DE10232687A1

DE10232687A1 - Differentialvorrichtung

Info

Publication number: DE10232687A1
Application number: DE10232687A
Authority: DE
Inventors: Xiaohong Nina Duan
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2003-03-13
Also published as: GB0216663D0; GB2380234B; GB2380234A; US20030017902A1; US6544136B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Differenzialvorrichtung zum Übertragen von Drehmoment und Drehung von einer Eingangswelle auf eine erste Ausgangswelle und eine zweite Ausgangswelle eines Fahrzeugs. Die Differenzialvorrichtung umfasst einen mit einer Eingangswelle verbundenen Träger, eine erste Pumpe bzw. einen ersten Motor, die bzw. der mit dem Träger und mit der ersten Ausgangswelle verbunden ist, und eine zweite Pumpe bzw. einen zweiten Motor, die bzw. der mit dem Träger und mit der zweiten Ausgangswelle verbunden ist. Die erste Pumpe bzw. der erste Motor dient bevorzugt dazu, Hydraulikfluid bei einer Drehung der ersten Ausgangswelle mit einer vom Träger unterschiedlichen Drehzahl zu pumpen und die erste Ausgangswelle mit einer vom Träger unterschiedlichen Drehzahl bei ausreichendem Unterdrucksetzen des Hydraulikfluids zu drehen. In ähnlicher Weise dient die zweite Pumpe bzw. der zweite Motor bevorzugt dazu, Hydraulikfluid bei einer Drehung der zweiten Ausgangswelle mit einer vom Träger unterschiedlichen Drehzahl zu pumpen und die zweite Ausgangswelle mit einer vom Träger unterschiedlichen Drehzahl bei einem ausreichenden Unterdrucksetzen des Hydraulikfluids zu drehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Differenzialvorrichtungen für Kraftfahrzeuge und insbesondere Differenzialvorrichtungen mit begrenztem Schlupf bzw. Schlupfbegrenzungs- Differenzialvorrichtungen zum Verbinden einer Eingangswelle, einer ersten Ausgangswelle und einer zweiten Ausgangswelle.

In Vorder- bzw. Hinterradantriebsfahrzeugen wird ein vorderes oder hinteres Differenzial typischerweise genutzt, um Drehmoment und Bewegung vom Motor und dem Getriebe auf linke und rechte Halbwellen zu übertragen und es den beiden Halbwellen zu ermöglichen, sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu drehen, was für das Fahrzeug zugunsten effizienter Kurvenfahrten von grundsätzlicher Bedeutung ist. Für Allrad- angetriebene Fahrzeuge ist typischerweise ein zentrales Differenzial vorgesehen, damit die vorderen und hinteren Wellen sich mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen können, was wiederum von grundsätzlicher Bedeutung für das Fahrzeug hinsichtlich effizienter Kurvenfahrten und zum Vermeiden von Stress bzw. Belastung ist. In einem Fahrzeug unter Verwendung eines herkömmlichen zentralen Differenzials verliert, wenn ein Rad seine Bodenhaftung bzw. Traktion verliert, auch das andere Rad seine Bodenhaftung. Das sogenannte Differenzial mit begrenztem Schlupf wurde geschaffen, um dieses Problem zu überwinden. Wenn in einem Fahrzeug unter Verwendung eines herkömmlichen Differenzials mit begrenztem Schlupf ein Rad seine Traktion verliert und beginnt, sich schneller zu drehen als das andere Rad, erfasst das herkömmliche Differenzial mit begrenztem Schlupf diese Situation und beschränkt die Drehung des Rads. Da in einem Fahrzeug erhöhte Traktion sehr wesentlich ist, insbesondere unter Geländebedingungen, besteht ein Bedarf in der Kraftfahrzeugindustrie an einer kontinuierlichen Verbesserung des Differenzials mit begrenztem Schlupf bzw. des Schlupfbegrenzungsdifferenzials.

Erreicht wird dieses Ziel erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert; in dieser zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Differenzialvorrichtung,
Fig. 2 eine schematische Ansicht der Vorrichtung von Fig. 1, angeordnet in einem Vorderrad-angetriebenen Fahrzeug mit Allrad-Antriebsfähigkeiten, und
Fig. 3 eine Querschnittsteilansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 1 von einer der Pumpen bzw. einem der Motoren der Vorrichtung von Fig. 1.
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Differenzialvorrichtung 10 mit begrenztem Schlupf (auch als Schlupfbegrenzungsdifferenzialvorrichtung bezeichnet) einen Träger 12, der mit einer Eingangswelle 14 verbunden ist, eine erste Pumpe bzw. einen ersten Motor 16, die bzw. der mit dem Träger 12 und einer ersten Ausgangswelle 20 verbunden ist, und eine zweite Pumpe bzw. einen zweiten Motor 18, die bzw. der mit dem Träger 12 und einer zweiten Ausgangswelle 22 verbunden ist.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Differenzialvorrichtung 10 mit begrenztem Schlupf gemäß der bevorzugten Ausführungsform insbesondere ausgelegt zum Übertragen von Drehmoment und Drehung von der Eingangswelle 14 auf die erste vordere Ausgangswelle 20 und die zweite vordere Ausgangswelle 22 des Vorderradangetriebenen Fahrzeugs 24 mit Allrad-Antriebsfähigkeiten. In dieser Anordnung wird die Vorrichtung 10 mit beschränktem Schlupf gemäß der bevorzugten Ausführungsform auch als Vorderachsen-Differenzial 26 mit begrenztem Schlupf bezeichnet. Die Vorrichtung 10 kann jedoch auch in anderen geeigneten Anordnungen zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann die Vorrichtung verwendet werden zum Verbinden einer vorderen Antriebswelle mit einer hinteren Antriebswelle eines Vorderradangetriebenen Fahrzeugs 24 mit Allrad-Antriebsfähigkeiten oder es kann genutzt werden zum Übertragen von Drehmoment und Drehung von einer Eingangswelle auf eine erste hintere Ausgangswelle und eine zweite hintere Ausgangswelle eines Vorderrad angetriebenen Fahrzeugs mit Allrad-Antriebsfähigkeiten (auch bekannt als hintere Differenzialvorrichtung mit begrenztem Schlupf).
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst der Träger 12 gemäß der bevorzugten Ausführungsform, der bevorzugt dazu dient, Drehmoment und Drehung von der Eingangswelle 14 zu empfangen, bevorzugt ein Hohlrad 28, das dazu dient, Drehmoment und Drehung von der Eingangswelle 14 in eine Drehung des Trägers 12 um eine senkrechte Achse zu übertragen bzw. umzusetzen. Der Träger 12 mit dem Hohlrad 28 besteht bevorzugt aus herkömmlichen Konstruktionsmaterialien, wie etwa Stahl, und er wird hergestellt mittels herkömmlicher Verfahren; alternativ kann er jedoch aus einem anderen geeigneten Material und mittels anderer geeigneter Verfahren hergestellt werden.
Wie in Fig. 3 gezeigt, dient die erste Pumpe bzw. der erste Motor 16 gemäß der bevorzugten Ausführungsform dazu, Hydraulikfluid bei einer Drehung der ersten Ausgangswelle 20 mit einer anderen Drehzahl als der Träger 12 zu pumpen, und in dieser Weise wirkt die Pumpe bzw. der Motor 16 als Hydraulikpumpe. Die erste Pumpe bzw. der erste Motor 16 dienen bevorzugt dazu, die erste Ausgangswelle 20 mit einer anderen Drehzahl als diejenige des Trägers 12 bei ausreichender Druckerzeugung mittels des Hydraulikfluids zu drehen und in dieser Weise wirkt die erste Pumpe bzw. der erste Motor 16 als Hydraulikmotor. Die erste Pumpe bzw. der erste Motor 16 gemäß der bevorzugten Ausführungsform umfasst ein äußeres Element 30, das mit dem Träger 12 verbunden ist, und ein inneres Element 32, das mit der ersten Ausgangswelle 20 verbunden ist. Das äußere Element 30 weist bevorzugt sich einwärts erstreckende Zähne 34 auf, während das innere Element 32 bevorzugt sich auswärts erstreckende Zähne 36 aufweist. In der bevorzugten Ausführungsform weist das äußere Element 30 bevorzugt sieben einwärts verlaufende Zähne 34 auf, während das innere Element 32 bevorzugt sechs auswärts verlaufende Zähne 36 aufweist. In einer alternativen Ausführungsform kann das äußere Element 30 jedoch mehr oder weniger als sieben einwärts verlaufende Zähne 34 aufweisen und das innere Element 32 kann mehr oder weniger als sechs auswärts verlaufende Zähne 36 aufweisen, solange das äußere Element 30 mehr einwärts verlaufende Zähne 34 aufweist als das innere Element 32 auswärts verlaufende Zähne 36 aufweist. Die einwärts verlaufenden Zähne 34 des äußeren Elements 30 sind relativ zur Drehachse des äußeren Elements 30 verschoben bzw. versetzt. Mit dieser Zahnanordnung wird die erste Pumpe bzw. der erste Motor 16 üblicherweise als Gerotorpumpe bzw. Gerotormotor 38 bezeichnet. Die erste Pumpe bzw. der erste Motor 16 kann jedoch andere geeignete Elemente umfassen, die, entweder in Kombination mit den vorstehend genannten Elementen, oder als Ersatz für diese Elemente dazu dienen, Hydraulikfluid bei einer Drehung der ersten Ausgangswelle 20 mit einer anderen Drehzahl als derjenigen des Trägers 12 zu pumpen und die erste Ausgangswelle 20 mit einer anderen Drehzahl als diejenige des Trägers 12 bei ausreichend Druckerzeugung durch das Hydraulikfluid zu drehen. Als Beispiel kann die erste Pumpe bzw. der erste Motor 16 alternativ eine beliebige Form von Zahnrädern, Flügeln und Kolbenpumpen bzw. Motoren aufweisen. Die erste Pumpe bzw. der erste Motor 16 mit dem äußeren Element 30 und dem inneren Element 32 sind bevorzugt aus herkömmlichen Konstruktionsmaterialien und mittels herkömmlicher Verfahren hergestellt; alternativ können sie jedoch aus anderen geeigneten Materialien und mittels anderer geeigneter Verfahren hergestellt werden.
In der bevorzugten Ausführungsform weist die zweite Pumpe bzw. der zweite Motor 18 identischen Aufbau (wie die erste Pumpe bzw. der erste Motor) auf und arbeitet in derselben Weise wie die erste Pumpe bzw. der erste Motor 16, mit der Ausnahme, dass die zweite Pumpe bzw. der zweite Motor 18 mit der zweiten Ausgangswelle 22 interagiert. In alternativen Ausführungsformen kann die zweite Pumpe bzw. der zweite Motor 18 jedoch unterschiedlichen Aufbau aufweisen und anders arbeiten als die erste Pumpe bzw. der erste Motor 16.
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst das Differenzial mit begrenztem Schlupf gemäß der bevorzugten Ausführungsform außerdem ein Verbindungsventil 40. Das Verbindungsventil 40 dient bevorzugt dazu, wahlweise Hydraulikfluid zwischen der ersten Pumpe bzw. dem ersten Motor 16 und der zweiten Pumpe bzw. dem zweiten Motor 18 zu kommunizieren bzw. zu übertragen. Wie vorstehend angeführt, ruft die Drehung der erste Ausgangswelle 20 mit einer geringeren Drehzahl als der zweite Träger 20 ein Unterdrucksetzen des Hydraulikfluids durch die Pumpwirkung der ersten Pumpe bzw. des ersten Motors 16 hervor. Aufgrund der Kommunikation zwischen der ersten Pumpe bzw. dem ersten Motor 16 und der zweiten Pumpe bzw. dem zweiten Motor 18 veranlasst dieses Unterdrucksetzen des Hydraulikfluids jedoch die zweite Pumpe bzw. den zweiten Motor 18 dazu, die zweite Ausgangswelle 22 mit einer höheren Drehzahl als den Träger 12 zu drehen. In ähnlicher Weise ruft die Drehung der zweiten Ausgangswelle 22 mit einer geringeren Drehzahl als der erste Träger 12 ein Unterdrucksetzen des Hydraulikfluids durch die Pumpwirkung der zweiten Pumpe bzw. des zweiten Motors 18 hervor, wodurch die zweite Pumpe bzw. der zweite Motor 18 dazu veranlasst wird, die erste Ausgangswelle 20 mit einer höheren Drehzahl als der erste Träger 12 zu drehen. Diese bevorzugte Funktion des Verbindungsventils 40 wird bevorzugt durch das Fahrzeug 24 während Kurvenfahrtsituationen genutzt.
Während Kurvenfahrtsituationen laufen die inneren Räder (diejenigen, die in Richtung zum Zentrum des Kurvenfahrtradius einwärts weisen) eine geringere Distanz als die äußeren Räder (die auswärts weisen) auf. Aufgrund der Verbindung zwischen den inneren Rädern und den äußeren Rädern und aufgrund der Differenz der Laufdistanz drehen sich die inneren Räder mit geringerer Drehzahl als die äußeren Räder. Wenn die Vorrichtung 10 mit begrenztem Schlupf während einer Kurvenfahrtsituation genutzt wird, drehen sich die inneren Räder mit einer geringeren Drehzahl als der Träger 12, der Hydraulikfluil pumpt. Dieses Unterdrucksetzen des Hydraulikfluids treibt die äußeren Räder mit höherer Drehzahl als den Träger 12 an, wodurch das korrekte Drehmoment und die korrekte Drehung auf die inneren und äußeren Räder des Fahrzeugs 24 während der Kurvenfahrtsituation angelegt bzw. angewendet wird.
Die erste Pumpe bzw. der erste Motor 16 gemäß der bevorzugten Ausführungsform legt eine erste Öffnung bzw. einen ersten Anschluss 42 und eine zweite Öffnung bzw. einen zweiten Anschluss 44 fest. In ähnlicher Weise legt die zweite Pumpe bzw. der zweite Motor 18 gemäß der bevorzugten Ausführungsform eine dritte Öffnung bzw. einen dritten Anschluss 46 und eine vierte Öffnung bzw. einen vierten Anschluss 48 fest. Die Anschlüsse 42, 44, 46 und 48, die bevorzugt dazu dienen, Hydraulikfluid in die Pumpe bzw. Motoren 16 und 18 hinein und aus diesen heraus zu fördern bzw. zu kommunizieren, kommen bevorzugt an den Punkten mit dem höchsten Druck und dem niedrigstem Druck des Hydraulikfluids während einer Relativbewegung des äußeren Elements 30 und des inneren Elements 32 zu liegen.
Der Träger 12 gemäß der bevorzugten Ausführungsform legt eine erste Leitung 50, die mit dem ersten Anschluss 42 verbunden ist, eine zweite Leitung 52, die mit dem zweiten Anschluss 44 verbunden ist, eine dritte Leitung 54, die mit dem dritten Anschluss 46 verbunden ist, und eine vierte Leitung 56 fest, die mit dem vierten Anschluss 48 verbunden ist. Das Verbindungsventil 40, das dazu dient, Hydraulikfluid zwischen der ersten Pumpe bzw. dem ersten Motor 16 und der zweiten Pumpe bzw. dem zweiten Motor 18 zu kommunizieren, verbindet wahlweise selektiv die erste Leitung 50 mit der dritten Leitung 54 und bevorzugt wahlweise die zweite Leitung 52 mit der vierten Leitung 56. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Leitungen durch die Träger 12 festgelegt. In alternativen Ausführungsformen können die Leitungen (auch als Kanäle bezeichnet) durch andere geeignete Elemente oder Einrichtungen festgelegt sein.
In der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Differenzialvorrichtung 10 mit begrenztem Schlupf außerdem ein erstes Gehäuseelemente 58 und ein zweites Gehäuseelement 60. Die Gehäuseelemente dienen dazu, stationäre Verbindungen mit den Leitungen ungeachtet der Relativdrehung des Trägers 12 zu bzw. mit dem Fahrzeug bereitzustellen. Aus diesem Grund umfasst das erste Gehäuseelement 58 bevorzugt einen ersten Verbinder 62 und einen zweiten Verbinder 64, die beide als ringförmiger Ring um den Träger geformt sind. Der erste Verbinder 62 steht bevorzugt mit der ersten Leitung 50 in Verbindung, während der zweite Verbinder 64 bevorzugt mit der zweiten Leitung 52 in Verbindung steht. In ähnlicher Weise umfasst das zweite Gehäuseelement 60 bevorzugt einen dritten Verbinder 66 und einen vierten Verbinder 68, die beide als ringförmiger Ring um den Träger 12 geformt sind. Der dritte Verbinder 66 steht bevorzugt mit der dritten Leitung 54 in Verbindung, während der vierte Verbinder 68 bevorzugt mit der vierten Leitung 56 in Verbindung steht. In alternativen Ausführungsformen können andere geeignete Einrichtungen oder Verfahren eingesetzt werden, um eine stationäre Verbindung mit den Leitungen 50, 52, 54 und 86 bereitzustellen.
Die Pumpen bzw. Motoren 16 und 18 gemäß der bevorzugten Ausführungsform dienen außerdem bevorzugt dazu, Drehmoment vom Träger 12 auf die Ausgangswellen 20 und 22 zu übertragen. Diese Funktionen werden bevorzugt proportional zum Druck des Hydraulikfluids ausgeführt, das die Pumpen bzw. Motoren 16 und 18 mit Druck beaufschlagt. Wenn beispielsweise das Hydraulikfluid die Pumpe bzw. den Motor stark mit Druck beaufschlagt, überträgt die Pumpe bzw. der Motor nahezu das gesamte Drehmoment von dem Träger 12 auf die Ausgangswelle. Auf diese Weise gelangen der Träger 12 und die Ausgangswelle drehmäßig wirksam in Eingriff miteinander. Wenn im anderen Extrem das Hydraulikfluid nicht unter Druck gesetzt ist, sondern von der Pumpe bzw. dem Motor weggeleitet wird, überträgt die erste Pumpe bzw. der erste Motor 16 nahezu kein Drehmoment von dem Träger 12 auf die erste Ausgangswelle 20. Auf diese Weise drehen sich der Träger 12 und die Ausgangswelle nahezu frei relativ zueinander. Diese bevorzugten Ausführungsformen der Pumpen bzw. Motoren werden bevorzugt genutzt, um die Räder des Fahrzeugs 24 wahlweise in oder außer Eingriff zu bringen. Wenn diese Funktionen in einem Fahrzeug 24 mit Vierrad-Antriebsfähigkeiten genutzt wird, können die Vorderräder oder die Hinterräder in Eingriff gebracht werden, um die Traktion des Fahrzeugs 24 zu erhöhen bzw. zu verbessern, und außer Eingriff gebracht werden, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern. Diese bevorzugten Ausführungsformen können jedoch im Fahrzeug 24 auch in anderer Art verwendet werden.
In der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Differenzialvorrichtung 10 mit begrenztem Schlupf außerdem ein erstes Entlastungsventil 70, das bevorzugt dazu dient, den maximalen Druck des Hydraulikfluids gegenüber bzw. an der ersten Pumpe bzw. dem ersten Motor 16 zu beschränken. Das erste Entlastungsventil 70 weist bevorzugt steuerbare Eigenschaften auf. In dieser Weise ist der maximale Druck des Hydraulikfluids und damit die Drehmomentübertragung von der ersten Pumpe bzw. dem ersten Motor 16 steuerbar. Das erste Entlastungsventil 70 kann alternativ vorab gewählte Eigenschaften und Parameter aufweisen. Da die erste Pumpe bzw. der erste Motor 16 Hydraulikfluid aus dem ersten Anschluss 42 oder dem ersten Anschluss 44 (abhängig von den relativen Richtungen des Trägers 12 und der ersten Ausgangswelle 20) pumpen kann, ist das erste Entlastungsventil 70 bevorzugt mit sowohl der ersten Leitung 50 wie der zweiten Leitung 52 verbunden. In der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Differenzialvorrichtung 10 mit begrenztem Schlupf ein erste Richtungsventil 72, das dazu dient, mit der ersten Leitung 50 und der zweiten Leitung 52 mit dem ersten Entlastungsventil 70 wahlweise in Verbindung zu gelangen. Ähnlich wie das erste Entlastungsventil 70 weist das erste Richtungsventil 72 steuerbare Eigenschaften auf; alternativ kann es jedoch vorab eingestellte Eigenschaften und Parameter aufweisen. In alternativen Ausführungsformen können andere geeignete Einrichtungen oder Verfahren vorgesehen sein, um den ersten Anschluss 42 und den zweiten Anschluss 44 mit dem ersten Entlastungsventil 70 zu verbinden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Differenzialvorrichtung 10 mit begrenztem Schlupf außerdem bevorzugt einen Vorratsbehälter 74, der dazu dient, Hydraulikfluid zu der Pumpe zuzuführen, und überschüssiges Hydraulikfluid aufzunehmen. Der Vorratsbehälter 74 ist bevorzugt mit dem ersten Richtungsventil 72 derart verbunden, dass die erste Leitung 50 oder die zweite Leitung 52 mit dem ersten Entlastungsventil 70 verbunden wird, während die andere mit dem Vorratsbehälter 74 verbunden ist. Der Vorratsbehälter 74 kann alternativ mit der ersten Pumpe bzw. dem ersten Motor 16 mit anderen geeigneten Einrichtungen oder mittels anderer geeigneter Verfahren verbunden sein.
In der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Differenzialvorrichtung 10 mit begrenztem Schlupf außerdem ein zweites Entlastungsventil 76, das bevorzugt identischen Aufbau aufweist und identisch zu dem ersten Entlastungsventil 70 arbeitet. Das zweite Entlastungsventil 76 ist bevorzugt sowohl mit der dritten Leitung 54 wie der vierten Leitung 56 verbunden. In der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Differenzialvorrichtung 10 mit begrenztem Schlupf ein zweites Richtungsventil 78, das dazu dient, wahlweise mit der dritten Leitung 54 und der vierten Leitung 56 des zweiten Entlastungsventils 76 verbunden zu werden. Das zweite Richtungsventil 78 weist bevorzugt identischen Aufbau und identische Funktionen in identischer Weise zum ersten Richtungsventil 72 auf. In der bevorzugten Ausführungsform sind sowohl das erste Richtungsventil 72 wie das zweite Richtungsventil 78 beide mit demselben Vorratsbehälter 74 verbunden.
In der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Differenzialvorrichtung 10 mit begrenztem Schlupf außerdem eine elektrische Steuereinheit 80, die dazu dient, das Verbindungsventil 40, das erste Richtungsventil 42, das zweite Richtungsventil 78, das erste Entlastungsventil 70 und das zweite Entlastungsventil 76 zu steuern. In alternativen Ausführungsformen kann eines oder können mehrere der Ventile 40, 70, 72, 76 und 78 auch durch andere geeignete Vorrichtungen oder mittels anderer geeigneter Verfahren gesteuert werden oder sie können vorab eingestellte Eigenschaften und Parameter aufweisen. Die elektrische Steuereinheit 80 ist bevorzugt aus herkömmlichen Materialien und mittels herkömmlicher Verfahren hergestellt; alternativ kann sie jedoch auch aus anderen geeigneten Materialien und mittels anderer geeigneter Verfahren hergestellt werden.
Im bevorzugten Betrieb versetzt ein Motor oder eine andere Vorrichtung die Eingangswelle 14 in Drehung. Das Hohlrad 28 der Differenzialvorrichtung 10 mit begrenztem Schlupf überträgt das Drehmoment und die Drehung der Eingangswelle 14 in eine Drehung des Trägers 12. Wenn das Fahrzeug 24 sich in einer Kurvenfahrtsituation (erfasst durch einen geeigneten Sensor) befindet, steuert die elektrische Steuereinheit 18 bevorzugt das Verbindungsventil 80 so, dass Hydraulikfluid zwischen der ersten Pumpe bzw. dem ersten Motor 16 und der zweiten Pumpe bzw. dem zweiten Motor 18 übertragen bzw. kommuniziert wird. Während der Kurvenfahrtsituation pumpen die inneren Räder, die sich mit einer geringeren Drehzahl als der Träger 12 drehen, Hydraulikfluid. Dieses Unterdrucksetzen des Hydraulikfluids führt zum Antrieb der äußeren Räder mit höherer Drehzahl als der Träger 12, wodurch das korrekte Drehmoment und die korrekte Drehung an die inneren und äußeren Räder des Fahrzeugs 24 während der Kurvenfahrtsituation angelegt werden. Wenn das Fahrzeug 24 sich in einer Situation mit geringer Traktion (erfasst durch einen geeigneten Sensor) befindet, führt die elektrische Steuereinheit 18 bevorzugt ihre Steuerung so durch, dass das Verbindungsventil 40 das Hydraulikfluid zwischen der ersten Pumpe bzw. dem ersten Motor 16 und der zweiten Pumpe bzw. dem zweiten Motor 18 nicht überträgt bzw. kommuniziert, und sie steuert das erste Entlastungsventil 70 und das zweite Entlastungsventil 76 derart, dass das Drehmoment von der Eingangswelle 14 auf die Räder mit der größten Traktion geleitet bzw. übertragen wird. Wenn in einer dritten Betriebsart das Fahrzeug 24 sich in einer Situation mit einem Potential mit einer relativ hohen Kraftstoffwirtschaftlichkeit (erneut erfasst durch einen geeigneten Sensor) befindet, steuert die elektrische Steuereinheit 80 bevorzugt das erste Entlastungsventil 70 und das zweite Entlastungsventil 76 derart, dass das Drehmoment von der ersten Eingangswelle 14 weg von einigen der Räder (wie etwa den Hinterrädern) gerichtet bzw. geleitet wird. Die Differenzialvorrichtung 10 mit begrenztem Schlupf kann selbstverständlich auch in anderer geeigneter Weise und in einer anderen entsprechenden Situation genutzt werden.
Vorstehend wurden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Differenzialvorrichtung anhand der Zeichnung und der Beschreibung erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Vielmehr sind diese Ausführungsformen zahlreichen Abwandlungen und Modifikationen zugänglich, die sämtliche im Umfang der anliegenden Ansprüche liegen.

Claims

1. Differenzialvorrichtung zum Übertragen von Drehmoment und Drehung von einer Eingangswelle auf eine erste Ausgangswelle und eine zweite Ausgangswelle eines Fahrzeugs, aufweisend:
einen Träger, der mit der Eingangswelle verbunden und dazu ausgelegt ist, Drehmoment und Drehung von der Eingangswelle zu empfangen,
eine erste Pumpe bzw. einen ersten Motor, die bzw. der mit dem Träger und der ersten Ausgangswelle verbunden und dazu ausgelegt ist, Hydraulikfluid bei einer Drehung der ersten Ausgangswelle mit einer vom Träger unterschiedlichen Drehzahl zu pumpen, und die erste Ausgangswelle mit einer vom Träger unterschiedlichen Drehzahl bei einem ausreichenden Unterdrucksetzen des Hydraulikfluids zu drehen, und
eine zweite Pumpe bzw. einen zweiten Motor, die bzw. der mit dem Träger und der zweiten Ausgangswelle verbunden und dazu ausgelegt ist, Hydraulikfluid bei einer Drehung der zweiten Ausgangswelle mit einer vom Träger unterschiedlichen Drehzahl zu pumpen und die zweite Ausgangswelle mit einer vom Träger unterschiedlichen Drehzahl bei einem ausreichenden Unterdrucksetzen des Hydraulikfluids zu drehen.

2. Differenzvorrichtung nach Anspruch 1, außerdem aufweisend ein Verbindungsventil, das dazu ausgelegt ist, Hydraulikfluid zwischen der ersten Pumpe bzw. dem ersten Motor und der zweiten Pumpe bzw. dem zweiten Motor wahlweise zu übertragen, so dass bei der Drehung der ersten Ausgangswelle mit einer geringeren Drehzahl als der Träger, die zweite Pumpe bzw. der zweiten Motor die zweite Ausgangswelle mit einer höheren Drehzahl als der Träger dreht.

3. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Verbindungsventil außerdem dazu ausgelegt ist, Hydraulikfluid zwischen der ersten Pumpe bzw. dem ersten Motor und der zweiten Pumpe bzw. dem zweiten Motor derart wahlweise zu übertragen, dass bei Drehung der zweiten Ausgangswelle mit einer geringeren Drehzahl als der erste Träger, die erste Pumpe bzw. der erste Motor die erste Ausgangswelle mit einer höheren Drehzahl als der Träger dreht.

4. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste Pumpe bzw. der erste Motor einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss festlegt, wobei der Träger eine erste Leitung, die mit dem ersten Anschluss verbunden ist, und eine zweite Leitung festlegt, die mit dem zweiten Anschluss verbunden ist, wobei die zweite Pumpe bzw. der zweite Motor einen dritten Anschluss und einen vierten Anschluss festlegt, und wobei der Träger eine dritte Leitung, die mit dem ersten Anschluss verbunden ist, und eine vierte Leitung festlegt, die mit dem vierten Anschluss verbunden ist.

5. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Verbindungsventil dazu ausgelegt ist, Hydraulikfluid wahlweise zwischen der ersten Leitung und der dritten Leitung und zwischen der zweiten Leitung und der vierten Leitung zu übertragen.

6. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 5, außerdem aufweisend eine elektronische Steuereinheit, die dazu ausgelegt ist, das Verbindungsventil zu steuern.

7. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Pumpe bzw. der erste Motor dazu ausgelegt ist, Drehmoment von dem Träger auf die erste Ausgangswelle proportional zum Druck des Hydraulikfluids zu übertragen.

8. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 7, außerdem aufweisend ein erstes Entlastungsventil, das dazu ausgelegt ist, den maximalen Druck des Hydraulikfluids zu beschränken, wodurch die Drehmomentübertragung der ersten Pumpe bzw. des ersten Motors gesteuert wird.

9. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die erste Pumpe bzw. der erste Motor einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss festlegt, und wobei der Träger eine erste Leitung, die mit dem ersten Anschluss verbunden ist, und eine zweite Leitung festlegt, die mit dem zweiten Anschluss verbunden ist.

10. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 9, außerdem aufweisend ein erstes Richtungsventil, das dazu ausgelegt ist, die erste Leitung wahlweise mit der zweiten Leitung mit dem ersten Entlastungsventil zu verbinden.

11. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 10, außerdem aufweisend einen Vorratsbehälter, der dazu ausgelegt ist, Hydraulikfluid aufzunehmen.

12. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 11, wobei das erste Richtungsventil außerdem dazu ausgelegt ist, die erste Leitung mit der zweiten Leitung mit dem Vorratsbehälter wahlweise zu verbinden.

13. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 12, außerdem aufweisend eine elektrische Steuereinheit, die dazu ausgelegt ist, das erste Richtungsventil zu steuern.

14. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Pumpe bzw. der erste Motor außerdem dazu ausgelegt ist, Drehmoment von dem Träger auf die erste Welle proportional zum Druck des Hydraulikfluids zu übertragen, und wobei die zweite Pumpe bzw. der zweite Motor außerdem dazu ausgelegt ist, Drehmoment von dem Träger auf die zweite Ausgangswelle proportional zum Druck des Hydraulikfluids zu übertragen.

15. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 14, außerdem aufweisend ein erstes Entlastungsventil, das dazu ausgelegt ist, den Druck des Hydraulikfluids zu beschränken, wodurch die Drehmomentübertragung der ersten Pumpe bzw. des ersten Motors gesteuert wird, und ein zweites Entlastungsventil, das dazu ausgelegt ist, den Druck des Hydraulikfluids zu beschränken, um dadurch die Drehmomentübertragung der zweiten Pumpe bzw. des zweiten Motors zu steuern.

16. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die erste Pumpe bzw. der erste Motor einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss festlegt, wobei der Träger eine mit dem ersten Anschluss verbundene erste Leitung und eine mit dem zweiten Anschluss verbundene zweite Leitung festlegt, wobei die zweite Pumpe bzw. der zweite Motor einen dritten Anschluss und einen vierten Anschluss festlegt, und wobei der Träger eine dritte Leitung festlegt, die mit dem dritten Anschluss verbunden ist, und eine vierte Leitung, die mit dem vierten Anschluss verbunden ist.

17. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 16, außerdem aufweisend ein erstes Richtungsventil, das dazu ausgelegt ist, wahlweise die erste Leitung und die zweite Leitung mit dem ersten Entlastungsventil zu verbinden, und ein zweites Richtungsventil, das dazu ausgelegt ist, wahlweise die dritte Leitung und die vierte Leitung mit dem zweiten Entlastungsventil zu verbinden.

18. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 17, außerdem aufweisend einen Vorratsbehälter, der dazu ausgelegt ist, Hydraulikfluid aufzunehmen.

19. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 18, wobei das erste Richtungsventil außerdem dazu ausgelegt ist, die erste Leitung und die zweite Leitung mit dem Vorratsbehälter wahlweise zu verbinden, und wobei das zweite Richtungsventil außerdem dazu ausgelegt ist, die dritte Leitung und die vierte Leitung wahlweise mit dem Vorratsbehälter zu verbinden.

20. Differenzialvorrichtung nach Anspruch 19, außerdem aufweisend eine elektrische Steuereinheit, die dazu ausgelegt ist, das erste Richtungsventil und das zweite Richtungsventil zu steuern.