DE3313787A1

DE3313787A1 - Kupplungsdifferential

Info

Publication number: DE3313787A1
Application number: DE19833313787
Authority: DE
Inventors: Carl E Schou
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-04-22
Filing date: 1983-04-15
Publication date: 1983-10-27
Also published as: SU1303044A3; US4498355A; GB2119040B; AU1362883A; CA1200989A; SE8302117L; IT8367437A0; FR2525717A1; BR8302041A; GB2119040A; JPS5917059A; GB8310623D0; AU555494B2; IT8353237V0; IT1235447B; SE8302117D0

Description

HOEGER, ·θΤ·Ε!_L-RECH⁵L^ PARTNERqQ₁ o₇₀7

UHLANDSTRASSE 14 ο ■ D 7000 STUTTGART 1

A 45 578 u Anmelder: Carl E.Schou

13.April 1983 1438 Lone Pine Road

x-35 Bloomfield Hills

Michigan 48013 U.S.A.

Beschreibung

Kupplungsdifferential

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsdifferential mit selbst lösenden Kupplungen, durch die je ein Endstück von zwei axial ausgerichteten, konventionellen Achsen und ein konventionelles, sich drehendes, von einem Motor angetriebenes Gehäuse, das diese Endstücke beinhaltet, verbindbar und wieder lösbar sind.

Die im allgemeinen in Kraftfahrzeugen verwendeten Differentiale umfassen ein Gehäuse, das über Zahnräder mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors verbunden ist,■· so dass sich das Gehäuse dreht. In dem Gehäuse angeordnete Kegelräder übertragen das Drehmoment gleichmässig auf beide angetriebene Radachsen. Diese Achsen besitzen innere Endstücke, die sich in das Gehäuse erstrecken und äussere Endstücke, die mit den Rädern verbunden sind. Das Differentialgetriebe erlaubt, die Geschwin- . digkeit der angetriebenen Wellen im erforderlichen Masse zu ändern. Jedoch wird in diesen konventionell aufgebauten Differentialen, wenn die Zugkraft bei einem der Räder Null ist, z.B. wenn das Rad auf Eis oder Schnee oder Schlamm durchdreht, keine Kraft oder kein Drehmoment auf das entgegengesetzte Rad übertragen, so dass es stehen bleibt.

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Verschiedene Typen von Differentialen mit begrenztem Schlupf wurden in der Vergangenheit entwickelt, um ein Rad anzutreiben, während das andere Rad durchdreht, d.h. seine Zugkraft verloren hat. Ein Ausführungsbeispiel eines solchen kraftaufteilenden oder schlupfbegrenzten 'Differentials ist in der US-Patentschrift Nr. 2,720,796 offenbart.

Ein anderer Typ eines Differentials umfasst eine Kupplung, die normalerweise beide Achsen an das vom Motor angetriebene Gehäuse ankuppelt, so dass die angetriebenen Radachsen gleiche Drehgeschwindigkeit haben; aber in Fall, in dem sich eine der Achsen schneller dreht als die andere, wie es bei der Kurvenfahrt eines Fahrzeugs bei der Tcurvenäusseren der Fall ist, wird diese Achse augenblicklich ausgekuppelt und kann sich frei drehen, während die andere Achse angetrieben wird. Beispiele einer solchen Art eines Kupplungsdifferentials sind in den US-Patentschriften Nr. 1,275,952, 1,477,311, 2,060,558 und 2,179,923 beschrieben. Ein anderes Beispiel dieses allgemeinen Typs eines Kupplungsdifferentials wird in der Patentanmeldung·' US-Ser. No. 306,833 ..der Anme'lderin offenbart.

Im allgemeinen umfasst der Aufbau dieser Kupplungsdifferentiale ein zentrales Antriebselement, das mit dem sich drehenden Gehäuse verbunden ist und sich somit mit diesem dreht und das lösbar an angetriebene Druckplatten gekoppelt ist, die sich auf entgegengesetzten Seiten des Antriebselements befinden. Die Druckplatten sind über Kupplungen wiederum an die Endstücke der Achsen gekoppelt.

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Während der normalen Funktion, d.h. bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs, treibt das sich drehende Antriebselement beide Druckplatten über ihre Kupplungen an. In gleicher Weise treiben die Druckplatten beide Achsen über ihre Kupplungen an. Wenn sich jedoch eine Achse schneller als die andere dreht, wie es der Fall ist, wenn sich während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Rad schneller als das andere dreht, bewirkt die sich schneller drehende Achse, dass deren Druckplatte sich von dem Antriebselement abkuppelt, so dass die Achse sich so lange frei drehen kann, bis ihre Geschwindigkeit wieder der der anderen Achse entspricht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Differential der eingangs beschriebenen Art derart zu verbessern, dass es einfacher und kompakter ist und dass dessen Grosse und Kosten nicht die eines gewöhnlichen Differentials überschreiten, so dass bestehende Differentiale durch dieses ersetzt werden können, ohne dass die anderen dazugehörigen Fahrzeugteile, wie das Gehäuse oder die Antriebsteile, verändert werden müssen.

Diese Aufgabe wird bei einem Differential der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 beschriebenen Merkmale gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der ünteransprüche.

Die hier beschriebene Erfindung betrifft eine Kupplung, die in ein konventionelles, von einem Motor angetriebenes Differentialgehäuse passt und deren Zweck es ist, eine der beiden Radachsen

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während der Zeit/ während der diese sich schneller als das Gehäuse dreht, von dem Antrieb abzukoppeln. Die Kupplung ist kompakt und vereinfacht aufgebaut, so dass sie ein Differential, das anderenfalls in diesem konventionellen Gehäuse verwendet wurde, ersetzen kann.

Die Kupplung umfasst mindestens eine Antriebsstange oder einen Stab mit einem hexagonalen Querschnitt, die diametral in dem Gehäuse angeordnet sind und deren Enden mit diesem verbunden sind, so dass sie sich mit diesem mitdrehen. Zwei identische Kupplungsringe sind auf entgegengesetzten Seiten der Antriebsstange angeordnet. Jeder der Kupplungsringe besitzt V-förmige offene Aussparungen, die in dessen der Antriebsstange zugewandten Fläche ausgebildet sind, so dass sich die Antriebsstange radial in einem Paar von zueinander ausgerichteten Aussparungen erstreckt. Die Antriebsstange befindet sich relativ lose in den Aussparungen, so dass, wenn diese mit dem Gehäuse rotiert, deren Vorderkanten oder -flächen während ihrer Drehbewegung an den Wandflächen der Aussparungen angreifen · und die Kupplungsringe drehen.

Aufgrund der Neigung der Wandflächen der Aussparungen, werden durch' deren Berührung mit der Antriebsstange gleichzeitig die Kupplungsringe in Längsrichtung bezüglich der Roationsachse des Gehäuses auseinandergekeilt. Die Kupplungsringe umschliessen jeweils eine muffenähnliche Achsbüchse und nehmen diese auf. Eine Platten- oder Scheiben-Kupplung ist zwischen der äusseren Oberfläche der Achsbüchse und der inneren Oberfläche des Kupplungsrings angeordnet. Jede der Achsbüchsen nimmt ein inneres Endstück der Achse, das sich in das Gehäuse erstreckt, auf und ist mit diesem mittels Nuten verzahnt.

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Die Kupplungen werden betätigt, wenn durch das Angreifen der Antriebsstangen die Kupplungsringe voneinander weg nach aussen gepresst werden, d.h. die axial nach aussen gerichtete Kraft der Kupplungsringe bewirkt, dass die Kupplungen greifen und dabei die Achsen durch die Kupplungen und Kupplungsringe an die Antriebsstangen und folglich an das Gehäuse angekuppelt werden, so -lass sie sich miteinander drehen.

Wenn sich jedoch eine der Achsen schneller als das Gehäuse und die andere Achse dreht, wie es in einer Kurve der Fall ist, dreht sich dessen Kupplungsring schneller als die Antriebsstange, die in dessen Aussparungen angreift. Deshalb liegt die Antriebsstange kurzzeitig nicht mehr an den Wandflächen dieses Kupplungsrings an. Während dieser Zeit des Nichtanliegens strebt der Kupplungsring nach innen in Richtung auf den anderen Kupplungsring. Das hebt die Kraft auf die Kupplung auf und kuppelt somit die schneller drehende Achse ab und erlaubt ihr, sich frei zu drehen. Dieser Zustand wird so lange aufrecht erhalten, bis die frei drehende Achse sich langsamer dreht und die Geschwindigkeit der anderen Achse erreicht. Zu diesem Zeitpunkt greift die Antriebsstange wieder an den Wandflächen der Aussparung an, treibt wiederum den Kupplungsring an und drückt ihn gleichzeitig nach aussen, so dass die Achse angekuppelt wird.

Die einfache Verbindung mechanischer Anschläge aus einem Begrenzungsstift und einer Ausnehmung zwischen den beiden Kupplungsringen erlaubt ihnen, sich bis zu dem Punkt relativ zueinander um einen bestimmten Winkel zu verdrehen, bei dem die Antriebsstange ungefähr in den Aussparungen

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des Kupplungsrings zentriert ist, der sich aufgrund der höheren Geschwindigkeit seiner Achse um einen Winkel nach vorne verdreht hat. Dies verhindert das Angreifen der Antriebsstangen an den hinteren Flächen der Aussparungen .

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Differential zu beschaffen, dessen Drehmomentverteilung auf die Räder proportional zur Summe der Zugkräfte am Umfang der Räder ist.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass dieses Differential praktisch augenblicklich die gesamte Kraft auf das Rad mit der langsameren Umdrehung überträgt.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Differentials ist, dass dieses die Stabilität des Kraftfahrzeugs bei hoher Geschwindigkeit verbessert und ein Schlingern auf glatten Strassenoberflachen verringert. Das Differential erlaubt ausserdem ein exakteres Lenken und verbessert die Handhabung auf der Strasse, die selbstverständlich die Fahrzeugsicherheit verbessern.

Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass die Abnutzung der Kupplungsteile so gering wie möglich gehalten wird, da die Kupplung beim Ein- und Auskuppeln der sich schneller drehenden Achse praktisch augenblicklich wirkt. Weiterhin ist das Ein- und Auskuppeln im Gegensatz zu den momentan erhältlichen Kupplungsdifferentialen relativ geräuscharm.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung. In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 einen schematischen Querschnitt eines erfindungsgemässen Differentials;

Fig. 2 eine teilperspektivische Ansicht in verkleinertem Masstab eines Kupplungsrings und zweier Antriebsstangen;

Fig. 3 eine Teilschnittansicht längs Linie 3-3 in · Fig.1;

Fig. 4 eine schematische Teilansicht längs Linie 4-4 in Fig.3;

Fig. 5 eine Teilschnittansicht des Kupplungsrings ;

Fig. 6 eine Teilschnittansicht einer Achsbüchse;

Fig. 7 eine Teilschnittansicht der Kupplungsringe und der Antriebsstange im normalen Antriebszustand und

Fig. 8 eine schematische Teilansicht entsprechend Fig. 7, bei der sich eine Achse schneller als die andere Achse und das Gehäuse dreht.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Kupplungsdifferentials. Das Kupplungsdifferential umfasst ein konventionelles Gehäuse 10, das typischerweise zwei Gehäuseteile 11 und 12 besitzt/ die durch geeignete Schrauben 13 zusammengehalten werden (siehe Fig.3). Die Gehäuseteile umfassen gegenüberliegende Lager teile 14, auf denen konventionelle Rollenlager 15

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angeordnet sind. Diese Rollenlager sind an dem nicht drehbaren, festen äusseren Gehäuse des Differentials gehalten, in dem das Gehäuse 10 in den Lagern drehbar ist. Da es sich um einen konventionellen Aufbau von einem stationären äusseren und einem drehbaren inneren Gehäuse handelt, wird das stationäre Gehäuse in den Zeichnungen weggelassen. Ein Beispiel einer solchen Konstruktion wird im US-Patent Nr. 2,720,796 gezeigt.

Eines der drehbaren Gehäuseteile 11 umfasst einen Flansch 16, auf dem ein konventionelles Kegelzahnrad 17 befestigt ist, das in das konventionelle Antriebszahnrad einer Motorantriebswelle greift, so dass das Gehäuse 10 angetrieben wird.

Innere Endstücke von Wellen oder Achsen 20 erstrecken sich in das drehbare Gehäuse 10. Auf den inneren Endstücken der Achsen 20 sind Nuten 21 angebracht, die in innere Nuten 22 von Achsmuffen oder Achsbüchsen 23 greifen, welche verschiebbar auf den Nuten der Achsen angeordnet sind.

Eine Antriebsstange 25 ist diametral in dem Gehäuse 10 angeordnet. Die Antriebsstange 25 besteht aus einem Stab mit einem hexagonalen Querschnitt, dessen äussere Enden 25a einen runden Querschnitt besitzen können, so dass sie in runde Öffnungen 26 passen, die in das Gehäuse 10 eingearbeitet sind und somit die Antriebsstange 25 relativ zu dem Gehäuse 10 festhalten, so dass die beiden miteinander als eine Einheit drehbar sind. Ersatzweise kann die Antriebsstange 25 über ihre ganze Länge

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einen gleichförmigen Querschnitt besitzen, wobei ihre Enden in entsprechend geformte öffnungen eingepasst sind, die in das Gehäuse 10 eingearbeitet wurden. Eine zweite Antriebsstange 27 besitzt eine ähnliche For;n wie die Antriebsstange 25, und ihre Enden 27a sind in ähnlichen öffnungen des Gehäuses 10 eingepasst. Die b iiden Antriebsstangen 25 und 27 sind in ihren Mittelpu Jcten, in denen sie überlappen, mit Aussparungen 28 versehen, so dass sie ineinandergreifen und somit in derselben Hauptebene liegen. Für einige Anwendungen, z.B. Anwendungen bei geringer Last, kann die zweite Antriebsstange 27 weggelassen und nur eine Antriebsstange 25 verwendet werden.

Ein Paar identischer Kupplungsringe 30 ist auf entgegengesetzten Seiten der Antriebsstangen 25, 27 angeordnet und umgibt die Achsbuchsen 23. V-förmige Aussparungen 31 sind in einer inneren ringförmigen Fläche eines jeden der Kupplungsringe ausgebildet. Diese Aussparungen 31 sind so ausgerichtet, dass sie Paare von Aussparungen 31 bilden, zwischen denen die Antriebsstangen 25, 27 lose aufgenommen werden. Wandflächen 32, 33 der Aussparungen 31 sind parallel zu ihnen benachbarten Oberflächen der Antriebsstangen 25, 27, sie haben jedoch einen geringen Abstand von diesen. Diese die Aussparung bildenden Wandflächen 32 und 33 mit entgegengesetzter Neigung (siehe Fig.7) liegen an den Antriebsstangen 25, 27 an, wie weiter unten erklärt wird.

Bohrungen oder öffnungen 35 sind in der ringförmigen inneren Fläche eines jeden der Kupplungsringe 30 ausgebildet, um Schraubenfedern 36 aufzunehmen, die die zwei Kupplungsringe 30 federnd auseinanderdrücken.

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Zusätzlich sind die Kupplungsringe 30 weiterhin mittels einer Anzahl von Begrenzungsstiften 37 miteinander verbunden. Ein Ende eines jeden Begrenzungsstiftes 37 ist fest in einer Ausnehmung 38 eingepasst/ die in einem der Kupplungsringe 30 ausgebildet ist. Das entgegengesetzte Ende eines jeden Begrenzungsstiftes 37 ist locker in
eine grössere Ausnehmung 39 eingepasst, die in dem entgegengesetzten Kupplungsring 30 ausgebildet ist (siehe Fig.7).

In der inneren Oberläche eines jeden Kupplungsringes 30 sind Nuten 44 ausgebildet. Scheibenkupplungen 46 sind
im Innern der Kupplungsringe 30 angeordnet und umgeben die Achsbüchsen 23. Jede der Achsbüchen 23 ist mit
äusseren Nuten 47 versehen.

Jede der selbstgreifenden Scheibenkupplungen 46 umfasst eine Anzahl flacher plattenförmiger Scheiben/ die auf
-wechselnden Seiten Nasen besitzen, d.h. Nasen abwechselnd an der Aussenseite und an der Innenseite bei aufeinanderfolgenden Scheiben. Diese Nasen greifen entweder in di^ inneren Nuten 44 des Kupplungsrings 30 oder in die äusseren Nuten 47 der Achsbüchse 23. Somit ist jede zweite Kupplungsscheibe axial verschiebbar, aber nicht drehbar an dem Kupplungsring 30 gehalten. Die dazwischenliegenden Scheiben sind entsprechend axial verschiebbar, aber nicht drehbar an der Achsbüchse 23 gehalten. Ein Zusammendrücken der Scheiben bewirkt, dass diese durch
Reibung aneinander haften, so dass dadurch der Kupplungsring 30 an die Achsbüchse 23 angekuppelt wird.

Jede der Kupplungen 46 umfasst einen axial verschiebbaren inneren Stoppring 49 und einen äusseren Prallring 50.

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Auf diese Weise drückt eine durch den Kupplungsring 30 nach aussen gegen den inneren Stoppring 49 der Kupplung gerichtete Druckkraft die Scheiben gegen den äusseren Prallring 50 der Kupplung, so dass die Kupplung 46 greift. Umgekehrt erlaubt ein Lösen dieser Druckkraft, dass die Scheiben relativ zueinander gleiten, so dass die Kupplung 46 gelöst wird.

Fig. 1 zeigt das Kupplungsdifferential im Stillstand. Wenn sich das Zahnrad der Motorantriebswelle (hier nicht gezeigt) gegen das Kegelzahnrad 17 des Gehäuses 10 dreht, dreht sich das Gehäuse 10 in seinen Rollenlagern 15 innerhalb des festen äusseren Gehäuses. Dies bewirkt, dass sich die Antriebsstangen 25, 27 drehen, als ob sie ein Teil des Gehäuses wären, da deren Enden 25a, 27a mit dem'Gehäuse 10 verbunden sind.

Ein Drehen der Antriebsstangen 25, 27 bewirkt, dass diese an den abgeschrägten Wandflächen 32 der Aussparungen 31 anliegen. D.h. ihre Vorderflächen oder Oberflächen greifen an den Wandflächen 32 der Aussparungen 31 an, die in ihrer Bewegungsbahn liegen. Die Pfeile in Fig.7 zeigen den Druck der abgeschrägten Wandflächen der Antriebsstange 25 gegen die abgeschrägten Wandflächen 32 der Aussparungen 31 in jedem der zwei Kupplungsringe 30. Der gleichförmige Druck, wie er durch die Pfeile dargestellt wird, bewirkt, dass sich beide Kupplungsringe 30 mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Antriebsstange 25 drehen. Gleichzeitig werden die Kupplungsringe 30 nach aussen oder voneinander weg gedrückt, so dass sie einen Druck auf die ihnen zugeordneten inneren Stopp-

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ringe 49 der Kupplungen 46 ausüben. Dadurch werden die abwechselnd aufeinanderfolgenden Kupplungsscheiben zusammengedrückt, so dass jede der Kupplungen 46 greift. Da die Kupplungen 46 aufgrund des nach aussen gerichteten Drucks ihrer entsprechenden Kupplungsringe 30 greifen, drehen sich die Achsbüchsen 23 mit den Kupplungsringen 30. Dadurch drehen sich selbstverständlich die Achsen 20 und somit auch die Räder des Fahrzeugs. Solange sich die beiden Achsen 20 mit derselben Geschwindigkeit drehen, d.h. wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, wird der in Fig.7 dargestellte Zustand aufrecht erhalten.

In dem Fall, in dem sich eine der beiden Radachsen 20 relativ zur anderen Radachse 20 und dem Gehäuse 10 schneller dreht, wird die sich schneller drehende Achse augenblicklich vom Differential abgekoppelt und kann sich relativ zu diesem frei drehen. Dies wird dadurch erreicht, dass die schneller drehende Achse 20 bewirkt, dass deren Kupplungsring 30 sich relativ zu der Antriebsstange 25 um einen Winkel nach vorne verdreht, wie in Fig.8 schematisch dargestellt ist. Der sich schneller bewegende Kupplungsring 30 ist in Fig.8 durch den Pfeil 51 bezeichnet. Währenddessen bleibt der andere Kupplungsring 30 in Berührung mit der Antriebsstange 25 und wird genau wie vorher angetrieben.

Der¹ um einen Winkel nach vorne verdrehte Kupplungsring 30 bewegt sich um einen genügend grossen Drehwinkel, so dass die Antriebsstange 25, 27 ungefähr in den Aussparungen 31 zentriert ist, die in diesem Kupplungsring 30 ausgebildet sind, wie in Fig.8 dargestellt ist. Dies löst den Druck

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der Antriebsstangen 25, 27 gegen die abgeschrägten Wandflächen 32 der Aussparungen 31 in dem Kupplungsring 30, und der Kupplungsring 30 bewegt sich sofort nach innen in Richtung auf die Antriebsstange 25, wie in Fiy.8 durch den Pfeil 52 angegeben ist. Da nun der um einen Winkel nach vorne verdrehte Kupplungsring 30 von der Antriebsstange 25 gelöst ist, bewegt er sich nach innen in Richtung auf den anderen Kupplungsring 30, und der Druck auf diesen Kupplungsring 30 gegen dessen Kupplung 46 wird gelöst, so dass die Kupplung 46 sofort nicht mehr greift und sich die Achsbüchse 23 mit der Achse 20 frei drehen kann, ohne irgendeine Kraft von dem Differential zu erfahren. Die andere Achse 20 wird jedoch angetrieben.

Um zu verhindern, dass die Antriebsstangen 25, 27 die hinteren Wandflächen 33 der Aussparungen 31 berühren, wenn sich der Kupplungsring 30, wie in Fig.8 dargestellt, um einen Winkel nach vorne verdreht, sind Anschläge vorgesehen. Die Anschläge beschränken den Winkel der Verdrehung des Kupplungsrings 30. Sie bestehen aus Begrenzungsstiften 37, die lose in einer Ausnehmung 39 in einem der Kupplungsringe 30 gehalten werden. Die Grosse des Spiels entspricht dem Bogenmass, das notwendig ist, damit die Antriebsstangen 25, 27 ungefähr in den um einen Winkel nach vorne verdrehten Aussparungen 31 zentriert werden können, so dass dadurch eine Berührung der Antriebsstangen 25, 27 mit den hinteren Randflächen 33 der Aussparungen 31 vermieden wird.

Fig. 7 zeigt die normale Stellung von jedem der Begrenzungsstifte 37 während des normalen Antriebs beider

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Kupplungsringe 30 durch die Antriebsstangen 25^27. Die Begrenzungsstifte 37 sind in den Ausnehmungen 38 in einem der Kupplungsringe 30 fest eingepasst und sind in der mit Spiel versehenen Ausnehmung 39 in dem anderen Kupplungsring 30 ungefähr zentriert. Wenn jedoch einer der Kupplungsringe 30 um einen Winkel nach vorne verdreht wird, bewegen sich die Begrenzungsstifte 37 ebenfalls um einen Winkel, bis sie die Wandfläche der mit Spiel versehenen Ausnehmung 39 berühren, wie in Fig.8 dargestellt ist. Der Spielraum der Begrenzungsstifte 37 ist gross genug, so dass die Antriebsstangen 25, 27 in den ihnen zugeordneten nach vorne verdrehten Aussparungen 31 zentriert werden können und der Druck des Kupplungsrings 30 auf die Kupplung 46 gelöst werden kann.

Der hexagonale Querschnitt der Antriebsstangen 25, 27 ermöglicht einen guten flächigen Kontakt mit den dazu passenden Wandflächen 32 der Aussparung 31, um die Belastung grossflächig zu verteilen. Trotz solcher grossflächiger Berührung geschieht das Ein- und Auskuppeln praktisch augenblicklich. Da die Aussparungen 31 einen V-förmigen Querschnitt besitzen, kann dieses Ein- und Auskuppeln unabhängig von der Drehrichtung des Differentials stattfinden. D.h. dieses kann vorwärts und rückwärts betrieben werden, und dabei wird die gleiche Wirkung der Kupplungsringe 30 erreicht.

Claims

Patentansprüche

durch die je ein Endstück von zwei axial ausgerichteten, konventionellen Achsen und ein konventionelles, sich drehendes, von einem Motor angetriebenes Gehäuse, das diese Endstücke beinhaltet, verbindbar und wieder lösbar sind, dadurch gekennzeichnet,

a) dass mindestens eine Antriebsstange (25, 27) zwischen den benachbarten Endstücken der Achsen (20) diametral in dem Gehäuse (10) angeordnet ist und ihre Enden (25a, 27a) formschlüssig mit diesem verbunden sind, so dass die Antriebsstange mit diesem drehbar ■ ist,

b) dass das Kupplungsdifferential zwei einen geringen Abstand voneinander aufweisende Kupplungsringe (30) umfasst, die einander gegenüberstehen, koaxial zu den Endstücken der Achsen (20) ausgerichtet sind und diese umgeben,

c) dass benachbarte Stirnflächen der Kupplungsringe (30) Paare parallel zueinander ausgerichteter V-förmiger Aussparungen (31) aufweisen und dass sich die Antriebsstange (25, 27) in diesen in radialer Richtung erstreckt, wobei Wandflächen (32, 33) der Aussparungen (31) parallel und in geringem

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Abstand zu ihnen benachbarten Seitenflächen der Antriebsstange (25, 27) verlaufen, wenn diese in den Aussparungen (31) zentriert ist,

d) dass über die Kupplungen (46) jeder der Kupplungsringe (30) lösbar mit den zugehörigen Endstücken der Achsen (20) verbindbar ist, die dieser Kupplungsring (30) umgibt, und dass diese Kupplungen (46) durch eine nach aussen gerichtete Druckkraft einkuppelbar sind, die durch Bewegen des Kupplungsrings (30) in axialer Richtung weg von dem gegenüberliegenden Kupplungsring (30) entsteht, und dass die Kupplungen (46) durch Wegfall der durch den Kupplungsring (30) erzeugten Kraft bei der axialen Bewegung des Kupplungsrings (30) nach innen in Richtung auf den gegenüberliegenden Kupplungsring (30) auskuppelbar sind,

e) dass sich die Antriebsstange (25, 27) bei der normalen, motorgetriebenen Drehung des Gehäuses mit diesem dreht, an den im Wege der Antriebsstange (25, 27) liegenden Wandflächen (32) der V-förmigen Aussparungen (31) anliegt, dadurch die Kupplungsringe (30) dreht und gleichzeitig die Wandflächen (32) auseinanderkeilt, so dass durch die von der Antriebsstange (25, 27) nach aussen gekeilten Kupplungsringe (30) axial nach aussen gerichtete, die Kupplungen (46) in Eingriff bringende Kräfte auf diese ausgeübt werden und somit beide Achsen (20) drehfest an das Gehäuse (10) angekuppelt sind, und dass, wenn sich eine der Achsen (20) schneller als das

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Gehäuse (10) und die Antriebsstange (25/ 27) dreht, der Kupplungsring (30) dieser Achse (20) relativ zu der Antriebsstange (25, 27) um einen bestimmten Winkel nach vorne verdreht ist, so dass die Antriebsstange (25, 27) nicht mehr an den Wandflächen (32) von dessen Aussparungen (31) anliegt und somit dieser axial verschiebbare Kupplungsring (30). gegenüber dem normalen Betriebszustand nach innen in Richtung auf den anderen Kupplungsring (30) eingerückt wird, so dass die von diesem Kupplungsring auf die Kupplung ausgeübte Kraft entfällt und die Kupplung gelöst wird, wodurch die dazugehörige Achse (20) frei drehbar ist,

f) und dass Anschläge (37) vorhanden sind, die eine begrenzte Relatiwerdrehung der Kupplungsringe zulassen, die so gross ist, dass die Antriebsstange, solange sie nicht an den in ihrer Bewegungsrichtung angeordneten Wandflächen (32) der Aussparung (31) eines Kupplungsrings (30) anliegt, ungefähr in dieser zentriert ist, ohne die gegenüberliegenden Wandflächen (32, 33) zu berühren.

Kupplungsdifferential nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge Begrenzungsstifte (37) umfassen, bei denen ein Ende fest mit einem der Kupplungsringe (30) verbunden ist und das andere Ende sich in eine Ausnehmung (39) im anderen Kupplungsring (30) erstreckt, die den Begrenzungsctiften (37) so viel Spielraum lässt, dass ein Kupplungsring (30) relativ zum anderen so weit verdrehbar ist, dass

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die Antriebsstange (25, 27) in dessen Aussparung (31) zentrierbar ist, während sie an den Wandflächen (32) der Aussparung (31) des anderen Kupplungsrings (30) anliegt.

3. Kupplungsdifferential nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Schraubenfedern (36) zwischen den zwei Kupplungsringen (30) angeordnet sind, die diese in axialer Richtung nach aussen weg von der Antriebsstange (25, 27) drücken.

4. Kupplungsdifferential nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Endstücken der Achsen (20) muffenähnliche Achsbüchsen (23) befestigt und so angeordnet sind, dass die Kupplungsringe (30) diese umgeben und die Kupplungen (46) diese mit den Kupplungsringen (30) verbinden können.

5. Kupplungsdifferential nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Kupplungen (46) eine Reihe aufeinandergeschichteter, ringähnlicher Kupplungsscheiben besitzt, die die Achsbüchsen (23) auf den Endstücken der Achsen (20) umgeben und von den Kupplungsringen (30) umgeben werden, wobei aufeinanderfolgende Kupplungsscheiben abwechselnd über Nuten mit dem Kupplungsring (30) und der Achsbüchse (23) verbunden sind, und dass die aufeinandergeschichteten Kupplungs- · scheiben in Abhängigkeit von der axialen Verschiebung ihres Kupplungsrings axial zusammenschiebbar sind, wobei die Kupplungsscheiben flächig gegeneinander ge-

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drückt xand gegen eine gegenseitige Verdrehung gesichert werden, bzw. in axialer Richtung auseinanderschiebbar sind, wobei die Sicherung gegen gegenseitige Verdrehung aufgehoben wird.

6. Kupplungsdifferential nach einein der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Antriebsstange (27) senkrecht zur ersten zwischen den benachbarten Endstücken der Achsen angeordnet ist und sich radial durch ein zweites Paar V-förmiger Aussparungen (31) in den Kupplungsringen (30) erstreckt/ wobei diese Antriebsstange (27) die gleiche Funktion wie die erste Antriebsstange (25) besitzt.

7. Kupplungsdifferential nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstangen (25, 27) einen hexagonalen Querschnitt besitzen.