Sperrdifferenziale ohne Zahnräder

Patentzeichnung DE19839720
Bild 1: Sperrdifferenzial nach DE19839720

Gleitsteindifferenzial
Bild 2: Geöffnetes Gleitsteindifferenzial

Gleitsteindifferenzial
Bild 3: Verschiebung der Gleitsteine durch eine kleinen Drehung

Gleitsteindifferenzial
Bild 4: Gleitsteine, die obere Seite gleitet im Gehäuse

Nicht jedes Sperrdifferenzial benötigt ein Zahnradgetriebe als Basis für seine spezielle Wirkung. Wenn es darum geht, den Wirkungsgrad eines Ausgleichsgetriebes zu verschlechtern, dann helfen auch ganz andere Mechanismen. Hier sollen stellvertretend einige Varianten vorgestellt werden, die es bis auf wenige Ausnahmen (z.B. einen älteren Suzuki Grabnd Vitara) nicht ins Automobil geschafft haben. Eine Hürde sind dabei die Arbeitsgeräusche, die je nach Fahrzeugtyp von den Fahrern unterschiedlich akzeptiert werden.

In Freizeitmobilen wie den Quads (auch ATV = All Terrain Vehicle genannt) findet dieser Typ Sperrdifferential gelegentlich den Weg auf die Straße.

Ein Beispiel ist in dem Patent DE19839720 dargestellt (Bild 1). Die Seitenräder (20, 21) haben ja noch gewisse Ähnlichkeit mit Achskegelrädern, doch in der Mitte befindet sich eine wellige Scheibe (25). Sie wird vom Gehäuse (13) über einen Bolzen (26) angetrieben. Bei Geradeausfahrt auf ebener Straße kann sich die Scheibe (25) nicht bewegen. Erst wenn sich die Seitenräder (20, 21) gegeneinander drehen, kann die Scheibe in der Mitte ausweichen. Das erzeugt viel hemmende Reibung (=Sperreneffekt) und die Scheibe kann nicht frei durchrutschen, so dass immer noch das gesamte Antriebsmoment auf beide Seitenräder verteilt wird.

Damit das Ganze funktioniert, ist auch noch ein Trick bei den Zähnezahlen erforderlich: Beide Seitenräder (20, 21) haben die gleiche Zähnezahl, nennen wir sie n. Die Scheibe (25) muss auf einer Seite einen Zahn weniger (n-1) und auf der anderen Seite einen Zahn mehr (n+1) als das gegenüberliegende Seitenrad haben.

Ein Beispiel für ein Gleitsteindifferenzial stammt von Fuji Univance. Hier gleitet in der Verzahnung des Seitenrades nicht etwa ein Ring, sondern kleine Gleitsteine, die vom Differenzialkorb angeschoben werden. Dieses Sperrdifferenzial wird bei Honda in einem Quad (ATV = All Terrain Vehicle) verbaut.

Bild 2 zeigt das geöffnete Differenzial mit einem Seitenrad (stehend herausgeklappt) und den Gleitsteinen, die auf dem anderen Seitenrad liegen. Wenn die Seitenräder gegeneinander laufen, dann schieben sie die Gleitsteine hin und her, Bild 3 zeigt dazu zwei Positionen.

Die Gleitsteine (Bild 4) wiederum werden vom Gehäuse mitgenommen. Interessanterweise sind sie auf der Innenseite (untere Reihe in Bild 4) abwechselnd unterschiedlich. Alles in allem kann man sich vorstellen, dass hier viel Reibung entsteht, wenn die Steine unter Differenzdrehzahl beginnen, zu gleiten. Dadurch entsteht dann die Sperrwirkung, die einem drehmomentfühlenden Sperrdifferenzial entspricht.