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Die
Erfindung betrifft ein Kombinationsdifferentialgetriebe gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
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Ein
solches Kombinationsdifferentialgetriebe ist aus der WO-2001/44691 A1 bekannt.
Bei diesem Kombinationsdifferentialgetriebe liegt das Differentialgetriebe
radial innerhalb des Planetengetriebes. Ein von einer Keilwelle
gebildetes Ausgangsteil ragt in axialer Richtung über das
Gehäuse
hinaus, in das das Differentialgetriebe und das Planetengetriebe eingebaut
sind. Durch die radiale Ineinanderanordnung von Differential- und
Planetengetriebe hat das bekannte Kombinationsdifferentialgetriebe
einen relativ großen
Außendurchmesser.
Aufgrund des in Axialrichtung über
das das Planetengetriebe und das Differentialgetriebe aufnehmenden
Gehäuse
ragenden Ausgangsteiles hat das bekannte Kombinationsdifferentialgetriebe
auch eine relativ große
axiale Ausdehnung.
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Ferner
ist aus der
DE 31 16
411 A1 ein Kombinationsdifferentialgetriebe bekannt, bei
dem das Planetengetriebe und das Diffentialgetriebe innerhalb eines
nicht drehbaren Gehäuses
mit einem relativ großen
axialen Abstand zwischen sich axial hintereinander liegen. Das Hohlrad
des Planetengetriebes hat zusätzlich
zu der Innenverzahnung eine Außenverzahnung,
die mit einem weiteren Zahnrad kämmt. Infolgedessen
ist das Hohlrad des Planetengetriebes zugleich das Ausgangsteil
des Kombinationsdifferentialgetriebes. Das mit der Außenverzahnung
des Hohlrades kämmende
zusätzliche
Zahnrad liegt innerhalb des Gehäuses,
das das Planetengetriebe und das Differentialgetriebe aufnimmt.
Bedingt durch den relativ großen
axialen Abstand zwischen dem Planetengetriebe und dem Differentialgetriebe
sowie durch die Anordnung des mit der Außenverzahnung des Hohlrades
kämmenden
Zahnrades innerhalb des nicht drehbaren Gehäuses sind die Abmessungen dieses bekannten
Kombinationsdifferentialgetriebes in axialer und in radialer Richtung
ebenfalls relativ groß.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, das gattungsgemäße Kombinationsdifferentialgetriebe insgesamt
kompakter zu gestalten.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, dass das Planetengetriebe
und das Differentialgetriebe nebeneinander in Richtung der Drehachse
angeordnet sind und das Ausgangsteil ein Zahnrad mit einem eine
Außenverzahnung
aufweisenden äußeren Zahnradteil
ist, der einen radial innerhalb des Zahnradteiles auf der gleichen
Radialebene wie der Zahnradteil liegenden Zwischenteil der äußeren Randfläche des
Gehäuses
koaxial umgibt.
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Zwei
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden
näher beschrieben.
Es zeigt:
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1 eine
Darstellung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung in Form einer Schnittansicht entlang der Linie X-X
von 2,
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2 eine
Schnittansicht entlang der Linie X-X von 1,
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3 eine
schematische Ansicht der Konstruktion eines Drehübertragungssystems eines Fahrzeugs,
bei dem das Kombinationsdifferentialgetriebe gemäß der 1 und 2 verwendet
wird, und
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4 eine
Schnittansicht, wie 1, wobei jedoch ein weiteres
Ausführungsbeispiel
der Erfindung gezeigt ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den 1 und 2 gezeigt.
Ein Kombinationsdifferentialgetriebe 1 nach diesem Ausführungsbeispiel enthält ein Gehäuse 2,
das um eine Drehachse L angetrieben wird. In dem Gehäuse 2 sind
ein Planetengetriebe 3 und das Differentialgetriebe 4 angeordnet. Das
Planetengetriebe 3 und das Differentialgetriebe 4 sind
Seite an Seite in Richtung der Drehachse L angeordnet.
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Das
Gehäuse 2 ist
in Richtung der Drehachse L zweigeteilt und besteht aus zwei Halbkörpern 2A, 2B.
Die beiden Halbkörper 2A, 2B haben Flanschteile 21, 22,
die an den äußeren Rändern von zueinander
benachbarten Endteilen jeweils gebildet sind. Diese Flanschteile 21, 22 sind
in Anlage miteinander. Ein Eingangszahnrad 5, dessen Achse
fluchtend zu der Drehachse L ausgerichtet ist, liegt an einer Stirnfläche des
Flanschteiles 21 auf der zu dem Flanschteil 22 entgegengesetzten
Seite an. Durch Anziehen eines Schraubenbolzens B1, der das Eingangszahnrad 5 und
den Flanschteil 21 durchdringt und in Schraubeingriff mit
dem Flanschteil 22 ist, werden die Halbkörper 2A, 2B zusammengefügt und wird
das Eingangszahnrad 5 an dem Gehäuse 2 fixiert. Das
Eingangszahnrad 5 wird von einem Motor (nicht gezeigt)
drehangetrieben. Dadurch wird das Gehäuse 2 um die Drehachse
L drehangetrieben.
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Als
Nächstes
wird das Planetengetriebe 3 beschrieben. Ein ringförmiger Rückhalteteil 23 ist
an derjenigen Stirnfläche
des Halbkörpers 2B gebildet, die
auf der zu dem Halbkörper 2A entgegengesetzten
Seite angeordnet ist. Dieser Rückhalteteil 23 ist derart
ausgebildet, daß seine
Achse zu der Drehachse L fluchtet. Der Rückhalteteil 23 hat
eine Vielzahl (vier bei diesem Ausführungsbeispiel) von Aufnahmelöchern 23a.
Diese Aufnahmelöcher 23a erstrecken
sich von der fernen Stirnfläche
(rechte Stirnfläche
in 1) des Rückhalteteiles 23 in
Richtung auf die Basisendseite parallel zu der Drehachse L. Diese Aufnahmelöcher 23a sind
in dem Rückhalteteil 23 in gleichen
Abständen
in Umfangsrichtung des Rückhalteteiles 23 gebildet.
Die Aufnahmelöcher 23a sind so
angeordnet, daß ihre
Achsen im Zentrum der äußeren und
inneren Randfläche
des Rückhalteteiles 23 angeordnet
sind. Außerdem
ist der Innendurchmesser eines jeden Aufnahmeloches 23a so
bemessen, daß er
größer als
die radiale Dicke (= (Außendurchmesser
des Rückhalteteiles 23 – Innendurchmesser
des Rückhalteteils 23)/2)
ist. Infolgedessen werden die inneren und äußeren Seitenteile der Aufnahmelöcher 23 von
der inneren und äußeren Randfläche des
Rückhalteteiles 23 aus
jeweils geöffnet.
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Der
Halbkörper 2A hat
einen Lagerteil 24, der an einem zentralen Teil und seiner
Stirnfläche
gebildet ist, die von dem Halbkörper 2B weg
weist ist. Ein weiterer Lagerteil 25 ist einstückig an
dem Rückhalteteil 23 gebildet.
Diese Lagerteile 24, 25 sind so angeordnet, daß ihre Achsen
zu der Drehachse L fluchten. Die Lagerteile 24, 25 werden
drehbar an einem Differentialgetriebegehäuse (nicht gezeigt) über Lager
(nicht gezeigt) jeweils abgestützt.
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Das
Planetenrad 31 ist drehbar (um seine eigene Achse) in dem
Aufnahmeloch 23a aufgenommen. Das Planetenrad 31 wird
am Austreten aus dem Aufnahmeloch 23 durch einen Deckel 32 gehindert, der
an einer fernen Stirnfläche
des Rückhalteteiles 23 durch
einen Schraubenbolzen B2 befestigt ist. In dem Gehäuse 2 sind
ein Hohlrad 33 und ein Sonnenrad 34, deren Achsen
zu der Drehachse L fluchtend ausgerichtet sind, an Stellen außerhalb
und innerhalb der Planetenräder 31 jeweils
angeordnet. Das Hohlrad 33 ist in Zahneingriff mit den
Planetenrädern 31 an
dem äußeren Öffnungsteil
des Aufnahmeloches 23a. Andererseits ist das Sonnenrad 34 in Zahneingriff
mit den Planetenrädern 31 an
dem inneren Öffnungsteil
des Aufnahmeloches 23a. Demzufolge wird, wenn das Gehäuse 2 drehangetrieben wird,
das auf das Gehäuse 2 übertragene
Drehmoment an das Hohlrad 33 und das Sonnenrad 34 über die
Planetenräder 31 übertragen
und werden dadurch das Hohlrad 33 und das Sonnenrad 34 um
die Drehachse L drehangetrieben. Das Hohlrad 33 und das
Sonnenrad 34 werden mit der gleichen Geschwindigkeit gedreht,
wenn die Planetenräder 31 nicht
um ihre eigenen Achsen gedreht werden. Wenn die Planetenräder 31 um
ihre eigenen Achsen gedreht werden, werden das Hohlrad 33 und
das Sonnenrad 34 in Einklang mit der Drehgeschwindigkeit der
Planetenräder 31 differentiell
gedreht.
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Das
Gehäuse 2 ist
an seinem äußeren Randteil
mit einem Ausgangszahnrad 6 versehen. Das Ausgangszahnrad 6 umfaßt einen äußeren Zahnradteil 61 und
einen ringförmigen
Vorsprung 62, der an einer inneren Randfläche des
rechten Teiles, in 1, des äußeren Zahnradteiles 61 gebildet
ist. Der äußere Zahnradteil 61 ist
an einem Zwischenteil der äußeren Randfläche des
Gehäuses 2 in
Richtung der Drehachse L angeordnet. Der äußere Zahnradteil 61 wird
an der äußeren Randfläche des
Gehäuses 2 über eine
Hülse 7 und
ein Lager J1 drehbar abgestützt.
Der ringförmige
Voprsprung 62 wird sandwichartig zwischen dem Halbkörper 2B und
dem Deckel 32 durch die Hülse 7 und dem Drucklager
J2, J3 gehalten. Dadurch ist das Ausgangszahnrad 6 in Richtung
der Drehachse L lagemäßig fixiert.
Der ringförmige
Vorsprung 61 ist unverdrehbar mit dem äußeren Rand des Hohlrades 33 durch
einen Keileingriff verbunden. Demzufolge wird das Ausgangszahnrad 6 in
Einklang mit dem Hohlrad 33 gedreht und wird das Drehmoment
auf das Ausgangszahnrad 6 von dem Hohlrad 33 übertragen.
Wenn somit das Kombinationsdifferentialgetriebe 1 als mittleres
und vorderes Differentialgetriebe verwendet wird, wird das auf das
Hohlrad 33 übertragene
Drehmoment (wie später
beschrieben werden wird) auf ein hinteres Differentialgetriebe (nicht
gezeigt) über
das Ausgangszahnrad 6 übertragen.
Wenn das Kombinationsdifferentialgetriebe 1 als mittleres
und hinteres Differentialgetriebe verwendet wird, wird das auf das Hohlrad 33 übertragene
Drehmoment von dem Ausgangszahnrad 6 auf ein vorderes Differentialgetriebe (nicht
gezeigt) übertragen.
Andererseits wird das auf das Sonnenrad 34 übertragene
Drehmoment auf eine Ummantelung 41 des Differentialgetriebes 4, wie
unten beschrieben wird, übertragen.
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Die
Ummantelung 41 des Differentialgetriebes 4 ist
in dem Gehäuse 2 drehbar
angeordnet, wobei ihre Achse fluchtend zu der Drehachse L ausgerichtet
ist. Die Ummantelung 41 umfaßt einen kreiszylinderförmigen Verbindungsteil 41a und
einen Abstützteil 41b,
der einstückig
mit dem Verbindungsteil 41a verbunden ist. Der Verbindungsteil 41a ist
unverdrehbar mit der inneren Randfläche des Sonnenrades 34 durch
einen Keileingriff verbunden. Demzufolge wird die Ummantelung 41 in
Einklang mit dem Sonnenrad 34 gedreht. Andererseits ist
der Abstützteil 41b auf
der linken Seite, in 1, des Sonnenrades 34 angeordnet
und in den Halbkörpern 2A, 2B an ihren
Anlageteilen aufgenommen. Infolgedessen ist der Abstützteil 41b angrenzend
an das Sonnenrad 34 in Richtung der Drehachse L angeordnet
und ist das Differentialgetriebe 4 Seite an Seite mit dem
Planetengetriebe 3 in Richtung der Drehachse L angeordnet.
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Ein
Aufnahmeraum S wird durch einen Innenraum des Abstützteiles 41b und
einer Innenfläche
des Halbkörpers 2A,
die auf den Innenraum des Abstützteiles 41b weist,
begrenzt. Eine Tragwelle 42, ein Paar Ritzel 43, 43 und
ein Paar Seitenzahnräder 44, 44 sind
in dem Aufnahmeraum S angeordnet. Die Tragwelle 42 wird
an entgegengesetzten Endteilen durch den Abstützteil 41b abgestützt, wobei
ihre Achse orthogonal zu der Drehachse L ist. Die Ritzel 43, 43 sind
drehbar in Eingriff mit entgegengesetzten Endteilen der Tragwelle 42 in
dem Aufnahmeraum S. Demzufolge ist das Ritzel 43 um die
Tragwelle 42 drehbar. Außerdem, wenn die Ummantelung 41 gedreht
wird, wird das Ritzel 43 um die Drehachse L gedreht. Andererseits
sind die beiden Seitenzahnräder 44, 44 drehbar
an den entgegengesetzten Endteilen des Aufnahmeraumes S in Richtung
der Drehachse L angeordnet, wobei ihre Achsen fluchtend zu der Drehachse
L ausgerichtet sind. Die beiden Seitenzahnräder 44, 44 sind
in Zahneingriff mit den Ritzeln 43. Demzufolge, wenn die
Ritzel 43 gedreht werden, werden die beiden Seitenzahnräder 44, 44 gedreht. Die
beiden Seitenzahnräder 44, 44 werden
mit der gleichen Geschwindigkeit gedreht, wenn die Ritzel 43 nicht
um ihre eigenen Achsen gedreht werden. wenn die Ritzel 43 um
ihre eigenen Achsen gedreht werden, werden die Seitenzahnräder 44 in
Einklang damit differentiell gedreht. Die beiden Seitenzahnräder 44, 44 sind
zum Beispiel mit den linken und rechten Vorderrädern oder linken und rechten
Hinterrädern
(von denen keines gezeigt ist) jeweils verbunden.
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Bei
dem so aufgebauten Kombinationsdifferentialgetriebe 1 sind
das Planetengetriebe 3 und das Differentialgetriebe 4 Seite
an Seite in Richtung der Drehachse L angeordnet, ohne Seite an Seite
in der Radialrichtung des Gehäuses 2 angeordnet
zu sein. Demzufolge kann der Außendurchmesser
des Planetengetriebes 3, insbesondere der Außendurchmesser
des Hohlrades 33 verringert werden und kann daher der Außendurchmesser
des Gehäuses 2,
das das Hohlrad 33 enthält,
verringert werden. Somit kann der Außendurchmesser der gesamten
Vorrichtung 1 verringert werden.
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Außerdem ist
bei dem Kombinationsdifferentialgetriebe 1 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel der äußere Zahnradteil 61 des
Ausgangszahnrades 6, der als Ausgangsteil des Hohlrades 33 dient,
an einem Zwischenteil in Richtung der Drehachse L des Gehäuses 2 angeordnet.
Demzufolge kann, wenn die Vorrichtung 1 als mittleres und
vorderes Differentialgetriebe verwendet wird, das hintere Differentialgetriebe
an einem zentralen Teil des Fahrzeugs angeordnet werden. Außerdem kann
das Kombinationsdifferentialgetriebe 1 in der Nähe des zentralen
Teiles in einer Links- und Rechtsrichtung des Fahrzeugs ohne irgendwelche
Schwierigkeiten angeordnet werden.
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Das
heißt, 3 zeigt
ein Drehübertragungssystem
eines Fahrzeugs, bei dem das Kombinationsdifferentialgetriebe 1 als
mittleres und vorderes Differentialgetriebe verwendet wird. Ein
Motor E, von dem eine Achse sich nach links und nach rechts erstreckt,
ist an einem vorderen Endteil eines Fahrzeugrahmens (nicht gezeigt)
angeordnet. Der Motor E ist an einem Endteil (linker Endteil der 3)
mit einem Drehmomentwandler und einer Kupplung C und ferner mit
einem Getriebe T, das daneben angeordnet ist, versehen. Die Kupplung
C ist im allgemeinen in einem mittleren Teil in der linken und rechten Richtung
des Fahrzeugs angeordnet.
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In
dem Gehäuse 2 des
Kombinationsdifferentialgetriebes 1 sind die Lagerteile 24, 25 drehbar von
dem Differentialgetriebegehäuse
D abgestützt. Das
Drehmoment des Motors E wird von einem Ausgangszahnrad To des Getriebes
T zu dem Gehäuse 2 über das
Eingangszahnrad 5 übertragen.
Das mit dem Hohlrad 33 des Planetengetriebes 3 verbundene
Ausgangszahnrad 6 ist in Zahneingriff mit einem Leerlaufzahnrad
IG. Ein Eingangskegelrad 1B ist mit dem Leerlaufzahnrad
IG derart verbunden, daß sie
in Einklang miteinander gedreht werden. Das Eingangskegelrad IB
ist in Zahneingriff mit einem Ausgangskegelrad OB. Das Ausgangskegelrad
OB ist mit einem hinteren Differentialgetriebe RD über eine Antriebswelle
PS verbunden. Das zu dem hinteren Differentialgetriebe RD übertragene
Drehmoment wird auf die linken und rechten Hinterräder RW1, RW2 übertragen.
Andererseits sind die beiden Seitenzahnräder 44, 44 des
Differentialgetriebes 4 mit den linken und rechten Vorderrädern FW1,
FW2 jeweils verbunden.
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Das
Ausgangskegelrad OB, die Antriebswelle PS und das hintere Differentialgetriebe
RD sind in einem mittleren Teil in der linken und rechten Richtung
des Fahrzeugs verbunden. Unter der Annahme, daß das Kombinationsdifferentialgetriebe 1 das
Ausgangszahnrad 6 nicht hat, dann müßte das Eingangskegelrad IB
an einem Endteil des Hohlrades 33 vorgesehen werden, der
von dem Gehäuse 2 in
Richtung des rechten Vorderrades FW2 ragt. Wenn jedoch eine solche
Anordnung getroffen werden sollte, wäre das Ausgangskegelrad OB,
das in Zahneingriff mit dem Eingangskegelrad IB ist, versetzt aus
dem zentralen Teil in der linken und rechten Richtung des Fahrzeugs
in Richtung auf die rechte Vorderradseite 2. Entsprechend
damit müßte die
Antriebswelle PS und das hintere Differentialgetriebe RD versetzt
in der gleichen Richtung sein. Demzufolge, wenn die Antriebswelle
PS und das hintere Differentialgetriebe RD an dem zentralen Teil
in der linken und rechten Richtung des Fahrzeugs angeordnet sind,
müßte das Kombinationsdifferentialgetriebe 1 versetzt
aus dem mittleren Teil in der linken und rechten Richtung des Fahrzeugs
in Richtung auf die linke und rechte Richtung (linke Richtung, wenn
von einer Rückseite
des Fahrzeugs bei diesem Ausführungsbeispiel
gesehen) sein.
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In
dieser Hinsicht, da das Kombinationsdifferentialgetriebe 1 derart
aufgebaut ist, daß das
Ausgangszahnrad 6 mit dem Hohlrad 33 verbunden
ist und dieses Ausgangszahnrad 6 an einem Zwischenteil
des Gehäuses 2 in
Richtung der Drehachse L angeordnet ist, kann das Ausgangskegelrad
OB an dem zentralen Teil in der linken und rechten Richtung des Fahrzeugs
ohne irgendwelche Schwierigkeiten angeordnet werden, selbst in dem
Fall, wenn das Kombinationsdifferentialgetriebe in der Nähe des zentralen Teiles
der linken und rechten Richtung des Fahrzeugs angeordnet ist. Außerdem können die
Antriebswelle PS und das hintere Differentialgetriebe RD auch an
dem zentralen Teil des Fahrzeugs angeordnet werden.
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4 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Erfindung. Bei einem Kombinationsdifferentialgetriebe 1' gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ist der ringförmige
Vorsprung 62 des Ausgangszahnrades unverdrehbar mit dem
Sonnenrad 34, anstatt mit dem Hohlrad 33, verbunden.
Außerdem
ist der ringförmige
Vorsprung 62 in Keileingriff mit der äußeren Randfläche des
rechten Endteiles, in 4, des Sonnenrades 34 und
weg von dem äußeren Zahnradteil 61 in
Richtung der Drehachse L angeordnet. Daher ist ein sich verjüngender
Verbindungsteil 63 zwischen dem äußeren Zahnradteil 61 und
dem ringförmigen Vorsprung 62 derart
angeordnet, daß er
einstückig damit
ist. Der ringförmige
Vorsprung 62 ist sandwichartig zwischen dem Rückhalteteil 23 und
einem aufnehmenden Schraubenteil 8 gehalten, das in Schraubeingriff
mit dem Halbkörper 2B über die Drucklager
J4, J5 und einer Beilagscheibe 9 ist. Dank dieser Anordnung
wird das Ausgangszahnrad 6 lagemäßig in Richtung der Drehachse
L fixiert. Außerdem hindert
der ringförmige
Vorsprung 62 das Planetenrad 31 am Austreten aus
dem Aufnahmeloch 23a über
die Beilagscheibe 9 und das Drucklager J5.
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Da
das Ausgangszahnrad 6 mit dem Sonnenrad 34 verbunden
ist, ist die Ummantelung 41 des Differentialgetriebes 4 mit
dem Hohlrad 33 verbunden. Besonders ist bei diesem Ausgangsbeispiel
die Ummantelung 41 einstückig an dem Hohlrad 33 ausgebildet.
Außerdem
ist bei diesem Ausführungsbeispiel
der Aufnahmeraum S zur Aufnahme des Ritzels 43 und des
Seitenzahnrades 44 durch die Ummantelung 41 und
die zentralen Teile der Halbkörper 2A, 2B gebildet,
die auf entgegengesetzten Seiten der Ummantelung 41 in
Richtung der Drehachse L angeordnet sind. Da die restliche Konstruktion
die gleiche ist wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel,
sind ähnliche
Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet und wurde in der
Beschreibung weggelassen.
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Es
ist zu vermerken, daß die
Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist,
und daß viele Änderungen
und Modifikationen bei Bedarf gemacht werden können.
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Beispielsweise
kann das Kombinationsdifferentialgetriebe 1 auch als mittleres
und hinteres Differentialgetriebe verwendet werden, obgleich es
bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
als mittleres und vorderes Differentialgetriebe verwendet wird.