Differentieel-unit 4-cilinder modellen
Differentieel-unit met geopende zijdeksel en daarachter de wisselbak.
De differentieel-unit is de benaming van het gehele transmissiedeel,
rechts naast de wisselbak. Deze complete differentieel-unit, inclusief de aluminium behuizing weegt circa 14,3 kilo. De inwendige onderdelen; het differentieel, de 3 kogellagers, het naaldlager, de prise-as en de schakeldelen, bevinden zich permanent in de transmissieolie.
Het olieniveau ligt op circa 45 mm vanaf de onderzijde van de behuizing, gelijk aan het niveau van de wisselbak.
De onderdeelnamen
De naamgeving van de verschillende onderdelen van het differentieel is heel divers. Omdat er ook auto's rijden met achterwielaandrijving met de motor vóórin, wordt soms voor het gemak de klassieke benaming rondsel en kroonwiel gebruikt bij de differentieel-aandrijving vanaf de prise-as. In de NSU situatie is er geen sprake van een haakse overbrenging met rondsel en kroonwiel. Er zijn gewone tandwielen gebruikt met schuine vertanding, respectievelijk; het primaire- en het secundaire eindaandrijftandwiel. De combinatie planeetwielen / satellieten wordt ook wel zonnewielen / planeten genoemd. De Duitsers en Engelsen zijn hierin eensgezind: Sonnenrad / Planetenräder of de Sun gears / planet gears.
Voor uitgebreide informatie zie de pagina over het Werkboek Transmissie.
De werking van het differentieel
Het differentieel maakt het mogelijk dat beide aangedreven wielen, ten opzichte van elkaar, een verschillende omtreksnelheid draaien. De verschillen van omtreksnelheid wordt bepaald door de radius die de beide wielen afleggen ten opzichte van het differentieel. Na de uitvinding van het wiel, is dit een vergelijkbare uitvinding voor de aangedreven assen...
Aan de hand van de tekening van het differentieel een korte uitleg over de werking. Wordt het secundaire eindaandrijftandwiel dat één geheel vormt met het differentieelhuis, aangedreven door het primair eindaandrijftandwiel, dan zal de satelliet-as met de satellieten gaan roteren. De tandflanken van de satellieten oefenen druk uit op de tandflanken van de planeetwielen, waardoor deze gaan draaien en hiermee ook de beide aandrijfassen.
Als de satellieten niet om hun eigen satelliet-as draaien (alleen de satelliet-as roteert), dan draaien de 2 planeetwielen even snel als het secundaire eindaandrijftandwiel.
Als de satellieten wel om hun eigen satelliet-as draaien én roteren, dan draaien de planeetwielen met verschillende snelheid. De snelheidsvermeerdering van de ene (buiten)kant resulteert dan in principe in een even zo grote snelheidsvermindering aan de andere (binnen)kant.
Zo werkt het dus. Simpel en kunstig tegelijk.
Keuze differentieelverhouding
Twee tandwielen, het primaire- en het secundaire eindaandrijftandwiel, zorgen voor een vertraging ten opzichte van het krukastoerental van 53:14 = 3,786:1 (1000, 1200 en TTS). Voor de TT is de verhouding 53:15 = 3,533:1.
De verhouding van de 2 eindaandrijftandwielen is een keus tussen het geleverde koppel bij bepaalde toerentallen van de motor ten opzichte van de versnelling en de maximale snelheid van de auto. Bij een hoog geleverd koppel kan in principe een kleinere verhouding worden toegepast. Als men meer koppel nodig heeft en de topsnelheid is minder belangrijk, dan kan er een hogere overbrengingsverhouding worden toegepast. Voor de TTS waren ook 3 krachtiger differentiëlen beschikbaar, 53:15 (TT), 55:13 en 59:13. Deze differentiëlen werden dan wél gecombineerd met een aangepaste speciale wisselbak.
Differentieel-onderhoud
Het differentieel kent grote bedrijfszekerheid en er moet heel wat gebeuren wil dit transmissie-onderdeel kuren gaan vertonen. Met heel krachtig optrekken, flitsend de bochten door en zwaar op de motor remmen wordt het differentieel zwaar belast en dat vinden we dan als eerste terug in de 2 kleine satellieten en de satelliet-as en de axiale speling aan de planeetwielen. Vervanging van onderdelen of een geheel nieuw differentieel is dan nodig.
De wat onprettige kuren van het differentieel hebben vaak met olielekkage te maken via de 2 grote oliekeerringen bij de aandrijfassen en de kleine oliekeerring van de schakel-as met kunststof kogel. Deze laatst genoemde oliekeerring (15 x 24 x 7) is vrij makkelijk te vervangen, maar de 2 grote oliekeerringen (62 x 80 x 10) zijn wat moeilijker te vervangen. In ieder geval moeten de aandrijfassen dan worden gedemonteerd. Het kan dan wel.
Als je het differentieel helemaal wilt demonteren voor een grondige inspectie, dan moeten deze oliekeerringen absoluut vernieuwd worden.
Werking van de hoofdonderdelen
Primair eindaandrijftandwiel
Het primair eindaandrijftandwiel heeft standaard 14 of 15 schuine tanden en wordt aangedreven door de prise-as die door de hoofd-as van de wisselbak wordt aangedreven.
Differentieelhuis en het secundair eindaandrijftandwiel
Het gietstalen differentieelhuis vormt samen met het secundair eindaandrijftandwiel, dat schuine tanden heeft, één geheel. Beide onderdelen zitten met 6 bouten M10 (10K) aan elkaar met een aandraaimoment van Ma= 62 Nm. Deze combinatie draait op 2 grote kogellagers (70 x 110 x 13) in de differentieel-unit.
Planeetwielen
De 2 planeetwielen verzorgen de eindoverbrenging naar de aandrijfassen via de 2 brede spiebanen per kant. In deze spiebanen zitten 2 glijblokken die de radiale kracht en een kleine axiale beweging overbrengen naar de aandrijfassen van de achterwielen. De planeetwielen staan stil ten opzichte van het secundaire eindaandrijftandwiel als de auto rechtuit rijdt. Zij gaan pas langzaam verdraaien als het rechter- en het linkerwiel een bocht nemen. De axiale speling in het differentieel, tussen planeetwiel en de satellieten, wordt ingesteld met opvulringen van verschillende dikte, achter de tandkrans van het planeetwiel.
Aandrijfas met glijblokken
Satellieten en satelliet-as
De 2 kleine satellieten draaien vrij om de satelliet-as en grijpen in de planeetwielen.
De satelliet-as zit in het differentieelhuis geperst en is geborgd met een verende spanhuls. De 2 satellieten hebben een geslepen bolvormige buitenzijde en zij draaien tegen een holvormig geslepen deel tegen het differentieelhuis, waardoor zij veel kracht kunnen opnemen. De 2 satellieten staan stil als de auto rechtuit rijdt en gaan pas langzaam draaien als het rechter- en linkerwiel een bocht nemen.
Deze kleine tandwielen worden zwaar belast en dat is terug te vinden in de slijtage van de tanden, de speling van het satelliet-tandwielgat en de slijtage op de satelliet-as.
Demontage-voorbereiding van de differentieel-unit
Als de differentieel-unit gedemonteerd moet worden om het differentieel te reviseren, moet het gehele motordeel en de wisselbak gedemonteerd worden (bijna 2 uur werk). Voordat onderdelen gedemonteerd worden moet de buitenzijde van de differentieel-unit goed worden schoongemaakt. Beoordeel de buitenkant op beschadigingen. Meet in ieder geval de axiale speling van beide planeetwielen in deze situatie en noteer de waarden links en rechts. Is de speling circa 1 mm dan zijn vrij zeker de satellieten en de satelliet-as ingesleten. Bereken de dikte van de nieuwe opvulringen. Beoordeel ook de radiale speling van de schakel-as in de bronzen lagering, de oliekeerring die daar zit en de kunststof schakelkogel. Zorg van tevoren voor een complete transmissie-pakkingset. Het demonteren en monteren van het complete differentieel kost zeker 4 uur bij elkaar. Als alles meezit en de te vervangen onderdelen zijn op voorraad, duurt een volledige revisie zeker een hele werkdag.
Schakeldelen wisselbak en differentieel
Koppeling, differentieelbehuizing en de schakelassen
Tekening NSU - bewerking Hans Homburg
Lagerbus schakelas
Op de standaard lagerbus wordt zijdelings veel kracht uitgeoefend door de schakelas waardoor de bus onregelmatig slijt en gaan “lekken”. Het gaat echt olie lekken wanneer de oliekeerring niet meer goed werkt.
Op onderstaande tekeningen is de standaardsituatie te zien en de mogelijkheid om een langere bronzen lagerbus te maken, eventueel met O-ring waardoor de kracht beter wordt verdeeld met minder slijtage. Let op de juiste speling tussen lagerbus en schakelas i.v.m. temperatuurverschillen.
Download de hele transmissie-tekening
De gehele transmissie van krukas, koppeling, wisselbak, differentieel, aandrijfassen op A4 formaat. PDF bestand A4 - 440 Kb > download
Werkboek Transmissie
In het Werkboek Transmissie staan alle technische gegevens, onderdeelnummers, gedetailleerde onderdeelomschrijving, referentienummers importeur, (aangepaste) onderdeeltekeningen, verkoopprijzen 1972 in € en een gedetailleerde reparatiehandleiding met foto's, veel tekeningen in zwart-wit en kleur.
Het is een unieke én verbeterde combinatie van het oorspronkelijke Onderdelenboek, de Prijslijst en de NSU Reparatiehandleiding. Alle onderdelen van de 4-cilinder motoren voor de NSU 1000, 1000TT, 1200TT, TTS, Typ 110 en 1200 zijn omschreven.
Voor een nauwkeurige beschrijving van de demontage en montage van o.a. het differentieel verwijs ik dus naar de informatie over de speciale uitgave Werkboek Transmissie hier...