DE3844305A1 - Kraftfahrzeug mit selbsttaetig sperrendem differentialgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit selbsttätig sperrendem Differentialgetriebe, bei welchem zumindest ein Teil der vorhandenen Zahnräder als Zahnradpumpe auf ein Druckmittel einwirken, um den die Sperrwirkung hervorrufen­ den Druck aufzubauen.

Bei derartigen Kraftfahrzeugen bewirkt die Zahnradpumpe ein relativ sanftes Einsetzen der Sperre und eine mit zunehmen­ der Drehzahldifferenz der jeweiligen Abtriebe ansteigende Sperrwirkung (vgl. DE-OS 35 42 184).

Das selbsttätig sperrende Differentialgetriebe überträgt dem­ nach in Abhängigkeit von der zwischen den beiden Abtrieben vorherrschenden Drehzahldifferenz Drehmomente unterschiedli­ cher Größe. Bei höheren Drehzahldifferenzen, wie sie bei­ spielsweise bei nassen, vereisten, schneebedeckten oder san­ digen Straßen auftreten, sperrt das gleichzeitig als Kupp­ lung wirkende selbsttätig sperrende Differentialgetriebe praktisch vollständig. Entsprechend der Ausgestaltung und An­ ordnung eines derartigen selbstsperrenden Differentialgetrie­ bes ist somit ein Übergang auf einen Vierradantrieb entspre­ chend einem Betriebszustand mit gesperrtem Mittendifferen­ tial bzw. gesperrtem Mittendifferential und gesperrten Achs­ differential und/oder ein Übergang auf einen Betriebszustand mit einer Sperrung in Querrichtung möglich.

Eine solche von der Drehzahldifferenz der beiden Abtriebe ab­ hängige Längs- und/oder Quersperre ist jedoch nicht immer er­ wünscht. Blockieren beispielsweise infolge eines Bremsvor­ gangs die Räder der ständig angetriebenen Achse, so werden bei im Antriebsstrang zwischen dieser Achse und einer zusätz­ lich angetriebenen Achse liegendem selbsttätig sperrenden Differentialgetriebe zwangsläufig auch die der zusätzlichen Antriebsachse zugeordneten Räder überbremst.

Ferner muß ein eventuell vorhandenes Anti-Blockier-Bremssy­ stem besonders an den speziellen, durch das selbstsperrende Differentialgetriebe bestimmten Vierradantrieb angepaßt werden. Eine selbsttätig zugeschaltete Kopplung der beiden Achsen ist auch in solchen Fahrsituationen ungünstig, bei denen ein Schub auftritt. Ein Kraftfahrzeug mit einem über das selbstsperrende Differentialgetriebe selbsttätig zu­ schaltbaren Vierradantrieb läßt sich auch nicht ohne weite­ res mit einer mittels einer Abschleppbrille angehobenen Achse abschleppen. Ungünstig ist auch, daß bei Rollenprüf­ standsmessungen für Kraftfahrzeuge beispielsweise mit selbst­ tätig zugeschaltetem Vierradantrieb ein relativ aufwendiger Zweiachs-Rollenprüfstand vorgesehen sein muß. Schließlich muß ein solches Fahrzeug beispielsweise für ein dynamisches Auswuchten der Räder vollständig vom Boden abgehoben werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Sperrwir­ kung des selbstsperrenden Differentialgetriebes ohne nennens­ werten zusätzlichen Aufwand stets problemlos und äußerst rasch aufhebbar und ohne weiteres eine Anpassung an eine Vielzahl unterschiedlichster Betriebsbedinungen möglich ist.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Druckraum der Zahnradpumpe zur Abschaltung der Sperrwirkung druckentlastbar ist.

Aufgrund dieser Ausbildung ist die Sperrwirkung des selbst­ sperrenden Differentialgetriebes beispielsweise in Abhängig­ keit von einem Bremskriterium auf einfachste Weise äußerst zuverlässig und mit geringstmöglicher Reaktionszeit abschalt­ bar. Die Druckentlastung kann ebenso einfach und rasch wieder aufgehoben werden, so daß während eines normalen Be­ triebs das besondere charakteristische Ansprechverhalten des selbstsperrenden Differentialgetriebes in vollem Umfange aufrecht erhalten bleibt. Mit dem gleichzeitig als Kupplung dienenden selbstsperrenden Differentialgetriebe kann in kri­ tischen Situationen, in denen eine Sperrwirkung unerwünscht ist, durch eine einfache Druckentlastung und der damit ein­ hergehenden praktischen vollständigen Entkopplung der beiden Abtriebe Abhilfe geschaffen werden. Schließlich ergibt sich durch die erfindungsgemäße Lösung auch eine Vielzahl von auf einfachste Weise realisierbaren unterschiedlichen Ansteu­ erungsmöglichkeiten des selbstsperrenden Differentialgetrie­ bes, so daß unterschiedlichsten Betriebsbedingungen und Anfor­ derungen durch eine entsprechende selbsttätige und/oder manu­ elle Ansteuerung Rechnung getragen werden kann.

Eine vorteilhafte Ausführungsvariante, bei welcher die Diffe­ rentialsperre unmittelbar im Differentialgetriebe integriert ist, zeichnet sich dadurch aus, daß das selbsttätig sperren­ de Differentialgetriebe ein Planetengetriebe mit einem einen Antrieb bildenden, Planetenräder aufweisenden Planetenträ­ ger, einem einen ersten Abtrieb bildenden inneren Sonnenrad sowie einem einen zweiten Abtrieb bildenden äußeren Hohlrad ist, und daß zumindest ein Teil der Zahnräder des Planetenge­ triebes die den druckentlastbaren Druckraum aufweisende Zahn­ radpumpe bildet. Das Pumpenantriebsmoment wird als Sperrmo­ ment ausgenutzt. Spalten zwischen den Zahnrädern und dem Pla­ netenträger können so dimensioniert sein, daß das Druckmit­ tel als in genau bemessener Weise gedrosselter Leckrückstrom aus den Druckräumen abfließt. Aufgrund der Spaltdrosselung ergibt sich ein linearer Zusammenhang zwischen der Drehzahl­ differenz der beiden Abtriebe und dem Betrag des Sperrmo­ ments.

Das selbsttätig sperrende Differentialgetriebe kann vorteil­ hafter Weise auch ein herkömmliches Differentialgetriebe mit einer diesem zugeordneten gesonderten Differentialsperre um­ fassen, welche ein Planetengetriebe mit einem weder einen An­ trieb noch einen Abtrieb bildenden, Planetenräder aufweisen­ den Planetenträger ist, dessen inneres Sonnenrad von einer über das Differentialgetriebe angetriebenen Welle getragen und dessen äußeres Hohlrad über eine Hohlwelle mit dem Diffe­ rentialkorb des herkömmlichen Differentialgetriebes verbun­ den ist, wobei in diesem Falle zumindest ein Teil der Zahnrä­ der der Differentialsperre die den druckentlastbaren Druck­ raum aufweisende Zahnradpumpe bildet. Die hydrostatische Dif­ ferentialsperre kann in einem Gehäuse untergebracht sein, welches am vorhandenen Vorderachs-Differentialgetriebe ange­ flanscht ist.

Eine konstruktiv besonders einfache praktische Ausgestaltung des druckentlastbaren selbstsperrenden Differentialgetriebes ergibt sich dadurch, daß das Hohlrad mit wenigstens einer verschließbaren Öffnung versehen ist, welche zur Druckentla­ stung und damit zur Abschaltung der Sperrwirkung freigebbar ist. Der Öffnung ist vorzugsweise eine mittels eines Stell­ glieds zwischen einer Schließ- und einer Öffnungsstellung be­ wegbare Abdeckung zugeordnet, welche zweckmäßigerweise eine auf das Hohlrad aufgesetzte längsverschiebliche Hülse sein kann. Grundsätzlich ist jedoch auch eine radial verstellbare Abdeckung denkbar.

Die Hülse kann einen durchgehenden Mantel aufweisen und zur Druckentlastung derart verschiebbar sein, daß sie mit einem Ende über die im Hohlrad vorgesehene Öffnung bzw. Öffnungen hinwegbewegt wird und diese damit freigegeben werden.

Zweckmäßigerweise kann jedoch auch jeder im Hohlrad vorgese­ henen Öffnung eine in der Hülse vorgesehene Öffnung zuge­ ordnet sein, wobei diese Öffnungen in der Öffnungsstellung der Hülse zur Druckentlastung miteinander ausgerichtet sind.

Eine andere Möglichkeit für einen möglichst raschen Druckab­ bau besteht darin, daß der Planetenträger mittels eines Stellglieds zwischen einer Schließ- und einer Öffnungsstel­ lung längsverschiebbar ist, in der ein Stirnspalt zwischen dem Sonnenrad, den Planetenrädern und dem Planetenträgersteg zur Druckentlastung und damit zur Abschaltung der Sperrwir­ kung vergrößert ist.

Von besonderem Vorteil ist, wenn die Abdeckung bzw. der längsverschiebbare Planetenträger durch Federkraft in Rich­ tung der Öffnungsstellung vorbelastet und mittels des Stell­ glieds entgegen der Federkraft in die Schließstellung beweg­ bar ist. Einer kritischen Situation, in welcher für ein ra­ sches Abschalten der Sperrwirkung gesort werden muß, kann demnach beispielsweise dadurch praktisch ohne Verzögerung Rechnung getragen werden, daß das Stellglied stromlos ge­ schaltet und die Öffnungsbewegung durch die Federkraft be­ wirkt wird.

Bevorzugt ist das Stellglied ein Elektromagnet, welcher den durch die Abdeckung bzw. den längsverschiebbaren Planetenträ­ ger gebildeten Anker beaufschlagt.

Insbesondere bei Fahrzeugen mit vorhandenem Anti-Block­ ier-System ist es von entscheidendem Vorteil, wenn das Stell­ glied automatisch und insbesondere in Abhängigkeit von einem Bremskriterium oder dergleichen zur Abschaltung der Sperrwir­ kung ansteuerbar bzw. stromlos schaltbar ist. Zur Abschal­ tung der Sperrwirkung kann das Stellglied insbesondere auch in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ansteuerbar bzw. stromlos schaltbar sein.

Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische, geschnittene Teildarstellung eines Planeten-Differentialgetriebes mit integrier­ ter Differentialsperre, bei dem im Hohlrad vorgesehe­ ne Öffnungen durch eine Hülse abgedeckt sind, welche zur Druckentlastung magnetisch verschiebbar ist,

Fig. 2 eine Fig. 1 vergleichbare Darstellung, wobei jedoch die Hülse über eine Hebelanordnung verschiebbar ist,

Fig. 3 eine schematische, geschnittene Teildarstellung eines Planeten-Differentialgetriebes mit integrier­ ter Differentialsperre, bei welchem zur Druckentla­ stung der Planetenträger magnetisch längsverschieb­ bar ist,

Fig. 4 eine Fig. 3 vergleichbare Darstellung, wobei jedoch der Planetenträger über eine Hebelanordnung ver­ schiebbar ist,

Fig. 5 eine schematische, teilweise geschnittene Darstel­ lung einer weiteren Ausführungsvariante des Plane­ ten-Differentialgetriebes mit integrierter Differen­ tialsperre,

Fig. 6 eine Teildarstellung des in Fig. 5 gezeigten Plane­ ten-Differentialgetriebes im Schnitt quer zur Getrie­ belängsachse,

Fig. 7 eine schematische, geschnittene Teildarstellung eines selbsttätig sperrenden Differentialgetriebes, welches ein herkömmliches Differentialgetriebe mit zugeordneter gesonderter Differentialsperre umfaßt, welche als Planetengetriebe ausgebildet ist, und

Fig. 8 eine Stirnansicht des in Fig. 7 gezeigten selbsttä­ tig sperrenden Differentialgetriebes bei abgenomme­ nem Deckel und herausgenommenem Magneten.

Bei den Ausführungsvarianten gemäß den Fig. 1 bis 6 handelt es sich jeweils um ein selbstsperrendes Differentialgetriebe 80, welches als Planetengetriebe ausgebildet ist und zur Bil­ dung einer integrierten Differentialsperre gleichzeitig als Zahnradpumpe wirkt.

Hierbei fördert zumindest ein Teil der Zahnräder des Plane­ tengetriebes ein Druckmittel, um den die Sperrwirkung hervor­ rufenden Druck aufzubauen.

Indem die Zahnräder und der Planetenträger derart ausgebil­ det sind, daß sie als Zahnradpumpe wirken, wird das Pumpenan­ triebsmoment als Sperrmoment ausgenutzt. Spalte zwischen den Zahnrädern und dem Planetenträger sind vorzugsweise so dimen­ sioniert, daß das Druckmittel, beispielsweise Drucköl, als in genau bemessener Weise gedrosselter Lekrückstrom aus den Druckräumen abfließt. Bei einem derart hydraulisch selbst­ sperrenden Planeten-Differentialgetriebe ergibt sich auf­ grund der vorliegenden Spaltdrosselung des Druckmittels selbsttätig ein linearer Zusammenhang zwischen der Drehzahl­ differenz der beiden Abtriebe und dem Betrag des Sperrmo­ ments.

Der prinzipielle Aufbau des gezeigten selbsttätig sperrenden Differentialgetriebes 80 mit integrierter Differentialsperre geht beispielsweise aus Fig. 5 hervor. Demnach umfaßt das als Planetengetriebe aufgebaute selbsttätig sperrende Diffe­ rentialgetriebe 80 einen einen Antrieb bildenden planetenträ­ ger 30 mit Planetenrädern 32, ein einen ersten Abtrieb bil­ dendes inneres Sonnenrad 34 sowie ein einen zweiten Abtrieb bildendes äußeres Hohlrad 18.

Der Planetenträger 30 ist über Keile oder ein Zahnwellenprofil mit einer Antriebswelle 40 drehfest verbunden. Das Sonnenrad 34 ist einheitlich mit einer hohlen Abtriebswelle 84 ausgebil­ det, in welcher die Antriebswelle 40 aufgenommen ist. Das Hohlrad 18 steht mit einer weiteren Abtriebswelle 42 drehfest in Verbindung. Das gesamte selbstsperrende Differentialgetrie­ be 80 ist von einem Gehäuse 10 umgeben.

Die Sperrwirkung in diesem selbstsperrenden Planeten-Diffe­ rentialgetriebe basiert auf der Druckerzeugung zwischen den Zahnflanken und Seitenspalten infolge einer Drehzahldiffe­ renz zwischen den beiden Abtrieben. Mit größer werdender Drehzahldifferenz steigt der Druck in den Druckräumen an, wo­ durch die Sperrwirkung erhöht wird.

Ein solches Planeten-Differentialgetriebe kann in dem An­ triebsstang zwischen einer ständig angetriebenen Achse und einer zusätzlich angetriebenen Achse angeordnet sein. Der Drehmomentfluß erfolgt in diesem Falle vom Fahrzeuggetriebe zum Planetenträger und vom Planetenträger über das Sonnenrad zur Vorderachse. Über das Hohlrad wird ein Drehmoment zur Hinterachse weitergeleitet.

Um die Sperrwirkung beim Bremsen oder einem anderen kriti­ schen Betriebszustand aufzuheben, sind die Druckräume der in­ tegrierten Zahnradpumpe druckentlastbar. Eine eventuelle Druckentlastung erfolgt schlagartig, um ggf. die Sperrwir­ kung praktisch verzögerungsfrei abzuschalten.

Dazu ist bei einer ersten Ausführungsvariante gemäß Fig. 1 im Hohlrad 18 wenigstens eine Öffnung 16 vorgesehen, über welche das durch die Zahnradpumpe geförderte Druckmittel im Falle eines gewünschten Druckabbaus entweichen kann. Die Öff­ nung bzw. Öffnungen 16 sind durch eine Abdeckung verschließ­ bar und ggf. freigebbar, die durch eine aus Blech bestehende Hülse 14 gebildet ist. Die Blechhülse 14 ist auf das Hohlrad 18 aufgesetzt und mittels eines Stellglieds zur Freigabe der Öffnung 16 in Richtung des Pfeils F längsverschiebbar.

Die Hülse 14 weist einen durchgehenden Mantel auf und wird mit ihrem linken Rand soweit über die Öffnung 16 hinwegge­ schoben, daß diese vorzugsweise vollständig freigelegt ist.

Als Stellglied ist ein Elektromagnet 12 vorgesehen. Dieser ist der Hülse 14 gegenüberliegend innen am Gehäuse 10 ange­ ordnet und vorzugsweise ringförmig ausgebildet.

Die Hülse 14 erstreckt sich an den beiden Enden lediglich so weit über die abzudeckende Öffnung 16 hinaus, daß diese in der Schließstellung der Hülse 14 zuverlässig abgedeckt bzw. abgedichtet ist. Die Längserstreckung des Ringmagneten 12 ist geringfügig größer als die der Hülse 14.

Während bei der Ausführung gemäß Fig. 1 eine magnetische Be­ tätigung der Hülse 14 vorgesehen ist, erfolgt bei der Ausfüh­ rungsvariante gemäß Fig. 2 eine Verlagerung der die Öffnung 16 im Hohlrad 18 überdeckenden Hülse 14 mittels einer Hebel­ anordnung 20, welche eine Art Schaltgabel sein kann.

Die in Fig. 2 gezeigte Hebelanordnung 20 umfaßt einen verti­ kalen Zapfen, welcher über ein abdichtendes Drehlager 22 im Gehäuse 10 des selbsttätig sperrbaren Differentialgetriebes 80 gelagert ist. An den vertikalen Zapfen schließt sich ein radial nach außen gerichteter Hebelarm 24 an, welcher in eine obere Aus­ nehmung 26 der längsverschieblich auf dem Hohlrad 18 ange­ ordneten Hülse 14 eingreift. Zur Freigabe der Öffnung 16 wird die Hülse 14 mittels der Hebelanordnung 20 wiederum in Richtung des Pfeils F bewegt. Die Betätigung der Hebelanord­ nung 20 erfolgt über eine horizontale Stange oder Hebelge­ stänge 28.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 und 4 ist zur Druckentlastung der Druckräume der Zahnradpumpe der Planeten­ träger 30 auf der Antriebswelle 40 längsverschiebbar. Als Stellglied zur Verlagerung des Planetenträgers dient ein wie­ derum ringförmig ausgebildeter Elektromagnet 12.

Der die Planetenräder 32 aufweisende Planetenträger 30 ist hierbei zwischen einer Schließ- und einer Öffnungsstellung längsverschiebbar, in welcher ein Stirnspalt 76 zwischen dem Sonnenrad 34, den Planetenrädern 32 und dem vertikalen bzw. radialen Steg des Planetenträgers 30 zur Druckentlastung und damit zur Abschaltung der Sperrwirkung vergrößert ist. Dage­ gen ist der Planetenträgersteg in der Schließstellung gegen das Sonnenrad 34 gehalten, um den Stirnspalt 76 möglichst gering zu halten und wiederum einen Druckaufbau in den Druck­ räumen der Zahnradpumpe zu ermöglichen.

Der ringförmige Elektromagnet 12 ist in einer vertikalen bzw. radialen Stirnwand 78 des Hohlrads 18 angeordnet.

Der Elektromagnet 12 ist über eine Stromzufuhr beispielswei­ se über Schleifkontakte erregbar. Bei erregtem Elektromagne­ ten 12 wird der als Anker wirkende Planetenträger 30 in die Schließstellung und damit an das Sonnenrad 34 gedrückt. Dies erfolgt entgegen der Kraft einer Tellerfeder 36, welche in einer ringförmigen Ausnehmung im Sonnenrad 34 angeordnet ist und sich einerseits am Boden dieser Ausnehmung und anderer­ seits am Planetenträger 30 abstützt. Sobald der Elektromag­ net 12 stromlos geschaltet ist, wird der Planetenträger 30 durch die Federkraft vom Sonnenrad 34 weg in die Öffnungs­ stellung gedrückt, in welcher der Stirnspalt 76 zur Druckent­ lastung vergrößert ist. Infolge der Tellerfeder 36 erfolgt demnach eine schlagartige Druckentlastung und damit ein ab­ ruptes Abschalten der Sperrwirkung.

In der Fig. 3 ist die Bewegungsrichtung des Planetenträgers 30 in die Öffnungsstellung durch Pfeile angedeutet. Ferner ist wieder die mit dem Hohlrad 18 verbundene Abtriebswelle 42 sowie das das selbsttätig sperrende Differentialgetriebe 80 umgebende Gehäuse 10 erkennbar.

Fig. 4 zeigt eine Fig. 3 vergleichbare Ausführungsvariante, wobei jedoch der Planetenträger 30 statt mittels eines Elek­ tromagneten mittels einer Hebelanordnung 20 in Längsrich­ tung, wie durch den Doppelpfeil angedeutet, verschiebbar ist. Die Hebelanordnung 20 umfaßt ein Hebelgestänge, über welches ein drehbar in einem Stirnwandabschnitt des Hohlrads 18 gelagerter vertikaler Hebelabschnitt drehbar ist, an wel­ chem sich unten ein sich radial nach außen erstreckender He­ belarm anschließt. Dieser Hebelarm greift wiederum in eine Ausnehmung des Planetenträgers 30 ein.

Auch in Fig. 4 sind wiederum die mit dem Hohlrad 18 verbunde­ ne Abtriebswelle sowie das das selbsttätig sperrende Diffe­ rentialgetriebe 80 umgebende Gehäuse 10 angedeutet.

Insbesondere im Falle einer elektromagnetischen Verschiebung der Hülse 14 bzw. des Planetenträgers 30 kann der verwendete Elektromagnet in Abhängigkeit von einem Bremskriterium strom­ los geschaltet werden. Infolge der Federvorspannung erfolgt dann schlagartig der gewünschte Druckabbau und damit eine ab­ rupte Aufhebung der Sperrwirkung. Die Stromlosschaltung des Elektromagneten kann beispielsweise über einen Bremslicht­ schalter erfolgen. Die Stromlosschaltung kann auch in Abhän­ gigkeit davon erfolgen, ob ein vorgesehenes Anti-Block­ ier-System zu regeln beginnt oder nicht. Es kann auch im In­ nern des Kraftfahrzeugs ein Schalter vorgesehen sein, über welchen die Stromzufuhr zum Magneten unterbrechbar ist. Nach­ dem bei einem abgestellten Fahrzeug infolge der ausgeschalte­ ten Zündung das Differentialgetriebe stets druckentlastet ist, ist insbesondere auch ein Abschleppen auf einer Achse möglich.

Im Falle des Vorsehens einer Hebelanordnung 20 kann diese me­ chanisch, elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder auch ma­ nuell betätigt werden.

Die beschriebene hydrostatische Differentialsperre kann auch bei Fahrzeugen mit angetriebener Hinterachse verwendet werden. Die Abschaltung der Sperrwirkung kann insbesondere auch in Abhängigkeit vom Lenkwinkel und der Fahrgeschwindig­ keit erfolgen.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsvariante ist jeder im Hohlrad 18 vorgesehenen Öffnung 46 eine in einer Hülse 44 vorgesehene Öffnung 46′ zugeordnet. Die Hülse 44 ist durch ein Federpaket 50 in eine Öffnungsstellung vorbelastet, in welcher die im Hohlrad 18 vorgesehenen Öffnungen 46 mit den in der längsverschieblichen Hülse 44 vorgesehenen Öffnungen 46′ ausgerichtet sind.

Im Gehäuse 10 ist wiederum ein ringförmiger Elektromagnet 12 angeordnet, welcher im erregten Zustand die Hülse 44 entge­ gen der Federkraft bis zur Anlage eines Anschlags 48 an einer Stirnwand des Hohlrads 18 in die Schließstellung zieht, in welcher die Öffnungen 46 im Hohlrad 18 abgedeckt sind.

Im Planetenträger 30 sind Druckmitteleinlässe 60 vorgesehen, über welche das Druckmittel in den Bereich zwischen den Pla­ netenrädern 32 und dem Sonnenrad 34 einführbar ist.

Am linken Ende ist die Hülse 44 mit einem radial nach innen tretenden, dem Elektromagneten 12 gegenüberliegenden Ring 86 versehen, welcher in der Öffnungsstellung der Hülse 44 an der zugeordneten Stirnwand des Hohlrads 18 bzw. des Planeten­ trägers 30 anliegt. Damit ist in der Öffnungsstellung der Hülse 44 stets eine genaue Ausrichtung der Öffnungen 46, 46′ gewährleistet.

Wie insbesondere auch in Fig. 6 erkennbar ist, ist die Hülse 44 mittels mehrerer über den Umfang verteilter Rollenkäfige 52 auf dem Hohlrad 18 längsverschieblich gelagert.

Fig. 6 zeigt ferner die radiale Erstreckung der im Hohlrad 218 vorgesehenen Öffnungen 46 von der Innenverzahnung 54 bis zur Außenwand des Hohlrads 18. In der gezeigten Öffnungsstel­ lung der Hülse 44 bilden die Öffnungen 46′ eine radiale Ver­ längerung der Öffnungen 46 und münden in den Bereich zwi­ schen der Hülse 44 und dem Gehäuse 10.

Die Planetenräder 32 erfüllen im Falle des Ausführungsbeis­ piels gemäß den Fig. 5 und 6 die Funktion von vier Zahnrad­ pumpen, welche das Druckmittel, insbesondere Öl, zum Hohlrad 18 pumpen. Bei gesperrten Druckreduzierungsbohrungen bzw. Öffnungen 46 kann das Druckmittel nicht abfließen, sondern entweicht lediglich durch die Drosselspalte an der Verzah­ nung zwischen Planetenträger und Hohlrad sowie zwischen Pla­ netenträger und Planetenrädern. Bei entsprechenden Achsquer­ sperren vorn und hinten kann auch bei extremeren Fahrsitua­ tionen ein Druchdrehen einzelner Räder vermieden werden.

Bei einer weiteren Ausführungsvariante gemäß den Fig. 7 und 8 umfaßt das selbsttätig sperrende Differentialgetriebe 80 ein herkömmliches Differentialgetriebe 82 sowie eine diesem zugeordnete gesonderte Differentialsperre 72. Die Differen­ tialsperre 72 ist hierbei als Planetengetriebe aufgebaut, welches einen weder einen Antrieb noch einen Abtrieb bilden­ den Planetenträger 30 mit Planetenrädern 32 umfaßt. Ein inne­ res Sonnenrad 34 wird von einer über das vorhandene Differen­ tialgetriebe 82 angetriebenen Welle 56 getragen. Diese ange­ triebene Welle 56 steht mit einem Tellerrad 58 des Differen­ tialgetriebes 82 in Verbindung, welches in einem Differen­ tialkorb (64) ein weiteres Tellerrad für eine weitere An­ triebsachse sowie mehrere Ausgleichsräder umfaßt (nicht ge­ zeigt).

Ein äußeres Hohlrad 18 der als Planetengetriebe ausgebilde­ ten gesonderten Differentialsperre 72 ist über eine Hohlwel­ le 62 mit dem Differentialkorb 64 des Differentialgetriebes 82 verbunden.

Zumindest ein Teil der Zahnräder 32, 34, 18 der Differen­ tialsperre 72 wirkt wiederum als Zahnradpumpe mit druckent­ lastbaren Druckräumen.

Zur Druckentlastung sind wiederum Öffnungen 46 im Hohlrad 18 vorgesehen, welche durch eine auf das Hohlrad 18 aufgesetzte längsverschiebliche Hülse 44 verschließbar sind. Die längs­ verschiebliche Hülse 44 weist ebenfalls wiederum Öffnungen 46′ auf, welche in der Öffnungsstellung der Hülse 44 mit den im Hohlrad 18 vorgesehenen Öffnungen 46 ausgerichtet sind.

Über Druckmitteleinlässe 60 wird das betreffende Druckmittel in die Zwischenräume zwischen dem Sonnenrad 34 und den Plane­ tenrädern 32 eingeführt.

Die Hülse 44 ist über Druckfedern 66 ist eine Öffnungsstel­ lung vorbelastet, in welcher die Öffnungen 46′ mit den Öff­ nungen 46 zur Druckentlastung ausgerichtet sind. Der längs­ verschiebbaren Hülse 44 ist als Stellglied wiederum ein im Gehäuse 10 angeordneter ringförmiger Elektromagnet 12 zuge­ ordnet. Bei erregtem Elektromagneten 12 wird die Hülse 44 entgegen der Federkraft in eine Schließstellung bewegt, in der die Hülse 44 die im Hohlrad 18 vorgesehenen Öffnungen 46 abdeckt.

Die Hülse 44 ist in gleicher Weise wie beim Ausführungsbei­ spiel gemäß den Fig. 5 und 8 mittels mehrerer über den Umfang verteilter Rollenkäfige 52 auf dem Hohlrad 18 längsverschieb­ lich gelagert.

Wie in Fig. 8 erkennbar ist, sind vier Planetenräder 32 vor­ gesehen, so daß vier Zahnradpumpen vorliegen.

Das zuletzt beschriebene selbsttätig sperrende Differential­ getriebe 80 ist beispielsweise zum Antrieb der beiden Vorder­ räder verwendbar. Die Differentialsperre 72 kann an das Ge­ häuse des vorhandenen Differentialgetriebes 82 angeflanscht werden. Sie sorgt wiederum für eine linear verlaufende Sperr­ moment-Kennlinie. Hohe Lenkkräfte werden vermieden. Die Sper­ re ist je nach Bedarf zuschaltbar. Die Zuschaltung kann bei­ spielsweise manuell mittels des im Gehäuse 10 angeordneten ringförmigen Elektromagneten 12 erfolgen. Eine Abschaltung der Differentialsperre kann beispielsweise automatisch in Ab­ hängigkeit vom Erreichen einer vorgebbaren Fahrzeuggeschwin­ digkeit, z.B. ab 30 km/Std. erfolgen, indem die Stromzufuhr zum Elektromagneten 12 unterbrochen wird.

Es ist auch denkbar, die Kugelhülse 44 extern mittels einer Schaltgabel oder dergleichen hydraulisch, pneumatisch oder auch elektromagnetisch zu verschieben.

Die Verschiebebewegung der Hülse 44 ist durch Anschläge derart begrenzt, daß sie den Elektromagneten 12 auch in der Schließstellung nicht berührt.

Das zuletzt beschriebene selbsttätig sperrende Differential­ getriebe kann beispielsweise als Vorderachsdifferential ver­ wendet werden.

Claims (19)

1. Kraftfahrzeug mit selbsttätig sperrendem Differentialge­ triebe (80), bei welchem zumindest ein Teil der vorhande­ nen Zahnräder (34, 32, 18) als Zahnradpumpe auf ein Druck­ mittel einwirken, um den die Sperrwirkung hervorrufenden Druck aufzubauen, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum der Zahnradpumpe zur Abschaltung der Sperrwirkung druckentlastbar ist.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das selbsttätig sperrende Differentialgetriebe (80) ein Planetengetriebe mit einem einen Antrieb bildenden, Planetenräder (32) aufweisenden Planetenträger (30),
einem einen ersten Abtrieb bildenden inneren Sonnenrad (34) sowie einem einen zweiten Abtrieb bildenden äußeren Hohlrad (18) ist, und daß zumindest ein Teil der Zahnrä­ der (34, 32, 18) des Planetengetriebes die den druckent­ lastbaren Druckraum aufweisende Zahnradpumpe bildet.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einem Differentialgetriebe (82) eine gesonderte Diffe­ rentialsperre (72) zugeordnet ist, daß die Differential­ sperre (72) ein Planetengetriebe mit einem weder einen An­ trieb noch einen Abtrieb bildenden, Planetenräder (32) aufweisenden Planetenträger (30) ist, dessen inneres Son­ nenrad (34) von einer über das Differentialgetriebe (82) angetriebenen Welle (56) getragen wird und dessen äußeres Hohlrad (18) über eine Hohlwelle (82) mit dem Differential­ korb (64) des Differentialgetriebes (82) verbunden ist, und daß zumindest ein Teil der Zahnräder (34, 32, 18) der Differentialsperre (72) die den druckentlastbaren Druck­ raum aufweisende Zahnradpumpe bildet.

4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (18) mit wenigstens einer verschließbaren Öffnung (16, 46) versehen ist, welche zur Druckentlastung und damit zur Abschaltung der Sperrwirkung freigebbar ist.

5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnung (16, 46) eine mittels eines Stellglieds (12, 20) zwischen einer Schließ- und einer Öffnungsstel­ lung bewegbare Abdeckung (14, 44) zugeordnet ist.

6. Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung durch eine auf das Hohlrad (18) aufge­ setzte längsverschiebliche Hülse (14, 44) gebildet ist.

7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder im Hohlrad (18) vorgesehenen Öffnung (46) eine in der Hülse (44) vorgesehene Öffnung (46′) zugeordnet ist und daß die Öffnungen (46, 46′) in der Öffnungsstel­ lung der Hülse (44) miteinander ausgerichtet sind.

8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (44) mittels mehrerer über den Umfang ver­ teilter Rollenkäfige (52) auf dem Hohlrad (18) gelagert ist.

9. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenträger (30) mittels eines Stellglieds (12, 20) zwischen einer Schließ- und einer Öffnungsstel­ lung längsverschiebbar ist, in der ein Stirnspalt (76) zwischen dem Sonnenrad (34), den Planetenrädern (32) und dem Planetenträgersteg zur Druckentlastung und damit zur Abschaltung der Sperrwirkung vergrößert ist.

10. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (44) bzw. der Planetenträger (30) durch Federkraft (36, 50, 66) in Richtung der Öff­ nungsstellung vorbelastet und mittels des Stellglieds (12, 20) entgegen der Federkraft in die Schließstellung bewegbar ist.

11. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied ein Elektromagnet (12) ist, welcher den durch die Abdeckung (44) bzw. den längsverschiebba­ ren Planetenträger (30) gebildeten Anker beaufschlagt.

12. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (12) ein im Gehäuse (10) des selbsttätig sperrbaren Differentialgetriebes (80) bzw. der Differentialsperre (72) angeordneter Ringmagnet ist.

13. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei zur Druckentlastung längsverschiebbarem Planeten­ träger (30) der Elektromagnet (12) im Hohlrad (18), vor­ zugsweise an einer diesem zugeordneten Stirnwand (78), angeordnet ist.

14. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied durch eine Hebelanordnung (20), wie insbesondere eine Schaltgabel oder dergleichen, gebildet ist.

15. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (12, 20) manuell, mechanisch, elek­ trisch, hydraulisch und/oder pneumatisch betätigbar ist.

16. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (12, 20) in Abhängigkeit von einem Bremskriterium zur Abschaltung der Sperrwirkung ansteuer­ bar bzw. stromlos schaltbar ist.

17. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (12, 20) in Abhängigkeit von der Fahr­ zeuggeschwindigkeit zur Abschaltung der Sperrwirkung an­ steuerbar bzw. stromlos schaltbar ist.

18. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das selbsttätig sperrende Differentialgetriebe (80) im Antriebsstrang zwischen zwei angetriebenen Achsen vor­ gesehen ist.

19. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das selbsttätig sperrende Differentialgetriebe (80) zwischen den beiden Halbachsen einer angetriebenen Achse angeordnet ist.