DE3535339C2 - - Google Patents

Description

Das Differentialgetriebe der vorstehend genannten Art ist aus der US-PS 29 85 035 bekannt.

Das bekannte Differentialgetriebe ist von herkömmlicher Bauart, bei dem die Achswellenräder und die Ausgleichsräder jeweils als gerad verzahnte Kegelräder ausgebildet sind und die Achsen der Achswellenräder einerseits und der Ausgleichsräder anderer­ seits unter 90° zueinander verlaufen.

Bei dem bekannten Differentialgetriebe sind die Ausgleichsräder um einen gemeinsamen Wellenzapfen drehbar. Mittels Federn werden die Ausgleichsräder in einer Richtung aufeinander zu verspannt, so daß ihr Reib­ schluß zu den Federn und zu den Achswellenrädern erhöht wird und dadurch über den Kegelwinkel der beteiligten Zahnräder auch die Achs­ wellenräder axial belastet werden und damit wird deren Reibschluß zum umlaufenden Differentialkorb erhöht. Das Ausmaß der axialen Vorspannung der Ausgleichsräder wird über Schraubele­ mente eingestellt. Bei einer Ausführungsform des bekannten Differentialgetriebes ist der Wellenzapfen axial zweiteilig ausgebildet, wobei die beiden Hälften mittels einer Gewindemuffe zusammengehalten werden, bei deren Verdrehung die Länge des gesamten Wellenzapfens variiert werden kann. Die von der Gewindehülse abgewandten Enden der Wellenzapfen-Hälften sind mit einem verdickten Kopf versehen und die Tellerfedernpakete sind jeweils zwischen dem Kopf und den Ausgleichsrädern an deren Außenseite angeordnet. Bei einer anderen Ausführungsform des bekannten Differentialgetriebes sind die Tellerfedernpakete ebenfalls an der Außenseite der Ausgleichsräder angeordnet, jedoch sind sie in einer Einschraubbuchse des umlaufenden Differentialkorbes gelagert.

Bei dem bekannten Differentialgetriebe kann somit der Reibschluß zwischen den Ausgleichsrädern und den Achswellenrädern nur fest voreingestellt werden, indem die Federn in der gewünschten Weise axial vorgespannt werden. Ob darüber hinaus auch Betriebsparameter, beispielsweise das vom Differential­ getriebe übertragene Drehmoment infolge spezieller Ausgestaltung der Verzahnungen die Sperrwirkung des Differentialgetriebes beeinflußt, ist nicht angegeben.

In der DE-OS 34 19 462 ist ein Ausgleichsgetriebe beschrieben, das nach Art eines Planetengetriebes ausgebildet ist. In einen umlaufenden Differentialkorb, der als Steg für Planetenräder dient, sind zwei Planetensätze angeordnet, deren Sonnenräder durch die Achswellenräder der Antriebswellen gebildet werden. Die Planetenräder dienen als Ausgleichsräder, wobei Planeten­ räder der beiden Planetensätze jeweils paarweise miteinander kämmen. Die Achswellenräder und Ausgleichsräder sind mit einer Schrägverzahnung versehen. Hierdurch wird erreicht, daß bei einer Ungleichverteilung des auf die Antriebswellen übertragenen Drehmomentes eine Axialkomponente auf die Ausgleichsräder ausgeübt wird. Die Ausgleichsräder gelange dadurch unter Reibung in Anlage an den umlaufenden Differentialkorb, wodurch in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehmomentdifferenz eine Sperrwirkung im Differentialgetriebe auftritt.

In der CH-PS 4 75 111 ist ein weiteres Differentialgetriebe beschrieben, das nach Art eines Planetengetriebes ausgebildet ist. Bei diesem bekannten Getriebe sind jedoch die Achswellen­ räder ebenso wie die Ausgleichsräder mit einer Geradverzahnung versehen. Die Ausgleichsräder sind allerdings in axialer Richtung mittels Schraubenfedern belastet, so daß ein konstanter Reibschluß zwischen den Ausgleichsrädern und dem Differen­ tialkorb eingestellt wird, was zu einer konstanten Sperrwirkung führt, ebenso wie dies bei dem eingangs erläuterten Differen­ tialgetriebe gemäß US-PS 29 85 035 der Fall ist.

In der DE-AS 11 57 488 ist ein selbstsperrendes Differential­ getriebe beschrieben, das mit geradverzahnten Kegelrädern aufgebaut ist. Durch ein federbelastetes formschlüssiges Element auf dem die Ausgleichsräder tragenden Wellenstumpf wird er­ reicht, daß bei Geradeausfahrt sowie bei einer Fahrt auf einem Untergrund mit homogenem Reibwert die Ausgleichsräder drehstarr miteinander verbunden werden, das Differentialgetriebe also zu 100% sperrt. Bei Kurvenfahrt und bei einer Fahrt auf inhomogenem Untergrund wird hingegen der Formschluß zwischen den Ausgleichsrädern durch Zusammendrücken der Feder aufgehoben, so daß das Differentialgetriebe bei diesen Betriebszuständen nicht sperrt. Dadurch wird beim Anfahren oder bei einem Beschleunigen auf unhomogenem Untergrund die Differentialsperre nicht wirksam.

In der DE-PS 34 02 917 ist ein weiteres Differentialgetriebe in Kegelradbauweise beschrieben, bei dem die Antriebswellen im Raum zwischen den Ausgleichsrädern über eine Kupplung miteinander verbindbar sind. Die Kupplung ist entweder als Viskosekupplung oder als Reiblamellenkupplung ausgebildet und zwar derart, daß die bei einer Drehzahldifferenz auftretende Reibungswärme zu einer Erhöhung der Hemmwirkung der jeweiligen Kupplung führt.

Schließlich ist in der DE-AS 10 85 739 noch eine selbstsperrende Ausgleichsvorrichtung beschrieben, bei der zu beiden Seiten eines Radkörpers Antriebswellen abgehen, die mit dem Radkörper koaxial sind. Über zwei doppelkegelige Reibungskupplungen kann die Drehmomentenübertragung auf beide Antriebswellen eingestellt werden. Mittels einer Nuten/Nockenführung kann eine Freilaufstellung oder eine kraftschlüssige Stellung der beiden Antriebswellen erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Differentialgetriebe der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, das eine Sperrwirkung bei Drehmomentdifferenzen an den Antriebswellen und eine minimale Baugröße erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem gattungsbildenden Gegenstand durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst, weil infolge der Verwendung schräg verzahnter Stirnräder und Planräder die axiale Verschiebung des Ausgleichsrades mit zugehöriger Veränderung der Abbremswir­ kung in Abhängigkeit von der vorhandenen Drehmomentdifferenz erreicht wird, so daß die Sperrwirkung des erfindungsgemäßen Differentialgetriebes immer gerade so groß eingestellt wird, wie dies in der jeweiligen Fahrsituation erforderlich ist. Die Verwendung von Planrädern ergibt einen relativ großen Hohlraum, so daß dieser zur Aufnahme derjenigen Elemente verwendet werden kann, die zum axialen Ausrücken des Ausgleichsrades und zum Erzeugen des Reibschlusses erforderlich sind.

Das Ausgleichsrad steht stets mit den beiden Achswellenrädern in Eingriff, auf die die übertragenen Drehmomente in entgegen­ gesetzter Richtung wirken. Die Verwendung der Schrägverzahnung hat zur Folge, daß entgegengesetzt gerichtete Drehmomentdifferenzen auch in entgegengesetzter Richtung wirkende Axial­ kräfte erzeugen. Diese Axialkräfte heben sich auf, wenn die Drehmomente einander entgegengesetzt gleich sind. Daher ist bei normaler Kraftübertragung die Ausgleichswirkung des Dif­ ferentialgetriebes nicht behindert. Die durch eine Axialver­ schiebung des Ausgleichsrades erzeugte Bremswirkung ist daher stets der Differenz der auf die beiden Antriebswellen übertra­ genen Drehmomente proportional, und es kann der Faktor der Proportionalität in gewissen Grenzen durch die Wahl der Schrägstellung der Zähne bestimmt werden.

Von besonderem Vorteil ist bei der Erfindung, daß die Elemente der Differentialsperre nicht an den Außenseiten der Achswellen­ räder, sondern vielmehr zwischen diesen angeordnet sind, die ohnehin einen gewissen Abstand voneinander haben müssen, weil sie an ihren einander zugewandten Seiten mit dem Ausgleichsrad in Eingriff stehen. Es läßt sich daher zwischen den Achswellen­ rädern und in Verlängerung der Drehachse des Ausgleichsrades ohne Vergrößerung des Getriebes ein ausreichend großer Platz schaffen, um darin die Elemente der Differentialsperre unter­ zubringen. Eine solche Differentialsperre kann ebenso wie bei den bekannten Differentialgetrieben als Lamellenbremse oder als Kegelbremse ausgebildet sein.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Differentialgetriebes ist ein zweites Ausgleichsrad koaxial zum ersten Ausgleichsrad angeordnet und die Ausgleichsräder kämmen an um 180° versetzten Umfangspositionen der Achswellen­ räder. Das weitere Ausgleichsrad ist auf der Längsachse un­ verschiebbar angeordnet und die Mittel verschieben das Aus­ gleichsrad relativ zum zweiten Ausgleichsrad axial unter Veränderung eines Reibschlusses zwischen den Ausgleichsrädern.

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung finden ebenso wie bei herkömmlichen Differentialgetrieben mit Kegelrad-Aufbau also auch hier aus Gründen einer symmetrischen Kraftverteilung zwei zueinander koaxial angeordnete Ausgleichsräder Verwendung, die im Abstand voneinander angeordnet sind und an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen mit den Achswellenrädern in Eingriff stehen. Durch die Anordnung der Differentialsperre zwischen diesen beiden Ausgleichsrädern kann der sonst verlorene Raum für diesen Zweck genutzt werden, so daß auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung kein zusätzlicher Platz für die Differentialsperre benötigt wird. Zugleich ist die Relativ­ bewegung zwischen den beiden Ausgleichsrädern doppelt so groß wie diejenige zwischen einem Ausgleichsrad und dem Gehäuse, so daß eine zwischen den beiden Ausgleichsrädern angeordnete Differentialsperre besonders wirksam ist. Daher wird mit Bremsen relativ kleinen Durchmessers, wie sie der beschränkte Platz zwischen den Ausgleichsrädern nur zuläßt, doch eine sehr gute Differentialsperrwirkung erzielt, und damit die Übertragung hoher Drehmomente über das gesperrte Differentialgetriebe möglich.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Differential­ getriebe;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II durch das Differentialgetriebe gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Ausgleichsräder des Diffe­ rentialgetriebes gem. Fig. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Zähne der Achswellenräder des Differentialgetriebes gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 2;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungs­ form eines Differentialgetriebes ähnlich Fig. 1;

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI durch das Differentialgetriebe gemäß Fig. 5;

Fig. 7 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Differentialgetriebe.

Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Differentialgetriebe weist ein Gehäuse 1 auf, das an einer Seite mit einem Deckel 2 verschlossen ist. Der Deckel 2 ist mit Schrauben 4 an einem Flansch 5 des Gehäuses 1 befestigt. Durch diese Schrauben 4 ist zugleich ein an der Außenseite des Flansches 5 angeordnetes Tellerrad 3 befestigt.

Parallel zum Deckel 2 ist im Gehäuse 1 ein Wellenzapfen 18 angeordnet, auf dem zwei Ausgleichsräder 16, 17 mit Schrägverzahnungen 14, 15 drehbar gelagert sind. Das in Fig. 1 untere Ausgleichsrad 17 ist zwischen der unteren Wand des Gehäuses 1 und einer Schulter 19 am Wellenzapfen 18 gehalten, wogegen das andere Ausgleichsrad 16 auf dem Wellenzapfen 18 verschiebbar ist. Die beiden Ausgleichsräder 16, 17 kämmen mit den Schrägverzahnungen 12, 13 zweier Achswellenräder 10, 11, die beide auf senkrecht zum Wellenzapfen 18 in das Gehäuse 1 hineinragenden Antriebswellen 7, 9 sitzen. Die eine Antriebswelle 7 ist in einem in der Mitte des Deckels 2 angeordneten Lagerstutzen 6 gelagert. An der dem Deckel 2 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 1 befindet sich koaxial zum Lagerstutzen 6 ein weiterer Lagerstutzen 8, in dem die zweite Antriebswelle 9 drehbar gelagert ist. Während die Ausgleichsräder 16, 17 als Stirnräder ausgebildet sind, sind die Achswellenräder 10 und 11 als Planräder ausgebildet, die die Schrägverzahnungen 12, 13 an ihren einander zugekehrten Stirnflächen aufweisen.

Die auf den Antriebswellen 7, 9 angebrachten Achswellenräder 10, 11 weisen in dem von ihren Schrägverzahnungen 12, 13 umschlossenen Bereich jeweils eine Aussparung 20, 21 auf. Diese Aussparungen 20, 21 ergänzen sich im Bereich der Mitte des Gehäuses 1 zu einem im wesentlichen kugelförmigen Hohlraum, in dem sich eine als Ausgleichsbremse wirkende Differential­ sperre befindet. Zur Erzeugung der Bremskraft dienen Bremslamellen 22, 23, die abwechselnd auf einer Traghülse 24 angeordnet sind und zwei ineinander verschachtelte Stapel bilden, die sich an einer Seite an einem am Ende der Traghülse 24 angebrach­ ten Flansch 25 abstützen. An ihrem anderen Ende sind die Bremslamellen-Stapel von einer Druckplatte 26 belastet, an der sich das Ende einer auf der Traghülse 24 angeordneten Schraubendruckfeder 27 abstützt. Das andere Ende dieser Schrau­ bendruckfeder 27 stützt sich an einer Scheibe 28 ab, die auf der Traghülse 24 mittels eines Sprengringes 29 gehalten ist. Die Traghülse 24 mit den aufgeschobenen und sich am Flansch 25 abstützenden Bremslamellen 22, 23, der Druckplatte 26 und der Schraubenfeder 27 bildet eine Baugruppe, auf der die Bremslamellen 22, 23 unter einer von der Schraubendruckfeder 27 bestimmten Kraft aneinander anliegen. Dabei weisen die inneren Bremslamellen 23 am Umfang ihrer Bohrung Vorsprünge 30 auf, die in entsprechende Aussparungen am Umfang der Trag­ hülse 24 eingreifen.

Die Traghülse 24 der soeben beschriebenen Baugruppe ist auf einen rohrförmigen Abschnitt 31 aufgeschoben, der sich an das in Fig. 1 obere Ausgleichsrad 16 anschließt. Die Traghülse ist auf dem rohrförmigen Abschnitt 31 mittels eines Sprengringes 32 gesichert. Die Traghülse 24 weist ferner an ihrer Innenseite Längsnuten auf, in die Längsstege 33 am Umfang des rohrförmigen Abschnittes 31 eingreifen. Die Traghülse 24 ist somit als Bremselement mit dem Ausgleichsrad 16 drehfest, aber in gewissen Grenzen axial verschiebbar verbunden. Durch die Vorsprünge 30 sind auch die inneren Bremslamellen 23 über die Traghülse 24 mit dem oberen Ausgleichsrad 16 unverdrehbar verbunden.

Weiterhin ist das in Fig. 1 untere Ausgleichsrad 17 mit einem als Gegenstück für das Bremselement dienenden Korb 34 versehen, der nach oben in den von den Achswellenrädern 10, 11 begrenzten Hohlraum hineinragt. Der Korb 34 umgibt die Traghülse 24 mit den Bremslamellen 22, 23 und weist Längsschlitze 35 auf, in die die äußeren Bremslamellen 22 mit an ihrem Umfang angebrach­ ten Lappen 36 eingreifen. Auf diese Weise sind die äußeren Bremslamellen 23 mit dem Korb 34 und infolgedessen mit dem in Fig. 2 unteren Ausgleichsrad 17 drehfest verbunden. Sie sind jedoch gegenüber dem Ausgleichsrad 16 mit dem Korb 34 in Richtung der Drehachse des Ausgleichsrades 16 verschiebbar.

Die von der Traghülse 24 mit den Bremslamellen 23 und der Schraubendruckfeder 27 gebildete Baugruppe stützt sich mit der Außenseite des am Ende der Traghülse 24 angebrachten Flansches 25 am Boden 37 des Korbes 34 ab. Am unteren Ende ist die Baugruppe durch einen Druckring 38 gehalten, der einerseits auf dem Rand der Druckplatte 26 der Baugruppe aufliegt und andererseits durch einen Sprengring 39 am Ende des Korbes 34 gehalten ist. Wie bereits erwähnt, ist die Traghülse 24 an ihrem dem oberen Ausgleichsrad 16 abgewandten Ende auf dem rohrförmigen Abschnitt 31 mittels eines Spreng­ ringes 32 gehalten. Sie ist aber auch an ihrem anderen Ende gegenüber dem oberen Ausgleichsrad 16 abgestützt, und zwar durch eine Druckhülse 40, die sich mit einem Ende an der Druckplatte 26 und mit dem anderen Ende an der ihr zugewandten Stirnfläche des Ausgleichsrades 16 abstützt.

Die die Bremslamellen 22, 23 belastende Schraubendruckfeder 27 erzeugt ein gewisses Reibungsmoment, das unabhängig davon stets vorhanden ist, ob auf die Ausgleichsräder 16, 17 eine Axialkraft wirkt oder nicht. Dieses Reibmoment hat zur Folge, daß von den Ausgleichsrädern 16, 17 selbst dann ein entsprechen­ des Drehmoment auf eines der Achswellenräder 10 oder 11 über­ tragen wird, wenn am anderen Achswellenrad das Drehmoment Null ist. Dies ist beispielsweise der Fall bei einem Kraftfahr­ zeug, bei dem das mit diesem Achswellenrad verbundene Fahrzeug­ rad keinen Widerstand auf dem Untergrund findet.

Ein Ungleichgewicht zwischen den von den Ausgleichsrädern 16, 17 auf die Achswellenräder 10, 11 übertragenen Drehmomenten hat zur Folge, daß über die Schrägverzahnung auf die Ausgleichs­ räder 16, 17 Axialkräfte übertragen werden, die der Drehmoment- Differenz proportional sind und bestrebt sind, die Ausgleichs­ räder 16, 17 entweder einander zu nähern oder aber voneinander zu entfernen.

Bei dem Versuch, die Ausgleichsräder 16, 17 einander zu nähern, drückt das in Fig. 1 obere Ausgleichsrad 16 über die Druckhülse 40 auf das obere Ende der Bremslamellenpakete, wogegen das untere Ausgleichsrad 17 über den Korb 34 und den Flansch 25 der Traghülse 24 gegen das untere Ende der Bremslamellenpakete drückt, so daß die Bremslamellen 22, 23 stärker aneinander gedrückt werden. Dadurch wird die Bremskraft verstärkt und das auf das langsamer drehende Achswellenrad wirkende Drehmoment erhöht.

In analoger Weise findet eine Erhöhung des auf das langsamer drehende Achswellenrad wirkenden Drehmomentes auch dann statt, wenn bei umgekehrtem relativem Drehsinn Axialkräfte entstehen, die bestrebt sind, die beiden Ausgleichsräder 16, 17 voneinander zu entfernen. In diesem Falle wirkt das in Fig. 1 obere Aus­ gleichsrad 16 über den Sprengring 32 am unteren Ende des rohrförmigen Abschnittes 31 auf das untere Ende der Traghülse 24 und versucht, diese Traghülse 24 mit den Bremslamellenpaketen nach oben zu bewegen, während das untere Ausgleichsrad 17 über den Korb 34 und den mit dem Korb 34 verbundenen Druckring 38 auf die Druckplatte 26 von oben auf die Bremslamellenpakete wirkt, so daß auch hier wieder die Pressung und damit das Reibmoment erhöht werden. Es tritt also bei jeder relativen Drehung zwischen den beiden Antriebswellen 7, 9 eine Erhöhung des auf die langsamer drehende Welle übertragenen Drehmomentes auf, wodurch eine gute Sperrwirkung gewährleistet ist.

Die Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4 im wesentlichen nur durch eine abweichende Ausbildung der Differentialsperre, die als Bremselement und als Gegenstück anstelle von Bremsla­ mellen Bremskegel 51, 52 aufweist. Der eine Bremskegel 51 bildet eine äußere Hülse und damit ein Gegenstück für den anderen Bremskegel 52, der in die Hülse derart eingesetzt ist, daß die beiden Kegelflächen 53 der Bremskegel 51, 52 aneinander anliegen. Die beiden Bremskegel 51, 52 sind durch zwei Tellerfedern 54 belastet, die sich einerseits an einer am oberen Ende des inneren Bremskegels 52 angeordneten Druck­ platte 55 und andererseits an einer das obere Ende des äußeren Bremskegels 51 abschließenden Führungsplatte 56 abstützen. Die Führungsplatte 56 ist durch einen in die Innenwand des äußeren Bremskegels 51 eingreifenden Sprengring 57 gehalten.

Wie bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel weist auch hier wieder das in Fig. 5 obere Ausgleichsrad 16 einen rohrförmigen Abschnitt 58 mit an seiner Außenseite angebrachten Vorsprüngen 59 auf, die in entsprechende Aussparungen am Umfang der Bohrung der Führungsplatte 56 eingreifen. Weiterhin weist die Führungsplatte 56 an ihrem Umfang Nasen 60 auf, mit denen sie in Längsschlitze 61 des äußeren Bremskegels 51 eingreift.

Auf diese Weise ist der äußere Bremskegel 51 mit dem oberen Ausgleichsrad 16 drehfest verbunden. Entsprechend muß der innere Bremskegel 52 mit dem unteren Ausgleichsrad 17 drehfest verbunden sein. Er weist zu diesem Zweck an seinem unteren Ende einen Flansch 62 mit Vorsprüngen auf, die in entsprechende Längsnuten 63 am Umfang einer Hülse 64 angeordnet sind, die das untere Zahnrad 17 trägt.

Weiterhin stützt sich der innere Bremskegel 52 mit einem oberen Ende über die Druckplatte 55 am unteren Ende des rohr­ förmigen Abschnittes 58 des oberen Zahnrades 16 und weiterhin mit seinem Flansch 62 an der Unterseite eines in die Hülse 64 des unteren Ausgleichsrades 17 eingesetzten Sprengringes 65 ab.

In ähnlicher Weise stützt sich der äußere Bremskegel 51 mit seinem unteren Ende auf einem auf der Hülse 64 des unteren Ausgleichsrades 17 angeordneten Widerlager 67 ab, während die am oberen Ende des Bremskegels 51 angebrachte Führungsplatte 56 mit ihrer Unterseite an einem in den rohrförmigen Abschnitt 58 des oberen Ausgleichsrades 16 eingesetzten Sprengring 66 anliegt.

Die untere der Kraft der Tellerfeder 54 aneinanderliegenden Kegelflächen 53 bewirken in jedem Fall einen gewissen Reibungs­ schluß, der zur Übertragung eines Drehmomentes auf eine der Antriebswellen 7, 9 auch dann führt, wenn an der anderen Antriebswelle 9, 7 kein Drehmoment auftritt. Die Erhöhung der Drehmomente durch axiale Belastung der beiden Ausgleichsräder 16, 17 findet in der oben beschriebenen Weise statt. Werden die Ausgleichsräder 16, 17 mit gegeneinander gerichteten Kräften belastet, so drückt das obere Ausgleichsrad 16 über den rohr­ förmigen Abschnitt 58 und die Druckplatte 55 auf den inneren Bremskegel 52 nach unten, während der äußere Bremskegel 51 vom unteren Ausgleichsrad 17 über die Hülse 64 und das Wider­ lager 65 nach oben gedrückt wird. Dadurch wird der Reibungs­ schluß verstärkt.

Werden dagegen die beiden Ausgleichsräder 16, 17 in einer nach außen weisenden Richtung beaufschlagt, so übt das obere Ausgleichsrad 16 über die vom Sprengring 67 gehaltene Füh­ rungsplatte 56 und den Sprengring 57 auf den äußeren Bremskegel 51 eine nach oben gerichtete Kraft aus, wogegen das untere Ausgleichsrad 17 bestrebt ist, den inneren Bremskegel 52 über den Sprengring 66 am Flansch 62 mitzunehmen. Auch hierdurch werden wieder die Kegelflächen 53 proportional zu der Drehmo­ ment-Differenz zusätzlich aneinandergepreßt, was zu einer Erhöhung des übertragenen Drehmomentes führt.

Abschließend soll noch die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Differentialgetriebe anhand des in Fig. 7 dargestellten Dia­ grammes verdeutlicht werden. In dem Diagramm ist auf der Abszisse die Drehmoment-Differenz und auf der Ordinate das mittels der Differentialsperre erzeugte Sperrmoment aufgetragen. Die gestrichelte Linie G bezeichnet die Gleichheit von Dreh­ moment-Differenz Δ M und Sperrmoment M _S , die die Zustände der Sperrung und der Freigabe des Differentialgetriebes trennt. Beträgt die Drehmoment-Differenz Δ M = 0, so herrscht ein Sperrmoment M _B , das sich aus der Vorspannung der Differen­ tialsperre ergibt. Wächst die Drehmoment-Differenz Δ M an, so wird das Sperrmoment M _S , ausgehend vom Ausgangswert M _B proportional zur Drehmoment-Differenz Δ M erhöht, wie es die Linie M anzeigt. Solange das durch die Linie M wieder­ gegebene Sperrmoment M _S sich oberhalb der Linie G befindet, ist das Differentialgetriebe gesperrt. Bei Erreichen einer gewissen Drehmoment-Differenz Δ M = F ist diese Differenz gleich dem Sperrmoment, so daß das Sperrmoment überwunden wird und nunmehr ein Ausgleich stattfinden kann. Dieses Ver­ halten ist erwünscht, weil es einerseits ein gutes Anfahrver­ halten bei einem durchrutschenden Rad gewährleistet und anderer­ seits im Fahrbetrieb die infolge der Reifenhaftung auftretenden Drehmoment-Differenzen ausreichend groß sind, um das Sperrmoment zu überwinden. Allerdings ist das Auftreten sehr hoher Dif­ ferenzmomente an der Vorderachse von frontgetriebenen Fahrzeugen unerwünscht. Dem kann jedoch mit der obenerwähnten Ausgleichs­ bremssperre in drehzahlabhängiger Weise vorgebeugt werden.

Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, daß die vorstehenden Ausführungen nur die statischen Verhältnisse wiedergeben.

In der Praxis wird das Verhalten der Differentialsperre am Differentialgetriebe beim Fahrbetrieb durch die dann auftreten­ den Vibrationen beeinflußt. Allgemein steht auch eine geschlos­ sene Kupplung unter Last nicht vollständig still, sondern es findet stets ein langsames Gleiten der Kupplungskörper gegen­ einander statt. Daher kann davon ausgegangen werden, daß dieses Gleiten und Nachgeben auch beim Durchfahren schwacher Kurven einen Ausgleich der Raddrehzahlen zuläßt, ohne daß dabei eine nennenswerte Erhöhung der Sperrwirkung eintritt. Bei starken Kurven und schnelleren relativen Drehungen der Räder ist zu erwarten, daß das schnellere Rad zunächst entlastet und dadurch den Punkt F des Diagrammes gemäß Fig. 7 erreicht wird. Infolge des höheren Reibmomentes von der Fahrbahn her wird jedoch die Sperrwirkung periodisch gesteuert, so daß sich dann infolge der Federung der Achswellen ebenfalls periodisch momentan ein Betrieb ohne Verstärkung der Differentialsperre einstellt. Auch hier wäre dann die Sperrwirkung im zeitlichen Mittel nur vermindert worden. Beim Anfahren, wo eine möglichst weitgehende Sperrung des Differentialgetriebes erwünscht ist, kommt dagegen der statische Zustand und damit die Übertragung des maximalen Sperrmomentes voll zur Geltung.

Es ist möglich, vorgenannte Differential­ getriebe zusätzlich mit einer schaltbaren Differentialsperre zu versehen, sowie auch mit Einrichtungen, welche ein Abschalten der als Ausgleichsbremse ausgebildeten Differentialsperre ermöglichen.

Es besteht ferner die Möglichkeit, die Axialbewegung der Ausgleichsräder, die erforderlich ist, um die Wirkung der Differentialsperre zu verstärken, in Abhängigkeit von der Drehzahl zu blockieren. Das Blockieren kann beispielsweise mit einer mittels Fliehgewichten drehzahlabhängig betätigten Sperre geschehen, die eine Axialverschiebung des bei den Ausführunsbeispielen nach den Fig. 1 bis 6 oberen Ausgleichs­ rades 16 verhindert. In dieser Hinsicht ist es von Interesse, daß bei den hier dargestellten Ausführungsbeispielen das untere Ausgleichsrad 17 jeweils zwischen der Gehäusewand und einer Schulter 19 auf dem Wellenzapfen 18 in Axialrichtung unbeweglich angeordnet ist.

Claims (4)

1. Differentialgetriebe mit einem drehbaren Differentialkorb (1), in den zwei zu dessen Drehachse koaxiale Antriebs­ wellen (7, 9) hineinragen, die jeweils drehfest mit einem Achswellenrad (10, 11) verbunden sind, wobei die Achswellenräder (10, 11) mit einem ersten Ausgleichsrad (16) kämmen, das in Richtung seiner Längsachse (18) gegen die Kraft einer Feder (27; 54) in einem durch Elemente (32, 39; 16, 37) eingeengten Bereich verschiebbar ist, wobei ferner das erste Ausgleichsrad (16) und die Achswellenräder (10, 11) einen Hohlraum (20, 21) teilweise umgrenzen, und mit einer Ausgleichsbremse (22 bis 40; 51 bis 67), deren Wirkung in Abhängigkeit von der Verschiebung des ersten Ausgleichsrades (16) in der Längs­ achse (18) variiert, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ausgleichsrad (16) als schrägverzahntes Stirnrad ausgebildet ist, daß die Achswellenräder (10, 11) schrägverzahnte Plan­ räder sind, daß die Ausgleichsbremse (22 bis 40; 51 bis 67) in dem Hohlraum (20, 21) angeordnet ist, und daß mit zunehmender Drehmomentdifferenz an den Achswellen (10, 11) die axiale Bewegung des ersten Ausgleichsrades (16) die Bremswirkung erhöht.

2. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausgleichsbremse Bremslamellen (22, 23) auf­ weist.

3. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausgleichsbremse Bremskegel (51, 52) aufweist.

4. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Ausgleichsrad (17) koaxial zum ersten Ausgleichsrad (16) angeordnet ist, daß die Ausgleichsräder (16, 17) an um 180° versetzten Umfangspositionen der Achswellenräder (10, 11) kämmen, daß das zweite Ausgleichsrad (17) auf der Längsachse (18) unverschiebbar angeordnet ist und daß die Ausgleichsbremse das erste Ausgleichsrad (16) relativ zum zweiten Ausgleichsrad (17) axial unter Veränderung eines Reib­ schlusses zwischen den Ausgleichsrädern (16, 17) ver­ schiebt.