Differentialgetriebe Beschreibung Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Differentialgetriebe mit einem Getriebegehäuse, einem Umlaufgehäuse das in dem Getriebegehäuse um eine Getriebeachse drehbar gelagert ist, einem Planetenträger der in dem Umlaufgehäuse sitzt, sowie einem ersten und einem zweiten Abtriebssonnenrad das in dem Planetenträger koaxial zur Getriebeachse angeordnet ist, wobei durch dieses Differentialgetriebe die an das Umlaufgehäuse angelegte Antriebsleistung auf das erste und auf das zweite Abtriebssonnenrad unter temporärer Überlagerung eines als Friktionsmoment generierten Koppelungsmomentes verzweigt wird.

Hintergrund der Erfindung

Differentialgetriebe werden allgemein als Umlaufrädergetriebe ausgeführt und dienen überwiegend der Verzweigung oder Verteilung einer über einen Leis- tungseingang zugeführten Eingangsleistung auf zwei Antriebswellen. Am häufigsten werden Differentialgetriebe als sog. Achsdifferentialgetriebe im Automobilbau verwendet. Hierbei wird die durch einen Antriebsmotor bereitgestellte Antriebsleistung über das Differentialgetriebe auf Radantriebswellen von getriebenen Laufrädern verteilt. Die beiden zu den Laufrädern führenden Rad- antriebswellen werden hierbei mit je gleich großem Drehmoment d.h. ausgeglichen angetrieben. Bei Geradeausfahrt drehen beide Laufräder gleich schnell. Bei Kurvenfahrt unterscheiden sich die Drehzahlen der Laufräder voneinander. Das Achsdifferentialgetriebe ermöglicht diese Drehzahldifferenz. Die Drehzahlen können sich frei einstellen, nur der Mittelwert der beiden Geschwindigkeiten ist unverändert. In der Vergangenheit wurden diese Differentiale in großer Breite als sog. Kegelraddifferentiale ausgeführt. Neben dieser Bauform werden Differentialgetriebe auch in Form sog. Stirnraddifferentiale ausgeführt. Bei diesen Stirnraddifferentialen erfolgt die Koppelung der als Leistungsausgang fun- gierenden Abtriebssonnenräder typischerweise über wenigstens zwei miteinander in Eingriff stehende und damit gegensinnig drehbar getrieblich gekoppelte Umlaufplaneten die hierbei als Stirnräder ausgeführt sind.

Aus DE 1 630 361 A1 ist ein Kegelradausgleichsgetriebe für ein Kraftfahrzeug bekannt, das mit einer Sperrmechanik ausgestattet ist, die es ermöglicht, die jeweiligen Abtriebssonnenräder in einem diese tragenden Umlaufträger über Bremslamellen reibschlüssig festzulegen. Die Sperrmechanik ist derart ausgebildet, dass diese im lastfreien Zustand eine hohe Sperrwirkung bietet, wogegen diese Sperrwirkung mit zunehmendem Antriebsdrehmoment aufgehoben wird.

Aus US 5,326,333 ist ein Differentialgetriebe für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches ein Umlaufgehäuse aufweist das ein Tellerrad trägt und über dieses angetrieben wird. Das Umlaufgehäuse bildet eine Hohlradverzahnung an wel- eher eine erste Umlaufplanetenanordnung abwälzt. Diese Umlaufplanetenanordnung ist in einem Planetenträger gelagert der einen Anschlussabschnitt für eine erste Radantriebswelle aufweist. Der Planetenträger lagert zudem eine zweite Umlaufplanetenanordnung die einerseits mit der ersten Umlaufplanetenanordnung in Eingriff steht und andererseits an einem Sonnenrad angreift welches einen Anschlussabschnitt für eine zweite Radantriebswelle aufweist. Dieses zweite Sonnenrad ist über eine Lamellenpackung an dem Planetenträger festbremsbar. Dieses Festbremsen erfolgt unter Aufbringung einer Axialkraft auf den Planetenträger und eine damit einhergehende axiale Verlagerung des Planetenträgers. Dies wiederum erfolgt selektiv durch elektromagnetisch gesteuertes Festbremsen eines Stützringes einer mit dem Planetenträger umlaufenden Kugelrampenmechanik. Aus US 4,679,463 ist ein Differentialgetriebe bekannt, dessen Sperrwirkung über eine Ringkolbenmechanik einstellbar veränderbar ist. Dieses Differentialgetriebe umfasst ein Umlaufgehäuse das in einem Getriebegehäuse aufgenommen ist und ein Tellerrad trägt. Über dieses Tellerrad erfolgt der Antrieb des Umlaufgehäuses. In dem Umlaufgehäuse sitzt drehfest der Planetenträger eines Kegelraddifferentialgetriebes. Dieses Kegelraddifferentialgetriebe umfasst ein erstes und ein zweites Abtriebsrad. Diese beiden Abtriebsräder können durch axiale Belastung einer ersten und einer zweiten Lamellenkupplungspackung an dem Umlaufgehäuse festgebremst werden. Die Ringkolben- mechanik ist stationär in dem Getriebegehäuse angeordnet. Die Übertragung der durch diese nicht mitlaufende Ringkolbenmechanik generierten Axialkraft in den umlaufenden Bereich erfolgt in Verbindung mit einem zur Getriebeachse koaxialen Zylinderrollen-Axiallager. Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Differentialgetriebe zu schaffen das sich durch einen kostengünstig realisierbaren und robusten Aufbau, sowie ein fahrdynamisch vorteilhaftes Betriebsverhalten auszeichnet.

Erfindungsgemäße Lösung

Die vorangehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Differentialgetriebe, mit:

- einem Getriebegehäuse,

- einem Umlaufgehäuse das in dem Getriebegehäuse um eine Getriebeachse drehbar gelagert ist,

- einem in dem Umlaufgehäuse zur Getriebeachse koaxial angeordneten Planetenträger,

- einem ersten Abtriebssonnenrad,

- einem zweiten Abtriebssonnenrad, - einer in dem Planetenträger aufgenommenen Planetenanordnung zur gegensinnig drehbewegbaren Koppelung der beiden Abtriebssonnenräder,

- einer Bremseinrichtung zur Generierung eines die Relativdrehung der Abtriebssonnenräder belastenden Überbrückungsmomentes nach Maßgabe einer an der Bremseinrichtung angreifenden Axialkraft, und

- einer Stellmechanik zur Generierung jener an der Bremseinrichtung angreifenden Axialkraft,

- wobei die Stellmechanik derart ausgebildet ist, dass sich das durch die Bremseinrichtung generierte Überbrückungsmoment mit Zunahme des am Umlaufgehäuse angreifenden Antriebsdrehmomentes erhöht.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein Differentialgetriebe zu schaffen, bei welchem über eine integrierte Bremseinrichtung die Abtriebsson- nenräder mit Zunahme des Antriebsdrehmoments zunehmend reibschlüssig gekoppelt werden. Hierdurch wird insbesondere bei starker Fahrzeugbeschleunigung ein stabiler Geradeauslauf eines entsprechenden Fahrzeuges erreicht. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Differentialgetriebe so aufgebaut, dass die Bremseinrichtung durch eine Bremslamellenpackung gebildet ist, die wenigstens eines der Abtriebssonneräder mit dem Umlaufgehäuse oder dem Planetenträger reibschlüssig koppelt. Hierdurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, über die Bremslamellenpa- ckung einerseits die beiden Abtriebssonnenräder reibschlüssig zu koppeln und über dieses durch die Bremslamellenpackung generierte Überbrückungsmoment auch eine Drehmomentenübertragung zwischen den Abtriebssonnenrädern und dem Umlaufgehäuse bzw. dem Planetenträger zu bewerkstelligen. Die Stellmechanik selbst ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass das maximal realisierbare Überbrückungsmoment auf einen konstruktiv festgelegten maximalen Sperrnnonnentenwert begrenzt ist. Insbesondere in Kombination mit dieser Ausgestaltung ist die Stellmechanik weiterhin mit Vorteil derart gestaltet, dass das Überbrückungsmoment einen bestinnnnten prozentualen Anteil des Hauptantriebsmoments nicht überschreitet. So kann beispielsweise die Stell- mechanik so ausgelegt werden, dass das sich jeweils einstellende Überbrückungsmoment 12% bis 18%, insbesondere 15% des am Umlaufgehäuse an- liegenden Hauptantriebsmoments beträgt.

Die Stellmechanik kann so ausgelegt sein, dass diese erst bei einem vorgegebenen Hauptantriebs-Mindestmoment aktiv wird. Dies kann erreicht werden, indem die Stellmechanik Rückstellmittel umfasst deren Rückstell kraft erst bei einem vorgegebenen Hauptantriebs-Mindestmoment überwunden wird. Die Rückstellmittel können dabei so ausgelegt sein dass eine Belastung der Bremslamellenpackung und die Generierung des Überbrückungsmomentes erst ab einem Hauptantriebsmoment erfolgt bei welchem dies fahrdynamisch sinnvoll ist.

Die Stellmechanik ist vorzugsweise kinematisch derart in die Getriebeeinrichtung eingebunden, dass die Übertragung des am Umlaufgehäuse anliegenden Antriebsmomentes auf den Planetenträger zumindest teilweise über die Stellmechanik erfolgt. Die Stellmechanik reagiert damit direkt auf das zwischen dem Umlaufgehäuse und dem Planetenträger zu übertragende Drehmoment.

Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Differentialgetriebe derart aufgebaut, dass die Stellmechanik eine Rampenmechanik umfasst. Diese Rampenmechanik kann so ausgebildet sein, dass diese Roll- körper umfasst die auf Schrägflächen abrollen. Diese Rollkörper können als Zylinderrollen, Kugeln, oder anderweitige Wälzkörper ausgeführt sein, die vorzugsweise in einer Führungs- oder Käfigeinrichtung geführt sind. Die Rampenmechanik kann dabei einen am Umlaufgehäuse gesicherten ersten Rampenring und einen am Planetenträger gesicherten zweiten Rampenring aufwei- sen, wobei sich dann die Wälzkörper zwischen diesen Rampenringen befinden und bei Verdrehung der beiden Rampenringe diese axial voneinander abheben bzw. bei einer Rückdrehung eine Annäherung („Rückstellung") der Rampenringe wieder ermöglichen. Es sind auch anderweitige Ausführungen der Stellme- chanik, ggf. unter Verzicht auf die vorgenannten Wälzkörper möglich. So können die beiden Rampenringe auch so ausgebildet sein, dass diese mehrere in Umfangsrichtung abfolgende, aneinander sitzende „schräge" Rampenflächen bilden die bewirken, dass eine Tordierung der Rampenringe gegeneinander zum axialen Aufweiten der Anordnung und damit zur Aufbringung der Stellkraft führt.

Anstelle einer Ausbildung der Stellmechanik in Verbindung mit den vorgenannten, als separate Bauteile gefertigten Rampenringen ist es auch möglich, die entsprechenden geometrischen Strukturen in entsprechende Wandungsbereiche des Umlaufgehäuses und des Planetenträgers einzuformen. Dieser Ansatz kann in besonders vorteilhafter Weise umgesetzt werden, wenn der Umlaufträger und ggf. auch der Planetenträger als Blechumformteile mit entsprechender präge-, press-, und/oder ziehtechnisch gebildeter axialer Detailprofilierung ge- fertigt werden.

Es ist in vorteilhafter Weise weiterhin möglich, die Stellmechanik so auszubilden, dass der maximale Verstellweg der Stellmechanik mechanisch begrenzt ist. Im Falle der Rampenmechanik können dabei Anschlagsysteme vorgesehen sein, die bei Erreichen eines bestimmten Stellweges aktiv werden und einen weiteren Anstieg des Überbrückungsmomentes verhindern. Diese Anschlagsysteme können so ausgelegt sein, dass durch diese das maximal zwischen dem Umlaufgehäuse und dem Planetenträger zu übertragende Antriebsdrehmoment mit hinreichender Sicherheitsreserve übertragen werden kann.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Differentialgetriebe derart ausgebildet, dass sich die Bremslamellenpackung auf einer der Rampenmechanik abgewandten Seite des Umlaufgehäuses befindet. Hierdurch wird ein besonders kompakter Aufbau des Getriebes ermög- licht.

Das unter Einschluss des Planetenträgers, der Planetenanordnung und der Abtriebssonnenräder gebildete Differentialgetriebe ist vorzugsweise als Stirn- raddifferential ausgeführt, wobei die Planetenanordnung mehrere Umlaufplaneten umfasst die als solche auf Planetenbolzen gelagert sind. Jene Planetenbolzen können dann etwas verlängert ausgebildet und dabei axial verschiebbar in dem Planetenträger geführt sein und dabei als Übertragungselemente fungie- ren welche die seitens der Rampenmechanik generierte Axialkraft auf eine Druckplatte der Bremslamellenpackung übertragen.

Die Bremslamellenpackung selbst ist vorzugsweise so ausgebildet, dass diese einen Satz erster ringartiger Bremslamellen aufweist, die über eine Innenrand- kontur mit dem ersten Abtriebssonnenrad drehfest in Eingriff stehen, wobei die Bremslamellenpackung zudem einen Satz zweiter Bremslamellen aufweist, die über eine Außenrandkontur mit dem Umlaufgehäuse drehfest in Eingriff stehen. Die Bremslamellen dieser beiden Sätze sind abwechselnd zusammengesetzt. Kurzbeschreibung der Figuren

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:

Figur 1 eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Differentialgetriebes, bei welchem bei zunehmendem Antriebsmoment eines der Abtriebssonnenräder mit ebenfalls zunehmendem Koppelungsmoment mit dem Um- laufgehäuse reibschlüssig gekoppelt wird.

Ausführliche Beschreibung der Figuren

Die Darstellung nach Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Differentialgetriebe. Diese umfasst hier ein Getriebegehäuse G und ein Umlaufgehäuse U, das in dem Getriebegehäuse G um eine Getriebeachse X drehbar gelagert ist. In dem Umlaufgehäuse U ist ein Planetenträger 3 aufgenommen, der wiederum zur Getriebeachse X koaxial angeordnet ist. Das Differentialgetriebe umfasst weiterhin ein erstes Abtriebssonnenrad 1 , ein zweites Abtriebssonnenrad 2 und eine in dem Umlaufträger 3 aufgenommene Planetenanordnung P zur gegensinnig drehbewegbaren Koppelung der beiden Abtriebssonnenräder 1 , 2. In dem Differentialgetriebe befindet sich eine Bremseinrichtung 4 die hier als Bremslamellenpackung 4a, 4b ausgeführt ist, zur Generierung eines die Abtriebssonnenräder 1 , 2 reibschlüssig koppelnden Überbrückungsmomentes nach Maßgabe einer an der Bremslamellenpackung 4a, 4b angreifenden Axialkraft F. Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße Differentialgetriebe eine Stellmechanik 5 zur Generierung jener an der Bremslamellenpackung 4a, 4b angreifenden Axialkraft F. Die Stellmechanik 5 ist erfindungsgemäß derart ausgebildet, dass sich die an der Bremslamellenpackung 4a, 4b angreifende Axialkraft F mit Zunahme des am Umlaufgehäuse U angreifenden Antriebsdrehmomentes erhöht.

Die Bremslamellenpackung 4a, 4b ist derart angeordnet, dass diese wenigstens eines der Abtriebssonneräder 1 , 2 - hier das erste Abtriebssonnenrad 1 mit dem Umlaufgehäuse U reibschlüssig koppelt. Durch diesen Ansatz wird ein Bremsmoment generiert, das einer Relativdrehung der Abtriebssonneräder 1 , 2 entgegenwirkt und diese damit reibschlüssig, und bei entsprechender Momentenbelastung weiterhin gegeneinander drehbar koppelt.

Die Stellmechanik 5 ist derart ausgebildet, dass das maximal realisierbare Sperrmoment auf einen konstruktiv festgelegten maximalen Sperrmomenten- wert begrenzt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt der maximale Sperrmomentenwert 15% des am Umlaufgehäuse U anliegenden Antriebsmomentes. Das Differentialgetriebe ist so aufgebaut, dass die Übertragung des am Umlaufgehäuse U anliegenden Antriebsmomentes auf den Planetenträger 3 über jene Stellmechanik 5 erfolgt, d.h. die Stellmechanik 5 als serielles Übertragungsglied fungiert. Die Stellmechanik 5 umfasst eine Rampenmechanik mit einem ersten Rampenring 5a und einem zweiten Rampenring 5b. Zwischen diesen beiden Rampenringen 5a, 5b sitzen Rollkörper 5c die auf hier nicht näher erkennbaren, durch die Rampenringe 5a, 5b gebildeten Schrägflächen abrollen. Durch diesen spe- ziellen Aufbau wird erreicht, dass sich die beiden Rampenringe 5a, 5b bei einer Relativdrehung um die Getriebeachse X axial gegeneinander verlagern. Die Gestaltung der Stellmechanik 5 ist hier konkret so getroffen, dass dann, wenn sich der erste Rampenring 5a infolge des am Umlaufgehäuse U anliegenden Antriebsdrehmoments zunächst gegenüber dem zweiten Rampenring 5b ver- dreht, sich der zweite Rampenring 5b axial von dem ersten Rampenring 5a abhebt, wobei die entsprechende Kraft durch die Rollkörper 5c übertragen wird. An sich ist die Stellmechanik so ausgebildet, dass der maximale Verstellweg der beiden Rampenringe 5a, 5b gegeneinander mechanisch begrenzt ist. Dies wird hier durch nicht weiter erkennbare Anschlagstrukturen erreicht, die als solche den maximalen Verdrehwinkel der Rampenringe 5a, 5b gegeneinander begrenzen und dann wenn diese aktiv werden die weitere Drehmomentenübertragung übernehmen.

Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich die Bremslamellen- packung 4 auf einer der Rampenmechanik 5 abgewandten Seite des Planetenträgers 3. Das hier unter Einschluss des Planetenträgers 3, der Planetenanordnung P und der Abtriebssonnenräder 1 , 2 gebildete Differentialgetriebe ist als Stirnraddifferential ausgeführt. Die Planetenanordnung P umfasst mehrere Umlaufplaneten P1 , P2 die als solche auf Planetenbolzen 6 gelagert sind, wo- bei jene Planetenbolzen 6 axial verschiebbar in dem Planetenträger 3 geführt sind und als Übertragungselemente fungieren welche die seitens der Rampenmechanik 5 generierte Axialkraft F auf die Bremslamellenpackung 4 übertragen. Dabei sind die Planetenbolzen 6 fest mit dem Rampenring 5b verbunden.

Die Bremslamellenpackung 4 weist einen Satz erster ringartiger Bremslamellen 4a auf, die über eine Innenrandkontur mit dem ersten Abtriebssonnenrad 1 axial verschiebbar, jedoch drehfest in Eingriff stehen. Die Bremslamellenpa- ckung 4 weist einen Satz zweiter Bremslamellen 4b auf, die über eine Außen- randkontur mit dem Umlaufgehäuse U axial verschiebbar, jedoch drehfest in Eingriff stehen. Obgleich die Bremslamellenpackung 4 das ersten Sonnenrad 1 mit dem Umlaufgehäuse U reibschlüssig drehbar koppelt wirkt das hierbei ge- nerierte Bremsmoment auch zwischen den beiden Abtriebssonnenrädern 1 , 2, d.h. es bremst die ggf. durch das Differentialgetriebe erlaubten Relativdrehungen der Abtriebssonnenräder 1 , 2. Die Bremslammelenpackung 4„verbremst" damit zwar nicht direkt die Abtriebssonnenräder 1 , 2 gegeneinander, jedoch hat die Anordnung der Bremslamellenpackung 4 zwischen einem der Abtriebsson- nenräder 1 , 2 und dem Umlaufgehäuse U oder auch dem Planetenträger 3 im Ergebnis die gleiche Wirkung.

Die vorgenannten ersten und zweiten Umlaufplanenten P1 , P2 stehen miteinander unmittelbar in Eingriff und sind damit, wie nachfolgend noch vertieft wer- den wird, derart miteinander derart getrieblich gekoppelt, dass sich diese gegensinnig drehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind insgesamt drei Umlaufplaneten P1 vorgesehen die mit dem ersten Abtriebssonnenrad 1 in Eingriff stehen. Diese mit dem ersten Abtriebssonnenrad 1 in Eingriff stehenden Umlaufplaneten P1 bilden einen ersten Umlaufplanetensatz. Weiterhin sind bei diesem Ausführungsbeispiel insgesamt drei Umlaufplaneten P2 vorgesehen die mit dem zweiten Abtriebssonnenrad 2 in Eingriff stehen. Diese mit dem zweiten Abtriebssonnenrad 2 in Eingriff stehenden Umlaufplaneten P2 bilden einen zweiten Umlaufplanetensatz. Jeweils ein Umlaufplanet P1 des ersten Satzes steht mit einem Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes in Eingriff. Der Eingriff der Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes in die Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes erfolgt in der gleichen Verzahnungsebene wie der Eingriff der Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes in das erste Abtriebssonnenrad 1 .

Das erste Abtriebssonnenrad 1 und das zweite Abtriebssonnenrad 2 sind hin- sichtlich der Verzahnungsgeometrie derart aufeinander abgestimmt, dass der Kopfkreis der Stirnradverzahnung 1 a des ersten Abtriebssonnenrades 1 kleiner ist als der Fußkreis der Abtriebssonnenradverzahnung 2a des zweiten Abtriebssonnenrades 2. Die Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes greifen im Be- reich der Verzahnungsebene des ersten Abtriebssonnenrades 1 in die Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes ein. Die beiden Abtriebssonnenräder 1 , 2 befinden sich damit in unmittelbarer Nachbarschaft. Die beiden Abtriebssonnenräder 1 , 2 sind derart ausgebildet, dass die Ab- triebssonnenradverzahnung 1 a des ersten Abtriebssonnenrades 1 und die Ab- triebssonnenradverzahnung 2a des zweiten Abtriebssonnenrades 2 gleiche Zähnezahlen aufweisen. Auch die Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes und die Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes weisen gleiche Zähnezahlen auf. Die Einleitung der Antriebsleistung in das Differentialgetriebe erfolgt über das Tellerrad 7 in das Umlaufgehäuse U. Über die Umlaufplaneten P1 , P2 erfolgt eine Leistungsverzweigung auf die Abtriebssonnenräder 1 , 2. An den Abtriebssonnenrädern 1 , 2 sind Bundabschnitte 1 b, 2b ausgebildet. Diese Bundabschnitte 1 b, 2b sind hier umformtechnisch durch Fließpressen gefertigt und mit einer Innenverzahnung 1 c, 2c versehen. In diese Innenverzahnung 1 c, 2c können entsprechend komplementär verzahnte Endabschnitte von Radantriebswellen, oder anderweitigen Leistungstransferkomponenten des jeweiligen Radantriebsstranges eingefügt werden. Anstelle der hier gezeigten Innenverzahnung sind auch anderweitige Verbindungsgeometrien zur Drehmomentenü- bertragung und zentrierten Aufnahme entsprechender Komponenten möglich.

An das Umlaufgehäuse U ist das Tellerrad 7 drehfest angesetzt. Dieses Tellerrad 7 wird über ein Hauptantriebsritzel 8 angetrieben. Das Tellerrad 7 und das Hauptantriebsritzel 8 bilden ein Winkelgetriebe. Die hier gezeigte Ausführungs- form eignet sich damit insbesondere als Achsdifferential für eine angetriebene Hinterachse. Anstelle der hier gezeigten Drehmomenteneinleitung über ein Winkelgetriebe ist es auch möglich, am Umlaufgehäuse U ein Stirnrad vorzusehen das beispielsweise über ein weiteres Stirnrad angetrieben wird. Eine derartige Variante eignet sich dann insbesondere für den direkten Anbau an ein Fahrzeuggetriebe bei einem Fahrzeug mit quer eingebautem Motor, wie dies insbesondere bei frontgetriebenen Fahrzeugen üblich ist. Das Umlaufgehäuse U setzt sich aus zwei ziehtechnisch aus einem Blechmate- rial gefertigten Gehäusetöpfen U1 , U2 zusammen. Diese Gehäusetöpfe U1 , U2 sind über Verbindungsschrauben miteinander verbunden. Über diese hier nicht näher dargestellten Verbindungsschrauben ist auch das Tellerrad 7 am Um- laufgehäuse U gesichert. Der Gehäusetopf U1 bildet eine sich im wesentlichen radial erstreckenden innere Bodenfläche U1 a an welcher sich über eine Ringplatte 4c die Bremslamellenpackung 4 axial abstützt. Der zweite Gehäusetopf U2 bildet ebenfalls eine derartige innere Bodenfläche U2a an welcher sich der erste Rampenring 5a der Stellmechanik 5 axial abstützt. Der Planetenträger 3 sitzt zwischen der Stellmechanik 5 und der Bremslamellenpackung 4. Die Axialkraftübertragung erfolgt hier über die Planetenbolzen 6. Hierbei sitzt der Planetenträger 3 axial schwimmend auf den Planetenbolzen 6. Soweit die Gesamtmechanik eine leichte axiale Verlagerung des Planetenträgers 3 zwischen der Stellmechanik 5 und der Bremslamellenpackung 4 zulässt, ist es auch mög- lieh, die Planetenbolzen 6 in dem Planetenträger 3 axial zu fixieren und den ganzen Planetenträger über die Stellmechanik 5 in der Art eines Kolbens axial gegen die Bremslamellenpackung 4 zu drängen. Die Bolzen 6 gewährleisten dabei die axiale Stabilität des Planetenträgers 3. Der Planetenträger 3 setzt sich aus zwei Trägerschalen 3a, 3b zusammen die jeweils als Blechumformteile gefertigt sind. Diese beiden Trägerschalen 3a, 3b sind miteinander verschweißt. An der ersten Trägerschale 3a sind hierzu Stege ausgebildet die als solche den Verzahnungsbereich überbrücken. Die erste Trägerschale 3a bildet eine Innenbohrung in welcher ein Fortsatz des ersten Abtriebssonnenrades 1 drehbar gelagert ist. Der Planetenträger 3 ist an sich über die Stellmechanik 5 mit dem Umlaufgehäuse U kinematisch gekoppelt. Diese Stellmechanik 5 legt den maximalen Verdrehwinkel zwischen dem Planetenträger 3 und dem Umlaufgehäuse U fest. Bei dem hier gezeigten Beispiel beläuft sich der durch die Stellmechanik zugelassene maximale Verdrehwinkel auf ca. 20°. Es ist möglich, zwischen dem Umlaufgehäuse U und dem Planetenträger 3 weitere Anschlagsysteme vorzusehen die letztlich sicherstellen, dass nach einem bestimmten Stellweg der Planetenträger 3 zuverlässig von dem Umlaufgehäuse U mitgenommen wird. Diese Anschlagsysteme können so gestaltet werden, dass der Koppelungszustand weitgehend geräuschfrei erreicht und die Stellmechanik nicht überlastet wird. Alternativ kann der max. Verdrehwinkel über entsprechende Anschlaggeometrien zwischen dem Planetenträger 3 und dem Umlaufgehäuse U festgelegt werden.

Die Lagerung des Planetenträgers 3 in dem Umlaufgehäuse U erfolgt über ein Nadellager L1 . Die Lagerung des Umlaufgehäuses U in dem Getriebegehäuse G erfolgt über Schrägkugellager L3, L4. Diese Schrägkugellager L3, L4 leiten auch die am Tellerrad 7 angreifenden, radial und axial gerichteten Zahnradre- aktionskraftkomponenten in das Getriebegehäuse G ab. Das Lager L1 und auch das zur Lagerung des ersten Sonnenrades 1 vorgesehene Lager L2 müssen jeweils keine axialen Kräfte ableiten. Hauptzweck dieser Lager L1 , L2 ist die Zentrierung und Lagerung des Planetenträgers 3, bzw. des ersten Abtriebssonnenrades 1 in dem Umlaufgehäuse U. Insbesondere das Lager L1 kann auch als Gleitlager mit einer Lagerbuchse, oder auch direkte Lagerung des Planetenträgers 3 indem Umlaufgehäuse realisiert sein. Am Getriebegehäuse G sind entsprechende Sitze S1 , S2 ausgebildet, in welche Wellendicht- ringe (nicht dargestellt) eingesetzt werden können. Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Differentialgetriebes ist wie folgt: Über das Hauptantriebsritzel 8 wird das Tellerrad 7 angetrieben. Das Tellerrad 7 ist drehfest an dem Umlaufgehäuse U fixiert. Demgemäß wird über das Tellerrad 7 das Umlaufgehäuse U in Drehung versetzt. Dieses Umlaufgehäuse U ist konzentrisch zu einer Getriebeachse X angeordnet und über die Lager L3, L4 drehbar im Getriebegehäuse G gelagert.

Gemeinsam mit dem Umlaufgehäuse U wird auch der mit diesem drehfest gesicherte Rampenring 5a der Stellmechanik 5 in Drehung versetzt. Dieser Rampenring 5a schleppt die Rollkörper 5c der Rampenmechanik mit sich. Die Roll- körper 5c stützen sich dabei auch an entsprechenden Rampenflächen des zweiten Rampenringes 5b ab und heben diesen dabei von dem ersten Rampenring 5a ab, da er drehfest gegenüber dem Planetenträger 3 und den Bolzen 6 festgesetzt ist. Der zweite Rampenring 5b stützt sich axial an den benachbarten Stirnflächen der Planetenbolzen 6 ab und belastet diese wiederum axial. Auf ihrer der Stellmechanik 5 abgewandten Seite sitzen die Planetenbolzen 6 stirnseitig auf einem Druckring 4d auf und belasten diesen wiederum axial. Der Druckring 4d ist Bestandteil einer Bremseinrichtung, die hier als Bremslamellenpackung 4 ausgeführt ist. Diese Bremslamellenpackung 4 stützt sich über einen weiteren Druckring 4c axial an einer Stirnfläche U1 a des Umlaufgehäuses U ab. Die Bremslamellenpackung steht mit dem ersten Abtriebssonnenrad 1 und dem Umlaufgehäuse U in Eingriff und koppelt diese beiden Organe reibschlüssig nach Maßgabe der an der Bremslamellenpackung angreifenden Axialkraft F. Diese Axialkraft F wird wiederum durch das am Umlaufgehäuse U anliegende Antriebsmoment bestimmt. Die Stellmechanik 5 kann so ausgebildet sein, dass zwischen dem Antriebsmoment und der axialen Stellkraft ein im wesentlichen linearer Zusammenhang besteht. Durch entsprechende konstruktive Gestaltung der Stellmechanik 5, sowie durch den Einbau von Rückstellorganen, beispielsweise Rückstellfedern können auch ausgeprägt nicht-lineare Zusammenhänge zwischen Antriebsmoment und Bremsmoment realisiert werden. Insbesondere kann die Gesamtmechanik so aufgebaut werden, dass die Generie- rung eines reibschlüssigen Überbrückungsmomentes erst bei Überschreitung eines Mindestmomentes erfolgt und jenes Überbrückungsmoment zudem nur einen maximalen Absolutwert, oder nur einen maximalen Absolutanteil des Hauptantriebsmomentes erlangt. Die Erfindung ist nicht auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es möglich, auf beiden Seiten des Planetenträgers Bremslamellenpackungen vorzusehen und damit auch das zweite Abtriebssonnenrad reibschlüssig mit dem Umlaufgehäuse U zu koppeln. Die Stellmechanik 5 kann auch direkt auf der Seite der Bremslamellenpackung 4 angeordnet werden. Bei dem Einbau von zwei Bremslamellenpackungen kann die Stellmechanik auch „doppelt" vorgesehen sein, d.h. jeder Bremslamellenpackung kann eine eigene Stellmechanik zugeordnet sein. Die Bremslamellenpackung 4 kann konstruktiv auch so in das Differentialgetriebe eingebunden werden, dass diese ein Ab- triebssonnenrad 1 , 2 reibschlüssig mit dem Planetenträger 3 koppelt. Die Bremslamellenpackung 4 kann auch axial zwischen den Abtriebssonnenrädern 1 , 2 angeordnet sein und diese beiden Abtriebssonneräder 1 , 2 unmittelbar reibschlüssig miteinander koppeln, wobei auch bei dieser Variante die Ge- samtmechanik so ausgeführt ist, dass das als Friktionsmoment gebildete Koppelungsmoment mit Zunahme des am Umlaufgehäuse anliegenden Lastmomentes zunimmt.

Das hier in dem Umlaufgehäuse U aufgenommene Umlaufrädergetriebe bildet, wie bereits ausgeführt, ein Stirnraddifferential. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Abtriebssonnenräder 1 , 2 und die Planetenräder P1 , P2 der Planetenanordnung P mit einer Verzahnung nach Wildhaber/Novikov versehen. Das erste Abtriebssonnenrad 1 hat hierbei eine Verzahnung mit kleinem Kopfreis und konkaven Zahnflankenflächen. Das zweite Abtriebssonnenrad 2 hat eine Verzahnung mit großem Kopfreis und konvexen Zahnflankenflächen. Der Kopfkreisdurchmesser des ersten Abtriebssonnenrades 1 und der theoretische Fußkreis des zweiten Abtriebssonnerades entsprechen in etwa dem Teilkreis. Beide Zahnräder 1 , 2 haben gleiche Zähnezahlen. Das erste Abtriebssonnenrad 1 steht mit den Umlaufplaneten P1 in Eingriff, das zweite Abtriebs- sonnenrad 2 steht mit den Umlaufplaneten P2 in Eingriff. Die Umlaufplaneten P1 haben einen großen Kopfkreisdurchmesser und bilden konvexe Zahnflanken. Die Umlaufplaneten P2 haben einen kleinen Kopfkreisdurchmesser und bilden konkave Zahnflanken. Die Umlaufplaneten P1 , P2 stehen paarweise miteinander in Eingriff. Der Eingriff erfolgt in der Eingriffsebene der ersten Um- laufplaneten P1 in das erste Abtriebssonnenrad 1 . Die ersten Umlaufplaneten P1 haben eine Axiallänge die im wesentlichen der Axiallänge der Verzahnung 1 a des ersten Abtriebssonnenrades 1 entspricht. Die zweiten Umlaufplaneten P2 haben eine Axiallänge die im wesentlichen der Summe der Axiallängen der Verzahnungen 1 a, 2a beider Abtriebssonnenräder 1 , 2 entspricht.

Das erste Abtriebssonnenrad 1 bildet hier integralen Bestandteil eines an sich komplexeren Bauteils das insbesondere die zur Aufnahme einer Einsteckwelle vorgesehenen Innenverzahnung 1 c, eine zur Aufnahme des Nadellagers L2 vorgesehene Lauffläche und zudem auch eine Außenverzahnung zur drehfesten, jedoch axial verschiebbaren Mitnahme der Bremslamellen 4a bildet. Die Realisierung der entsprechenden Funktionsgeometrien an einem einzigen Bauteil bietet unter fertigungstechnischen Gesichtpunkten Vorteile. Auch unter montagetechnischen Gesichtpunkten erweist sich der hier gezeigte Aufbau als vorteilhaft. So wird beispielsweise in den Umlaufgehäusetopf U1 zunächst die Bremslamellenpackung 4 samt den beiden Druckplatten 4c, 4d eingesetzt. Dann wird die vorab fertig montierte Differentialgetriebe-Untereinheit in den Umlaufgehäusetopf U1 eingesetzt. Diese Differentialgetriebe-Untereinheit um- fasst die beiden Abtriebssonnenräder 1 , 2, den Planetenträger 3, die Umlaufplaneten P1 , P2 und die Planetenbolzen 6. Nachfolgend wird die ebenfalls vormontierte Stellmechanik 5 und dann der Umlaufgehäusetopf U2 aufgesetzt. Die Nadellager L1 , L2 können nunmehr axial eingeschoben werden. Es ist auch möglich, diese Nadellager L1 , L2 vorab auf den Planetenträger 3 bzw. das erste Abtriebssonnerad 1 aufzusetzen. Auf die so gebildete Baugruppe wird das Tellerrad 7 aufgesetzt und mit dem Umlaufgehäuse U verschraubt. Diese Baueinheit wird über die Schrägkugellager L3, L4 in das Getriebegehäuse G eingesetzt. Das erfindungsgemäße Differentialgetriebe kann als Differentialgetriebe für leistungsstarke Antriebssystem eingesetzt werden. Die Verzahnung der Stirnräder des inneren Umlaufrädergetriebes ist wie beschrieben vorzugsweise als Wildhaber/ Novikov-Verzahnung mit geringem radialen Bauraum ausgeführt. Das erfindungsgemäße Differentialgetriebe eignet sich insbesondere als Hin- terachsdifferential. Die Lammellenkupplung sitzt zwischen der Differenzial- Sonne sowie dem Träges des Hypoidrades. Die Stellmechanik zur Betätigung der Lamellenkupplung ist als Drehmoment-fühlender Rampenaktuator ausgeführt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine seriennahe Ausführung mit Blechumformteilen und einem Rampenaktuator mit ledig- lieh drei Rollen.

Bei der erfindungsgemäßen Differentialgetriebe werden durch Verdrehung des äußeren Gehäuses gegenüber dem inneren Differential zwei gegenläufige Rampen gegeneinander verdreht. Die zwischen den Rampen angeordneten drei Rollen sorgen dabei für einen möglichst hohen Wirkungsgrad. Die Drehbewegung wird in eine translatorische Bewegung umgewandelt. Diese erzeugt eine axiale Kraft auf das Gehäuse und die Bolzen des Differentials. Die Lamel- len-Kupplung wird zusammen gepresst. Darauf wird die Sonne des Differentials gegenüber dem Gehäuse gesperrt.

Die Erfindung betrifft im Kern ein drehmomentfühlendes Sperrdifferential mit Rampenaktuator, der in Abhängigkeit vom Antriebsmoment am Tellerrad eine axiale Betätigungskraft für eine Kupplung erzeugt. Diese Kupplung bremst oder sperrt die Sonne gegenüber dem Differentialgetriebe und ermöglicht erforderlichenfalls eine Brems- oder Sperrwirkung der Achse von bis zu 100%. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel kommt ein Stirnraddifferential mit Wildha- ber/Novikov-Verzahnung, (Schaeffler-Heavy Duty Differential) zum Einsatz.