DE69009565T2

DE69009565T2 - Differentialgetriebe.

Info

Publication number: DE69009565T2
Application number: DE69009565T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Sato
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1989-03-27
Filing date: 1990-03-23
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2010-03-24
Also published as: KR900014173A; JPH02125239U; DE69009565D1; US5067934A; JPH074360Y2; KR930010895B1; EP0390440A1; EP0390440B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Differentialgetriebemechanismus.
Ein Beispiel des Standes der Technik, welches für die vorliegende Erfindung relevant ist, wird in der US-A-3,884,096 (und der DE-A-2,334,043) gezeigt.
Der Differentialgetriebemechanismus, der in diesen Beschreibungen offenbart wird, umfasst ein Differentialgehäuse, das sich von aussen angetrieben dreht, ein Paar Schneckengetriebe, die im Differentialgehäuse vorgesehen und jeweils mit unterschiedlicher Differentialseitenwelle verbunden sind, wobei die Schneckengetriebe koaxial angeordnet und unabhängig voneinander drehbar sind, sowie mindestens ein Paar Zwischenräder, die jeweils aus einem Schneckenrad und an beiden Seiten des Schneckenrads vorgesehenen Stirnräder zusammengesetzt sind, wobei die Stirnräder jedes Paares der Zwischenräder miteinander in Eingriff stehen und die Schneckenräder mit ihren entsprechenden Schneckengetrieben in Eingriff stehen und drehbar durch das Differentialgehäuse gelagert sind.
Dieser Differentialgetriebemechanismus kompensiert einen Drehungsunterschied zwischen den beiden Differentialseiten- oder -achswellen, so wie ein übliches Differentialgetriebe und verteilt darüberhinaus grosse Antriebsdrehmomente auf eine Achswelle mit langsamerer Drehung, indem automatisch die Verteilung des Drehmoments auf die Antriebswellen verändert wird, d.h., ein Differentialgetriebemechanismus überträgt ein grösseres Drehmoment auf eine Achswelle mit grösserem Widerstand als dem der anderen Achswelle mit geringerem Widerstand, entsprechend einem gewissen Drehmomentbeaufschlagungsverhältnis, das durch einen Steigungs- oder Freiwinkel der Schneckengetriebe und den Reibungszustand während des Antriebs der Schneckengetriebe bestimmt wird.
Bei solchem Differentialgetriebemechanismus wird jedoch, wenn ein Rad ausgekuppelt ist und ein Schleudern oder Durchrutschen bewirkt, um den Widerstand an einer Achswelle Null werden zu lassen, kein Drehmoment auf die andere Achswelle übertragen. Aufgrunddessen gab es ein Problem, das ein Kraftfahrzeug nicht ohne Hilfe aus dem Rutschzustand herauskommen konnte.
Das Dokument gemäss DE-A-2,334,043 offenbart eine Differentialgetriebeanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. In "Looman, Zahnradgetriebe", Berlin 1970, wird auf Seite 235 ein Differentialgetriebe offenbart, bei dem die Seitengetriebe miteinander wieder lösbar durch eine interne Schiebekeilanordnung in Eingriff gebracht sind, die mittels eines Federhebels, der auf eine Welle wirkt, gesteuert wird.
Erfindungsgemäss umfasst ein Differentialgetriebemechanismus ein Differentialgehäuse, das sich von aussen angetrieben dreht; ein Paar Schneckengetriebe, die im Differentialgehäuse vorgesehen und jeweils mit unterschiedlichen koaxialen Differentialseitenwellen oder -achswellen verbunden sind, wobei die Schneckengetriebe koaxial angeordnet und unabhängig drehbar sind, mindestens ein Paar Zwischenräder, die jeweils aus einem Schneckenrad und an beiden Seiten des Schneckenrads vorgesehenen Stirnrädern zusammengesetzt sind, wobei die Stirnräder jedes Paares der Zwischenräder miteinander in Eingriff stehen, und wobei die Schneckenräder mit ihrem entsprechenden Schneckengetriebe in Eingriff stehen und drehbar durch das Differentialgehäuse gelagert sind, gekennzeichnet durch:
Kupplungsmittel, das zwischen den Schneckengetrieben koaxial zu denselben zu ihrem lösbaren Eingriff vorgesehen sind, wobei das Kupplungsmittel folgendes umfasst:
erste und zweite Getrieberäder, die zwischen den Schneckengetrieben koaxial zu denselben vorgesehen sind, wobei das erste Getrieberad ausgelegt ist, daß es sich mit einem der Schneckengetriebe dreht und das zweite Getrieberad ausgelegt ist, daß es sich mit dem anderen Schneckengetriebe dreht; und einen Kupplungsring, der zwischen den Schneckengetrieben vorgesehen ist und in axialer Richtung zu den Schneckengetrieben beweglich und in Eingriff mit den ersten und/ oder zweiten Getrieberädern ist, wobei die axiale Bewegung des Kupplungsringes die ersten und zweiten Getrieberäder verbindet und löst und dadurch die Schneckengetriebe in und ausser Eingriff bringt.
Mit einer solchen Konstruktion wird der Differentialgetriebemechanismus, wenn das eine und das andere der Schneckengetriebe durch das Kupplungsmittel in den Verbindungszustand gebracht werden, blockiert, sogar, falls eine der Achswellen in den Rutschzustand gebracht wird, wobei Antriebsdrehmoment auf die andere der Achswellen übertragen wird. Dementsprechend ist es möglich, aus dem Rutschzustand ohne Hilfe herauszukommen.
Besondere Ausführungsformen eines Differentialgetriebemechanismus nach dieser Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1; und
Fig. 3 eine Seitenansicht, die einen hauptsächlichen Teil einer weiteren Ausführungsform zeigt.
In Fig. 1 und Fig. 2 stellt das Bezugszeichen 1 ein Differentialgehäuse dar, die Bezugszeichen 2 und 3 die Schneckengetriebe, die Bezugszeichen 4,5,6 und 7 die Zwischenräder (element gears), das Bezugszeichen 8 eine Klauenkupplung und das Bezugszeichen 9 ein Ringglied.
Das Differentialgehäuse 1 besitzt drei Öffnungen 1a zur Befestigung der Zwischenräder, die mit einem 120º-Abstand gegenüber der Hauptachse vorliegen, und sieht einen Flansch 10 an dessen äusserer Umfangsfläche vor. Ein Zahnkranz 11 ist am Flansch 10 befestigt. Das Differentialgehäuse 1 wird extern durch Verbindung mit dem Zahnkranz 11 und einem Antriebsritzel 12 drehbar angetrieben.
Die Schneckengetriebe 2 und 3 sind koaxial innerhalb des Differentialgehäuses 1 angeordnet und sind unabhängig voneinander drehbar. Die Schneckengetriebe 2 und 3 sind mit den entsprechenden Achswellen 13 und 14 durch Keilverzahung verbunden und die Achswellen 13 und 14 drehen sich durch Rotation dieser Schneckengetriebe 2 und 3.
Die Zwischenräder 4 bis 7 besitzen Schneckenräder 4a,5a,6a und 7a sowie Stirnräder 4b,5b,6b und 7b,die jeweils an beiden Seiten der Schneckenräder 4a bis 7a vorgesehen sind. Die Zwischenräder 4 bis 7 sind in einem Satz der beiden Zwischenräder angeordnet und die drei Sätze sind zusammen mit einem 120º-Abstand um die Schneckengetriebe 2 und 3 angeordnet. Die Zwischenräder 4 bis 7 sind drehbar an den Öffnungen 1a des Differentialgehäuses mit Lagerzapfen 15,16,17 und 18 befestigt. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Zwischenräder 4 und 5 paarweise angeordnet, und die Zwischenräder 6 und 7 sind jeweils paarweise angeordnet, wobei ein Zwischenrad nicht dargestellt ist. Für die Zwischenräder 4 und 5 stehen die Stirnräder 4b und 5b miteinander in Eingriff und das Schneckenrad 4a des Zwischenrades 4 tritt mit einem Schneckengetriebe 2 in Eingriff, während das Schneckenrad 5a des Zwischenrads 5 mit dem anderen Schneckengetriebe 3 in Eingriff tritt. Die gleiche Konstruktion trifft für die anderen Paare der Zwischenräder ebenfalls zu.
Die Klauenkupplung 8 wird zwischen den Schneckengetrieben 2 und 3 vorgesehen. Die Klauenkupplung 8 besitzt ein erstes Getrieberade 30, ein zweites Getrieberad 31 und einen Kupplungsring 32. Die ersten und zweiten Getriebräder 30 und 31 sind koaxial zu den Schneckengetrieben 2 und 3 vorgesehen. Das erste Getrieberad 30 ist in einem Schneckentriebe 2 vorgesehen und dreht sich in einem Gehäuse mit dem Schneckengetriebe 2. Das zweite Getrieberad 31 ist in dem anderen Schneckengetriebe 3 vorgesehen und dreht sich in einem Gehäuse mit dem Schneckengetriebe 3. Der Kupplungsring 32 besitzt innere Räder, die mit den Getrieberädern 30 und 31 in der inneren Umfangsfläche in Eingriff bringbar sind und ist in axialer Richtung der Schneckengetriebe 2 und 3 beweglich ausgelegt.
In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand, ist der Kupplungsring 32 lediglich mit dem ersten Getrieberad 30 in Eingriff und dreht sich gemeinsam mit dem einen Schneckengetriebe 2. In diesem Zustand wird eine übliche Differentialwirkung ausgeübt. Der Kupplungsring 32 kann sich in Richtung auf das andere Schneckengetriebe 3 zu bewegen und mit beiden Rädern, dem ersten Getrieberad 30 und dem zweiten Getrieberad 31 in Eingriff treten. Indem der Kupplungsring 32 mit beiden Getrieberädern 30 und 31 in Eingriff tritt, werden die beiden Schneckengetriebe 2 und 3 in den Verbindungszustand überführt. In diesem Zustand ist die Differentialwirkung blockiert.
An der äusseren Umfangsfläche des Kupplungsringes 32 ist eine Ringnut 32a vorgesehen. Hebelglieder 19,20 und 21 sind mit ihren einen Enden in der Ringnut 32a des Kupplungsringes 32 eingepasst und ermöglichen Schlupf zwischen den Hebelgliedern 19 bis 21 und dem Kupplungsring 32. Der Kupplungsring 32 bewegt sich zusammen mit den Hebelgliedern 19 bis 21, die sich in Richtung der Axialrichtung der Schneckengetriebe 2 und 3 bewegen. Hierdurch werden die Schneckengetriebe 2 und 3 verbunden oder ihre Verbindung wird gelöst. Die Hebelglieder 19 bis 21 sind beweglich in Richtung der Axialrichtung der Schneckengetriebe 2 und 3 in Durchgangslöchern 22, 23 und 24 des Differentialgehäuses 1 ausgelegt, die unter den Öffnungen 1a ausgebildet sind und sich mit dem Differentialgehäuse 1 drehen. Die Hebelglieder 19 bis 21 sind mit ihren einen Enden in der Ringnut 32a der Klauenkupplung 8 eingepasst, wie schon oben beschrieben wurde, und ihre anderen Enden ragen aus der äusseren Umfangsfläche des Differentialgehäuses 1 heraus und stehen mit dem Ringglied 9 in Eingriff.
Das Ringglied 9 wird auf der äusseren Umfangsfläche des Differentialgehäuses 1 vorgesehen und innerhalb eines äusseren Gehäuses (nicht gezeigt) in axialer Richtung der Schneckengetriebe 2 und 3 beweglich gehalten. Das Ringglied 9 sieht eine Ringnut 9a in seiner inneren Umfangsfläche vor. Die Hebelglieder 19 bis 21 sind mit ihren anderen Enden in der Ringnut 9a des Ringgliedes 9 eingepasst, um Schlupf zwischen den Hebelgliedern 19 bis 21 und dem Ringglied 9 zu ermöglichen. Das Ringglied 9 sieht einen Betriebshebel 26 an der äusseren Umfangsfläche vor. Durch Betätigung des Betriebshebels 26 wird das Ringglied 9 bewegt und der Kupplungsring 32 der Klauenkupplung wird über die Hebelglieder 19 bis 21 bewegt. Hierdurch werden die Schnekkengetriebe 2 und 3 verbunden oder ihre Verbindung wird gelöst. Der Betriebshebel 26 wird durch einen Betätiger und dergleichen betätigt. Nebenbei bemerkt, dreht sich das Ringglied 9 nicht.
Unter der normalen Reisebewegung wird ein Zustand aufrechterhalten, in dem der Kupplungsring 32 der Klauenkupplung 8 lediglich mit dem ersten Getrieberad 30 des Kupplungsrings 32 in Eingriff ist. Während die Schneckengetriebe 2 und 3 jeweils unabhängig voneinander in diesem Zustand drehbar sind, wird ein normaler Differentialbetrieb ausgeübt. Nebenbei bemerkt, tritt sogar, wenn eine drehungsmässige Differenz zwischen einem Schneckengetriebe 2 und dem Differentialgehäuse 1 während des Differentialbetriebs erzeugt wird, kein Problem beim Differentialbetrieb auf, wenn zwischen den Hebelgliedern 19 bis 21 und der Ringnut 32a der Klauenkupplung 8 Schlupf auftritt. Andererseits wird der Betriebshebel 26 betätigt, wenn z.B. eine Achswelle 14 aufgrund der Lösung eines Rades oder eines extrem schlammigen oder schmutzigen Bodens an zu rutschen fängt und der Widerstand an der Achswelle Null wird, damit die Schneckengetriebe 2 und 3 mittels der Klauenkupplung 8 verbunden werden. Wenn der Differentialbetrieb hierdurch blockiert wird, wird Antriebsdrehmoment auf die andere Achswelle 13 übertragen, sogar wenn die Achswelle 14 in vollständig gebremstem Zustand ist, wodurch es möglich wird, aus dem Rutschzustand herauszukommen.
In einer Ausführungsform der Fig. 3 sind die Getrieberäder 40 und 41 an den Achswellen 13 und 14 ausgebildet. Die Achswellen 13 und 14 durchbohren die Schneckengetriebe 2 und 3 und besitzen Vorsprünge, die einander zwischen den Schneckengetrieben 2 und 3 gegenüberliegen. Die Getrieberäder 40 und 41 sind jeweils an den Vorsprüngen der Achswellen 13 und 14 ausgebildet. Durch diese Konstruktion können Keilverzahnungen der Achswellen 13 und 14 als Getrieberäder 40 und 41 verwendet werden. Andere Gestaltungen und Betriebsabläufe sind in der vorstehenden Ausführungsform beschrieben.

Claims

1. Differentialgetriebemechanismus, umfassend:

ein Differentialgehäuse (1), das sich von aussen angetrieben dreht;

ein Paar Schneckengetriebe (2,3), die im Differentialgehäuse (1) vorgesehen und jeweils mit unterschiedlicher koaxialer Differentialseitenwelle (13,14) verbunden sind, wobei die Schneckengetriebe (2,3) koaxial angeordnet und unabhängig drehbar sind, mindestens ein Paar Zwischenräder (4,5,6,7), die jeweils aus einem Schneckenrad (4a,5a,6a,7a) und an beiden Seiten des Schneckenrads vorgesehenen Stirnrädern (4b, 5b, 6b, 7b) zusammengesetzt sind, wobei die Stirnräder (4b,5b) jedes Paares der Zwischenräder (4,5) miteinander in Eingriff stehen, und wobei die Schneckenräder (4a,4b) mit ihrem entsprechenden Schneckengetriebe (2,3) in Eingriff stehen und drehbar durch das Differentialgehäuse (1) gelagert sind, gekennzeichnet durch:

Kupplungsmittel (8), das zwischen den Schneckengetrieben (2,3) koaxial zu denselben zu ihrem lösbaren Eingriff vorgesehen sind, wobei das Kupplungsmittel (8) folgendes umfasst:

erste und zweite Getrieberäder (30,31;40,41), die zwischen den Schneckengetrieben (2,3) koaxial zu denselben vorgesehen sind, wobei das erste Getrieberad (30;40) ausgelegt ist, daß es sich mit einem der Schneckengetriebe (2) dreht und das zweite Getrieberad (31;41) ausgelegt ist, daß es sich mit dem anderen Schneckengetriebe (3) dreht; und

einen Kupplungsring (32), der zwischen den Schneckengetrieben (2,3) vorgesehen ist und in axialer Richtung zu den Schneckengetrieben (2,3) beweglich und in Eingriff mit den ersten und/oder zweiten Getrieberädern (30,31; 40,41) ist, wobei die axiale Bewegung des Kupplungsringes (32) die ersten und zweiten Getrieberäder (30,31; 40,41) verbindet und löst und dadurch die Schneckengetriebe (2,3) in und ausser Eingriff bringt.

2. Differentialgetriebemechanismus nach Anspruch 1, bei dem die ersten und zweiten Getrieberäder (30,31) auf dem ersten bzw. zweiten Schneckengetriebe ausgebildet sind.

3. Differentialgetriebemechanismus nach Anspruch 1, bei dem die Differentialseitenwellen (13,14) durch die Schneckengetriebe (2,3) hindurchverlaufen und einander gegenüberliegende Vorsprünge zwischen den Schneckengetrieben (2,3) besitzen, und wobei die Getrieberäder (40,41) auf den Vorsprüngen der Differentialseitenwellen (13,14) ausgebildet sind.

4. Differentialgetriebemechanismus nach Anspruch 3, bei dem die Enden der Wellen (13,14) als Schiebekeil ausgebildet sind und die herausragenden Schiebekeilenden die Getrieberäder (41) bilden.

5. Differentialgetriebemechanismus nach Anspruch 2, 3 oder 4, bei dem der Differentialgetriebemechanismus ferner folgendes umfasst:

Betriebsmittel (9,19,26) zur Betätigung des Kupplungsrings (32) von ausserhalb des Differentialgehäuses (1).

6. Differentialgetriebemechanismus nach Anspruch 5, bei dem die Betriebsmittel folgendes umfassen:

zumindest ein Hebelglied (19), das durch das Differentialgehäuse (1) hindurchläuft und in der axialen Richtung des Schneckengetriebes (2,3) beweglich ist, wobei das Hebelglied (19) mit einem Endteil in einer ersten Ringnut (32a) sitzt, die an einer äusseren Umfangsfläche des Kupplungsringes (32) ausgebildet ist, um einen drehmässigen Schlupf zwischen ihnen zu gestatten und wobei der andere Endteil an einer äusseren Umfangsfläche des Differentialgehäuses (1) herausragt, und

ein Ringglied (9), das an der äusseren Umfangsfläche des Differentialgehäuses (1) beweglich in der axialen Richtung des Schneckengetriebes (2,3) vorgesehen ist, und das sich nicht mit dem Differentialgehäuse (1) dreht, und wobei das Ringglied eine zweite Ringut (9a) in seiner inneren Umfangsfläche vorsieht, und wobei der andere Endteil des Hebelgliedes (19) in der zweiten Ringnut (9a) sitzt, um einen drehmässigen Schlupf zwischen ihnen zu ermöglichen.