DE4013202C2 - - Google Patents
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- F16H48/00—Differential gearings
- F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
- F16H48/28—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using self-locking gears or self-braking gears
- F16H48/285—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using self-locking gears or self-braking gears with self-braking intermeshing gears having parallel axes and having worms or helical teeth
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Description
Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe für die
Verwendung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit
einem in einem Differentialgehäuse drehbar gehaltenen
Differentialträger, der über eine Antriebsverzahnung an
treibbar ist, zwei im Differentialträger drehbar gehal
tenen zueinander koaxialen Achswellenrädern und im Dif
ferentialträger exzentrisch gelagerten und mit diesem
umlaufenden Ausgleichsrädern, wobei die Ausgleichsräder
jeweils zu einem Teil mit dem einen Achswellenrad und zu
einem anderen Teil mit dem anderen Achswellenrad und un
tereinander zumindest mittelbar miteinander im Eingriff
sind und die Achswellenräder jeweils eine unter Drehmoment
Axialschub erzeugende Verzahnung haben.
Derartige Getriebe sind beispielsweise aus der GB 14 51
358 (Saari) oder aus der WO 87/00 900 (Russel) bekannt.
Neben einer selbsthemmenden Wirkung, die durch die Reibung
im Verzahnungseingriff erfolgt, werden zusätzliche Rei
bungskräfte durch das Anlegen der Stirnflächen der Achs
wellenräder an Gegenflächen im Gehäuse, ggfs. unter
Unterstützung durch Scheibenfederpakete wirksam. Darüber
hinaus werden Reibungskräfte an den Zahnköpfen der Aus
gleichsräder und an deren Stirnflächen wirksam, wenn die
Ausgleichsräder zapfenlos in den zylindrischen Ausneh
mungen auf ihren Zahnköpfen gleiten. Bei einer bereits
vorbeschriebenen Ausführung derartiger Differentiale, bei
der die Ausgleichsräder unsymmetrisch über dem Umfang
verteilt sind und die Abtriebswellenräder ebenfalls auf
ihren Zahnköpfen gelagert sind, entstehen weitere Rei
bungskräfte durch eine resultierende Radialkraft der Zahn
kräfte auf die Abtriebswellenräder.
Der wesentliche Anteil der genannten Reibungskräfte ent
steht bei bekannten Getrieben unabhängig vom Kraftfluß, d. h.
beim Normalbetrieb und beim Schubbetrieb des Kraftfahr
zeuges. Um eine Kompatibilität für ABS-Systeme im Kraft
fahrzeug herzustellen, ist es erforderlich, die selbst
sperrende Wirkung bei Schubumkehr aufzuheben. Hierfür sind
bereits verschiedene Arten der Freiläufe und Freischal
tungen vorgeschlagen worden.
Aus der DE-AS 22 06 107 ist ein Getriebe der eingangs ge
nannten Art bekannt, bei dem sich bei normaler Antriebs
richtung von Differentialkorb auf die Achswellenräder
diese axial innen an einer Abstandsbüchse abstützen, wäh
rend sich dementsprechend die Planetenräder axial nach
außen in ihren Ausnehmungen im Planetenträger abstützen.
Um auch bei Schubumkehr gleiche Sperrwirkung herbeizufüh
ren, wird vorgeschlagen, für die Planetenräder Abstützmög
lichkeiten auch in Gegenrichtung vorzusehen.
Aus der DE-OS 23 32 997 ist ein Getriebe abweichender
Bauart bekannt, bei dem die Achswellenseitenräder als
gleichsinnig orientierte Schneckenräder oder schrägver
zahnte Zahnräder im Differentialkorb angeordnet sind und
jeweils mit zumindest einem Ausgleichsrad kämmen, das als
Schnecke ausgebildet ist, wobei letztere paarweise über
gradverzahnte Endbereiche miteinander im Eingriff sind.
Die Anordnung der als Schnecken ausgebildeten Ausgleichs
räder gegenüber den als Schneckenräder ausgebildete Achs
wellenseitenrädern ist dabei in üblicher Weise senkrecht
überkreuz, während die miteinander über die Gradverzah
nungsbereiche in Eingriff befindlichen als Schneckenräder
ausgebildeten Ausgleichsräder zueinander parallel sind.
Ein Getriebe dieser Art hat aufgrund des untereinander
gleichgerichteten Axialschubes an den beiden Achswellen
rädern unsymmetrische Reibungsverhältnisse, die mittels
eines außenliegenden stirnseitigen Lagermittels an den
gegenüber dem Differentialkorb belasteten Achswellensei
tenrad ausgeglichen werden sollen.
Die DE 39 11 382 A1 betrifft ein mit dem zuvor genannten
weitgehend übereinstimmendes Differentialgetriebe, bei dem
die Achswellenräder ebenfalls als gleichsinnig orientierte
Schneckenräder ausgebildet sind, zumindest jeweils ein
Ausgleichsrad, das als Schnecke ausgebildet ist mit jedem
der Achswellenräder im Eingriff ist und die Ausgleichs
räder untereinander unmittelbar paarweise im Eingriff
sind, indem sie sich rechtwinklich kreuzend zueinander
angeordnet sind. Es ist die Möglichkeit aufgezeigt, je
nach Antriebsrichtung zu geänderten Sperrwirkungen zu
gelangen, in dem an den beiden Stirnseiten der Ausgleichs
räder im Differentialkorb unterschiedliche Lagerbedingun
gen vorgesehen werden. Welcher Art diese geänderten Sperr
wirkungen sein sollen, wird nicht offenbart.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Differentialgetriebe der eingangs genannten Art bereitzu
stellen, bei dem bei Schubumkehr eine reduzierte Sperr
wirkung erreicht wird.
Die Lösung hierfür besteht darin, daß die im Schubbetrieb
des Kraftfahrzeuges beaufschlagten Reibungsflächen der Achs
wellenräder zur Differentialkorbmitte hin liegend angeord
net sind, daß zwischen den beim Schubbetrieb des Kraft
fahrzeuges beaufschlagten Flächen der Achswellenräder und
deren Gegenflächen am Differentialträger oder an Zwischen
hülsen oder dem jeweils anderen der Achswellenräder - wenn
sich die Achswellenräder aneinander abstützen - reibungs
mindernde Mittel vorgesehen sind. Die genannten Gegenflä
chen können dabei unmittelbar am Differentialkorb oder an
Zwischenhülsen zwischen den Achswellenrädern oder unmit
telbar zwischen diesen bei direkter Abstützung aneinander
vorgesehen sein. Die Verzahnungsform der Achswellenräder
ist dabei erfindungsgemäß so gewählt, daß
bei Schubumkehr die Axialkräfte an den Achswellenrädern
axial nach innen zum Differentialkorb wirken. Als geeig
nete reibungshemmende Mittel sind Gleitscheiben, rei
bungsmindernde Oberflächenbeschichtungen oder Axiallager
anzusehen.
Bei Ausführungsformen von Differentialgetrieben, bei denen
radiale Belastungen an den Achswellenrädern auftreten, die
zur Reibung an den Zahnköpfen führen, sind reibungsmin
dernde Teilzylinderschalen oder Oberflächenbeschichtungen im
Differentialkorb im Bereich der resultierenden Radialkraft
bei Schubumkehr anzubringen. Diese Radialkraft unterschei
det sich in der Winkellage von der resultierenden Radial
kraft bei Normalbetrieb, in deren Bereich reibungsverstär
kende Reibbeläge vorgesehen sein können. Dies trifft nur
bei der besonderen Ausführungsform mit über dem Umfang
unsymmetrischer Ausgleichsräderverteilung zu.
In gleicher Weise wie hier für die Achswellenräder be
schrieben, können entsprechende Mittel an den Stirnflächen
der Ausgleichsräder vorgesehen sein, soweit diese von
Axialkräften belastet sind, als auch an den mit den Zahn
köpfen reibenden Umfangsflächen im Differentialkorb, an
denen die Belastungsverhältnisse sich bei Schubumkehr in
gleicher Weise ändern, wie zuvor für die Achswellenräder
beschrieben.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
anhand der Zeichnungen dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Differentialkorb eines erfindungsge
mäßen Getriebes im Längsschnitt;
Fig. 2 zeigt einen Differentialkorb eines erfindungsge
mäßen Getriebes nach Fig. 1 im Querschnitt;
Fig. 3 zeigt prinzipiell das Betriebsverhalten des Ge
triebes.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Differentialkorb gezeigt,
der ein Gehäusemittelteil 1 und zwei aufgesetzte Deckel 2,
3 umfaßt, der in einem nicht dargestellten Differentialge
häuse drehbar zu lagern ist. Ansätze 4, 5 an den Gehäuse
deckeln 2, 3 dienen zur Aufnahme von nicht dargestellten
Wälzlagern. Schraubbolzen 6, 7 verbinden das Differential
korbmittelteil und die Deckel 2, 3 miteinander. An einem
Flansch 18 ist ein Rad mit einer Antriebsverzahnung anzu
bringen. In Zylinderbohrungen 8, 9 im Gehäuseteil 1 sind
Achswellenräder 10, 11 unmittelbar auf ihren Zahnköpfen
gleitend gehalten. Das Achswellenrad 10 ist mit ersten
Ausgleichsrädern 12 im Zahneingriff, von denen mehrere
umfangsverteilt angeordnet sind; mit dem Achswellenrad 11
sind gleichartige aber dazu axial versetzte Ausgleichsrä
der 13 im Zahneingriff. Jedes der Ausgleichsräder 12 ist
mit einem der Ausgleichsräder 13 im Eingriff, die insge
samt jeweils in Zweiergruppen abwechselnd über den Umfang
verteilt angeordnet sind. Die Achswellenräder 10, 11 und
die Ausgleichsräder 12, 13 sind mit Schrägverzahnungen
versehen, die so angeordnet sind, daß bei Normalbetrieb
(traction) die Axialkräfte auf die Achswellenräder 10, 11
jeweils nach außen weisen, so daß erhöhte Reibung zwischen
den Achswellenrädern 10, 11 und den jeweiligen Innenseiten
der Deckel 2, 3 auftritt (high friction). Bei Schubumkehr
wirken die Axialkräfte auf die Achswellenräder 10, 11
jeweils axial nach innen (braking). Dort sind im Gehäuse
teil 1 festgelegte Gleitscheiben 14, 15 drehfest im Ge
häuse angeordnet, die mit Sicherungsstiften 16, 17 festge
legt sind. Diese Scheiben weisen reibungsmindernde Ober
flächen auf, so daß die Reibung zwischen den entsprechen
den Flächen gesenkt wird (low-friction). Anstelle der
Gleitscheiben können beispielsweise auch Axiallager treten.
In Fig. 3 ist dargestellt, daß durch die genannten Mittel
der Sperrgrad (TB) bei Schubumkehr gering ist (braking
first second), während bei Normalbetrieb der Sperrgrad
(TB) hoch ist (traction).
Bezugszeichenliste
1 Gehäusemittelteil
2 Deckel
3 Deckel
4 Ansatz
5 Ansatz
6 Bolzen
7 Bolzen
8 Innenbohrung
9 Innenbohrung
10 Achswellenrad
11 Achswellenrad
12 Ausgleichsrad
13 Ausgleichsrad
14 Gleitscheibe
15 Gleitscheibe
16 Sicherungsstift
17 Sicherungsstift
18 Flansch
2 Deckel
3 Deckel
4 Ansatz
5 Ansatz
6 Bolzen
7 Bolzen
8 Innenbohrung
9 Innenbohrung
10 Achswellenrad
11 Achswellenrad
12 Ausgleichsrad
13 Ausgleichsrad
14 Gleitscheibe
15 Gleitscheibe
16 Sicherungsstift
17 Sicherungsstift
18 Flansch
Claims (8)
1. Differentialgetriebe für die Verwendung im Antriebs
strang eines Kraftfahrzeuges mit einem in einem Dif
ferentialgehäuse drehbar gehaltenen Differentialträger
(1), der über eine Antriebsverzahnung antreibbar ist,
zwei im Differentialträger drehbar gehaltenen zuein
ander koaxialen Achswellenrädern (10, 11) und im Dif
ferentialträger exzentrisch gelagerten und mit diesem
umlaufenden Ausgleichsrädern (12, 13), wobei die Aus
gleichsräder jeweils zu einem Teil mit dem einen Achs
wellenrad (10) und zu einem anderen Teil mit dem an
deren Achswellenrad (11) und untereinander zumindest
mittelbar miteinander im Eingriff sind und die Achs
wellenräder (10, 11) jeweils eine unter Drehmoment
Axialschub erzeugende Verzahnung haben,
dadurch gekennzeichnet,
daß die im Schubbetrieb des Kraftfahrzeuges beauf
schlagten Stirnflächen der Achswellenräder (10, 11)
zur Differentialkorbmitte hin liegend angeordnet sind,
daß zwischen den beim Schubbetrieb des Kraftfahrzeuges beaufschlagten Flächen der Achswellenräder (10, 11) und deren Gegenflächen am Differentialträger (1) oder an Zwischenhülsen oder dem jeweils anderen der Achs wellenräder - wenn sich die Achswellenräder aneinander abstützen - reibungsmindernde Mittel vorgesehen sind.
daß zwischen den beim Schubbetrieb des Kraftfahrzeuges beaufschlagten Flächen der Achswellenräder (10, 11) und deren Gegenflächen am Differentialträger (1) oder an Zwischenhülsen oder dem jeweils anderen der Achs wellenräder - wenn sich die Achswellenräder aneinander abstützen - reibungsmindernde Mittel vorgesehen sind.
2. Differentialgetriebe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß reibungsmindernde Mittel an den beim Schubbetrieb
des Kraftfahrzeuges beaufschlagten Stirnflächen der
Ausgleichsräder (12, 13) angeordnet sind.
3. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß Gleitscheiben als reibungsmindernde Mittel vorge
sehen sind.
4. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß Axiallager als reibungsmindernde Mittel vorgesehen
sind.
5. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß als reibungsmindernde Mittel im Differentialkorb
festgelegte Scheiben (14, 15) vorgesehen sind.
6. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß reibungsmindernde Mittel als Oberflächenbe
schichtung oder aufgelegte Gleitscheiben an den
Stirnflächen der Achswellenräder (10, 11) ausgelegt
sind.
7. Differentialgetriebe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß reibungsmindernde Mittel an den Umfangsober
flächenbereichen des Differentialkorbes (1), in den
Öffnungen (8, 9) für die Achswellenräder (10, 11)
und/oder die Ausgleichsräder (12, 13) vorhanden sind.
8. Differentialgetriebe nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Differentialkorb (1) eingesetzte reibungs
mindernde Teilzylinderschalen als reibungsmindernde
Mittel vorgesehen sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: GKN VISCODRIVE GMBH, 53797 LOHMAR, DE |
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8331 | Complete revocation |