DE8614256U1 - Differentialgetriebe - Google Patents

Description

vorliecisnde Erfindung umzieht sich auf ein Differentialgetriebe, insösscnd-ere ein solches mit Hsnnung der Ausclsiehsbeuegung.

5" Differentiale der oben genannten Art gibt es in vielen Ausfßhrungsformen. Jedoch sind viele mit Nachteilen behaftet« Oftmals werden Ksgelrädsr oder Räder verwendet .Tit kostspieligen Verzahnungen, ties sich negativ auf die lüirksamkeit in beiden Drehrichtungen auswirken kann. Vielen fehlt die Möglichkeit, die Klemmwirkung in Situationen Ao aufzuheben (entsperren), wo es keiner bedarf, was Reibungsverluste mit der Notwendigkeit des Machrichtens zur Folge haben kann. Andere wiederum sperren die Ausgleichsbewegung von Getriebeteilen formschlüssig. Diese sind nicht auf allen Bodenbeschaffenheiten uneingeschränkt nutzbar (unter anderem wegen Bruch- oder Ver-

y/Cspannungsgefahr.) Bei bestimmten hydraulischen Sperrdifferentialen idird die Kraft zur Entfaltung der Hemmuirkung im Bedarfsfall von einer Pumpe bereitgestellt. Das bedeutet zusätzlichen Aufwand. Die Ziele der Erfindung sind demnach

1. ein Differential zu schaffen- bei

dem 5tirnr'äde"r "mifelnander

{2-0 kämmen,

2. ein Differential zu schaffen, bei dem die Hemmwirkung völlig und teilweise aufhebbar ist,

3. ein Differential zu schaffen, das auf allen Bodenbeschaffenheiten in beiden Drehrichtungen uneingeschränkt nutzbar ist,

4. ein Differential zu schaffen, bei dem der Druck auf die Reibungswiderstand liefernden Packkupplungen während der Ausgleichsbewegung reduziert wird und bei dem die Notwendigkeit des Nachrichtens entfällt,

5. ein Differential zu schaffen, bei dem es eines Austausches von wenigen Teilen bedarf, um das Maß der Hemmwirkung zu variieren.

y/ S. sin Differential zu schsif&egr;«*,-cjsi;d£n tSie'S^ait zur Entfaltung

dar· Hennntrirkung immanent ist.

Zu Abbildung 1,_a aßlche einen !Längsschnitt durch ein exfindungsge— £~ maß es Ausgestaltungsoeispiel des Getriebes niit 4 Hülsen zeigt, uo— bei die Hülsen unterschiedliche Varianten der Seiiverspsnnuno auf— iiieiseni in einem anzutreibenden Rahmen (Ausglsichsgehluse) 1,2,1Oj. 11, sind darin gelagerte Hülsen 20,21 mit aufgeschrumpften Ritzeln 22—25 ständig miteinander im Eingriff und ragen abwechselnd Jo links/rechts aus dem Rahmen 10,11 tio sie mit den Kalbachsenan— trieben 30,31 kämmen, welche im Gehäuse 32 gelagert sind» Der

•~* Hahmen 10,11 salbst ist mit den beidseitig aufgeschraubten und

verbolzten Kupolungskörben 14,15 in den Halbachsenantrieben 3D_S31 gelagert. Er besteht aus Flontagegründen aus miteinander uer— ACschraubten Hälften 10,11. Die Rahmenhälften 10,11 sind mitsamt den Kupplungskörben 14,15 und dem Antriebsring 2 durch Bolzen in ibstandsrohren miteinander verschraubt, was nicht abgebildet ist, da nicht in der Schnittebene befindlich.

Die Rotation der die Ausgleichsräder 22,23 tragenden Hülsen 20,21 JLO wird gehemmt, indem Schraubenfedern 40,41 in den Hülsen 20,21

(•\ in denselben beweglich gelagerte Kupplungsdruckkolben 42,43

auf Packkupplungen 44,45 drucken, deren Körbe 14,15 am Rahmen 10,11 (Ausgleichsgehäuse) befestigt sind.

Die Kupplungsdruckkolben 42,43 tierden von Seilen 50-53 mitgenommen, welches mittels Kauschen 60-66 an Bolzen 74-77 in den Kolben 42,43 und den zwischen Federn 40,41 und Hülsenböden 26,27 befindlichen Bolzenankern 70,71 befestigt sind, Die Bolzenanker ?0,71 sind vor Drehung durch Vierkante 80,81 gesichert, die in den Hülsen 20,21 stecken und von Bolzen 82,B3 gehalten werden.

&Lgr; ZujischGn Federn 40,41 und iKlja'pltingfedsuckkol'bep· 4^,43 befinden sich Drucklager 45,47. Bei der Relativbewegung des Getriebes wird ein Knebelmechanismus der Seile 50-53 in den Hülsen 20,21 wirksam:

^" Beginnen die Stirnräder 22,23 (Ritzel) zu kämmen, dann verschränken sich die Seile 50—53, wobei sich der Druck auf die Kupplungspacks 44,45 reduziert, da sich infolge der Abstands— zunähme der Seilaufhängungspunkte voneinander eine Kraft aufbaut, die gegen die Spannung der Federn 40.41 wirkt· Dies geschieht so /o lange bis der Reibungswiderstand der Kupplungspacks 4(JF-,45 so

klein ist, daß die Kupplungsdruckkalben 42,43 sich in den v/ Hülsen 20,21 zu drehen beginnen. Indem die Federn 40,41 mit

Druck beaufschlagt werden, reduziert sich der Reibungswiderstand der Psckkupplungen 44,45. Da die Federn 40,41 ständig bemüht A£ sind,die in ihnen gespeicherte Energie abzugeben, dies aber nur mit gleichzeitiger Erhöhung des Reibungswiderstandes der Kupplungspacks 44_;45 sinhergeht. wird durch die Verschränkung der Seile 50-53 auf die Hülsen 20,21 eine Kraft ausgeübt, welche der Ausgleichsbewegung entgegenwirkt.

JLb Diese Gegenkraft ist also das Resultat uon Federspannung und Dreh— momentbedarf der schleifenden Kupplungspacks 44,45.

auf die Kupplungspecks 44,45 während d*er Ausgleichsbewegung reduziert tfird, somit auch der Verschleiß an den Kupplungsscheiben, und die Hemmung zu einem Großteil von der Spannung der Federn 40,41 herrührt. Daraus wird ersichtlich, daß Federn mit unterschiedlicher Kraft such zu einer unterschiedlichen Hemmwirkung des Getriebes führen werden. 2?. sich bei der Ausgleichsbewegung des Getriebes alle RitzelhOlsen drshsn, uird auf das Rad mit guter Bodenhaftung die Hemrauirkung ■3» allsr Kupnlungspacks übertragen.

/7 Der ohsn beschriebene Vorgajtg,J\/allz»iehfc sich· in**beiden Drehrichtun— gen.

Ua sich der Abstand der Kupplungsdruckkolben 42,43 und

Hülscnboden 25,27 infolge der Abnutzung der Kupplungsscheiben erhöht, ist es erforderlich, die Länge der Seile 50—53 dem anzu— ,^""passen. Die Hemmung würde sonst mit der Zeit nachlassen. Um zu verhindern, daß sich die dann zu langen Seile 50-53 in einem fabrikneuen Getriebe während der Ausgleichsbewegung zunächst mit sich selbst verdrallßn, was zu einer kürzeren Lebensdauer führen

/f Q kann, weisen die mit den Kupplungsdruckkolben 42,43 verbolzten 75,76

Ausrückmuffen 72,73 und die Bolzenanker 70,71 konische Erhebungen C\ 90-93 auf, die den Seilen 50-53 als Seelen dienen, um die sie

sich bei der Ausgleichsbeuegung des Getriebes wickeln. '

Um die Hemmudrkung des Getriebes aufheben zu können, befinden siCn

Steilgeuiinde 5,6 versehene Ringe 3,4 im Gehäuse 32, die bei Betätigung Drucklager 100,101 auf die mit Drucklagern 102,103 versehenen Ausrückmuffen 72,73 schieben, dabei die Hülsenfedern 40,41 komprimieren und somit die Hemmuirkung des Getriebes aufheben.j Im Getriebegehäuse 32 befinden sich Kanäle, um die Lager 35,36 der Halbachsenantriebe 30,31 mit einem Schmiermittel von einer Ölpumpe versorgen zu köraiüen. Das Gehäuse 32 ist zu den Halbachsen— antrieben 30,31 mit Simmeringen 37,38 abgedichtet. Die Schmierung des Getriebes erfolgt über Ölsumpf.
Der Rahmen 10,11 und die Hülsen 20,21 sind in Radialdrucklagern

JLb 33,34 und 104,105 und Kugellagern 106,107 gelagert. Die Hülsen 20,21 sind ölgefüllt und zu den Kupplungsdruckkolben 42,43 mit 0-Ringen 48,49 abgedichtet. In den Kolbenhemden befinden sich Schmierlöcher

a-d.jln der Abbildung bestehen in der unteren Hülse 21 Bolzenanker 71 ;

und ..usrückmuff e 73 und ihre konischen Erhebungen 92,93 aus Rontage- j

Stünden aus jeweils 2 Teilen. j

/Zu Abb. 2, welche einen L^nSs&ahni'tfc* durch ein'erfindungsgemäGes Ausgestaltungsbeispiel des Getriebes mit mehr als 6 Ritzeln darstellt.

In einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung wird die Ge-.T triebewelle zur Erzielung der Hemmuiirkung des Getriebes herangezogen:

In einem anzutreibenden Rahmen 1,2,10,11 sind darin gelagerte massive Ritzel 20,21 ständig miteinander im Eingriff und ragen abwechselnd links/rechts aus dem Rahmen 10,11, uio sie mit den auf

Ao der Welle 3 frei beweglich gelagerten Bauteilen 30,31 zur Erzielung f~Y der Hemmung einer Ausgleichsbewegung der Ritzel 20,21 kämmen.

Diese hohlradförmigen Bauteile dienen gleichzeitig als Getriebeabtrieb und stehen mit den beiden Antriebssträngen 70,71 des Fahrzeuges in kraftschlüssiger Verbindung. Zu diesem Zweck sind ,<jsie mit jeweils zwei Stirnverzahnungen versehen.

Sie weisen ferner Kanäle und Bohrungen zur beweglichen Lagerung der Seile 92,93 auf, welche an ihren Enden verschweißte &Ggr;-Jippel 94,95 und Kauschen 96,97 tragen. Die Seile 92,93 sind durch die Kauschen 96,97 an Bolzen 90,91 in den Hohlrädern 30,31 befestigt

ic und verbinden die Hohlrädsr 3G,31 mit dsn auf der IJells 3 frei bsweglich gelagerten Kupplungskörben 40,41.

Zwischen KupplungskSrben 40,41 und Hohlrädern 30,31 befinden sich an ürucklagern 32,33 montierte Schraubenfedern 34-37, die den Druck der Kupplungskörbe 40,41 auf die Kupplungsscheiben 54,55

HS erzeugen. Die Hohlräder 30,31 laufen infolge des axialen Drucks der Federn 34-37 auf die zwischen ihnen und dem Rahmen 10,11 befindlichen Drucklager 4,5 auf.

Fest auf der Welle 3 verankerte*TOjpplungsringe 50,51 rotieren mit der absoluten Bewegung des Getriebes und stellen die "Uüderlager"

2&sgr; for die Kupplungspacks 44,45 dar.

/Sie sind im Getriebegehäase"9"gelagert 52,5*3. und bilden somit gleichzeitig die Aufhängungspunkte für die Welle 3. Der Rahmen 10,11 ist mittels Bolzen 6 auf der Welle 3 fixiert. Seine beiden Hälften 10,11 sind mitsamt dem Antriebsring 2 durch

5"8olzen in Abstandsrohren miteinander verschraubt, was nicht abgebildet ist, da nicht in der Schnittebene befindlich. Die Welle ist ölgefüllt und mit Stopfen 82,83 abgedichtet. Zur Schmierung der Hohlräder 30,31 und Kupplungskörbe 40,41 befinden sich Schmierlöcher in der Welle 3.

&Lgr;&Ogr;Hohlräder 30,31 und Kupplungskörbe 40,41 sind mit Dichtringen a-h C/ (z.B. O-Ringe) zur Welle 3 hin abgedichtet.

Zur Aufhebung der Hemmwirkung des Getriebes ragen Bolzen 44,45 (Ausrückbolzen) durch Bohrungen in den Kupplungsringen 50,51 auf Drucklager 42,43, welche auf die Kupplungskörbe 40,41 montiert

^'Csind. Dia Ausrückbolzen 44,45 werden verschoben von Orucklagern ,_ 46,4*7, die sich in mit Steilgewinde 62,63 mit dem Getriebegehäuse 9 verbundenen Ringen 60,61 (Ausrückringen) befinden. Deckel 80,81 dichten das Gehäuse ab. Die Schmierung des Getriebes erfolgt über Blsumpf.

0 * 00 0*ß*

In einem'&elbstsperrenden Differential wird die relative Bewesfuf«g gehemmt, indem von federn beaufschlagte Kupplungen von einem Knebelmechanismus gelöst werden, wobei der Knebelmechanismus axiale und radiale Kräfte Übertragt, so daß unterhalb einer Drehercmentdifferenz der beiden Antrieberäder d£e Ausijleichßbewegyng gesperrt und oberhalb dieser Drehmomentdifferenz die Sperrwirhung verringert wird.

Oie den Knebelmechanismus hervorrufenden Verbindungselemente von relativ bewegten Zahnrädern und den Federdruck Übertragenden bauteilen nehmen die Yupplungen zu Lasten der Außgleicbsbewegung den Federdruck mit.

Claims (1)

1· Differentialgetriebe, gekennzeichnet durch einen auf einer Belle fixierten Rahmen, im nahmen drehbar gelagerte Ritzel, die dauernd raiteinsndei iß> Eingriff sind und abwechselnd linke/rechts au» decj £~Rahmen ragen, «o sie rait den Bauteilen zur Erzielung der Hemmung ihrer Relativbewegung und den Balbachsenantrieben kämmen, auf der Meile drehbar gelagerte und axial verschiebbare Kupplungskörbe, Federn zwischen den Bauteilen zur Erzielung der Hemmung einer Relativbewegung der Ritzel und den Kupplungskörben, Verbindungs-//£> elemente zwischen den ,Kupplungskörben und den Bauteilen zur O Erzielung der Hemmung einer Relativbewegung der Ritzel, sowie suf der fcfelie verankerte Kupplungsring».

2. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet? daß die Bauteile zur Erzielung der Hemmung einer Relativbewegung

Ritzel und die Kupplungskörbe Kanäle und Lagerpfannen, mindestens ober Lsgerpfannen zur beweglichen Lagerung der Verbindungselemente aufweisen»

3, Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Verbindungeelementen um solche Seilen oder Stangen handelt mit fJippeln an den Enden*

ä. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

der^Hepmung
daß die fiauteile zur Erzielung*"«inerRelativbewegung der Ritzel und die Kupplungekürbe Kanäle und Bohrungen aufweisen zur Befestigung der Verbindungselemente mittels Bolzen und zur Gewährleistung ihrer Deweglichkeit»

5, Differentialgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daö es sich bei den Verblndungselementen &ugr;&pgr;? solche aus Seilen oder Stangen handelt mit zur Fixierung an Bolzen geeigneten ßefestigungsbauteilen an mindestens einem Ende (z.B. Haken, Ösen, Kauschen). ',"'.''.". "'. ':,'..' .''"'. i".

A 6* Differentialgetriebe bach* Einspruch* 1, dadurch gekennzeichnet, ri^S die Bauteile zur Erzielung der Hemmung einer Relativbewegung der Ritzel und die Kupplungskcrbe nsch den unter 2 und/oder 4 fonsu&mdash; lierten /Ansprüchen ausgestaltet sind und entsprechend die Verbinduogs&mdash;

^ elements an einem Ende sins der unter 3 und/oder 5 formulierten Aus&mdash; gestaltungsbeispiele aufweisen,

7. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1&mdash;6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kelle ober Bohrungen verfügt und ölgefüllt ist zur Schmierung auf ihr gelagerter Bauteile.

Ap 8. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhebung der Hemawirkyng von ßusröckvorrich&mdash; tungen zum &Aacgr;&ugr;&bgr;rück en der Packkupplungen bewirkt wird«

9. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsringe im Getriebegehäuse gelagert

&Agr;&zgr;" eind und axiale Bohrungen aufweisen, daß Bolzen^ in den Bohrungen ober Drucklager den Druck von Ausröckvorrichtungen zum Ausrücken der Packkupplungen auf die Kupplungskörbe übertragen.

10. Differentialgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, ^ daß die Kupplunosringe mit Vorrichtungen mit Ein/Aus Mechanismus versehen sind, welche die Bolzen arretieren bzw. lösen,

11. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dsfl die Halbachsenantriebe und die Bauteile zur Erzielung der Hemmung einer Relativbewegung der Ritzel aus jeweils iinem in sich einheitlichen Stück bestehen.

12. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle geschlitzt/, ist und in den im Gehäuse gelagerten Halbachsenantrieben gelagert ist, daß sich auf den Halbachsenantricben drehfeste aber axial verschiebbare Antriebsmuffen befinden, die^t/oh^AuprjjEkVp-rkipfrfcunoen zum Ausrücken der

A Packkupplungen Ober Orucil^gei¹* varsehcosn e^rj3e£, daB die ünferii sauffen über Drucklager in der Wells befindliche gestelle (z.S. Stangen) verschieben, daß diese Sauteile andere Bauteile alt Druck fs-estsfscfslaasf·, ösXcije &zgr;&idigr;&idigr;&xgr; feisriicksn slef PsckkuppltKigen ober Druckfinger auf die Kupplungskorbe wirken.

13* Differentialgetriebe nach einen der Ansprüche 3&mdash;12, dadurch gekennzeichnet, daO die Ausruckvarrichtungen in wesentlichen aus sit dem Getriebegehäuse durch Gewinde verbundenen Ringen bestehen.

14. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1&mdash;13, dadurch ge&mdash; yfO kennzeichnet, daß die an den Federn auftretende Reibung von Druck&mdash; l&^r ern reduziert wird*

15. Differentialgetriebe nach einen der Ansprüche 1&mdash;14, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbar auf der Meile gelagerten Sauteile zuteile hin abgedichtet sind.

16* Differentialgetriebe nach einen der Ansprüche 1&mdash;15, dadurch gekennzeichnet, da3 die Ritzel zusammengesetzt sind und aus jetseils mehr .als einen Teil bestehen*

17. Differentialgetriebe, bei den mit Ritzeln bestückte Hülsen in

* einesi anzutreibenden Rannen drehbar gelagert sind und dauernd «it-

einander im Eingriff und abwechselnd links/rechts aus dem Rahmen ragen, tio sie mit den Halfcachsenantrieben kämmen und aus deren Ende drehbare Kup-'lungsdruckkolben Kupplungspachs durch Federkräfte in die am Rahmen fixierten Kupnlungskörbe drücken, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungselements zwischen Hülsen und üruckkolben

&rgr; _ra angebracht sind, die bei Relativbewegung des Differentials die

Kupplungsdruckkolben in Drehung versetzen.

f 18. Differentialgetriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,

daß der Rahmen auf einer tiJelle sitzt, die im Getriebegehäuse gelagert X3t.

Differentialgetriebe nncli'Aijeijryclj !^,,dadljfccl* gekennzeichnet, der nahmen im Getriebegehäuse oder den Halbachsenantrieben gelegsrt ist.

20. Üifforontiolgetrißbß nach Anopruch 17, dadurch gekennzeichnet, S daß der Rohnen über die Kupplunsokörbe im Getriebegehäuse oder den Hslbechsenantrieben gelagert ist.

^21. Oiffsrsntislgetriebe ne:h einen der Ansprüche 17-20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppiungskörbe oro Seite auiä einem Stück bestehen.

//©22. Oiffercntialgstriobe nach Anopruch 17, dadurch gekennzeichnet, UaQ dor Rahmen auf einer tiJclle oitzt, daß die Kupplungskörbe sowohl am Rahmen, als auch auf der !»ejle befestigt sind und daG die Welle im Getriebegehäuse oder den mit Schinierlöchern vsreehenen Halbschoannntrieben gelagert ist.

^23. Dirferentiaigecriebe nach einem dar Änoprücne 17-22, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbachoenantriebe aus innen und auQen i/erzehnten Ringen bestehen die mit den Antriebssträngen des Fahrzeugs kämmen.

24. Oiffsrsntislgetriebe nach einem der Anspruchs 17-23, dadurch gs- JLo kennzeichnet, dsG die Aufhebung der Kemmuirkung von Auerückvorrichtungen zum Ausrücken der Psckkupplunnen bewirkt wird.

25, OifferentislQstriebe nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,

dsß die Auerückuorrichtungen im uosentlichen aus mit dem Getriebe&mdash;

i rehäuoe durch Gewinde verbundenen Ringen bestehen. |

olS~ 25. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 17-25, dadurch |

gekennzeichnet, daß in den Hülsen oder in den auf ihnen fixierten |

Ritzeln Anker befestigt sind, die mittels Seilen mit den Kupnlungsdruckkolben verbunden sind.

27. Difforcntiiülgßtriebe Ribfci'i/VnspifJctt 26, Wadtirch gekennzeichnet, daß mindestens die Anker oder mindestens die Kupplungsdruckkolben konische Erhebungen aufweisen, um welche sich die Seile bei Relativbewegung des Differentials wickeln»

.£"28. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 26-27, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsdruckkolben teilbar sind.

29. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 26-28, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen abtriebsseitig zu Böden ausgeformt sind, um den Federn bzw» Ankern Aufstandsflächen zu bieten, und

Ao daß sich zwischen den Kupplungsdruckkolben und den Federn Druckloger befinden.

30. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 26-29, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenhetnden Schmierlöcher aufweisen und die Hülsen gegen Schmierstoffverlust abgedichtet sind (z.B. durch O-Ringe).

31. Differentialyetriebß nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Uelle ölgefüllt i3t und Schmierlöcher zu ihrer Schmierung aufweist.