EP3033550A1 - Differenzialgetriebe für eine antriebsachse eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Differenzialgetriebe für eine antriebsachse eines kraftfahrzeugs

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EP3033550A1
EP3033550A1 EP14745086.0A EP14745086A EP3033550A1 EP 3033550 A1 EP3033550 A1 EP 3033550A1 EP 14745086 A EP14745086 A EP 14745086A EP 3033550 A1 EP3033550 A1 EP 3033550A1
Authority
EP
European Patent Office
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differential
differential gear
actuator
gear according
coupling
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14745086.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Meixner
Karin VOGTHERR
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of EP3033550A1 publication Critical patent/EP3033550A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/22—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using friction clutches or brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/295—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using multiple means for force boosting

Definitions

  • the present invention relates to a differential gear for a drive axle of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
  • a generic differential gear is known, for example, from WO / 2013 / 056691A1, in which two multi-plate clutches are integrated in the differential housing which generate a self-locking effect "torque-sensing.”
  • an electromechanical actuator attached to the differential housing is provided by the software This results in further, in particular driving dynamics advantageous control intervention options regardless of the applied drive torque.
  • the at least one actuator is arranged in the region of one of the output shafts, preferably arranged on a flange of an output shaft of the differential gear designed as a driving flange shaft, and acts on the clutch device with at least one transmission medium.
  • a rod preferably a pull rod, and radially outwardly thereto a support tube may be provided as a transmission means indirectly acted upon by the actuator directly or indirectly on a support disk of the coupling device on the one hand and on the driver formed for example by a driving pin on the other Act.
  • the preferably designed as a pull rod rod and the support tube can be actuated via a, for example, electromagnetically adjustable, ball-ramp system with adjusting discs, resulting in relatively low actuating forces, which can be applied for example by means of a small, low-weight electromagnet.
  • the preferably designed as a pull rod rod and the support tube for example hydraulically or optionally pneumatically, via a linear adjustment, for example, a piston-cylinder unit, in opposite directions be acted upon.
  • an already existing in the motor vehicle pressure medium source may be used with the interposition of a corresponding control valve or it may be used a self-sufficient, electrically driven hydraulic pump.
  • the actuator may be connected to an electronic driving program control of the motor vehicle and superimposed on the driving torque activate the locking device in defined driving conditions of the motor vehicle to a defined extent.
  • Control parameters may be, in particular, the starting of the motor vehicle and / or the passing through of Kuryen, whereby already existing parameters such as vehicle speed, steering angle, lateral acceleration, load request, etc. can be taken into account in the driving program control.
  • Fig. 1 in sketchy, half-tone representation of a differential gear for a
  • Fig. 3 is a schematically and in a longitudinal section through the flange shafts shown bevel differential gear with both sides of the bevel gears and a drive pin arranged multi-plate clutches and a hydraulically actuated actuator.
  • FIG. 1 shows a sketch of a bevel gear differential 10 for a drive axle (front or rear axle) of a motor vehicle, which is rotatably mounted in a differential housing, not shown, and a fixed to a differential housing 12 ring gear 14 as a drive element and two stub shafts 16, Having 18 as output elements.
  • the stub shafts 16, 18 are connected via flanges 16a, 18a with abreibendem drive shafts or the wheels of the drive axle. Furthermore, bear in the differential housing 12 projecting stub shafts 16, 18, the axle bevel gears 20 of the differential 10, which in turn mesh with the planetary gears 22 designed as bevel gears.
  • the planet gears 22 are rotatably mounted on a driving pin 24 which is fixed diametrically opposite in a drum-shaped coupling block 26.
  • the coupling block 26 is axially displaceably guided in the differential housing 12 via axially parallel toothings (at 30) and acts with a pressure disk 26a on a coupling 28 positioned within the differential housing 12, here and below by way of example Multi-plate clutch 28.
  • 12 multi-plate clutches 28 could be provided on both sides of the differential housing.
  • the lamellae (without reference numeral) of the multi-plate clutch 28 acting as a blocking device are positively connected in an alternating manner with the differential housing 12 or a hub portion 20a of the corresponding axle bevel gear 20 and are supported on the end wall 12a of the differential housing via axially parallel gears.
  • the driving differential housing 12 is coupled to the Achskegelrad 20 of the flange 18 and thus canceled the differential effect or the locking device active.
  • the electromagnetic actuator 34 is provided with an electromagnet 36 cooperating with a setting disk 34b, a ball-ramp system 34c and a
  • the electromagnet 36 here consists of a co-rotating armature 36a and a housing-fixed coil 36b. Between these two halves of the electromagnet 36 there is a primary clutch or multi-disc clutch 37, the outer disks 37a of which the left in the image plane flange 17 and thus also connected to the left in the image plane Achskegelrad 20 are. It is understood that this arrangement can just as well be formed at any other suitable location.
  • the inner disks 37b are rotatably connected, for example, by means of splines of the adjusting disk 34 with the arranged inside the stub shaft 16 tie rod 38 and via this with the differential or driving pin 24 and thus the differential housing.
  • the balls of the ball ramp 34 roll within the ramp and cause a spreading action between the right adjusting disc 34b and the left adjusting disc 34a.
  • This spreading force acts on the coupling 28 in the differential from the left adjusting disk 34a via the pull rod 38, the driving pin 24 and the pressure disk 26a. Due to the torque-sensing effect of the differential, this disk set of the clutch 28 is already impressed on the input torque and is additionally pressed more strongly by the actuation force from the ball ramp. This allows the non-ideal driving condition to be driven through even more dynamically.
  • FIG. 1 various bearings are shown in FIG. 1, for example the bearings 39a for mounting the differential housing in the differential flange cover.
  • the storage 39b for storage of the left flange shaft in the housing.
  • the bearings 39c are each thrust bearings, while the bearing 39d is a radial bearing.
  • adjusting disc 34a is still acted upon by a return spring 41. 2 differs from FIG. 1 in particular in that in the differential gear 10 ', the actuator 44 (see also FIG. 3) is hydraulically actuated and actuated, wherein two relatively displaceable and a common cylinder chamber 44c delimiting Ring piston 44a, 44b of a corresponding piston-cylinder Unit are provided, which act on the tie rod 38 and the support tube 40 as described above.
  • Fig. 3 there is shown in greater detail a differential gear 10 " substantially corresponding to Fig. 2 and described only insofar as is necessary for the understanding of the present invention.
  • FIG. 3 partially shows the axle housing 46 in which the differential housing 12 of the bevel gear differential 10 "is axially non-displaceably mounted on both sides tapered roller bearings 48.
  • the flange shafts 16, 18 carrying the axle bevel gears 20 are also provided on the output side via ball bearings 50 are rotatably supported in the axle housing 46.
  • two multi-plate clutches 28 are arranged, the fins of which are connected to the clutch block 26 on the one hand and to the hub sections 20a of the axle bevel gears 20 on the other hand via corresponding gears as described above.
  • the left-side multi-disc clutch 28 can also be acted upon by means of the hydraulically actuatable actuator 44 as follows:
  • actuator 44 is composed analogous to FIG. 2 of two mutually displaceable on the stub shaft 16 and in the axle housing 46 and directly to the flange 16a adjacent annular piston 44a and 44b together, which are axially displaceably guided in the axle housing 46 and delimit a common cylinder space 44c.
  • the cylinder chamber 44c can over in the Axle housing 46 integrated channels (not shown) are supplied with hydraulic fluid.
  • the annular piston 44a is mounted on the stub shaft 16 and acts via a first thrust bearing 42 on the flange 16a and via this via a second thrust bearing 42 on a cup 38a within the flange 16a, which in turn form-fitting with the in the stub shaft 16 in a central bore 16b axially displaceably guided Zügstange 38 cooperates.
  • the pull rod 38 acts with the interposition of a pressure piece 54 on the driving pin 24 of the bevel gear differential or of the coupling block 26.
  • annular piston 44b acts indirectly via a first thrust bearing 42 on the support tube 40, which abuts via a further thrust bearing 42 at a hub-shaped coupling body 52 acting on the left multi-disc clutch 28 as a support disc.
  • the radially outer support tube 40 can rotate with the stub shaft 16 and supports the pressure forces occurring during actuation of the left multi-plate clutch 28 via the coupling body 52, while the drew-coupled to the stub shaft 16 tie rod 38 via the axially displaceable relative to the differential housing 2 coupling block 26 the left multi-plate clutch 28 acted upon.
  • the two multi-plate clutches 28 can thus be "torque sensing" applied via the coupling block 26 at different input and output torques and it can additionally or alternatively the left multi-plate clutch 28 via the actuator 44 with the support tube 40 and the Pull rod 38 are activated as a transmission means more or less to block the differential action.
  • the electric or hydraulic actuation of the actuator 34 or 44 may preferably take place via an electronic driving stability program (not shown) of the motor vehicle which controls the additional actuation of the multi-plate clutch 28 in accordance with driving-specific data such as vehicle speed, load signal, steering angle, lateral acceleration.
  • driving-specific data such as vehicle speed, load signal, steering angle, lateral acceleration.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Differenzialgetriebe für eine Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs, mit einem angetriebenen Ausgleichsgehäuse (12), das über einen drehfest, aber axial verschiebbar geführten Kupplungsblock (26) auf einen Mitnehmer (24), insbesondere auf einen Mitnehmerbolzen, wirkt, auf dem Planetenräder (22) gelagert sind, die mit abtreibenden Abtriebsrädern (20) kämmen, wobei die Abtriebsräder (20) auf beiderseitige Abtriebswellen (16, 18) abtreiben, und mit einer drehmomentabhängigen Sperreinrichtung zum Verlagern des Antriebsmoments mittels zumindest einer in das Ausgleichsgehäuse (12) integrierten Kupplungseinrichtung (28), die zusätzlich über wenigstens einen Aktuator (34; 44) unabhängig vom Antriebsmoment beaufschlagbar ist. Erfindungsgemäß ist der wenigstens eine Aktuator (34; 44) im Bereich wenigstens einer der Abtriebswellen (16, 18) angeordnet und wirkt mittels zumindest eines Übertragungsmittels (38, 40) auf die Kupplungseinrichtung (28).

Description

Beschreibung Differenzialgetriebe für eine Antriebsachse
eines Kraftfahrzeugs
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Differenzialgetriebe für eine Antriebs- achse eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein gattungsgemäßes Differenzialgetriebe ist beispielsweise aus der WO/ 2013/056691A1 bekannt, bei dem in dessen Ausgleichsgehäuse zwei Lamellenkupplungen integriert sind, die abhängig vom Antriebsmoment „momentenfühlend" eine Selbstsperrwirkung erzeugen. Zusätzlich ist ein an das Differenzialgehäuse angebauter, elektromechanischer Aktuator vorgesehen, mittels dem Software gesteuert eine Sperrwirkung überlagerbar ist. Daraus ergeben sich unabhängig vom anliegenden Antriebsmoment weitere, insbesondere fahrdynamisch vorteilhafte Steuereingriffsmöglichkeiten.
Ausgehend von dem gattungsgemäßen Differenzialgetriebe ist es Aufgabe der Erfindung, dieses konstruktiv robust und an gegebene Einbauverhältnisse verbessert anpassbar auszubilden. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Besonders vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der wenigstens eine Aktuator im Bereich einer der Abtriebswellen angeordnet ist, bevorzugt an einem Flansch einer als abtreibende Flanschwelle ausgebildeten Abtriebswelle des Differenzialgetriebes, angeordnet ist und mit zumindest einem Übertragungs- mittel auf die Kupplungseinrichtung wirkt.
Dabei können besonders bevorzugt in dem Ausgleichsgehäuse des vorzugsweise als Kegelraddifferenzial ausgebildeten Differenzials zwei, insbesondere durch Lamellenkupplungen gebildete, Kupplungseinrichtungen vorgesehen sein, die beidseitig des Planetenräder tragenden, in dem axial verschieblichen Kupplungsblock angeordneten Mitnehmers positioniert sind, wobei der Aktuator in funktionell einfacher Weise nur auf eine der Kupplungseinrichtungen wirkt. Des Weiteren können innerhalb der Abtriebswelle eine Stange, vorzugsweise eine Zugstange, und radial außerhalb dazu ein Stützrohr als Übertragungsmittel vorgesehen sein, die mittels des Aktuators gegensinnig beaufschlagt mittelbar oder unmittelbar auf eine Stützscheibe der Kupplungseinrichtung einerseits und auf den zum Beispiel durch einen Mitnehmerbolzen gebildeten Mitnehmer andererseits wirken. Diese Anordnung ermöglicht es, die Zug- und Druckkräfte als innere Kraft mit vermindertem Lagerungs- und Teileaufwand abzustützen bzw. präzise Stellkräfte zu übertragen. Die bevorzugt als Zugstange ausgebildete Stange und das Stützrohr können über ein, zum Beispiel elektromagnetisch verstellbares, Kugel-Rampensystem mit Stellscheiben betätigt sein, woraus relativ geringe Stellkräfte resultieren, die zum Beispiel mittels eines kleinen, gewichtsgünstigen Elektromagneten aufgebracht werden können. Alternativ können die bevorzugt als Zugstange ausgebildete Stange und das Stützrohr zum Beispiel hydraulisch oder gegebenenfalls pneumatisch, über eine Linearverstelleinrichtung, zum Beispiel eine Kolben-Zylinder-Einheit, gegensinnig beaufschlagbar sein. Dabei kann bevorzugt eine im Kraftfahrzeug bereits vorhandene Druckmittelquelle unter Zwischenschaltung eines entsprechenden Steuerventils genutzt werden oder es kann eine autarke, elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe verwendet sein.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass zur Erzielung einer leichtgängigen, präzisen Betätigung die bevorzugt als Zugstange ausgebildete Stange und das Stützrohr innerhalb bzw. außerhalb der Flanschwelle über Lager, zum Beispiel Axiallager, abgestützt sind und über diese auf die bevorzugt als Lamellenkupplung ausgebildete Kupplungseinrichtung wirken. Schließlich kann besonders bevorzugt der Aktuator an eine elektronische Fahrprogrammsteuerung des Kraftfahrzeugs angeschlossen sein und überlagert zum Antriebsdrehmoment die Sperreinrichtung bei definierten Fahrzuständen des Kraftfahrzeugs in einem definierten Maße aktivieren. Steuerungsparameter können dabei insbesondere das Anfahren des Kraftfahrzeugs und/oder das Durchfahren von Kuryen sein, wobei in der Fahrprogrammsteuerung bereits vorhandene Parameter wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkwinkel, Querbeschleunigung, Lastanforderung, etc. entsprechend b.erücksichtigbar sind. Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in skizzenhafter, hälftiger Darstellung ein Differenzialgetriebe für eine
Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs, mit einer Lamellenkupplung als „momentenfühlende" Sperreinrichtung und einem auf die Lamellen- kupplung geschalteten, elektromagnetischen Aktuator, der an einer der Flanschwellen des Differenzialgetriebes angeordnet ist und über eine Zugstange und ein Stützrohr auf die Lamellenkupplung wirkt; Fig. 2 ein zur Fig. 1 alternatives Differenzialgetriebe mit einem hydraulisch angesteuerten Aktuator; und
Fig. 3 ein schematisch und in einem Längsschnitt durch die Flanschwellen dargestelltes Kegelrad-Differenzialgetriebe mit beidseitig der Kegelräder und einem Mitnehmerbolzen angeordneten Lamellenkupplungen und einem hydraulisch betätigten Aktuator.
Die Fig. 1 zeigt skizzenhaft ein Kegelrad-Differenzial 10 für eine Antriebsachse (Vorder- oder Hinterachse) eines Kraftfahrzeugs, das drehbar in einem nicht dargestellten Differenzialgehäuse gelagert ist und das ein, an einem Ausgleichsgehäuse 12 befestigtes Tellerrad 14 als Antriebselement sowie zwei Flanschwellen 16, 18 als Abtriebselemente aufweist.
Die Flanschwellen 16, 18 sind über Flansche 16a, 18a mit abtreibenden Gelenkwellen bzw. den Rädern der Antriebsachse trieblich verbunden. Ferner tragen die in das Ausgleichsgehäuse 12 einragenden Flanschwellen 16, 18 die Achskegelräder 20 des Differenzials 10, die wiederum mit den als Kegelräder ausgeführten Planetenrädern 22 kämmen. Die Planetenräder 22 sind auf einem Mitnehmerbolzen 24 drehbar gelagert, der diametral gegenüberliegend in einem trommeiförmigen Kupplungsblock 26 befestigt ist. Der Kupplungsblock 26 ist über achsparallele Verzahnungen (bei 30) axial verschiebbar im Ausgleichsgehäuse 12 geführt und wirkt mit einer Anpressscheibe 26a auf eine innerhalb des Ausgleichsgehäuses 12 positionierte Kupplung 28, hier und nachfolgend beispielhaft eine Lamellenkupplung 28. Gegebenenfalls könnten auch beiderseits des Ausgleichsgehäuses 12 Lamellenkupplungen 28 vorgesehen sein.
Die Lamellen (ohne Bezugszeichen) der als Sperreinrichtung wirkenden Lamellenkupplung 28 sind über ebenfalls achsparallele Verzahnungen in Drehrichtung formschlüssig und alternierend mit dem Ausgleichsgehäuse 12 oder einem Nabenabschnitt 20a des korrespondierenden Achskegelrades 20 trieblich verbunden und an der Stirnwand 12a des Ausgleichsgehäuses abgestützt.
Durch das Schließen der Lamellenkupplung 28 ist das antreibende Ausgleichsgehäuse 12 mit dem Achskegelrad 20 der Flanschwelle 18 gekoppelt und demzufolge die Differenzialwirkung aufgehoben bzw. die Sperreinrichtung aktiv.
Dies kann abhängig vom Antriebsmoment „momentenfühlend" über den verschieblichen Kupplungsblock 26 und die Anpressscheibe 26a und/oder gesteuert über einen Aktuator 34 erfolgen. Dabei ist der elektromagnetische Aktuator 34 mit einem mit einer Stellscheibe 34b zusammenwirkenden Elektromagneten 36, einem Kugel-Rampensystem 34c und einer weiteren Stellscheibe 34a baulich an dem Flansch 16a der Flanschwelle 16 positioniert. Konkret besteht der Elektromagnet 36 hier aus einem mitdrehenden Anker 36a und einer gehäusefesten Spule 36b. Zwischen diesen beiden Hälften des Elektromagneten 36 befindet sich eine Primärkupplung bzw. Lamellenkupplung 37, deren Außenlamellen 37a mit der in der Bildebene linken Flanschwelle 16 und damit auch mit dem in der Bildebene linken Achskegelrad 20 verbunden sind. Es versteht sich, dass diese Anordnung auch genauso gut an jeder anderen geeigneten Stelle so ausgebildet sein kann.
Die Innenlamellen 37b sind zum Beispiel mittels einer Steckverzahnung der Stellscheibe 34 mit der innerhalb der Flanschwelle 16 angeordneten Zugstange 38 und über diese mit dem Differenzial- bzw. Mitnehmerbolzen 24 und damit dem Differenzialgehäuse drehfest verbunden.
Bei einer idealen Geradeausfahrt dreht das Differenzial im Block um. Die Drehzahlen der Achskegelräder sind dann identisch mit der Drehzahl des Differenzialkäfigs. Dies bedeutet, dass es in der Primärkupplung 37 keine Differenzdrehzahl gibt und somit die Zugstange 38 mit der gleichen Drehzahl dreht wie die Flanschwelle 16. Würde jetzt der Elektromagnet 36 bestromt und damit die Primärkupplung 37 elektromagnetisch aktuiert werden, würde die Kugelrampe 34 keine Spreizwirkung haben, da keine Differenzdrehzahl zwischen der Stellscheibe 34b, die mit der Drehzahl der Zugstange 38 dreht, und der Stellscheibe 34a, die mit der Drehzahl der Flanschwelle 16 dreht, anliegt. Damit das Kugelrampenprinzip funktionieren kann, muss somit zwischen den Stellscheiben 34a, 34b eine Differenzdrehzahl vorhanden sein, weil ansonsten die Kugel nicht losläuft und es zu keiner Spreizwirkung kommen kann.
Bei einer Kurvenfahrt bzw. einem sogenannten nicht-idealen Fahrzustand, bei dem zwischen einem Differenzialausgang, zum Beispiel linke/rechte Flanschwelle oder vordere/hintere Achse schon ein geringer Qrehzahlunterschied anliegt, verteilt das Differenzial von sich aus schon Moment, sodass an den Achskegelrädern eine andere Drehzahl anliegt als am Differenzialkäfig. In der Primärkupplung 37 dreht das Innenlamellenpaket 37b mit einer anderen Drehzahl als das Außenlamellenpaket 37a. Wird der Elektromagnet 36 bestromt, wird über das Lamellenpaket der Primärkupplung 37 die Stellscheibe 34b, die die Drehzahl der Zugstange 38, des Mitnehmerbolzens 24 und des Differenzialkäfigs aufweist, gebremst, bzw. auf die Drehzahl der linken Flanschwelle und damit die Drehzahl des linken Achskegelrades beschleunigt. Dadurch rollen die Kugeln der Kugelrampe 34 innerhalb der Rampe ab und bewirken eine Spreizwirkung zwischen der rechten Stellscheibe 34b und der linken Stellscheibe 34a. Diese Spreizkraft wirkt von der hier linken Stellscheibe 34a über die Zugstange 38, den Mitnehmerbolzen 24 sowie die Anpressscheibe 26a auf die Kupplung 28 im Differenzial. Aufgrund der momentenfühlenden Wirkung des Differenzials ist dieses Lamellenpaket der Kupplung 28 bereits eingangsmomentenabhängig angepresst und wird noch zusätzlich durch die Aktuierungskraft aus der Kugelrampe stärker angepresst. Damit kann der nicht-Ideale Fahrzustand noch dynamischer durchfahren werden.
Ferner sind in der Fig. 1 noch diverse Lager eingezeichnet, zum Beispiel die Lager 39a zur Lagerung des Differenzialgehäuses im Differenzialflansch- deckel. Weiter die Lagerung 39b zur Lagerung der linken Flanschwelle im Gehäuse. Bei den Lagern 39c handelt es sich jeweils um Axiallager, während es sich beim Lager 39d um ein Radiallager handelt.
Ferner ist die in der Bildebene der Fig. 1 linke Stellscheibe 34a noch mit einer Rückstellfeder 41 beaufschlagt. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der Fig. 1 insbesondere dadurch, dass bei dem Differenzialgetriebe 10' der Aktuator 44 (vgl. auch Fig. 3) hydraulisch angesteuert und betätigt ist, wobei zwei relativ zueinander verschiebliche und einen gemeinsamen Zylinderraum 44c begrenzende Ringkolben 44a, 44b einer entsprechenden Kolben-Zylinder- Einheit vorgesehen sind, die auf die Zugstange 38 und auf das Stützrohr 40 wie Vorbeschrieben wirken.
In der Fig. 3 ist mehr detailliert ein Differenzialgetriebe 10" dargestellt, das im Wesentlichen der Fig. 2 entspricht und nur soweit beschrieben ist, als dies für das Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich ist. Funktionell gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In der Fig. 3 ist teilweise das Achsgehäuse 46 gezeigt, in dem das Ausgleichsgehäuse 12 des Kegelrad-Differenzials 10" über beidseitige Kegelrollenlager 48 axial unverschiebbar gelagert- ist. Die die Achskegelräder 20 über eine Schiebeverzahnung tragenden Flanschwellen 16, 18 sind ferner ausgangsseitig über Kugellager 50 im Achsgehäuse 46 drehbar abgestützt. Beiderseits des Kupplungsblocks 26 sind zwei Lamellenkupplungen 28 angeordnet, deren Lamellen wie vorbeschrieben jeweils mit dem Kupplungsblock 26 einerseits und mit den Nabenabschnitten 20a der Achskegelräder 20 andererseits über entsprechende Verzahnungen trieblich verbunden sind.
Die linksseitige Lamellenkupplung 28 kann ferner mittels des hydraulisch betätigbaren Aktuators 44 wie folgt beaufschlagt werden:
Der an eine nicht dargestellte Druckmittelquelle anschließbare Aktuator 44 setzt sich analog zur Fig. 2 aus zwei zueinander verschieblich auf der Flanschwelle 16 und im Achsgehäuse 46 geführte und unmittelbar zum Flansch 16a benachbarte Ringkolben 44a und 44b zusammen, die im Achsgehäuse 46 axial verschiebbar geführt sind und einen gemeinsamen Zylinderraum 44c begrenzen. Der Zylinderraum 44c kann über in das Achsgehäuse 46 integrierte Kanäle (nicht dargestellt) mit Hydraulikfluid beaufschlagt werden.
Der Ringkolben 44a ist auf der Flanschwelle 16 gelagert und wirkt über ein erstes Axiallager 42 auf den Flansch 16a und über diesen über ein zweites Axiallager 42 auf eine Tasse 38a innerhalb des Flansches 16a, die wiederum formschlüssig mit der in der Flanschwelle 16 in einer zentralen Bohrung 16b axial verschiebbar geführten Zügstange 38 zusammenwirkt. Die Zugstange 38 wirkt andererseits unter Zwischenschaltung eines Druckstücks 54 auf den Mitnehmerbolzen 24 des Kegelradraddifferenzials bzw. des Kupplungsblocks 26.
Des Weiteren wirkt der Ringkolben 44b über ein erstes Axiallager 42 indirekt auf das Stützrohr 40, das über ein weiteres Axiallager 42 an einem auf die linke Lamellenkupplung 28 als Stützscheibe wirkenden, nabenförmigen Kupplungskörper 52 drehentkoppelt anliegt.
Dementsprechend kann sich das radial äußere Stützrohr 40 mit der Flanschwelle 16 verdrehen und stützt die bei der Betätigung der linken Lamellenkupplung 28 auftretenden Druckkräfte über den Kupplungskörper 52 ab, während die zur Flanschwelle 16 drehentkoppelte Zugstange 38 über den axial relativ zum Ausgleichsgehäuse 2 verschieblichen Kupplungsblock 26 die linke Lamellenkupplung 28 beaufschlagt.
Die beiden Lamellenkupplungen 28 können somit über den Kupplungsblock 26 bei unterschiedlichen An- und Abtriebsmomenten „momentenfühlend" beaufschlagt werden und es kann zusätzlich oder alternativ die linke Lamellenkupplung 28 über den Aktuator 44 mit dem Stützrohr 40 und die Zugstange 38 als Übertragungsmittel mehr oder minder zum Sperren der Differenzialwirkung aktiviert werden.
Die elektrische oder hydraulische Ansteuerung des Aktuators 34 oder 44 kann bevorzugt über ein elektronisches Fahrstabilitätsprogramm (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs erfolgen, das nach Maßgabe fahrspezifischer Daten wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Lastsignal, Lenkwinkel, Querbeschleunigung, etc. die zusätzliche Betätigung der Lamellenkupplung 28 steuert. Dies ergibt unter anderem beim Anfahren des Kraftfahrzeugs, beim Durchfahren von Kurven und bei plötzlichen Lastwechseln fahrdynamische Vorteile, insbesondere bei sportlich ausgelegten, hochmotorisierten Kraftfahrzeugen.

Claims

Ansprüche
Differenzialgetriebe für eine Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs, mit einem angetriebenen Ausgleichsgehäuse (12), das über einen drehfest, aber axial verschiebbar geführten Kupplungsblock (26) auf einen Mitnehmer (24), insbesondere auf einen Mitnehmerbolzen, wirkt, auf dem Planetenräder (22) gelagert sind, die mit abtreibenden Abtriebsrädern (20) kämmen, wobei die Abtriebsräder (20) auf beiderseitige Abtriebswellen (16, 18) abtreiben, und mit einer drehmomentabhängigen Sperreinrichtung zum Verlagern des Antriebsmoments mittels zumindest einer in das Ausgleichsgehäuse (12) integrierten Kupplungseinrichtung (28), die zusätzlich über wenigstens einen Aktuator (34; 44) unabhängig vom Antriebsmoment beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Aktuator (34; 44) im Bereich wenigstens einer der Abtriebswellen (16, 18) angeordnet ist und mittels zumindest eines Übertragungsmittels (38, 40) auf die Kupplungseinrichtung (28) wirkt.
Differenzialgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzialgetriebe als Kegelraddifferenzial (10) mit kegelförmigen Planetenrädern (22) sowie mit Achskegelrädern als Abtriebsräder (20) ausgebildet ist.
Differenzialgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (34; 44) an einem Flansch (16a) einer als Flanschwelle ausgebildeten Abtriebswelle (16) angeordnet ist.
4. Differenzialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (28) über den Aktuator (34; 44), den Mitnehmer (24) und den Kupplungsblock (26) unabhängig vom Antriebsmoment beaufschlagbar ist.
5. Differenzialgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ausgleichsgehäuse (12) des Differenzials (10") zwei, bevorzugt durch Lamellenkupplungen gebildete, Kupplungseinrichtungen (28) vorgesehen sind, die beidseitig des Planetenräder (22) tragenden und in dem axial verschieblichen Kupplungsblock (26) angeordneten Mitnehmers (24) positioniert sind, wobei der Aktuator (34; 44) nur auf eine der Kupplungseinrichtungen (28) wirkt.
6. Differenzialgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Abtriebswelle (16) eine Stange (38), vorzugsweise eine Zugstange, und radial außerhalb dazu ein Stützrohr (40) als Übertragungsmittel vorgesehen sind, die mittels des Aktuators (34; 44) gegensinnig beaufschlagt mittelbar oder unmittelbar auf eine Stützscheibe (52) der Kupplungseinrichtung (28) einerseits und auf den Mitnehmer (24) oder auf die zweite Abtriebswelle (18) andererseits wirken.
7. Differenzialgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (38) und das Stützrohr (40), insbesondere hydraulisch, über eine Linearverstelleinrichtung, insbesondere eine Kolben-Zylinder- Einheit (44a, 44b, 44c), gegensinnig beaufschlagbar sind.
8. Differenzialgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (38) und das Stützrohr (40) über ein, vorzugsweise elektromagnetisch verstellbares, Kugel-Rampensystem (34c) mit Stellscheiben (34a, 34b) betätigt sind.
9. Differenzialgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange (38) und das Stützröhr (40) innerhalb oder außerhalb der Abtriebswelle (16) über Lager (42), insbesondere über Axiallager, drehentkoppelt angeordnet sind.
10. Differenzialgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (34; 44) an eine elektronische Fahrprogrammsteuerung des Kraftfahrzeugs angeschlossen ist und überlagert zum Antriebsdrehmoment die Sperreinrichtung (28) bei definierten Fahrzuständen des Kraftfahrzeugs aktiviert.
1 1. Differenzialgetriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (34; 44) beim Anfahren des Kraftfahrzeugs und/oder beim Durchfahren von Kurven angesteuert ist.
12. Differenzialgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (28) durch eine Lamellenkupplung gebildet ist.
13. Verfahren zum Betätigen eines Differenzialgetriebes nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017214916B4 (de) * 2017-08-25 2021-10-07 Audi Ag Differentialgetriebeeinrichtung mit schaltbarer Torque Vectoring-Funktionalität

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3212495C2 (de) * 1982-04-03 1985-08-29 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag, 7000 Stuttgart Sperrbares Differentialgetriebe für Kraftfahrzeuge
DE3313283A1 (de) * 1983-04-13 1984-10-25 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Sperrdifferential mit einer in einem differentialgetriebegehaeuse angeordneten sperrkupplung, die von einem in einem achsgehaeuse angeordneten aeusseren stellglied der axialkolben-zylinder-bauart betaetigt wird
DE3861591D1 (de) 1987-03-21 1991-02-21 Zahnradfabrik Friedrichshafen Anordnung einer elektromagnet-zahnkupplung.
DE3808066A1 (de) * 1987-03-21 1988-09-29 Zahnradfabrik Friedrichshafen Anordnung einer elektromagnet-zahnkupplung
DE3738280A1 (de) 1987-11-11 1989-06-01 Opel Adam Ag Lamellensperrdifferential fuer kraftfahrzeuge, insbesondere frontgetriebene personenkraftwagen
US4976667A (en) * 1988-02-10 1990-12-11 Eaton Corporation Differential clutch and lever actuation system therefor
WO1989010279A1 (fr) * 1988-04-30 1989-11-02 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag Tracteur toutes roues motrices
DE3918565A1 (de) * 1989-06-07 1990-12-13 Gkn Automotive Ag Differentialgetriebe
US5019021A (en) 1990-07-02 1991-05-28 Eaton Corporation Modulating limited slip differential
US5531653A (en) * 1995-01-13 1996-07-02 Dana Corporation Selectively lockable differential assembly
US5810141A (en) * 1996-12-13 1998-09-22 Eaton Corporation Driveline clutch with unidirectional apply ball ramp
DE19929070A1 (de) 1999-06-25 2000-12-28 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ausgleichsgetriebe
US6354978B1 (en) * 1999-10-26 2002-03-12 Simplicity Manufacturing, Inc. Differential and method for variable traction control
US6561939B1 (en) * 2001-11-06 2003-05-13 Torque-Traction Technologies, Inc. Gear module for clutch actuator in differential assembly
US6945899B2 (en) * 2002-03-08 2005-09-20 Gkn Driveline North America, Inc. Axle module with axle shaft electronic management
DE20312418U1 (de) 2003-08-12 2004-12-23 Offrotec Gmbh Betätigungseinrichtung für ein Sperrdifferentialgetriebe
JP5123893B2 (ja) * 2009-06-03 2013-01-23 本田技研工業株式会社 差動制限機構付き差動装置
CN101737478B (zh) 2010-02-05 2012-06-27 浙江理工大学 一种驱动限滑差速器
JP2011196467A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Honda Motor Co Ltd 車両の最終減速装置
DE102010020535A1 (de) * 2010-05-14 2011-11-17 Volkswagen Ag Differentialanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges
DE102011009101A1 (de) 2011-01-21 2012-07-26 Audi Ag Vorrichtung zum Lagern einer Ritzelwelle eines Differenziales für Kraftfahrzeuge
DE102012014004A1 (de) 2011-10-17 2013-04-18 Rainer Drexler Lamellensperre mit Differenzialgehäuse
CN102829152B (zh) 2012-09-15 2016-08-17 浙江理工大学 一种回流式液压限滑差速器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2015022053A1 *

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Publication number Publication date
US20160186849A1 (en) 2016-06-30
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CN105452730A (zh) 2016-03-30
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