EP4359686A1 - Differentialgetriebe und antriebssystem für ein fahrzeug - Google Patents

Differentialgetriebe und antriebssystem für ein fahrzeug

Info

Publication number
EP4359686A1
EP4359686A1 EP22733062.8A EP22733062A EP4359686A1 EP 4359686 A1 EP4359686 A1 EP 4359686A1 EP 22733062 A EP22733062 A EP 22733062A EP 4359686 A1 EP4359686 A1 EP 4359686A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotation
axis
basket
differential gear
coupled
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP22733062.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Simon Peter
Tobias Loss
Felix TRAUTWEIN
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4359686A1 publication Critical patent/EP4359686A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/04—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for differential gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/28—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using self-locking gears or self-braking gears
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/04—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for differential gearing
    • B60K2023/046—Axle differential locking means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H2048/201—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices with means directly braking the orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H2048/204—Control of arrangements for suppressing differential actions
    • F16H2048/208—Control of arrangements for suppressing differential actions using flywheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/08—Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/38—Constructional details
    • F16H48/40—Constructional details characterised by features of the rotating cases

Definitions

  • the present invention relates to a differential gear and a drive system for a vehicle.
  • Differential gears in vehicles are designed to distribute a torque generated by an axle-central drive device to two wheels and thereby allow the wheels to rotate at different speeds, e.g. when cornering.
  • vehicles such as passenger cars
  • typically open or non-lockable differential gears are used, which are designed to distribute the torque evenly to both wheels. If situations occur in which an unequal distribution of torque to the wheels is desired, e.g. when starting off on a roadway that is slippery on one side, the wheel that is on the roadway part with a low coefficient of friction is usually braked with a wheel brake in order to increase the torque that can be delivered there . As a result, a higher torque can also be delivered to the wheel with a higher coefficient of friction.
  • the spur gear is coupled to a flywheel mass, which in turn is coupled to a friction piece. If there is a high differential speed between the basket and the output gear, the spur gear rotates at high speed and, as a result of the centrifugal force, the centrifugal mass is moved radially outwards from the axis of rotation of the spur gear. As a result, the centrifugal mass actuates a clutch, which couples the driven wheel to the basket.
  • a differential gear with the features of claim 1 and a drive system with the features of claim 10 are provided.
  • a differential gear for a vehicle comprises a basket or cage that can be rotated about a first axis of rotation and has a drive interface for coupling to a drive, a first driven wheel, which is mounted in the basket so that it can rotate about the first axis of rotation, a second driven wheel, which is rotatably mounted in the basket about the first axis of rotation, a differential gear, which is mounted in the basket about a second axis of rotation extending perpendicularly to the first axis of rotation and meshes with the first and the second driven wheel, a flywheel mass, which with respect to the first axis of rotation is non-rotatably coupled to the basket and is displaceable in a radial direction perpendicular to the first axis of rotation, and a clutch which can be moved by a movement of the centrifugal mass in a radial direction outwards into a locked state in which it locks the differential gear with respect to the second axis of rotation or
  • a drive system for a vehicle comprises a drive motor, in particular in the form of an electric machine, a transmission gear coupled to the drive motor, a differential gear according to the first aspect of the invention, the basket being coupled to the transmission gear with its drive interface, eg via a drive wheel such as a spur or ring gear, a first wheel axle connected to the first driven wheel of the differential gear and a second wheel axle connected to the second driven wheel of the differential gear.
  • a drive motor in particular in the form of an electric machine
  • a transmission gear coupled to the drive motor
  • a differential gear according to the first aspect of the invention
  • the basket being coupled to the transmission gear with its drive interface, eg via a drive wheel such as a spur or ring gear, a first wheel axle connected to the first driven wheel of the differential gear and a second wheel axle connected to the second driven wheel of the differential gear.
  • One idea on which the invention is based is to set a degree of locking of the differential gear as a function of the speed of rotation of the basket or cage.
  • a centrifugal mass is thus mounted on the basket so that it can be displaced in a radial direction, that is to say perpendicularly to the first axis of rotation about which the basket can be rotated.
  • the flywheel mass is moved radially outwards, ie away from the first axis of rotation, optionally against a prestressing force applied to the flywheel mass by a spring.
  • the centrifugal mass actuates a clutch or moves it from an open state to a locked state, in which the clutch couples the differential gear or one of the driven gears to the basket in a torsion-proof manner, e.g. by frictional engagement.
  • a lock level is 100 percent. That is, a rotation of the driven wheels relative to each other or relative to the basket is not possible.
  • the degree of locking is 0 percent, which means the output gears can rotate relative to each other, as in an open differential.
  • Coupling the flywheel mass to the cage in such a way that it can be moved outwards in the radial direction as a result of rotation of the cage about the first axis of rotation offers the advantage that the differential gear achieves a high degree of locking at high speeds of the cage, while at low speeds of the cage the degree of locking is low.
  • the differential gear At low engine speeds, ie typically at low driving speeds, the differential gear thus behaves like an open differential gear, which is favorable for tight turning radii or similar driving maneuvers.
  • high degrees of locking of the differential gear is achieved. This is useful, for example, when cornering at high speed, since this has a stabilizing effect on the vehicle, or when starting off on a roadway that is slippery on one side.
  • the clutch is designed to couple the differential gear to the basket in a rotationally fixed manner with respect to the second axis of rotation in the locked state, the differential gear being rotated about the second axis of rotation is rotatably mounted on the basket, wherein the clutch has a plurality of first plates, which are non-rotatably coupled to the bearing pin, and a plurality of second plates, which overlap with the first plates and are non-rotatably connected to a non-rotatable relative to the second axis of rotation with disk carrier connected to the basket, and wherein the flywheel mass is coupled to one of the first and second disks for moving the first and second disks into engagement relative to each other along the second axis of rotation.
  • the clutch is arranged radially on the outside of the cage or basket and is designed as a multi-plate clutch.
  • the plate carrier can be fixed to the cage or basket, for example, or it can be mounted on the cage so that it can be displaced linearly in the radial direction. In the latter case, the disc carrier forms part of the centrifugal mass, which means that an even more compact structure can be implemented.
  • the centrifugal mass can be connected to the disc carrier, in particular attached to it.
  • the centrifugal mass can form or be connected to a cover of the disk carrier that faces away from the basket in the radial direction.
  • the disk carrier is formed by a clutch housing which defines an interior space, the first and the second disks being arranged in the interior space. This protects the slats against dirt in an improved manner.
  • the interior is filled with a fluid, e.g. with a dilatant fluid.
  • the clutch housing can thus be designed to be fluid-tight and the clutch can be implemented as a wet multi-plate clutch. This is advantageous with regard to the cooling of the fins. Furthermore, due to the flooding of the interior with fluid, viscous friction between the disks also occurs when the clutch is open, so that the degree of locking of the differential gear is also dependent on the differential speed of the wheels.
  • the clutch is designed to couple one of the driven wheels to the basket in a rotationally fixed manner with respect to the first axis of rotation in the locked state, with the respective driven wheel by means of a driven shaft which protrudes through an end wall of the basket is rotatably mounted on the basket about the first axis of rotation, the clutch having a first friction arrangement which is coupled to the output shaft in a rotationally fixed manner with respect to the first axis of rotation, and a second friction arrangement which is coupled to the basket in a rotationally fixed manner with respect to the first axis of rotation wherein the flywheel is coupled to one of the first and second friction assemblies to move them into engagement relative to one another.
  • the clutch is arranged at an axial end of the basket, as a result of which an even more compact design of the differential gear is advantageously realized in relation to the radial direction.
  • the clutch is also implemented as a friction clutch, which means that, depending on the rotational speed of the basket and the resulting centrifugal force of the centrifugal mass, different degrees of locking can be set essentially continuously.
  • the first friction arrangement has a plurality of first disks which are coupled to the output shaft in a torque-proof manner
  • the second friction arrangement has a plurality second lamellae which overlap with the first lamellae and are non-rotatably coupled to a lamella carrier which is non-rotatably connected to the basket with respect to the first axis of rotation, and in that the centrifugal mass is coupled to the first or the second lamina in order to form the first and the second lamina move along the first axis of rotation into engagement relative to each other.
  • the clutch is designed to convert a movement of the centrifugal mass in the radial direction into a movement of the disks in the axial direction, ie along the first axis of rotation.
  • the first disks it is possible for the first disks to be firmly connected to the respective output shaft in the axial direction and for the second disks to be mounted on the disk carrier so as to be displaceable in the axial direction, or vice versa.
  • the blade carrier can be implemented as part of the basket or as a separate component that is attached to the basket.
  • the clutch has a wedge mechanism with a first wedge coupled to the first or the second disks and a second wedge that is displaceably mounted in the radial direction on the basket, in particular the disk carrier, which bears against the first wedge to which the flywheel mass is connected.
  • the first wedge has a contact surface that includes a first, acute angle with the first axis of rotation, for example an angle in a range between 25 degrees and 80 degrees.
  • the second wedge has a contact surface that forms a second, obtuse angle with the axis of rotation, which may be, for example, 180 degrees minus the first angle.
  • the centrifugal mass is designed in the shape of a segment of a circle.
  • the flywheel mass coupled to the first or second friction assembly can be the first Axis of rotation be partially enclosing circle segment, which facilitates a compact design.
  • the output gears and the differential gear are designed as bevel gears.
  • the differential gear has a drive wheel, e.g. a bevel gear or a spur gear, which is connected to the mechanical interface of the basket.
  • a drive wheel e.g. a bevel gear or a spur gear
  • the interface can be a flange or the like to which the drive wheel is attached.
  • the drive system can have a central braking device, which is designed to apply a braking torque between the drive motor and the differential gear.
  • the drive system can be designed without wheel brakes.
  • the central braking device is designed to apply the braking torque to a drive shaft of the drive motor, to a shaft of the step-up gear or to the basket of the differential gear.
  • the central braking device can be a friction brake acting on the respective shaft or basket.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a drive system for a vehicle according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a schematic-functional sectional view of a differential gear according to an exemplary embodiment of the invention
  • Fig. 3 is a broken perspective sectional view of the differential gear shown in Fig. 2; 4 is a sectional view of a differential gear according to another embodiment of the invention;
  • FIG. 5 is a detailed view of the area identified by the letter Z of the differential shown in FIG. 4;
  • FIG. 6 shows a schematic-functional sectional view of a differential gear according to a further exemplary embodiment of the invention.
  • Fig. 7 is a schematic sectional view of a flywheel of a
  • the drive system 200 has a drive motor 210, e.g. in the form of an electric machine that can be operated as a generator and motor, a transmission gear 220, a differential gear 100, a first axle 231 and a second axle 232.
  • a central braking device 240 can also be provided.
  • the electrical machine can be designed as a three-phase machine, for example.
  • a drive shaft 211 of the drive motor 210 is kinematically coupled to the transmission gear 220 .
  • the step-up gear 220 is only shown schematically and purely by way of example in FIG. 1 and can be designed, for example, as a spur gear. However, it is also conceivable that the transmission gear 220 is implemented as a planetary gear or in some other way.
  • the differential gear 100 is also shown only schematically in FIG. 1 and will be explained in detail below.
  • the differential gear 100 is kinematically coupled to the transmission gear 220 and to the axles 232,233.
  • the transmission gear 220 transmits the torque output from the motor 210 to the differential gear 100, which transmits the torque to the Axes 231, 232 distributed.
  • the differential gear 100 can also absorb torque on the axles 231, 232, which is transmitted to the drive shaft 211 via the gear 220, for example in order to operate the electric machine as a generator.
  • Each of the axles 231, 232 is designed to be coupled to a respective wheel 251, 252, as shown schematically in FIG.
  • the optional central braking device 240 can be provided instead of wheel brakes, which would apply an individual braking torque to the individual axles 231, 232.
  • the braking device 240 can be designed, for example, as a friction brake, as is shown symbolically in FIG. As shown by way of example in Fig. 1, the braking device 240 can be coupled to a shaft 221, e.g. Alternatively, the central braking device 240 could also be coupled to the drive shaft 211 of the drive motor 210 or to a basket 1 (FIGS. 2 to 6) of the differential gear 100 in order to apply a braking torque there in each case.
  • the central braking device 240 is thus generally designed to apply a braking torque between the drive motor 210 and the differential gear 100 .
  • a differential gear 100 is shown schematically, which can be installed, for example, in the drive system 200 shown in FIG.
  • the differential gear 100 comprises a basket or cage 1, a first output gear 2, a second output gear 3, at least one differential gear 4, a flywheel mass 5 and a clutch 6.
  • the basket 1 can, for example, have a peripheral wall 13, which can be cylindrical, for example, and end walls 11, 12 which are provided at the ends of the peripheral wall 13 and face one another.
  • the peripheral wall 13 and end walls 11, 12 define an interior space 1A.
  • Other shapes of the basket 1 are also conceivable, for example the basket 1 can be cuboid.
  • the basket 1 can have walls which define an interior space 1A.
  • the basket 1 can be rotated about a first axis of rotation A1.
  • the end walls 11, 12 are along the first Axis of rotation Al spaced and the peripheral wall 13 encloses the first axis of rotation Al.
  • the basket 1 also has a mechanical interface or drive interface 10 via which the basket 1 can be coupled to a drive, in particular to the drive motor 210 .
  • the interface 10 can be formed by a section of the peripheral wall 13.
  • a flange which is connected to the peripheral wall 13 or to one of the end walls 11, 12, to form the interface 10.
  • a drive wheel 8 for example a bevel gear
  • the drive wheel 8 can be driven by the motor 210 via the transmission gear 220, for example, in order to rotate the basket 1 about the first axis of rotation A1.
  • the cage 1 is thus coupled to the transmission gear 220 with its drive interface 10 .
  • the output gears 2, 3 can be implemented as bevel gears, for example, as is shown in Figs. 2 and 3 is shown by way of example.
  • the drive wheels 2, 3 are arranged in the interior 1A of the basket 1 and can each be connected to an output shaft 20, 30 which penetrates the respective end wall 11, 12 and is rotatably mounted about the first axis of rotation A1.
  • the first and the second driven wheel 2, 3 are mounted in the basket 1 such that they can rotate about the first axis of rotation A1.
  • the output shafts 20, 30 may form or be connected to the first and second axles 231, 232 of the drive system.
  • the first axle 231 is thus generally connected to the first output gear 2 and the second axle 232 is generally connected to the second output gear 3 .
  • a first differential gear 4A and a second differential gear 4B can be provided. In principle, however, it is also conceivable that only one differential wheel 4 is provided. Therefore, only one differential wheel 4 is described below. The statements apply analogously to the first and the second differential wheel 4A, 4B.
  • the differential gear 4 can be implemented as a bevel gear.
  • the differential wheel 4 is arranged in the interior 1A of the cage 1 and about a second axis of rotation A2 extending perpendicularly to the first axis of rotation A1 pivoted.
  • the differential wheel 4 can be connected to a bearing pin 40 which protrudes through the peripheral wall 13 of the basket 1 and is rotatably mounted on the peripheral wall 13, as shown in FIG. 3 by way of example.
  • the differential gear 4 meshes with the first and second driven gears 2,3.
  • the flywheel 5 is generally made up of one or more components connected to the basket 1, in particular such that it can be displaced in a radial direction RI perpendicular to the first axis of rotation Al, but with respect to rotation about the first Axis of rotation Al are rotationally fixed.
  • the centrifugal mass 5 is thus moved outwards in the radial direction RI, ie away from the axis of rotation A1.
  • the flywheel 5 is kinematically coupled to the clutch 6 in order to actuate it or move it between an open state and a locked state.
  • the flywheel 5 moves outward in the radial direction RI, it moves the clutch 6 to the locked state.
  • the centrifugal mass 5 can be prestressed against an outward movement in the radial direction RI, e.g. by means of springs.
  • the clutch 6 can be implemented as a multi-plate clutch which is arranged on the outer circumference or the circumferential wall 13 of the basket 1 .
  • the clutch 6 can be designed to couple the differential wheel 4 to the basket 1 in a rotationally fixed manner with respect to the second axis of rotation A2 in the locked state.
  • the clutch 6 can have a first disk set with a large number of first disks 61 , a second disk set with a large number of second disks 62 and a disk carrier 60 .
  • the disk carrier 60 can be realized, for example, as a closed housing or clutch housing 63 . As shown purely by way of example in FIG.
  • the clutch housing 63 can be designed with a cylindrical peripheral wall and a base which is adapted to the outer circumference of the peripheral wall 13 . Due to the cylindrical shape of the peripheral wall 13, the clutch housing 63 is positioned on the basket 1 such that it cannot rotate relative to the second axis of rotation A2. Alternatively, it is also conceivable for the disk carrier 60 to have pins or other guide structures is coupled to the basket 1 in a torsion-proof manner with respect to the second axis of rotation A2.
  • the flywheel 5 can be formed, for example, by the clutch carrier 60 itself.
  • a cover of the clutch housing 63 can be dimensioned in its mass according to the desired centrifugal force to be generated.
  • the centrifugal mass 5 can generally be connected to the plate carrier 60, in particular attached to it.
  • the bearing pin 40 protrudes into the interior space 63A of the clutch housing 63.
  • the first lamellae 61 which can be disk-shaped, for example, are coupled to the bearing pin 40 in a rotationally fixed manner.
  • the second slats 62 are coupled to the slat carrier 60 in a torque-proof manner and are arranged in an overlapping manner with the first slats 61 .
  • First and second disks 61, 62 are thus arranged alternately along the second axis of rotation A2; in particular, the first and second disks 61, 62 are arranged in the interior space 63A of the clutch housing 63.
  • the first slats 61 can be guided on the bearing pin 40, e.g. When the basket 1 rotates about the first axis of rotation Al, the flywheel 5 and thus the disk carrier 60 with the second disks 62 moves outwards in the radial direction RI, so that the second disks 62 come into contact with the first disks 61 or a Increased contact force between the slats 61 and thus rotation of the differential gear 4 about the second axis of rotation A2 is inhibited.
  • the first slats 61 can be supported, for example, on an end piece 41 attached to the end of the bearing pin 40 (FIG. 3).
  • the centrifugal mass 5 can be coupled to the second disks 62, for example.
  • flywheel mass 5 can be coupled to first disks 61 .
  • the first lamellae 61 can be fixed to a common sleeve, which is guided on the bearing pin 40 so as to be non-rotatable and axially movable.
  • the flywheel 5 can be connected to the sleeve, for example, and the clutch carrier 60 can be firmly connected to the peripheral wall 13 of the basket 1, for example screwed to it or formed in one piece with the peripheral wall.
  • the flywheel 5 can thus in such a way to the first or the second Blades 61, 62 may be coupled to move the first and second blades 61, 62 along the second axis of rotation A2 relative to each other in engagement.
  • a degree of locking of the differential gear 100 is dependent on the rotational speed of the cage 1 since the flywheel mass 5 is coupled to the basket 1, the degree of locking increasing as the rotational speed increases until the locked state, i.e. a degree of locking of 100 percent, is reached from a predetermined speed .
  • a dry multi-plate clutch is shown as an example.
  • a differential gear 100 is shown schematically and purely by way of example, which differs from the differential gear 100 shown in FIG. 3 only in that the interior space 63A of the clutch housing 63 is filled with a fluid.
  • the degree of locking can optionally also be varied as a function of a speed difference between the driven wheels 2, 3, which corresponds to the speed of the differential wheel 4.
  • the fluid may be a dilatant fluid.
  • an end region of the second lamellae 62 can be designed with a smaller thickness than the rest of the respective lamella 62 or can be offset.
  • an end region of the first lamella 61 is designed with a smaller thickness than the rest of the respective lamella 61 or is offset. Viscous friction thus acts predominantly in the offset end area, while predominantly dry friction determines the characteristics of the clutch 6 in the area that is not offset.
  • a differential gear 100 is shown which differs from that shown in Figs. 2 to 5 in that the clutch 6 does not lock the differential gear 4 in the locked state, but is designed to couple one of the driven wheels 2, 3 in a rotationally fixed manner with respect to the first axis of rotation A1 to the basket 1 in the locked state .
  • FIG. 6 shows by way of example that the clutch 6 acts on the first driven wheel 2 .
  • the clutch 6 can also act on the second output gear 3 .
  • the clutch 6 can be implemented as a dry or wet-running multi-plate clutch, similar to what was described above.
  • the clutch 6 comprises a disk carrier 60, a plurality of first disks 61 which are coupled in a torque-proof manner to the first output shaft 20, and a plurality of second disks 62 which overlap with the first disks 61 and are connected in a torque-proof manner a disk carrier 60 are coupled.
  • the plate carrier 60 can be fastened to the first end wall 11 of the basket 1, for example.
  • the disk carrier 60 is connected to the basket 1 in a rotationally fixed manner with respect to the first axis of rotation A1.
  • FIG. 1 As shown schematically in FIG.
  • the output shaft 20 protrudes into the disk carrier 60, preferably through it.
  • the first and second disks 61, 62 are arranged alternately along the output shaft 20 or along the first axis of rotation A1.
  • the above statements apply. It is both conceivable that only the first or the second disks 61, 62 are mounted on the output shaft 20 or the disk carrier 60 so as to be displaceable along the first axis of rotation A1.
  • both the first and the second disks 61, 62 can be mounted on the output shaft 20 or the disk carrier 60 so that they can be displaced along the first axis of rotation A1.
  • the centrifugal mass 5 can be formed, for example, by ring-segment-shaped bodies which are rotatably mounted on the disk carrier 60 about the first axis of rotation A1 and displaceable in the radial direction, as is shown schematically in FIG.
  • the centrifugal masses 5 can also be prestressed against movement in the radial direction RI, for example by means of springs 69 also in this differential gear 100 in relation to the first axis of rotation A1 and coupled to the basket 1 such that it is non-rotatable and displaceable in the radial direction RI.
  • the flywheel 5 is shown only symbolically as a block.
  • the clutch 6 can have a wedge mechanism 67 with a first wedge 67A and a second wedge 67B.
  • the first wedge 67A is coupled to the first or the second laminations 61, 62, in particular to the laminations 61, 62 of the lamina pack, which is mounted displaceably along the first axis of rotation A1.
  • FIG. 6 shows, purely by way of example, that the first wedge 67A is coupled to the first lamellae 61 .
  • a tip of the first wedge 67A can face the first axis of rotation A1 or a contact surface of the first wedge 67A can enclose an acute angle with the first axis of rotation A1.
  • the second wedge 67B is oriented opposite to the first wedge 67A, so that a tip of the second wedge 67B faces away from the first axis of rotation A1 or a contact surface of the second wedge 67B encloses an acute angle with the first axis of rotation A1. As shown schematically in FIG. 6, a contact surface of the second wedge 67B abuts a contact surface of the first wedge 67A.
  • the flywheel 5 is coupled to the second wedge 67B.
  • the second wedge 67B slides off the first wedge 67A and, due to the inclination of the contact surfaces, exerts a force in the axial direction or along the first axis of rotation A1 on the first wedge 67A, which engages the first and second lamellae 61, 62 brings or increases a frictional force between the slats 61, 62 according to the axial force.
  • the invention is not limited to a wedge mechanism 67 for actuating the multi-plate clutch 6 shown in FIG.
  • the flywheel 5 can be kinematically connected to the clutch 6 and the clutch 6 can be designed to convert a movement of the flywheel 5 in the radial direction RI into a movement of the disks 61, 62 relative to one another in the axial direction, i.e. along the first axis of rotation A1.
  • the clutch 6 of the differential gear 100 shown in FIG. 6 is not limited to a multi-plate clutch. Alternatively, other friction clutches can also be provided, e.g.
  • first friction piece which is coupled to the respective output shaft 20, 30 in a rotationally fixed manner in relation to the first axis of rotation Al
  • second friction piece which is rotationally fixed in relation to the first axis of rotation Al, but in is slidably coupled to the basket 1 in the radial direction RI.
  • the flywheel 5 is coupled to the second friction piece.
  • the clutch 6 thus comprises a first friction arrangement, which is coupled to the respective output shaft 20, 30 in a torque-proof manner with respect to the first axis of rotation Al, and a second friction arrangement, which is coupled to the basket 1 in a torque-proof manner with respect to the first axis of rotation Al , wherein the flywheel 5 is coupled to the first or the second friction assembly to move them relative to each other in engagement.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

Ein Differentialgetriebe für ein Fahrzeug umfasst einen um eine erste Drehachse drehbaren Korb mit einer Antriebsschnittstelle zur Kopplung mit einem Antrieb, ein erstes Abtriebsrad, welches um die erste Drehachse drehbar in dem Korb gelagert ist, ein zweites Abtriebsrad, welches um die erste Drehachse drehbar in dem Korb gelagert ist, ein Ausgleichsrad, welches um eine sich senkrecht zur ersten Drehachse erstreckende zweite Drehachse in dem Korb gelagert ist und mit dem ersten und dem zweiten Abtriebsrad in Eingriff steht, eine Schwungmasse, welche in Bezug auf die erste Drehachse verdrehsicher und in einer radialen Richtung senkrecht zu der ersten Drehachse verschiebbar an den Korb gekoppelt ist, und eine Kupplung, welche durch eine Bewegung der Schwungmasse in radialer Richtung nach außen in einen Sperrzustand bewegbar ist, in welchem sie das Ausgleichsrad in Bezug auf die zweite Drehachse oder eines der Abtriebsräder in Bezug auf die erste Drehachse drehfest an den Korb koppelt.

Description

Beschreibung
Titel
Differentialgetriebe und Antriebssystem für ein Fahrzeug
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe sowie ein Antriebssystem für ein Fahrzeug.
Stand der Technik
Differentialgetriebe von Fahrzeugen sind dazu ausgebildet, ein von einer achszentralen Antriebseinrichtung erzeugtes Drehmoment auf zwei Räder zu verteilen und dabei unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten der Räder zu ermöglichen, z.B. bei einer Kurvenfahrt. In Fahrzeugen, wie z.B. PKWs, kommen typischerweise offene bzw. nicht sperrbare Differentialgetriebe zum Einsatz, welche dazu ausgebildet sind, das Drehmoment gleichmäßig auf beide Räder verteilen. Wenn Situationen auftreten, in denen eine ungleiche Verteilung von Drehmoment auf die Räder gewünscht ist, z.B. beim Anfahren auf einseitig glatter Fahrbahn, wird üblicherweise mit einer Radbremse das Rad gebremst, welches auf dem Fahrbahnteil mit niedrigem Reibbeiwert steht, um das dort absetzbare Drehmoment zu erhöhen. Dadurch lässt sich auch an dem Rad mit höherem Reibwert ein höheres Drehmoment absetzen.
In modernen Fahrzeugen kommen zunehmend elektrische Maschinen als achszentrale Antriebseinrichtung zum Einsatz. Die elektrische Maschine kann üblicherweise auch als Generator betrieben werden, um eine Bremsung durchzuführen. In solchen Antriebssystemen kann die Radbremse grundsätzlich entfallen, was eine ungleiche Drehmomentenverteilung über das Differentialgetriebe erschwert. In der US 3517573 A wird ein Differentialgetriebe mit einem um eine erste Drehachse drehbaren Korb, zwei um die erste Drehachse im Korb drehbar gelagerten Abtriebsrädern und einem Ausgleichsrad beschrieben, welches um eine zweite Drehachse drehbar in dem Korb gelagert ist und mit den Abtriebsrädern in Eingriff steht. An eines der Abtriebsräder ist ein Tellerrad gekoppelt, welches mit einem drehbar in dem Korb gelagerten Stirnrad in Eingriff steht. Das Stirnrad ist mit einer Schwungmasse gekoppelt, welche ihrerseits an ein Reibstück gekoppelt ist. Bei einer hohen Differenzdrehzahl zwischen Korb und Abtriebsrad dreht sich das Stirnrad mit hoher Geschwindigkeit und infolge der Fliehkraft wird die Schwungmasse radial von der Drehachse des Stirnrads nach außen bewegt. Dadurch betätig die Schwungmasse eine Kupplung, welche das Abtriebsrad an den Korb koppelt.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist ein Differentialgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Antriebssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgesehen.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Differentialgetriebe für ein Fahrzeug einen um eine erste Drehachse drehbaren Korb oder Käfig mit einer Antriebsschnittstelle zur Kopplung mit einem Antrieb, ein erstes Abtriebsrad, welches um die erste Drehachse drehbar in dem Korb gelagert ist, ein zweites Abtriebsrad, welches um die erste Drehachse drehbar in dem Korb gelagert ist, ein Ausgleichsrad, welches um eine sich senkrecht zur ersten Drehachse erstreckende zweite Drehachse in dem Korb gelagert ist und mit dem ersten und dem zweiten Abtriebsrad in Eingriff steht, eine Schwungmasse, welche in Bezug auf die erste Drehachse verdrehsicher und in einer radialen Richtung senkrecht zu der ersten Drehachse verschiebbar an den Korb gekoppelt ist, und eine Kupplung, welche durch eine Bewegung der Schwungmasse in radialer Richtung nach außen in einen Sperrzustand bewegbar ist, in welchem sie das Ausgleichsrad in Bezug auf die zweite Drehachse oder eines der Abtriebsräder in Bezug auf die erste Drehachse drehfest an den Korb koppelt. Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Antriebssystem für ein Fahrzeug einen Antriebsmotor, insbesondere in Form einer elektrischen Maschine, ein an den Antriebsmotor gekoppeltes Übersetzungsgetriebe, ein Differentialgetriebe nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei der Korb mit dessen Antriebsschnittstelle an das Übersetzungsgetriebe gekoppelt ist, z.B. über ein Antriebsrad wie ein Stirn- oder Tellerrad, eine mit dem ersten Abtriebsrad des Differentialgetriebes verbundene erste Radachse und eine mit dem zweiten Abtriebsrad des Differentialgetriebes verbundene zweite Radachse.
Eine der Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, einen Sperrgrad des Differentialgetriebes abhängig von der Drehzahl des Korbs oder Käfigs einzustellen. Eine Schwungmasse ist somit in einer radialen Richtung, also senkrecht zu der ersten Drehachse, um die der Korb drehbar ist, verschiebbar an dem Korb gelagert. Bei hoher Drehzahl des Korbs wird die Schwungmasse radial nach außen, also von der ersten Drehachse wegbewegt, optional gegen eine von einer Feder auf die Schwungmasse aufgebrachte Vorspannkraft. Dadurch betätigt die Schwungmasse eine Kupplung bzw. bewegt diese von einem offenen Zustand in einen Sperrzustand, in welcher die Kupplung das Ausgleichsrad oder eines der Abtriebsräder verdrehsicher mit dem Korb koppelt, z.B. durch Reibschluss.
In dem Sperrzustand beträgt ein Sperrgrad 100 Prozent. Das heißt, eine Drehung der Abtriebsräder relativ zueinander bzw. relativ zu dem Korb ist nicht möglich. In dem offenen Zustand beträgt der Sperrgrad 0 Prozent, das heißt, die Abtriebsräder können sich, wie bei einem offenen Differentialgetriebe, relativ zueinander drehen.
Die Kopplung der Schwungmasse an den Käfig derart, dass diese infolge einer Rotation des Käfigs um die erste Drehachse in radialer Richtung nach außen bewegbar ist, bietet den Vorteil, dass das Differentialgetriebe bei hohen Drehzahlen des Käfigs ein hoher Sperrgrad erzielt wird, während bei niedrigen Drehzahlen des Käfigs der Sperrgrad gering ist. Bei niedrigen Drehzahlen, also typischerweise bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten, verhält sich das Differentialgetriebe somit wie ein offenes Differentialgetriebe, was für enge Wenderadien oder ähnliche Fahrmanöver günstig ist. Bei hohen Drehzahlen des Käfigs, also bei hoher Fahrgeschwindigkeit oder bei hoher Differenzdrehzahl zwischen den Abtriebsrädern, wird ein hoher Sperrgrad des Differentialgetriebes erzielt. Dies ist z.B. günstig für Kurvenfahrten mit hoher Geschwindigkeit, da dadurch eine stabilisierende Wirkung auf das Fahrzeug erzielt wird, oder beim Anfahren auf einseitig glatter Fahrbahn.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Kupplung dazu ausgebildet ist, in dem Sperrzustand das Ausgleichsrad in Bezug auf die zweite Drehachse drehfest an den Korb zu koppeln, wobei das Ausgleichsrad mittels eines Lagerstifts, welcher durch eine Umfangswandung des Korbs hindurch ragt, um die zweite Drehachse drehbar an dem Korb gelagert ist, wobei die Kupplung eine Vielzahl erster Lamellen, die drehfest an den Lagerstift gekoppelt sind, und eine Vielzahl zweiter Lamellen aufweist, die mit den ersten Lamellen überlappen und drehfest an einen in Bezug auf die zweite Drehachse drehfest mit dem Korb verbundenen Lamellenträger gekoppelt sind, und wobei die Schwungmasse an die ersten oder die zweiten Lamellen gekoppelt ist, um die ersten und die zweiten Lamellen entlang der zweiten Drehachse relativ zueinander in Eingriff zu bewegen. Demnach ist die Kupplung radial außen an dem Käfig bzw. Korb angeordnet und als Lamellenkupplung ausgeführt. Damit ergibt sich vorteilhaft ein konstruktiv einfacher und kostengünstiger Aufbau mit geringem Bauraumbedarf. Der Lamellenträger kann z.B. fest mit dem Käfig bzw. Korb verbunden sein oder seinerseits in radialer Richtung linear verschiebbar an dem Käfig gelagert sein. Im letztgenannten Fall bildet der Lamellenträger einen Teil der Schwungmasse, wodurch ein noch kompakterer Aufbau realisierbar ist.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann die Schwungmasse mit dem Lamellenträger verbunden, insbesondere an diesem befestigt sein. Beispielsweise kann die Schwungmasse einen in radialer Richtung abgewandt von dem Korb gelegenen Deckel des Lamellenträgers bilden oder mit diesem verbunden sein. Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der Lamellenträger durch ein Kupplungsgehäuse ausgebildet ist, welches einen Innenraum definiert, wobei die ersten und die zweiten Lamellen in dem Innenraum angeordnet sind. Damit sind die Lamellen in verbesserter Weise vor Verschmutzung geschützt.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der Innenraum mit einem Fluid gefüllt ist, z.B. mit einem dilatanten Fluid. Das Kupplungsgehäuse kann somit fluiddicht ausgeführt sein und die Kupplung kann als nasslaufende Lamellenkupplung realisiert sein. Dies ist vorteilhaft hinsichtlich der Kühlung der Lamellen. Ferner tritt durch die Flutung des Innenraums mit Fluid auch im offenen Zustand der Kupplung viskose Reibung zwischen den Lamellen auf, so dass der Sperrgrad des Differentialgetriebes zusätzlich von der Differenzgeschwindigkeit der Räder abhängig ist.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Kupplung dazu ausgebildet ist, in dem Sperrzustand eines der Abtriebsräder in Bezug auf die erste Drehachse drehfest an den Korb zu koppeln, wobei das jeweilige Abtriebsrad mittels einer Abtriebswelle, welche durch eine Stirnwandung des Korbs hindurch ragt, um die erste Drehachse drehbar an dem Korb gelagert ist, wobei die Kupplung eine erste Reibanordnung, die in Bezug auf die erste Drehachse drehfest an die Abtriebswelle gekoppelt ist, und eine zweite Reibanordnung aufweist, die in Bezug auf die erste Drehachse drehfest an den Korb gekoppelt ist, wobei die Schwungmasse derart an die erste oder die zweite Reibanordnung gekoppelt ist, um diese relativ zueinander in Eingriff zu bewegen. Demnach ist die Kupplung an einem axialen Ende des Korbs angeordnet, wodurch in Bezug auf die radiale Richtung vorteilhaft ein noch kompakter Aufbau des Differentialgetriebes realisiert wird. Die Kupplung ist ferner als Reibkupplung realisiert, wodurch sich, je nach Drehgeschwindigkeit des Korbes und der daraus resultierenden Fliehkraft der Schwungmasse im Wesentlichen stufenlos verschiedene Sperrgrade einstellen lassen.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die erste Reibanordnung eine Vielzahl erster Lamellen aufweist, die drehfest an die Abtriebswelle gekoppelt sind, dass die zweite Reibanordnung eine Vielzahl zweiter Lamellen aufweist, die mit den ersten Lamellen überlappen und drehfest an einen in Bezug auf die erste Drehachse drehfest mit dem Korb verbundenen Lamellenträger gekoppelt sind, und dass die Schwungmasse an die ersten oder die zweiten Lamellen gekoppelt ist, um die ersten und die zweiten Lamellen entlang der erste Drehachse relativ zueinander in Eingriff zu bewegen. Demnach ist die Kupplung dazu ausgebildet, eine Bewegung der Schwungmasse in radialer Richtung in eine Bewegung der Lamellen in axialer Richtung, also entlang der ersten Drehachse umzuwandeln. Prinzipiell ist es möglich, dass die ersten Lamellen in der axialen Richtung fest mit der jeweiligen Abtriebswelle verbunden sind und die zweiten Lamellen in der axialen Richtung verschiebbar an dem Lamellenträger gelagert sind oder umgekehrt. Der Lamellenträger kann als Teil des Korbs oder als separates Bauteil realisiert sein, das an dem Korb befestigt ist.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Kupplung einen Keilmechanismus mit einem an die ersten oder die zweiten Lamellen gekoppelten ersten Keil und einen in der radialen Richtung verschiebbar an dem Korb, insbesondere dem Lamellenträger gelagerten zweiten Keil aufweist, welcher an dem ersten Keil anliegt mit dem die Schwungmasse verbunden ist. Der erste Keil weist eine Kontaktfläche auf, die mit der ersten Drehachse einen ersten, spitzen Winkel einschließt, beispielsweise einen Winkel in einem Bereich zwischen 25 Grad und 80 Grad. Der zweite Keil weist eine Kontaktfläche auf, die mit der Drehachse einen zweiten, stumpfen Winkel einschließt, welcher z.B. 180 Grad minus dem ersten Winkel sein kann. Wenn der zweite Keil durch die Fliehkraft der Schwungmasse in radialer Richtung nach außen bewegt wird, gleiten die Kontaktflächen aneinander ab und der zweite Keil übt eine Druckkraft auf den ersten Keil entlang der ersten Drehachse aus, wodurch der zweite Keil die ersten und die zweiten Lamellen aneinanderdrückt. Durch die Anpassung der Keilwinkel kann vorteilhaft auf einfache Weise eine Übersetzung der Fliehkraft in die auf die Lamellen ausgeübte Druckkraft angepasst werden. Ein weiterer Vorteil liegt in dem einfachen und verschleißarmen Aufbau der Kupplung.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Schwungmasse kreissegmentförmig ausgebildet ist. Das heißt die an die erste oder zweite Reibanordnung gekoppelte Schwungmasse kann ein die erste Drehachse teilweise umschließendes Kreissegment sein, was einen kompakten Aufbau erleichtert.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Abtriebsräder und das Ausgleichsrad als Kegelräder ausgebildet sind.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Differentialgetriebe ein Antriebsrad, z.B. ein Kegelrad oder ein Stirnrad aufweist, welches mit der mechanischen Schnittstelle des Korbs verbunden ist. Beispielsweise kann die Schnittstelle ein Flansch oder dergleichen sein, an dem das Antriebsrad befestigt ist.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann das Antriebssystem eine zentrale Bremsvorrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, ein Bremsmoment zwischen dem Antriebsmotor und dem Differentialgetriebe aufzubringen. Somit kann das Antriebssystem ohne Radbremsen ausgebildet sein.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die zentrale Bremsvorrichtung dazu ausgebildet ist, das Bremsmoment auf eine Antriebswelle des Antriebsmotors, auf eine Welle des Übersetzungsgetriebes oder auf den Korb des Differentialgetriebes aufzubringen. Beispielsweise kann die zentrale Bremsvorrichtung eine auf die jeweilige Welle bzw. den Korb wirkende Reibbremse ausgebildet sein.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine schematisch-funktionale Schnittansicht eines Differentialgetriebes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 eine abgebrochene, perspektivische Schnittansicht des in Fig. 2 gezeigten Differentialgetriebes; Fig. 4 eine Schnittansicht eines Differentialgetriebes gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 eine Detailansicht des durch den Buchstaben Z gekennzeichneten Bereichs des in der Fig. 4 gezeigten Differentialgetriebes;
Fig. 6 eine schematisch-funktionale Schnittansicht eines Differentialgetriebes gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 7 eine schematische Schnittansicht einer Schwungmasse eines
Differentialgetriebes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Antriebssystem 200 für ein Fahrzeug, z.B. für einen PKW. Das Antriebssystem 200 weist einen Antriebsmotor 210, z.B. in Form einer als Generator und Motor betreibbaren elektrischen Maschine, ein Übersetzungsgetriebe 220, ein Differentialgetriebe 100, eine erste Achse 231 und eine zweite Achse 232 auf. Optional kann ferner eine zentrale Bremsvorrichtung 240 vorgesehen sein.
Die elektrische Maschine kann z.B. als Drehstrommaschine ausgebildet sein.
Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, ist eine Antriebswelle 211 des Antriebsmotors 210 kinematisch an das Übersetzungsgetriebe 220 gekoppelt. Das Übersetzungsgetriebe 220 ist in Fig. 1 lediglich schematisch und rein beispielhaft dargestellt und kann z.B. als Stirnradgetriebe ausgebildet sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Übersetzungsgetriebe 220 als Planetengetriebe oder in anderer Weise realisiert ist. Das Differentialgetriebe 100 ist in Fig. 1 ebenfalls nur schematisch dargestellt und wird nachfolgend noch im Detail erläutert. Das Differentialgetriebe 100 ist kinematisch an das Übersetzungsgetriebe 220 und an die Achsen 232, 233 gekoppelt. Somit überträgt das Übersetzungsgetriebe 220 das vom Motor 210 abgegebene Drehmoment an das Differentialgetriebe 100, welches das Drehmoment auf die Achsen 231, 232 verteilt. Selbstverständlich kann das Differentialgetriebe 100 auch Drehmoment an den Achsen 231, 232 aufnehmen, welches über das Getriebe 220 an die Antriebswelle 211 übertragen wird, z.B. um die elektrische Maschine als Generator zu betreiben. Jede der Achsen 231, 232 ist zur Kopplung mit je einem Rad 251, 252 ausgebildet, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt.
Die optionale zentrale Bremsvorrichtung 240 kann anstelle von Radbremsen vorgesehen sein, welche die einzelnen Achsen 231, 232 mit einem individuellen Bremsmoment beaufschlagen würden. Die Bremsvorrichtung 240 kann z.B. als Reibbremse ausgebildet sein, wie dies in Fig. 1 symbolisch dargestellt ist. Wie in Fig. 1 beispielhaft gezeigt, kann die Bremsvorrichtung 240 z.B. an eine Welle 221, z.B. an eine Zwischenwelle des Übersetzungsgetriebes 220 gekoppelt sein, um in dem Antriebssystem 200 an eine zentral ein Bremsmoment zu erzeugen. Alternativ könnte die zentrale Bremsvorrichtung 240 auch an die Antriebswelle 211 des Antriebsmotors 210 oder einen Korb 1 (Fign. 2 bis 6) des Differentialgetriebes 100 gekoppelt sein, um jeweils dort ein Bremsmoment aufzubringen. Die zentrale Bremsvorrichtung 240 ist somit allgemein dazu ausgebildet, ein Bremsmoment zwischen dem Antriebsmotor 210 und dem Differentialgetriebe 100 aufzubringen.
In den Fign. 2 und 3 ist schematisch ein Differentialgetriebe 100 dargestellt, welches z.B. in dem in Fig. 1 gezeigten Antriebssystem 200 eingebaut sein kann. Wie in den Fign. 2 und 3 beispielhaft gezeigt, umfasst das Differentialgetriebe 100 einen Korb oder Käfig 1, ein erstes Abtriebsrad 2, ein zweites Abtriebsrad 3, zumindest ein Ausgleichsrad 4, eine Schwungmasse 5 und eine Kupplung 6.
Der Korb 1 kann beispielsweise eine Umfangswandung 13, welche z.B. zylindrisch sein kann, sowie an den Enden der Umfangswandung 13 vorgesehene, einander gegenüberliegende Stirnwandungen 11, 12 aufweisen. Die Umfangswandung 13 und die Stirnwandungen 11, 12 definieren einen Innenraum 1A. Es sind auch andere Formen des Korbs 1 denkbar, z.B. kann der Korb 1 quaderförmig realisiert sein. Allgemein kann der Korb 1 Wandungen aufweisen, welche einen Innenraum 1A definieren. Der Korb 1 ist um eine erste Drehachse Al drehbar. Die Stirnwandungen 11, 12 sind entlang der ersten Drehachse Al beabstandet und die Umfangswandung 13 umschließt die erste Drehachse Al. Der Korb 1 weist ferner eine mechanische Schnittstelle bzw. Antriebsschnittstelle 10 auf, über die der Korb 1 an einen Antrieb, insbesondere an den Antriebsmotor 210 koppelbar ist. Wie in den Fign. 2 und 3 schematisch und rein beispielhaft gezeigt, kann die Schnittstelle 10 durch einen Abschnitt der Umfangswandung 13 ausgebildet sein. Alternativ wäre denkbar, dass ein Flansch, der mit der Umfangswandung 13 oder einer der Stirnwandungen 11, 12 verbunden ist, die Schnittstelle 10 bildet. Wie in den Fign. 2 und 3 beispielhaft gezeigt, kann ein Antriebsrad 8, z.B. ein Kegelrad, mit der mechanischen Schnittstelle 10 verbunden sein. Das Antriebsrad 8 ist z.B. über das Übersetzungsgetriebe 220 durch den Motor 210 antreibbar, um den Korb 1 um die erste Drehachse Al zu drehen. In dem Antriebssystem 200 ist der Korb 1 mit seiner Antriebsschnittstelle 10 somit an das Übersetzungsgetriebe 220 gekoppelt.
Die Abtriebsräder 2, 3 können z.B. als Kegelräder realisiert sein, wie dies in den Fign. 2 und 3 beispielhaft gezeigt ist. Die Antriebsräder 2, 3 sind in dem Innenraum 1A des Korbs 1 angeordnet und können jeweils mit einer Abtriebswelle 20, 30 verbunden sein, die die jeweilige Stirnwandung 11, 12 durchdringt und um die erste Drehachse Al drehbar gelagert. Allgemein sind das erste und das zweite Abtriebsrad 2, 3 um die erste Drehachse Al drehbar in dem Korb 1 gelagert. Die Abtriebswellen 20, 30 können z.B. die ersten und zweiten Achsen 231, 232 des Antriebssystems bilden oder mit diesen verbunden sein.
Die erste Achse 231 ist somit allgemein mit dem ersten Abtriebsrad 2 verbunden, und die zweite Achse 232 ist allgemein mit dem zweiten Abtriebsrad 3 verbunden.
Wie in den Fign. 2 und 3 beispielhaft gezeigt, kann ein erstes Ausgleichsrad 4A und ein zweites Ausgleichsrad 4B vorgesehen sein. Es ist jedoch grundsätzlich auch denkbar, dass lediglich ein Ausgleichsrad 4 vorgesehen ist. Im Folgenden wird daher lediglich ein Ausgleichsrad 4 beschrieben. Die Ausführungen gelten analog für das erste und das zweite Ausgleichsrad 4A, 4B. Wie in den Fign. 2 und 3 beispielhaft gezeigt, kann das Ausgleichsrad 4 als Kegelrad realisiert sein. Das Ausgleichsrad 4 ist in dem Innenraum 1A des Käfigs 1 angeordnet und um eine sich senkrecht zur ersten Drehachse Al erstreckende zweite Drehachse A2 drehbar gelagert. Insbesondere kann das Ausgleichsrad 4 mit einem Lagerstift 40 verbunden sein, welcher durch die Umfangswandung 13 des Korbs 1 hindurch ragt und an der Umfangswandung 13 drehbar gelagert ist, wie in Fig. 3 beispielhaft gezeigt. Wie in den Fign. 2 und 3 weiterhin gezeigt ist, steht das Ausgleichsrad 4 mit dem ersten und dem zweiten Abtriebsrad 2, 3 in Eingriff.
Die Schwungmasse 5 ist allgemein durch ein oder mehrere Bauteile realisiert, die mit dem Korb 1 verbunden sind, insbesondere derart, dass diese in einer radialen Richtung RI, die senkrecht zur ersten Drehachse Al verläuft, verschiebbar, aber in Bezug auf eine Drehung um die erste Drehachse Al drehfest sind. Bei einer Drehung des Korbs 1 um die erste Drehachse Al wird die Schwungmasse 5 somit in radialer Richtung RI nach außen, also von der Drehachse Al wegbewegt. Die Schwungmasse 5 ist kinematisch an die Kupplung 6 gekoppelt, um diese zu betätigen bzw. zwischen einem offenen Zustand und einem Sperrzustand zu bewegen. Wenn die Schwungmasse 5 sich in radialer Richtung RI nach außen bewegt, bewegt sie die Kupplung 6 in den Sperrzustand. Optional kann die Schwungmasse 5 gegen eine Bewegung nach außen in radialer Richtung RI vorgespannt sein, z.B. mittels Federn.
Wie in den Fign. 2 und 3 beispielhaft gezeigt, kann die Kupplung 6 als Lamellenkupplung realisiert sein, welche an dem Außenumfang bzw. der Umfangswandung 13 des Korbs 1 angeordnet ist. In diesem Fall kann die Kupplung 6 dazu ausgebildet sein, in dem Sperrzustand das Ausgleichsrad 4 in Bezug auf die zweite Drehachse A2 drehfest an den Korb 1 zu koppeln. Wie in den Fign. 2 und 3 beispielhaft gezeigt, kann die Kupplung 6 ein erstes Lamellenpaket mit einer Vielzahl an ersten Lamellen 61, ein zweites Lamellenpaket mit einer Vielzahl an zweiten Lamellen 62 und einen Lamellenträger 60 aufweisen. Der Lamellenträger 60 kann z.B. als geschlossenes Gehäuse oder Kupplungsgehäuse 63 realisiert sein. Wie in Fig. 3 rein beispielhaft gezeigt, kann das Kupplungsgehäuse 63 mit einer zylindrischen Umfangswand und einem Boden ausgebildet sein, welcher an den Außenumfang der Umfangswandung 13 angepasst ist. Durch die zylindrische Form der Umfangswandung 13 ist das Kupplungsgehäuse 63 verdrehsicher in Bezug auf die zweite Drehachse A2 an dem Korb 1 positioniert. Alternativ ist auch denkbar, dass der Lamellenträger 60 über Stifte oder andere Führungsstrukturen verdrehsicher in Bezug auf die zweite Drehachse A2 an den Korb 1 gekoppelt ist. Die Schwungmasse 5 kann z.B. durch den Kupplungsträger 60 selbst gebildet sein. Optional kann z.B. ein Deckel des Kupplungsgehäuses 63 in seiner Masse entsprechend der gewünschten zu erzeugenden Fliehkraft dimensioniert sein.
Die Schwungmasse 5 kann allgemein mit dem Lamellenträger 60 verbunden, insbesondere an diesem befestigt sein.
Wie in den Fign. 2 und 3 gezeigt, ragt der Lagerstift 40 in den Innenraum 63A des Kupplungsgehäuses 63 hinein. Die ersten Lamellen 61, die z.B. scheibenförmig sein können, sind drehfest an den Lagerstift 40 gekoppelt. Die zweiten Lamellen 62 sind drehfest an den Lamellenträger 60 gekoppelt und überlappend mit den ersten Lamellen 61 angeordnet. Entlang der zweiten Drehachse A2 sind somit abwechselnd erste und zweite Lamellen 61, 62 angeordnet, insbesondere sind die ersten und die zweiten Lamellen 61, 62 in dem Innenraum 63A des Kupplungsgehäuses 63 angeordnet. Die ersten Lamellen 61 können z.B. axial, also entlang der zweiten Drehachse A2 verschiebbar an dem Lagerstift 40 geführt sein. Wenn der Korb 1 um die erste Drehachse Al rotiert, bewegt sich die Schwungmasse 5 und somit der Lamellenträger 60 mit den zweiten Lamellen 62 in radialer Richtung RI nach außen, so dass die zweiten Lamellen 62 in Kontakt mit den ersten Lamellen 61 kommen bzw. eine Kontaktkraft zwischen den Lamellen 61 vergrößert und somit eine Drehung des Ausgleichsrads 4 um die zweite Drehachse A2 gehemmt wird. Die ersten Lamellen 61 können sich z.B. an einem am Ende des Lagerstifts 40 angebrachten Endstück 41 abstützen (Fig. 3).
Wie beschrieben, kann die Schwungmasse 5 z.B. an die zweiten Lamellen 62 gekoppelt sein. Alternativ ist aber auch denkbar, dass die Schwungmasse 5 an die ersten Lamellen 61 gekoppelt ist. Z.B. können die ersten Lamellen 61 an einer gemeinsamen Hülse fixiert sein, die verdrehsicher und axial bewegbar an dem Lagerstift 40 geführt ist. Die Schwungmasse 5 kann in diesem Fall beispielsweise mit der Hülse verbunden sein und der Kupplungsträger 60 kann fest mit der Umfangswandung 13 des Korbs 1 verbunden sein, z.B. mit dieser verschraubt oder einstückig mit der Umfangswandung ausgebildet sein. Allgemein kann die Schwungmasse 5 somit derart an die ersten oder die zweiten Lamellen 61, 62 gekoppelt sein, um die ersten und die zweiten Lamellen 61, 62 entlang der zweiten Drehachse A2 relativ zueinander in Eingriff zu bewegen.
Wenn die Kupplung 6 in dem Sperrzustand das Ausgleichsrad 4 in Bezug auf die zweite Drehachse A2 drehfest an den Korb 1 koppelt, kann an beiden Abtriebsräder 2, 3 dasselbe Drehmoment abgesetzt werden. Ein Sperrgrad des Differentialgetriebes 100 ist, da die Schwungmasse 5 an den Korb 1 gekoppelt ist, von der Drehzahl des Korbs 1 abhängig, wobei der Sperrgrad mit steigender Drehzahl zunimmt, bis ab einer vorbestimmten Drehzahl der Sperrzustand, also ein Sperrgrad von 100 Prozent erreicht wird.
In Fig. 3 ist beispielhaft eine trockenlaufende Lamellenkupplung gezeigt. In den Fign. 4 und 5 ist schematisch und rein beispielhaft ein Differentialgetriebe 100 gezeigt, das sich von dem in Fig. 3 gezeigten Differentialgetriebe 100 lediglich dadurch unterscheidet, dass der Innenraum 63A des Kupplungsgehäuses 63 mit einem Fluid gefüllt ist. Dadurch wird neben einer Kontaktreibung, die durch den direkten Kontakt zwischen den Lamellen 61, 62 entsteht, eine viskose Reibung durch das Fluid erzielt. Folglich kann der Sperrgrad optional zusätzlich abhängig von einer Differenzdrehzahl zwischen den Abtriebsrädern 2, 3, die der Drehzahl des Ausgleichsrad 4 entspricht, abhängig variiert werden. Das Fluid kann z.B. ein dilatantes Fluid sein.
Wie in Fig. 5 weiterhin gezeigt ist, kann ein Endbereich der zweiten Lamellen 62 mit geringerer Dicke als der Rest der jeweiligen Lamelle 62 bzw. abgesetzt ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich ist auch denkbar, dass ein Endbereich der ersten Lamellen 61 mit geringerer Dicke als der Rest der jeweiligen Lamelle 61 bzw. abgesetzt ausgebildet ist. In dem abgesetzten Endbereich wirkt somit überwiegend Viskose Reibung, während in dem nicht abgesetzten Bereich überwiegend trockene Reibung die Charakteristik der Kupplung 6 bestimmt. Unabhängig von der Gestaltung der Dicke der Lamellen 61, 62 kann vorgesehen sein, dass die ersten und/oder die zweiten Lamellen 61, 62 gelocht sind, um z.B. turbulente Strömungen im Fluid zu begünstigen und die Abhängigkeit des Sperrgrads des Differentials von der Differenzgeschwindigkeit der Abtriebsräder 2, 3 zu erhöhen. In Fig. 6 ist ein Differentialgetriebe 100 gezeigt, das sich von den in den Fign. 2 bis 5 gezeigten Differentialgetrieben 100 dadurch unterscheidet, dass die Kupplung 6 in dem Sperrzustand nicht das Ausgleichsrad 4 sperrt, sondern dazu ausgebildet ist, in dem Sperrzustand eines der Abtriebsräder 2, 3 in Bezug auf die erste Drehachse Al drehfest an den Korb 1 zu koppeln. In Fig. 6 ist beispielhaft gezeigt, dass die Kupplung 6 auf das erste Abtriebsrad 2 wirkt. Selbstverständlich kann die Kupplung 6 auch auf das zweite Abtriebsrad 3 wirken.
Wie in Fig. 6 beispielhaft gezeigt, kann die Kupplung 6 als trocken oder nass laufende Lamellenkupplung realisiert sein, ähnlich wie dies oben beschrieben wurde. Wie in Fig. 6 schematisch dargestellt, umfasst die Kupplung 6 einen Lamellenträger 60, eine Vielzahl erster Lamellen 61, die drehfest an die erste Abtriebswelle 20 gekoppelt sind, und eine Vielzahl zweiter Lamellen 62 auf, die mit den ersten Lamellen 61 überlappen und drehfest an einen Lamellenträger 60 gekoppelt sind. Der Lamellenträger 60 kann z.B. an der erste Stirnwandung 11 des Korbs 1 befestigt sein. Allgemein ist der Lamellenträger 60 in Bezug auf die erste Drehachse Al drehfest mit dem Korb 1 verbundenen. Wie in Fig. 6 schematisch gezeigt, ragt die Abtriebswelle 20 in den Lamellenträger 60 hinein, vorzugsweise durch diesen hindurch. Die ersten und zweiten Lamellen 61, 62 sind entlang der Abtriebswelle 20 bzw. entlang der ersten Drehachse Al abwechselnd angeordnet. In Bezug auf die Gestaltung der Lamellen 61, 62 gelten die obigen Ausführungen. Es ist sowohl denkbar, dass lediglich die ersten oder die zweiten Lamellen 61, 62 entlang der ersten Drehachse Al verschiebbar an der Abtriebswelle 20 bzw. dem Lamellenträger 60 gelagert sind. Alternativ können auch sowohl die ersten als auch die zweiten Lamellen 61, 62 entlang der ersten Drehachse Al verschiebbar an der Abtriebswelle 20 bzw. dem Lamellenträger 60 gelagert sein.
Die Schwungmasse 5 kann z.B. durch ringsegmentförmige Körper ausgebildet sein, die an dem Lamellenträger 60 drehfest um die erste Drehachse Al und in radialer Richtung verschiebbar gelagert sind, wie dies in Fig. 7 schematisch gezeigt ist. Wie in Fig. 7 ferner schematisch und rein beispielhaft gezeigt ist, können die Schwungmassen 5 auch gegen eine Bewegung in radialer Richtung RI vorgespannt sein, z.B. mittels Federn 69. Somit ist die Schwungmasse 5 auch bei diesem Differentialgetriebe 100 in Bezug auf die erste Drehachse Al verdrehsicher und in der radialen Richtung RI verschiebbar an den Korb 1 gekoppelt. In Fig. 6 ist die Schwungmasse 5 lediglich symbolisch als Block dargestellt.
Wie in Fig. 6 weiterhin dargestellt, kann die Kupplung 6 einen Keilmechanismus 67 mit einem ersten Keil 67A und einem zweiten Keil 67B aufweisen. Der erste Keil 67A ist an die ersten oder die zweiten Lamellen 61, 62 gekoppelt, insbesondere an die Lamellen 61, 62 des Lamellenpakets, das entlang der ersten Drehachse Al verschiebbar gelagert ist. In Fig. 6 ist rein beispielhaft gezeigt, dass der erste Keil 67A an die ersten Lamellen 61 gekoppelt ist. Wie in Fig. 1 schematisch gezeigt, kann eine Spitze des ersten Keils 67A der ersten Drehachse Al zugewandt gelegen sein bzw. eine Kontaktfläche des ersten Keils 67A kann einen spitzen Winkel mit der ersten Drehachse Al einschließen. Der zweite Keil 67B ist entgegengesetzt zu dem ersten Keil 67A orientiert, so dass eine Spitze des zweiten Keils 67B von der ersten Drehachse Al abgewandt gelegen ist bzw. eine Kontaktfläche des zweiten Keils 67B einen spitzen Winkel mit der ersten Drehachse Al einschließt. Wie in Fig. 6 schematisch dargestellt, liegt eine Kontaktfläche des zweiten Keils 67B an einer Kontaktfläche des ersten Keils 67A an. Die Schwungmasse 5 ist an den zweiten Keil 67B gekoppelt. Somit wird der zweite Keil 67B bei einer Drehung des Korbs 1 um die erste Drehachse Al durch die Schwungmasse 5 in radialer Richtung RI nach außen gezogen. Dadurch gleitet der zweite Keil 67B an dem ersten Keil 67A ab und übt durch die Neigung der Kontaktflächen eine Kraft in axialer Richtung bzw. entlang der ersten Drehachse Al auf den ersten Keil 67A aus, welcher die ersten und die zweiten Lamellen 61, 62 in Eingriff bringt bzw. eine Reibkraft zwischen den Lamellen 61, 62 entsprechend der axialen Kraft erhöht.
Die Erfindung ist nicht auf einen Keilmechanismus 67 zur Betätigung der in Fig. 6 gezeigten Lamellenkupplung 6 beschränkt. Allgemein kann die Schwungmasse 5 kinematisch mit der Kupplung 6 verbunden und die Kupplung 6 dazu ausgebildet sein, eine Bewegung der Schwungmasse 5 in radialer Richtung RI in eine Bewegung der Lamellen 61, 62 relativ zueinander in axialer Richtung, also entlang der ersten Drehachse Al umzuwandeln. Ferner ist die Kupplung 6 des in Fig. 6 gezeigten Differentialgetriebes 100 nicht auf eine Lamellenkupplung beschränkt. Alternativ können auch andere Reibkupplungen vorgesehen sein, z.B. mit einem ersten Reibstück, die in Bezug auf die erste Drehachse Al drehfest an die jeweilige Abtriebswelle 20, 30 gekoppelt ist, und einem zweiten Reibstück, das in Bezug auf die erste Drehachse Al drehfest, aber in radialer Richtung RI verschiebbar an den Korb 1 gekoppelt ist. Die Schwungmasse 5 ist dabei an das zweite Reibstück gekoppelt. Bei einer Drehung des Korbs 1 um die erste Drehachse Al wird das zweite durch die Schwungmasse 5 in radialer Richtung RI nach außen gezogen und kommt in Anlage an eine beispielsweise die erste Drehachse Al umschließende Reibfläche des ersten Reibstücks.
Allgemein umfasst die die Kupplung 6 somit eine erste Reibanordnung, die in Bezug auf die erste Drehachse Al drehfest an die jeweilige Abtriebswelle 20, 30 gekoppelt ist, und eine zweite Reibanordnung, die in Bezug auf die erste Drehachse Al drehfest an den Korb 1 gekoppelt ist, wobei die Schwungmasse 5 derart an die erste oder die zweite Reibanordnung gekoppelt ist, um diese relativ zueinander in Eingriff zu bewegen.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere sind auch Kombinationen der voranstehenden Ausführungsbeispiele denkbar.

Claims

Ansprüche
1. Differentialgetriebe (100) für ein Fahrzeug, aufweisend: einen um eine erste Drehachse (Al) drehbaren Korb (1) mit einer Antriebsschnittstelle (10) zur Kopplung mit einem Antrieb (210); ein erstes Abtriebsrad (2), welches um die erste Drehachse (Al) drehbar in dem Korb (1) gelagert ist; ein zweites Abtriebsrad (3), welches um die erste Drehachse (Al) drehbar in dem Korb (1) gelagert ist; ein Ausgleichsrad (4), welches um eine sich senkrecht zur ersten Drehachse (Al) erstreckende zweite Drehachse (A2) in dem Korb (1) gelagert ist und mit dem ersten und dem zweiten Abtriebsrad (2, 3) in Eingriff steht; eine Schwungmasse (5), welche in Bezug auf die erste Drehachse (Al) verdrehsicher und in einer radialen Richtung (RI) senkrecht zu der ersten Drehachse (Al) verschiebbar an den Korb (1) gekoppelt ist; und eine Kupplung (6), welche durch eine Bewegung der Schwungmasse (5) in radialer Richtung (RI) nach außen in einen Sperrzustand bewegbar ist, in welchem sie das Ausgleichsrad (4) in Bezug auf die zweite Drehachse (A2) oder eines der Abtriebsräder (2, 3) in Bezug auf die erste Drehachse (Al) drehfest an den Korb (1) koppelt.
2. Differentialgetriebe (100) nach Anspruch 1, wobei die Kupplung (6) dazu ausgebildet ist, in dem Sperrzustand das Ausgleichsrad (4) in Bezug auf die zweite Drehachse (A2) drehfest an den Korb (1) zu koppeln, wobei das Ausgleichsrad (4) mittels eines Lagerstifts (40), welcher durch eine Umfangswandung (13) des Korbs (1) hindurch ragt, um die zweite Drehachse (A2) drehbar an dem Korb (1) gelagert ist, wobei die Kupplung (6) eine Vielzahl erster Lamellen (61), die drehfest an den Lagerstift (40) gekoppelt sind, und eine Vielzahl zweiter Lamellen (62) aufweist, die mit den ersten Lamellen (61) überlappen und drehfest an einen in Bezug auf die zweite Drehachse (A2) drehfest mit dem Korb (1) verbundenen Lamellenträger (60) gekoppelt sind, und wobei die Schwungmasse (5) an die ersten oder die zweiten Lamellen (61, 62) gekoppelt ist, um die ersten und die zweiten Lamellen (61; 62) entlang der zweiten Drehachse (A2) relativ zueinander in Eingriff zu bewegen.
3. Differentialgetriebe (100) nach Anspruch 2, wobei die Schwungmasse (5) mit dem Lamellenträger (60) verbunden, insbesondere an diesem befestigt ist.
4. Differentialgetriebe (100) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Lamellenträger (60) durch ein Kupplungsgehäuse (63) ausgebildet ist, welches einen Innenraum (63A) definiert, wobei die ersten und die zweiten Lamellen (61, 62) in dem Innenraum (63A) angeordnet sind.
5. Differentialgetriebe (100) nach Anspruch 4, wobei der Innenraum (63A) mit einem Fluid gefüllt ist, insbesondere mit einem dilatanten Fluid.
6. Differentialgetriebe (100) nach Anspruch 1, wobei die Kupplung (6) dazu ausgebildet ist, in dem Sperrzustand eines der Abtriebsräder (2, 3) in Bezug auf die erste Drehachse (Al) drehfest an den Korb (1) zu koppeln, wobei das jeweilige Abtriebsrad (2, 3) mittels einer Abtriebswelle (20, 30), welche durch eine Stirnwandung (11, 12) des Korbs (1) hindurch ragt, um die erste Drehachse (Al) drehbar an dem Korb (1) gelagert ist, wobei die Kupplung (6) eine erste Reibanordnung, die in Bezug auf die erste Drehachse (Al) drehfest an die Abtriebswelle (20, 30) gekoppelt ist, und eine zweite Reibanordnung aufweist, die in Bezug auf die erste Drehachse (Al) drehfest an den Korb (1) gekoppelt ist, wobei die Schwungmasse (5) derart an die erste oder die zweite Reibanordnung gekoppelt ist, um diese relativ zueinander in Eingriff zu bewegen.
7. Differentialgetriebe (100) nach Anspruch 6, wobei die erste Reibanordnung eine Vielzahl erster Lamellen (61) aufweist, die drehfest an die Abtriebswelle (20, 30) gekoppelt sind, wobei die zweite Reibanordnung eine Vielzahl zweiter Lamellen (62) aufweist, die mit den ersten Lamellen (61) überlappen und drehfest an einen in Bezug auf die erste Drehachse (Al) drehfest mit dem Korb (1) verbundenen Lamellenträger (60) gekoppelt sind, und wobei die Schwungmasse (5) an die ersten oder die zweiten Lamellen (61, 62) gekoppelt ist, um die ersten und die zweiten Lamellen (61; 62) entlang der erste Drehachse (Al) relativ zueinander in Eingriff zu bewegen.
8. Differentialgetriebe (100) nach Anspruch 7, wobei die Kupplung (6) einen Keilmechanismus (67) mit einem an die ersten oder die zweiten Lamellen (61, 62) gekoppelten ersten Keil (67A) und einen in der radialen Richtung (RI) verschiebbar an dem Korb (1), insbesondere dem Lamellenträger (60) gelagerten zweiten Keil (67B) aufweist, welcher an dem ersten Keil (67A) anliegt mit dem die Schwungmasse (5) verbunden ist.
9. Differentialgetriebe (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Schwungmasse (5) kreissegmentförmig ausgebildet ist.
10. Antriebssystem (200) für ein Fahrzeug, aufweisend: einen Antriebsmotor (210), insbesondere in Form einer elektrischen Maschine; ein an den Antriebsmotor (210) gekoppeltes Übersetzungsgetriebe (220); ein Differentialgetriebe (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Korb (1) mit dessen Antriebsschnittstelle (10) an das Übersetzungsgetriebe (220) gekoppelt ist; eine mit dem ersten Abtriebsrad (2) des Differentialgetriebes (100) verbundene erste Achse (232); und eine mit dem zweiten Abtriebsrad (3) des Differentialgetriebes (100) verbundene zweite Achse (233).
11. Antriebssystem (200) nach Anspruch 10, zusätzlich aufweisend: eine zentrale Bremsvorrichtung (240), welche dazu ausgebildet ist, ein Bremsmoment zwischen dem Antriebsmotor (210) und dem Differentialgetriebe (100) aufzubringen.
12. Antriebssystem (200) nach Anspruch 11, wobei die zentrale Bremsvorrichtung (240) dazu ausgebildet ist, das Bremsmoment auf eine Antriebswelle (211) des Antriebsmotors (210), auf eine Welle (221) des Übersetzungsgetriebes (220) oder auf den Korb (1) des Differentialgetriebes (100) aufzubringen.
EP22733062.8A 2021-06-25 2022-06-10 Differentialgetriebe und antriebssystem für ein fahrzeug Pending EP4359686A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021206624.0A DE102021206624A1 (de) 2021-06-25 2021-06-25 Differentialgetriebe und Antriebssystem für ein Fahrzeug
PCT/EP2022/065908 WO2022268538A1 (de) 2021-06-25 2022-06-10 Differentialgetriebe und antriebssystem für ein fahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4359686A1 true EP4359686A1 (de) 2024-05-01

Family

ID=82163552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22733062.8A Pending EP4359686A1 (de) 2021-06-25 2022-06-10 Differentialgetriebe und antriebssystem für ein fahrzeug

Country Status (5)

Country Link
US (1) US12151554B2 (de)
EP (1) EP4359686A1 (de)
CN (1) CN117581046A (de)
DE (1) DE102021206624A1 (de)
WO (1) WO2022268538A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023205015A1 (de) 2023-05-30 2024-12-05 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Steuervorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs
DE102023129985B4 (de) * 2023-10-30 2025-08-07 Audi Aktiengesellschaft Torque-Vectoring-Antriebsvorrichtung und Parkbremseinrichtungen
CN119975531B (zh) * 2025-03-17 2025-12-30 深圳市鹏辉灵控智能装备有限公司 一种差速模组车的运动控制方法和差速模组车

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4838120A (en) * 1982-05-21 1989-06-13 Nissan Motor Company, Limited Centrifugally actuate clutch for a limited slip differential

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3304806A (en) * 1965-05-10 1967-02-21 Ford Motor Co Positive drive differential gearing
US3517573A (en) 1968-05-08 1970-06-30 Eaton Yale & Towne Centrifugally actuated locking differential
DE3535339A1 (de) 1985-10-03 1987-04-16 Getrag Getriebe Zahnrad Differentialgetriebe mit ausgleichsbremse
DE3703780A1 (de) * 1987-02-07 1988-08-25 Uni Cardan Ag Selbsttaetig sperrendes differentialgetriebe fuer kraftfahrzeuge
SU1750993A1 (ru) * 1990-06-07 1992-07-30 А.И.Мен йленко Самоблокирующийс дифференциал Мен йленко А.И.
JP2001214963A (ja) 2000-02-01 2001-08-10 Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd 差動機構
DE102015210928A1 (de) 2015-06-15 2016-12-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Differentialgetriebe mit variablem Überbrückungsmoment
DE102017124592A1 (de) * 2017-10-20 2019-05-09 Thyssenkrupp Ag Elektrische Antriebseinheit und Kraftfahrzeug
DE102018221473A1 (de) * 2018-12-12 2020-06-18 Zf Friedrichshafen Ag Differentialgetriebe
DE102019202600B4 (de) * 2019-02-26 2022-02-03 Audi Ag Achsdifferenzial mit variabler Sperrvorrichtung
DE102019115918A1 (de) 2019-06-12 2020-12-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Getriebeeinrichtung für eine Achse eines Kraftwagens sowie Kraftwagen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4838120A (en) * 1982-05-21 1989-06-13 Nissan Motor Company, Limited Centrifugally actuate clutch for a limited slip differential

Also Published As

Publication number Publication date
US20240190243A1 (en) 2024-06-13
DE102021206624A1 (de) 2022-12-29
US12151554B2 (en) 2024-11-26
WO2022268538A1 (de) 2022-12-29
CN117581046A (zh) 2024-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4359686A1 (de) Differentialgetriebe und antriebssystem für ein fahrzeug
DE112019005736T5 (de) Bremssystem mit spindel/mutter-baugruppe, die für einen sanften anschlag sorgt
EP1371875B1 (de) Vorrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen
DE1655256C3 (de) Hydraulisch betatigbare Rei bungsbremse fur Kraftfahrzeuge
DE102009028568A1 (de) Vorrichtung zur Blockierung eines linearen Stellantriebs
DE102015217164A1 (de) Baugruppe mit einer Reibeinrichtung
WO2007071314A1 (de) Differentialanordnung mit zwei gemeinsam betätigten axialverstellvorrichtungen
DE102019135036A1 (de) Drehmoment-Übertragungseinrichtung und Antriebsanordnung
DE102017206053A1 (de) Schaltelement für ein Automatikgetriebe
DE102012205454A1 (de) Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung
DE102016123059A1 (de) Kupplungspaket mit robuster Hysterese
DE3827946A1 (de) Fluidbetaetigte mehrscheiben-reibungskupplung
DE102022203748A1 (de) Fahrzeug und Achsbaugruppe für ein Fahrzeug
WO2006024306A1 (de) Sperrdifferential mit kronenrädern
DE1922964C3 (de) Selbstsperrendes Kegelradausgleichsgetriebe
EP1521005B1 (de) Kupplungs- und/oder Bremseinheit
DE102013215849A1 (de) Antriebswandlervorrichtung und Achsgetriebevorrichtung mit einer Antriebswandlervorrichtung
DE102012210341A1 (de) Reibungskupplungsanordnung
WO2011069821A1 (de) Kraftfahrzeuggetriebe mit regelbarem differential
DE3620924A1 (de) Achsbaugruppe fuer kraftfahrzeuge
DE102023206704A1 (de) Sperrdifferenzialgetriebe
DE102011103249B4 (de) Differentialanordnung, insbesondere Kronenraddifferential mit selbstsperrender Lamellenkupplung
DE102016214711A1 (de) Doppelschlingfeder, Rotationseinrichtung und zu aktuierendes System
DE102021103550B3 (de) Arretierungseinheit für Aktuator einer Fahrzeugbremse und einen Aktuator
WO2022053141A1 (de) Parksperreneinheit für einen antriebsstrang eines kraftfahrzeugs und getriebeanordnung mit einer solchen parksperreneinheit

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20240125

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20260206