DE8911619U1

DE8911619U1 - Elektronisch regelbares Selbstsperrdifferential

Info

Publication number: DE8911619U1
Application number: DE8911619U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1989-11-16

Description

Elektronisch regelbares Selbstsperrdifferential 5

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisch regelbares Selbstsperrdifferential gemäß des Oberbegriffes von Anspruch 1=

Bei bekannten Selbstsperrdifferentialen wird der Hydraulikdruck zur Betätigung dür Kupplung über eine externe Kydrsulikpusspe bereitgestellt. Dies erfordert einen zusätzlichen Aufwand bei der Herstellung, beansprucht zusätzlichen Platz und erhöht das Pshrieuggewicht» Die girnsnnten Nachteile machen sich besonders O bei ^ahrzeugon der unteren bis, ^itt'ersii Klassen bemerkbar. 15

Es 1st daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Selbstsperrdifferential zu schaffen, bei welchem auf eine externe Pumpe und die damit verbundenen Nachteile verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird üurch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Bezugszeichen/Begriffsliste und einer Figur näher erläutert.

Die Figur zeigt in schematischer Darstellung die Elemente des Selbstsperrdifferentials. Im Differential 1 wird das von der Antriebswelle 2 kommende Drehmoment auf die erste und zweite Abtriebswelle 31, 32 übertragen. Drehzahlunterschiede zwischen erster Abtriebswelle 31 und zweiter Abtriebswelle 32 werden durch die beiden Ausgleichwellen 4 ausgeglichen. Die Antriebswelle 2, die erste und zweite Abtriebswelle 31, 32 und die Ausgleichswellen 4 besitzen an ihrem einen Ende ineinander-

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greifende Kegelzahnrä'der', weiche der"Üb"e*rsicht halber nur schematisch dargestellt sind. Für bestimmte Fahrzustände ist es erwünscht, daß die Funktion der Ausgleichswellen A unterbunden wird. Dazu ist eine Kupplung 5 vorgesehen, welche bewirkt, daß sich die erste Abtriebswelle 31 und die zweite Abtriebswelle 32 gleich schnell drehen. Im gezeigten Beispiel ist die Kupplung 5 eine Lamellenkupplung mit zwei i?;·;>.U^gruppen 51, 52, wobei die Lsmeilengruppe öl mit der ersten Abtriebswelle 31 in fester Verbindung steht und die Lamellengruppe 52 mit dem Differentialkorb 6 in fester Verbindung steht. In eingekuppeltem Zustand dreht sich die erste Abtriebswelle 31 und die zweite Abtriebsweile 32 mit gleicher Geschwindigkeit. Der genaue Bewegungsablauf wird hier nicht erklärt, da dies dem Fachmann bekannt ist O und zur Erläuterung der eigentlichen Erfindung nicht notwendig ist.

An der ersten Abtriebswelle 31 ist eine Scheibe 311 konzentrisch angebracht. In der Scheibe 311 befindet sich ein Hydraulikkanal 3111 und ein Ringkolben 7. Der Ringkolben 7 betätigt die Kupplung 5. Der Ringkolben 7 drückt dazu auf die fest mit der ersten Abtriebswelle 31 verbundene Lamellengruppe 51. Da auch der Ringkolben 7 fest mit der ersten Abtriebswelle 31 verbund'.n ist ergeben sich keine Drehzahlunterschiede zwischen Ringkolben 7 und Lamellengruppe 51. Gegenüber bekannten Lösungen, bei denen der Ringkolben 7 nicht mit der ersten Abtriebswelle 31 rotiert, hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, ' daß auf ein Axiallager verzichtet werden kann.

Der für die Betätigung der Kupplung 5 notwendige Hydraulikdruck wird durch den Pumpkolben 8 erzeugt. Der Pumpkolben 8 ist axial fluchtend zwischen die erste Abtrittswelle 31 und die zweite Abtriebswelle 32 eingebracht. Mit der erstfn Abtriebswel.'.e 31 steht der Pumpkolben 8 über eine Keilwellenverzahnung 2 in Verbindung. Die Keilwellenverzahnung 81 überträgt Torsionskräfte von der ersten Abtriebswelle 31, erlaubt dem Pumpkolben 8 jedoch axiale Bewegungen. Eine Feder 82 spannt den Pumpkolben 9 in Richtung der zweiten Abtriebswelle 32 vor. Das Endstück 83

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des Pumpkolbens 8 wird so st'and'ig auf rffe Gleitfläche 321 der zweiten Abtriebswelle 32 gedrückt. Das Endstück 83 und die Gleitfläche 321 sind so ausgestaltet, daß sie ein zueinander komplementäres Höhenprofil haben. Bei Drehzahldifferenzen zwisehen den Abtriebswellen 31 und 32 bewirkt dieses Höhenprofil eine axiale Bewegung des Kolbens 8. Durch die axiale Bewegung des Pumpkolbens 8 wird in einem nachfolgend näher beschriebenen Hydrauliksystem Druck aufgebaut. Das Hydrauliksystem besteht aus einer von Pumpkolben 8 ausgehenden Druckleitung 85, mit Rückschlagventil 841. Die Druckleitung 85 führt über eine Hohlbohrung 851 und eine Druckdichtung 852 zu einem elektrisch betätigbaren Ventil 86 und endet in einem Vorratsbehälter 87. Aus dem Vorratsbehälter 87 führt eine Ausgleichsleitung 88 über eine Dichtung 881, eine Hohlbohrung 882 und ein Rückschlagventil zurück zum Pumpkolben 8. Die Druckleitung 85 ist mit dem in der Scheibe 311 verlaufenden Hydraulikkanal 3111 verbunden.

Unter der Voraussetzung, daß das Ventil 86 geschlossen ist und die bei den Abtriebswellen 31 und 32 eine unterschiedliche Drehzahl haben, erfolgt eine Selbstsperrung des Differentials 1.

Solenge Drehzahlunterschiede zwischen den beiden Abtriebswellen 31 und 32 bestehen, bewegt sich der Pumpkolben 8 axial hin und her und baut dabei über die Rückschlagventile 841 und 842 einen Druck in der Druckleitung 85 auf. Über den Hydraulikkanal 3lli gelangt der Druck zum Ringkolben 7. Der Ringkolben 7 drückt nun auf die Kupplung 5. Über die Ausgleichsleitung 88 wird ständig Hydraulikflüssigkeit zugeführt. Der Druck am Ringkolben 7 steigt nun solange, bis über die Kupplung 5 die Drehzahlunterschiede zwischen erster Abtriebswelle 31 und zweiter Abtriebswelle 32 ausgeglichen sind. Das Differential bleibt solange in gesperrter Position, bis durch öffnen des Ventils 86 der Druck aus der Druckleitung 85 abgelassen wird. Die Hydraulikflüssigkeit fließt über die Leitung 851 wieder zurück in den Vorratsbehälter 87.

Das Ventil 86 wird von einem hier nicht gezeichneten Steuergerät geschlossen und geöffnet. Das Steuergerät erkennt die

Drehzahlunterschiede der Abtriebsweilen 31 und 32. Bei Auftreten einer Drehzahldifferenz, die über der bei normaler Kurvenfahrt kommenden Schwelle liegt wird das Ventil geschlossen. N*ich dem Ausgleich der Drehzahlunterschiede öffnet das Steuergerät das Ventil 86 wieder. Für Anwendungsfälle in denen der Fahrer eine permanente Sperrung des Differentials wünscht bleibt das Ventil 86 ständig geschlossen.

In einer anderen Ausgestaltungsform die hier aber nicht gezeich-

net ist, befindet sich das Ventil 86 innerhalb des Differentialkorbes 6 und rotiert zusammen mit der ersten Abtriebswelle 31. Die vom Ventil abgehende Hydraulikleitung führt über eine Hohlbohrung und eine Druckdichtung zum außerhalb des Differentials liegenden Vorratsbehälter. Bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, daß die zum Vorratsbehälter führende Hydraulikleitung unter geringem Druck steht. An die Druckdichtung sind daher geringere Anforderungen zu stellen. Die elektrischen Anschlußleitungen für das Ventil sind über Schleifkontakte in das Differential geführt.

Es ist auch denkbar, anstatt des elektrisch betätigbaren Ventils 86 ein ständig leichtgeöffnetes Ventil einzusetzen, was einen automatischen Druckabbau bewirkt, wenn die beiden Abtriebswellen bei 1 und 32 sich nicht mehr mit unterschiedlicher Drehzahl drehen, da dann vom Pumpkolben 8 kein neuer Druck aufgebaut wird. Durch entsprechende Dimensionierung von Druckkolben 8 und dem ständig geöffneten Ventil stellt sich ein Selbstregeleffekt ein, der ohne eine elektronische Steuerung ein einseitiges Durchdrehen der Abtriebswellen verhindert, gleichzeitig aber noch genügend Drehzahlunterschiede für im normalen Fahrbetrieb vorkommende Kurvenfahrten erlaubt.

Claims

696 t 864OE

Schutzansprüche

!.Elektrisch steuerbares Differential (1), mit einer Antriebswelle (2), einer ersten und einer zweiten Abtriebswelle (32), mit Ausgleichswellen (A) zwischen erster (31) und zweiter Abtriebswelle (32), mit einer über ein hydraulisches Stellorgan betätigbaren Kupplung (5) zwischen erster (31) und zweiter Abtriftbswelle (32) und mit einem elektrisch steuerbaren Ventil (86), über das der Druck im Stellorgan steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Druck im hydraulischen Stellorgan durch ein Pumporgan bestimmt ist, dessen Antrieb von der Drehzahldifferenz zwischen erster (31) und zweiter Abtriebswelle (32) abhängt.

2. Differential, nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

- als Stellorgan ein zusammen mit der ersten Abtriebswelle (31) rotierender Ringkolben (7) vorgesehen ist.

3. Differential, nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß

- das Ventil (86) zusammen mit der ersten Abtriebswelle (31) rotiert.

A. Differential, nach Anspruch 1,
<. dadurch gekennzeichnet, daß

- als Pumporgan ein Pumpkolben (8) vorgesehen ist, der federbelastet gegenüber der ersten Abtriebswelle (31) torsionsstabil, jedoch axial beweglich gelagert ist, - die Verbindung zwischen Pumpkolben (8) und der zweiten Abtriebswülle (32) so ausgestaltet ist, daß die axiale Bewegung des Pumpkolbens (8) vom Drehzahlunterschied zwischen erster (31) und zweiter Abtriebswelle (32) abhängt.

5. Differential, nach Anspruch 4, " " dadurch gekennzeichnet, daß

- die Verbindung zwischen Pumpkolben (8) und der zweiten Antriebswelle (32) über das Endstück (83) des Pumpkolbens (8) und eine Gleitfläche (321) an der zweiten Abtriebswelle (32) erfolgt,

- das Endstück (83) und die Gleitfläche (321) ein komplementär zueinander ausgebildetes Höhenprofil haben.