einer Hauptkupplung (Differential-Begrenzungsvorrichtung) 55, einem Getriebe- Übertragungsmechanismus 67, einem Kugel-Mitnehmermechanismus 73, einer Steuerkupplung 79, einer Elektromagnetkupplung 89, usw.

Der innerhalb des Differentialgehäuses 21 angeordnete Differentialmechanismus 31 weist vier Kegelritzelwellen 35 auf, welche innerhalb einer inneren Umfangsfläche in rechtwinkligen Winkelintervallen zueinander derart angeordnet sind, daß sie sich radial erstrecken und von einem Kernstück 33, wie in Fig. 2B gezeigt, getragen werden; vier Kegelritzeln 37, welche drehbar auf dem jeweils zugehörigen der Kegelritzelwellen 35 getragen werden; und zwei Abtriebszahnrädern 39 und 41, welche auf beiden Seiten der Kegelritzelwellen angeordnet sind und mit den jeweiligen Kegelritzeln 37 kämmen. Das linke Abtriebszahnrad 39 ist mittels einer Keilwellen- oder Paßfeder­ kupplung mit der Abtriebswelle 43 gekuppelt, welche ihrerseits mit der linken Hinterrad-Antriebswelle 9 (beide in Fig. 1 gezeigt) verbunden ist, und wobei das rechte Abtriebszahnrad 41 mittels einer Keilwellen- oder Paßfederkupplung mit der Abtriebswelle 45 verbunden ist, welche ihrerseits mit der rechten Hinterrad-Antriebswelle 11 (beide in Fig. 1 gezeigt) verbunden ist. Eine Scheibe 47 ist zwischen dem Abtriebszahnrad 39 und dem Differentialgehäuse 21 angeordnet, und eine weitere Scheibe 49 ist zwischen dem Abtriebszahnrad 41 und dem Differentialgehäuse 21 angeordnet. Darüberhinaus sind kreisbogenförmig geformte Scheiben 51 zwischen den jeweiligen Kegelritzeln 37 und dem Differentialgehäuse 21 vorgesehen. Die Kegelritzelwellen 35 befinden sich mit den Axialnuten 53 im Eingriff, welche in der Innenumfangsfläche des Differentialgehäuses 21 ausgebildet sind.

Wenn der Motor 1 betrieben wird, wird eine Motorleistung auf das Differentialgehäuse 21 übertragen, weiter auf die beiden Abtriebszahnräder 39 und 41 mittels der vier Kegelritzelwellen 35 und der vier Kegelritzel 37 verteilt, und weiter zu den Hinterrädern 13 und 15 mittels der beiden Abtriebswellen 43 bzw. 45 übertragen. Wenn darüber hinaus eine Differenz im Fahrwiderstand zwischen den beiden Hinterrädern 13 und 15 auftritt, wird die Antriebsleistung des Motors 1 in ent­ sprechendem Verhältnis auf das rechte und linke Hinterrad 13 bzw. 15 übertragen, d. h. entsprechend der Rotation der Kegel­ ritzel 37 um deren eigene Achse und um die beiden Abtriebs­ zahnräder 39 und 41.

Auf der rechten Seite des Differentialmechanismus 31 ist die Hauptkupplung 55 einer Lamellenkupplung mit einer Mehrzahl von Kupplungslamellen angeordnet, um die Differentialwirkung zu begrenzen. Diese Hauptkupplung 55 ist zwischen einem Kupplungs­ gehäuse 57 und dem rechten Abtriebszahnrad 41 vorgesehen.

Der Getriebe-Übertragungsmechanismus 67 ist zwischen diesem Kupplungsgehäuse 57 und dem linken Abtriebszahnrad 39 angeordnet. Mehr im Detail unter Bezugnahme auf die Fig. 2A und 2B beschrieben, sind vier stangenförmige Übertragungs- Getriebezahnräder 59 zwischen jeweils zwei benachbarten Kegelritzelwellen 35 angeordnet und drehbar in der jeweils zugehörigen von vier zylindrischen Axialnuten 61 abgestützt, welche in der Innenoberfläche des Differentialgehäuses 21 ausgebildet sind. Ein Ende von jeder dieser Übertragungs- Getriebezahnräder 59 kämmt mit einem Getriebezahnrad 63, welches rings des Außenumfangs des linken Abtriebszahnrads 39 ausgebildet ist, wobei das andere Ende dieser Übertragungs- Getriebezahnräder 59 mit einem Getriebezahnrad 65 kämmen, welches rings einer Außenfläche des Kupplungsgehäuses 57 ausgebildet ist, wie in Fig. 2A gezeigt ist.

Auf diese Weise kann die Differential-Drehung zwischen den beiden Abtriebszahnrädern 39 und 41 aufgrund der Verbindung mittels des Übertragungs-Getriebemechanismus 67 (d. h. der Übertragungs-Getriebezahnräder 59) und der Hauptkupplung 55 gesteuert und so aufgrund der Kupplungskraft der Hauptkupplung 55 mittels des Übertragungs-Getriebemechanismus 67 begrenzt werden, so daß es möglich ist, eine Differentialwirkungs- Begrenzungsfunktion für die Differentialwirkung zwischen den beiden Abtriebszahnrädern 39 und 41 und damit zwischen den beiden Abtriebswellen 43 und 45 zu verwirklichen, welche mittels einer Keilwellen- oder Paßfederkupplung mit den Abtriebszahnrädern 39 bzw. 41 gekuppelt sind, wobei kein Änderung der Größe beiden Abtriebswellen 43 und 45 erforderlich ist.

Bei der Hauptkupplung 55 ist ein Druckelement 69 mittels einer Keilwellen- oder Paßfederkupplung mit dem rechten Abtriebs­ zahnrad 41 so verbunden, daß das Druckelement in Axialrichtung verschiebbar ist. Ein Mitnehmerring 71 ist auf der rechten Seite des Druckelements 69 angeordnet. Ein Kugel- Mitnehmermechanismus 73 ist zwischen dem Druckelement 69 und dem Mitnehmerring 71 angeordnet. Darüber hinaus sind ein Lager 75 und eine Scheibe 77 zwischen dem Mitnehmerring 71 und dem Differentialgehäuse 21 derart angeordnet, daß sie eine Reaktions-Schubkraft des Kugel-Mitnehmermechanismus 73 aufnehmen.

Die als Lamellenkupplung mit einer Mehrzahl von Kupplungs­ lamellen ausgebildete Steuerkupplung 79 ist zwischen dem Mitnehmerring 71 und dem Differentialgehäuse 21 angeordnet. Auf der linken Seite der Steuerkupplung 79 ist eine Gegenplatte 81 angeordnet, und darüber hinaus eine Sicherungsscheibe 83. Der ringförmige Elektromagnet 89 ist auf einem rechtsseitigen Vorsprungsteil 85 auf dem Differentialgehäuse 21 mittels eines Lagers 87 abgestützt und ist weiter an dem Differentialträger 23 befestigt (vgl. Fig. 1). Darüber hinaus ist ein Stahlring 93 aus rostfreiem Stahl in einer rechten Seitenwand 91 des Differentialgehäuses 21 angeordnet, um zu verhindern, daß der magnetische Fluß des Elektromagnets 89 kurzgeschlossen wird und um so eine Leitung des magnetischen Flusses zu der Gegenplatte 81 zu gewährleisten. Wenn daher der Elektromagnet 89 aktiviert wird, zieht der Elektromagnet 89 die Gegenplatte 81 an und bringt so die Steuerkupplung 79 in Eingriff.

Weiter ist das Differentialgehäuse 21 mit Öffnungen 95, 97 und 99 versehen. Schmiermittel wird in den Differentialträger 23 durch diese Öffnungen 95, 97 und 99 eingeführt, um den Differentialmechanismus 31 zu schmieren sowie den Übertragungs- Getriebemechanismus 67 und die jeweiligen Kupplungen 55 und 79.

Die Konstruktion der so konstruierten Differentialvorrichtung wird nachfolgend beschrieben.

Wenn die Steuerkupplung 79 sich im Eingriff befindet, wird die Differentialbewegung zwischen dem Differentialgehäuse 21 und dem Abtriebszahnrad 41 entsprechend der Kupplungskraft der Steuerkupplung 79 begrenzt. Gleichzeitig wird ein Differential- Drehmoment zwischen dem Differentialgehäuse 21 und dem Abtriebszahnrad 41 auf den Kugel-Mitnehmermechanismus 73 übertragen, so daß die Hauptkupplung 55 aufgrund der von dem Kugel-Mitnehmermechanismus 73 auf gebrachten Schubkraft in Eingriff gelangt. Wenn die Hauptkupplung 55 einmal in Eingriff gebracht wurde, wird die Differentialbewegung zwischen den beiden Abtriebszahnrädern 39 und 41 in großem Maße mittels der Hauptkupplung 55 über die Übertragungs-Getriebezahnräder 59 begrenzt, so daß es möglich ist, eine große Differential­ wirkungs-Begrenzungskraft zu erhalten.

Weil die Differentialbewegung des Differentialmechanismus 31 auf geeignete Weise mittels der zwei jeweiligen Kupplungen 55 und 79 begrenzt werden kann, wenn eines der beiden Hinterräder 13 und 15 ohne Last rotiert, beispielsweise auf einer rutschigen (schlammigen) Fahrbahn, kann die Antriebsleistung auf das andere Rad mittels der Hinterrad-Differentialvor­ richtung 7 übertragen werden und es ist so möglich, das Fahrzeug auf einer schlechten Straße besser zu fahren, wodurch sich die Reiseeigenschaften auf schlechten Straßen verbessern. Wenn die Kupplungskraft der Steuerkupplung 79 ausreichend groß ist, weil die Differentialbewegung blockiert wird, ist es möglich, die Fahrstabilität auf einer geraden Straße zu verbessern. Wenn darüber hinaus die Steuerkupplung während der Differentialbewegung in einem Kupplungs-Schleifbetrieb betrieben wird, ist es möglich, das Fahrzeug sanft und stabil durch eine Kurve zu fahren. Wenn jedoch die Steuerkupplung 79 gelöst wird, weil die Druckkraft des Kugel-Mitnehmermechanismus 73 reduziert wird, wird die Hauptkupplung ebenfalls gelöst, so daß das Fahrzeug keine Differentialbewegung mehr ausführt.

Wie oben beschrieben wird bei der Differentialvorrichtung, weil die Differentialfunktion zwischen den beiden Abtriebswellen oder den beiden Abtriebszahnrädern mittels des Kupplungsmechanismus 55 und 79 sowie des Übertragungs- Getriebemechanismus 67 verwirklicht werden kann, eine unabhängig von der Axiallänge der beiden Abtriebswellen 43 und 45 gegeben, weshalb die beiden Abtriebswellen 43 und 45 frei von konstruktiven Begrenzungen in der Baugröße sind.

In anderen Worten können die Abtriebswellen 43 und 45 der Differentialvorrichtung gemeinsam für viele verschiedene Differentialvorrichtungen verwendet werden, unabhängig davon, ob die Differential-Begrenzungseinrichtungen vorhanden sind oder fehlen. Das heißt, es ist nicht erforderlich, die Abtriebswellen durch andere Abtriebswellen unterschiedlicher Größe zu ersetzen, wenn das Fahrzeug modifiziert wird. Weil darüber hinaus eine große Differential-Begrenzungskraft zwischen der linken und rechten Abtriebswelle erzielt werden kann, können die jeweiligen Kupplungen 55 und 79 in ihrer Größe und Last verkleinert werden und ebenso kann die Lebensdauer der Kupplungen verbessert werden.

Eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels wird anhand von Fig. 2C erläutert, wobei hier die Differentialvorrichtung 101 eine Viskositätskupplung als Differential-Begrenzungsein­ richtung aufweist anstatt einer Lamellenkupplung. In Fig. 2C wurden gleiche Bezugszeichen für ähnliche Teile oder Elemente verwendet, welche die gleichen Funktionen wie im Falle des anhand der Fig. 2A und 2B gezeigten ersten Ausführungs­ beispiels haben.

Die Viskositätskupplung 103 (Differential-Begrenzungsein­ richtung) ist auf der rechten Seite des Differentialmechanismus 31 angeordnet. Die Viskositätskupplung 103 setzt sich aus einem Gehäuse 105, einer Nabe 107, einer Mehrzahl von äußeren, mit dem Gehäuse 105 im Eingriff befindlicher Lamellen 115, sowie einer Mehrzahl von mit der Nabe 107 im Eingriff befindlicher innerer Lamellen 117 zusammen. Die inneren und äußeren Lamellen 117 bzw. 115 sind abwechselnd unter Zwischenlagerung von Abstandsscheiben dazwischen angeordnet, wobei eine Druckkammer 111 zwischen dem Gehäuse 105 und der Nabe 107 ausgebildet ist. Die Druckkammer 111 ist mittels zweier X-förmiger Ringe 109 abgedichtet und mit Siliconöl gefüllt. Die Differentialbewegung zwischen dem Gehäuse 105 und der Nabe 107 kann durch den Scherkraft-Widerstand zwischen den äußeren und inneren Lamellen 115 und 117 mit dem dazwischen befindlichen Siliconöl begrenzt werden. Die Differential-Begrenzungskraft steigt mit zunehmender Rotationsgeschwindigkeit aufgrund der Differentialbewegung des Differentialmechanismus.

Innerhalb des Differentialgehäuses 21 ist der Differential­ mechanismus 31 angeordnet. Der Übertragungs-Getriebemechanismus 121 ist auf gleiche Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet, welches anhand von Fig. 2A und 2B erläutert wurde. Das heißt, die vier sich in Axial­ richtung erstreckenden Übertragungs-Getriebezahnräder 59 sind zwischen jeweils zwei benachbarten Kegelritzelwellen 35 angeordnet. Das linke Ende von jedem der Übertragungs- Getriebezahnräder 59 kämmt mit dem Getriebezahnrad 63, welches rings des Außenumfangs des linken Abtriebszahnrads 39 ausge­ bildet ist. Das rechte Ende von jedem der Übertragungs- Getriebezahnräder 59 kämmt mit dem Getriebezahnrad 119, welches rings einer Außenfläche des Gehäuses 105 ausgebildet ist. Die Nabe 107 ist mittels einer Keilwellen- oder Drehmomentkupplung mit dem rechten Abtriebszahnrad 41 gekuppelt.

Die Differential-Begrenzungskraft der Viskositätskupplung 103 begrenzt die Differentialbewegung der beiden Abtriebszahnräder 39 und 41 mittels des Getriebe-Übertragungsmechanismus 121. Wenn eines der beiden wie in Fig. 1 gezeigten Hinterräder 13 bzw. 15 durchdreht, kann dennoch die Motorleistung zu dem anderen der Hinterräder mittels der Hinterrad-Differential­ vorrichtung 101 aufgrund der Differentialwirkungs-Begrenzungs­ kraft der Viskositätskupplung 103 übertragen werden und so ist es möglich, die Fahreigenschaften auf einer verschmutzten oder schlammigen Fahrbahn zu verbessern. Weil darüber hinaus die zwischen den beiden Hinterrädern 13 und 15 vorhandene Differential-Drehbewegung mittels der Viskositätskupplung 103 sanft begrenzt wird, ist es möglich, das Fahrzeug sanft und stabil durch eine Kurve zu manövrieren. Darüber hinaus wird Schmiermittel in das Differentialgehäuse durch die Öffnungen 95, 97 und 123 eingeführt, um die inneren, innerhalb des Differentialgehäuses 21 angeordneten, Elemente zu schmieren.

Bei dieser Variante kann, weil die Differential-Begrenzungs­ funktion zwischen den beiden Abtriebswellen unabhängig von der Länge dieser Abtriebswellen 43 und 45 realisiert werden kann, die gleiche Art von Abtriebswellen 43 bzw. 45 gemeinsam für verschiedene Differentialvorrichtungen verwendet werden, unabhängig von dem Vorhandensein oder Fehlen der Differential- Begrenzungseinrichtungen. Weil darüber hinaus eine große Differential-Begrenzungskraft zwischen der rechten und linken Abtriebswelle erzeugt werden kann, kann die Viskositätskupplung 103 in ihrer Größe verkleinert werden und dennoch eine große Differential-Begrenzungskraft verwirklicht werden.

Das zweite Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert, wobei hier die Differentialvorrichtung 125 einen Übertragungs-Getriebemechanismus 133 mit schräg verzahnten Zahnrädern aufweist, um die Differential-Begrenzungskraft weiter zu erhöhen. In Fig. 3 wurden die gleichen Bezugszeichen für ähnliche Teile oder Elemente mit der gleichen Funktion wie im Falle des ersten, in Fig. 2A und 2B gezeigten Ausführungsbeispiels verwendet.

In der gleichen Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel setzt sich die Differential-Vorrichtung 125 im wesentlichen aus dem Differential-Mechanismus 31, der Hauptkupplung 55, der Steuerkupplung 79 und dem Elektromagnet 89 zusammen. Vier stangenförmige Übertragungs-Getriebezahnräder 127 sind zwischen jeweils zwei einander benachbarten Kegelritzelwellen 35 angeordnet und drehbar in vier zylindrischen Axialnuten 61 abgestützt, welche in der Innenoberfläche des Differential­ gehäuses 21 ausgebildet sind. Das linke Ende von jedem dieser Übertragungs-Getriebezahnräder 127 kämmt mit einem rings des Außenumfangs des linken Abtriebszahnrads 39 ausgebildeten Getriebezahnrad und das rechte Ende von jedem dieser Übertragungs-Getriebezahnräder 127 kämmt mit einem auf einer Außenfläche des Kupplungsgehäuses 57 ausgebildeten Getriebe­ zahnrad 131 wie in Fig. 3 gezeigt ist, um so den Übertragungs- Getriebemechanismus 133 auszubilden. Die Gestaltung des zweiten Ausführungsbeispiels ist derart, daß die Zahnräder 127, 129 und 131 schräg verzahnt sind. Darüber hinaus ist innerhalb des Differentialgehäuses 21 eine Schubscheibe 135 zusätzlich vorgesehen, um die Hauptkupplung 55 vor einer übermäßig starken Druckkraft aufgrund des schräg verzahnten Übertragungs- Getriebemechanismus 133 zu schützen.

Wenn die Übertragungs-Getriebezahnräder 127 aufgrund eines Differential-Drehmoments rotieren, wird eine Druckkraft aufgrund des Kämmens der Übertragungs-Getriebezahnräder 127 mit dem schräg verzahnten Übertragungs-Getriebemechanismus 133 und dem Getriebezahnrad 129 des Abtriebszahnrads 39 sowie mit dem Getriebezahnrad 131 des Kupplungsgehäuses 57 erzeugt, so daß die Endfläche des übertragungs-Getriebezahnrads 127 in Druck­ kontakt mit einer der linken Seitenwände 137 des Differential­ gehäuses 21 oder des Kupplungsgehäuses 57 in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Übertragungs-Getriebezahnrads 127 gebracht wird. Auf diese Weise kann eine große Differential- Begrenzungskraft aufgrund der dazwischen hervorgerufenen Reibungskraft bereitgestellt werden.

Wie bereits beschrieben ist es bei diesem zweiten Aus­ führungsbeispiel möglich, eine große Differential- Begrenzungskraft mit Hilfe des schräg verzahnten Übertragungs- Getriebemechanismus 133 zu erzeugen und darüber hinaus eine große Differential-Begrenzungskraft aufgrund der beiden Kupplungen 55 und 79 zu erzeugen. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Abtriebswellen gemeinsam mit einer anderen Art von Differentialvorrichtungen dieses Differentialtyps zu verwenden.

Darüber hinaus ist es bei dem ersten und zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel möglich, daß, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Differentialbewegung des ersten Übertragungs-Getriebe­ mechanismus durch einen geeigneten Drehzahl-Übersetzungs- Getriebemechanismus vergrößert wird, eine noch größere Differential-Begrenzungskraft zu erhalten.

Weil bei der Differentialvorrichtung wie oben beschrieben beide Abtriebszahnräder 39 und 41 miteinander mittels der Differential-Begrenzungseinrichtungen 55 und 103 und dem Übertragungs-Getriebemechanismus 67, 121 und 133, welcher zwischen den beiden jeweils einander benachbarten Kegelritzel 35 angeordnet ist, verbunden sind, ist es möglich, die Differential-Begrenzungsfunktion zwischen den beiden Abtriebswellen unabhängig von der Axiallänge dieser zu verwirklichen. Deshalb können die beiden Abtriebswellen gemeinsam für verschiedene andere Differentialvorrichtungen des gleichen Typs verwendet werden, wodurch die Konstruktionsvielfalt verringert werden kann, sofern auch Differentialvorrichtungen, welche nicht mit einer Differential- Begrenzungsvorrichtung versehen sind, an den gleichen Fahrzeugtyp montiert werden können. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist es möglich, weil die schräg verzahnten Übertragungs-Getriebemechanismen verwendet werden, noch eine größere Differential-Begrenzungskraft aufgrund der Reibungskraft zu verwirklichen, welche ihrerseits durch die Druckkraft aufgrund des schräg verzahnten Übertragungs- Getriebemechanismus hervorgerufen wird.

Claims (6)

1. Differentialvorrichtung mit:
(a) einem Differentialgehäuse (21), welches von einem Motor angetrieben wird;
(b) einem Kegelrad-Differentialgetriebe-Mechanismus (31) mit:
(1) Kegelritzelwellen (35), welche sich radial erstrecken und innerhalb des Differentialgehäuses abgestützt sind;
(2) Kegelritzeln (37), welche drehbar mittels der Kegelritzelwellen jeweils abgestützt sind; und
(3) einem Paar von Abtriebszahnrädern (39, 41), welche auf beiden Seiten der Kegelritzelwellen angeordnet sind und mit den jeweiligen Kegelritzeln kämmen, wobei eines der Abtriebszahnräder mit einer ersten Abtriebswelle gekuppelt ist und das andere der Abtriebszahnräder mit einer zweiten Abtriebswelle gekuppelt ist;
(c) einer Differential-Begrenzungseinrichtung (55, 103), welche mit einem der Abtriebszahnräder (41) verbunden ist; und
(d) einer Übertragungs-Getriebeeinrichtung (67, 121, 133), welche sich zwischen der Differential- Begrenzungseinrichtung und dem anderen der vorgenannten Abtriebszahnräder (39) im Eingriff befindet.

2. Differentialvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Übertragungs-Getriebeeinrichtung (67) eine Mehrzahl von stangenförmigen Zahnrädern (59) darstellt, welche sich axial erstrecken und jeweils zwischen zwei der Kegelritzelwellen angeordnet sind, wobei ein Ende von jedem der stangenförmigen Zahnräder mit einem in der Differential-Begrenzungseinrichtung ausgebildeten Getriebezahnrad (65) kämmt und das andere Ende von jedem dieser stangenförmigen Zahnräder mit einem weiteren Getriebezahnrad (63) kämmt, welches an dem anderen der Abtriebszahnräder (39) ausgebildet ist.

3. Differentialvorrichtung nach Anspruch 2, wobei jedes der stangenförmigen Zahnräder (59) ein Stirnrad ist.

4. Differentialvorrichtung nach Anspruch 2, wobei jedes der stangenförmigen Zahnräder (59) ein schräg verzahntes Stirnrad ist.

5. Differentialvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Differential-Begrenzungseinrichtung versehen ist mit:
(a) einer Hauptkupplung (55), welche zwischen dem einen der Abtriebszahnräder (41) und der Übertragungs- Getriebeeinrichtung (59) angeordnet ist;
(b) einer Steuerkupplung (79), welche mit dem Differentialgehäuse verbunden ist;
(c) einem Kugel-Mitnehmermechanismus (73), welcher zwischen der Hauptkupplung und der Steuerkupplung angeordnet ist; und
(d) einem Elektromagnet (89), um die Steuerkupplung in Eingriff zu bringen und zu ermöglichen, daß der Kugel- Mitnehmermechanismus eine Druckkraft erzeugt, welche die Hauptkupplung in Eingriff bringt, um eine Differential- Begrenzungskraft aufzubringen.

6. Differentialvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Differential-Begrenzungseinrichtung eine Viskositätskupplung ist, welche zwischen dem einen der Abtriebszahnräder (41) und der Übertragungs-Getriebeeinrichtung angeordnet ist.