DE2331980A1

DE2331980A1 - Planeten-differentialgetriebe

Info

Publication number: DE2331980A1
Application number: DE19732331980
Authority: DE
Inventors: Brian Colin Pagdin; Oswald Webb
Original assignee: GKN Transmissions Ltd
Current assignee: GKN Automotive Ltd
Priority date: 1972-06-23
Filing date: 1973-06-22
Publication date: 1974-02-07
Also published as: FR2190220A5; AU5732073A; IT986568B

Description

Die Erfindung betrifft ein Planeten-Differentialgetriebe, insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit einem Fahrzeug bei Anordnung entweder zwischen den beiden angetriebenen Achsen eines Fahrzeuges mit Vierradantrieb oder zwischen den beiden Triebrädern der gleichen Achse eines Fahrzeuges mit herkömmlichem Antrieb.

Bei einigen Planeten-Differentialgetrieben wird gefordert, daß die Zahnräder des Getriebes, insbesondere die im Eingriff miteinander stehenden Planetenräder und das Ringrad, so miteinander zusammenwirken, daß ein viskoses Flud gegen einen Widerstand verdrängt wird, die miteinander kämmenden Zahnräder somit als Pumpe wirken, wodurch zwischen den miteinander zusammenwirkenden Zahnrädern Drehmoment übertragen wird. Diese Drehmomentübertragung wird zur Beeinflussung der Relativdrehung zwischen den miteinander zusammenwirkenden Zahnrädern ausgenutzt. Ein Anwendungsbeispiel für ein derartiges Differentialgetriebe ist in einem Fahrzeug mit Vierradantrieb gegeben, bei dem das Differentialgetriebe zur Beinflussung der Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeuges zumindest beiträgt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Planeten-Differentialgetriebe zu schaffen, bei dem die Größe des zwischen den Zahnrädern übertragenen Drehmomentes veränderbar ist.

Diese Aufgabe ist mit einem Planeten-Differentialgetriebe gelöst, das sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß in einem mit Plud gefüllten Gehäuse ein Ringrad, ein Sonnenrad, mit diesen kämmende Planetenräder und ein diese tragender Steg untergebracht sind, wobei die Zahnräder so eingeschlossen sind, daß sie bei Relativdrehung als Zahnradpumpe wirken, daß das von den Zahnrädern gepumpte Plud von Leitungen aufnehmbar ist, daß mit den Leitungen eine veränderbare Öffnung verbunden ist, durch welche das gepumpte Plud hindurchströmt, und daß die Größe der Öffnung mit einer Vorrichtung veränderbar ist.

Ein Planeten-Differentialgetriebe der vorbeschriebenen Ausbildung ist in einem Fahrzeug mit Vierradantrieb zur Beeinflussung der Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeuges verwendbar.

Bei einem derartigen Planeten-Differentialgetriebe kann die Größe der Öffnung in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz zwischen den Zahnrädern selbsttätig veränderbar gemacht sein. Dies läßt sich zweckmäßigerweise dadurch erreichen, daß die Größe der Öffnung entsprechend dem Druck des von den Zahnrädern gepumpten Pludes veränderbar gemacht ist, wobei dieser Druck seinerseits abhängig ist von der Drehzahldifferenz zwischen den Zahnrädern.

Der die Planetenräder tragende Steg, das Sonnenrad und das Ringrad stellen die Antriebs- und Abtriebselemente des Getriebes dar.

Im Getriebe können zwei Gruppen von Leitungen vorhanden sein, wobei jeder Gruppe eine veränderbare Öffnung zugeordnet ist,

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und die Leitungen und Öffnungen sind so ausgebildet, daß bei Relativdrehung zwischen den Abtriebselementen des Getriebes das Plud bei der einen Drehrichtung durch die eine Gruppe von Leitungen und die zugehörige veränderbare Öffnung und bei Relativdrehung in der anderen Richtung durch die andere Gruppe von Leitungen und durch die diesen zugeordnete Öffnung gepumpt wird.

Eine abgewandelte Ausbildungsform des Getriebes besteht darin, daß zwei Gruppen von Leitungen vorhanden sind, daß jeder Gruppe ein Rückschlagventil zugeordnet ist, und daß die veränderbare Öffnung mit beiden Gruppen von Leitungen verbunden ist, wobei bei Relativdrehung zwischen den Abtrxebselementen des Getriebes das Flud bei der einen Drehrichtung durch die eine Gruppe von Leitungen und von diesen durch die veränderbare Öffnung und bei Relativdrehung in der anderen Richtung durch die andere Gruppe von Leitungen und von diesen durch die veränderbare Öffnung gepumpt wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Steg einen das Sonnenrad umgreifenden ringförmigen Teil aufweist, in welchem mit Zwischenabstand in Umfangsrichtung eine Mehrzahl von Kammern ausgebildet ist, die zum Innen- und Außenumfang des ringförmigen Teils hin offen sind, daß in jeder Kammer ein Planetenrad aufgenommen ist, und daß die Innenflächen der Kammarn zylindrisch ausgebildet sind und von den in radialer Richtung äußersten Enden der Zahnrädzähne nur einen geringen Abstand haben, wobei die Zähne der Planetenräder die Aussparungen der Kammern zum Innen- und Außenumfang des ringförmigen Teiles hin durchdringen.

.des Steges
In jede Kammer/können zwei Leitungen münden, von denen die eine zur einen, die andere zur anderen Gruppe von Leitungen gehört.

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Die oder jede im Differentialgetriebe vorgesehene veränderbare Öffnung kann Teil eines druckgesteuerten Ventils sein. Das Ventil kann ein druckbetätigbares Bauteil aufweisen, das bei ansteigendem Druck des-von den Zahnrädern gepumpten Fludes die Größe der Öffnung verkleinert.

Das druckbetätigbare Bauteil des oder jedes Ventils kann ein federbelasteter Kolben sein, der im Zusammenwirken mit einem Ventilsitz die veränderbare Öffnung bildet. Der Kolben kann von der Feder vom Ventilsitz weg gedrängt und so ausgebildet sein, daß er gegen den Ventilsitz verschiebbar ist, um in Abhängigkeit von ansteigendem Druck im von den Zahnrädern gepumpten Flud die Fludströmung durch den Ventilsitz zu verringern oder zu unterbrechen.

Das Differentialgetriebe kann weiterhin mit einer kombinierten Expansions- und Vorratskammer versehen sein, mit der sich im Gehäuse ein bestimmter Mindestdruck des Fludes aufrechterhalten läßt.

Arbeitet das Differentialgetriebe über einen längeren Zeitraum als Pumpe, steigt die Temperatur des Getriebes in beträchtlichem Maße an. Die Größe der veränderbaren Öffnung kann daher in Abwandlung der vorbeschriebenen Ausbildungsform mit druckabhängig veränderbarer Öffnung in Abhängigkeit von der Temperatur des Differentialgetriebes oder des von den Zahnrädern gepumpten Fludes veränderbar gemacht sein.

Ein Planeten-Differentialgetriebe der vorbeschriebenen Ausbildungsform ist insbesondere in einem Fahrzeug mit einem auf zwei Räder oder auf zwei Rädergruppen wirkenden Antriebsmotor in der Weise verwendbar, daß es zwischen den Triebrädern oder zwischen den Triebrädergruppen angeordnet ist, um die zwischen diesen bestehende Drehzahldifferenz zu beeinflussen.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Pig. 1 einen Längsschnitt längs der Linie G-C in Fig. 2 durch ein Planeten-Differentialgetriebe nach der Erfindung und durch ein an dieses angeschlossenes Verteilergetriebe,

Pig. 2 einen Querschnitt längs der Linie A-A in Fig. 1,

Pig. 3 einen Schnitt längs der Linie B-B in Pig. 2 durch einen !Teil des Getriebes,

Pig. 4 eine vereinfachte Darstellung eines Fahrzeuges mit Vierradantrieb mit einem Planeten-Differentialgetriebe nach der Erfindung und

Pig. 5 eine grafische Darstellung des typischen Verhältnisses zwischen dem im Differentialgetriebe erzeugten Fluddruck und der Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern eines Fahrzeuges mit Vierradantrieb.

Ein die Antriebsachsen miteinander verbindendes Planeten-Differentialgetriebe zur Anordnung zwischen den Vorder- und Hinterrädern eines Fahrzeuges mit Vierradantrieb weist ein Außengehäuse 10 auf, an dem eine Antriebswelle 11 und zwei Abtriebswellen 12 und 13 abgestützt sind.

Die Abtriebswelle 12 ist im Innern des Außengehäuses in einer Lageranordnung 16 aufgenommen und mit den Vorderrädern des Fahrzeuges über ein Kettenzahnrad 14 verbindbar, das an der Abtriebswelle mit einer Vielkeilverbindung 15 gehalten ist. Die Antriebswelle 11 ist im Innern der Abtriebswelle 12 in einem Lager 17 gelagert. Mit der Abtriebswelle 12 ist an einer Schweißnaht 19 ein fluddichtes zweiteiliges Gehäuse 18

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verschweißt, welches am anderen Ende in einer Lageranordnung aufgenommen ist, die sich am Außengehäuse abstützt. Die mit den" Hinterrädern des Fahrzeuges verbindbare Abtriebswelle ist im inern des Gehäuses 18 in in Achsenrichtung mit Zwischenabstand angeordneten Lageranordnungen 21 und 22 gelagert. Zum Abdichten des Gehäuses 18 gegen die Abtriebswelle 13 sind zwischen beiden Elementen Dichtglieder 23 und 24 angeordnet.

Auf die Abtriebswelle 13 wirkende axial gerichtete Kräfte, die das Bestreben haben, die Welle entsprechend Fig. 1 nach links zu bewegen, werden von der Abtriebswelle auf die Lageranordnung 20 über ein Drucklager 30 sowie über ein Preßteil übertragen, das an der Abtriebswelle 13 in einem Bereich zwischen einem Tachometer-Antriebskettenrad 26 und einer Axialspiel-Begrenzungsscheibe 27 befestigt ist. Die Übertragung dieser axial gerichteten Kräfte erfolgt von der Lageranordnung 20 über das Gehäuse 18 und das Kettenzahnrad 14 auf die andere Lageranordnung 16, die im Innern des Außengehäuses so angebracht ist, daß sie eine Gegenkraft gegen diese Kräfte hervorzurufen vermag. Axial gerichtete Kräfte, die das Bestreben haben, die Abtriebswelle 13 entsprechend Fig. 1 nach rechts zu bewegen, werden von der Abtriebswelle über eine weitere Drucklageranordnung 28 auf das Gehäuse 18 übertragen. Auch diesen Kräften wirkt die Lageranordnung 16 entgegen, die in ihrer Lage im Innern des Außengehäuses von einem Haltering gehalten ist.

An der auf die Vorderräder treibenden Abtriebswelle 12 ist ein Sonnenrad 31 ausgebildet, während mit der die Hinterräder antreibenden Abtriebswelle 13 ein Ringrad 32 über an dessen Außenfläche ausgebildete Vorsprünge 33 verbunden ist, die in entsprechende Aussparungen 34 eingreifen, die an einem mit der Abtriebswelle 13 einstückig ausgebildeten glockenförmigen Teil 35 vorhanden sind. An der Antriebswelle 11 ist mit einem Vielkeilprofil 37 ein Planetenradträger (Steg) 36 gehalten, der drei an Drehbolzen 39 aufgenommene Planetenräder 38 trägt, die mit dem Sonnenrad 31 und dem Ringrad 32

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kämmen. Der Steg 36 ist zweiteilig ausgebildet und weist einen Haupt teil 40 und eine ringförmige Stirnplatte 41 auf, die mit dem Hauptteil mit in Umfangsrichtung mit Zwischenabstand angeordneten Schrauben 42 verbunden ist (Fig. 2). Die Stirnplatte 41 und ein Teil des Hauptteiles 40 bilden einen ringförmigen Teil des Steges, der das Sonnenrad umgreift. In dem Teil des Hauptteiles 40, der das Sonnenrad umgreift, sind in Umfangsrichtung mit Zwischenabstand drei Kammern 43 ausgebildet, die zum Innen- und Außenumfang des Steges hin offen sind. In jeder Kammer ist ein Planetenrad 38 aufgenommen. Die Innenflächen der Kammern sind zylindrisch ausgebildet und haben von den in radialer Richtung äußeren Enden der Zahnradzähne nur einen geringen Abstand. Die Zähne der Planetenräder dringen durch die in den Kammern ausgebildeten Aussparungen zum Innen- und Außenumfang des Steges hin hindurch, um in das Sonnenrad und das Ringrad eingreifen zu können.

In jede Kammer münden zwei Leitungen, nämlich an der entsprechend Pig. 2 linken Kannnerseite eine Leitung 44, an der rechten Kammerseite eine Leitung 45. Die an der linken Seite der Kammern mündenden Leitungen sind im Hauptteil des Steges ausgebildet und an einem Ende von Kugellagern 54 verschlossen, während sie mit ihren anderen Enden nahe des Innenumfanges des Steges an eine Ringleitung 46 angeschlossen sind, die von einer Verschließhülse 47 und einer Nut 48 im Hauptteil des Steges begrenzt ist. Die an der rechten Seite jeder Kammer mündenden Leitungen sind in der Stirnplatte 41 ausgebildet und an einem Ende mit Kugellagern 55 verschlossen, während sie mit ihren anderen Enden nahe des Innenumfanges der Stirnplatte 41 an eine weitere Ringleitung 49 angeschlossen sind, die von einer weiteren Verschließhülse 50 und einer Nut 51 in der Stirnplatte begrenzt ist. Die Leitungen 44 und die diesen zugeordnete Ringleitung 46 bilden somit eine erste Gruppe von Leitungen, die Leitungen 45 und die zugehörige Ringleitung 49 eine zweite Gruppe von Leitungen.

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Wie in Pig. 3 zu erkennen, ist mit der ersten Gruppe von Leitungen ein druckgesteuertes Ventil 52 über eine Bohrung 53 verbunden, die an einem Ende in die Ringleitung 46 mündet und am anderen Ende mit einem Kugellager 56 verschlossen ist. Das druckgesteuerte Ventil weist eine Stufenbohrung 57 auf, in die ein Verteilerblock 58 eingeschraubt ist, dessen Eintrittsöffnung 59 mit einer Bohrung 53 in Verbindung steht. In der Bohrung 57 ist weiterhin ein druckbetätigbares Element in Gestalt eines federbelasteten Kolbens 60 aufgenommen, der mit einer als Ventilsitz wirkenden Schulter 61 in der Bohrung 57 zusammenwirkt und mit dieser eine veränderbare Öffnung bildet. Der Kolben weist an seinem Außenumfang Nuten 62 auf, die zwischen dem Kolben und den Wänden der Bohrung 57 einen Fludströmungsweg bilden. Der Kolben ist auf den Verteilerblock 58 zu von einer Druckfeder 63 gedrängt, die in der Bohrung 57 aufgenommen ist. Am Verteilerblock ist eine Mehrzahl von Vorsprüngen 64 ausgebildet, durch die ein ständiger Strömungsweg zwischen dem Verteilerblock und dem Kolben gewährleistet ist. Beim Durchgang durch die veränderbare Öffnung tritt das Plud aus dem Ventil über eine in der Stirnplatte 41 ausgebildete Bohrung 64* aus.

Ein druckgesteuertes Ventil ist vorgesehen, damit bei ansteigendem Druck des durch das Ventil strömenden Fludes der Kolben 60 zum Ventilsitz 61 hin verschoben wird, um somit die Größe der veränderbaren Öffnung zu verkleinern. Sobald der Druck des durch das Ventil strömenden ITudes ein ausreichend hohes Niveau erreicht, kann der Kolben 60 zur Anlage am Ventilsitz 61 kommen und somit die Pludströmung durch das Ventil vollständig unterbrechen.

Mit der zweiten Gruppe von Leitungen ist über eine der dargestellten Bohrungsanordnung ähnliche Bohrungsanordnung ein zweites druckgesteuertes Ventil 65 verbunden, das dem in Pig. dargestellten ähnlich ausgebildet ist und dazu dient, die Fludströmung durch diese Leitungen in ähnlicher Weise wie

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zuvor beschrieben zu steuern. Der Verteilerblock des der zweiten Gruppe von Leitungen zugeordneten druckgesteuerten Ventils ist in oder nahe der Stirnplatte 41 aufgenommen und das Flud tritt beim Verlassen des Ventils über eine Bohrung im Hauptteil des Steges aus.

Wie bereits erwähnt,ist das Gehäuse 18 fluddicht ausgebildet und mit Flud gefüllt. Die Abdichtung des Gehäuses ist durch einen weiteren Satz von zwischen dem Steg und der Abtriebswelle 12 angeordneten Diehtgliedem 66 und 67 vervollständigt. Um das Entstehen von Lufttaschen im Innern des Gehäuses zu verhindern, ist das Flud mit einer kombinierten Expansions- und Vorratskammer 68, die mit dem Gehäuse inneren in Verbindung steht, unter Druck gehalten. Die Expansions- und Vorratskammer 68 ist von einem in Querschnittsansicht L-förmigen Kolben 69 und einer am Gehäuse ausgebildeten Schulter 70 begrenzt. Der Kolben 69» der unter Abdichtung am Gehäuse angreift, ist von einer Tellerfeder 71 nachgiebig zur Schulter hin gedrängt. Das innerhalb der Expansions- und Vorratskammer 68 befindliche piud und daher auch das Flud im Innern des Gehäuses steht somit unter Druckbeaufschlagung durch die Tellerfeder 71. Dies trägt zur Verhinderung von Hohlraumbildung im Flud bei. Ein weiterer Vorteil der vorbeschriebenen Kolbenanordnung besteht darin, daß der Kolben infolge seiner Verschiebbarkeit von der Schulter 70 weg gegen die Wirkung der Tellerfeder 71 die thermische Ausdehnung des im Gehäuse befindlichen Fludes aufnehmen kann.

Um die freie Fludverbindung im Innern des Gehäuses 18 zu gewährleisten, sind an den Außenumfängen der Stirnplatte 41 und des Hauptteils 40 des Steges drei mit Zwischenabstand in Umfangsrichtung angeordnete Anflächungen 72 angearbeitet. Die zwischen den Planetenrädern 38 liegenden Teile der Stirnplatte 41 und des Hauptteils 40 des Steges weisen weiterhin zwei in axialer Richtung sich erstreckende Bohrungen 73 (Fig. 1) sowie zwei mit diesen in Verbindung stehende radial gerichtete Bohrungen 74 auf.

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Wie bereits beschrieben erfolgt die Übertragung der Antriebskraft auf die Vorderräder des Fahrzeuges über das Kettenzahnrad 14, das über ein Vielkeilprofil mit der Abtriebswelle verbunden ist. Der Kraftübertragung dient ein Verteilergetriebe 75, das von einem mit dem Differentialgetriebe-Gehäuse 10 verschraubten Gehäuse 76 umschlossen ist. Das Verteilergetriebe weist ein weiteres Kettenzahnrad 77 auf, das an einer Welle angebracht ist, welche im Gehäuse 76 in Lageranordnungen und 80 abgestützt ist. Die Kettenzahnräder 14 und 77 sind über zwei Ketten 81 und 82 miteinander verbunden. Die Welle ist an die Antriebsachse der Vorderräder mit einem Flansch angeschlossen.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß sich bei Auftreten einer Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und den Hinterrädern des Fahrzeuges auch eine Relativdrehung zwischen dem Sonnenrad und dem Ringrad ergibt. Dies führt zu einer Relativdrehung der Planetenräder 38 in den Kammern 43 und zum Pumpen von Flud durch entweder die erste oder die zweite Gruppe von Leitungen und die ihnen zugeordneten druckgesteuerten Ventile.

In Fig. 4 ist in vereinfachter Darstellung der Einbau des in Fig. 1 bis 3 gezeichneten Differentialgetriebes und Verteilergetriebes in ein Fahrzeug mit Vierradantrieb gezeigt. Bei diesem Anwendungsbeispiel weist das vierradgetriebene Fahrzeug einen Antriebsmotor 100 auf, der über eine Kupplung 102 und ein Getriebe IO3 das Differentialgetriebe-Verteilergetriebe-Aggregat 101 in der vorbeschriebenen Ausbildungsform treibt. Die Übertragung des Antriebes auf Hinterräder 104 und 105 des Fahrzeuges erfolgt über eine Antriebswelle 106 und ein zwischen den Rädern angeordnetes Differentialgetriebe 107. Vorderräder 108 und 109 des Fahrzeuges werden vom Verteilergetriebe aus über eine Antriebswelle 110 und ein zwischen den Rädern angeordnetes Differentialgetriebe 111 angetrieben. Es leuchtet ein, daß die zu den

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Hinterrädern des Fahrzeuges führende Antriebswelle 106 mit der in Fig. 1 gezeigten Abtriebswelle 13 und die Antriebswelle 110 für die Vorderräder des Fahrzeuges mit der in Fig. 1 dargestellten Welle 78 verbunden ist.

Unter normalen Bedingungen drehen die Vorder- und Hinterräder des Fahrzeuges mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit, so daß zwischen den Zahnrädern des Differentialgetriebes nur geringe oder keine Relativbewegung auftritt. Ergibt sich jedoch zwischen den Vorder- und Hinterrädern eine beträchtliche Drehzahldifferenz, weil ein Rädersatz durchdreht oder blockiert ist, so führt dies zu Relativdrehung zwischen dem Sonnenrad und dem Ringrad des Differentialgetriebes.

Das Differentialgetriebe ist so ausgebildet, daß bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges eine gegenüber den Vorderrädern höhere Drehzahl der Hinterräder Drehung de-' Planetenräder 38 entsprechend Fig. 2 im Uhrzeigersinn hervorruft. Durch diese Drehung der Planetenräder wird das im Gehäuse 18 befindliche Flud in die erste Gruppe von Le.. übrigen 44 und von diesen über die Ringleitung 46 zum druckgesteuerten Ventil 52 gepumpt. Wie bereits beschrieben führt ein Ansteigen des Druckes des gepumpten Fludes zur Verkleinerung der Größe der vom Kolben 60 und dem Ventilsitz 61 gebildeten veränderbaren Öffnung. Dadurch wird der Widerstand, gegen den die PläiEtenräder 38 beim Pumpen des Fludes arbeiten, vergrößert, so daß der Relativdrehung der Differentialgetriebeteile entgegengewirkt wird. Dies führt außerdem dazu, daß ein Teil des zuvor auf die Fahrzeug-Hinterräder übertragenen Drehmomentes auf die Vorderräder des Fahrzeuges übertragen wird.

Ähnlich verhält es sich, wenn bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges die Hinterräder mit einer höheren Drehzahl rotieren sollten als die Fahrzeug-Vorderräder. Die Planetenräder 38 laufen im Gegenuhrzeigersinn um und pumpen dadurch Flud durch die zweite Gruppe von Leitungen und das zugehörige druckgesteuerte

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Ventil 65. Dieses wirkt in ähnlicher Weise wie zuvor im Zusammenhang mit dem Ventil 52 beschrieben. Daher wird ein bestimmter Anteil an dem zuvor auf die Fahrzeug-Hinterräder übertragenen Drehmomentes zu den Vorderrädern des Fahrzeuges umgeleitet.

Durch das Vorhandensein von zwei Gruppen von Leitungen mit zugehörigen druckgesteuerten Ventilen läßt sich mit dem Differentialgetriebe auch ein Durchdrehen der Vorderräder sowohl bei Vorwärts- als auch bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges beherrschen. Die Wahrscheinlichkeit, daß die Vorderräder durchdrehen, d.h. mit höherer Drehzahl rotieren als die Hinterräder, ist sehr viel geringer, da bei vierradgetriebenen Fahrzeugen normalerweise auf die Hinterräder ein größerer Anteil des gesamten vom Antriebsmotor gelieferten Drehmomentes übertragen wird. Drehen die Vorderräder bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges durch, rotieren die Planetenräder im Gegenuhrzeigersinn, so daß Flud durch die zweite Gruppe von Leitungen und das zugehörige druckgesteuerte Ventil 65 gepumpt wird. Tritt dieser Zustand im umgekehrten Fall bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges auf, pumpen die Planetenräder Flud durch die erste Gruppe von Leitungen 44 und das diesen zugeordnete druckgesteuerte Ventil 52.

Ist die Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeuges ausreichend groß, beispielsweise wenn das Fahrzeug mit seinen Hinterrädern in einem Graben steht, und ist während längerer Zeit versucht worden, das Fahrzeug aus dem Graben herauszufahren, kann der Druck des im Innern des Gehäuses 18 gepumpten Fludes auf ein ausreichend hohes Niveau ansteigen, daß die veränderbare Öffnung vollständig geschlossen wird. Dies führt zu einer direkten Antriebsverbindung zwischen den Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeuges.

In Abwandlung der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausbildungsform kann mit beiden Leitungs-Gruppen ein einzelnes druckgesteuertes

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Ventil verbunden sein. In diesem Pail ist in jeder Leitungs-Gruppe ein Rückschlagventil vorgesehen, das Fludströmung durch die Leitungen nur in einer Richtung zuläßt, so daß bei Drehung der Planetenräder 38 im Uhrzeigersinn Plud durch eine Gruppe von Leitungen und das druckgesteuerte Ventil, bei Drehung der Planetenräder in der Gegenrichtung durch die andere Gruppe von Leitungen und .das druckgesteuerte Ventil gepumpt wird.

Die Kennlinien des vorstehend beschriebenen druckgesteuerten Ventils lassen sich in vielfältiger Weise verändern. Pig. 5 zeigt ein typisches Druck-Drehzahldifferenz-Diagramm, bei dem über der Drehzahldifferenz N zwischen Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeuges der im Differentialgetriebe erzeugte Druck P aufgetragen ist. Da der Druck P dem zwischen den Vorder- und den Hinterrädern des Fahrzeuges übertragenen Drehmoment T proportional ist, kann das Diagramm in Pig. 5 auch als Diagramm des übertragenen Drehmomentes T in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz N betrachtet werden. Der Punkt A an der Kurve 91 ist der Abschaltpunkt, bei dem die veränderbare Öffnung vollständig geschlossen ist.

Durch axiales Verschieben des Verteilerblockes 58 in der Bohrung 57 läßt sich die anfängliche Größe der vom Kolben 60 und dem Ventilsitz 61 gebildeten veränderbaren Öffnung einstellen. Schraubt man beispielsweise den Verteilerblock teilweise aus der Bohrung 57 heraus, wird die anfängliche Größe der veränderbaren Öffnung vergrößert. Daraus ergibt sich ein flacherer Anstieg des anfänglichen Kurvenabschnittes OA, indem der Abschaltpunkt A nach rechts in die Stellung A.. versetzt wird, so daß man die geänderte Kennlinie 92 erhält.

Die von der Druckfeder 63 auf den Kolben 60 aufgetragene Federkraft läßt sich verändern, wenn in die Bohrung 57 eine Schraube 90 mit einer Mittelbohrung 94 eingesetzt ist, deren axiale Stellung relativ zur Bohrung 57 die Federkraft

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bestimmt (Pig. 3)· Erhöht man beispielsweise die Federkraft durch weiteres Einschrauben der Schraube 90 in die Bohrung 57, ergibt sich eine Erhöhung des zum Schließen der veränderbaren Öffnung erforderlichen Druckes. Der Punkt A in Pig. 5 wird in senkrechter Richtung nach A₂ verschoben und man erhält die geänderte Kennlinie 93.

Der Anstieg der übrigen Abschnitte der Kurven 91, 92 und 93, das sind die Abschnitte AB, A₁B.. und ApB₂, ist weitgehend von der Ausbildung des Kolbens 60 abhängig. Ist der Kolben so ausgebildet, daß er, wie zuvor beschrieben, die Fludströmung durch das Ventil vollständig zu unterbrechen vermag, dann verlaufen die Kurvenabschnitte AB, A₁B₁ und A₂B₂ nahezu senkrecht. Der Kolben kann jedoch mit einer mittigen Aussparung oder Aussparungen oder anderen Vorrichtungen versehen sein, die einen kontrollierten Durchtritt von Flud am Ventilsitz 61 auch bei Anlage des Kolbens am Ventilsitz zulassen. Ist ein kontrollierter Durchtritt von Flud möglich, dann ist der Anstieg der Kurvenabschnitte AB, A₁B₁ und A₂B₂, weil proportional dem Durchtritt, weniger steil.

Wenngleich bei den vorstehend beschriebenen Ausbildungsformen die Größe der veränderbaren Öffnung in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeuges durch Abtasten des Druckes des von den Planetenrädern gepumpten Fludes veränderbar ist, leuchtet es ein, daß die Relativdrehung der Differentialgetriebeteile zu einer erhöhten Temperatur eines Differentialgetriebes und des gepumpten Fludes führt. Es ist daher möglich, die vorbeschriebene Drucksteuerung bei Bedarf durch eine temperaturabhängige Steuerung zu ersetzen, wobei die Größe der veränderbaren Öffnung von einem temperaturgesteuerten Element veränderbar ist, das entweder die Temperatur des Differentialgetriebes oder die Temperatur des gepumpten Fludes erfaßt. Hierbei ist das Differentialgetriebe gegen Schaden infolge Überhitzung geschützt, da das temperaturgesteuerte Element so

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ausbildbar ist, daß es die veränderbare Öffnung vollständig schließt, bevor die Temperatur des Differentialgetriebes oder des gepumpten Fludes eine Höhe erreicht, bei der ein Versagen ausgelöst würde.

Die Erfindung schafft also ein Planeten-Differentialgetriebe, das zwischen zwei Triebräder-Gruppen in einem vierradgetriebenen Fahrzeug oder zwischen Fahrzeug-Triebrädern der gleichen Achse angeordnet werden kann und das in der Lage ist, bei Durchdrehen der Räder zuvor der durchdrehenden Rädergruppe oder dem durchdrehenden Rad zugeführtes Drehmoment zur/zum langsamer drehenden Rädergruppe/Rad hin umzuleiten.

/Ansprüche

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Claims

Ansprüche

1· 1 Planeten-Differentialgetriebe , insbesondere für Vierdantriebe, bei dem in einem mit Flud gefüllten Gehäuse ein Ringrad, ein Sonnenrad, mit diesen kämmende Planetenräder und ein die Planetenräder tragender Steg angeordnet sind, wobei die Zahnräder so eingeschloseen sind, daß sie bei Relativdrehung als Zahnradpumpe wirken, dadurch gekennzeich net, daß zum Aufnehmen des von den Zahnrädern (32,31,38) gepumpten Fludes Leitungen (44,45) vorgesehen sind, die an eine mit einer Verstellvorrichtung (60,61) veränderbare Öffnung angeschlossen sind.
2. Planeten-Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Größe der öffnung in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz zwischen den Zahnrädern (32,31,38) selbsttätig veränderbar ist.
3· Planeten-Differentialgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (60,61) durch den Druck des von den Zahnrädern (32,31,38) gepumpten Fludes steuerbar ist.
4. Planeten-Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (36), das Sonnenrad (31) und das Ringrad (32) die Antriebsund Abtriebselemente des Getriebes darstellen.

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5. Planeten-Differentialgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gek ennze lehnet, daß zwei Gruppen von Leitungen (44,46; 45,49) vorhanden sind, daß jeder Gruppe (44,46 bzw. 45,49) eine veränderbare Öffnung zugeordnet ist, und daß die Leitungen und die Öffnungen so ausgebildet sind, daß bei Relativdrehung zwischen den Abtriebselementen (31,32) des Getriebes das !Plud bei der einen Drehrichtung durch die eine Gruppe von Leitungen (44,46) und die zugehörige veränderbare Öffnung und bei Helativdrehung in der anderen Richtung durch die andere Gruppe von'Leitungen (45,49) und durch die diesen zugeordnete öffnung gepumpt wird.
6. Planeten-Differentialgetriebf nach Anspruch 4, dadurch gek ennzeichnet, daß fcwei Gruppen von Leitungen (44,46; 45,49) vorhanden sind, dap jeder Gruppe (44,46 bzw. 45,49) ein Rückschlagventil zugeordnet ist, und daß die veränderbare öffnung mit beiden Gruppen von Leitungen (44,46 und 45,49) verbunden ist, wobei bei Relativdrehung zwischen den Abtriebselenenten (31,32) des Getriebes das Plud bei der einen Drehrichtung durch die eine Gruppe von Leitungen (44,46) und von diesen durch die veränderbare öffnung und bei Relativdrehung in der anderen Richtung durch die andere Gruppe von Leitungen (45,49) und von diesen durch die veränderbare Öffnung gepumpt wird.
7. Planeten-Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche

1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daS der Steg (36) einen das Sonnenrad (31) umgreifenden ringförmigen Teil (40,41) aufweist, in welchem mit Zwisohenabstand in Umfangsrichtung eine Mehrzahl von Kammern (43) ausgebildet ist, die zum Innen- und Außenumfang des ringförmigen Teils (40,41) hin offen sind, daß in jeder Kammer (43) ein Planetenrad (38) aufgenommen ist, und daß die Innenflächen der Kammern (43) zylindrisch ausgebildet sind und von den in radialer Richtung äußeren Enden der Zahnradzähne nur einen geringen Abstand haben, wobei die Zähne der Planetenräder (38) die Aussparungen

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der Kammern (43) zum Innen- und Außenumfang des ringförmigen Teils (40,41) hin durchdringen.
8. Planeten-Differentialgetriebe nach Anspruch 7» in Verbindung mit Anspruch 5 oder 6, dadurch g e k e η η ζ e i ohne t, daß in jede Kammer (43) zwei Leitungen (44,45) münden, von denen die eine zur einen (44,46), die andere zur anderen Gruppe von Leitungen (45»49) gehört.
9. Plaraten-Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennze ichnet, daß die oder jede veränderbare Öffnung Teil eines druckgesteuerten Ventils (52,65) ist, und daß das oder jedes Ventil (52,65) ein druckbetätigbares Bauteil (60) aufweist, das bei ansteigendem Druck des von den Zahnrädern (31 »3338) gepumpten Fludea die Größe der Öffnung verkleinert.
10. "Planeten-Differentialgetriebe nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das druckbetätigbare Bauteil (60) in dem oder in jedem Ventil (52,65) ein federbelasteter Kolben ist, der im Zusammenwirken mit einem Ventilsitz (61) die veränderbare Öffnung bildet, und daß der Kolben (60) von der Feder (63) vom Ventilsitz (61) weg gedrängt und so ausgebildet ist, daß er gegen den Ventilsitz (61) verschiebbar ist, um in Abhängigkeit von ansteigendem Druck im von den Zahnrädern (31 »32,38) gepumpten Plud die Pludströmung durch den Ventilsitz (61) zu verringern oder zu unterbrechen.
11. Planeten-Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (18) eine kombinierte Expansions- und Vorratskammer (68) ausgebildet ist, mit der sich im Gehäuse (18) ein bestimmter Mindestdruck des Pludes aufrechterhalten läßt.

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12. Planeten-Differentialgetriebe nach Anspruch ti, dadurch gekennze ichne t, daß die kombinierte Expansions- und Vorratskammer (68) durch das Zusammenwirken eines federbelasteten Kolbens (69) Biit dem Gehäuse (18) erhalten ist und eine mit Flud gefüllte und mit dem Innern des Gehäuses (18) in Verbindung stehende Kammer bildet, wobei die Kraft der Feder (71) so auf den Kolben (69) wirkt, daß das Kammervolumen auf ein Mindestmaß gebracht ist, um dadurch das in der Kammer (68) enthaltene Flud unter Druck zu halten.
13. Planeten-Differentialgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Öffnung selbsttätig in Abhängigkeit von der !Temperatur des Differentialgetriebes veränderbar ist, und daß die Vorrichtung zum Verändern der Größe der Öffnung ein temperaturgesteuertes Bauteil ist, das bei ansteigender Temperatur des Differentialgetriebes die Größe der Öffnung verkleinert.
14. Planeten-Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, insbesonde» für ein Fahrzeug mit einem auf zwei Räder oder auf zwei Rädergruppen treibenden Antriebsmotor, insbesondere für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß das Planeten-Differentialgetriebe zwischen den Triebrädern oder zwischen den Triebrädergruppen angeordnet ist, um die zwischen diesen bestehende Drehzahldifferenz zu beeinflussen.

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