DE6918255U

DE6918255U - Selbstsperrendes ausgleichsgetriebe fuer kraftfahrzeuge.

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Publication number: DE6918255U
Application number: DE6918255U
Authority: DE
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1968-05-06
Filing date: 1969-05-06
Publication date: 1973-05-03
Also published as: GB1267053A; DE1922964B2; DE1922964A1; US3581601A; DE1922964C3; JPS491411B1

Description

Hamburg,' den Τ9· Dezember 1972 66569

Anmelder;

Aisin Seiki Company Limited No. 1, 2-chome, Asahi-machi, Kariya-shi, Aichi-ken, Japan

Auf Schlupf ansprechendes Differential

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Differentialen, insbesondere solchen mit begrenzten Schlupf, welche durch Ausstattung mit veränderlichen Reibungsmitteln die normale Arbeitsweise eines Differentialgetriebes verzögern.

Übliche Differentialgetriebe für Kraftfahrzeuge werden bekanntlich so gebaut und ausgestattet, daß das von der Antriebswelle übertragene Antriebsdrehmoment gleichmäßig auf beide Radachsen verteilt wird.

Ein beträchtlicher Nachteil dieser üblichen Differentialgetriebe besteht darin, daii das übertragene Teildrehmoment

demjenigen entspricht, welches an derjenigen Antriebsachse anliegt, deren Rad dem geringeren Straßenwiderstand ausgesetzt ist, falls beide Räder auf einer ungleichmäßigen Straßenoberfläche rollen, gesehen in Querrichtung des Fahrzeuges. Unter diesen Laufbedingungen für die Fahrzeugräder kann die Fahrzeugantriebskraft auf das Rad der anderen Fahrzeugseite in einer solchen Größe übertragen werden, welche derjenigen des Rades entspricht, das dem geringeren Laufwiderstand ausgesetzt ist, selbst falls das andere Rad auf einer derart günstigen Straßenfläche läuft, die in der Lage ist, eine annehmbare Lauf-Reibung zu vermitteln. Dieser fehlerhafte Laufzustand des Kraftfahrzeuges wird mit Durchdrehen ("spinning") bezeichnet. Bei heftigem Durchdrehen kann das Fahrzeug möglicherweise nicht in der Lage sein, seine Fahrt fortzusetzen.

Kupplungsvorrichtungen mit Mehrfachreibungsplatten unter Vorspannung sind entwickelt worden, um den vorstehend geschilderten Nachteil zu beseitigen» Eine solche Kupplung wird zwischen dem drehbaren Gehäuse des Differentials und jedem der darin enthaltenen Seitenräder angeordnet. Für jede der Kupplungen sind Vorspannungsfedern vorgesehen, um die Größe des auf die entsprechenden Ausgangsachsen übertragenen Drehmomentes nicht unter einen vorbestimmten Wert fallen zu lassen. Durch die Axialbewegung jedes der Seitenräder bei Ausfall der Radreibung wird der axiale

Druck, der durch den Zahneingriff der Seitenräder und der Antriebsräder des Differentials verursacht wird, dem Vorspanndruck hinzugefügt, um diese Wirkung zu erhöhen. Nach dem Stand der Technik sind die Vorspannfedern unabhängig mit Bezug auf das Kupplungspaket derart angeordnet, daß die Feder keinen engeren Teil des Paketes bildet. Daher kann das Paket nicht innerhalb des Differentials angeordnet werden. In besonderen Ausführungsformen sind Federn in dem Kupplungspaket angeordnet worden, wobei jedoch nach Zusammenbau und Einbau des Paketes keine Einstellung des Vorspanndruckes vorgenommen werden konnte. Zu einer Abgleichung oder Einstellung des Vorspanndruckes der Kupplungen ist es bei diesen Ausführungsformen erforderlich, die gesamte Anordnung auseinanderzunehmen. Dabei ist eine Einstellung der Vorspannung sehr häufig erforderlich, um den unvermeidbaren, möglicherweise nur geringen Maßabweichungen der Bestandteile Rechnung zu tragen, insbesondere der Dicke jeder der Kupplungsplatten, dem Abstand von der drehbaren Gehäusewand und von jedem der Seitenräder, der für eine genaue Einstellung des Kupplungspaketes eingehalten werden muß. In diesen Fällen treten beträchtliche Schwierigkeiten auf, um eine Feinjustierung der Vorspannkräfte genau, aber trotzdem leicht und schnell auszuführen.

Weitere Schwierigkeiten treten auf, wenn gelegentlich du ie Seitenräder außer Eingriff mit den Kegelritzeln im Differential treten, was häufig durch die erforderliche axiale Gleitbewegung der Seitenräder bei Ausgleich einer fehlenden Radreibung geschehen kann. Dieser übliche Nach

teil tritt häufig dann auf, wenn das zu übertragende Drehmoment hoch ist. Um den gewünschten günstigen Eingriff zwischen Seitenrand und Kegelrad zu erreichen und zu bewahren, muß der axiale Druck häufig eingestellt werden» Bei bekannten Einrichtungen kann dieser Vorgang nur unter Schwierigkeiten ausgeführt werden.

Zur Beseitigung der hier erwähnten bekannten Nachteile ist es das Hauptziel der vorliegenden Erfindung, ein Differentialgetriebe mit begrenztem Schlupf zu schaffen, bei welchem die Möglichkeit besteht, den Vorspannungszustand der Kupplungsmittel im zusammengebauten und eingesetzten Zustaad leicht und bequem zu justieren.

Ein weiterer Zweck ist die Schaffung eines Differentials der oben beschriebenen Art, welches einer bestimmten ausgewählten Feder-Vorspannung angepaßt werden kann, so daß das Differential auf jeweils besondere Anforderungen einstellbar ist.

Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung eines Differen-

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tials mit begrenztem Schlupf, bei welchem die Seitenräder des Differentialgetriebes vollständig unabhängig von dem Heibungswiderstand in der Kupplung eingestellt werden können.

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen bevorzugte Formen der Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt sind. Es zeigen :

Fig. 1 eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch das Differential nach Fig. 1 entlang der in dieser Figur eingezeichneten Schnittlinie II-O-II¹, Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche zweite Darstellung

einer Ausfuhrungsform der Erfindung,

Fig. 4· eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung eines Schnittes entlang der Linie IV-O-IV der

Fig. 3,
Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche Teildarstellung zur

Erläuterung einer dritten Ausführungsform

der Erfindung,
Fig» 6 einen Längsschnitt durch ein Kupplungspaket,

das gegenüber der Ausführungsform nach Fig.

und 2 abgewandelt ist,

Pig. 7 eine der Fig. 6 ähnliche Darstellung eines weiter abgewandelten Kupplungspaketes,

Pig. 8 eine graphische Darstellung verschiedener

Arbeitskurven erfindungsgemäßer Einrichtungen im Vergleich mit einer zum Stand der Technik gehörenden Einrichtung und

Fig. 9 eine weitere graphische Darstellung zur Veranschaulichung von Kurven, welche Kupplungsreibungswiderstand und Drehmoment für die drei Ausführungsformen der Erfindung betreffen.

In der ersten Ausführungsform der Erfindung, siehe Pig. 1 und 2, ist ein übliches, drehbares Gehäuse vorgesehen, das in Lagern 11 und 12 angeordnet ist, die nur vereinfacht dargestellt sind. Das Gehäuse 10 wird durch ein übliches, nicht dargestelltes Kegelrad von der ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeugantriebswelle angetrieben. Im Gehäuse 10 ist eine Ausgleichsradachse 13 vorgesehen, welche mit dem Gehäuse sich dreht und auf der drehbar ein Paar Kegelritzel 14 und 15 angeordnet sind. Diese Ritzel sind einander entgegengesetzt auf der Achse 13 angeordnet und werden in ständigem Eingriff mit Kegelrädern 16und 17 gehalten. Diese Seitenräder sind mit Keil-Nut-Verzahnung auf den inneren Enden 18a und 19a eines Paares nach außen und entgegengesetzt sich erstreckenden Ausgangsachsen 18 und

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angeordnet, auf deren äußeren Enden die nicht dargestellten Fahrzeugräder befestigt sind. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Seitenräder 16 und 17 in einem gewissen Umfang entlang der gemeinsamen Achsrichtung der Ausgangsachsen verschiebbar sind.

Die Seitenräder 16 und 17 sind mit Anschlag-Ringflächen 16a und 17a ausgebildet. Das Gehäuse 10 weist entgegengesetzt gerichtete Anschlagflächen 10a, 10b auf. Die Kupplungseinheiten A und B, welche das Hauptmerkmal der Erfindung verkörpern, sind zwischen den einander zugekehrten Ringflächen 10a und 16b bzw. 10b und 17a eingesetzt. Da diese Kupplungseinheiten die gleiche Bauweise haben, wird nur die Einheit A, siehe auch Fig. 6, nachfolgend beschrieben.

Die Kupplungseinheit A weist äußere Kupplungsplatten 20 und innere Kupplungsplatten 21 auf. Die äußeren Platten sind mit einer Mehrzahl, radial sich erstreckender äußerer Vorsprünge 22, siehe Fig. 1, ausgebildet, die den Antriebseingriff mit entsprechenden Rillen 25 gehalten werden, welche an der Innenwandfläche des Gehäuses 10 ausgebildet sind. Die äußeren Kupplungsplatten 20 drehen sich deswegen mit dem drehbaren Gehäuse 10.

Die inneren Kupplungsplatten 21 weisen am inneren Umfang axial sich erstreckende Ausnehmungen 24 auf, die mit einer

Keil-Nut-Verzahnung 25 kämmen, welche an dem Außenumfang der Nabe 16b des Seitenrades 16 ausgebildet ist. Daher drehen sich mit der Drehung des Seitenrades 16 die inneren Kupplungsplatten 21 gleichmäßig. Die äußeren und inneren Kupplungsplatten sind axial abwechselnd angeordnet und mittels eines Paares jeweils am Ende angeordneter Druckplatten 26 und 27 zu einem Paket zusammengefaßt. Zwischen der linken äußeren Kupplungsplatte 20 und der Endplatte 26 ist eine elastische Federplatte, die als King 28 ausgebildet ist, eingefügt.

Die dadurch geschaffene gesamte Kupplungsplattenanordnung A einschließlich der Endplatten und der Federplatte wird unter Druck mittels einer Mehrzahl von Befestigungsbolzen 29 zusammengehalten, die durch entsprechende radiale Vorsprünge 22 hindurchgehen und auf denen Muttern 30 angezogen sind. Zu diesem Zweck kann jede der Muttern mit Radialbohrungen ausgebildet sein, in die ein Betätigungsstift eingreifen kann, um die Muttern jeweils gesondert drehen zu können. Daher können die inneren und äußeren Kupplungsplatten nacheinander in Berührung gebracht und unter einem vorbestimmten Druck gehalten werden.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der soweit beschriebenen ersten Ausführungsform erläutert.

Wenn das Fahrzeug steht, ist im wesentlichen kein Axialdruck zwischen dem Gehäuse 10, der Kupplungseinheit A und dem Seitenrand 16 vorhanden.

Wenn dagegen das Fahrzeug läuft, wird Bewegung durch das übliche Kegelrad auf das Gehäuse 10 und die mitlaufende Achse 13 übertragen. Dabei werden die Planetenritzel 14-uni 15 in Eingriff mit den Seitenrädern 16 und 17 gehalten, die sich um die gemeinsame Achse der Ausgangswellen 18 und 19 drehen. Aufgrund des Eingriffs drehen sich die Seitenräder um die gemeinsame Achse und außerdem werden diese Räder entgegengesetzten, nach außen gerichteten Axialdrücken unterworfen, so daß die Kupplungseinheiten A und B zur Bewegung nach außen gegen die entsprechenden Wandflächen 10a und 10b des jetzt sich drehenden Gehäuses 10 mit gleichen Axialdrücken gedrückt werden, falls das Fahrzeug auf einer geraden Bahn fährt und die Straßenfläche im wesentlichen eben und gleichmäßig ist, so daß ein gleicher Reibungswiderstand auf beide angetriebenen Fahrzeugräder einwirkt.

Unter diesen Bedingungen wird das antreibende Drehmoment von der nicht dargestellten Antriebswelle des Fahrzeuges über das nicht dargestellte Kegelrad auf das Gehäuse 10, von da durch die Ritzelachse 13 und die Planetenräder 14 und 15 auf die Seitenräder 16 und 17 übertragen. Aufgrund

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der Keil-Nut-Verbindung bei 18a und 19a wird das antreibende Drehmoment auf die entsprechenden Radachsen 18 und und damit auf die nicht dargestellten Antriebsräder des Fahrzeugs übertragen. In diesem Fall drehen sich die Planetenräder nur um ihre eigenen Achsen, jedoch nicht um die gemeinsame Achse, welche in Längsrichtung durch die Ausgangswellen oder Radachsen hindurchgeht. Durch den Zahneingriff zwischen den Ritzeln 14 und 15 und den Seitenrädern 16 und 17 werden die letzteren gezwungen, oich nach außen und axial zu bewegen, wie bereits kurz erwähnt wurde. Da jedoch praktisch kein Unterschied in der Drehgeschwindigkeit zwischen den antreibenden Teilen und den getriebenen Teilen des Differentials bei diesem Betriebszustand besteht, können die Kupplungseinheiten A und B in keiner Weise arbeiten, da von den Radreibungskräften keine Änderung verlangt wird«

Wenn eines der Antriebsräder aufgrund ungünstiger Bodenverhältnisse keine Laufreibung aufweisen sollte, erscheint ein beträchtlicher Unterschied zwischen den Drehgeschwindigkeiten der Seitenräder und die letzteren gleiten eine bestimmte Strecke aufgrund der Keil-Nut-Verzahnung entlang ihren entsprechenden Wellenenden 18a und 19a« Daher werden zusätzliche, nach außen gerichtete Axialdrücke auf die Kupplungspakete A und B ausgeübt, so daß an den Kupplungs-

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paketen kombinierte, erheblich vergrößerte Kupplungserregerkräfte angreifen. Die Planetenritzel drehen in diesem Fall um die entsprechenden Ausgangswellen oder Radachsen, zusätzlich zu ihrer eigenen Drehbewegung, um ihre Achsen. Das Gehäuse 10 dreht sich gleichmäßig mit den äußeren Kupplungsplatten beider Kupplungspakete A und B, während die Seitenräder 16, 17 jeweils gleichmäßig mit den inneren Kupplungsplatten drehen. Daher werden die Seitenräder 16, 17 weiter axial und nach außen bewegt und die Kupplungspakete werden zusätzlich durch den Axialdruck erregt, der von den jetzt nach außen gleitenden Seitenrädern geliefert wird. Das antriebende Drehmoment wird von den antreibenden Teilen auf die angetriebenen Teile des Differentials über die Kupplungspakete übertragen«, Dadurch wird die sonst verlorene Radzugkraft wiedergewonnen. Wenn <fias andere Antriebsrad des Fahrzeuges Keine Zugkraft haben sollte, wird durch die Kupplungsvorrichtungen ein ähnlicher AntriebsVorgang ausgeführt.

Die Kupplungspakete sind zu engen und gedrängt gebauten Anordnungen zusammengefaßt, welche leicht in den Innenraum des Differentials eingesetzt oder wieder herausgenommen werden können. Außerdem kann der Vorspanndruck leicht abgeändert werden, indem die Muttern 30 von außerhalb des Differentialgehäuses angezogen werden, ohne daß die Kupplungsteile ausgebaut werden müssen. Jede gewünschte

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Änderung oder Justierung der Vorspannkraft der Kupplungspakete kann einfach von der A häuses her ausgeführt werden.

I pakete kann einfach von der Außenseite des Getriebege-

I Bei der nachfolgenden Beschreibung weiterer Ausführungs-

\ formen der Erfindung werden die gleichen oder ähnliche

{ Teile mit denselben Bezugszeichen versehen, um die Über-

i sieht zu vereinfachen und die Vorteile der Erfindung

j leichter erkenntlich zu machen.

1
I
; In der zweiten Ausführungsform, siehe Fig. 3 und 4-, sind

{. verschiedene Bestandteile so gebaut, und angeordnet, daß

ι die durch die Seitenräder 16 und 17 gelieferten Drücke

j keinen Einfluß auf den Reibungswiderstand in den Kupplungs-

I einheiten A/. und B^ haben, die gegenüber den Kupplungsein-

j heiten A und B der ersten Ausführungsform etwas abgewandelt

sind. Die Kupplungseinheit A^ weist Gruppen äußerer Kupp- ! lungsplatten 20, 20a und innerer Kupplungsplatten 21 auf,

j die abwechselnd miteinander angeordnet sind. Die äußeren

; Kupplungsplatten 20, 20a sind mit radial sich erstrecken-

! ien Vorsprüngen 22 ausgebildet, welche von entsprechenden

j Rillen 23 ausgenommen werden, die an der Innenwand des

Gehäuses 10 wie bei der ersten Ausführungsform vorgesehen j sind, um eine einheitliche Drehung der Kupplungsplatten

mit dem Gehäuse zu erreichen. Die als äußerst liegende Kupplung splat te 20a bzw. innere Kupplungsplatte 21 stößt

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gegen eine hingfläche 16a am Seitenzahnrad 16 bzw, eine Anschlagsfläche 10c an der Innenwand des Gehäuses 10. Selbst bei einer axial nach außen gehenden Bewegung des Γ )itenrades 16 wird die dadurch hervorgerufene Druckkraft wieder aufgehoben, da die innerste Kupplungsplatte 20a auch gegen die Fläche 10c stößt, siehe Fig. 4. Daraus ergibt sich, daß der Reibungskupplungswiderstand bei A_x, in keiner Weise durch die Axialbewegung der Kupplungseinheit geändert wird. In ähnlicher Weise wie bei der Kupplungseinheit A der ersten Ausfuhrungsform wird die Gruppe der inneren und äußeren Kupplungsplatten mittels der Enddruckplatten 25, 27 sowie der mit Muttern 50 versehener. Befestigungsbolzen 29 zusammengehalten. In der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch die in der ersten Ausfuhrungsform verwendete Federplatte 28 durch eine Spiralfeder 41 ersetzt, welche zwischen dem Kopf der Bolzen 29 und der inneren Enddruckplatte 27 eingefügt ist. Die andere Kupplungseinheit B^i entspricht in Bau und Anordnung der Einheit A^, wobei die zweite Kupplungs einheit B_x. symmetrisch zu der Einheit A_x. mit Bezug auf die Achse 15 angeordnet ist, eine weitere Erläuterung ist deshalb nicht erforderlich«

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform beschrieben. Wenn das Fahrzeug auf gerader B_ahn und einer gleichmäßigen Straßenfläche läuft, ist der Einfluß

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der Kupplungseinheiten A^ und B^ auf die Zugkraft des Fahrzeugs der gleiche wie der der ersten Ausführungsforra.

Wenn dagegen eines der Fahrzeugräder rutscht, erscheint ein beträchtlicher Unterschied zwischen den Drehgeschwindigkeiten der Seitenräder 16 und 17 ohne Abgabe von Fahrzeugzugkraft. Als Beispiel soll angenommen werden, daß das Seitenrad 16 zu dem angetriebenen Fahrzeugrad gehört, das keine Zugkraft aufweist, und daß das Seitenrad 17 in Verbindung mit dem Fahrzeugrad steht, für das Zugkraft vorhanden ist. Das Seitenrad 16 dreht sich dann um das gegenüberliegende Seitenrad 17 mit "ilfe der Planetenritzel 14 und 15. In diesem Fall werden natürlich die Kupplungseinheiten A^. und Byj in Einsatz gebracht. Das Gehäuse 10 dreht sich gltichmäßig mit den äußeren Kupplungsplatten 20, 20a, während die inneren Kupplungsplatten 21 sich gleichmäßig mit dem Seitenrad 16 und 17 drehen. Aufgrund der Federn 40, welche die Kupplungsvorrichtungen vorspannen, wird die durch das sich drehende Gehäuse 10 übertragene Antriebskraft auf beide Seitenräder 16 und 17 verteilt. In diesem F_all haben die Seitenräder 16 und I7 eine Neigung, in entgegengesetzter axialer Richtung auf den zugehörigen Ausgangsstellen 18 und 19 nach außen zu gleiten und den Kupplungsscheibendruck zu erhöhen; praktisch wird der Kupplungsreibungswiderstand jedoch nicht mib Anwachsen der Radzugkraft erhöht.

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Aufgrund der hier beschriebenen Anordnung der Seitenkupplungen sind diese unabhängig von der Kupplungsbelastung. Die sonst abträgliche Wirkung des Kupplungsreibungswiderstandes kann bei einem mit dem erfindungsgemäßen Differential ausgestatteten Fahrzeug während des regulären Laufzustandes auf einen möglichen Kleinstwert gedrückt werden. Zusätzlich wird ein richtiger und dauernder Eingriff der Zähne der Seitenräder mit denen der Planetenräder in günstigster Weise gewährleistet.

Bei einem Differential nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, siehe Fig. 5, weist jede Kupplungseinheit A2 und Bp, von denen in Fig. 5 «»& nur Aq dargestellt ist, wieder eine Mehrzahl äußerer Kupplungsplatten oder -scheiben 20, 20c, 20b und innerer Kupplungsplatten 21 auf, die wie im ersten Fall, abwechselnd angeordnet sind. Die äußeren Kupplungsplatten sind mit radial sich erstreckenden, im einzelnen nicht gezeigten Vorsprüngen versehen, welche von axial verlaufenden, nicht dargestellten Rillen an der Innenwand des Gehäuses 10 aufgenommen werden. Daher ist das Kupplungspaket in der Lage, sich gleichmäßig mit dem Gehäuse 10 zu drehen. Zwischen den Platten 20c und 20b ist eine mit Mittelbohrung versehene Federscheibe 41 zur Vorspannung des Kupplungspaketes angeordnet. Die innerste Kupplungsplatte 20b dient zur Übertragung des gelegentlich auftretenden Druckes, der durch die gelegentliche axiale

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Gleitbewegung des Seitenrades 16 verursacht iso, wenn eines der angetriebenen Fahrzeugräder gegenüber dem Boden keine Zugkraft zeigt. Dieser Druck wird auf die benachbarte Platte 20c durch die Federplatte 41 übertragen, wobei der Druck durch das stramme Anliegen der Platte 20c gegen dieAnschlagflache 10c aufgehoben wird, welche als Druckanschlag dient. In diesem Fall werden die übrigen äußeren und inneren Kupplungsplatten eine nach der anderen in D_ruckeingriff gehalten, jedoch mit einer entsprechend verringerten Druckkraft.

Weitere bauliche Einzelheiten dieser Ausführungsform sind im wesentlichen ähnlich derjenigen der ersten Ausführungsform. Die äußeren Kupplungsplatten 20, 20c, 20b und die inneren Kupplungsplatten 21 werden durch die Ausrichtebolzen 29 zusammen mit Muttern 30 zu einem Paket vereinigt, wobei die Bolzen durch radiale Vorsprünge hindurchgesetzt sind, die den Vorsprüngen 22 entsprechen, welche nach Fig. 1 in die axialen Rillen 23 eingreifen. Audh bei dieser Ausführungsform kann der Vorspanndruck leicht justiert werden, während die Kupplung innerhalb des drehbaren Gehäuses des Differentials eingesetzt ist. Dieser Vorgang entspricht demjenigen der ersten beiden Ausführungsformen.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der dritten Ausführungsform beschrieben. Wenn eines der angetriebenen F^hrzeug-

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räder an Zugkraft verliert, erscheint ein entsprechender merklicher Unterschied in den Drehgeschwindigkeiten der Seitenräder 16 und 17. In diesem Fall werden die Kupplungspakete Ap und Bp, von denen nur A- in Fig. 5 gezeigt ist, wirksam. Demnach dreht sich das Gehäuse 10 gleichmäßig mit dem äußeren Kupplungsplatten 20, 20c, 20b, während die inneren Kupplungsplatten gleichmäßig mit dem Seitenrad 16 oder 17 sich drehen, von denen nur 16 dargestellt ist. Aufgrund der Tellerfeder 41 werden die Kupplungsplatten durch den Axialdruck zu gegenseitiger Reibung erregt und die antreibende Kraft von sich drehenden Gehäuse wird durch die Kupplungsmittel auf die Seitenräder 16 und 17 verteilt. B_ei axialer Gleitbewegung dieser Seitenräder wird die Tellerfeder weiter zusammengedrückt. Das verstärkte Zusammendrücken oder der axiale Druck wird jedoch durch die Anschlagfläche 10c aufgehoben, an der die Kupplungsplatte 20c teilweise anliegt. Daher ist die Reibungskraft, welche in der Kupplung in diesem Betriebszustand ausgelöst wird, kleiner als diejenige, welche von der axialen Gleitbewegung der Seitenräder entwickelt wird. D.h., daß der reibungsbedingte Drehmomentenwiderstand mit Anwachsen der Straßenradzugkraft verringert wird. Das bedeutet ferner, daß die erfindungsgemäße Einrichtung eine sonst auftretende nachteilige Wirkung beseitigt, welche durch den Kupplungsreibungswiaerstand während des normalen

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Laufes des Fahrzeuges verursacht wird, wenn beide Antriebsräder über reichlich Zugkraft verfügen.

Die -^ig. 6 und 7 zeigen für die erste Ausführungsform der Erfindung abgewandelte Ausbildungen der Kupplungen. In Fig. 6 sind anstelle der Feder 28 tellerradförmige Scheiben vorgesehen, zwischen denen die inneren und äußeren Kupplungsscheiben liegen. In Fig. 7 sind die beiden außenliegenden inneren Kupplungsscheiben wie Tellerfedern geformt.

Fig. 8 zeigt verschiedene Arbeitskurven der Kupplungsvorrichtungen, die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, im Vergleich zu einer Kraftkurve für ein über ein bekanntes Differential angetriebenes Fahrzeugrad, siehe Kurve A. Die Kurven 1,2 und 3 entsprechen der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform.

Zur Anleitung der Kurven wurde jeweils ein Antriebsrad auf eine Asphaltstraßenfläche gesetzt. Die jeweilige Kurve zeigt den größten Wert der Zugkraft, wobei sich entsprechend der verschiedenen Straßenoberflächenzustände Änderungen des Reibungskoeffizienten für das rutschende Fahrzeugrad ergeben. Zug-Drehkraftwerte der Differentiale wurden in den Kurven a, 2 und 3 auch für die Bedingung abgeleitet, daß das einen Zugkraftverlust aufweisende

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Antriebsrad auf vereister Fläche läuft. Eine auf dieser festgestellte mittlere Drehkraft wird mit T_R/. angenommene Die Kurve B bezeichnet die kritischen Zug-Drehkraftwerte und zeigt die maximal erreichbare Drehkraft, die mit dem zwischen dem Fahrzeugrad und Boden wirkenden Reibungswiderstand ohne Rutschen des Fahrzeugrades übertragen werden kann. Bei höheren Drehkraftwerten über dieser Kurve B verlieren beide Antriebsräder an Zugkraft, so daß diese Werte nicht betrachtet zu werden brauchen.

Bekannte, mit Vorspannung arbeitende Differentiale können Arbeitskurven liefern, welche ähnlich den Kurven 1,2 und 5 der Fig. 8 sind. Es empfiehlt sich allgemein, eine Leistungskurve B oder eine Annäherung an diese Kurve anzustreben. In der Praxis kann es jedoch gelegentlich erwünscht sein, andere Arbeitskurven als die Kurve B: zu verwenden. Durch die Erfindung werden Differentiale mit besonders geeigneten Kupplungseinrichtungen geschaffen, mit denen irgendeine der Arbeitskurven 1, 2 oder 5 erzielt werden können.

In Fig. 9 ist der Kupplungsreibungswiderstand T_G gegenüber der Zug-Drehkraft T_R für verschiedene Differentiale abgetragen worden, welche die entsprechenden Drehkraftarbeitskurven 1, 2 und 3 der Fig. 8 aufweisen. Bei einem Differential mit der Kurve 1 in Fig. 8 zeigt Fig. 9, daß

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der Reibungswiderstand der Kupplung allmählich rait An-

wachsen der axialen Gleitbewegung der Seitenräder an

wächst, da sich dadurch die Betätigungskraft der Kupplung vergrößert.

Im Fall der Kurve, Fig. 9, hat die Axialbewegung der Seitenräder keinen Einfluß auf die Betätigungskraft der Kupplung. Bei dem Beispiel der Kurve 5, Fig. 9, sind bestimmte Kupplungsplatten einem verringerten Reibungswiderstand bei axialem Vorrücken der Seitenräder ausgesetzt. Durch Verringerung des Kupplungs-Reibungswiderstandes bei Anwachsen der axialen Gleitbewegung der Seitenräder kann eine sonst sich verstärkende Abnutzung der Kupplungsplatten vermieden werden, wodurch die Lebenszeit der Kupplung vergrößert wird. Auch können dadurch sonst nachteilige Einflüsse, die zum Beispiel während einer Drehbewegung des Fahrzeuges auftreten, und auf die Denkfähigkeit einwirken, gering gehalten werden.

Abschließend ist noch einmal zu betonen, daß das erfindungsgemäße -Uifferential eine einfache und genaue Justierung des Vorspann-Federdruckes in den im Differential vorgesehenen Kupplungen ermöglicht. Diese Justierung kann von der Außenseite des Differentials ohns sonstige Überholungsarbeiten an den Kupplungen ausgeführt werden.

Claims

' Hamburg, den 17. Oktober 1972 G 69 1Θ2 55.4 66569 SCHUTZANSPRUCHE:

1. Selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einem drehbaren, eine Antriebsdrehkraft von einer Fahrzeugsantrisbsuielle empfangenden Ausgleichsgetriebe-Gehäuse, in dem zu/ei Ausgleichs-Kegelräder einander entgegengesetzt liegen und mit einander gegenüberliegend angeordneten Achswellen-Kegelrädern kämmen, die mittels einer Keilverzahnung begrenzt axial verschiebbar, aber drehfest auf den zu den Antriebsrädern führenden Achewellen sitzen, und mit einer Kupplungsvorrichtung, die koaxial zu den Achswellen und den Achswellen-Kegelrädern liegt und Gruppen innerer und äußerer Kupplungsplatten aufweist, die abwechselnd zwischen dem Ausgleichsgetriebe-Gehäuse und dem Achswellen-Kegelrad angeordnet und als gesonderte Baugruppe durch eine Haltevorrichtung zusammengefaßt sind, die ein elastisches, dis inneren und äußeren Platten gegeneinander drückendes mittel aufweist, wobei ferner das Gehäuse im Bereich der Haltemittel in axialer Richtung, bezogen auf die Achswellen-Kegelräder, durchgehende Öffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung aus in Flucht mit den Öffnungen liegenden Schraubbolzen (29), die nur die Kupplungsplatten- Anordnung (A,B) durchsetzen und durch muttern (30) gesichert sind, und von den Schraubbolzen gehaltenen Federn (28) besteht, die außerhalb der einander zugekehrten Flächen (2OA, 16A bzw. 10B, 17B) von Gehäuse (10) und Achswellen-Kegelrädern (16,17) liegen.

; 2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je-'«teils eine äußere, am Ende der Kupplungsplatten-Anordnung (A₁, EL) liegende Kupplungsplatte (20a) radial über die anderen Kupplungsplatten hinausragt und einerseits gegen eine Ringfläche des Achsuie.llen-Kegelradee (16) und andererseits gegen eine Ringfläche (10c) dsj Gehäuses stößt.