DE4204847C2 - Getriebeanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe, das beispielsweise als Ausgleichgetriebe für ein Kraftfahrzeug verwendet werden kann.

Ein Ausgleichgetriebe für ein Kraftfahrzeug weist zwei einander gegenüberliegende, mit Abtriebswellen, beispielsweise Achsen, gekoppelte Seitenräder und Ritzel auf, die mit einem Antriebsteil gekoppelt sind, das seinerseits an eine Antriebswelle angekoppelt ist. Wenn eine Differenz bezüglich der Drehzahlen von rechtem und linkem Rad auftritt, drehen sich die Ritzel zwischen den Seitenrädern, wodurch ein Antriebsdrehmoment auf die betreffenden Abtriebswellen entsprechend der Belastung der betreffenden Rä­ der übertragen wird.

Aus der Druckschrift DE-OS 19 46 140 ist ein gattungsgemäßes Differentialgetriebe bekannt, bei dem die Antriebswelle mit der Abtriebswelle über Klemmrollen gekoppelt sind, die in Käfigen geführt und in Reibschlußdämpfungsgliedern gelagert sind. In DE-OS 15 55 252 und GB 77 03 23 sind jeweils selbstsperrende Differentialgetriebe offenbart, bei denen die Klemmglieder federnd gelagert sind.

Bei einem solchen einfachen Ausgleichgetriebe, das nur aus miteinander kämmenden Seitenrädern und Ritzeln besteht, wird aber, wenn eines der Räder von der Fahrbahn abkommen sollte oder auf eine überfrorene oder schneebedeckte Oberfläche gelangt und dadurch die auf das Rad einwirkende Belastung steil abfällt, das Drehmoment nur auf das leerlaufende nichtbelastete Rad übertragen, während eine Drehmomentüber­ tragung zu dem Rad, das noch Straßenhaftung hat, vollständig aufhört.

Um diesem Problem zu begegnen, wurden zahlreiche Vorrichtungen vorgeschlagen, welche die Differentialfunktion eines Ausgleichgetriebes begrenzen. Zu typischen Bei­ spielen gehört ein Ausgleichgetriebe mit einer Flüssigkeitsreibungskupplung, über die das Antriebsdrehmoment auf das unter hoher Belastung stehende Rad übertragen wer­ den kann, wobei von dem Scherwiderstand eines hochviskosen Fluids Gebrauch ge­ macht wird. Bei einem anderen bekannten Differentialgetriebe ist eine Mehrzahl von Reibscheiben und elastischen Gliedern vorgesehen, mittels deren die Drehbewegung der Seitenräder verzögert werden kann, um dadurch das Antriebsdrehmoment auf beide Abtriebswellen zu übertragen.

Bei Anordnungen mit Flüssigkeitsreibungskupplung ist jedoch bei geringen Unterschie­ den der Drehzahlen der Abtriebswellen der Scherwiderstand des hochviskosen Fluids gering, so daß kein ausreichendes Antriebsdrehmoment erzielt werden kann. Versucht man, den Scherwiderstand bei niedrigen Umdrehungszahlen zu steigern, treten leicht Hemmomente auf, wenn das Fahrzeug eine enge Kurve mit niedriger Geschwindigkeit durchfährt.

Bei der Anordnung mit Reibscheiben ist der Aufbau des Ausgleichgetriebes relativ kompliziert und schwer. Wenn das Fahrzeug eine enge Kurve mit in Arbeitsstellung befindlichen Reibscheiben durchfährt, wird durch die Reibungskraft auf die Seitenräder ein Hemmoment erzeugt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Differentialgetriebe zu schaffen, das einen relativ einfachen Aufbau hat, das sowohl eine Differentialfunktion als auch eine Sperrdifferentialfunktion (Schlupfbegrenzungsfunktion) hat und die Drehzahlunter­ schiede zwischen den Abtriebswellen ausgleichen kann, ohne daß ein Hemmoment er­ zeugt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Differentialgetriebe vorgeschlagen das in einer ersten und zweiten Ausführungsform die Merkmale gemäß Anspruch 1 aufweist.

Entsprechend einer dritten und vierten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Differentialgetriebe die Merkmale nach Anspruch 2 auf.

Entsprechend einer fünften und sechsten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Differentialgetriebe die Merkmale nach Anspruch 3 auf.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Differentialgetriebes werden in den Ansprüchen 4 bis 7 angegeben.

Wenn bei der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Differentialgetriebes der Differentialkorb rotiert, werden die Antriebswellen über die Wälzkörper mit der gleichen Drehzahl gedreht, und die Käfige drehen sich mit Bezug auf die Abtriebswellen um eine Strecke entsprechend der Größe des sich in der Drehrichtung erstreckenden Spiels an der Koppelstelle. Auf diese Weise kommen die Anlagekörper zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen des Differentialkorbs und der Abtriebswellen in Eingriff, so daß sich der Differentialkorb und die Abtriebswellen zusammen drehen können.

Wenn dabei die Drehzahl der Abtriebswellen höher wird als die Drehzahl des Differentialkorbs, eilen die Abtriebswellen den Käfigen um eine Strecke vor, die der Größe des Spiels an den Koppelstellen entspricht. Die Anlagekörper werden auf diese Weise aus der Einrückstellung zurückbewegt; die Abtriebswellen können gesondert von dem Differentialkorb leerlaufen.

Wenn andererseits eine Differenz bezüglich der Drehzahl zwischen den betreffenden Abtriebswellen vorliegt, wird in der zuvor erläuterten Weise dafür gesorgt, daß die Ab­ triebswelle leerläuft, die sich rascher dreht als der Differentialkorb. Diese Bewegung der Abtriebswelle wird über den Käfig und die Antriebswelle auf die Wälzkörper übertra­ gen und bewirkt eine Erhöhung der Umlaufgeschwindigkeit derselben. Diese Bewegung der Wälzkörper dient ihrerseits der Verringerung der Drehzahl der Antriebswelle auf der anderen Seite. Die Käfige drehen sich daher langsamer als die Abtriebswellen, und die Anlagekörper werden außer Eingriff gebracht. Dadurch werden die Abtriebswellen und der Differentialkorb voneinander getrennt.

Wenn bei der zweiten Ausführungsform des Differentialgetriebes nach der Erfindung das Antriebsteil rotiert, wird die Zwischenwelle über die Seitenräder gedreht, so daß sich der Käfig gegenüber den Abtriebswellen um eine Strecke dreht, die gleich der Größe des Spiels an den Koppelstellen ist. Die Anlagekörper werden mit den Anlageflächen in Eingriff gebracht. Auf diese Weise wird eine der Abtriebswellen von dem Antriebsteil unmittelbar angetrieben, während der Antrieb der anderen Abtriebswelle über das Ritzel und das Seitenrad erfolgt.

Wenn in diesem Zustand die Drehzahl der einen mit der Zwischenwelle gekoppelten Abtriebswelle die Drehzahl des Antriebsteils übertrifft, überholen die Abtriebswellen die Anlagekörper, wodurch die Abtriebswellen und das Antriebsteil voneinander ge­ trennt werden. Wenn dagegen die Drehzahl der anderen Abtriebswelle die Drehzahl des Antriebsteils übersteigt, wird das mit der Zwischenwelle gekoppelte Seitenrad in der entgegengesetzten Richtung durch das Ritzel gedreht, das seinerseits durch die Be­ wegung dieser Abtriebswelle gedreht wird. Dadurch werden die Anlagekörper außer Eingriff gebracht. Jetzt werden beide Abtriebswellen nur mittels der Ritzel und der Seitenräder im Differentialbetrieb gesteuert.

Wenn eine der Abtriebswellen in den unbelasteten Zustand übergeht, wird die Zwi­ schenwelle durch die Ritzel gedreht, und die Anlagekörper werden in Eingriff gebracht. Eine der Abtriebswellen wird so von dem Antriebsteil unmittelbar angetrieben. In die­ sem Fall rotieren das Antriebsteil, die Ritzel und die Seitenräder zusammen (im Sperr­ differentialbetrieb), weil keine Last auf die Ritzel und die Seitenräder aufgebracht wird. Das Antriebsdrehmoment kann auch auf die belastete Abtriebswelle verteilt werden.

Wenn bei dem Differentialgetriebe gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung das Ausgleichgetriebe und der Differentialkorb von der Antriebswelle gedreht werden, dreht das Differentialgetriebe den Differentialkorb rascher als die Abtriebswellen. Im Differentialbetrieb werden die Käfige und die Abtriebswellen oder der Differentialkorb mit Bezug aufeinander gedreht, wodurch die Anlagekörper in die Eingriffs- oder Ar­ beitsstellung gebracht werden.

Wenn dabei die Drehbewegung der Abtriebswellen langsamer ist als die des Differentialkorbs, läuft der Differentialkorb vor, wodurch die Kupplung außer Eingriff gehalten wird.

Die Drehbewegung der Antriebswelle wird über das Ausgleichgetriebe auf die Ab­ triebswellen übertragen. Wenn andererseits die Drehbewegung der Abtriebswellen ra­ scher als die des Differentialkorbs ist, kommen die Anlagekörper in Eingriff, so daß die Drehbewegung der Antriebswelle von dem Differentialkorb unmittelbar auf die Abtriebs­ wellen übertragen wird, wodurch das Ausgleichgetriebe gesperrt wird.

Bei dieser Anordnung können die Anlagekörper für beide Richtungen der relativen Drehbewegung zwischen den Abtriebswellen und dem Differentialkorb in Eingriff kommen. Auf diese Weise kann die Sperrdifferentialfunktion für beide Drehrichtungen aktiviert werden.

Weil ferner die Anlagekörper spielfrei für einen Eingriff bereitgehalten werden, läßt sich die Kupplung augenblicklich einrücken. Dies erlaubt ein stoßfreies, glattes Um­ schalten.

Bei dem erfindungsgemäßen Differentialgetriebe sitzt zwischen dem Antriebsteil und den Abtriebswellen eine mechanische Kupplung. Wenn eine Differenz bezüglich der Dreh­ zahlen der Abtriebswellen vorliegt, werden die Abtriebswellen von dem Antriebsteil getrennt, so daß sie frei rotieren können. Befinden sich die Abtriebswellen im unbelaste­ ten Zustand, kommen die Anlagekörper in Eingriff, wodurch die Differentialfunktion gesperrt wird. Das Differentialgetriebe nach der Erfindung hat trotz seines sehr einfachen Aufbaus sowohl Differentialfunktion als auch Sperrdifferentialfunktion. dies erlaubt es, die Größe des Antriebssystems zu verringern.

Durch Ausnutzung des mechanischen Eingriffs der Anlagekörper kann bereits eine kleine Differenz der Drehzahlen der Abtriebswellen bewirken, daß das Antriebsteil und die Abtriebswellen voneinander getrennt werden. Anders als bei Anordnungen, bei denen mit einem hochviskosen Öl oder mit Reibscheiben gearbeitet wird, wird kein Hemmoment erzeugt. Dies gewährleistet eine stoßfreie und leichtgängige Differential­ bewegung und Antriebsmomentübertragung. Selbst wenn die Drehzahl niedrig ist, kann eine große Antriebskraft übertragen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil des Differentialgetriebes gemäß einem er­ sten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 1,

Fig. 5 bis 7 Schnittdarstellungen zur Erläuterung der Funktionsweise des Differentialgetriebes

Fig. 8 eine Draufsicht, die den Einbau des Differentialgetriebes in das Fahnverk eines Kraftfahrzeuges erkennen läßt,

Fig. 9 einen Längsschnitt durch einen Teil eines Differentialgetriebes gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie X-X der Fig. 9,

Fig. 11 einen Teilschnitt zur Erläuterung der Funktionsweise des Differentialgetriebes,

Fig. 12 einen Längsschnitt durch einen Teil eines Differentialgetriebes gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 13 einen Schnitt entlang der Linie XIII-XIII der Fig. 12,

Fig. 14 einen Schnitt entlang der Linie XIV-XIV der Fig. 12,

Fig. 15 einen Teilschnitt zur Erläuterung der Funktionsweise des Differentialgetriebes,

Fig. 16 eine schematische Draufsicht, welche die Montage des Differentialgetriebes im Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs erkennen läßt,

Fig. 17 einen Längsschnitt durch einen Teil einer vierten Ausführungsform des Differentialgetriebes nach der Erfindung,

Fig. 18 einen Schnitt entlang der Linie XVIII-XVIII der Fig. 17,

Fig. 19 einen Längsschnitt durch einen Teil einer fünften Ausführungsform des Differentialgetriebes nach der Erfindung,

Fig. 20 in größerem Maßstab einen Teillängsschnitt durch das Differentialgetriebe nach Fig. 19,

Fig. 21 einen Schnitt entlang der Linie XXI-XXI der Fig. 20, und

Fig. 22 einen Teillängsschnitt einer sechsten Ausführungsform des Differentialgetriebes nach der Erfindung.

In den Fig. 1 bis 7 ist eine erste Ausführungsform des Differentialgetriebes dargestellt.

Das insgesamt mit A bezeichnete Differentialgetriebe ist entsprechend Fig. 8 auf einem Vier-Rad-Fahrzeug mit Hinterradantrieb als Vorderrad-Ausgleichgetriebe zum Über­ tragen der Antriebskraft von einer von einem Verteilergetriebe B abgehenden An­ triebswelle C auf die Achsen D und E der Vorderräder montiert.

Wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, sind beide Enden der Außenumfangsfläche ei­ nes Differentialkorbes 1 in einem Gehäuse 2 über Lager 3 drehbar abgestützt. Der Differentialkorb 1 ist in seinem mittleren Teil mit einem Zahnring 5 einstückig verbunden, der mit einem Ritzel 4 kämmt, das am Ende der Antriebswelle C sitzt.

Eine scheibenförmige Halterung 6 ist in einer Bohrung 1a des Differentialkorbs 1 über einen Stift 7 fest angebracht. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist die Halterung 6 mit einer Mehrzahl von Taschen 8 versehen, die mit Bezug auf das Zentrum der Halterung symmetrisch verteilt und in Umfangsrichtung in gleichförmigen Abständen angeordnet sind.

In jeder der Taschen 8 sitzt als Wälzkörper eine Rolle 9. Die Rollen 9 sind so ausgerich­ tet, daß ihre Achsen sich zum Zentrum der Halterung 6 erstrecken. Die Rollen 9 kön­ nen sich in der gleichen Richtung abrollen, in welcher der Differentialkorb 1 rotiert.

Zu beiden Seiten der Rollen 9 sitzen zwei Antriebswellen 10 und 11 (Fig. 1). Auf den Antriebswellen 10 und 11 sind Abtriebswellen 12 bzw. 13 über Lager 14 drehbar gela­ gert.

Jede der Antriebswellen 10 und 11 weist eine an die Rollen 9 anstoßende Scheibe 15 und eine Welle 16 auf, die mit der Scheibe 15 über einen Keil oder dergleichen fest ver­ bunden ist. Die Wellen 16 sind in Führungsöffnungen 17 der Abtriebswellen 12 und 13 drehbar eingesetzt. Elastische Bauteile 18 sind zwischen den Scheiben 15 und den die Abtriebswellen 12, 13 abstützenden Lagern 14 angeordnet, um die Scheiben mit Bezug auf die Lager vorzuspannen und auf diese Weise einen Schlupf zwischen den Scheiben 15 und den Rollen 9 zu verhindern. Hülsen 20 und 21 sind über Stifte 19 mit Bezug auf die Innenumfangsfläche der Bohrung 1a des Differentialkorbes 1 derart festgelegt, daß sie die Abtriebswellen 12 und 13 koaxial umschließen. An der Innenumfangsfläche jeder der Hülsen 20 und 21 sind zylindrische Anlageflächen 22 ausgebildet. Die Umfangsflächen der Abtriebswellen 12 und 13 haben in einem den Anlageflächen 22 gegenüberliegen­ den Bereich die Form von polygonalen Schäften 23 (Fig. 3). Die Außenumfangsfläche jedes polygonalen Schafts 23 weist eine Mehrzahl von Anlageflächen 24 auf, die im Zu­ sammenwirken mit den Anlageflächen 22 keilförmige Nockenflächen bilden.

Zwischen den Anlageflächen 22 und den Anlageflächen 24 sind ringförmige Käfige 25 drehbar gelagert. Die Käfige 25 sind mit einer Mehrzahl von Taschen 26 versehen, de­ ren Anzahl der Anzahl der Anlageflächen 24 der Abtriebswellen 12 und 13 entspricht. In jeder Tasche 26 sitzen zwei als Anlagekörper wirkende Rollen 27 und 28 sowie ein elastisches Bauteil 29 zum Andrücken der Rollen 27 und 28 an die Seitenflächen der Tasche 26.

Zwischen den Rollen 27 und 28 und der Anlagefläche 22 stellt sich im montierten Zustand normalenveise ein Spiel ein. Wenn sich die Käfige 25 in der einen oder der ande­ ren Richtung mit Bezug auf die Abtriebswellen drehen, üben sie eine Schubkraft auf die Rollen 27 und 28 aus, wodurch eine der Rollen in Eingriff zwischen den Anlageflächen 22 und 24 gebracht wird.

Die Käfige 25 sind mit den Antriebswellen 10 und 11 über Stifte 31 gekuppelt, die in Stiftöffnungen 30 eingesetzt sind, welche in den Abtriebswellen 12 und 13 ausgebildet sind (Fig. 4). Die Stifte 31 sind in die Käfige 25 und in die Antriebswellen 10 und 11 fest eingepaßt. Ein gewisses Spiel 32 wird jedoch in der Drehrichtung zwischen den Stiften 31 und den Stiftöffnungen 30 in den Antriebswellen 12, 13 gebildet. Die Größe des Spiels 32 entspricht der Strecke, um welche sich die Rollen 27 und 28 von ihrer Neutralstellung aus bewegen, bis sie mit den Anlageflächen 22 und 24 in Berührung kommen.

Im Betrieb ist entsprechend den Fig. 1 und 8 das Differentialgetriebe A so montiert, daß die Antriebskraft von dem Motor auf den Differentialkorb 1 über den Zahnring 5 und das Ritzel 4 übertragen wird. Die Achsen D und E, welche das linke und das rechte Vor­ derrad F tragen, sind mit den Enden der Abtriebswellen 12 bzw. 13 gekoppelt.

In dem in Fig. 5 veranschaulichten Außerbetriebszustand, in dem keine Antriebskraft übertragen wird und die Rollen 27 und 28 in ihrer Neutralstellung zwischen dem Differentialkorb 1 und den Abtriebswellen 12 und 13 stehen, dreht sich, wenn die Hinterräder G antgetrieben werden, gleichzeitig die Antriebswelle C. Infolgedessen wird der Differentialkorb 1 zusammen mit der Halterung 6 gedreht.

Wenn die Halterung 6 rotiert, wird durch Kontakt mit den Rollen 9 das gleiche Dreh­ moment auf die Scheiben 15 der Antriebswellen 10 und 11 übertragen. Infolgedessen drehen sich die linke und die rechte Antriebswelle 10 und 11 mit der gleichen Drehzahl wie der Differentialkorb 1.

Bei Drehung der Antriebswellen 10 und 11 drehen sich entsprechend Fig. 6 die Käfige 25 mit Bezug auf die Abtriebswellen 12 und 13 um eine Strecke, die gleich der Größe des Spiels 32 ist, der in der Drehrichtung um die Stifte 31 gebildet wird; dadurch werden die Rollen 27 und 28 in Eingriff mit den Anlageflächen 22 und 24 gebracht. Wenn in diesem Zustand das Kraftfahrzeug gestoppt ist, drehen sich die Abtriebswellen nicht. Die Rollen 27 werden daher zwischen den Anlageflächen 22 und 24 verkeilt, wenn sich der Differentialkorb 1 dreht, so daß die Drehung der Antriebswelle C über die Rollen und die Abtriebswellen auf die Vorderräder übertragen wird.

Bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges sollten sich, da die Hinter- und Vorderräder mit der gleichen Drehzahl rotieren, auch die Antriebswelle C und die Vorderräder D und E mit der gleichen Drehzahl drehen. Weil jedoch die Antriebsräder, das heißt die Hinterräder, schlupfen, neigt die Fahrzeuggeschwindigkeit dazu, etwas niedriger zu sein, als dies der Drehzahl der Hinterräder entspricht. Die Antriebswelle C dreht sich daher etwas ra­ scher als die Vorderräder, so daß der Differentialkorb 1 rascher als die Abtriebswellen 12 und 13 rotiert. Dies bringt die Rollen 27 in Eingriff, wodurch der Differentialkorb 1 und die Abtriebswellen 12 und 13 miteinander gekuppelt werden. Die Vorderräder werden da­ her angetrieben, so daß sich das Fahrzeug jetzt im Vierradantriebszustand befindet.

Wenn auch die Hinterräder Schlupf haben, nimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit ab, so daß die Drehzahl der Vorderräder (oder Abtriebswellen) niedriger wird als die Dreh­ zahl der Antriebswelle (oder des Differentialkorbs). Die Rollen 27 und 28 kommen mit dem Differentialkorb 1 und den Abtriebswellen 12 und 13 in Eingriff. Das Fahrzeug befindet sich im Vierradantriebszustand.

Wenn dagegen das Fahrzeug beispielsweise in Fig. 8 eine Linkswende fährt, das heißt, wenn sich die Umdrehungen des rechten und des linken Vorderrades voneinander un­ terscheiden, wird der Differentialkorb 1 über den Zahnring 5 mit der gleichen Geschwindig­ keit wie die Antriebswelle C gedreht. Die Abtriebswelle 13, die mit dem bezogen auf die Wenderichtung inneren Vorderrad gekoppelt ist, rotiert jedoch langsamer als der Differentialkorb 1, während die Abtriebswelle 12, die mit dem bezüglich der Wenderichtung äußeren Vorderrad gekoppelt ist, rascher als der Differentialkorb rotiert.

Weil in diesem Fall die Abtriebswelle 12 rascher als der Differentialkorb 1 rotiert, dreht sich gemäß Fig. 7 die Abtriebswelle 12 vor dem Käfig 25 um eine Strecke, die gleich der Größe des in der Drehrichtung gebildeten Spiels 32 ist. Infolgedessen kehren die Rollen 27, die in Eingriffsstellung standen, wegen der Relativdrehung zwischen der Ab­ triebswelle und dem Käfig in die Neutralstellung zurück, so daß die Abtriebswelle 12 freikommen oder sich getrennt von dem Differentialkorb 1 drehen kann.

Wenn die Abtriebswelle 12 rascher als der Außenring 1 rotiert, rotieren der Käfig 25, der Stift 31 und die Antriebswelle 10, die mit dieser Abtriebswelle gekoppelt sind, ra­ scher als der Differentialkorb 1. Infolgedessen werden die im mittleren Teil des Differentialkorbs 1 angeordneten Rollen 9 von der Antriebswelle 10 einem Drehmoment ausgesetzt, das in Richtung einer Beschleunigung der Rollen wirkt. Die Rollen führen daher eine Dreh­ bewegung oder einen Spin von der einen Antriebswelle 10 in Richtung auf die andere Antriebswelle 11 aus.

Die Drehbewegung der Rollen 9 dient der Verzögerung der Rotation der Antriebswelle 11, wodurch die Drehbewegung der Antriebswelle und des damit gekoppelten Käfigs 25 mit Bezug auf den Differentialkorb 1 verzögert werden. In Fig. 5 dreht sich infolgedessen der Käfig 25 in Rückwärtsrichtung, wodurch die Rollen 27 in ihre Neutralstellung zurückge­ bracht werden. Dies hat zur Folge, daß auch die Abtriebswelle 13 leerläuft. Beide Vor­ derräder werden infolgedessen an einem Zwangsantrieb gehindert, weil sie von der Antriebswelle C getrennt sind, während die Wende gefahren wird.

Da während des Wendemanövers auf keines der Vorderräder Antriebskraft übertragen wird, erfolgt der Antrieb des Fahrzeugs nur mittels der beiden Hinterräder. Wenn wäh­ rend der Wende jedoch die Hinterräder schlupfen sollten, sinkt die Drehzahl des mit Bezug auf die Wenderichtung äußeren Vorderrades unter die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle C, so daß die Drehgeschwindigkeit des Differentialkorbs relativ zunimmt. Wenn in diesem Zustand die Drehgeschwindigkeit des Differentialkorbs 1 die Drehge­ schwindigkeit der Abtriebswelle übersteigt, die mit dem Vorderrad an der Außenseite der Drehrichtung des Fahrzeuges gekoppelt ist, kommen die Rollen 27 und 28 mit den Anlageflächen 22 und 24 in der oben beschriebenen Weise in Eingriff. Die Antriebskraft wird jetzt auf die Vorderräder übertragen, und das Fahzeug wird mittels aller 4 Räder angetrieben.

Bei der vorliegend erläuterten Ausführungsform erfolgt also bei Geradeausfahrt ein Vierradantrieb des Fahrzeuges und beim Kurvenfahren oder Wenden ein Zweiradan­ trieb. Wenn die Hinterräder während der Geradeausfahrt oder der Kurvenfahrt schlup­ fen sollten, wechselt die Antriebsart selbsttätig auf den Vierradantrieb. Dies gewährlei­ stet einen sicheren und verläßlichen Antrieb.

Wenn die Drehrichtung der Antriebswelle C wechselt, bewegt sich der Käfig in entge­ gengesetzter Richtung, wodurch die Rollen 27 und 28 in die andere Eingriffsstellung ge­ bracht werden. Der Übergang zwischen Zweirad- und Vierradantrieb kann daher in genau der gleichen Weise erfolgen, wenn das Fahrzeug entweder vorwärts oder rück­ wärts fährt. Die Fig. 9 bis 11 zeigen eine zweite Ausführungsform, bei welcher Anlage­ flächen 45 und 46 an der Innenumfangsfläche von an einem Differentialkorb 41 angebrachten Hülsen 42 und an der Außenumfangsfläche von Abtriebswellen 43 bnv. 44 ausgebildet sind. Zwischen den Anlageflächen 45 und 46 sind mit den Abtriebswellen 43, 44 verbundene Käfige 47 und 48 drehbar angeordnet, wobei es sich bei dem Käfig 47 um einen Steuerkäfig mit verhältnismäßig großem Durchmesser und bei dem Käfig 48 um einen Festkäfig von relativ kleinem Durchmesser handelt.

Die Käfige 47 und 48 sind in ihren Umfangsflächen mit einer Mehrzahl von einander gegenüberliegenden Taschen 49 und 50 versehen (Fig. 10). Gleitsteine 51 sitzen als Anlagekörper in den Taschen 49 und 50. Es sind ferner elastische Bauteile 52 vorgese­ hen, die eine Druckkraft auf beide Seiten der Gleitsteine 51 ausüben und diese dadurch in ihrer Neutralstellung zu halten suchen. Bei jedem Gleitstein 51 sind die äußere und die innere Umfangsfläche als gekrümmte Flächen 53 ausgebildet, deren Krümmungs­ mittelpunkte auf der Mittelachse des Gleitsteins liegen. Wenn die Gleitsteine entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn geneigt werden, kommen sie mit den Anlageflächen 45 und 46 in Eingriff, wodurch sie den Differentialkorb 41 mit den Ab­ triebswellen 43 und 44 koppeln.

Im übrigen entspricht diese Ausführungsform der zuvor erläuterten ersten Ausführungs­ form. Einander funktionsmäßig entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und bedürfen keiner weiteren Erläuterung.

Wenn bei dieser Ausführungsform der Differentialkorb 41 und die Antriebswellen 10 und 11 rascher rotieren als die Abtriebswellen 43 und 44, drehen sich entsprechend Fig. 11 die Steuerkäfige 47 mit Bezug auf die Abtriebswellen 43 und 44. Durch die relative Dreh­ bewegung zwischen den Käfigen 47 und 48 werden die Gleitsteine 51 in ihre Eingriffs­ stellung gekippt.

In den Fig. 12 bis 15 ist eine dritte Ausführungsform dargestellt.

Ein Differentialgetriebe A wird entsprechend Fig. 16 auf einem über die Hinterräder G angetriebenen Kraftfahrzeug als hinteres Ausgleichsgetriebe montiert, um die Antriebskraft der von dem Verteilergetriebe B ausgehenden Antriebswelle H auf die Achsen I der Hinterräder G zu übertragen. Wie aus Fig. 12 hervorgeht, ist bei dieser Ausführungsform ein zylindrisches Antriebsteil 61 (Differentialkorb) über Lager 63 in einem Ge­ häuse 62 drehbar gelagert, das auf dem Kraftfahrzeug montiert ist. Das Antriebsteil 61 steht an seiner Außenumfangsfläche in seinem mittleren Teil mit einem Zahnring 65 in einstückiger Verbindung. Der Zahnring 65 kämmt mit einem Antriebsritzel 64, das am Ende der Antriebswelle H sitzt. Das Antriebsteil 61 weist eine Bohrung 61a auf, in der Hülsen 68 und 69 über Stifte 66 und 67 festgelegt sind. Eine Trägerwelle 70 erstreckt sich zwischen diametral gegenüberliegenden Teilen der Innenumfangsfläche der Hülse 68. Auf der Trägerwelle 70 sind zwei einander gegenüberliegende Ritzel 71 drehbar ge­ lagert. Zu beiden Seiten der Ritzel 71 sitzen zwei einander gegenüberstehende Seiten­ räder 72 und 73. Die Seitenräder 72 und 73 kämmen mit den Ritzeln 71, so daß die Rit­ zel um die Seitenräder rotieren.

Von den beiden Seitenrädern ist das linke Seitenrad 72 mit einer linken Abtriebswelle 75 über eine Preßsitz-Keilverzahnung 74 fest verbunden, während das rechte Seitenrad 73 von einer rechten Abtriebswelle 76 getrennt ist, die in der Hülse 69 des Antriebsteils 61 über Lager 77 drehbar abgestützt ist. Zylindrische Anlageflächen 78 und 79 sind an der Außenumfangsfläche der rechten Abtriebswelle 76 bzw. der Innenumfangsfläche der Hülse 69 ausgebildet. Zwischen den Anlageflächen 78 und 79 sitzen ein drehbarer Steu­ erkäfig 80 von relativ großem Durchmesser und ein mit der rechten Abtriebswelle 76 über einen Stift verbundener Festkäfig 81 von relativ kleinem Durchmesser.

In den Umfangsflächen der Käfige 80 und 81 ist eine Mehrzahl von Taschen 82 bzw. 83 ausgebildet, die einander gegenüberliegen (Fig. 13). In jedem Taschenpaar 82, 83 sitzen ein als Anlagekörper dienender Gleitstein 84 und elastische Bauteile 85. Wie aus Fig. 15 hervorgeht, ist jeder Gleitstein 84 mit gekrümmten Flächen 86 versehen, deren Krüm­ mungsmittelpunkte auf der Mittelachse des Gleitsteins liegen. Wenn die Gleitsteine 84 in der einen oder der anderen Richtung um einen vorbestimmten Winkel gekippt wer­ den, klemmen sie sich zwischen die Anlageflächen 78 und 79, wodurch das Antriebsteil 61 mit der rechten Abtriebswelle 76 gekoppelt wird. Die elastischen Bauteile 85 sind an dem Steuerkäfig 80 befestigt. Sie drücken von beiden Seiten auf die Gleitsteine 84 und suchen dadurch die Gleitsteine in ihrer Neutralstellung zu halten, in welcher die Gleit­ steine mit den Anlageflächen 78 und 79 nicht in Eingriff stehen.

Die rechte Abtriebswelle 76 ist an ihrer dem Seitenrad 73 zugewendeten Stirnfläche mit einer axialen Öffnung 87 versehen, in die eine Zwischenwelle 88 drehbar eingreift. Das Seitenrad 73 ist auf dem einen Ende der Zwischenwelle 88 über eine Preßsitz-Keilver­ zahnung 89 befestigt.

Ein Stift 91 erstreckt sich diametral durch eine Stiftöffnung 90, die in der rechten Ab­ triebswelle 76 und dem anderen Ende der Zwischenwelle 88 ausgebildet ist. Der Steu­ erkäfig 80 ist mit beiden Enden des Stifts 91 gekoppelt. Der Stift 91 steht mit dem Käfig 80 und der rechten Abtriebswelle 76 in enger Verbindung, ohne daß Spiel zwischen den betreffenden Bauteilen gebildet wird (Fig. 14), während sich der Stift 91 durch die Stiftöffnung 90 lose hindurch erstreckt, wobei in der Drehrichtung ein Spiel 92 zwi­ schen beiden gebildet wird. Das Spiel 92 ist so bemessen, daß es größer als die Strecke ist, um die sich die Gleitsteine 84 von ihrer Neutralstellung bis zum Eingriff mit den Anlageflächen 78 und 79 entgegen der Kraft der elastischen Bauteile 85 bewegen.

Im folgenden sei die Funktionsweise für die verschiedenen Fahrbedingungen erläutert.

(a) Geradeausfahrt

Wenn das Antriebsteil 61 mittels des Antriebsritzels 64 gedreht wird, werden das linke und das rechte Seitenrad 72 und 73 über die Trägerwelle 70 und die Ritzel 71 in der gleichen Richtung gedreht.

In diesem Fall wird auf der linken Seite des Antriebsteils 61 das Antriebsdrehmoment unmittelbar von dem Seitenrad 72 auf die linke Abtriebswelle 75 übertragen, während auf der rechten Seite die Zwischenwelle 88 zusammen mit dem Seitenrad 73 rotiert. Entsprechend Fig. 15 dreht sich daher der Steuerkäfig 80 mit Bezug auf den Festkäfig 81 um eine Strecke, die gleich der Größe des in Drehrichtung verlaufenden Spiels 92 ist. Infolgedessen kommen die Gleitsteine 84 mit den Anlageflächen 78 und 79 in Eingriff. Numnehr wird das Antriebsdrehmoment von dem Antriebsteil 61 über die Gleitsteine 84 auf die rechte Abtriebswelle 76 übertragen.

Während sich das Fahrzeug geradeausbewegt, werden damit sowohl die linke als auch die rechte Abtriebswelle 75 und 76 gleichzeitig über das Antriebsteil 61 angetrieben, so daß die Antriebskraft auf die Abtriebswellen 75 und 76 gleichmäßig verteilt wird.

(b) Rechtskurvenfahrt

Wenn das Fahrzeug in Fig. 16 eine Rechtskurve fährt, dreht sich aufgrund des Unter­ schiedes der Wenderadien der rechten und linken Räder die rechte Abtriebswelle 76, die an der Innenseite der Kurve liegt, langsamer als das Antriebsteil 61, während die auf der Kurvenaußenseite liegende linke Abtriebswelle 75 rascher als das Antriebsteil 61 rotiert.

In diesem Zustand sucht das linke Seitenrad 72 rascher als das Antriebsteil 61 zu rotie­ ren, und die Ritzel 71 beginnen, sich entsprechend zu drehen. Aufgrund dieser Drehbe­ wegung der Ritzel 71 wird das rechte Seitenrad 73 in einer Richtung gedreht, die der Drehrichtung des linken Seitenrades 72 entgegengesetzt ist.

Ausgehend von dem Zustand gemäß Fig. 15 dreht sich dabei der Steuerkäfig 80 in einer Richtung, die der Drehrichtung des Antriebsteils 61 entgegengesetzt ist. Die Gleitsteine 84 werden außer Eingriff gebracht, und das Antriebsteil 61 und die rechte Abtriebswelle 76 werden voneinander getrennt. In diesem Zustand wird das Antriebsdrehmoment von den Ritzeln 71 über das rechte Seitenrad 73, die Zwischenwelle 88 und den Stift 91 auf die rechte Abtriebswelle 76 übertragen.

Die Übertragung von Drehmoment auf die linke und die rechte Abtriebswelle 75 und 76 erfolgt über die mit Bezug auf die Seitenräder 72 und 73 drehbaren Ritzel 71, so daß je­ der Unterschied der Drehgeschwindigkeit zwischen den Abtriebswellen 75 und 76 durch die Differentialfunktion (Ausgleichsfunktion) der Seitenräder und der Ritzel aufgefangen wird.

(c) Linkskurvenfahrt

Wenn das Kraftfahrzeug eine Linkskurve fährt, dreht sich entgegen dem vorstehend er­ läuterten Verhalten die linke Abtriebswelle 75, die mit Bezug auf die Kurvenfahrt des Fahrzeuges an der Innenseite liegt, langsamer als das Antriebsteil 61, während die rechte Abtriebswelle 76, die sich auf der Außenseite der Kurve befindet, rascher rotiert.

In diesem Fall wird auf der linken Seite des Antriebsteils 61 Drehmoment von dem Rit­ zel 71 über das Seitenrad 72 auf die linke Abtriebswelle 75 übertragen, während auf der rechten Seite die Gleitsteine 84 außer Eingriff mit den Anlageflächen 78 und 79 gehal­ ten werden, weil die rechte Abtriebswelle 76 rascher rotiert als das Antriebsteil 61, so daß das Antriebsteil 61 und die rechte Abtriebswelle 76 voneinander getrennt sind. In diesem Zustand wird Antriebsdrehmoment auf die rechte Abtriebswelle 76 über das Ritzel 71, das rechte Seitenrad 73, die Zwischenwelle 88 und den Stift 91 übertragen. Entsprechend der Erläuterung in den Abschnitten (b) und (c) sind während der Kur­ venfahrt des Fahrzeuges die linke und die rechte Abtriebswelle 75 und 76 von dem Antriebsteil 61 getrennt, und sie werden über die Ritzel 71 und die Seitenräder 72 und 73 gedreht. Dabei wirkt nur die Ausgleichsfunktion der Ritzel und der Seitenräder, so daß jede Differenz der Drehzahl zwischen der linken und der rechten Abtriebswelle wirkungsvoll ausgeglichen wird und Antriebsdrehmoment auf die betreffenden Abtriebs­ wellen entsprechend der Belastung der linken und rechten Räder verteilt wird.

Weil während der Kurvenfahrt die Gleitsteine 84 außer Eingriff mit den Anlageflächen 78 und 79 gehalten werden und daher das Antriebsteil 61 und die Abtriebswellen 75 und 76 voneinander getrennt sind, wird kein Widerstandsmoment erzeugt, selbst wenn das Fahrzeug eine enge Kurve mit niedriger Geschwindigkeit fährt.

(d) Die linken Räder gehen in den unbelasteten Zustand über

Wenn das linke Rad aus der Spur oder von der Straßenoberfläche wegkommen sollte oder auf eine eis- oder schneebedeckte Straßenoberfläche treffen sollte, wirkt keine Last auf die linke Abtriebswelle 75; nur die rechte Abtriebswelle 76 ist mit dem unter Last stehenden rechten Rad gekoppelt.

Weil dabei düs Antriebsteil 61 mittels des Antriebsritzels 64 gedreht wird, suchen die Ritzel 71 das linke und das rechte Seitenrad 72 und 73 zu drehen. Wenn dabei die Zwi­ schenwelle 88 von dem rechten Seitenrad 73 gedreht wird, kommen die Gleitsteine 83 aufgrund der Relativdrehung zwischen dem Steuerkäfig 80 und der rechten Abtriebs­ welle 76 in Klemmeingriff. Daher wird die rechte Abtriebswelle 76 von dem Antriebsteil 61 über die Gleitsteine 84 unmittelbar gedreht. Weil in diesem Fall keine Last von den Ritzeln 71 auf die Seitenräder 72 und 73 und umgekehrt übertragen wird, rotieren diese Räder gemeinsam mit dem Antriebsteil 61, während sie keine Drehbewegung mit Bezug aufeinander ausführen.

Die linke und die rechte Abtriebswelle 75 und 76 rotieren auf diese Weise mit gleicher Drehzahl, wobei die Ausgleichsfunktion gesperrt ist, so daß das Antriebsdrehmoment auf die antreibbare rechte Abtriebswelie 76 übertragen wird. Das Kraftfahrzeug kann daher in Fahrt gehalten werden.

(e) Das rechte Rad geht in den unbelasteten Zustand über

In diesem Fall wirkt keine Last auf die rechte Abtriebswelle 76. Nur die mit dem linken Rad gekoppelte linke Abtriebswelle 75 kann angetrieben werden.

Weil dabei das Antriebsteil 61 mittels des Antriebsritzels 64 gedreht wird, suchen die Ritzel 71 aufgrund der Drehung des Antriebsteils zusammen mit dem linken und dem rechten Seitenrad 72 und 73 zu rotieren. In diesem Fall wird der Widerstand von der Straßenoberfläche über das linke Rad auf das linke Seitenrad 72 übertragen. Dieser Widerstand bewirkt eine Drehbewegung der Ritzel 71.

Aufgrund dieser Bewegung der Ritzel wird das rechte Seitenrad 73 in Vorwärtsrichtung gedreht. Dies führt seinerseits zu einer Drehbewegung der Zwischenwelle 88, so daß die Gleitsteine 84 mit den Anlageflächen 78 und 79 in Eingriff kommen. Die rechte Abtriebswelle 76 wird daher von dem Antriebsteil 61 unmittelbar gedreht.

Bei direktem Antrieb der rechten Abtriebswelle 76 durch das Antriebsteil 61 wird die Ausgleichsfunktion in der oben erläuterten Weise gesperrt, so daß beide Seitenräder 72 und 73 zusammen mit dem Antriebsteil 61 rotieren können. Antriebsdrehmoment wird jetzt auch auf die linke Abtriebswelle 75 übertragen, so daß das Fahrzeug bewegt wer­ den kann.

Diese Funktionsweise gilt nicht nur für die Drehung des Antriebsteils 61 in der einen Richtung. Wenn sich das Antriebsritzel 64 in einer zu der oben erläuterten Richtung entgegengesetzten Richtung dreht, dreht sich der Steuerkäfig 80 im entgegengesetzten Sinn, so daß die Gleitsteine 84 mit den Anlageflächen 78 und 79 in entgegengesetzter Richtung in Eingriff kommen. Die oben erläuterte Funktionsweise läuft daher sowohl bei Vorwärtsfahrt als auch bei Rückwärtsfahrt in genau gleicher Weise ab.

In den Fig. 17 und 18 ist eine vierte Ausführungsform veranschaulicht, bei welcher die der Hülse 69 des Antriebsteils 61 gegenüberliegende Umfangsfläche einer rechten Ab­ triebswelle 100 als polygonaler Teil 101 ausgebildet ist. Der polygonale Teil 101 weist an seiner Außenumfangsfläche eine Mehrzahl von Anlageflächen 102 auf, die im Zusam­ menwirken mit einer zylindrischen Anlagefläche 103 der Hülse 69 keilförmige Räume bilden.

Ein ringförmiger Käfig 204 mit Taschen 105 ist zwischen den Anlageflächen 102 und 103 angeordnet. Jede Tasche 105 nimmt als Anlagekörper zwei Rollen 106 und 107 auf Ferner befindet sich in jeder der Taschen 105 ein elastisches Bauteil 108 zum Andrücken der Rollen 106 und 107 an die in Umfangsrichtung einander gegenüberliegenden Seitenflächen der Taschen 105.

Wenn sich bei dieser Ausbildung die Zwischenwelle 88 und der Käfig 104 in der einen oder der anderen Richtung mit Bezug auf die Abtriebswelle 100 drehen, wird derart Druck auf die Rollen 106 und 107 ausgeübt, daß die eine oder die andere Rolle mit den Anlageflächen 102 und 103 in Klemmeingriff kommt, wodurch das Antriebsteil 61 mit der rechten Abtriebswelle 100 gekoppelt wird.

Im übrigen entsprechen Aufbau und Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels dem Aufbau und der Funktionsweise des zuvor erläuterten dritten Ausführungsbeispiels.

Entsprechend sind äquivalente Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen, und sie sind nicht nochmals näher erläutert.

Sowohl bei der dritten als auch bei der vierten Ausführungsform können als Anlagekör­ per, die zwischen dem Eingangsteil und der betreffenden Abtriebswelle anzuordnen sind, Paare von Gleitsteinen vorgesehen werden, von denen in Abhängigkeit von der Drehrichtung jeweils der eine oder der andere mit den Anlageflächen in Eingriff kommt.

Das Differentialgetriebe gemäß dem dritten und dem vierten Ausführungsbeispiel können auch als vorderes Ausgleichsgetriebe, das mit den vorderen Radachsen eines Fahrzeuges mit Frontantrieb gekoppelt ist, oder als Ausgleichgetriebe für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb verwendet werden.

In den Fig. 19 bis 21 ist eine fünfte Ausführungsform des Differentialgetriebes veran­ schaulicht. Entsprechend Fig. 19 ist eine Antriebswelle 112 über Lager 113 in einem Gehäuse 111 drehbar gelagert. Ein Kegelrad 114 ist mit der Antriebswelle 112 drehfest verbunden. Mit dem Kegelrad 114 kämmt ein Ritzel 116, das auf einer externen An­ triebswelle 115 sitzt.

Drei eine Getriebeeinheit 117 bildende Wechselräder 118, 119 und 120 sind auf der An­ triebswelle 112 gelagert. Das mittlere Rad 119 kämmt mit einem Zahnring 122, der an der Außenumfangsfläche eines Ausgleichgetriebes 121 sitzt. Das Ausgleichgetriebe 121 weist ein Ausgleichgehäuse 123, mit dem Ausgleichgehäuse 123 über eine Trägerwelle 124 gekoppelte Ritzel 125 und zwei Seitenräder 126 und 127 auf, die mit den Ritzeln 125 kämmen. Wenn das Ausgleichgehäuse 123 mittels des Rades 119 gedreht wird, wird eine Drehkraft über die Ritzel 125 auf die Seitenräder 126 und 127 übertragen. Falls sich die Drehzahlen der Seitenräder 126 und 127 voneinander unterscheiden, drehen sich die Ritzel 125 und die Seitenräder 126 und 127 mit Bezug aufeinander, wodurch der Unterschied der Drehzahlen aufgefangen wird, so daß von der Last abhängige Dreh­ kräfte auf die betreffenden Seitenräder 126 und 127 übertragen werden.

Die Seitenräder 126 und 127 des Ausgleichgetriebes 121 sind mit Abtriebswellen 128 und 129 gekoppelt, die an dem Gehäuse 111 drehbar abgestützt sind. Außenzahnringe 131 und 132 sind auf den Abtriebswellen 128 und 129 über Lager 130 drehbar gelagert. Die Außenzahnringe 131 und 132 sind an ihren Außenumfangsflächen mit Verzahnungen 133 versehen, die mit den Rädern 118 und 120 auf beiden Seiten der Antriebswelle 112 kämmen.

Die Übersetzungsverhältnisse an den miteinander kämmenden Teilen zwischen den Rädern 118 und 120 sowie den Außenzahnringen 131 und 132 sind so eingestellt, daß sie größer als das Übersetzungsverhältnis an dem Kämmeingriffsteil zwischen dem mittle­ ren Rad 119 und dem Ausgleichgetriebe 121 sind, so daß bei Rotation der Antriebswelle 112 beide Außenzahnringe 131 und 132 rascher rotieren als das Ausgleichgehäuse 123.

Wie aus den Fig. 20 und 21 hervorgeht, sind die einander gegenüberliegenden Innen- und Außenflächen der Außenzahnringe 131 und 132 sowie der Abtriebswellen 128 und 129 als koaxiale zylindrische Flächen 134 und 135 ausgebildet. Zwischen den zylindrischen Flächen 134 und 135 sitzen mit den Außenzahnringen 131 und 132 über Stifte verbundene Festkäfige 136 von kleinerem Durchmesser sowie Steuerkäfige 137 von größerem Durchmesser. Die Steuerkäfige 137 sind an ihren Außenumfangsflächen mit Flanschen 138 ausgestattet, die mit Stiftöffnungen 139 versehen sind, in die Stifte 140, die an den Stirnflächen der Außenzahnringe 131 und 132 befestigt sind, lose eingreifen, so daß die Kä­ fige 137 zusammen mit den Außenzahnringen gedreht werden können. Die Steuerkäfige 137 und die Außenzahnringe 131, 132 können jedoch gegeneinander um eine Strecke gedreht werden, die gleich dem Spiel ist, das in der Drehrichtung zwischen den Stiften 140 und den Stiftöffnungen 139 gebildet wird. Der Verzögerungswinkel der Steuerkäfige 137 mit Bezug auf die Außenzahnringe wird durch die Größe des Spiels in der Drehrichtung be­ stimmt. Diese Größe ist so eingestellt, daß sie größer als die Strecke ist, um die sich (weiter unten erläuterte) Gleitsteine 146 von ihrer Neutralstellung zwischen den zylin­ drischen Flächen 134 und 135 bewegen, bis sie über elastische Bauteile 147 mit beiden Anlageflächen in Kontakt kommen.

Schlupfkupplungen 141 sind mit den Steuerkäfigen 137 gekuppelt, um die Dreh­ bewegung der Käfige mit Bezug auf die Außenzahnringe zu verzögern. Jede Schlupfkupplung 141 weist eine an dem Gehäuse 111 befestigte Reibscheibe 142 und eine koni­ sche Feder 143 auf, die zwischen der Reibscheibe 142 und dem Flansch 138 des Steuer­ käfigs 137 angeordnet ist. Die gegen die Flansche 138 angedrückten konischen Federn 143 schlupfen mit Bezug auf die Reibscheiben 142. Die durch den Schlupf verursachte Reibungskraft bewirkt eine Verzögerung der Drehbewegung der Steuerkäfige mit Bezug auf die Außenzahnringe.

Die Steuerkäfige 137 und die Festkäfige 136 sind mit einer Mehrzahl von einander ge­ genüberliegenden, in Umfangsrichtung verteilten Taschen 144 und 145 versehen. In je­ dem Paar der Taschen 144 und 145 sitzt ein Gleitstein 146, der mit den zylindrischen Flächen 134 und 135 in Eingriff kommen kann, wenn er entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn kippt. In den Taschen sind ferner elastische Bauteile 147 angeordnet, welche die Gleitsteine 146 in ihrer Neutralstellung zu halten suchen, in welcher sie außer Eingriff mit den zylindrischen Flächen 134 und 135 stehen.

Wenn das Differentialgetriebe gemäß der fünften Ausführungsform in einem Fahrzeug montiert wird, wird die Antriebswelle 115 mit der vom Motor angetriebenen Antriebs­ welle gekoppelt, während die Abtriebswellen 128 und 129 mit den Rädern auf beiden Seiten gekoppelt werden.

Wenn ein Drehmoment von der Antriebswelle 115 über die Ritzel 116 und das Kegelrad 114 auf die Antriebswelle 112 übertragen wird, werden das Ausgleichgetriebe 121 und die Außenzahnringe 131 und 132 mittels der drei Wechselräder 118, 119 und 120 in Rotation versetzt. Wegen des Unterschiedes der Übersetzungsverhältnisse der Wechselräder werden dabei die Außenzahnringe 131 und 132 rascher gedreht als das Ausgleichgetriebe 121.

In diesem Zustand rotieren die Außenzahnringe und die Steuerkäfige 137 zusammen; die Drehbewegung der Steuerkäfige 137 wird jedoch unter dem Einfluß der Schlupfkupplungen 141 mit Bezug auf die Außenzahnringe um eine Strecke verzögert, die der Größe der Spalte entspricht, die in der Drehrichtung zwischen den Stiften 140 und den Stift­ öffnungen 139 vorgesehen sind. Die Steuerkäfige 137 und die Festkäfige 136 werden in­ folgedessen gegeneinander verdreht, wodurch die Gleitsteine 146 kippen, bis sie mit den zylindrischen Flächen 134 und 135 in Kontakt kommen. Dies ist die Einrück-Bereit­ schaftsstellung.

Während einer normalen Fahrt des Fahrzeuges überholen die Außenzahnringe die Gleit­ steine 146, weil die mit dem Ausgleichgetriebe 121 gekoppelten Abtriebswellen 128 und 129 langsamer als die Außenzahnringe 131 und 132 rotieren; die Kupplung ist infolgedessen ausgerückt. Die Drehbewegung der Antriebswelle 112 wird infolgedessen über das Ausgleichgetriebe 121 auf die Abtriebswellen 128 und 129 übertragen, so daß alle Diffe­ renzen in den Raddrehzahlen durch die Differentialfunktion des Ausgleichgetriebes 121 ausgeglichen werden. Wenn dagegen eines der Räder (beispielsweise das in Fig. 19 rechte Rad) schlupft oder die Haftung auf der Straßenoberfläche verliert, nimmt die Drehzahl der mit diesem Rad gekoppelten Abtriebswelle 128 zu. Wenn diese Drehbewegung rascher wird als die Drehbewegung der Außenzahnringe 131, kommen die Gleitsteine 246 sofort mit den zylindrischen Flächen 134 und 135 in Eingriff. Daher wird die Drehbewegung der Antriebswelle 112 von dem Außenzahnringe 131 unmittelbar auf die Ab­ triebswelle 128 übertragen, wobei das Ausgleichgetriebe 121 gesperrt wird. Es erfolgt jetzt eine Übertragung der Antriebskraft auch auf die andere Abtriebswelle 128 und damit auf das Rad, das mit der Straßenoberfläche in festem Eingriff steht. Dies gewähr­ leistet eine stabile Fahrt des Fahrzeuges.

Die Kupplung wird in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Drehzahlen des Ausgleichgetriebes 121 und der Außenzahnringe 131 und 132 sowie der Drehzahlen der Abtriebswellen 128 und 129 selbsttätig ein- und ausgeschaltet. Durch Einstellen der oben genannten Drehzahldifferenz auf einen größeren Wert als die Drehzahldifferenz der Vorder- und Hinterräder während minimaler Kurvenfahrt des Fahrzeuges im Nor­ malzustand kann die Differentialfunktion selbsttätig gesperrt werden, wenn eines der Räder den Kontakt mit der Straßenoberfläche verlieren oder schlupfen sollte. Dies stellt eine stabile Fahrt des Fahrzeuges sicher.

Wenn sich bei der vorstehend erläuterten Anordnung die Richtung, in welcher die An­ triebswelle 112 von der Antriebswelle 115 gedreht wird, umkehrt, kippen die Gleitsteine 146 in der anderen Richtung, um mit den zylindrischen Flächen 134 und 135 in Eingriff zu kommen. Die Differentialbegrenzungsfunktion erfolgt daher in genau gleicher Weise unabhängig davon, ob sich das Fahrzeug vonvärts oder rückwärts bewegt.

Fig. 22 zeigt eine sechste Ausführungsform mit abgewandelter Schlupfkupplung. Die Schlupfkupplung 141' umfaßt in diesem Fall ein Lager 149, dessen Innenring auf einen Flansch 138' eines Steuerkäfigs 137' aufgepaßt ist, und einen Rahmen 150, der das Lager 149 mit dem Gehäuse 111 koppelt. Der Rahmen 150 ist so montiert, daß er eine Ausdehnung des Außenringes des Lagers 149 nach außen zuläßt, eine Drehbewegung dieses Ringes jedoch verhindert.

Das Lager 149 hat ein Spiel von Null oder mit einem negativen Wert in radialer Richtung, und es steht unter einer Vorspannung, die höher als ein normalerweise auftreten­ der Druck ist, um den Widerstand gegen eine Drehbewegung zu erhöhen. Dieser Drehwiderstand dient der Verzögerung des Steuerkäfigs 137', so daß sich dieser lang­ samer dreht als der Außenzahnring 131.

Bei der fünften und der sechsten Ausführungsform sind als Anlagekörper Gleitsteine 146 dargestellt, die durch Kippen im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn in Eingriff gebracht werden. Stattdessen können auch Gleitsteine vorgesehen werden, die symmetrisch angeordnet sind und sich nur in einer Richtung in Eingriff bringen lassen. Es können an Stelle der Gleitsteine aber auch Rollen vorgesehen werden.

Bei der fünften und der sechsten Ausführungsform wird das Differentialgetriebe als Radausgleichgetriebe benutzt. Das Differentialgetriebe läßt sich aber auch als zentrales Ausgleichgetriebe eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb einsetzen. In diesem Fall wird die mit der Antriebswelle 112 gekoppelte Antriebswelle 115 mit der Antriebswelle des Motors verbunden, und eine der beiden Abtriebswellen 128 und 129 wird mit den Ab­ triebswellen für die Vorderräder sowie die andere mit den Abtriebswellen für die Hin­ terräder verbunden.

Claims (7)

1. Differentialgetriebe mit einem eine Bohrung (1a) aufweisenden Differentialkorb (1, 41), einer in der Bohrung fest angeordneten Halterung (6) mit Wälzkörpern (9), die in der Halterung (6) derart gelagert sind, daß sie sich drehen können und, wenn der Differentialkorb (1, 41) rotiert, ein Drehmoment auf zwei Antriebswellen (10, 11) übertragen, die derart koaxial zu einer Drehachse des Differentialkorbs (1, 41) angeordnet sind, daß sie die Wälzkörper (9) von beiden Seiten einschließen, mit in der Bohrung (1a) zu beiden Seiten der Antriebswellen (10, 11) drehbar gelagerten Ab­ triebswellen (12, 13; 43, 44) mit zwischen den Abtriebswel­ len (12, 13; 43, 44) und dem Differentialkorb (1, 41) dreh­ bar gelagerten Käfigen (25, 47), die mit Taschen (26, 49) versehen sind, mit in den Taschen (26, 49) sitzenden Anla­ gekörpern (27, 28, 51), die bei relativer Drehung zwischen den Käfigen (25, 47) und den Abtriebswellen (12, 13; 43, 44) in der einen oder der anderen Richtung mit gegenüber­ liegenden Oberflächen (22, 24, 45, 46) des Differential­ korbs (1, 41) und der Abtriebswellen (12, 13; 43, 44) in Eingriff bringbar sind, und mit elastischen Bauteilen (29, 52), die in den Taschen (26, 49) angeordnet sind und die Anlagekörper (27, 28, 51) in einer Außereingriffsstellung zu halten suchen, wobei die Käfige (25, 47) mit den betref­ fenden Antriebswellen (10, 11) drehfest verbunden und die Antriebswellen (10, 11) mit den betreffenden Abtriebswellen (12, 13; 43, 44) mit Spiel (32) gekoppelt sind, so daß bei einer relativen Drehung zueinander nach Überwindung des Spiels (32) eine Antriebskraft zwischen den Antriebs- und Abtriebswellen (10, 11; 12, 13; 43, 44) übertragen werden kann, wobei im drehmomentfreien Zustand sich das Spiel (32) an den Koppelstellen wieder bilden kann.

2. Differentialgetriebe mit zwei Abtriebswellen (75, 76, 100), zwei den Abtriebswellen (75, 76, 100) gegenüber­ liegenden Seitenrädern (72, 73), einem Differentialkorb (61, 68, 69) als Antriebsteil, Ritzeln (71), die mit dem Differentialkorb (61, 68, 69) gekoppelt sind und mit den Seitenrädern (72, 73) kämmen, wobei eines der Seitenräder (72) mit einer der Abtriebswellen (75) drehfest gekoppelt ist und das andere Seitenrad (73) mit der anderen Abtriebs­ welle (76, 100) drehfest gekoppelt ist und wobei die andere Abtriebswelle (76, 100) und Differentialkorb (61, 68, 69) an ihren einander gegenüberliegenden Oberflächen mit Anla­ geflächen (78, 79, 102, 103) versehen sind, außerdem mit einem zwischen den Anlageflächen (78, 79, 102) drehbar ge­ lagerten und mit Taschen (82, 105) versehenen Käfig (80, 104), mit in den Taschen (82, 105) angeordneten Anlagekör­ pern (84, 106, 107), die mit den Anlageflächen (78, 79, 102) in Eingriff kommen können, wenn der Käfig (80, 104) und die andere Abtriebswelle (76, 100) sich mit Bezug auf­ einander drehen, mit elastischen Bauteilen (85, 108), die in den Taschen (82, 105) sitzen und die die Anlagekörper (84, 106, 107) außer Eingriff mit den Anlageflächen (78, 79, 102) zu halten suchen, sowie mit einer koaxial zu der anderen Abtriebswelle (76, 100) angeordneten Zwischenwelle (88), wobei der Käfig (80, 104) und die andere Abtriebs­ welle (76, 100) sowie das andere Seitenrad (73) über die Zwischenwelle (88) miteinander derart gekoppelt sind, daß ein Drehmoment zwischen diesen Bauteilen übertragen werden kann, und wobei die Zwischenwelle (88) und die andere Ab­ triebswelle (76, 100) unter Bildung von Spiel (92), das eine geringe Relativbewegung ermöglicht, in der Drehrich­ tung miteinander drehfest gekoppelt sind.

3. Differentialgetriebe mit einem Ausgleichgetriebe (121), das ein Gehäuse (123), zwei einander gegenüberlie­ gende Seitenräder (126, 127) und zusammen mit dem Gehäuse drehbare Ritzel (125) aufweist, die mit den Seitenrädern (126, 127) kämmen, ferner mit zwei mit den betreffenden Seitenrädern (126, 127) gekoppelten Abtriebswellen (128, 129), mit zwei auf den Abtriebswellen (128, 129) drehbar gelagerten Außenzahnringen (131, 132), mit zwischen den be­ treffenden Abtriebswellen (128, 129) und den Außenzahnrin­ gen (131, 132) sitzenden Käfigen (137), die sich zusammen mit den Abtriebswellen (128, 129) oder den Außenzahnringen (131, 132) unter Ausbildung von dazwischen liegendem, sich in Drehrichtung erstreckenden und eine geringe Relativdre­ hung ermöglichenden Spiel drehen können und die mit Ta­ schen (145) versehen sind, mit Anlagekörpern (146), die in den Taschen (145) angeordnet und mit einander gegenüberlie­ genden Flächen (134, 135) der Abtriebswellen (128, 129) und der Außenzahnringe (131, 132) in Eingriff bringbar sind, wenn sich die Abtriebswellen (128, 129) und die Käfige (137) in der einen oder der anderen Richtung gegeneinander drehen, mit in den Taschen (145) sitzenden elastischen Bau­ teilen (147), welche die Anlagekörper (146) in einer Neu­ tralstellung zu halten suchen, in der die Anlagekörper (146) außer Eingriff mit den einander gegenüberliegenden Flächen (134, 135) stehen, wobei das Gehäuse (123) des Aus­ gleichsgetriebes (121) und die Außenzahnringe (131, 132) mit einer Antriebswelle (112) so gekoppelt sind, daß sie sich zusammen drehen können, ferner mit an den Koppelstel­ len sitzenden Getriebeanordnungen (118, 120, 133) zum Erhö­ hen der Umdrehungszahlen beider Außenzahnringe (131, 132) sowie mit einer Schlupfkupplung (141, 141'), welche die Drehbewegung der Steuerkäfige (137) mit Bezug auf die Außenzahnringe (131, 132) um eine dem sich in Drehrichtung erstreckenden Spiel entsprechende Strecke verzögert.

4. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagekörper von je einem Paar von in Umfangsrichtung zueinander beabstandeter Rollen (27, 28, 106, 107) gebildet werden.

5. Differentialgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei benachbarte Rollen (27, 28 bzw. 106, 107) mittels eines dazwischen angeordneten elastischen Bauteils (29, 108) beabstandet sind.

6. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagekörper von Gleitsteinen (51, 84, 146) gebildet werden, deren radial äußere und innere Umfangsfläche als gekrümmte Flächen (53, 86) ausgebildet sind, deren Krümmungsmittelpunkte auf einer Mittelachse des Gleitsteins (51, 84, 146) liegen.

7. Differentialgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitsteine (51, 84, 146) mittels zwischen ihnen angeordneter elastischer Körper (52, 85, 147) beabstandet und in ihrer Neutralstellung gehalten sind, bei der die Mittelachse auf einer Radialen liegt.