DE3402917C1 - Differentialgetriebe mit einer reibschlüssigen Sperrkupplung, die durch eine von Ausgleichsbewegungen abhängige selbsttätige Steuerkupplung betätigbar ist - Google Patents

Description

• In der Zeichnung bedeuten F i g. 1 ein Differentialgetriebe in einer ersten Ausführungsform in einem die Getriebedrehachse enthaltenden Axialschnitt, und F i g. 2 ein Differentialgetriebe in einer zweiten Ausführungsform in einem der Darstellung von F i g. 1 entsprechenden Teilschnitt.
• Unter Bezugnahme auf F i g. 1 besteht ein Differentialgetriebegehäuse 6 aus zwei aneinandergeflanschten Gehäusehälften 7 und 8, welche fluchtende Durchgangsbohrungen 16 und 17 aufweisen, welche in der üblichen Weise für den Durchgang von Befestigungsscl1lauben verwendet sind, mit Hilfe derer die beiden Gchäuschälften mileinander als auch mit einem Tellerrad verbunden werden. Dieses Tellerrad wird in der üblichen Weise über ein kegelförmiges Antriebsritzel vom Getriebe des Kraftfahrzeuges her angetrieben. In der Gehäusehälfte 7 sind Lagerzapfen 18 und 19 in fluchtenden Aufnahmebohrungen 20 und 21 feststehend gehaltert, welche zur drehbaren Lagerung je eines Ausgleichszahnrades 5 dienen. Beide Gehäusehälften 7 und 8 weisen jeweils einen zu einer Getriebedrehachse 11-11 zentrischen Lagerhals 22 bzw. 23 auf und sind in nicht mehr dargestellter Weise über Wälzlageranordnungen in einem Achsgehäuse des Kraftfahrzeuges gelagert. Jeder Lagerhals 22 bzw. 23 ist von einem Achswellenstummel 24 bzw. 25 drehbar durchsetzt, wobei Achswellenstummel und Lagerhals durch je eine Dichtungsanordnung 14 bzw. 15 druckfest abgedichtet sind. Da auch die. Lagerzapfen 18 und 19 in ihren Aufnahmebohrungen 20 bzw.
• 21 druckfest angeordnet sind, ist das Achsgetriebegehäuse 6 flüssigkeitsdicht nach außen gekapselt und mit einem viskosen hydraulischen Mittel gefüllt. Die Achswellenstummel 24 und 25 sind jeweils einteilig mit einem Abtriebszahnrad 9 bzw. 10 ausgebildet, das mit den beiden Ausgleichszahnrädern 5 kämmt. Die Gehäusehälfte 8 weist einen Ringraum 26 zur Aufnahme einer Sperrkupplung 4 auf, welche das Abtriebszahnrad 9 mit dem Differentialgetriebegehäuse 6 verbindet. Die Sperrkupplung 4 ist in Form einer Reiblamellenkupplung ausgebildet, deren Innenlamellen 27 an einer Mitnahmeverzahnung 29 des Zahnrades? und deren Außenlamellen 28 in einer Mitnahmeverzahnung 30 der Gehäusehälfte 8 drehfest und axial verschiebbar gehaltert sind. Das über eine Druckscheibe 31 vom Abtriebszahnrad 9 her betätigte Lamellenpaket 27, 28 stützt sich an einem Widerlager 32 ab, das durch eine radiale Schulter der Gehäusehälfte 8 gebildet wird.
• In einem von den vier Zahnrädern 5,9 eingeschlossenen Bereich des Gehäuseinnenraumes 13 des Diifercntialgetriebegehäuses 6 ist eine Steuerkupplung 12 in Form einer Viskosekupplung angeordnet, deren eine Kupplungshälfte 33 mit dem Abtriebszahnrad 9 und deren andere Kupplungshälfte 34 mit dem Abtriebszahnrad 10 drehfest verbunden sind. Die Kupplungshälften 33 und 34 bestehen aus abwechselnd ineinander geschachielten zylindrischen Scherabschnitten, zwischen denen das viskose hydraulische Mittel eingeschlossen ist.
• Wenn die Abtriebszahnräder 9 und 10 gleiche Drehzahl aufweisen, d. h. zusammen mit dem Differentialgetriebegehäuse 6 um die Getriebedrehachse 11-11 umlaufen, findet auch keine Relativdrehung zwischen den Kupplungshälften 33 und 34 der Steuerkupplung 12 statt, so daß an dieser Stelle auch keine Erwärmung des viskosen Mittels auftritt.
• Bei längeren Kurvenfahrten oder in denjenigen Fällen, in denen eines der Abtriebszahnräder 9, 10 infolge fehlender Bodenhaftung des zugehörigen Fahrzeugrades eine sehr hohe Drehzahl gegenüber dem Differentialgetriebegehäuse 6 aufweist, wird an den Kupplungshälflen 33 und 34 eine hohe Reibungswärme erzeugt, so daß sich das hydrauliche Mittel in besonderem Maße ausdehnt, wodurch das Abtriebszahnrad 9 als Axialkolben wirkt und über die Druckscheibe 31 dieSperrkupp- lung 4 einrückt, so daß das Rciblamcllenpakel 27, 28 von einer zur Reibungswärme der Steuerkupplung 12 proportionalen Anpreßkraft gegen das Widerlager 32 gedrückt wird.
• Die Ausführungsform der F i g. 2 unterscheidet sich von derjenigen der F i g. 1 lediglich dadurch, daß die Steuerkupplung 12 in Form einer Reiblamellenkupplung ausgebildet ist, deren bei Rclativdrehungen der Ausgleichszahnräder 9 auftretende Kupplungswärme in genau der gleichen Weise zur Erzeugung einer Anpreßkraft für die Sperrkupplung verwendet wird. Das Abtriebszahnrad 9 weist einen zur Getriebedrehachse 11-11 zentrischen Stirnzapfen 35 mit einer äußeren Mitnahmeverzahnung 36 auf, an welcher die Innenlamellen 27 des Lamellenpaketes drehfest und axial verschiebbar gehaltert sind. Eine zur Getriebedrehachse 11-11 zentrische, radial äußere Kupplungshülse 38 ist mit einer inneren Mitnahmeverzahnung 39 versehen, an der die Außenlamellen 40 des Lamellenpaketes drehfest und axial verschiebbar gehaltert sind. Zwischen dem Lamellenpaket einerseits und der Stirnfläche des Abtriebszahnrades 9 andererseits stützen sich zylindrische Kupplungsfedern 41 ab, welche das Lamellenpaket unter Vorspannung gegen einen Widerlagerring 42 drücken, welcher an der Stirnfläche des Abtriebszahnrades 10 fest angeordnet ist.
• Solange die Ausgleichszahnräder 5 relativ zum Getriebegehäuse 6 ohne Relativdrehung sind, befinden sich auch die Innen- bzw. Außenlamellen der Steuerkupplung 12 relativ zueinander in Ruhe, so daß keine Kupplungsreibwärme auftritt. Erst bei Kurvenfahrten, oder wenn eines der angetriebenen Fahrzeugräder seine Bodenhaftung verliert, tritt die Steuerkupplung 12-in der bereits beschriebenen Weise in Funktion, indem infolge der auftretenden hohen Relativdrehungen zwischen den beiden Abtriebszahnrädern 9 und 10 eine beträchtliche Reibungswärme erzeugt wird, welche auf das Abtriebszahnrad 9 als Axialkolben eine beträchtliche in Richtung derGetriebedrehachse 11-11 wirkende axiale Kraft,ausübt, die an der Druckscheibe 31 als Anpreßkraft wirksam wird.
• Im übrigen sind beide Ausführungsformen der F i g. 1 und 2 identisch.
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Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Differentialgetriebe mit einer mit Reibschluß arbeitenden Sperrkupplung, die wirkungsmäßig zwischen ein wenigstens ein Ausgleichszahnrad drehbar lagerndes Differentialgetriebegehäuse und ein mit dem Ausgleichszahnrad kämmendes Abtriebszahnrad eingeschaltet und in den Richtungen einer mit der Achse des Abt riebszahnrades zusam mcn fallenden Getriebedrehachse durch eine eine Arbeitsflüssigkeit aufweisende Steuerkupplung betätigbar ist, an der durch relative Drehungen des Ausgleichszahnrades relativ zum Differentialgetriebegehäuse ein Kupplungsmoment erzeugt wird, über das für das Einrücken der Sperrkupplung ein zur Getriebedrehachse sowohl zentrisches als auch axial verschiebbares Stellglied beaufschlagt wird, d a d u r c h gek C 10 fl zeichnet, dalJ die Steuerkupplung innerhalb des Differentialgctricbegehäuses angeordnet ist und deren Arbeitsdruckkammer (Gehäuseinnenraum) die unter dem Einfluß der in der Steuerkupplung entstehenden Reibwärme sich ausdehnende Arbeitsflüssigkeit enthält, die auf das als Stellglied für die Sperrkupplung dienende Abtriebszahnrad 9 einwirkt.
2. 2. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebszahnräder (9, 10) Bestandteil der Steuerkupplung (12) sind.

   Die Erfindung bezieht sich auf ein Differentialgetriebe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

   Bei einem bekannten Differentialgetriebe dicser Art (DE-PS 9 26 469) sind Sperrkupplung und Steuerkupplung nebeneinander und zentrisch zu einer Antriebshalbwelle sowie außerhalb des Differentialgetriebegehäuses angeordnet. Als Steuerkupplung ist eine Scherreibungskupplung, die mit einem viskosen Arbeitsmittel gefüllt ist, verwendet, deren Rotor zur Antriebshalbwelle drehfest und deren Gehäuse über korrespondierende Neigungsflächen mit einem Stellring verbunden sind, wobei der Stellring zentrisch und beweglich zur Antriebshalbwelle angeordnet und drehfest, jedoch axial verschiebbar mit der mit dem Differentialgetriebegehäuse verbundenen Kupplungshälfte der Sperrkupplung verbunden ist Der bauliche Aufwand dieses bekannten Differentialgetriebes ist hoch, weil zwei gesonderte Kupplungsgehäuse verwendet und zur Kupplungsbetätigung besondere Neigungsflächen und Druckbolzen erforderlich sind.

   Ein bekanntes Differentialgetriebe anderer Art (DE-OS 24 04 653) ist ebenfalls selbsttätig sperrbar, weist jedoch weder eine Sperrkupplung noch eine Steuerkupplung auf. Bei diesem Diffrrentialgetriebe wird die Sperrwirkung dadurch erzeugt, daß das Differentialgetriebegehäuse mit einer Silikonpaste gefüllt und flüssigkeitsdicht abgekapselt ist.

   Bei einem weiteren gattungsfremden bekannten Differentialgetriebe (DE-OS 1625 044) ist eine formschlüssige und freilaufartig mit besonderen Kupplungszwischengliedern in Form von zylindrischen Kupplungsrollen arbeitende Sperrkupplung verwendet, die über ihren Käfig durch eine viskose Steuerkupplung mit dem Differentialgetriebegehäuse verbunden ist. Bei diesem bekannten Differentialgetriebegehäuse sind Sperrkupp- lung und Steuerkupplung in einem Ringraum innerhalb des Differentialgetriebegehäuses angeordnet, welcher zwischen dem betreffenden Abtriebszahnrad und der Innenwand des Differentialgetriebegehäuses vorgesehen ist.

   Aus der US-PS 28 83 884 ist ein gattungsfremdes Differentialgetriebe bekannt, bei dem eine besondere Steukupplung nicht vorgesehen ist, sondern die Sperrkupplung in Form einer ein viskoses Arbeitsmittel cnthaltenden Schcrreibungskupplung die Ausglcichszalonräder entweder miteinander oder mit dem Differentialgetriebegehäuse wirkungsmäßig verbindet.

   Aus der DE-AS 1284721 ist eine gattungsfremde wärmeabhängig regelbare Flüssigkeitskupplung, insbesondere für Lüfterräder in Kraftfahrzeugen, bekannt.

   Die bekannte Flüssigkeitsreibungskupplung arbeitet mit einer in einem Gehäuse mit hochviskoser Flüssigkeit eingeschlossenen Kupplungsschcibe, die undrehbar mit einer Welle verbunden ist, und mit-einer von einer Gehäuseinnenwand gebildeten Kupplungsfläche, die axial relativ zueinander verschiebbar sind und jeweils mehrere zur Drehachse koaxiale Ringe mit konischen Flanken tragen, die auf den Kupplungsflächen so zueinander versetzt sind, daß sie'wechselseitig ineinandergreifen können. Weiterhin ist bei der bekannten Flüssigkeitsreibungskupplung außerhalb des Kupplungsgehäuses ein mit einem expansiblen Medium gefüllter Thermofühler vorgesehen, der mit dem verschiebbaren Kupplungsteil zusammenwirkt. Schließlich sind bei der bekannten Flüssigkeitsreibungskupplung noch in Entkupplungsrichtung wirksame federnde Mittel vorgesehen.

   Um diese bekannte Flüssigkeitsreibungskupplung weiter zu entwickeln und dabei insbesondere die Konstruktion zu vereinfachen und die Thermosteuerung zu verbessern. sind beide Gehäuseinnenwände als Kupplungsflächen ausgebildet und zwei axial verschiebbare Kupplungsscheiben vorgesehen. Ferner sind die federnden Mittel auf den Kupplungsscheiben abgestützt. Der Thermofühler liegt in an sich bekannter Weise vor der der Welle gegenüberliegenden Wand des Kupplungsgehäuses und ist mit einem starr ausgebildeten Gehäuse mit der benachbarten Kupplungsscheibe und sein relativ zu dem Gehäuse beweglicher Wandteil über axial wirkende Kuppelglieder mit der gegenüberliegenden Kupplungsscheibe drehfest und axial unverschieblich verbunden, Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, bei einem Differentialgetriebe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 den baulichen Aufwand für die Mittel zur selbsttätigen Ableitung der Anpreßkraft zum Einrücken der Sperrkupplung aus dem Kupplungsmoment der Steuerkupplung so gering wie möglich zu halten.

   Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformcn.