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Die
Erfindung betrifft eine Differentialanordnung für den Einsatz im Antriebsstrang
eines allradgetriebenen Kraftfahrzeugs. Allradgetriebene Kraftfahrzeuge
lassen sich in solche mit automatisch zuschaltbare Allradantrieb,
bei denen eine primäre
Achse permanent angetrieben ist und eine sekundäre Achse bei Bedarf zugeschaltet
wird (Hang-on), und solche mit permanentem Allradantrieb, bei denen beide
Achsen permanent angetrieben sind, unterscheiden. Die konstruktive
Ausgestaltung des Antriebsstrangs wird maßgeblich durch die Anordnung des
Motors im Kraftfahrzeug beeinflußt, d. h. Front- oder Heckanordnung
sowie Längs-
oder Quereinbau.
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Um
Ausgleichsbewegungen zwischen den beiden angetriebenen Achsen zu
ermöglichen
und ein Verspannen des Antriebsstrangs zu verhindern, kommt üblicherweise
ein Verteilergetriebe mit Mittendifferential zum Einsatz. Die beiden
angetriebenen Achsen umfassen jeweils ein Achsdifferential, das eine
ausgleichende Wirkung zwischen den beiden Seitenwellen hat. Die
DE 103 53 415 A1 zeigt
ein Verteilergetriebe zum Antrieb einer Vorder- und einer Hinterachse
eines mehrachsgetriebenen Kraftfahrzeugs. Die Seitenwellenräder sind
in Form von Kronenrädern
gestaltet und die hiermit kämmenden
Ausgleichsräder
sind zylindrische Stirnräder.
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Aus
der
DE 37 10 582 A1 ist
ein Kraftfahrzeug mit permanentem Vierradantrieb und vorne längs eingebautem
Motor bekannt. Zur Aufteilung des Drehmoments auf die vier Räder ist
ein Doppeldifferentialgetriebe mit zwei ineinanderliegenden Kegelraddifferentialen
vorgesehen. Dabei sind die Ausgänge
der Differentiale so mit den Seitenwellen verbunden, daß jeweils
zwei diagonal gegenüberliegende
Seitenwellen gegeneinander eine ausgleichende Wirkung haben.
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Aus
der
DE 33 11 175 A1 ist
eine Differentialanordnung mit zwei hintereinandergeschalteten antriebsverbundenen
Differentialgetrieben für
ein mehrachsgetriebenes Kraftfahrzeug bekannt. Mittels des ersten
Differentialgetriebes wird das Drehmoment zwischen der Vorderachse
und der Hinterachse aufgeteilt. Das zweite Differentialgetriebe
verteilt das Drehmoment auf die beiden Seitenwellen der zugehörigen Achse.
Das erste Differentialgetriebe ist gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen
als Kegelraddifferential, Stirn raddifferential oder als Planetendifferential
gestaltet.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbstsperrende
Differentialanordnung zum Einsatz im Antriebsstrang eines permanent
allradgetriebenen Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, das eine flexible
Drehmomentverteilung erlaubt, kompakt aufgebaut und einfach herstellbar
ist.
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Eine
erste erfindungsgemäße Lösung besteht
in einer Differentialanordnung zum Einsatz im Antriebsstrang eines
Kraftfahrzeugs mit mehreren angetriebenen Achsen, umfassend ein
erstes Differentialgetriebe in Form eines Kronenraddifferentials mit
einem um eine Drehachse drehend antreibbaren Differentialkorb, mehreren
gemeinsam mit dem Differentialkorb umlaufenden Stirnrädern als
Differentialrädern
sowie mit einem ersten Kronenrad und einem zweiten Kronenrad, die
koaxial zur Drehachse angeordnet sind und mit den Stirnrädern kämmen; ein
innerhalb des ersten Differentialgetriebes koaxial zur Drehachse
angeordnetes zweites Differentialgetriebe mit einem Differentialträger, mehreren
gemeinsam mit dem Differentialträger
umlaufenden Ausgleichsrädern
sowie mit einem ersten Seitenwellenrad und einem zweiten Seitenwellenrad,
die koaxial zur Drehachse angeordnet sind und mit den Ausgleichsrädern kämmen; wobei
das erste Kronenrad mit dem Differentialträger des zweiten Differentialgetriebes
drehfest verbunden ist und das zweite Kronenrad mit einer zur Drehachse
koaxialen Hohlwelle drehfest verbunden ist.
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Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Differentialanordnung
besteht darin, daß diese
kompakt baut und eine flexible Drehmomentverteilung auf die erste und
zweite Achse einerseits sowie auf die erste und zweite Seitenwelle
der ersten Achse andererseits erlaubt. Dabei dienen die Stirnräder als
Eingangsteil, während
die Kronenräder die
Ausgangsteile des ersten Differentialgetriebes bilden. So wird ein
Teil des Drehmoments über
das erste Kronenrad, den Differentialträger und das zweite Differentialgetriebe
auf die erste Achse übertragen,
während
der andere Teil des Drehmoments über
das zweite Kronenrad und die Ausgangswelle auf die zweite Achse übertragen wird.
Durch die Verwendung eines Kronenraddifferentials als äußerem Differential
hat die Anordnung eine besonders kurze axiale Baulänge, was
beim Einsatz in Kraftfahrzeugen mit querliegendem Frontmotor günstig ist.
Dabei sind die Stirnräder
zylindrisch und greifen in radiale Verzahnungen der Kronenräder. Die
Stirnräder
und die Kronenräder
können jedoch
auch leicht konisch gestaltet sein, ohne daß sich die axiale Baugröße wesentlich ändert. Ein
weiterer Vorteil liegt in der geringen Teilezahl der Differentialanordnung,
die somit kostengünstig
hergestellt werden kann. Einzelne Bauteile wie der Differentialträger und
die Räder
können
kostengünstig
aus Sintermetall hergestellt werden.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Differentialkorb mehrteilig
gestaltet und umfaßt ein
erstes Korbteil, ein zweites Korbteil und ein axial zwischen diesen
gehaltenes ringscheibenförmiges Antriebsrad,
in dem die Stirnräder
aufgenommen sind. Dabei hat das Antriebsrad vorzugsweise sich von
einer freien inneren Umfangsfläche
nach radial außen
erstreckende Ausnehmungen, in denen die Stirnräder drehbar gehalten sind.
Der zwischen den Rädern
gebildete Hohlraum ist weitestgehend ausgefüllt, so daß es bei Relativdrehung der
Räder zueinander
zu einer Sperrwirkung aufgrund von Reibungskräften an den Zahnköpfen kommt.
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Die
Kronenräder
haben jeweils eine zur Kronenradverzahnung axial entgegengesetzt
gerichtete Anlagefläche,
wobei zwischen der Anlagefläche
und dem Differentialkorb nach einer bevorzugten Ausgestaltung jeweils
eine Reibungskupplung angeordnet ist. Bei auftretenden Drehzahldifferenzen
zwischen den beiden Achsen drehen die Kronenräder relativ zueinander. Dabei
bewirken die zwischen den Ausgleichsrädern und den Kronenrädern wirksamen
axialen Spreizkräfte
ein Beaufschlagen der Reibungskupplungen. Der Sperreffekt führt zu einer
Angleichung der Drehzahldifferenz der beiden Achsen. Vorzugsweise
haben die Reibungskupplungen zumindest eine mit dem Differentialkorb
drehfest verbundene Außenlamelle
und zumindest eine mit dem zugehörigen
Kronenrad drehfest verbundene Innenlamelle, wobei bei Verwen dung
mehrerer Außenlamellen und
Innenlamellen diese axial abwechselnd angeordnet sind. Der Sperrwert
läßt sich
durch eine größere Zahl
von Reiblamellen erhöhen.
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Alternativ
zu der Ausführungsform
mit Reibungskupplungen kann auch vorgesehen sein, daß die Kronenräder axial
verschiebbar sind und jeweils eine zur Kronenradverzahnung axial
entgegengesetzt gerichtete konische Anlagefläche aufweisen; dabei ist zwischen
der konischen Anlagefläche
des ersten Kronenrads und dem Differentialkorb zumindest eine erste
Reibflächenpaarung,
und zwischen der konischen Anlagefläche des zweiten Kronenrads und
dem Differentialkorb zumindest eine zweite Reibflächenpaarung
zur Erzeugung eines Sperrmoments vorgesehen. Die ersten und zweiten
Reibflächenpaarungen
können
durch direkten Anlagekontakt oder durch zwischengelegte Reibscheiben
gebildet sein.
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In
bevorzugter Ausgestaltung ist das erste Kronenrad ringscheibenförmig gestaltet
und hat eine Innenverzahnung, die in eine entsprechende Außenverzahnung
des Differentialträgers
des zweiten Differentialgetriebes drehfest eingreift. Das zweite
Kronenrad ist vorzugsweise ringscheibenförmig gestaltet und hat eine
Innenverzahnung, die in eine entsprechende Außenverzahnung eines Hohlrads
drehfest eingreift, das mit der Hohlwelle verbunden ist. Von hier
wird das Antriebsmoment auf die zweite Achse übertragen.
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Eine
zweite Lösung
besteht in einer Differentialanordnung zum Einsatz im Antriebsstrang
eines Kraftfahrzeugs mit mehreren angetriebenen Achsen, umfassend
ein erstes Differentialgetriebe in Form eines Kronenraddifferentials
mit einem um eine Drehachse drehend antreibbaren Differentialkorb,
einem mit dem Differentialkorb fest verbundenen ersten Kronenrad,
einem im Korb koaxial zur Drehachse drehbar gehaltenen zweiten Kronenrad
sowie mit mehreren Paaren von miteinander kämmenden Stirnrädern, von
denen jeweils ein erstes Stirnrad mit dem ersten Kronenrad kämmt und
ein zweites Stirnrad mit dem zweiten Kronenrad kämmt; ein innerhalb des ersten
Differentialgetriebes koaxial zur Drehachse angeordnetes zweites
Differentialgetriebe mit einem Differentialträger, mehreren gemeinsam mit dem
Differentialträger
um die Drehachse umlaufenden Ausgleichsrädern sowie mit einem ersten Seitenwellenrad
und einem zweiten Seitenwellenrad, die koaxial zur Drehachse angeordnet
sind und mit den Ausgleichsrädern
kämmen;
wobei die Stirnräder
des Kronenraddifferentials gemeinsam mit dem Differentialträger des
zweiten Differentialgetriebes um die Drehachse umlaufen und wobei
das zweite Kronenrad mit einer zur Drehachse koaxialen Hohlwelle drehfest
verbunden ist.
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Diese
Ausführungsform
bietet dieselben Vorteile, wie die obengenannte Lösung. Vorliegend
dient das erste Kronenrad als Eingangsteil, während das zweite Kronenrad
und die Paare von Stirnrädern
die Ausgangsteile des ersten Differentialgetriebes sind. Ein erster
Drehmomentfluß verläuft über die
Paare von Stirnrädern,
den Differentialträger
und das zweite Differentialgetriebe auf die erste Achse, während ein zweiter
Drehmomentfluß über das
zweite Kronenrad und die Hohlwelle auf die zweite Achse übertragen wird.
Bei auftretenden Drehzahldifferenzen zwischen den Achsen drehen
die Kronenräder
relativ zueinander. Dabei erzeugen die Pumpwirkung der miteinander
kämmenden
Räderverzahnungen
und die Reibungskräfte
einen Sperreffekt, der zu einer Angleichung der Drehzahldifferenz
der beiden Achsen führt.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung sind die beiden Stirnräder zylindrisch
und haben eine Geradverzahnung. Zumindest eines der beiden Stirnräder kreuzt
die Drehachse mit Abstand, wobei das mit diesem Stirnrad kämmende Kronenrad
eine Schrägverzahnung
aufweist. Das andere Stirnrad kann radial zur Drehachse angeordnet
sein, wobei das zugehörige
Kronenrad dann eine radiale Verzahnung hätte. Das erste Kronenrad ist
vorzugsweise einstückig mit
dem ersten Korbteil des Differentialkorbs gestaltet. So ergibt sich
eine besonders geringe Teilezahl und eine einfache Montage. Der
Differentialkorb ist vorzugsweise mehrteilig gestaltet und hat ein
erstes Korbteil, ein zweites Korbteil und ein axial zwischen diesen
gehaltenes ringscheibenförmiges
Antriebsrad.
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Der
Differentialträger
umfaßt
radial außen
einen ringscheibenförmigen
Abschnitt, in dem die Paare von Stirnrädern gehalten sind, und radial
innen einen hülsenförmigen Abschnitt,
in dem die Ausgleichsräder
aufgenommen sind. Dabei füllt
der ringscheibenförmige
Abschnitt den axial zwischen den Kronenrädern gebildeten Hohlraum weitestgehend aus.
So kann die Pumpwirkung der Verzahnungseingriffe bzw. Reibungskräfte an den
Zähnen
der Stirnräder
bei Relativdrehung der Kronenräder
für eine
Erhöhung
der Sperrwirkung ausgenutzt werden. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung
sind das erste und das zweite Kronenrad mit inneren Zylinderflächen auf einer
Außenfläche des
hülsenförmigen Abschnitts drehbar
gelagert. Zusätzliche
Lagerteile sind somit nicht erforderlich.
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Bei
beiden Lösungen
ist es vorteilhaft, daß die
Stirnräder – in Bezug
auf die Drehachse A – axial im
Bereich der Ausgleichsräder
liegen. So ergibt sich ein symmetrischer Aufbau mit kurzer axialer
Länge. Das
erste und das zweite Kronenrad können
eine gleiche Zähnezahl
haben, so daß eine
gleichmäßige Drehmomentaufteilung
erfolgt, oder eine unterschiedliche Zähnezahl, was zu einer unsymmetrischen
Drehmomentaufteilung zwischen den Achsen führt. Vorzugsweise ist das zweite
Differentialgetriebe im Differentialkorb des ersten Differentialgetriebes aufgenommen,
wobei die Seitenwellenräder
mit Anlageflächen
gegen den Differentialkorb zumindest mittelbar axial abgestützt sind.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin
zeigt
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1 eine
Antriebsachse eines allradgetriebenen Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Differentialanordnung
in einer ersten Ausführungsform
als Prinzipdarstellung;
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2 die
Differentialanordnung aus 1 in einer
abgewandelten zweiten Ausführungsform
im Längsschnitt;
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3 eine
erfindungsgemäße Differentialanordnung
in einer dritten Ausführungsform
im Längsschnitt;
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4 eine
erfindungsgemäße Differentialanordnung
in einer vierten Ausführungsform
im Längsschnitt;
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5 eine
erfindungsgemäße Differentialanordnung
in einer fünften
Ausführungsform
im Halblängsschnitt
(obere Bildhälfte)
und im Umfangsschnitt (untere Bildhälfte);
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6 eine
erfindungsgemäße Differentialanordnung
in einer sechsten Ausführungsform
im Halblängsschnitt
(obere Bildhälfte)
und im Umfangsschnitt (untere Bildhälfte).
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1 zeigt
die Vorderachse 2 eines hier nicht weiter dargestellten
allradgetriebenen Kraftfahrzeugs. Die Vorderachse 2 läßt eine
Doppeldifferentialanordnung 3, einen Winkeltrieb 4,
zwei Seitenwellen 5, 6, zwei hieran angeschlossene
Gelenkwellen 7, 8 und zwei Räder 9, 10 erkennen.
Die Doppeldifferentialanordnung 3 wird über eine Antriebswelle 11 mit
Ritzel 12 von einer hier nicht dargestellten Motor-Getriebe-Einheit angetrieben.
Das Ritzel 12 ist mit einem Antriebsrad 13 in
Verzahnungseingriff, das drehfest an einem Differentialkorb 14 angebracht
ist. Die Doppeldifferentialanordnung 3 umfaßt ein äußeres erstes
Differentialgetriebe 15 zum Aufteilen des eingeleiteten
Drehmoments auf die Vorder- und die Hinterachse sowie ein koaxial
innerhalb des ersten Differentialgetriebes 15 liegendes
zweites Differentialgetriebe 16 zum Aufteilen des auf die
Vorderachse 2 übertragenen
Drehmoments zwischen den beiden Seitenwellen 5, 6.
Dabei ermöglicht
das erste Differentialgetriebe 15 eine Ausgleichswirkung
zwischen der Vorder- und der Hinterachse, während das zweite Differentialgetriebe 16 eine
Ausgleichswirkung zwischen den beiden Seitenwellen 5, 6 hat,
um Verspannungen im Antriebsstrang zu vermeiden.
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Das
erste Differentialgetriebe 15 ist in Form eines Kronenraddifferentials
gestaltet und umfaßt
neben dem Differentialkorb 14 mehrere gemeinsam mit diesem
um die Drehachse A umlaufende Stirnräder 17 als Ausgleichsräder, sowie
ein erstes und ein zweites Kronenrad 18, 19 als
Seitenwellenräder,
die mit den Stirnrädern 17 in
Verzahnungseingriff sind und im Differentialkorb 14 koaxial
zur Drehachse A drehbar gelagert sind. Die Stirnräder 17 sind
zylindrisch und greifen jeweils in eine radiale Verzahnung die Kronenräder 18, 19 ein;
Stirnräder 17 und
Kronenräder 18, 19 können jedoch
auch leicht konisch ausgeführt
sein. Das erste Kronenrad 18 ist mit einem Differentialträger 20 fest
verbunden, das als Differentialkorb für das zweite Diffe rentialgetriebe 16 dient.
Das zweite Kronenrad 19 ist mit einer zur Drehachse A koaxialen
Hohlwelle 22 als Ausgangswelle antriebsverbunden. Die Hohlwelle 22 treibt
das Eingangsrad 23 des Winkeltriebs 4 an, das
mit dem Ausgangsritzel 24 in Verzahnungseingriff ist. Das
Ausgangsritzel 24 ist wiederum zur Drehmomentübertragung
auf die Hinterachse mit einer Längsantriebswelle 25 verbunden,
von der hier nur ein Teilstück
sichtbar ist.
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Das
zweite Differentialgetriebe 16 umfaßt neben dem Differentialträger 20 mehrere
gemeinsam mit diesem um die Drehachse A umlaufende Ausgleichsräder 26 sowie
ein erstes und ein zweites Seitenwellenrad 27, 28.
Die beiden Seitenwellenräder 27, 28 sind
koaxial zur Drehachse A einander gegenüberliegend im Differentialträger 20 angeordnet
und kämmen
mit den Ausgleichsrädern 26.
Das zweite Differentialgetriebe 16 ist als Kegelraddifferential
gestaltet, d. h. die Ausgleichsräder 26 und
die Seitenwellenräder 27 sind
Kegelräder.
Das erste Seitenwellenrad 27 ist mit der ersten Seitenwelle 5 verbunden, während das
zweite Seitenwellenrad 28 mit der zweiten Seitenwelle 6 verbunden
ist. Die zweite Seitenwelle 6 liegt auf der Drehachse innerhalb
der Hohlwelle 22 und durchdringt den Winkeltrieb 4.
Die Anordnung des zweiten Differentialgetriebes 16 koaxial innerhalb
des ersten Differentialgetriebes 15 in Kombination mit
der Gestalt des ersten Differentialgetriebes in Form eines Kronenraddifferentials
hat den Vorteil, daß die
gesamte Anordnung axial kurz baut. Dies ist insbesondere bei Anwendungen
mit quer eingebautem Motor von Vorteil.
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Die
in 2 gezeigte Doppeldifferentialanordnung 3 entspricht
der in 1 als Prinzipbild dargestellten Doppeldifferentialanordnung
weitestgehend. Insofern wird auf obige Beschreibung Bezug genommen,
wobei gleiche Bauteile mit gleichen und abgewandelte Bauteile mit
Bezugsziffern mit um zwei tiefergestellten Indizes versehen sind.
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Es
ist ersichtlich, daß der
Differentialkorb 142 mehrteilig
gestaltet ist und ein erstes Korbteil 29, ein zweites Korbteil 30 und
das axial dazwischenliegende Antriebsrad 13 umfaßt. Das
Antriebsrad 13 ist ringscheibenförmig gestaltet und hat zwei
axial entgegengesetzt gerichtete Eindrehungen 32, 33,
in die Flansche 34, 35 des ersten und zweiten
Korbteils 29, 30 eingreifen. In den Flanschen
und im Antriebsrad sind mehre re über
den Umfang verteilte Bohrungen zum Verbinden der genannten Bauteile
mittels Schrauben 31 vorgesehen. Das Antriebsrad 13 hat von
einer freien inneren Umfangsfläche
sich erstreckende radiale Ausnehmungen 36, in denen jeweils ein
Stirnrad 17 aufgenommen ist, so daß es gemeinsam mit dem Antriebsrad 13 um
die Drehachse A umläuft.
Die Kronenräder 182 , 192 ,
welche die Ausgangsteile des ersten Differentialgetriebes 15 bilden, haben
jeweils eine zur Kronenradverzahnung axial entgegengesetzt gerichtete
Anlagefläche,
die gegen den Differentialkorb 142 axial
abgestützt
ist.
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Das
erste Kronenrad 182 hat zur Drehmomentübertragung
radial innen eine Innenverzahnung, die drehfest in eine Außenverzahnung 43 des
rohrförmigen
Differentialträgers 202 eingreift. So dreht das erste Kronenrad 182 gemeinsam mit dem Differentialträger 202 um die Drehachse A. An seinem der
Mittenebene M des Differentials zugewandten Ende hat der Differentialträger 202 radiale Ausnehmungen 21, in
denen ein Zapfen 44 zur Aufnahme der Ausgleichsräder 26 gehalten
ist, um mit dem Differentialträger 202 um die Drehachse A umzulaufen. Die
Ausgleichsräder 26,
von denen im vorliegenden Halblängsschnitt
nur eines sichtbar ist, kämmen
mit den Seitenwellenrädern 27, 28,
die mit den Seitenwellen 5, 6 mittels einer Steckverbindung
drehfest verbunden und mittels Sicherungsringen 45 axial
gesichert sind.
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Das
zweite Kronenrad 192 greift radial
innen mittels einer Innenverzahnung in eine entsprechende Außenverzahnung 47 des
Hohlrads 48 drehfest ein, das mit der Hohlwelle 22 verbunden
ist. Das Hohlrad 48, die Hohlwelle 22 und ein
dazwischenliegender gestufter Übergangsabschnitt 49 sind
einstückig
und glockenförmig
gestaltet. Dabei ist das Seitenwellenrad 28 über eine
reibungsmindernde Anlaufscheibe 50 gegen den radialen Übergangsabschnitt 49 axial abgestützt, der
seinerseits über
ein Axiallager 52 gegen eine Radialfläche des Differentialkorbs 142 axial abgestützt ist. Das gegenüberliegende
Seitenwellenrad 27 ist über
eine reibungsmindernde Anlaufscheibe 53 direkt gegen eine
Radialfläche
des Differentialkorbs 142 axial
abgestützt.
Der Differentialkorb 14 ist mittels Wälzlagern 54, 55 in
einem hier nur teilweise dargestellten stehenden Gehäuse 56 drehbar
gelagert.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
dienen der Differentialkorb 142 bzw.
die mit diesem gemeinsam um die Drehachse A umlaufenden Stirnräder 17 als
Eingangsteil, während
die Kronenräder 182 , 192 die
Ausgangsteile des ersten Differentialgetriebes 152 bilden.
Dabei wird ein Teil des Drehmoments über das erste Kronenrad 182 , den Differentialträger 202 und das zweite Differentialgetriebe 16 auf
die Vorderachse 2 übertragen,
während
der andere Teil des Drehmoments über
das zweite Kronenrad 192 und die
Ausgangswelle 22 auf die Hinterachse übertragen wird.
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Die
in 3 gezeigte Doppeldifferentialanordnung 33 entspricht derjenigen aus 2 weitestgehend.
Insofern wird auf obige Beschreibung Bezug genommen, wobei abgewandelte
Bauteile der vorliegenden Ausführungsform
mit Bezugsziffern mit um drei tiefergestellten Indizes versehen
sind.
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In
einziger Abwandlung zu der Ausführungsform
nach 2 sind vorliegend Reibungskupplungen 37, 38 zwischen
den Anlageflächen 51, 61 der Kronenräder 183 , 193 und
dem Differentialkorb 303 angeordnet.
Die Reibungskupplungen 37, 38 umfassen jeweils
mehrere Außenlamellen 39, 40 die
radial außen
in ein Verzahnungsprofil im Differentialkorb 143 drehfest
eingreifen, und hierzu abwechselnd mehrere Innenlamellen 41, 42.
Dabei greifen die Innenlamellen 41 der ersten Reibungskupplung 37 mit einer
Innenverzahnung in die Außenverzahnung 433 des Differentialträgers 203 ein.
Die Innenlamellen 42 der zweiten Reibungskupplung 38 greifen
mit ihrer Innenverzahnung in eine Außenverzahnung 472 des Hohlrads 483 drehfest
ein, das mit der Hohlwelle 223 verbunden
ist.
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Bei
auftretenden Drehzahldifferenzen zwischen Vorder- und Hinterachse
drehen die Kronenräder 183 , 193 relativ
zueinander. Dabei bewirken die zwischen den Ausgleichsrädern 173 und den Kronenrädern 183 , 193 wirksamen axialen Spreizkräfte ein Beaufschlagen
der Reibungskupplungen 37, 38 in Richtung von
der Mittenebene M weg. So wird ein Sperreffekt erzielt, der zu einer
Angleichung der Drehzahldifferenz der beiden Achsen führt.
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Die
in 4 gezeigte Doppeldifferentialanordnung 34 entspricht den in den 2 und 3 gezeigten
weitestgehend. Insofern wird hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf
obige Beschreibung Bezug genommen, wobei abgewandelte Bauteile der
vorliegenden Ausführungsform
mit Bezugsziffern mit um vier tiefergestellten Indizes versehen
sind.
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Die
vorliegende Ausführungsform
ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Kronenräder 184 , 194 an
ihren der Mittelebene entfernten Seiten jeweils eine konische Anlagefläche 514 , 614 aufweisen,
mit der sie gegen den Differentialkorb 144 abgestützt sind.
Dabei ist zwischen der Anlagefläche 514 , 614 und
der zugehörigen
Stützfläche des
Differentialkorbs 144 jeweils eine
Reibscheibe 62, 63 zwischengeschaltet. Die Reibscheiben 62, 63 bilden
somit Reibflächenpaarungen 374 , 384 ,
so daß bei
auftretenden Drehzahldifferenzen Reibkräfte erzeugt werden, die eine
Sperrwirkung haben.
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5 zeigt
eine weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Doppeldifferentialanordnung 35 . Diese entspricht in weiten Teilen
den in den 1 und 2 gezeigten
Ausführungsformen.
Insofern wird hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf obige Beschreibung
Bezug genommen, wobei abgewandelte Bauteile der vorliegenden Ausführungsform mit
Bezugsziffern mit um fünf
tiefergestellten Indizes versehen sind. In der oberen Bildhälfte ist
die Doppeldifferentialanordnung im Halblängsschnitt dargestellt, während sie
in der unteren Bildhälfte
im Umfangsschnitt gemäß Schnittlinie
V-V dargestellt ist.
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Der
Differentialkorb 145 ist mehrteilig
gestaltet und umfaßt
ein erstes Korbteil 295 , ein zweites Korbteil 305 und das axial dazwischenliegende Antriebsrad 135 . Das Antriebsrad 135 ist
ringscheibenförmig
gestaltet und hat zwei axial entgegengesetzt gerichtete Eindrehungen,
in die die Flansche des ersten und zweiten Korbteils 295 , 305 eingreifen.
Die genannten Bauteile sind mittels Schrauben 36 verbunden.
Das erste Korbteil 295 ist einstückig mit
dem ersten Kronenrad 185 gestaltet,
das als Eingangsteil dient. Das Drehmoment wird über mehrere Paare von Stirnrädern 57, 58 auf
das zweite Kronenrad 195 zum Antreiben
der Hinterachse einerseits und auf den Differentialträger 205 zum Antreiben der Vorderachse andererseits übertragen.
Hierfür
sind die Paare von Stirnrädern 57, 58 drehbar
auf dem Differentialträger 205 gehalten und laufen gemeinsam mit
diesem um die Drehachse A, wobei das erste Stirnrad 57 mit
dem ersten Kronenrad 185 kämmt und
das zweite Stirnrad 58 mit dem zweiten Kronenrad 195 kämmt
und die Stirnräder
miteinander kämmen.
Das zweite Kronenrad 195 ist einstückig mit
dem Hohlrad 485 , dem Abschnitt 495 und der Ausgangswelle 225 gestaltet.
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Der
Differentialträger 205 setzt sich aus einem ringscheibenförmigen Abschnitt 59,
in dem die Stirnräder 57, 58 aufgenommen
sind, und einem radial innen hieran anschließenden hülsenförmigen Abschnitt 605 zusammen, in dem der Zapfen 445 aufgenommen ist. Die beiden Abschnitte 59, 605 können einstückig gestaltet
oder auch zunächst
separat hergestellt und nachträglich
miteinander verbunden sein, beispielsweise mittels Schweißen. Der
hülsenförmige Abschnitt 605 hat eine zylindrische Außenfläche, gegenüber der
das erste und das zweite Kronenrad 185 , 195 mit zylindrischen Innenflächen gelagert
sind. Dabei erstreckt sich der hülsenförmige Abschnitt 605 über
die Länge
des zweiten Differentials 165 und
schließt
axial bündig
mit den Anlageflächen der
Seitenwellenräder 275 , 285 ab.
Das erste Seitenwellenrad 275 ist
axial gegen den Differentialkorb 145 abgestützt, während das
zweite Seitenwellenrad 285 gegen
den radialen Abschnitt 495 der
Hohlwelle 225 abgestützt ist.
Der ringscheibenförmige
Abschnitt 59 des Differentialträgers 205 hat
radial außen
durch sich überdeckende
Kreise gebildete Taschen 62, in denen die Stirnräder 57, 58 einsitzen.
Dabei füllt
der ringscheibenförmige
Abschnitt 59 den zwischen den Kronenrädern 185 , 195 gebildeten Ringraum weitestgehend
aus. Die beiden Stirnräder 57, 58 sind
zylindrisch und haben zueinander parallele Achsen B, von denen eine
auf der Drehachse A senkrecht steht und diese schneidet und die
andere die Drehachse A senkrecht mit Abstand kreuzt. Das erste Kronenrad 185 und die beiden Stirnräder 57, 58 sind
geradverzahnt, während
das zweite Kronenrad 195 aufgrund des
Achsversatzes des zweiten Stirnrads schrägverzahnt ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
dient das erste Kronenrad 185 als
Eingangsteil, während
das zweite Kronenrad 195 und die
Paare von Stirnrädern 57, 58 die
Ausgangsteile des ersten Differentialgetriebes 155 .
Dabei wird das Drehmoment teilweise über die Paare von Stirnrädern, der
Differentialträger 205 und das zweite Differentialgetriebe 165 auf die Vorderachse 2 übertragen,
während
der andere Teil des Drehmoments über
das zweite Kronenrad 195 und die Ausgangswelle 225 auf die Hinterachse übertragen wird.
Bei auftretenden Drehzahldifferenzen zwischen Vorder- und Hinterachse drehen
die Kronenräder 185 , 195 relativ
zueinander. Dabei hat die Pumpwirkung der miteinander kämmenden
Räderverzahnungen
und die Reibung der Zähne
in den Taschen einen Sperreffekt, der zu einer Reduktion der Drehzahldifferenz
der beiden Achsen führt.
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Die
in 6 gezeigte Doppeldifferentialanordnung 36 entspricht der aus 5 weitestgehend, weswegen
auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Der einzige Unterschied
besteht in der Ausgestaltung des Differentialträgers 206 ,
der hier korbförmig
gestaltet ist und an seinem hülsenförmigen Abschnitt 606 anschließende flanschförmige Abschnitte 63, 64 aufweist,
gegen die die Seitenwellenräder 276 , 286 axial
abgestützt
sind. So wirken die Spreizkräfte
des zweiten Differentialgetriebes 166 lediglich
auf den Differentialträger 206 und werden nicht auf den Korb 146 übertragen.
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- 2
- Vorderachse
- 3
- Doppeldifferentialanordnung
- 4
- Winkeltrieb
- 5
- Seitenwelle
- 6
- Seitenwelle
- 7
- Gelenkwelle
- 8
- Gelenkwelle
- 9
- Antriebsrad
- 10
- Antriebsrad
- 12
- Ritzel
- 13
- Antriebsrad
- 14
- Differentialkorb
- 15
- erstes
Differentialgetriebe
- 16
- zweites
Differentialgetriebe
- 17
- Stirnrad
- 18
- Kegelrad
- 19
- Kegelrad
- 20
- Differentialträger
- 21
- Ausnehmung
- 22
- Hohlwelle
- 23
- Eingangsrad
- 24
- Ausgangsritzel
- 25
- Längsantriebswelle
- 26
- Ausgleichsrad
- 27
- Seitenwellenrad
- 28
- Seitenwellenrad
- 29
- erstes
Korbteil
- 30
- zweites
Korbteil
- 31
- Schraube
- 32
- Eindrehung
- 33
- Eindrehung
- 34
- Flansch
- 35
- Flansch
- 36
- Ausnehmung
- 37
- Reibungskupplung
- 38
- Reibungskupplung
- 39
- Außenlamelle
- 40
- Außenlamelle
- 41
- Innenlamelle
- 42
- Innenlamelle
- 43
- Außenverzahnung
- 44
- Zapfen
- 45
- Sicherungsring
- 46
- Innenverzahnung
- 47
- Außenverzahnung
- 48
- Hohlrad
- 49
- Übergangsabschnitt
- 50
- Anlaufscheibe
- 51
- Anlagefläche
- 52
- Axiallager
- 53
- Anlaufscheibe
- 54
- Wälzlager
- 55
- Wälzlager
- 56
- Gehäuse
- 57
- Stirnrad
- 58
- Stirnrad
- 59
- Abschnitt
- 60
- Abschnitt
- 61
- Anlagefläche
- 62
- Tasche
- A
- Achse
- B
- Achse
- M
- Mittenebene