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WO1990005250A1 - Differential mit einer reibkupplung - Google Patents

Differential mit einer reibkupplung Download PDF

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WO1990005250A1
WO1990005250A1 PCT/EP1989/001354 EP8901354W WO9005250A1 WO 1990005250 A1 WO1990005250 A1 WO 1990005250A1 EP 8901354 W EP8901354 W EP 8901354W WO 9005250 A1 WO9005250 A1 WO 9005250A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
differential
inner part
intermediate ring
friction
stop
Prior art date
Application number
PCT/EP1989/001354
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Sollbach
Walter Keller
Original Assignee
Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag filed Critical Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag
Publication of WO1990005250A1 publication Critical patent/WO1990005250A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/22—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using friction clutches or brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/08—Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/30—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H2048/204—Control of arrangements for suppressing differential actions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/38—Constructional details
    • F16H48/40—Constructional details characterised by features of the rotating cases

Definitions

  • the invention relates to a differential with a friction clutch according to the preamble of claim 1.
  • Such a differential is known from DE-B 106 57 31, in which a friction clutch is provided between a differential carrier and an axle shaft and is actuated both by the spreading forces resulting from the toothing and by a controllable adjusting device.
  • the actuating forces act on the opposite faces of a common plate pack.
  • the actuating force that becomes effective at a later time only becomes important if it exceeds the actuating force that started earlier.
  • the individual control parameters can only be coordinated with one another with insufficient differentiation.
  • the meshing between the bevel gears and the differential gears changes both in
  • the locking value originating from the bevel gear spreading force is dependent on the respective relationship between locking torque and ring gear torque and is thus determined by the design of the bevel gear toothing and the disk set. In practice, it is usually only designed for a value (e.g. 50%) that is significantly lower than would be necessary for a full lock to prevent tire wear and the destruction of sensitive road surfaces (e.g. turf) with tractors) during frequent driving maneuvers such as steering through bends etc. to a large extent. In other uses, however, such as. B.
  • Friction surfaces are usually too heavily loaded and therefore quickly destroyed.
  • it is also not possible to increase the number of lamellae of a package to reduce the specific load because otherwise the total play of all lamella pairs acting together will be greater than the permissible total spreading stroke due to the separating forces of the bevel gear teeth.
  • the friction increases no longer linearly with increasing number of plates, and there is usually also no space for an extension of the plate pack.
  • the object of the invention is seen in, starting from the prior art according to DE-B 106 57 31, to further develop such a differential that already With a small gear expansion stroke, a partial locking torque for portable friction surface loads that is favorable for normal operation arises, but the load on the friction surfaces can still be kept within a portable frame even when actuated by means of additional external force actuation until full locking.
  • Another aim of the invention is to keep the required actuating force small and to be able to get by with light and compact elements with less energy.
  • the washer in the direction of the differential center is subjected to the same amount of compression as the then acting slats of the inner part as soon as an external force that is greater than the spreading force is introduced.
  • the inner part of the friction clutch disk set which is preferably smaller in number of disks, can be activated with favorable surface loads without external force, whereas full use of external forces that are above the spreading force can be achieved with the two coupling parts then interacting, without causing friction surface overloads.
  • the spreading stroke is therefore optimal for normal use without the use of external forces with minimal lamella play and thus without disadvantages for the teeth as a result of excessive changes in engagement exploitable.
  • Axially subdivided friction disk packs are already known per se in the case of self-locking differentials with the possibility of actuation.
  • the lamellae lie axially in front of the differential cage and divide the washers into a package that can only be actuated from the outside by a differential lock and a brake that cannot be influenced by it, with housing support, which can also be actuated externally by a spreading mechanism.
  • a differential lock and a brake that cannot be influenced by it
  • housing support which can also be actuated externally by a spreading mechanism.
  • the lock is also not actuated by the gear expansion pressure.
  • the clutch is subdivided with the help of an intermediate ring guided in the housing or held in a rotationally fixed manner, which is supported under spreading force only against a stop in the differential housing which in turn can be displaced inward in the direction of the driven gear, it is avoided that the friction plates of the outer part of the clutch are also prevented by the bevel gear spreading force be squeezed together. Due to the freely movable arrangement of the intermediate ring in the direction of the introduction of external forces or against the bevel gear, the entire plate pack can be used while equalizing the individual plate loads. In the case of an arrangement of the intermediate ring that is non-rotatable relative to the differential cage, no outer disks are necessary directly after it if it has corresponding surfaces and is made of a suitable material.
  • the inner part of the disk pack which can be actuated by the expansion force, is assigned a significantly smaller proportion of the friction surface than the outer part, which can only be actuated by external force, a locking value which is desirable for many applications is achieved. Due to the axial division of the friction plate pack according to the invention into a preferably shorter inner part and a longer outer part, it is possible to provide the part of the plate pack that can be activated solely by the toothing spreading forces only with a reduced number of friction plate pairs with a lower locking torque than that from the external force, without any disadvantages as a result having to accept high surface pressures or different main dimensions. With the differential cage diameter enlarged above the combined plate pack, there are also larger contact surfaces for the end plates, in order to be able to absorb the higher thrust forces from the introduction of external forces.
  • the lock-up clutch according to the invention can also be used with differentials in driven steering axles, the axle shafts of which depend on Move the steering lock axially.
  • the use of such limited slip differentials in axle drives is possible where the axle shafts forces, for. B. from the wheel suspension. The full lock remains reliably switched off and does not come z. B. undesirable when steering movements on uneven road.
  • a differential bevel gear 1 meshes with one of two axially opposite bevel gears 2A and 2B. These are non-rotatably on axially facing free ends of axle shafts 21 and 22, but axially displaceable.
  • Clutch disk sets 31 and 32 are arranged on the hubs of the differential driven wheels 2A and 2B, the outer disks 4A and 4B of which are supported on the differential carrier 5. That in the
  • the lamella pack 31 shown on the left consists of an inner part I and an outer part E.
  • the inner part I is equipped here with the same blocking value as the lamella pack 32 shown on the right.
  • the outer part E of FIG. 31 is prepared for the additional external actuation together with the inner part I.
  • the separating force from the toothing between the gear wheels 1 and 2 generates in the friction clutches 311 and 32 consisting of inner disks 3A and 3B and outer disks 4A and 4B between the axle shafts 21 and 22 or the hubs of the driven wheels 2A and 2B which are displaceable on them on the one hand and the differential cage 5 holding the outer disks 4A or 4B in a rotationally fixed manner or the ring gear attached thereto, the locking torque dependent on the torque introduced there.
  • This outer ring 7 is preceded by the outer part E of the power-operated clutch 31.
  • the intermediate ring 7 can also be used as an outer plate if it is provided with corresponding toothing and diameter. Slats can thus be saved.
  • the external force F can be introduced in a known manner by any control elements (hydraulic, magnetic, mechanical, etc.).
  • any control elements hydroaulic, magnetic, mechanical, etc.
  • an axially displaceable sleeve 8 is guided under a support bearing against a loosely arranged one upstream of the outer part E.
  • the differential cage housing 5 is enlarged above the combined disk pack 31 to below the ring gear.
  • Turn 6A in the intermediate ring 7 is greater than the sum of the width of the ring 6 and the maximum stroke of the inner plate pack 9. It is also possible to use the stop ring 6 displaceably in the direction of the driven gear 2A, whereby it must have an axial clearance that is larger than the stroke of the inner plate pack I. All the lamellae 3A and 4A and the intermediate ring 7 are pressed evenly through the pressure plate 9 against the outer surface 10. An axial distance of greater than zero thus results between the outer contact surface 7A of the intermediate ring 7 and the outer surface 6B of the stop ring 6.
  • the distance from the surface 7A to the differential center M must be greater than from the surface 6B to the center M, so that the outer part E of the plate pack 31 with a predominant external force component F under the same plate pressure via the intermediate ring 7 against the outer contact surface 10 of the housing 5 supports.
  • the spreading stroke S alone Lamellae of the inner part I against the outer surface 11 of the driven gear 2A, with predominant external force F against the contact surface 10 of the housing 5.
  • This self-locking value for tractors and construction vehicles is preferably set at around 20 to 30 percent locking value. However, the latter is achieved without overloading the lamellae of the inner part I if the lamella combination I + E according to the invention is loaded to a greater extent by an external force F than by the spreading force S.
  • the invention is also applicable if both sides of the differential are provided with identical, externally actuated multi-plate clutches. It is also irrelevant for the invention what the rest of the design of the limited slip differential is, or how the external force is introduced via the actuator extension or actuating sleeve 8. Reference sign

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Abstract

Diese Reibkupplung eines Differentials weist ein durch einen Zwischenring (7) in ein Innenteil (I) und ein Außenteil (E) axial unterteiltes Reiblamellenpaket (31) auf. Dasselbe ist in Drehrichtung zwischen Achswelle (21) und Differentialkorb (5) abgestützt und sowohl durch Andrückbewegungen des axialverschieblichen Abtriebsrades (2A) aufgrund der Zahntrenn- bzw. -spreizkräfte zusammendrückbar als auch durch eine beliebige Fremdkraft, z.B. über eine Schiebemuffe (8) gegen eine äußere Druckplatte (9). Durch einen den Spreizhub (S) des Abtriebsrades (2A) nach außen begrenzenden Anschlagring (6), der dem Zwischenring (7) in Spreizhubrichtung nur das Lüftspiel der ihm kegelradseitig vorgeordneten Lamellen des Innenteiles (I) läßt, werden diese schon mit nur geringem Spreizhub (S) aktivierbar, ohne daß die Lamellen des Außenteiles (E) mitbelastet werden und ein entsprechend größerer Spreizhub (S) aufgebracht werden müßte. Bei Fremdkrafteinleitung (F) über die Druckplatte (9) bilden die Lamellen beider Teile (I, E) ein gemeinsames Kupplungspaket (31), weil sich der Zwischenring (7) unter dem Druck des äußeren Lamellenpaketes (E) gegen das Innenteil (I) anlegt und beide schließlich unter Einschluß des Zwischenringes (7) gleichmäßig gemeinsam auf Block kommen, wobei das Innenteil (I) gegen das Gehäuse (5) bzw. dessen Anlagefläche (10) anliegt. Diese Bauweise ergibt neben günstigeren Reibflächen-Lastverteilungen und geringeren Spreizhüben (S) ein rasches Ansprechverhalten ohne Stöße bei Schonung der Differentialverzahnungen.

Description

Differential mit einer Reibkupplung
Die Erfindung betrifft ein Differential mit einer Reibkupplung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der DE-B 106 57 31 ist ein derartiges Differential bekannt, bei dem eine Reibkupplung zwischen einem Differentialkorb und einer Achswelle vorgesehen ist und sowohl durch die aus der Verzahnung resultierenden Spreizkräfte als auch durch eine ansteuerbare Stellvorrichtung betätigt wird. Die Betätigungskräfte wirken jeweils auf die gegenüberliegenden Stirnseiten eines gemeinsamen Lamellenpaketes. Dadurch kommt der jeweils später wirksam werdenden Betätigungskraft erst dann eine Bedeutung zu, wenn sie die früher einsetzende Betätigungskraft übersteigt. Die einzelnen Regelparameter können nur ungenügend differenziert aufeinander abgestimmt werden. Außerdem verändert sich der Zahneingriff zwischen den Achskegelrädern und den Ausgleichsrädern sowohl in
Abhängigkeit vom Drehmoment als auch in Abhängigkeit von der zusätzlichen Betätigungskraft. Es ist schwierig, die axiale Verstellung der Achskegelräder für den ungünstigsten Fall, daß nur sehr hohe, drehmomentabhängige Betätigungskräfte wirken, in zulässigen Grenzen zu halten. Der aus der Kegelräderspreizkraft stammende Sperrwert ist nämlich vom jeweiligen Verhältnis zwischen Sperrmoment und Tellerradmoment abhängig und somit durch die Auslegung der Kegelradverzahnung und des Lamellenpaketes festgelegt. In der Praxis wird er meistens nur auf einen Wert (z. B. 50 %) ausgelegt, der deutlich niedriger ist, als zu einer Vollsperrung nötig wäre, um Reifenverschleiß und Zerstörungen empfindlicher Fahrbahnen (wie z. B. Grasnarbe bei Traktoren) bei häufigen Fahrmanövern wie beim Lenken durch Kurven etc. weitgehend zu vermeiden. Bei anderen Einsätzen jedoch, wie z. B. bei Fahrbahnen mit stark unterschiedlichen Kraftschlußbeiwerten an beiden Rädern einer Achse, beispielsweise beim Anfahren, Steigungsfahrten, Geländefahrten, Erdbewegungseinsätzen, zum Pflügen etc. sollen jedoch durch bewußte verstärkte Sperrung des Differentials mit den gleichen Mitteln stufenlos steigerbare Sperrwerte bis zu 100 Prozent des zur Vollsperrung erforderlichen Sperrmomentes verfügbar sein.
Die Erfüllung dieser Doppelanforderungen (einerseits selbsttätig und schwach wirkend, andererseits individuell dosierbar bis zu stärkstmöglich) stößt mit den bisher bekannten Sperrdifferentialkupplungen nach dem Stand der Technik jedoch auf Schwierigkeiten. Einerseits würden bei den üblichen kurzen Lamellenpaketen, die in der Regel für den Normalbedarf aufgrund der Kegelräderspreizkraft und bis ca. maximal 50 Prozent des vollen Sperrwertes ausgelegt werden, bei häufigem Hinzukommen der Fremdkraft die
Reibflächen meistens zu hoch belastet und somit schnell zerstört. Andererseits ist es aus mehreren Gründen auch nicht möglich, die Zahl der Lamellen eines Paketes zur Senkung der jeweiligen spezifischen Belastung beliebig zu vergrößern, weil sonst das Gesamtspiel aller gemeinsam wirkenden Lamellenpaare größer wird als der zulässige gesamte Spreizhub aufgrund der Trennkräfte der Kegelräderverzahnung. Zudem erhöht sich die Reibleistung mit steigender Lamellenzahl nicht mehr linear, und es fehlt meistens auch an Platz für eine Verlängerung des Lamellenpaketes.
Die Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, ausgehend vom Stand der Technik nach der DE-B 106 57 31, solch ein Differential so weiterzuentwickeln, daß schon mit geringem Verzahnungsspreizhub ein für den Normalbetrieb günstiges Teilsperrmoment bei tragbaren Reibflächenbelastungen entsteht, aber sich auch bei Ansteuerung mittels zusätzlicher Fremdkraftbetätigung bis zur Vollsperrung die Belastung der Reibflächen noch in tragbarem Rahmen halten läßt.
Weiteres Ziel der Erfindung ist es, die erforderliche Stellkraft an sich kleinzuhalten und auch dadurch mit leicht- und kompaktbauenden Elementen bei geringerem Energieaufwand auskommen zu können.
Die Lösung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 dadurch erreicht, daß das vollständig innerhalb des Differentialkorbes gelegene Lamellenpaket der Reibkupplung mittels eines in Achswellenrichtung durch Spreizhub allein zum Gehäuse in Anlage bringbaren Zwischenringes axial so unterteilt wird, daß selbsttätig stets nur die Lamellen des Innenteiles der Kupplung auf Block gehen, jedoch die Lamellen des Außenteiles auch ohne gleichzeitigen Spreizhub unter Mitbewegung der
Zwischenscheibe in Richtung der Differentialmitte eine gleich starke Zusammenpressung wie die dann mitwirkenden Lamellen des Innenteiles erfahren, sobald eine gegenüber der Spreizkraft überwiegende Fremdkraft eingeleitet wird. So kann einerseits ohne Fremdkraft bereits mit dem geringen Spreizhub der vorzugsweise an Lamellenanzahl kleinere Innenteil des Reibkupplungs-Lamellenpaketes bei günstigen Flächenbelastungen aktiviert werden, während durch über der Spreizkraft liegenden Fremdkrafteinsatz mit den dann zusammenwirkenden beiden Kupplungsteilen Vollsperrungen herbeiführbar sind, ohne daß es zu Reibflächenüberlastungen kommt. Der Spreizhub ist somit für den Normalfall ohne Fremdkrafteinsatz bei minimalem Lamellenspiel und somit ohne Nachteile für die Verzahnung infolge zu starker Eingriffsveränderungen optimal ausnutzbar. Und dennoch führt eine Vollsperrung nicht zu ungleichmäßiger Lamellenbeanspruchung, weil beim gemeinsamen Zusammenwirken beider Teilkupplungen die Reibflächen durch Fremd- und Spreizkraft gleichmäßig belastet werden. Diese Reibkupplungsbauart eignet sich damit vorteilhafter zur Anbindung an progressiv arbeitende Steuerungen, wie z. B. bei Lenkwinkelabgriff, ABS etc., weil sich bei Gleichzeitigkeiten von Spreiz- und Fremdkraft keine Belastungsspitzen ergeben. Zudem ist die Achswelle unter dem hohlwellenartigen Lamellenträger gegenüber diesem ausreichend verschieblich für Lenkmanöver.
Bei der Erfindung ist noch vorteilhaft, daß bei allein durch Fremdkraft aktivierter Kupplungsbetätigung stets eine Lamellenabstützung auf geräuschdämpfende Weise gegen das Differentialgehäuse erfolgt.
Axial unterteilte Reiblamellenpakete sind bei Selbstsperrdifferentialen mit Ansteuerungsmöglichkeit an sich schon bekannt.
Nach der DE-A-36 20 924 liegen die Lamellen jedoch axial vor dem Differentialkorb und unterteilen die Zwischenscheiben das Paket in eine nur von außen ansteuerbare Differentialsperre und eine davon unbeeinflußbare Bremse mit Gehäuseabstützung, die durch eine Spreizmechanik ebenfalls fremdbetätigbar ist. Hier besteht somit keine Zweistufigkeit der Sperre und existiert kein Lamellenbelastbarkeitsproblem. Auch wird die Sperre nicht vom Verzahnungsspreizdruck mitbetätigt.
Nach der DE-C-27 44 330 wurde zwar eine mittels Zwischenring axial zweigeteilte Sperrkupplung mit Lamellenpaket innerhalb des Differentialkorbes bekannt, jedoch ist dort der Zwischenring ähnlich einer Gehäusetrennwand selbst Teil des Differentialkorbes und dient der Konstanthaltung des Zahnspieles des Achskegelrades bei Drehmomentunterschieden. Eine Ansteuerbarkeit ist nicht vorgesehen, auch nicht eine Zweistufigkeit der Sperrwirkung, so daß auch keine Reibflächenbelastungsprobleme auftreten, wie sie die Erfindung behebt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den ünteransprüchen beschrieben.
Erfolgt die Kupplungsunterteilung mit Hilfe eines im Gehäuse geführten oder drehfest gehalterten Zwischenringes, welcher sich unter Spreizkraft allein gegen einen seinerseits in Richtung Abtriebsrad nach innen verschieblichen Anschlag im Differentialgehäuse nach außen hin abstützt, wird vermieden, daß auch die Reiblamellen des Außenteiles der Kupplung durch die Kegelräderspreizkraft zusammengedrückt werden. Durch die freibewegliche Anordnung des Zwischenringes in Richtung der Fremdkrafteinleitung bzw. gegen das Kegelrad kann indessen unter Egalisierung der einzelnen Lamellenbelastungen das gesamte Lamellenpaket genutzt werden. Bei einer zum Differentialkorb drehfesten Anordnung des Zwischenringes sind unmittelbar an ihn anschließend keine Außenlamellen notwendig, wenn er entsprechende Oberflächen hat und aus geeignetem Material ist.
Wenn dem spreizkraftbetätigbaren Innenteil des Lamellenpaketes ein deutlich kleinerer Reibflächenanteil als dem nur durch Fremdkraft mitbetätigbaren Außenteil zugeordnet ist, wird ein für viele Einsatzfälle wünschenswert niedriger Sperrwert erreicht. Durch die erfindungsgemäße Axialunterteilung des Reiblamellenpaketes in einen vorzugsweise kürzeren Innenteil und einen längeren Außenteil ist es möglich, den allein durch die Verzahnungsspreizkräfte aktivierbaren Teil des Lamellenpaketeε lediglich durch eine verringerte Anzahl von Reiblamellenpaaren mit einem geringeren Sperrmoment als dem aus der Fremdkraft auszustatten, ohne dabei Nachteile infolge zu hoher Flächenpressungen oder durch unterschiedlich große Hauptabmessungen in Kauf nehmen zu müssen. Mit über dem kombinierten Lamellenpaket vergrößertem Differentialkorbdurchmesser ergeben sich auch größere Anlageflächen der Endlamellen, um die höheren Schubkräfte aus der Fremdkrafteinleitung besser aufnehmen zu können.
Werden die Innenlamellen auf einer Nabe des Abtriebsrades drehfest gehaltert und die darin eingeschobene Achswelle axial beweglich geführt und vor deren Stirnseiten ausreichend Freiraum für Axialbewegungen der Achswellen vorgesehen, so läßt sich die erfindungsgemäße Sperrkupplung auch bei Differentialen in angetriebenen Lenkachsen einsetzen, deren Achswellen sich in Abhängigkeit vom Lenkeinschlag axial bewegen. Ebenso wird damit eine Verwendung solcher Sperrdifferentiale in Achsgetrieben möglich, wo die Achswellen Kräfte, z. B. aus der Radaufhängung, aufzunehmen haben. Die Vollsperre bleibt damit zuverlässig abschaltbar und kommt auch nicht z. B. bei Lenkbewegungen auf unebener Fahrbahn unerwünscht zustande.
Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung. Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Nach der Zeichnung kämmt je ein Ausgleichskegelrad 1 mit einem von zwei einander koaxial gegenüberliegenden Achskegelrädern 2A bzw. 2B. Diese sind auf einander zugewandten freien Enden von Achswellen 21 und 22 drehfest, jedoch axial verschieblich geführt. Auf den Naben der Differentialabtriebsräder 2A und 2B sind Kupplungs- Lamellenpakete 31 und 32 angeordnet, deren Außenlamellen 4A bzw. 4B sich am Differentialkorb 5 abstützen. Das in der
Fig. 1 links gezeichnete Lamellenpaket 31 besteht aus einem inneren Teil I und einem äußeren Teil E. Der innere Teil I ist hier mit einem gleichen Sperrwert wie das rechts gezeichnete Lamellenpaket 32 ausgestattet. Der äußere Teil E von 31 ist für die zusätzliche Fremdbetätigung gemeinsam mit dem inneren Teil I vorbereitet. Die Trennkraft aus der Verzahnung zwischen den Zahnrädern 1 und 2 erzeugt in den aus Innenlamellen 3A bzw. 3B und Außenlamellen 4A bzw. 4B bestehenden Reibkupplungen 311 und 32 zwischen den Achswellen 21 und 22 bzw. den auf ihnen verschieblichen Naben der Abtriebsräder 2A bzw. 2B einerseits und dem die Außenlamellen 4A bzw. 4B drehfest haltenden Differentialkorb 5 bzw. dem daran befestigten Tellerrad, das von dem dorther eingeleiteten Moment abhängige Sperrmoment. Damit dieses jeweils auf beiden Achswellen 21 und 22 bzw. deren Räder etwa gleich groß wird, empfiehlt es sich, auf beiden Seiten der Differentialmitte M je ein für gleich große Sperrmomente ausgelegte Kupplungs-Lamellenpaket 311 und 32 vorzusehen. Mindestens eines davon ist nach der Erfindung zusätzlich fremdbetätigbar, jedoch durch entsprechend größere Lamellenanzahl darauf eingerichtet, bei Einleitung der Fremdkraft F noch ohne uberbeanspruchung der Reibflächen arbeiten zu können. In dem fremdbetätigbaren Reiblamellenpaket 31, das axial unterteilt ist in einen dem Abtriebsrad 2A zugewandten kürzeren Innenteil I und einen längeren Außenteil E, befindet sich axial zwischen denselben ein den Verzahnungsspreizhub S und die aus der Spreizkraft resultierende Druckkraft der Lamellen 3A und 4A des Innenteiles I in einer Ringnut 6C im 5 Außenlamellenträger 5A axial abstützender Anschlagring 6. Ihm ist differentialseitig ein Zwischenring 7 zugeordnet, welcher axialverschieblich geführt ist, aber an seinem differentialabgewandten Außenrand eine Eindrehung 6A besitzt, deren axiale Tiefe bis zu einer
-.Q differentialabgewandten Stirnfläche 6D etwas größer als die axiale Breite des Anschlagringes 6 ist. Damit ist der Zwischenring 7 nur in Richtung Außenteil E axial festgelegt und hat zum Achskegelrad 2A hin einen axialen Freigang, der größer ist als der Hub des inneren Lamellenpaketes I.
,c Diesem Zwischenring 7 außen vorgeordnet ist das Außenteil E der fremdkraftbetätigbaren Kupplung 31. Der Zwischenring 7 ist auch als Außenlamelle .mitverwendbar, wenn er entsprechende Verzahnung und Durchmesser erhält. Damit können Lamellen eingespart werden.
20 Die Einleitung der Fremdkraft F kann auf bekannte Weise durch beliebige Stellorgane (hydraulisch, magnetisch, mechanisch etc.) erfolgen. Im Beispiel ist dazu eine axialverschiebliche Muffe 8 unter einem Stützlager hindurch gegen eine dem Außenteil E vorgeordnete, lose geführte
25 Druckplatte 9 vorgesehen. Die kegelradseitige Abstützung des Lamellenpaketes 31 erfolgt bei einer die Spreizkraft S überwiegenden Fremdkrafteinleitung F unter gleichmäßiger Pressung aller Lamellenpaare und der Zwischenscheibe 7 gegen eine Druckplatte 4 radseitig vor der äußeren
30 Anlagefläche 10 des Differentialkorbgehäuses 5, die dann mit der Außenfläche 11 des Abtriebsrades 2A fluchtet. Bei Spreizhub S alleine kommt es nur zur Anlage gegen die Anlagefläche 11 des Abtriebsrades 2A. Die Anlagefläche 11 zur Druckplatte 4 braucht daher nur weniger als halb so
35 groß sein wie die Fläche 10, die bei verstärkter Fremdkrafteinleitung F das volle Sperrmoment halten muß. Dazu ist das Differentialkorbgehäuse 5 über dem kombinierten Lamellenpaket 31 bis unter das Tellerrad vergrößert.
Mit der vorgeschilderten Anordnung halten der
Anschlagring 6 und der Zwischenring 7 die Reiblamellen des Außenteiles E des fremdkraftbetätigbaren Kupplungs- Lamellenpaketes 31 außer Aktion, wenn lediglich die Verzahnungsspreizkraft S wirkt. Andererseits werden diese Lamellen des Außenteiles E zuzüglich derjenigen des Innenteiles I gemeinsam beaufschlagt, sobald die Fremdkraft F eingeleitet wird. Wenn diese gegenüber der Spreizkraft S überwiegt, wird der Zwischenring 7 in Richtung Abtriebsrad 2A vom Anschlagring 6 weggeschoben. Dies wird dadurch erreicht, daß die Breite der
Eindrehung 6A im Zwischenring 7 größer ist als die Summe aus der Breite des Ringes 6 und des maximalen Hubes des inneren Lamellenpaketes 9. Es ist auch möglich, den Anschlagring 6 in Richtung Abtriebsrad 2A verschieblich einzusetzen, wobei er einen axialen Freigang haben muß, der größer als der Hub des inneren Lamellenpaketes I ist. Alle Lamellen 3A und 4A sowie der Zwischenring 7 werden dabei gleichmäßig durch die Druckplatte 9 gegen die Außenfläche 10 gepreßt. Zwischen der äußeren Anlagefläche 7A des Zwischenringes 7 und der außenliegenden Fläche 6B des Anschlagringes 6 ergibt sich somit ein Axialabstand von größer als Null. Dabei muß der Abstand von der Fläche 7A zur Differentialmitte M größer sein als von der Fläche 6B zur Mitte M, damit sich der außenliegende Teil E des Lamellenpaketes 31 sich bei überwiegendem Fremdkraftanteil F unter gleichem Lamellendruck über den Zwischenring 7 gegen die äußere Anlagefläche 10 des Gehäuses 5 abstützt. Beim Spreizhub S allein liegen die Lamellen des Innenteiles I gegen die Außenfläche 11 des Abtriebsrades 2A an, bei überwiedender Fremdkraft F gegen die Anlagefläche 10 des Gehäuses 5.
im Beispiel sind für beide Teile E und I des fremdbetätigbaren Lamellenpaketes 31 gleich große Lamellen 3A und 4A eingesetzt und für das auf der Gegenseite des Differentials angeordnete, nicht direkt ansteuerbare Lamellenpaket kleine Lamellendurchmesser vorgesehen.
Dies hat den Vorteil, daß ein einteiliges Gehäuse eingesetzt werden kann. Dabei bleibt es möglich, durch eine entsprechende Lamellenanzahl einen etwa gleichen Sperrwert wie mit den auf Spreizhübe S des Abtriebsrades 2A ansprechenden größeren Lamellen des Innenteiles I des kombinierten Lamellenpaketes 31 auf der anderen Seite einzustellen. Bevorzugt wird dieser Selbstsperrwert für Schlepper und Baufahrzeuge bei etwa 20 bis 30 Prozent Sperrwert angesetzt. Letzterer wird aber ohne Überlastung der Lamellen des Innenteiles I erreicht, wenn die erfindungsgemäße Lamellenkombination I + E mittels einer Fremdkraft F höher belastet wird als durch die Spreizkraft S.
Die Erfindung ist auch anwendbar, wenn beide Seiten des Differentials mit identischen, fremdbetätigbaren Lamellenkupplungen versehen werden. Gleichfalls ist für die Erfindung unmaßgeblich, wie die übrige Gestaltung des Sperrdifferentiales ist, oder auf welche Weise die Fremdkraft über die Stellgliedverlängerung bzw. Betätigungsmuffe 8 eingeleitet wird. Bezu szeichen
Figure imgf000013_0001
E Außenteil von 31 F Fremdkrafthub
I Innen eil von 31
M Differentialmitte
S Spreizhub

Claims

A n s p r ü c h e
1. Differential mit einer Reibkupplung, bei welcher zwischen einem Differentialkorb (5) und einer Achswelle (21, 22) ein Lamellenpaket (31) in Drehrichtung abgestützt ist, welches auf seiner einen Stirnseite durch drehmomentabhängige Spreizkräfte (S) , die aus der 0 Verzahnung eines Abtriebsrades (2A) mit einem Ausgleichsrad (1) resultieren und auf seiner anderen Stirnseite durch ein ansteuerbares Stellglied (8) beaufschlagbar ist, c - wobei sich das Lamellenpaket (31) zum Abtriebsrad (2A) hin an eine Druckscheibe (4). abstützt, deren axialer Weg durch einen Anschlag (4) im Differentialkorb (5) zum Abtriebsrad (2A) hin begrenzt ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , 0 daß das Lamellenpaket (31) durch einen Zwischenring (7) in einen Innenteil (I) und einen abtriebsseitigen Außenteil (E) axial unterteilt ist, und daß der Zwischenring (7) sich zum Stellglied (8) hin an einem zweiten Anschlag (6) abstützt, zum 5 Abtriebsrad (2A) hin aber verschiebbar ist.
2. Differential nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,
- daß der zweite Anschlag von einem Anschlagring (6) gebildet ist, der in einer Ringnut (6C) in einem 0 Lamellenträger (5A) axial gesichert ist,
- und welcher mit einer Stirnfläche (6D) an der differentialseitigen Schulter einer zum Stellglied (8) hin offenen Eindrehung (6A) des Zwischenringes (7) anliegt, 5 - wobei die axiale Stärke des Anschlagringes (6) geringer ist als die axiale Breite der Eindrehung {6A) .
3. Differential nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zwischenring (7) eine verstärkte Außenlamelle (4) mit Eindrehung (6A) ist.
4. Differential nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Innenteil (I) es geteilten Lamellenpaketes (31) einen kleineren Reibflächenanteil als der Außenteil (E) aufweist.
5. Differential nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hauptabmessungen der Lamellen (3A, 4A) für den Innenteil (I) und den Außenteil (E) der Reibkupplung gleich und gleiche Axialprofile vorgesehen sind.
6. Differential nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Innenlamellenträger (2AA) des
Lamellenpaketes (31) eine Außenverzahnung einer Nabe des Abtriebsrades (2A) ist, die ihrerseits eine Innenverzahnung aufweist, in der eine Keilverzahnung der Achswelle (21) axial beweglich geführt ist, wobei vor den Stirnseiten beider Achswellen (21 + 22) ausreichend Freiraum für Axialbewegungen der
Wellen (21 + 22) vorhanden ist.
7. Differential nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , - daß dem Anschlag (4) des Innenteiles (I) ein Anlagefläche (10) des Differentialkorbes (5) zugeordnet ist, die größer als die Anlagefläche (11) am Abtriebsrad (2A) ist, und daß bei überwiegender Fremdkraft (F) beide Anlageflächen (10, 11) radial fluchten.
8. Differential nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Außenlamellentrager (5A) des Lamellenpaketes (31) eine Innenverzahnung des Differentailkorbes (5) ist.
9. Differentail nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ringnut (6C) im Außenlamellentrager (5A) eingearbeitet ist.
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