DE3844306A1 - Hydrostatische differentialsperre fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Differential­ sperre für Kraftfahrzeuge, bei der das Sperrmoment von der Drehzahldifferenz der angetriebenen Räder der betreffenden Fahrzeugachse bzw. - bei Vierradantrieb - von der Drehzahl­ differenz zwischen Vorder- und Hinterachse abhängt, mit einer bzw. je einer als Planetengetriebe ausgebildeten hydrostatischen Kupplung zur Verbindung der Radantriebswellen bzw. der Kardan­ welle mit dem bzw. den Ausgleichsräder-Gehäuse(n) (Diffe­ rentialkäfig(en)), wobei innerhalb eines die Planetenräder umgebenden Kupplungsgehäuses hydraulische Druckräume und ein mit diesen durch in einem Planetenradträger angeordnete Druck­ entlastungsbohrungen verbindbarer Druckausgleichsraum ausge­ bildet und mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt sind.

Ein hydraulisch selbstsperrendes Planeten-Differentialgetriebe, bestehend aus einem als Abtrieb dienenden inneren Zentralrad, einem als Antriebsglied dienenden Planetenradträger mit darin gelagerten Planeten und einem als Abtrieb dienenden äußeren Zentralrad, bei dem der Planetenradträger so ausgebildet ist, daß von ihm dicht umschlossene Zahnräder ein geeignetes Druck­ medium in Druckräume fördern, ist durch die DE 35 42 184 A1 bekannt geworden. Wahlweise können alle oder nur bestimmte Zahnräder als Zahnradpumpe wirken. Es sind keine besonderen Kanäle für den Ölstrom vorgesehen. Der Aufbau des Sperrdreh­ momentes erfolgt durch Drosselung des Leckölrückstromes in Spalten zwischen den Zahnrädern und dem Planetenradträger.

Eine Anwendung des bekannten selbstsperrenden Ausgleichsge­ triebes zur Quersperrung der Antriebsachsen frontgetriebener Fahrzeuge würde zu hohe Lenkrückstellmomente bedeuten. Insbe­ sondere könnten sich oberhalb einer bestimmten Fahrzeugge­ schwindigkeit bei plötzlich auftretenden unterschiedlichen Reibwerten für die beiden Räder auf der Fahrbahn Lenkkräfte aufbauen, auf die der Fahrer nicht gefaßt ist.

Eine hydrostatische Differentialsperre der eingangs bezeich­ neten Art ist ferner durch die ältere, nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung P 38 31 493.2 Stand der Technik ge­ worden.

Gemeinsames Kennzeichen des im vorstehenden angegebenen Standes der Technik ist die Charakteristik, daß das Sperrmoment mit steigender Drehzahldifferenz linear wächst, und zwar nach oben unlimitiert. Setzt man eine solche Differentialsperre zur sogenannten Quersperrung an frontgetriebenen Fahrzeugen ein, so treten infolge der unlimitierten drehzahldifferenzabhängigen Sperrwirkung hohe Lenkrückstellmomente auf. Bei Anwendung derartiger Differentialsperren zur sogenannten Längssperrung, d.h. zur Differentialsperrung zwischen beiden angetriebenen Fahrzeugachsen eines allradgetriebenen Fahrzeugs, kommt es in bestimmten Fahrsituationen vor, daß ein Fahrzeug, welches als "Untersteuerer" ausgelegt ist, plötzlich zum "Übersteuern" neigt. Dies bedeutet eine Verschlechterung der Handhabung und der Sicherheit des betreffenden Fahrzeugs.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Differentialsperre für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die hohe Lenkrückstellmomente bzw. ein Übersteuern des Fahrzeugs vermeidet.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einer hydrostatischen Differentialsperre der eingangs bezeichneten Gattung dadurch gelöst, daß in der hydrostatischen Kupplung, zwischen den Druckräumen und dem Druckausgleichsraum, Überdruckventile an­ geordnet sind, die bei einem bestimmten, vorher festzulegenden Überdruck in den Druckräumen öffnen.

Durch die erfindungsgemäßen Überdruckventile wird eine Limitie­ rung des linear von der Drehzahldifferenz abhängigen Sperr­ momentenanstiegs erreicht, derart, daß das Sperrmoment von einer bestimmten Drehzahldifferenz an bei weiter steigender Drehzahldifferenz konstant bleibt.

Wendet man die erfindungsgemäße Differentialsperre zur soge­ nannten Quersperrung an, d.h. zur (teilweisen) Sperrung der beiden Antriebswellen eines frontgetriebenen Fahrzeugs, so ist sichergestellt, daß der Fahrer auch bei starken µ-Split- Verhältnissen (z.B. bei festgefahrenem Schnee oder Eisplatten am rechten Straßenrand und geräumter Fahrbahnmitte) und bei gleichzeitig entsprechend niedrigen Geschwindigkeiten in der Lage ist, das Lenkrad fest zu halten.

Wird die erfindungsgemäße Differentialsperre in drehmoment­ starken allradgetriebenen Fahrzeugen eingesetzt, so bewirkt man vorteilhaft eine Limitierung des zur Hinterachse gelangen­ den Sperrmoments. Hierdurch wird ein Übersteuern des in der Regel als "Untersteuerer" ausgelegten Fährzeugs vermieden.

Die Erfindung beschränkt sich aber nicht auf eine Anwendung an zweirad-(front-)getriebenen oder vierradgetriebenen Fahr­ zeugen. Vielmehr können die erfindungsgemäßen Maßnahmen ohne weiteres in hydrostatischen Doppelkupplungen getroffen werden, die sowohl eine "Quersperrung" wie auch eine "Längssperrung" der betreffenden Antriebsstränge bewirken. Insgesamt gesehen ermöglicht also die Erfindung die Schaffung eines allradge­ triebenen Fahrzeugs, das permanent (vorderachsschlupfabhängig) und drehmomentlimitiert (Hinterachse) ist, da die Überdruck­ ventile ab einem festen Systemdruck öffnen und somit das je­ weilige zu übertragende Drehmoment begrenzen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, je Planetenrad ein Überdruckventil vorzusehen. Setzt man voraus, daß das die hydrostatische Kupplung bildende Planetengetriebe drei Planetenräder besitzt, so ergeben sich insgesamt drei hydraulische (Über-)druckräume und damit auch drei Überdruck­ ventile.

Zweckmäßigerweise sind die Überdruckventile im Planetenradträger angeordnet und hierbei jeweils in die Druckentlastungsbohrungen zwischengeschaltet.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Druckentlastungsbohrungen durch Steuerschieber verschlossen bzw. geöffnet werden können, welche von außerhalb des Kupplungs­ gehäuses betätigbar sind, wird vorgeschlagen, die Überdruck­ ventile jeweils in die Steuerschieber zu integrieren. Hierdurch ergeben sich vorteilhafte Möglichkeiten einer raumsparenden Anordnung und Ausbildung der Überdruckventile.

So ist es insbesondere in Fortführung des vorerwähnten Gedan­ kens machbar, daß Teile des Steuerschiebers selbst zugleich Funktionen des (zugeordneten) Überdruckventils übernehmen, etwa dergestalt, daß der Steuerschieber aus zwei in Axialrich­ tung zueinander beweglichen Teilen besteht, zwischen denen ein Druckfederelement angeordnet ist. Hierbei kann das eine Steuer­ schieberteil mittels eines zapfenartigen Fortsatzes in eine entsprechende Bohrung des anderen Steuerschieberteils eingreifen, und als Druckfederelement sollte vorzugsweise ein aus einem elastischen Material, z.B. Gummi, bestehender O-Ring dienen, der zwischen den beiden Steuerschieberteilen angeordnet ist und von dem zapfenartigen Fortsatz des einen Steuerschieber­ teils durchsetzt wird.

Die erfindungsgemäße "O-Ring-Feder" kann hierbei gleichzeitig notwendige Abdichtfunktionen des Steuerschiebers gegenüber der angrenzenden Wandung des Planetenradträgers übernehmen, so daß eine sonst erforderliche Separatdichtung vorteilhafterweise entfallen kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Ansprüchen 5 und 8 zu entnehmen.

Zur Veranschaulichung und näheren Erläuterung der Erfindung dienen Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung dargestellt und nachstehend ausführlich beschrieben sind. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht (schematisch) auf Fahrwerk und An­ triebsaggregate eines frontgetriebenen Personen­ kraftwagens mit zuschaltbarer und sperrmomentenbe­ grenzter hydrostatischer Quersperrung,

Fig. 2 - in schematischer Darstellung entsprechend Fig. 1 - Fahrwerk und Antriebsaggregate eines vierradge­ triebenen Personenkraftwagens mit sperrmomentenbe­ grenzter hydrostatischer Längssperrung,

Fig. 3 - in schematischer Darstellung entsprechend Fig. 1 und 2 - Fahrwerk und Antriebsaggregate eines vier­ radgetriebenen Personenkraftwagens mit sperrmomenten­ begrenzter hydrostatischer Quer- und Längssperrung (hydrostatische Doppelkupplung) ,

Fig. 4 eine Ausführungsform eines zuschaltbaren selbst­ sperrenden Differentials mit hydrostatischer Kupplung zur (teilweisen) Quersperrung der Radantriebswellen eines frontgetriebenen Fahrzeugs, im Längsschnitt und in gegenüber Fig. 1-3 vergrößerter Darstellung,

Fig. 5 die Einzelheit "X" aus Fig. 4, in gegenüber Fig. 4 vergrößerter Darstellung,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 4, in gegenüber Fig. 4 vergrößerter Darstellung, und

Fig. 7 in Diagrammdarstellung den Verlauf des Sperrmoments, aufgetragen über der Drehzahldifferenz (rechtes und linkes Rad der betreffenden Fahrzeugachse bzw. ange­ triebene Vorder- und Hinterachse), bei einem selbst­ sperrenden Differential mit hydrostatischer Kupplung nach der Erfindung.

In Fig. 1 bezeichnet 10 die Umrißkonturen eines frontgetriebenen Personenkraftwagens. Hierbei ist erkennbar die Hinterachse 11 mit den beiden nicht angetriebenen Hinterrädern 12 und 13 und die Vorderachse 14 mit den beiden angetriebenen Vorderrädern 15 und 16. Für die Antriebsenergie sorgt ein vor der Vorder­ achse 14 quer liegender Vierzylinder-Reihenmotor 17, an dem ein Schaltgetriebe 18 mit integriertem Ausgleichsgetriebe 19 angeflanscht ist. Die Antriebswellen der Vorderräder 15 und 16 sind mit 20 bzw. 21 beziffert. An das gemeinsame, mit 22 be­ zeichnete Gehäuse des Schaltgetriebes 18 und des Ausgleichs­ getriebes 19 ist ein insgesamt mit 23 beziffertes selbst­ sperrendes hydrostatisches Sperrdifferential angeflanscht. Das hydrostatische Sperrdifferential 23 kann durch einen Einschalter manuell zuschaltbar und durch einen Hubmagneten (beides nicht gezeigt) betätigbar sein. Der Hubmagnet kann bei Überschreitung bestimmter Fahrzeuggeschwindigkeiten automatisch abschaltbar sein.

In Fig. 2 sind die der Ausführungsform nach Fig. 1 entsprechen­ den Teile mit denselben Bezugszeichen wie dort versehen. Es handelt sich um ein vierradgetriebenes Fahrzeug mit einer zwischen Vorderachsdifferential 19 und Kardanwelle 24 geschal­ teten hydrostatischen Kupplung 25 zur Längssperrung. An der insgesamt mit 26 bezeichneten angetriebenen Hinterachse sind die zwei Radantriebswellen mit 27, 28 und das Hinterachsdif­ ferential mit 29 beziffert.

Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wurden der Übersicht­ lichkeit halber für übereinstimmende Teile dieselben Bezugs­ zeichen verwendet wie in Fig. 1 und 2. Die Besonderheiten der Variante nach Fig. 3 bestehen einmal in einem Drehmomentenbe­ grenzer 30 zwischen Vorderachsdifferential und Kardanwelle 24 und zum anderen in einer hydrostatischen Doppelkupplung 31 anstelle eines Hinterachsdifferentials.

Fig. 4 zeigt nun eine nähere konstruktive Ausgestaltung einer hydrostatischen Differentialsperre. Die hydrostatische Differential­ sperre ist - entsprechend der in Fig. 1 gewählten Bezeichnung - insgesamt mit 23 beziffert. Wie Fig. 4 erkennen läßt, ist die Differentialsperre 23 in einem Zusatzgehäuse untergebracht, welches mit 32 bezeichnet und an das Ausgleichsgetriebegehäuse 22 bei 33 angeflanscht ist. Ein Antriebszahnrad (nicht darge­ stellt) für einen Differentialkäfig 34 ist mittels Kegelrollen­ lager 35 im Ausgleichsgetriebegehäuse 22 gelagert. Es sitzt drehfest auf einer Hohlwelle 36, die aus dem Ausgleichsgetriebe­ gehäuse 22 heraus in das Zusatzgehäuse 32 hineinragt und dort einen Gehäuseteil einer insgesamt mit 37 bezeichneten hydro­ statischen Kupplung bildet. Mit 38 ist der Antrieb für einen Tachometer bezeichnet. Die Hohlwelle 36 wird durchsetzt von einer verlängerten Antriebswelle 39 eines als Kegelrad ausge­ bildeten und mit 40 bezifferten Ausgleichszahnrades des Aus­ gleichsgetriebes 19. Die verlängerte Antriebswelle 39 ist im Zusatzgehäuse 32 mittels eines Kugellagers 41 gelagert. Sie besitzt dort eine Keilverzahnung 42, die zur drehfesten Fixie­ rung eines Antriebsgelenkes 43 (Fig. 1) dient, welches die Ver­ bindung zu der (in Fig. 4 nicht gezeigten, jedoch aus Fig. 1 ersichtlichen) Radantriebswelle 21 darstellt.

Zur weiteren Fixierung der Differentialsperre 23 dient eine Halter-Befestigung 44, die einerseits am Motorblock 17 (Fig. 1), andererseits - bei 45, 46 - am Zusatzgehäuse 32 angreift.

Aus Fig. 4, insbesondere aber auch aus Fig. 6, geht nun der spezielle Aufbau der nach Art eines Planetengetriebes konzi- Pierten hydrostatischen Kupplung 37 hervor. Diese besitzt ein zentrales Sonnenrad 47, welches mittels Keilen 48, 49 auf der Antriebswelle 39 drehfest und axial unverschiebbar angeordnet ist. Das Sonnenrad 47 kämmt mit insgesamt drei Planetenrädern 50, 51 und 52, die in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Winkel­ abständen von 120° zueinander angeordnet sind. Die Planeten­ träger gelagert, der aus zwei im axialen Abstand voneinander angeordneten, Sonnenrad 47 und Planetenräder 50-52 zwischen sich einschließenden, durch die Lagerbolzen 53-55 Scheibe 56 des Planetenradträgers 56, 57 greift hierbei an der Hohlwelle 36 an und bildet zusammen mit dieser eine ein­ stückige Baueinheit. Insgesamt ist die hydrostatische Kupplung 23 als flüssigkeitsdicht geschlossene Baueinheit ausgebildet. Zu diesem Zweck ist ein zylinderförmiges Verschlußblech 58 vor­ gesehen, welches zusammen mit den beiden Scheiben 56 und 57 des Planetenradträgers ein geschlossenes Kupplungsgehäuse bildet. Hierbei ist das Verschlußblech 58 beidseitig (bei 59 und 60) in die äußeren Stirnflächen des Planetenradträgers 56, 57 "eingerollt".

Wie Fig. 4 und 6 des weiteren erkennen lassen, ist mit dem Planetenradträger 56, 57 eine Planetenradträgerplatte 61 dreh­ fest verbunden, die mit drei segmentartigen Ausformungen 62, 63 und 64 die Zwischenräume zwischen den einzelnen Planeten­ rädern 50, 51 und 52 ausfüllt. In die segmentartigen Ausfor­ mungen sind Druckentlastungsbohrungen 65 eingearbeitet. Auf­ grund der genannten Maßnahmen ergeben sich im Bereich 66 des Sonnenrades 47 insgesamt sechs hydraulische Druckräume, die durch die Druckentlastungsbohrungen 65 mit einem sich am Außenumfang der Planetenradträgerplatte 61 erstreckenden zylindrischen Hohlraum 67 verbunden sind. Entsprechend der Drehrichtung der Planetenräder 50-52 und des Sonnenrades 47 ergeben sich im Bereich 66 jeweils drei "Überdruckräume" und drei "saugende" Druckräume, die in Umfangsrichtung abwechselnd aufeinander folgen. Die genannten Druckräume 66 und der (äußere) zylindrische Hohlraum 67 innerhalb des geschlossenen Kupplungs­ gehäuses 56-58 werden mit einer Flüssigkeit einer bestimmten Viskosität gefüllt. Die Einfüllung der Kupplungsflüssigkeit erfolgt durch eine axiale Bohrung 68 des Planetenradträgerteils 57. Die Bohrung 68 kann anschließend durch einen Öleinfluß­ stopfen 69 verschlossen werden.

Wie des weiteren aus Fig. 4, 5 und 6 hervorgeht, gehen von den Druckräumen 66 nicht nur Druckentlastungsbohrungen 65, sondern auch Steuerkanäle 70 aus, von denen - ähnlich den Druckent­ lastungsbohrungen 65 - insgesamt sechs vorgesehen sind (siehe insbesondere Fig. 6). Fig. 4 zeigt, daß hierbei die äußere Begrenzungswand der Steuerkanäle 70 durch die Scheibe 56 des Planetenradträgers 56, 57, 58 gebildet wird. Je zwei Steuer­ kanäle 70 münden in eine Axialbohrung 71 ein, von denen insge­ samt drei vorgesehen sind (siehe Fig. 6).

Die Axialbohrungen 71 sind zugleich jeweils im Schnittpunkt zweier sich kreuzender Druckentlastungsbohrungen 65 ange­ ordnet. Solange die hydrostatische Kupplung 37 nicht gesperrt ist, können sich also bei auftretenden Drehzahldifferenzen zwischen dem Differentialkäfig 34 bzw. der mit diesem dreh­ fest verbundenen Hohlwelle 36 und der Antriebswelle 39 die mit der Hohlwelle 36 über den Planetenradträger 56, 57 ver­ bundenen Planetenräder 50-52 auf dem mit der Antriebswelle 39 drehfest sitzenden Sonnenrad 47 abwälzen. Dabei wird das in dem geschlossenen Kupplungsgehäuse 58 befindliche Hydraulik­ öl, ähnlich wie bei einer Zahnradpumpe, gefördert und vermag jeweils durch die Druckentlastungsbohrungen 65 radial von innen nach außen bzw. von außen nach innen zu entweichen.

Zur Sperrung der hydrostatischen Kupplung 37 ist nun in den Axialbohrungen 71 je ein Steuerschieber 72 (siehe Fig. 4 und 5) in Pfeilrichtung 73 verschiebbar angeordnet. Wie insbesondere Fig. 5 erkennen läßt, besteht der Steuerschieber 72 aus zwei mit 74 und 75 bezifferten Teilen und besitzt einen konisch abgesetzten Mittelbereich 76. In seiner rechten Endstellung (Fig. 4) gibt der Steuerschieber 72 mit seinem konischen Mittel­ bereich 76 die Druckentlastungsbohrungen 65 frei, und die hydrostatische Kupplung 37 ist nicht gesperrt. In der linken Endstellung der Steuerschieber 72 dagegen (siehe Fig. 5) wer­ den die Druckentlastungsbohrungen 65 verschlossen, und die hydrostatische Kupplung 37 ist somit gesperrt.

Eine wesentliche Besonderheit besteht nun darin, daß in den Steuerschieber 72 ein Überdruckventil integriert ist. Zu diesem Zweck ist zwischen den axial gegeneinander beweglichen Steuer­ schieberteilen 74, 75 ein Druckfederelement 77 zwischengeschal­ tet, das aus einem elastischen Material, z.B. Gummi, besteht und als sogenannter O-Ring ausgebildet ist. Hierbei greift das eine Steuerschieberteil 75 mittels eines angeformten zapfen­ artigen Fortsatzes 78 in eine entsprechende Bohrung 79 des anderen Steuerschieberteils 74 ein. Der zapfenartige Fortsatz 78 durchsetzt dabei den O-Ring 77. Das Überdruckventil wird also durch das als O-Ring ausgeformte Druckfederelement 77 zusammen mit den beiden Teilen 74, 75 des Steuerschiebers 72 gebildet.

In engem funktionellen Zusammenhang mit dem Überdruckventil 74, 75, 77 steht ein Rückschlagventil 88, welches am (in Fig. 4 und 5 linksseitigen) Ende der Steuerschieberbohrung 71 ange­ ordnet ist. Das Rückschlagventil 80 ist napfförmig ausgebildet und wird als sogenanntes Flatterventil bezeichnet. Entsprechend der Anzahl der axialen Steuerschieberbohrungen 71 sind insge­ samt drei "Flatterventile" 80 vorgesehen. Sie steuern die hydraulische Verbindung von den Druckräumen 66 über die Steuer­ kanäle 70 zu den Steuerschieberbohrungen 71 dergestalt, daß der in den drei "Überdruckräumen" des Bereichs 66 und den be­ treffenden Steuerkanälen 70 anstehende Überdruck nicht in die drei "saugenden" Druckräume des Bereiches 66 entweichen kann.

Aus Fig. 4 ist weiterhin ersichtlich, daß die Steuerschieber 72 außerhalb des geschlossenen Kupplungsgehäuses 56, 57, 58 je­ weils von einer Schraubendruckfeder 81 konzentrisch umgeben sind. Die Schraubendruckfedern 81 stützen sich einerseits an einer Ausrückscheibe 82, andererseits an der gegenüberliegenden Stirnfläche des Planetenradträgerteils 57 ab. Die Ausrück­ scheibe 82 dient zur Betätigung der Steuerschieber 72 und da­ mit der hydrostatischen Kupplung 37. Sie ist hierzu auf der Antriebswelle 39 axial verschiebbar angeordnet. Die Ausrück­ scheibe 82 wird durch eine Schaltgabel (nicht gezeigt) bewegt, die in geeigneter (nicht näher dargestellter) Weise an einem Gleitstück 83 gelenkig angreift, welches in einer Ringnut 84 der Ausrückscheibe 82 in Umfangsrichtung verschieblich ange­ ordnet ist. Die Verschiebung der Steuerschieber 72 in ihre linke Endstellung (Sperrstellung der Kupplung, Fig. 5) erfolgt somit gegen den Widerstand der Schraubendruckfedern 81, wo­ hingegen das Öffnen der Kupplung (Verschiebung der Steuer­ schieber 72 nach rechts, Fig. 4) selbsttätig durch die vorge­ spannten Schraubendruckfedern 81 bewirkt wird.

Um die Differentialsperre einzuschalten, muß also nach dem im vorstehenden Gesagten die Ausrückscheibe 82 - bezogen auf die Darstellungen nach Fig. 4 und 5 - von rechts nach links bewegt werden, bis die Steuerschieber 72 ihre aus Fig. 5 er­ sichtliche Sperrstellung erreicht haben. Die Betätigung der Ausrückscheibe 82 kann hierbei manuell, hydraulisch oder pneu­ matisch oder aber auch mittels Stellmotor erfolgen. Tritt nun eine Drehzahldifferenz, z.B. an den Vorderrädern 15, 16, rechts/links (Fig. 1), auf, so erzeugen bei gleichzeitig ein­ geschalteter Differentialsperre (Schließstellung der Steuer­ schieber 72 gemäß Fig. 5) die Planetenräder 50, 51 und 52 einen Druckaufbau in den drei hydraulischen (Über-)druckräumen 66. Aufgrund der durch die Steuerschieber 72 unterbrochenen Druck­ entlastungsbohrungen 65 kann das Hydrauliköl innerhalb des geschlossenen Kupplungsgehäuses 56, 57, 58 nicht mehr radial entweichen, und es entsteht infolgedessen eine Sperrwirkung. Hierbei wird die Antriebswelle 39 mit der Hohlwelle 36 ge­ kuppelt. Die sich durch das Zahnspiel zwischen dem Sonnenrad 47 und den mit diesem kämmenden Planetenrädern 50-52 sowie seitlich an den Planetenrädern 50-52 ergebenden Spalte sind so bemessen, daß eine gewisse gedrosselte Teilölmenge ab­ strömen kann. Die Spalte lassen sich derart dimensionieren, daß sich mit wachsender Drehzahldifferenz zwischen Sonnenrad 47 und Kupplungsgehäuse 56, 57, 58 ein linear ansteigendes Sperrmoment der hydrostatischen Kupplung 37 ergibt (vgl. Fig. 7).

Der hydraulische Sperrmomentendruck wird jedoch gleichzeitig über die Steuerkanäle 70 und die Flatterventile (Rückschlag­ ventile 80) auf die Steuerschieber 72 geleitet. Jeder der drei Steuerschieber 72 bildet mit den zugeordneten Druckentlastungs­ bohrungen 65 ein Druckregelventil (Überdruckventil 74, 75, 77). Durch die Federsteifigkeit der O-Ring-Druckfederelemente 77 wird nun der Öffnungsdruck der Steuerschieber 72 und somit die Sperrmomentenbegrenzung bestimmt. Aufgrund dieser Gegeben­ heiten wird also der lineare Anstieg des Sperrmoments bei Er­ reichen eines Grenzwertes M _max beendet, so daß das Sperrmoment und damit die Sperrwirkung des Differentials ab einer bestimmten Grenz-Drehzahldifferenz aufwärts (siehe gestrichelte Linien in Fig. 7) konstant bleibt.

Claims (8)

1. Hydrostatische Differentialsperre für Kraftfahrzeuge, bei der das Sperrmoment von der Drehzahldifferenz der angetriebenen Räder der betreffenden Fahrzeugachse bzw. - bei Vierradantrieb - von der Drehzahldifferenz zwischen Vorder- und Hinterachse abhängt, mit einer bzw. je einer als Planetengetriebe ausgebildeten hydrostatischen Kupplung zur Verbindung der Radantriebswellen bzw. der Kardanwelle mit dem bzw. den Ausgleichsräder-Gehäuse(n) (Differentialkäfig(en)), wobei innerhalb eines die Planeten­ räder (50, 51, 52) umgebenden Kupplungsgehäuses (58) hydraulische Druckräume (66) und ein mit diesen durch in einem Planetenradträger angeordnete Druckentlastungsboh­ rungen (65) verbindbarer Druckausgleichsraum (67) ausge­ bildet und mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der hydrostatischen Kupplung (37), zwischen den Druckräumen (66) und dem Druckausgleichsraum (67), Überdruckventile (74-77) ange­ ordnet sind, die bei einem bestimmten, vorher festzu­ legenden Überdruck in den Druckräumen (66) öffnen.

2. Hydrostatische Differentialsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je Planetenrad (50, 51, 52) ein Überdruckventil (74-77) vorgesehen ist.

3. Hydrostatische Differentialsperre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruckventile (74-77) im Planetenradträger (62) angeordnet und hierbei jeweils in die Druckentlastungsbohrungen (65) zwischengeschaltet sind.

4. Hydrostatische Differentialsperre nach Anspruch 3, wobei die Druckentlastungsbohrungen (65) durch Steuerschieber (72) verschlossen bzw. geöffnet werden können, welche von außerhalb des Kupplungsgehäuses (58) betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruckventile (74-77) jeweils in die Steuerschieber (72) integriert sind.

5. Hydrostatische Differentialsperre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme und Führung des jeweiligen Steuerschiebers (72) im Planetenradträger (62) dienende Steuerschieberbohrungen (72) jeweils durch einen Steuerkanal (70) über ein Rückschlagventil (80) mit dem hydraulischen Druckraum (66) verbunden sind, derart, daß die Steuerschieber (72) durch den im Druckraum (66) herrschenden Flüssigkeitsdruck in Richtung ihrer Öffnungs­ stellung (Fig. 4) beaufschlagbar sind.

6. Hydrostatische Differentialsperre nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (72) aus zwei in Axialrichtung (73) zueinander beweglichen Teilen (74, 75) besteht, zwischen denen ein Druckfederelement (77) angeordnet ist.

7. Hydrostatische Differentialsperre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Steuerschieberteil (75) mittels eines zapfenartigen Fortsatzes (78) in eine ent­ sprechende Bohrung (79) des anderen Steuerschieberteils (74) eingreift und daß als Druckfederelement ein aus einem elastischen Material, z.B. Gummi, bestehender O-Ring (77) dient, der zwischen den beiden Steuerschieberteilen (74, 75) angeordnet ist und von dem zapfenartigen Fortsatz (78) des einen Steuerschieberteils (75) durchsetzt wird (Fig. 5).

8. Hydrostatische Differentialsperre nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (80) napfartig als sogenanntes Flatterventil ausgebildet ist.