DE4013202C2 - - Google Patents

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

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.

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.