DE1555887A1 - Drehbegrenzungsdifferential - Google Patents

Description

Drehbe&renzungadifferential

Diese Erfindung baiaßt sich allgemein mit Differentialen und insbesondere mit Brehbegrenzungsdlfferantialea.

Ein Automobilfahrern bekanntes Problem stellt dl· Situation dar, wenn ein hinteres Antriebsrad auf SIs oder Schlamm steht und eine ganz geringe Zugkraft liefert, während das andere Rad sich auf trockenem Untergrund oder auf einer Fläche befindet, die ©in besseres Angreifan des Hadss gestattet» Pas lad mit schlechtes Griff rutscht 'durch und das Rad mit dem guten Griff/ steht. Zur Löeung dieses Problems sind vorsefaistisn® vorfoakannt® Torrichtungen irorgeschlagaa υονά®η$ und ©inige &m©R sind ia Gev· , brauch.

Zu άβη bekannten Vorriciitungen mm Schaff nag eines

halbverriefi-elndon Bif fersnr-iiliä oder eines wahlweise verriegelnden Different^;.:'. "Lr. iyshören ei ς- verschiedensten tor* von KiipplungSHiöchanismen, die sich eLisshaltan, ein vorbsstjmfflter Grad an Beiatiifl)@w©guikg aai doj? '^©11© auf«

BADORlGiWAL

tritt, die da3 Automobil oder ein anderes Fahrzeug antreibt. Diese Vorrichtungen sind im allgemeinen klobig und machen eine Anzahl von sich bewegenden Teilen erforderlich, die relativ teuer sind. Andere Ausführungen vorbekannter Differentiale dieser allgemeinen Kategorie stehen ebenfalls zur Verfügung, haben aber nicht ohne weiteres aus einem oder mehreren der folgenden Gründe Anerkennung gefunden: erstens wird eine zu hohe Präzision zwiscxien zusammenwirkenden Teilen benötigt, zweitens sind sie zu teuer, drittens sind sie bei vernünftigen Dimen-•sionsparanetern nicht stark genug, viertens bedingen sie eine naturgemäße Kiobigkeit, fünftens sind sie schwierig zu montieren und zu reparieren, sechstens sind sie schlecht zu schmieren, sie sind «u laut usw.

Es darf als bekannt vorausgesetzt werden, daß bei Fahrzeugen mit einem einsigen Antrieb, der mehr als ein Rad antreibt, welches zum Fahren ua Kurven eingerichtet ist, eine Differenz Ln der Drehzahl der Antriebsteile (Räder und dergleicnen) zugelassen sein miß, wenn das eine Rad nicht durchdrehen soll. Die vorliegende Erfindung v/ird für das Beispiel eines Automobils beschrieben, es wird allerdings ausdrücklich darauf hingewiesen, daü es sich dabei nicht um einen allein möglichen, sondern nur um einen von verschiedenen Anwendungsfällen handelt, da verschiedene Ausgestaltungen der Erfindung zum Einsatz in Hochleistungsaufgaben und bestianste andere Ausgestaltungen besonders für relativ leichte Leistungsfälle ausgebildet siiid, bei denen der Rostenfaktor die entscheidende Rolle spislt.

Die Differenz der relativen Drehzahlen der beiden Acusen an den angetriebenen Rädern eines Automobils ist bei Kurvanfahrten relativ niedrig. Wenn all er dinge ein Hai*

9098^1/103· - 3 -

BAD ORIGINAL

lOOOÖÖ/ ~ 3 -

sich auf vereisten, schlammigem oder ähnlichem Untergrund befindet und das andere Rad relativ gut greift, kann die Bewegungsdifferenz d,er beiden Wellen in einer relativ hohen Größenordnung liegen. Der Getriebesaechanißiiufl, der für die Relativbewegung sorgt, ist allgeu«iii Ale Differential bekannt, und mitunter "werden Differentiale geaäfl dem vorliegenden Fall als drehbagrenzende, halb¥erriegelnde oder freilaufende Bifferential© bezeichnet* Sb darstellt sich allerdinge, daß ein Differential in elaiaa gewissen Sinne unwirksam, also freilaufend sein kaum^ dagegen der Wirkungsgrad eines Differentials vom Standpunkt dee Leistungsverlusts aus gesehan bei einer Kurvenfahrt in einer relativ niedrigen Größenordnung liegt. Infolgedessen führt, auch wenn ein Differential nur zu fünfzig Prozent wirksam ist - auf die Vorteile wird im Nachfolgenden noch eingegangen -, das zu einem Leistungeverlust bei einer Kurvenfahrt von weniger als fünf Prozent, wobei die Zahl ron fünf Prozent für einen Wenderadius eines Autoaobils in der Größenordnung von zwei Achsenlängen gilt - ein Radius, der wesentlich kleiner als der Wenderadius ist, wie man ihn bei den meisten auf dem Markt befindlichen Fahrzeugen findet.

Es ist eine allgemeine Aufgabe dieser Irfindung, ein Bifferential in drehbegrenzender Ausführung vorzusehen, das darauf abhielt, eine Verringerung dar Relativbewegung zwischen zwei Achsen zu erbringen, ohne daß die wlxksaae Kraftübertragung auf die beiden Achsen aussetzt, wenn die darauf einwirkenden Winkelbeschränkungen im wesentlichen gleich sind, so daß zwischen ihnen keine Relativbewegung auftritt.

Eine andere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Differential in drehbegrenzender Ausführung vorzusehen,

Q098S1/103I ~ /. _

BAD ORIGINAL

das besonders gut für Hochleistungsaufgaben geeignet iet.

Eine andere Aufgabe dieser Erfindung ist es, tin Brehbegrenzungsdifferential vorzusehen, das relativ koepakt iet, relativ einfach hergestellt, montiert und gewartet werden kann und in sonstiger Weise gut für den vorgesehenen Zweck geeignet ist.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist ·β, ein Differential in Btrehbegrenzungsausführung vorzusehen, bei dem der Wirkungsgrad des Differentials aus einem greflen Wirkungsgradbereich gewählt werden^ kann, wobei die Wirkungsgrade zwischen ein paar Prozent und relativ*hohen Prozentzahlen liefen können.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Differential der beschriebenen Art vorzusehen, bei dem die Drehbegrenzungswirkung durch die Eingriffawirkung der Zahnräder und Ritzel und durch die drehbare Lagerung der Ritzel auf der Peripherie von deren Zähnen erbracht wird, wobei ein relativ hoher Leistungewert durch den Mechanismus pro Einheitsgröße übertragen werden kann-..

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Differentialkonstruktion in DrehbegrenaiungeÄueXührung zu schaffen, dio preiswerter als die zur Zeit gängigen Differentiale herzustellen ist, die keine Srehbegrenzung aufweisen, wobei eine Betriebssicherheit gewährleistet ist, die mit mindestens den derzeitigen sogenannten Standard-Differentialen gleichwertig ist und die betriebssicherer ist als die derzeitigen auf dem Markt erhältlichen Prehbegrenzungsdifferentiale.

Sine weitex'e Aufgabe der Erfindung 1st es, die oben

90886171031

BAD ORI&töÄL

angeführten Kennzeichen in einem Drehbegrenzungsdifferential vorzusehen, das gewichtamäßig leichter 1st als dl· sogenannten Standard-Differentiale, so daß in dem Automobil, dem Fahrzeug oder dergleichen weniger ungefedertes Achsengewicht vorhanden 1st»

Eine weitere Aufgabe der Srfindung let as, ein Drehbe^renaungsdifferential gemäß den obigen Kennzeichen vorzusehen, das in derzeit üblichen Achaengehäuoen verwendet werden kann, um höhere ^Festigkeiten im Vergleich *u dem Gewicht zu erbringen.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist as, Differentiale der genanntan Ausführung vorzusehan, die eine spiegelbildliche Symmetrie aufweisen und die zumindest in bestimmten Ausfuhrungsfοisien so ausgebildet sind, daß keine Drehrichtungsorientierung nach links und rechts vorhanden ist, so daß gleiche Ritzel und gleiche Zahnrädei* verwendet werden können,* um dia !fertigung wesentlieh zu vereinfachen.

Kine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in bestiaiHiten Ausgestaltungen dar Irilndimg eine Konatrukfcion vorzuuehen, bei der die Aßhiian salbet mit Zäh-» nen ausgebildet sind, um di« Zahnräder des Differentiale zu bilden.

line andere Aufgabe 'dar vorliegenden Irfindung ist es, ein Differential dar genanntön Ausführung vorzusehen, bei dem alle Ritzel gleich groß Bind u*vl die gleiche Anzahl von Zähnen aufweisen urid sich is "vollen Teilkreisein· .-,rifi:'" befinden und die ia bas5,üiaten Auugeütaltung-en der "Erfindung dynamisch« . AuowitKfcungsaigonachaftgii. yrbringtn.

β Q 9 S B 1 / 1 ö 1 @

BAD

Eine andere wichtige Aufgabe der Erfindung ist es, ein Differential der genannten Ausführung vorzusehen_t bei dem die peripherischen Spitzen der Ritzelzähn· daa Zapfenlager bilden, das die Ritzel In entsprechenden Bohrungen in einem Trägereleaent lagert, was *u einer ftsibungaflache führt, die den gleichen Belastungen wie dl· Sinne des Zahnrades bei einer Gleitgeschwindigkeit ausgesetzt ist, welche höher 1st als die Geachwindlgkelt der 'Peilkreislinie des Zahnrades} das führt zu einem vorbestimmbaren Grad der "Unwirksamkeit", was sich als vorteilhaft in einem Drehbegrenzungsdifferential erweist.

Sine sehr wichtige Aufgabe diener Erfindung ist es, ein Drehbegrenzungsdifferential vorzusehen, das schrägverzahnte Ritzel und Zahnrader benutzt, was eine kleinste mögliche Anzahl von Zähnen und *;roße Druekangriffswinkel gestattet, ohne daß der Zahnflankonkontakt; geatört wird, indem das Prinzip des "Kontaktüberführene" der Schrägverzahnung ausgenutzt wird.

Bine weitere Aufgabe dieser Srfindung ist es, ein Differential geaäß der oben angeführten Kennzeichen «it Schrägverzahnung vorzusehen, d«s Überwelt· "Heisch*-Abschnitte an den Ilttelzähnea Torsiebfc, die tla· grofie Lagerfläche an den Seitenwandungen der Bohrungen In den Tragerelement schaffen, um auf dieäö Weise wiwSerua verbesserte Verschleiß- und Festigkeitaeigenschaften su erhalten.

Eine weitere Aufgabe der S'Cindung ist es, ein Differential gemäß der vorangegangenen Kennzeichen in schrägverzahnter Ausführung vorzu >.h^n, bei dar große Zähne (kleine Anz^.ril von Zähnen) ν . »».^jseben sind, welche wiederum für ein Höchstmaß an foet-igkeLb pro Diff er en ti ale Lnheitsgröße .sorgen.

S098S1/103I

BAD ORIGtMAL

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Differential in schrägverzahnter Ausführung nach den obigen Kennseichen vorzusehen, das (in der Drehebene) große Dm ckanjrif fs winkel in Querrichtung an den Eingrlffsetellen von Ritzel zu Ritzel und von Ritzel zum Zahnrad trbringt, was zu einer Kontrolle des Wirkungsgrades führt, um auf diese Weise vorbestimmte gewünschte Unwirksamkeitswerte in das Drehbegrenzungsdifferential einzubauen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Differential in schrägverzahnter Ausführung nach den obigen Kennzeichen vorzusehen, bei dem für das Ritzel als Ganzes in den Aussparungen des Trägerelementes eine gleichmäßige Lagerabstützung vorhanden ist, da die Führung der einzelnen Zähne dafür sorgt, daß sich ein Fleischabschnitt an ihnen in einer solchen Lage befindet, um die Ge^enjcrafte unabhängig von der betreffenden Winkellage ue3 Ritzels aufzunehmen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist «3, ein Differential in der vorgenannten DrehbegrenxungGaußführung vorzusehen, das ein einheitliches Trägerelement zur Lagerung des Ritzels für den Eingriff von Ritzel zu Ritzel und für den Eingriff von Ritzel zu Zahnrad aufweist.

Sine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einheitlicnes ein^tückiges Trägerelement gemäß der obigen Besenreibung vorzusehen, das in Massenfertigungsverfahren einfach herzustellen ist (gleichzeitiges Bohren aller Ritzeltaschen auf einer Seite des Trägerelementes und dann gleicnzeitipes Bohren aller Taschen auf der anderen Seite des Tr:.rer element es) , das nach Einbau in das Differential lieine F.ontageschv/ieri.ikeiten mit sich bringt

909851/1036 _ _a _

BAD ORIGINAL ,

(keine Möglichkeit eines falschen Einbaue der Ritzel bei Eingriff von Ritzel- zu Ritzel und bei Eingriff von Ritzel zu Zahnrad), wobei das einheitliche Stück leicht zu handhaben, zu lagern und zu montieren ist.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Differential in schrägverzahnter Aueführung vorzusehen, bei dem ein Trägertleatnt der ob«n beschriebenen Art benutzt wird, das gute Innenlagerflächen nicht nur für die eingebauten Ritzel, sondern auch für die Stirnflächen des jeweiligen Zahnrads vorsieht, un nach innen gerichtete Axiallasten aufzunehmen.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein einheitliches Trägerelement zur Lagerung von Ritzeln in den entsprechenden Taschen in dem Trägerelement vorzusehen, wobei diese Lagerung außerdem zu einer starren Lagerung für ,jede Ritzellänge führt, die verwendet werden kann, und außerdem zumindest in bestimmten Ausgestaltungen der Erfindung dafür sorgt, daß die Ritzel von Stanrenmaterial abgeschnitten werden können, das stranggepreßt, gewalzt oder maschinenbearbeitet ist und bei dem die Zähne eingeformt sind, wobei auf Grund von Auabiegungen der Wellen unter Last, die normalerweise in Verbindung mit Ritzeln benutzt werden, keint Möglichkeit von Fluchtungsfehlern besteht.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Differential der erwähnten Ausführung vorzusehen, das ausgesprochen leicht zu schmieren ist, so daß auf diese Weise Verschleiß- und Kerbenbildungsproblea verringert werden.

Eine weitere Aufgabe der.vorliegenden Erfindung iat

909851/1031 _Q

BAD ORIGfNAL

es, ein Drehbegrenzungsdifferential der genannten Ausführung vorzusehen, bei dem im Phaseneingriff eine Vollkreisanordnung von Ritzeln vorgesehen ist, wobei jedes Rit8el sich im Kräfteaußgleichssustaid zwischen den Eingriff de« Zahnrades an einer Seite und den beiden Phmseneingriffen befindet, eo daß die Länge des Eingriffs von Ritzel su Ritzel nur die Hälfte der Länge der Bingriffafläche de* Ritzelzahns zu den seitlichen Zahnräders zu betragen braucht, was zu einer kompakteren Bauweise dee Differentials in axialer Richtung, führt, und für jede vorgegebene Anzahl von*Ritzeln gestattet die "Vollkreis"-Anordnung eine stärkere, gröbere Teilkreis-Zahnanordnung, als wenn das Ritzel in getrennten Paaren phasenabgeglichen wäre, wobei eine hundertprozentig symmetrische Anordnung In Hinsieht auf die Zähnekräfte und die Lagerkräfte beibehalten wird, welche in Hinsicht auf beide Achsen identisch is-t.

Sine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Drehbegrenzungsdifferential der genannten Ausführung vorzusehen, das einen Dimensionsparaaetar aufweist, welcher eine maximale Ausnutzung des im Differential vorhandenen Raumes zum Zwecke der Erzielung einer hohen Festigkeit gestattet, wobei der zur Verfugung stehende Haue im. wesentlichen Durch die Lagerabstützung für die Krafteinleitung bestimmt wird, die im wesentlichen in der Form eines Hypoidzahnkranzes und eines entsprechenden Ritzels aue- __ gebildet ist.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Differential vorzusehen, bei dem die Zahnräder und die Ritzel als Stirnräder ausgebildet sind, die zu den preiswertesten Zahnrädern gehören, die überhaupt hergestellt werden könnenj allerdings sollen, um höhere Grad der "Unwirksamkeit", um eine genauere Kontrolle der unwirksam-

009051/103·

BAD ORlGINAI, _,

- ίο -

keit, um stärkere Zähne, und um allgemein eine bessere Lagerung zu erhalten, sehrägverzahnte Zahnräder verwendet werden, und allgemein trifft su, daß je größer die Winkelschräge der Schrägverzahnung, desto niedriger der Wirkungsgrad,und desto größer sind damit die Drehbegrenzungseigenschaften.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Differentialausführung mit Drehbegrenzung vorzusehen, die für aufsenverzahnte Zahnräder und für innenverzahnte Zahnrader anwendbar ist, je nach Dimensioneparaoietern, die in der in Frage stehenden speziellen Aufgabenstellung vorgesind.

Eine weitere und sehr wichtige Aufgabe dieser JSrfinist es, die Formeln, Regeln und Prinzipe zu liefern, die dem Konstrukteur eine größte Breite für die Konstruktion von Drehbejrenzungsdifferentialen an die Hand geben, wobei ,;ede beliebige gerade Anzahl von Ritzeln in Vollkreiseingriff mit zwei Zahnrädern gleicher Größe zugrundegelegt werden kann.

Die neuen Merkmale, die diese Erfindung kennzeichnen, sind insbesondere in den angefügten Ansprüchen umrissen. Die Erfindung selbst wird sowohl in Hinsicht auf ihre Anwendung als auch auf ihre Arbeitsweise zusammen mit weiteren Aufgaben und Vorteilen am besten durch die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu verstehen sein, von denen:

Pi-j. 1 eine Darstellung bestimmter geometrischer und mathematischer Beziehungen des Differentials ist, das innenverzahnte Zahnräder benutzt, welchesdie erfindungsgemäßen Prinzipien beinhaltet;

909851/;·**· -¹¹-BAD ORIGINAL

2 eine Zeichnung ist, die Fig. 1 entspricht, wobei Jedoch die Zahnräder außenverzahnt sindj

Fig. 3 eine Zeichnung ist, in dar bestimmte Beziehungen der jjtbwälzteilkreise einee Differentials dargestellt sind, in der die erfindungsgemäßen Gedanken Anwendung finden;

Fig. 4 eine Tabelle ist, in der die Beziehungen der Gesamtzahl der Ritzel und der Verhältnisse der Radien der Zahnräder zu den Radien der Ritzel sowohl bei außenals auch bei inneriverzahnten Zahnräderkonstruktionen an-_L;e_L-,eben sind, Dei denen die erfindungsgemaßen Vorstellungen Anwendung finden;

Fig. 5 eine im wesentlichen schematische Ansicht bestimmter Beziehungen ist, die dazu dienen, in etwa den Wirkungsgrad der Differentiale verschiedener Ausgestaltungen darzustellen, in denen die erfindungsgemäßen Gedanken enthalten sind}

Fi^. b eine schematische Ansicht der Eingriffsverhältnisse von außenverzahnt em. Zahnrad zu Ritzel und von Ritzel zu Ritzel bei Blickrichtung in "Längsrichtung" ißt;

Fig. 7 eine Ansicht in wesentlichen gemäß Fig. 6 ist, die sich auf innenverzehnte Zahnräder bezieht;

Fi^. 8 eine schematische Ansicht eines innenverzahnten Zahnrad-Drehbegrenzungsdifferentials ist, in dem in Verbindung mit Achsen für ein auf Rädern laufendes Fahrzeug und cat einem Gehäuse für das Differential die erfinduncsgemäßen Gedanken enthalten sind;

Fi;r. 9 ein vergrößerter Teilschnitt durch das Differential semäß Fig. 8 ist;

. Fig. 10 ein'Schnitt an der Linie 10-10 der Fig. 9 ist} ■~ Fig. 11 ein Schnitt an der Linie 11-11 der Fig. 9 ist;

909051/1036 _ ₁₂ -

BAD ORIGINAL

Fig. 12 ein Teilschnitt im vergrößerten Maßstab ist, der einen Ausschnitt aua Pig. 11 zeigt, in dem die peripherischen Spitzen der Zähne der Ritzel In den Boarongen dee Trägerelementes gelagert eindj

Fig. 13 in teilweise auseinandergezogener^VKTflpelrtIvdarstellung das Trägerelement und die Ritzel zeigt, die mit dem Trägereiement zusammenwirken}

Fi»;. 14 eine Ansicht einer anderen Ausgestaltung der Erfindung; im Längsschnitt iet, wobei dieses Differential aubenverzahnt ist;

Fig. 15 ein Schnitt an der Linie 15-15 der Fig. 14

Fi;$. 1G eine perspektivische Teilansicht der Achse mit einstückig am Ende der Achse eingeformten Zähnen ist, wie sie in den erfindungsgemäßen Ausgestaltungen gemäß Fi^. 14 und 15 verwendet wird;

Fig. 17 ein Teilschnitt let, in dem ein Differential gezeigt ist, bei dem βehrägverzahnte Ritzel benutzt werden j

Fig. 1Θ eine Draufsicht auf einaeder einander entsprechenden schrägverzahntan Ritzel iat, die in der Ausgestaltung des Differentials genäß flg. 17 benutzt werden;

Fig. 19 eine Ansicht ist, die im wesentliehen flg. 15 entspricht, in der eine weitere Ausführungsforo des Differentials dargestellt istj

Fig. 20 eine Ansicht ist, die Pig. 1 entspricht, in der eine gndere Auεführungsform der Erfindung dargestellt

Fig. 21 ein Schnitt in Querrichtung des Differentials

gemäß Fig. 2C ist;

Fig. 22 die Ansicht einer anderen Ausgestaltung eines

9 098&1/1036 - 13 -

BAD ORIGINAL

Differentials ist, das die erfindungsgemäßen Gedanken enthält;

Fig. 23 ein Schnitt an der Linie 23-23 der lig. 25 ist, wobei dieser Schnitt teilweise schemati»eher.Art ist, in dem eine Acht-Ritzel-Konstruktion ait "Außenverzahnung^H dargestellt ist, in der schrägversehnte Ritzel und sehrägverzahnte Zahnräder benutzt werden j

F1C.23A ein vergrößerter Ausschnitt teilweise in schematischer Ausführung ist, in dem ,ein Teil des Eingriffs von Ritzel zu Ritzel und von Hitζel zu Zahnrad des "schrägverzahnten" Differentials gemäß Fig. 23 .und 25 gezeigt ist;

Fig. 24 eine perspektivische Darstellung eines schrägverzahnten Zahnrades ist, das einstückig in einer Achsenwelle eingeformt ist;

Fig. 25 ein Längsschnitt durch das Differenzial gemäß Fig. 23 ist und

Fig. 2ό eine schematische perspektivische Ansicht ist, in der bestimmte mathematische Verhältnisse dargestellt sind, die bei einem Differential und bei einem Fahrzeug auftreten.

Ein Differential, wie es bei Automobilen, Lastwagen usw. benutzt wird, besteht im wesentlichen aus einem Getriebekasten mit koaxial angeordneten Antriebs- und Abtriebswellen. Bei feststehend angeordnetem Gehäuse muß das Obertragungsverhältnis "minus eins" betragen, d.h., wenn eine Welle gedreht wird, muß die andere ait gleicher Drehzahl gedreht werden, jedoch in entgegengesetzter Richtung. Bei einem Automobil wird das Getriebe durch die Leistung des Motors angetrieben, und die Antriebsräder sind an den koaxial angeordneten Wellen befestigt.

Wenn das Getriebe im Differential einen Wirkungsgrad

909851/1036

BAD ORIGINAL .

5i .j-j" ':?>■-■·: - - ■■■"

von einhundert Prozent hatte, würden die Drehmomente an den beiden Achsen gleich sein, da der Virkungsgrad eines Getriebes mit einem Ubörtragungsverhältnis von eins zu eins gleich dem Verhältnis der Drehmomente ist. Das ist ein unerwünschtes Verhalten bei einem Differential in Kraftfahrzeugen, weil die Fahrzeuge oft unter verschiedenen Bedingungen der greifenden Reibung auf die Reifen fahren müssen. Mitunter kann ein gutes Greifen eines Hades nicht ausgenutzt werden, weil das Drehmoment auf seine Achse gleich dem schlechten Griffmoment des andere» Radea ist (und damit auch gleichzeitig begrenzt wird), so daß es dann durchzudrehen beginnt.

Das konventionelle Kegelraddifferential hat einen Wirkungsgrad (wie ein Getriebekasten) in der Größenordnung von neunzig Prozent, eine Tatsache, die bekanntermaßen dazu führt, dais die Räder auf Bis, Schnee, losem Splitt, Schlamm usw. dazu neigen, durchzudrehen. Ein anderes Kennzeichen von Differentialen mit relativ hohem "'Jirkur^Stirad", das auf den ersten Blick nicht von vornherein erkannt wird, ist die Tendenz eines Rades eines Automobils oder eines anderen Fahrzeuges, relativ zu dem anderen Rad durchzudrehen, wenn die Straßenflächen gleich sind, auf denen die beiden Räder angreifen. Das erfolgt sogar bei trockenem Asphalt. Als ifclge des Antriebsdrehmomentes von der Antriebswelle, das dazu führt, daß ein Rad von der Straßenfläche abgehoben und da« andere Rad fester auf die Straßenfläche gedrückt wird, dreht das eine Rad, ehe das andere Rad zu drehen beginnt. Venn ein Fahrzeug außerdem mit relativ hoher Geschwindigkeit fährt und ein Antriebsrad auf ein Schlagloch oder einen Stein oder dergleichen trifft, was dazu führt, daß es sich von der Straße abhebt, wird das Rad sofort bestrebt sein, relativ su dem anderen Had eine höhere Drehzahl zu erlangen,

909851/1038 - 15 -

BAD ORiGJNAL

das den Kontakt mit der Straße behalten hat, so daß auf diese Weise ein relativ großer Schlag auf das Differential einwirkt, wenn das abgehobene Sad wieder zurückkOMt und. auf der Straße greift. Sin konstant uwiirksaaes Differential ist insofern vorteilhaft, ale es in den vielen Fällen wirksam wird, bei denen zwischen den beiden Rädern eine relativ niedrige Relativbewegung und bei denen »wischen den beiden Hadern eine hohe Relativbewegung auftritt;. Bekannte Vorrichtungen zum Ausschalten der Relativbewegungen zwischen den beiden Rädern laesen sich in zwei allgemeine Klassen einteilen, nämlich in die konstant unwirksamen und in die wahlweise unwirksamen oder verriegelnden Ausführungen. Es sind in der Differentialtechnik viele Versucne unternommen worden, um die Durchdreheigenschaften von Rädern zu verringern oder ganz auszuschalten, indem ein Differential benutzt wird, das Zahnräder benutzt, welche naturgemäß weniger wirksam sind als Kegelrader, indem Reibungsflachen an verschiedenen Stellen des Diflerentials zusatzlich vorgesehen werden oder indem !■craft schlüssige Klauenkupplungen oder dergleichen am Differential wirksam werden. Die meisten dieser Vorrichtungen haben für den allgemeinen Gebrauch wegen Mangel wie zu hohen Fertigungskosten und/oder verringerte Festigkeit und Betriebssicherheit keine Anerkennung gefunden. Die zur Seit auf dem Markt erhältlichen Drehbegrenzungs- oder Terriegelungsdifferentiale sind als zusätzliche Ausrüstung gegen "Aufpreis" erhältlich. Einige der weitergehenden unerwünschten Kennzeichen der wahlweise sperrenden oder kr aft Schluss is; sperrenden Differentiale liegen auf dem Gebiet der Betriebssicherheit, insofern nämlich, als sie gelegentlich klemmen können, was wiederum zu der Tatsache fi'.xirt, daß die Achsen des Fahrzeugs unöer Urnständen brecr.en oder nahen Belastungen ausgesetzt werden und daß sie. aubcrdeia Bicfrlicherweise zu einer fehlerhaften Steuerwir-

909851/1036 - 16 -

kung und dergleichen »ehr führen.

Da· zentrale lennzeichen der Gedanke* «tat der struktlon der Differentiale, die im einselaen la genden erläutert werden, liegt darin, einen Grad der BurchdrehbegrenzungaeigexuichaftiB vorzusehen, ohne daß die Wirtschaftlichkeit oder Teetigkeit dee ZeJmrades, des Ritzels und des Xrägergehäuses der Differen tial ο nachteilig beeinflußt wird, wie sie in den Zeichnungen dargestellt sind. Auf Grund ihrer Symmetrie, ihrer Ausgestaltungen und ihrer Ausbildung nach den Gesichtepunk ten zur Zeit bekannter gängiger Herstellungsverfahren sind viele der offenbarten Differentiale naturgemäß billiger herzustellen als konventionelle Kegelraddifferentiale , während gleichseitig ein erheblicher Grad der Unwirksamkeit vorgesehen wird.

Im Umfang dieser Erfindung sind verschiedene Different lalkonstruktionen dargestellt und beschrieben, die bestimmte zentrale Gedanken enthalten, und bestimate dieser Konstruktionen sind "stärker" und erbringen bessere "Unwirksamkeits"-Eigenschaften als bestirnte andere der Konstruktionen; die Unwirksamkeitseigenschaften Bussen gegen die vorgegebenen Kosten bei der Herstellung der verschiedenen Konstruktionen abgewogen werden, so daß es im eigentlichen Sinne schwierig ist, festzustellen, welche der verschiedenen Konstruktionen als "bevorzugte" Ausgestaltung anzusehen ist, da jede Konstruktion etwas andere Charakteristiken aufweist und damit e£ne Konstruktion für eine bestimmte Aufgabenstellung vorzuziehen sein wird, während eine andere Konstruktion für eine andere Aufgabenstellung den Vorzug erhält usw. Bo ist zum Beispiel das Differential 20 gemäß Fig. 8-13 mit innenverzahnten Zahnrädern von vornherein eine stärkere Konstruktion und weist

909851/1038 _ _1? _ BAD

bessere "Unwirksamkeiten-Eigenschaften auf als das Differential 20a gemäß flg. 14-16-, bei dea außenverzahnte Stirnrüder benutet werden, das aber billiger herzustellen ist. Die innenverzahnten Differentialausfünrungen scheinen idealer für Lastkraftwagen und Geländefahrzeuge geeignet, bei denen die Belastungen der Differentiale hoch sind und der Einsatz hart ist. Im großen und ganzen weisen die Ausführungen mit außenverzahnten Zahnrädern kostenverringernde Vorteile auf, während Durchdrehbegrenzungseigenschaften erreicSt werden, die besser als bsi konventionellen Differentialen sind und damit in idealer Weise für Personenkraftwagen und dergleichen geeignet sein können, wo der Einsatz und die Arbeitsbedingungen veniger hart sind. Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, sind beide Differentiale 20 und20a mit der gleichen Anzahl von Ritzeln (sechs) vorgesehen.

Während die Fig. 1 bis 15 und 19 bis 22 mit stirnverzahnten Zahnrädern und Ritzeln dargestellt sind und entsprechend auch so gebaut werden können, können diese Darstellungen auch als Prinzipsdarstellungen angesehen werden, die schrägverzahnte Zahnräder und Ritzel darstellen. Auch wenn es zunächst den Ansehein hat, als ob schrägverzahnte Zahnräder in Hinsicht auf die Anzahl der Zähne beschränkt sind und als ob Schwierigkeiten bei der Herstellung eines Vollkreiseingriffs von schrägversahnten Ritzeln und Zahnrädern (als Folge dor Schraubenlinien der Zähne usw.) auftreten, hat sich herausgestellt, daß das nicht der Fall ist. Wie in Einzelheiten im Nachfolgenden noch erläutert wird, liefern schrägverzahnte Zahnräder und Ritzel entscheidende Vorteile, so daß eile Darstellungen, in denen stirnverzahnte Zahnräder gezeigt und beschrieben sind, als sowonl für stirnverzahnte als auch für schrägverzahnte Zahnradkonstruktionen geltend anzusehen Find.

909851/1038 - 18 -

BAD ORIGINAL

Gemäß Fig. 8 der Zeichnungen ist die Differentialeinheit des Kraftfahrzeuges allgemein durch dae Bezugszeichen 20 gekennzeichnet. Die Räder, z.B. 22 und 24, die auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeuges liegen, «üasen sich natürlich mit verschiedenen Drehzahlen drehen, wenn sie um Kurven fahren, wenn beide Räder eine rollende (nicht-rutsehende) Lage zum Boden, zur Straßenfläche oder dergleichen behalten sollen. Das Differential 20 ermöglicht, daß die Räder nicht-rutschend um Kurven fahren kennen, auch wenn sie von der gleichen Antriebswelle angetrieben werden. Die Räder 22 und 24 sind an den äußeren Enden der Achsen 26 und 28 gelagert, die mit ihnen in Verbindung stehende und am inneren Xnde der Achsen angeordnete Zahnräder 30 und 32 aufweisen. Vorauf später noch verwiesen wird, können die Zahnräder einstückig mit den Achsen 26 und 28 gebildet oder fest mit den Achsen verbunden sein, um sich «it ihnen gemäß fig. 9 zu bewegen. Während die Achsen 26 und 28 in konventioneller Torrn vorgesehen sind, um eine Antriebskraft von den Differentialen auf die Räder zu übertragen, ist beabsichtigt, daß es sich dabei um eine beispielhafte und nicht um eine einschränkende Anwendung handelt, so daß im weiteren Sinne die Achsen. 26 und 28 als erste und zweite Drehteile angesehen werden können. Ein drittes Drehteil 54 kann als Trägerelement bezeichnet werden, zu den ein Zahnkranz 36 und eine Anzahl von ersten und zweiten identischen Ritzeln 37 gehören, die darin gelagert sind und zur drehbaren Bewegung auf und mit dem Trägerelement eingerichtet sind. Der Zahnkranz 36 wird durch einen Antrieb angetrieben, der in der Form einer Antriebswelle und eines Kegelrades 3β dargestellt ist, obgleich es sich versteht, daß die Krafteinleitung in irgendeiner geeigneten Form erfolgen kann, zum Beispiel durch einen Riementrieb, durch einen Elektromotor usw.

909851/1036

BAD ORIGINAL

" 1^65887

Bin"Gehäuse 40 umgibt in koaventioneller Weise die sich bewegenden ^eilq-das Biffs^entiala und .hat i» üblieher W@is® damit in ferMadrag st@h@nd© Lagerelement·, die schematises bei 42 dargestellt isin&₅ um ein· BelatiT-bewegung &&r Innenteiio Sqs Mffs&satial® gegenüber den Gehäuseteil« su gestatten« Bsi ^©ratetife sich auSsr&em, daß, auch w©an ©er Zsh&teana |6 i© Zuesffiiaeziwirkung lait einem Kegelrad 58 gezeigt ist_f äissos nur als beispielhaft anzusehen ist₈ da ta© wichtig© lennaeiehsn das iet, daß das Tr^ er element JA*· -auf i2?g©ndeine geeignete Weise durch ein Kra£teinleitungs©l©fs©nt angetrieben ist. Das Trigerelement >'·}- ohne di© Teile zur Abstützung des Zahnkranzes und ohne die fe^längerungsn, dia zur Lagerung der La^er 42 dienen, ist in der auseinandergeaogenen Perspektivdarstellung gemäß Fig. 1J gezeigt»

Bei dem Biffarentisl 20 g©EsäI Figo S bia 13 handelt

es sich UE ©i& inaQn\mrzBhntQB Siff©s"©atial _t da die Sahnradzähn® d®? eins©la®a Eatoi^Mns? 59 ^^ö, J2 naeb innen in Richtung auf eil© gemainoaao ©2?aisQ©]aa@ ä©r beidea Aelisea und das-feägti^Ql,©meat©s g@ri©iate^

stix^versaliaten

oder'schrägversaimten Eatorädern sind bereits zuvor konstruiert wordens hab©n a.b©r nicht allgemeine Anerkennung gefunden. Bsr irehrichtuagsiii&Qteeixde Sahnradsatt mit einera Übertragungsverhältnis von eins zu eins ist in einer Vorrichtung vorgegeben₉ die mit einem Zahnrad (innen oder außen stirnversahnt oder sehragverζahnt), mit einem in einem Zahnrad eingreifenden Hitsel undmit einem gleichen zweiten Ritzel vorgesehen ist_} das in das erste Ritzel und in ein anderes Zahnrad einseift. Verwendet worden sind auch mehrere Kitzelpaare. Gleichgültig, ob es sich um ein Paar oder um mehrere Paare handelt, befindet sich Jedes

90^8.5*1/1036 _ ₂o BAD ORIGINAL

Ritzel im ausgeglichenen Zustand swischen seinem Eingriff in einem Zahnrad und in einem anderen Ritzel. Damit müssen die Zwißch*n-(Phasen-)Singriffe dieser bekannten Vorrichtungen eine Stirnlänge haben« die gleich der Länge des Singriffes an den Zahnrädern 1st, tut eine Schwächung der Ge samt konstruktion «u verhiödem. He klein· Anzahl von bekannten Vorrichtungen, die «ista Y«llkrel*el&$rl£f zugrundelegen, lehren diese Qedjucfk*» öleht In roller Allgemeingültigkeit.

Sin wesentliches und entscheidende Kenn«eichen der Differentiale gemäß dieser Erfindung ist die "Vollkreie"-Anordnung der Ritzel im Fhaseneingriff gemäß der.schematischen Darstellung in fig. 1 (innen ν er »ahnte ZahnriJder) und die bis zu diesem Zeitpunkt nicht vollkommen erkannten Vorteile, die dieser Anordnung zukommen. Eine solche Anordnung ist möglich, wenn die Anzahl der Zähne im Zahnrad durch die Anzahl der eingreifenden Ritzel teilbar ist. Das f-jilt sowohl für innen- als auch für außenverzahnte Zahnräder mit Stirnverzahnung ebenso wie mit Schrägverzahnung, das heißt, die Anzahl der Zähne in ,jedem Zahnrad muß durch ein halb der. Gesamtzahl der 14-tzel teilbar sein.

Wenn P gleich der Gesamtzahl der Ht ζ el 37 ist - es muß sich dabei um eine gerade Zahl handeln - und M gleich

der Anzahl der Zähne in den einzelnen Zahnrädern, zum Beispiel 30 oder 32,ist sowie η der Anzahl der Zähne in jedem

Ritzel entspricht, dann 1st

H "T"

eine ganze Zahl.

Die "Vollkreis"-Anordnung bestimmt geometrisch die relativen Größen von Ritzeln und Zahnrädern. Es gibt drei we-

909851/1036 - 21 -

BAD ORIGINAL

A= Jedso litsel 57 liegt la Emftoaisogloisa Suice& SafenFacieingrIff umI sued l?äaaoFAGiHg5?£i?£ csi _& o© <tßß Sic go des³ Stirafiäeli© j aa Sge¹ OiG Eifesol oBoisoMeg Sea, nur al© Malbe läEgo üow B^^nSl&isim cn braiicni_} öi@ sich mit ÜQia Jouoiügca SoJäü^Moss äa S grxif te findet ο Baöureä wird fäio I&iiDfe^isI^ftioEi iba oxig Eichtung kompalcter.

B- JIr .jede geceben® /ynsaiil vos litsGla J7 C^iQ ©Ibg rads Saiii sein rauö) gQgtafcfcQt äi© ⁿVeII ölne starker© ZaiiakonistmiktieB mit gs'öbQS'©^ ®Qil.Bag_D alc wenn die Ritz©! in gateeantea ΙΡοο^θεδ ang©02?iiSGi3 ßiseL

C= BIe /;jiörÖ2iung fiex= Ei tasi issö ds2^s EateräiQr- ssiafeitr seeinander ist iiundez*fcprossatig syssetrisah la Hiasicht auf uie ZivLnKs'äi'te und die Lagsr-feäft© unö ist füff jeö@ AeJase ^leiGiie lUiserdsia sind öi© öoiä©« galmraOQE¹ gi©ish die EIζζΰΧ sind ©inandcr Kisicbj, was zu I^?ertI_:;;un._;;s¥i3rbilIigttrfg@rA führt (abg©c©h di^.iaitj bei ?©n-i©näuQt" ¥oa ©©hräg^/ersahntsss Eitseia im Z-aiirir-ädera ein© Males=- nuü o&t&q lQelitD<=t,g

|| g al la

s 2,aos©a oig& aiö S
GKata-fe woi?äD® keil® η SIo

allgoaete Si^s₂ ösß Ja gz?iiss ess?

ait ässto gröSor die Bn

BAD ORIGINAL

— CiZ. —

T'le ^eoaetrisihen Beziehungen in rli:.fclick auf die relativen 3rc2en der Ritzel und der Zahnräder gemäß ?ig. 1, welche sich auf innenverzahnte Zahnräder belieben, lassen sich wie folgt ausdrücken ι

te - , /18O\ _ AB « α sin f —— } - 2r

a » R - r
(R - r) sin

1 + ein —-

- « 1 ♦ coaec

Dabei sind A bzw, B die Achsen der einzelnen aneinander ar. grenzend en Ritzel in dem Vollüreiseingriff, die sich von der Drör:GC;.se A„ in den Abstand a befinden. Zu beachten ist, da.; did Achsen all ar Ritzel parallel tür Achse A_ dee Trajereleientes und der einzelnen Zahnräder liegen. C ist

ein Kreis auf einer Bbene senkrecht zur Achse Al Bit des

Radius a, der gleich des radialen Abstand zwischen den Achsen 5er Zahnr^cer und den jeweiligen Achsen aller Ritzel ist, P ist, wie zuvor schon erwähnt, gleich der Gesamtzahl der Ri tr ei und r ist ^leicn des: Abwalzteilkreisradius

909851/1038 ~23 -

BAD ORK3INAL

1955887

aller Ritzel beim Eingriff von Ritzel zu Ritzel.

Bei der Yollkreiskonstruktion mit Außenverzahnung treten die Beziehungen gemäß Pig. 2 auf (wobei eine Zehn-Ritzel-Konstruktion zur Veranschaulichung dient). Sie laaeen sich wie folgt ausdrücken»

XB

2 a sin

a = R + r 2 (R + r)

(T)

(18θ\ τ)

2r 2r

1 - sin I J

I* /

18O

sin

(2)

Sowohl bei innen- als auch bei außenverzahnten Zahnrädern soll die folgende Beziehung zumindest angenähert erreicht

V/erte für R/r für verschiedene Ritzelzahlen sind in der Tabelle in Fig. 4· angegeben. Wie daraus hervorgeht, ist

909851/1036

- 24- -

BAD ORIGINAL

R/r eine ganze Zahl oder ein genaues Verhältnis zweier ganzer Zahlen nur in einigen wenigen Sonderfällen, wogegen N/n immer daß Verhältnis von zwei ganztn Zahlen sein muß. Das bedeutet, daß die Teilkreise der Ritzel, die ineinandergreifen, und die Teilkreise der Ritzel, die mit den Zahnradern im Eingriff stehen, nicht immer gleich sein können (siehe Pig. 3)· Das muß bei der Konstruktion der Zähne sowohl bei εchragverzahnten als auch bei stirnverzahnten Ritzeln und Zahnrädern berücksichtigt werden. Die Abwandlungen der obigen Formeln, die sich dabei ergeben, da R/r nicht immer eine ganze Zahl oder das genaue Verhältnis von zwei ganzen Zahlen ist (das heißt, eine transzendente Zahl ist), lauten wie folgt;

Für innenverzahnte Zahnrädert. A. r„ ■ a sin

B. r 2 »

(180\ T)

N - 1 η

C. R₂ - a + ν

Dabei ist a gleich dem radialen Abstand zwischen den Achsen der ersten und zweiten Zahnräder und der lehne jedes beliebigen Ritzels, P ist gleich der Gesamtzahl der ersten und zweiten Ritzel, r^ ist gleich dem Abwälzteilkreisradius der ersten Ritzel im Eingriff in den zweiten Ritzeln, r^ ist gleich dem Abwülztailkreisradius des jewedLigen ersten und zweiten Ritzels bei Eingriff von Ritzel zu Zahn-

909851/1038

BAD ORIGINAL

~ 25 -

rad, R₁ ist gleich dem Abwälzteilkreisradius des Zahnrads beim Eingriff in die ersten und zweiten Ritzel, N ist gleich der Anzahl der Zähne in dem Zanarad, η ist gleich der Anzahl der Zähne'in jaden der einzelnen Htsel, und r^ nähert sich r₂ so weit wie aöglich bei ganzft&Aliger Zähnezahl.

Bei außenverzahnten Zahnrädern gilt bei Verwendung der gleichen Definitionen der Ausdrücke das folgende:

E.	2	- asin/^	■ a - r2
P.		a
	Η2	1 + K
	η
G.

H.

Wie aus der Tabelle in TIg. 4 su ersehen ist, kann in Verbindung alt innenverzahnten Zahnrädern Jede gerade Anzahl von Ritzeln benutzt werden, und in Verbindung Bit außenverzahnten Zahnrädern kann Jede gerade Anzahl von Ritzeln besinnend mit vier vorgesehen sein. Die Seche-Ritzel-Konstruktion gemäß Pig. Q bis 13 hat den Vorteil, daß die Zahnräder automatisch durch die dreifachen Eingriffe (bei Schräg- oder bei Stirnverzahnung) zentriert werden, so daß im wesentlichen insgesamt gleiche Zahnbelastungen unabhängig von dem Zahnprofil oder von Toleranziehlern bei der Fertigung der Zahnräder erreicht werden.

Indem nunmehr wieder auf eine .ausführlichere Beschrei-

909851/103· - 26 -

BAD ORIGINAL*

1*55887

bung der Konstruktion des Differentials gemäß Fig. 8 bis 13 eingegangen wird, Ut tu erkenaen, daß 41· iiuuuren Baden der Jeweiligen Achsen 26 und 28 alt einer in«ahl von Kerbtähnen 44 und 46 ausgebildet sind, um die jeweiligen Zahnräder 30 bzw, 32 aufzunehmen. Des Zahnrad 32 weist innenliegende Stirnversahnung auf und besteht aus swei Elementen 48 und 32, wobei es sich bei demv Element 48 um eine Scheibe mit einer Nabe handelt, die im KerbsitK direkt mit der Achse 23 verbunden ist,und wobei die äußere Peripherie mit außenliegenden Kerbzahnen 50 in der gleichen Größe wie die Zahnradzähne 54 SB Element 52 ausgebildet ist. Am Element 52 sind außen Zähne 54- vorgesehen, die mit den in dem Trägerelement 34 gelagerten Bitsein 37 >ueacunenwirken. Wie festzustellen ist, ist die Zahnlänge der einzelnen Zähne 54- wesentlich gro&er als die Länge der Kerbzähne 50, so daß nur der link« Teil (von flg. 9 aus gesehen) als Kerbverbindung dient, während der reohts liegende Teil als wirksame Verzahnung des Zahnrades dient. Einige der Zähne 50 können zub Zweck· des Zvgange von Schmierstoff zu den wirksamen flächen des Trägereleaents und der Ritzel ausgelassen sein, wie im einseinen im Nachfolgenden noch erläutert wird. Außerdem versteht sich, daß, wahrend das innenverzahnte Zahnrad 32 aus zwei Elementen bestehend dargestellt ist, es ohne weiteres aus eine« Stück In₁ einem "Form"-Verfahren gebildet sein kann (das gilt sowohl für βehrägverrannte als auch für stiroversahnte Aus~ geetaltungen). BIe vorliegende Konstruktion hat Torteil· vom Standpunkt der fertigung, insofern nämlich, als dl·' Zähne 54- ohne weiteres geräumt werden könnet».

Das Zahnrad 30 besteht ebenJttll· aus »wei Heae&ten

56 und 60, die bei 58 kerbversahnt sind, wobei das Element 60 Zahnradzähne 62 aufweist und das Slement 56 mit der Achse 26 kerbverzahnt ist. Vie festzustellen ist, ent* spricht das Zahnrad 30 de» Zahnrad 32 in Größe und Ausbil-

909851/103*

BAD ORIGINAL

Das dritte Lrehteil oder Trägereleraant 5^ weist ein Körperteil 35 mit einem in der Mitte radial nach außen führenden Flansch 64 auf (siehe Fig. 13). Der Flansch 64 ist mit einer Anzahl von Durchgangslöchern 66 zur Lagerung von Seitenelementen 68 und 70 an des flansch und zur .befestigung mittels geeigneter Schrauben 69 versehen. Is versteht sich, daß die Elemente 70 und 68 drehbar gegenüber den Naben der Zahnräder 30 und 32 und drehbar gegenüber dem Gehäuse 40 mittels Lager 42 gelagert sind, die nicht in allen Einzelheiten dargestellt sind (und gewöhnlich wesentlich komplizierter als dargestellt auegebildet sind, was sich ohne weiteres in der Lagertechnik versteht). Der Zahnkranz 36 ißt an dem Element 68 angeordnet und kann in einem Stück mit diesem Element vorgesehen oder in einem getrennten Stück 72 hergestellt sein, das mittels geeigneter Schrauben 74 am Element 68 befestigt ist.

Es ist festzustellen, daß die Innendurchmesser der Seitenelemente 68 und 70 des Trägerelementes so vorgesehen sind, daß die Elemente $2 und 60 der Zahnräder darin rotierbar angeordnet sind, wobei die Enden der Zähne 54 und 62 an den Zahnrädern eine solche Lage einnehmen, um drehbar an den Flächen 76 und 78 des Flansches 64 des Trägerelementes anzugreifen. Ferner befinden sich die Zähne 54 und 62 der Zahnräder 30 bzw. 32 in einem Abstand zu den Flächen 82 und 80 am Trägerelement (siehe Fig. 13)· Die querliegenden Endflächen 84 und 86 des Trägereiements 34 greifen drehbar am Ende der Achse 28 und des damit in Verbindung stehenden Elementes 48 bzw. an der Endfläche der Achse 2o und des danit in Verbindung stehenden Elementes 'j?b an. ■

Wie am deutlichsten aus Fig. 13 zu ersehen ist, füh-

909851/1036 _₂₈ _

BAD ORIGINAL

ren drei Bohrungen 88 in symmetrischer Anordnung nach innen von der Fläche 86, wobei jede der Bohrungen parallel zur Drehachse des Tragerelementes 34 liegt. Jede Bohrung 88 weist eine Endfläche 90 auf, die quer zur Achse liegt, und die Bohrungen 88 haben eineTiefe, die ca* 60 Prozent des Abstandes zwischen den Flächen 84 und 86 beträgt· Di· Bohrungen 88 sind so relativ zu der p*riph«risch*n flach· 80 angeordnet, um diese fläche so zu schneiden, daß di· Zähne des Ritzels 37, das in die Bohrung eingelegt ist, zum Eingriff an dem Zahnrad 30 in der "Vollkreis"-Anordnung gelangt. Wie sich feststellen läßt, sind die Bohrungen öS in'bezu£, auf Größe und Tiefe gleich.

Drei Bohrungen 92 mit einer Querendfläche 94 führen von der Fläche.b4 des Trägerelements nach innen, wobei jeae d^r l:ohrun;:en 92 eine Tiefe hat, die ebenfalls 60 Prozent des Abstandes zwischen den Flächen 84 und 86 beträgt. Die Bohrungen 92 haben einen Durchmesser, der gleich dem Durchmesser der Bohrungen 88 ist, und sie sind symmetrisch in einer solchen Lage angeordnet, um in einem gewissen Sir.ne _t'-enau zwischen den Bohrungen 88 parallel zu diesen zu lieren. Die jeweilige Bohrung 92 schneidet die peripherische Fläche 82 und steht »it ihr in Verbindung. lerner schneidet jede Bohrung 92 an ihren inneren Ende auf einen Abstand von ca. einem Drittel ihrer Länge am inneren Ende zwei angrenzende Bohrungen 88, die von der anderen Seite des Trägerelementes eingeführt sind. In die Bohrungen 88 sind drei gleich verzahnte Ritzel*96 eingeführt, die als die ersten Ritzel bezeichnet werden können, und drei gleich verzahnte Ritzel 96 sind in die Bohrungen 92 eingeführt, die als zweite Ritzel bezeichnet werden können. Alle sechs Ritzel 96 und 98 sind in Größe und Ausbildung gleich. Wie schematisch in Fig. 13 dargestellt ist, haben

BAD ORIGINAL

die Ritzel 96 zwei getrennte Bereiche über die Länge der Zähne 100, nämlich die Bereiche B¹^ und B¹^, die im Verhältnis von 2:1 zueinander stehen. Der Bereich B^l:o stellt . den Teil der Zahne -100 des Ritzels 96 dar, der eich im Phaseneingriff mit den Zähnen 102 zweier Ritzel 98 befindet, und der Bereich B ¹^ stellt den Teil der Zahnlänge des Ritzels 96 dar, der sich im Kingriff mit den Zähnen 62 dee Zahnrades 30 befindet; entsprechend-wirken die Zähne des Ritzels 93 im gleichen Verhältnis mit den Zähnen 54 des Zahnrades 32 und natürlich mit den Zähnen 100 der Ritzel 96 zusaminen.

Die maximale Länge der Ritzel 96 und 93, die für ein bestimmtes Differential zulässig ist, kann durch verschiedene andere Konsbruktionsparameter des Differentiale in seiner Gesamtheit bestimmt sein. So kann zum Beispiel das Maß M, das in Fig. 8 zwischen den beiden Lagern 42 angezogen ist (auf gegenüberliegenden Seiten des Differentials,), durch d?.s Zwischenmaß bestimr.it sein, das als Kleinstmaß für den Abstand der zur Lagerung des Zahnkranzes 36 dienenden betreffenden Lager vorgeschrieben ist. Infolgedessen bestimmt das Maß M die äußeren Grenzen für die Zahnräder und die Ritzel sowie für das Trä^erlement. Allgemein ist es möglich, eine größere Eingriffslänge bei Eingriff von Ritzel zu Zahnrad und bei Eingriff von Ritzel zu Ritzel zu erhalten, indem die hier offenbarte Lehre zugrundegelegt wird, als das bei anderen Differentialen möglich ist. Deshalb kann für einen bestimmten Konstruktionsparameter eine maximale Festigkeit pro Einheitsgröße erreicht werden. Umgekehrt kann für solche Fälle, wo die Lager 42 einen kleineren Abstand zueinander einnehmen können, eine gleiche Festigkeit wie bei bekannten Konstruktionen bei axial verlcürzter Baul^n^e erreicht werden.

\!±e aus dan Bcxstollun.'en nervor-~ent, iüt der Körper-

909-851/-1 036 BAD ORIQfNAL

stellt sind).

Un die Fig. 11 und 12 mit Fig. 1 leichter in Beziehung setzen zu können, ist zu beachten, daß der Abwälateilkreis 114- eines Ritzels 98 und der i.bwälz*#ilkrel« 116 eines Ritzels $5 bei Eingriff von Ritzel zu Ritzel durch gestrichelte Linien in den Fig. 11 und 12 und durch Vollinien in Fig. 1 dargestellt sind, wobei die Teilkreise 114· und 116 innerhalb der Grenzen von Fertigungsfehlern gleich sind. Der Abwälzteilkreis 118 des Zahnrades mit einem Radius R bei einem Eingriff von Ritzel zu Zahnrad ist außerdem durch eine gestrichelte Linie in den Pig. 11 und 12 und durch eine Vollinie in Pig. 1 angezogen*

In Fig. 12 ist gezeigt, daß die peripherischen Spitzen der Zähne 100 und 102 der Ritzel 96 bzw. 98 so ausgebildet sind, um an den Bohrungsflächen 88 und 92 anzugreifen und aufzuliegen. Die Ritzel sind auf diese Weis« in den Bohrungen des Trägerelementes an ihren äußeren peripherischen Flächen gelagert, und nicht mit Hilfe vnn Wellen oder Bolzen. Mit anderen Worten, die peripherischen Spitzen der Ritzelzähne bilden das Gleitlager, das die Ritzel in ihren entsprechenden Bohrungen oder Ausnehmungen in dem Trägereiement lagert. In der modernen Getriebetechnik ist das außerordentlich unorthodox, das vorliegende Differential zieht allerdings aus diesem Merkmal auf verschiedene Weise Vorteile, nämlich:

A. Eine solche Lagerung der Ritzel führt zu einer Reibungsfläche zwischen den Spitzen der Ritzelzähne und den Bohrungswandüngen, die den gleichen Belastungen wie die Zilline bei einer alcitgeschwindigkeit ausgesetzt ist_t die rröijer als die Teillcreisgeechwindigkeit der Zahnrä-

909851/1036 - 32 -

BAD ORIGINAL

- 50 -

abschnitt 35 des Trägerelementee ainheitlich einstückig hergestellt. Das ist aus einer Reihe von Gründen wichtig, insofern nämlich, .als die einzelnen Bohrungen 88 gleichzeitig und die Bohrungen 92 ebenfalls gleichzeitig in der Ausgangsfertigung «it Hilfe bekannter Terfcigungsverfahren eingearbeitet werden können, und nachdea ai· einmal eingearbeitet sind, ißt gewährleistet, daß keine Möglichkeit.zum Entstehen von PIuchtungsfehlern der eingelegten Ritzel besteht. Ferner ist das Trägerelement 34- bei Blickrichtung von beiden Enden symmetrisch, was . die högüchkeit einer fehlerhaften Montage ausschließt. Die Tatsache, dais es sich dabei um ein einziges· Stück handelt-, erleichtert die Lagerhaltung und den Austausch im Betrieb. Auberdea sind alle Bohrungen in dem Trägerelenier.t im wesentlichen parallel zur Achse des Trägerelementes angeordnet, was die Pertigungsverfahren wesentlich vereinfacht, ohne daß Sondermaschinen benötigt werden.

Der Körperteil 35 des Trägereiementes kann mit einer kleinen Durchgangsbohrung 104 in axialer Richtung und mit Bohrungen 106 und 108 versehen sein, die mit den Bohrun gen 92 und 88 zu dsm Zweck in Verbindung stehen» um das Einfließen von Schmierstoffen In die verschiedenen Zahn eingriffsstellen und Arbeitsflächen des Differentials zu gestatten. Wie zuvor erwähnt, können einige der Zähne 50 und 58 der Kerbverbindung der Elemente 48 - 5² ausgelassen sein, so daß Schmierstoffe in den Bohrungen 110 und 112 in den Elementen 70 bzw. 68 in die Bohrungen 104, 106, 103 und zu den Arbeitsflächen im Inneren des Differentials gelangen können. Verschiedene andere Formen der Einführung von Schmieröl und dergleichen in das Innere des Differentials können außerdem Anwendung finden (die nicht darge-

909851/1030 - 31 -

BAD

der. Das ergibt ein voraussagbares Maß an Unwirksamkeit, die in einem zur !leistungsübertragung dienenden Oftriebeoatz unerwünscht wäre, in einen Differential Jedoch recht vorteilhaft ist.

B. Eine solche Lagerung führt zu einer festen Lagerung für jede Länge der Ritzel 96 - 98, die xugrunägelegt werden kann, das heißt, die Ritzel werden koextensiv auf ihrer gesamten Länge gelagert.

C. HLe Ritzel können von Stangenmaterial abgeschnitten werden, und keine Bohrung ist erforderlich (außer wenn vorgesehen ist, eineBohrung für Schmierzwecke einzuarbeiten - bei der es sich nicht um eine funktion«entscheidende Bohrung handelt), und es besteht keine Kotwendigkeit zur Anbringung einer Welle an dem Ritzel und Lagerung einer solchen Welle in den $rägerelement. Außerdem ist zu beachten, daß keine Möglichkeit zum Entstehen von Fluchtungsfehlern auf Grund von Ausbiegungen der belasteten wellen besteht.

D. In allen modernen Differentialen tauchen die Zahnräder in Schmierstoffe mit IP-Zusätzen ein, welche für die Hypoidzahnkränxe benötigt werden, und die Bäume zwischen den Sitzelzähnen 100 und 102 sind ideal· "lchmiernuten", die den Schmierstoff gleichmäßig auf die Lager» flächen in den Bohrungen 68 und 92 führen. Daa erweist sich als sehr vorteilhaft bei der Bestrebung, Verschleiß und Kerbchenbildung zu verringern.

Zurückkehrend zum Differential 20 sei angenommen, es sich um ein Getriebe mit einem übersetzungsverhältnis von minus eins handelt; wenn W die Winkelgeschwindigkeit

909851/1Q3S . ₃₃ .

BAD ORIGINAL

1&55887

des Trägereiementes 34- ist und VL und V₂ die Drehzahlen der Räder 22 und 24 sind, gilt für da· Differential 20 die folgende Beziehung:

V₂-V

Daraus ergibt sich:

* ² Dabei handelt es sich um eine vollkommen symmetrische Beziehung in Hinsicht auf die Drehzahlen der Räder 22 und 24, eine notwendige Voraussetzung für gleichforalge Antriebs- und Kurvenfahreigenachaften eines Iraftfahrzeugs.

Wenn das Trägerelement 34 des Differentials festgehalten wird Cv « O)₁ dann ergibt sioh aus formel (1) die Gleichung W₁ZV₂ » - 1, was anzeigt, daß das Differential 20 ein übersetzungsverhältnis von 1 : - 1 haben muß. Jedes Getriebe mit diesem Übersetzungsverhältnis (und offenkundig eine konzentrische Antriebs- und Antriebswelle hat) kann als Differential benutzt werden.

Ve. ί T das vom Zahnkranz 36 Auf das Trägereleeent 54 abgegebene Drehmoment ist und T₁ und T*, Ale Äreheoeente sind, die von den Achswellen 26 UaA 28 auf atm Differential 20 übertragen werden, dam «ufi (bei Außertchtlassen möglicher Trägheitskräfte) wegen des Gleichgewichts der Kräfte die folgende Beziehung geltest

T + T₁₊ T₂ * O (4)

E sei der Wirkungsgrad des Differentials 20 als Ge-

BAD

- 54 -

triebe. Dabei muß auch «ine Symmetrie gegeben sein. Wenn W₁> W₂, dann gilt:

T₁-KP₂ (5)

Wenn W₂ >W_1f dann gilt:

T₂ - W₁ - (6)

jür W₁ - W₂ ist die Beziehung »viachen T₁ und T₂ nicht definiert.

Es sei auf den Fall eingegangen, bei dem das Bad 22 schlecht greift und durchrutscht. Sann ist W₁ >■ V₂ und T₁ < T₂. Die Antriebskraft ist proportional tu T₁ + T₂. Wenn R der Radius der Bäder 22 und 24 ist und J die gesamte Antriebskraft ist, die an den lädern 22 und 24 angreift, dann ergibt sich folgend· Besiehung:

F . 1 Cf₁ ♦ T₂).

B ^Ί *

Durch Heransiehen von Gleichung (5) ergibt β lent

Daraus geht hervor, daß die Antriebskraft von Drehmoment abhängig ist, da· auf das schneller rutschende Bad übertragen wird, und von den Wirkungsgrad des 0·τ sastdifferentials 20. Hn entsprechendes Ergebnis ergibt sich, wenn das Rad 24 rutscht. (V₂ i»t größer als V₁.) Aus Gleichung (7) geht hervor., daß bei einem Wirkungegrad des Differentials von 100?» (1,0) die folgende Besiehung Silt: 2«

H ·

009051/103·

BAD

Auf der anderen Seite läßt sich bei sehr geringem Wirkungsgrad wegen der nicht ausgeglichenen Kräfteverhältnisse an den Antriebsrädern 22 und 24- das Fahrzeug schlecht steuern.

Die zur Zeit in den meisten Differentialen benuteten Kegelräder haben naturgemäß hohe Wirkungsgrad·ι outer Berücksichtigung von Lagerverlusten liegea dl· VirkufigatiQftde dieser zur Zeit allgemein üblichen Differential· wahrscheinlich in der Größenordnung von 90 Pro»ent. Venn infolgedessen ein Rad schlecht greift, sub Beispiel auf lie, oder auf Schlamm, liegt die Gesamtantriebskraft auf Grund der Wirkung beider Räder nur etwas über dem Doppelten der Greifkraft des rutschenden Rades — 2,1 mal so viel, wenn ein Wirkungsgrad von 90 $ zugrundegelegt wird. Die potentielle größere Antriebskraft des nichtrutschenden Rades geht wegen des fast vollkommenen Ärehmomenten-Ausgleichseffekts des Differentials verloren.

Venn allerdings ein Differential 20 mit einem Wirkungsgrad von nur 50% hergestellt wird, wird die Antriebskraft-

ρ .J*. (1 +1) . 2£

oder dreimal so groß wie die Antriebskraft des rutschenden Rades. Das stellt eine Erhöhung der Greifkraft um 45# dar.

Auf den ersten Blick mag vermutet werden, daß ein Differential mit einem Wirkungsgrad von 50# wegen des Leistungsverlusts bei Kurvenfahrten unerwünscht sein "würde. Es stellt sich allerdings heraus, daß es sich dabei um einen Faktor handelt, der vernachlässigt werden kann, und zwar auf Grund der Tatsache, daß während einer Kurvenfahrt zwischen den Achsen nur eine sehr kleine Relativgeschwindigkeit auftritt. Wenn die gesamte Achsenlänge D zwischen

909851/1031 - 36 -

BAD ORlQlNAL

den Rädern 22 und 24- sowie die Raddurchmesser der heutigen Automobile sowie der Wendekreis einet Automobils in der Größe einer einzigen Ach,senlänge P für tine Berechnung zugrundegelegt werden, dann beläuft sich der Leistungsverlust in der Größenordnung τοη etwas wehr al· 10 Present» Allerdings muß berücksichtigt werden, daß der Veedekreis ' der meisten Automobile in der Größenordnung troa Tier eder fünf D liegt, so daß der tatsächliche leistung·verlust bei Einbiesevorgängen in der Größenordnung, von etwas «ehr als zwei Prozent liegt, und zwar beim Extremfall des fahren· eines Fahrzeugs in seinem kleinsten Wenderadius. Natürlich erfolgt kein Leistungsverlust auf geraden Strecken, und da die meisten Kurven bei modernen Straßen "weitausholend" angelegt sind, kann der Leistungsverlust vernachlässigt werden.

Das Differential. 20, bei der es sich um eine Durchdrehbeijrenzunjsausführung handelt, führt die Unwirksamkeit in die paarweise zusammenwirkende Funktion der Zahnräder und Ritzel und in die Zusammenwirkung der peripherischen Spitzen der Zähne mit den Flächen der einzelnen Bohrungen 88 und 92 ein. Die Analyse der Reibung in einem Differential ist außerordentlich kompliziert. -Sine grobe Näherung des Wirkungsgrads eines Differentials in den dargestellten und beschriebenen Ausführungen läßt sich unter Benutzung der nachfolgenden Formeln erzielen, dabei muß aber berücksichtigt v/erden, daß diese Näherungslösung die Effekte außer acht läßt, die dem Differential auf Grund der Tatsache zukommen, daß jedes Ritzel gleichzeitig an drei verschiedenen Stellen im Eingriff ist, die axial gegeneinander versetzt sind; ferner die tatsächlichen Eingriffaverluste in sich in den Zahnradzähnen unberücksichtigt bleiben! schließlich, daß es schwierig ist, die Eigenschaften und Verhalten

909851/1031 - - 37 -

BAD ORlGINAI.

von maechinenbearbeiteten Teilen

Beispiel auch die Oberfläeheneigtaeehsjrfctii» dl·

zen, die Schmierung usw.

In Fig. 5 ist eine geometrieehe Darstellung geaeigt, die sowohl für innen- als auoh für auSt&Ttmahnt· Zftjft&räder mit einem TeLlkreisradius H und einea JKrehaoaentenausgang T_Q sowie mit N Zähnen gilt. Bin Ritzel mit η Zähnen hat einen Teilkreisradius r und eine peripherische Spitzenfläche mit einem Radius r_Q. Die Zahnkraft J hat einen Druckwinkel I, und ein "Reibungskreia" mit den Radius C ist^aaußerdem eingezeichnet. Der Begriff "Reibungekreis" ist neu geprägt und bezieht eich auf «inen Kreis, dessen Radius die Verlagerung der liehtuag der Geswitkraft (Normalkraft plus Reibung) von des Mittelpunkt des Kreises aus darstellt. Der Winkel 7 ist gleich des Reibungswinkel, der gleich dea Bogentangt&a des Reibungskoeffizienten r ist. S₁ ist gleich de« im das Utstl eingeleiteten Drehmoment, P ist gleich der Antriebskraft, und A ist gleich der Winkelgeschwindigkeit des Ritseis. ergeben sich folgende Formeln:

Arbeitseingang - P^ ■ T^j^ Arbeitsausgang ■ P_Q

o To η

tg y » K « Reibungskoeffiaient

Radius des "Reibungskreises * r_Qsin y

BAD

Pr cos χ + Fc

γ co. χ +

+ f2JL\. Jr (co· χ

T_Q ■ PR cos x

cos χ

COS X \

V 1 * NS ⁷

Wirkung	;sgrad ■	cos	X λ	COS	X	K
•				„ ro	•1 + K^
		r /

Ml - I -H SK sec χ

Wirkungsgrad des Diff»rential·t

1 -l^

Da sich in dem Getriebesatz drei Stellen jeweils in Reibe im Eingriff befinden, nämlich das erste Zahnrad in Eingriff im Ritzel, ein Eingriff von Ritzel in Ritzel und der Eingriff des Kitzels in das zweite Zahnrad, errechnet sich der Gesamtwirkungsgrad des Differentials wie angegeben.

Der Bereich der Wirkungsgrade in den Differentialen

809851/1036 BAD ORIGINAL

- 39 -

- 29 -

der offenbarten Ausführungen liegt im Bereich von 20 bis öO Prozent, je nach Konstruktion und Grad der "Unwirksainkeif, die benötigt wird. Niedrige Werte laisen sich dadurch erreichen, daß die Zähne an den Ritzeln und Zahnrädern seh;rägverzahnt sind, wie das in Jig. 17ι 18, 23, 24- und 25 gezeigt ist; die Wirkungsgrade können ganz hin-* unter bis zu einigen Prozent vorgesehen sein. Bei Einsetzen der folgenden Werte in die formel 6:

K « 0,15i x - 20°; -2 - 1,1

ergibt eich ein Wirkungsgrad von angenähert 57#» Indem ein kleinerer Druckwinkel χ benutzt wird, kann der Wirkun?;srrad erliöht werden; umgekehrt verringert sich der Wirkungsgrad bei Benutzung eines gz'ößeren Druckwinkels x.

Es ist bereits erwähnt worden, daß der Phaseneingriff zwischen den Ritzeln vorzugsweise nur ein halb der Ein-* ijriffslänge des Ritzels im Vergleich zur Eingriffslänge ani Zahnrad betraft. Schematisch ist das in Fig. 7 und 6 dargestellt worden, wobei Fi^,. 6 ein Schema darstellt, das oine Anordnung von Zahnrad und Ritzel mit Außenverzahnung zeict, wahrend Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Differentials mit innenverzahntem Zahnrad ist. Es versteht sich, daß diese Beziehung unabhängig von der Anzahl der benutzten Ritzel gilt, sofern es sich nur um ein "VoIikreisU-Differential handelt. Bei außenverzahntem Zahnrad weist das Zahnrad Zähne mit einer Eingriffslänge A auf, die einer Achse 28 zugeordnet ist, während eine Eingriffelänge C der Achse 26 zugeordnet ist. Die einzelnen Ritzel haben die jeweiligen Eingriffslängen B^ und B£ beim Eingriff in die Zahnradzähne A, während die Ritzelabschnitte D₂ bzw. D^ an dem Ritzelabschnitt Bp und an den Zahnradzähnen C eingreifen. Man erhält die folgenden Beziehungen:

90985.1/1036 - 40 -

BAD ORIGINAL

A · Cj A · B₁; A ■ D₁S B₂ » 1/2A; und B₂ - D₂. Die gleichen Beziehungen gelten für das innenverzahnte Zahnrad gemuß Fig. 7} ferbei sind die gleichen Bezugszeichen wie irn vorhergehenden Beispiel benutzt. Die betreffenden Binf-riffslangen sind keinen Beschränkungen unterzogen, sofern nur die Verhältnisse beibehalten bleiben,und die einzelnen Ritzel können so lang wie erforderlich gemacht werden, um die geforderte Festigkeit für den betreffenden speziellen Parameter zu erhalten. Allerdings wird Auf Grund der Tatsache, daß der Eingriff B₂ und D₂ nur die Hälfte des Maßes A beträgt, die Konstruktion in axialer Richtung für jeden speziellen Konstruktionsparameter verkürzt. Dieses Verhältnis kann bei echrägverzahnten Konstruktionen geändert werden, wenn eine Kontaktüberführung für extrem große Druckwinkel gewünscht ist.

Die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Fig. 14 bis ist ein Beispiel für einen Spezialfall eines Differentials r:iit außenverzahntem Zahnrad; hier werden im Vergleich zu den anderen Ausgestaltungen entsprechende Teile r.it .t!eichen Bezu£szeicnen gekennzeichnet, an die der iuci.stäbe "a^H angefügt ist. Das Differential 20a ist eine oechsritzel-Konstruktion im Vollkreiseingriff und stellt in bestimmter Hinsicht einen Spezialfall dar, insofern nämlich, als die Zahnräder einstückig mit den Achsen vorgesehen sind (direkt in die Achsen eingearbeitet), und die Ritzel und die Zahnräder haben in diesem Fall den gleichen Durchmesser und die gleiche Anzahl von Zähnen in gleicher Größe. Diese betreffende Konstruktion ist nicht nur in Achsrichtung des Differentiale kompakt, sondern auch in den Abmessungen in Querrichtung zur Achse des Differentials.

Fig. 16 zeigt, wie die Zähne 62a des Zahnrades di-

909851/1036

BAD ORIGINAL

15S5887

rekt am Ende der Achse 26a βIngeformt sind, um tin Zahnrad 30a mit Außenverzahnung vorzusehen. Fig. 24· stigt ein entsprechend eingeformte« schrägYeraahntss Zahnrad. Sie Ritzel 96a und 98a sind natürlich gleich und unterscheiden sich von den Ritzeln 96 und 98 nur insofern, als sie mit in der Mitte angeordneten Durchgangabohrungen 120 und 122 dargestellt sind, die xur Durchleitung von Schmierstoffen dienen (und u» aufierdte dl· Koastruktion gewichtemäßig leichter *u aachen). Si· Ausgestaltung' des Trägerelementes 34-a unterscheidet sich ebenfalls von Träger el ame nt 34, insofern nämlich, als eine in der Mitte angeordnete Durchgangsbohrung 124 drehbar die veraahnten Enden der beiden Achsen 26a und 28a aufnimmt. Ferner ist zu beachten, daß die Enden 90a und 94-a der Bohrungen Öba und 92a jeweils kurz vor den Enden 29a und 31a der ■betreffenden Achse enden, so daß zwischen ihnen keine Störungen auf Grund von Gegändrehungen auftreten können. Außerdem schneiden die Bohrungen 88a und 9<2a die Bohrung 114, wie das in Fig. 1;p Gezeigt ist, um einen Eingriff von Ritzel su Zahnrad su gestatten. Die Elemente 68a und 70a des Differentials sind etwa» andere ausgestaltet, und zwar aus Gründen der Einfachheit, die «ich durch die Geometrie der Konstruktion anbietet, und sie dienen dazu, die betrefftnden Rltstl Sm £räg«rel§»«at gegen tin· axiale Verlagerung zu wiehern, wobei dies® KLeaent· 66a und 70a am Trägerelement 5^& gelagert sind und mittels geeigneter Schrauben 69a, der Darstellung geoäB eis Teil des Trägerelem®ntes bilden. Schli@ßllch sind die 2annräder 30a und 32a durch die drei Eingriffballen der Ritatl, die ihnen zugeordnet sind, ssatriar-t,,

Eine weitere Ausgestaltung άώΐ- Irfindung ißfc in Fig. 17 and 18 gezeigt j auch hier sind gleichen teilen in «n-

BAD ORIGINAL

Ϊ555887

deren Ausgestaltungen der Erfindung entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, an die jeweils der Buchstabe ⁿbⁿ angehängt ist. Die einrichtung gemäß Tig. 17 ist die Darstellung einer schrägverzahnten Konstruktion mit der gleichen Anzahl von Ritzeln und Zahnrädern. wie die Konstruktion gemäß Jig. 8 bis 10, außer daß die Ritzel 96b schräg angeordnete Zähne 10Ob und die Ritzel 98b schräg angeordnete Zähne 102b aufweisen. Außerdem haben die Zahnräder JOb und J52b der Elemente 52b und 60b schragverzahnte Zahne 5^b und-62b, die mit den betreffenden dizzeln zusammenwirken. Sie Vorteile dieser Konstruktion mit schräger Verzahnung werden in größerer Vollständigkeit für die Ausgestaltungen gemäß Fig. 23 bis 26 behandelt. Es ist zu beachten, daß die "Vollkreis¹¹-Anordnung beibehalten ist und daß die Zahnräder innenverzahnt sind. Das Räumen eines verzahnter- Abschnittes der Kerbverbindung ist auch hier zum Zwecke der Schmierung zulässig.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung 1st in ?ig. Λ j gezeigt. Es handelt sich dabei um einen Schnitt durch ein Differential, der im wesentlichen dem Schnitt gemäß Fi .3. 11 entspricht und der im wesentlichen quer zur Achse durch die Kitte eines Differentials verläuft. Die Ausgestaltung 20c gemäß Jig. 19 entspricht in ihrer Grundkonstruktion im wesentlichen den anderen bereits beschriebenen Differentialen, und auch hier sind Teile, die entsprechenden Teilen in anderen Ausgestaltungen entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, an die der Buchstabe "c" angefügt ist. Bex der in fig. 19 dargestellten Konstruktion handelt es ßish um ein Acht-Rit.sei-Differential mit Auiienverzahnung, bei dem die "Vollkrels?¹-EingriXfsanordnung benutzt wirGi Die Ritzel sind drehbar in den Bohrungen gelagert, dj.e swar kleiner sind, in an-

909851/1036 _ ^ _ BAD ORIGINAL

1(55887

derer Hineicht aber im wesentlichen den bereite beschriebenen Ausführungen entsprechen. Das Zahnrad JCc (β* ist nur eins dargestellt)' ist direkt In einer Kerbverbindung oder auf sonstige geeignete ¥#ise mit der Achse 26c verbunden, wobei die Zähne 62c in vier Bitsei 96c eingreifen. Die Teilkreise der Kitzel 96c und 96c, die Hit 114c und 116c angezogen sind, sind ebenso schematisch dargeetellt wie der Teilkreis 118 für das Zahnrad JOc. Diese Konstruktion ist für solche fälle vorteilhaft, wo es sich als Zweckmäßig erweist, das Zahnrad nicht einstückig mit der Achse vorzusehen, sie ist aber etwas teuerer in der Fertigung als die Ausgestaltung 20a. Es ist zu beachten, daß der Au3endurchmesser des Differentiale 20c im wesentlichen der gleiche wie bei dem Differential 20a.

Bei der Ausgestaltung gemäß Pig. 20 und 21 handelt es eich um eine Zehn-Ritzel-Konstruktion, bei der innenverzahnte Zahnräder benutzt werden. Das Differential 2Od entspricht in vieler Hinsicht im wesentlichen den vorausgegangenen Ausführungen, und den Teilen, die im wesentlichen den bereits angezogenen Teilen anderer Ausführungen entsprechen, sind gleiche Bezugszeichen zugeordnet, an die der Buchstabe ⁿdⁿ angefügt ist. Die Zehn-Ritzel-Konstruktion im "Vollkreis"-Eingriff gemäß der Darstellung erbringt die folgenden Vorteile gegenüber der Sechs-Kit sei -Konstruktion, nämlich eine größere Kompaktheit in axialer Richtung bei im wesentlichen gleichem Außendurchmesser, ist aber auch in der Fertigung teurer. Außerdem ist diese Konstruktion etwas unwirksamer in ihrer Lasttrarrfähigkeit und sorgt nicht unbedingt für eine gleichmäiig-e Abstützung aller Lasten an den Ritzelzähnen.

Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 22 handelt es sich

, 309854/ 10 36 - 44 BAD ORlGttyAV'.....

um ein Differential 2Oe, das in vieler Hineicht ia wesentlichen den bereits beschriebenen Differentialen entspricht. Auch hier sind entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, en die der Buchstabe *e* angefügt ist. Bei der Konstruktion 2Oe handelt et eich im wesentlichen um eine Vier-Ritzel-Konstruktion, wobei Fig. 22 ein Schnitt in Querrichtung zur Achse eines innenverzahnten Differentials mit "Vollkreie"-Anordnung ist, der durch die Mitte des Differentiale führt und den Pig. 9, iy und 20 entspricht. Die Ritzel 96e und 98e sind sehr e;rob verzahnt, was als vorteilhaft anzusehen ist, weil atcrkere Z'uhue eine größere Festigkeit bedingen, und bei t'rcijeren Durchmessern das Problem der Maßhaltigkeit welii. er ontscneidend ist. Ferner kann das Differential im ochalen^uuverfahren mit eingegossenen Zähnen hergestellt werden, um eine außerordentlich billige Konstruktion *u liefern, in der Präzision nicht entscheidend ist und in -er Festigkeit keine ausschlacgebende Rolle spielt.

Die Ausgestaltung 2Of gemäß Fig. 23,23A und 25 ist besonders £ut zum Einbau in modernen Automobilen, speziell zum Einbau in einem Automobiltyp, welcher in Großserie hergestellt wird, geeignet. Auch hier sind wiederum Teile, die den Teilen in vorangegangenen Differentialen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen gekennaeichnet, cüi die der Buchstabe ^Hf" angefügt ist. Das Differential 2Cf ist zum Einbau in zur Zeit üblichen Differentialgehausen vorgesehen und ist in zur Zeit verwendeten Lagern 42f gelagert, wobei die Achsen 26f und 28f ohne Änderung der zur Zeit üblichen Konstruktion benutzt werden. ItLe Achse 2of ist etwas länger als die Achse 26f, so daß das Element 68f etwas stärker in axialer Richtung der Achsen ist als das entsprechende Element 7Of, um dafür au sorgen, daß das Differential 2Of in das vorhandene Differential-

909851/1036

BADORIGIfMt

gehäuse paßt.

Wie aus Pig. 23 hervorgeht, kann es sich bei Differential 2Of um ein Acht-Ritael-Differential mit außenliegender Schrägverzahnung handeln, bsi der die VoI1kreis-Eingriffsanordnung benutzt wird, wobei die Lagerabschnitte 128 der Zähne 10Of und 102f direkt auf den Wandungen der Taschen oder Bohrungen 88f bzw. 92f aufliegen» Die Fig, Z? und 25 sind beide im echten Maßstab gezeichnet, dabei sind jedoch die Lager 42f seheraatisch dargestellt..

Die Zahnräder 3Of und 32f und die Ritzel 96f und 98f sind geriaii der Darstellung schrägverzahnt und haben einen Druckwinkel in Querrichtung von ca. 37 1/2° bei einem normalen Druckwinkel von 30°. Der Winkel der Schrauben linie betrart ca. 4-1,4° für die Ritzel und die Zahnräder. Wie aus der vergrößerten .Darstellung gemäß Fig. 23A zu ersehen ist, haben die Ritzel fünf Zähne, während die Zahnräder acht Zähne haben, wobei jeder Zahn dadurch, gekennzeichnet i*it, daii er sehr breite peripherische Abschnitte 128 aufweist. Die Zähne sind grob ausgeführt und haben infolgedessen eine hohe Festigkeit. Wie aus Fig. 25 hervorgeht, sorgen die schrägverzahnten Zähne 10Of und 102f wegen des Schragungswinkeis für eine Gieitlagarung in den Bohrungen ööf und 92f unabhängig von des· betreffenden ^inlssllage der einzelnen Hitsel. Anders ausgedrückt, liefert die scnrJ. ^verzahnte Konstruktion gemäß der Darstellung ©ine breite La^erflache 128 sur Aufnahm© der auf die Icägssrflachen einwirkenden Kraftq und sur gleichmäßigen Verteilung dieser Kräfte auf die Wandungen der Bc· ^v>-mgan unabhängig von dor Vüinkell&oe der Hitael« Ferner scr^fc die Kcnseruk-¹Cion der Sahne gemäß der Barsoi i.unü für einen _f;ataa ⁰³Olkeil'¹* i'dv Scuniierswecicej unl die P.äurüe ;-w3scr-^!x den Zäii« nen fungieren in aus.-.·*;: .lehnet^7 ^elfe als ölf^i;..nr;nsra*!- ■

BAD ORIQINAU

ten, um sicherzustellen, daß alle Arbeitsflächen gut geschmiert werden können«

Die Ritzel und die Zahnräder können in Wal »verfahren» in Abwälzfrusverfahren, allgemein in spanabhebenden Bearbeitungsverf„hren und anderen allgemein üblichen Fertigun_t"sverfahren für die Herstellung von sehrägverzahnten Zahnrädern hergestellt werden. Die Verwendung dee Prinzips des ⁿKontaktUberführens^N des Zahnkontakts an der Schraubenlinie gestattet die Verwendung einer kleinsten Anzahl von Zahnen und relativ großer Druckwinkel, ohne daß eir.e Unterbrechung des Zahnkontaktes erfolgt. Ferner vei-stent sich, daß die Zahnräder jJ2f und 3Of sowie die Ritzel 9'jf und 9öf völlig identisch sind, abgesehen von Links- bzw. Rechts^ängigkeit, was lediglich bedeutet, daß das ,:leiche Ritzel in spiegelbildlicher Symmetrie eingesetzt wirü. Andere ausgedrückt, das Ritzel 96f ist mit den Ritzel 9d£ identisch, außer dall sie einmal in rechter und einmal in linker Ausführung montiert werden. Da« gleiche gilt für die Zahnräder.

Eine andere Ausführung der Ölbohrung 126 ist in dem oberen rechten Abschnitt der Fig. 25 gezeigt. Je nach der La£;e der Bohrungen für die Schrauben 69f zur Befestigung der Elemente 7Of und 68f an dem sinstückigen Tragerelecent des Differentials könn*"! andere Ausführungen von Ölbohrungen zu den Ritzelaufnahr.iebohrungen gemäß der Darstellung erforderlich sein.

Durch die Verwendung von srhrägverzahnten Zahnrädern und Riczeln werden notwendigem.': ise Axialkräfte hervorgerufen _{ die auf die Endflächen einwirken, und ubj einstükkige Tr;;gereleir.3&t gemäß den ^Y.»:tr-kellungen irt besonders geei,5nct, ·\ώ äi/s Geg'-r?^* .^tr zn den nach Inn-m {*nx\cL·--

I^ /103· BAD ORIGINAL

ibbbööV

teten Axialkräften au liefern. Die Enden der einzelnen Bohrungen 9Of und 9^-f sind außerdem besonders gut aur Aufnahme der nach innen gerichteten Axialkräfte der einzelnen eingelegten Ritael geeignet.

Aus der vorangegangenen Besehreibung g@ht hervor, daß schrägveraahnte Zahnräder und Ritzel im großen und ganzen de* Konstrukteur die größte Sreilieit bei der Konstruktion im Rahmen der genannt an Brinssip® belassen. Die schrägverzahnten Zahnräder liefern dem Konstrukteur die kleinste Anzahl von Zähnen und die größten Zähne ebenso wie die breitesten Tragflächen der Zähne, w<$s allgemein wünschenswert ist. Ferner ist der Bereich der mit cchrägverzahnten Zahnrädern erzielbaren Wirkungsgrade wesentlich größer als der, der mit stirnverzahnten Zahnrädern erzielbar ist, und zwar auf Grund der Kontaktüberführung und auf Grund des größeren Bereichs aur· Verfügung stehender Druckwinkel.

Fix. 26 ist eine scheroatische Darstellung, in der die Antriebswelle, das Differentialgehäuse, das Achsgehäuse und die Räder eines Automobils gezeigt sind. Eine Ursache des Durchdrehens des Differentials bei modernen Automobilen mit hohen PS-Zaiilen ist der Effekt des eingeleiteten Drehmoments der Antriebswelle auf die Räder, die auf der Straßenfläche aufgreifen. Das ist einer von verschiedenen Faktoren, die das Durchdrehen eines Rades gegenüber dem anderen beeinflussen (andere Ursachen sind zum Beispiel — Straßenunebenheiten, verschiedene Straßenflächenbeschaffenheiten an den Rädern usw.). Kachfolgend sind die kritischen Wirkungsgrade tabellenmäßig erfaßt, um den Einfluß des Antriebsdrehmomentes T_D auf die Raddrehung bei verschiedenen Straßenbedingungen zu zeigen, die für beide Ru.der gleich sind. Das Antriebsdrehmoment

909851/1036

BAD ORIGINAL

~ 48 -

Τ-, wird mit dem Zahnkranzverhältnis P multipliziert, das durch das Differential dividiert wird, um die Achsendrehmoraente T. und T^ zu erhalten, die auf die Hader übertragen werden. Diese Tabelle zeigt den Wirkungegrad eine«
konstant unwirksamen Differentiale im Vergleich zu einem wahlweise verriegelnden Differential für eolcho Verhältnisse, die als "normal" angesehen werden können. Die Wirkungsgrade E in der rechten Spalte der Tabelle sind die
kritischen Wirkungsgrade, so daß ^eder Wert über den an- -e^ebenen Wirkungsgraden des Differentials dazu führt,
daii ein Rad relativ zum anderen Rad durchdreht, wenn
ein ausreichendes Drehmoment eingeleitet wird. Die Tabelle lautet wie folgt:

SriiASüEiCiEßFLÄCliE	K	E
Sandführender Asphalt, trocken	0,975	88#
Beton (Trocken)	0,625	92#
Beton (Kaß)	0,505	95,5#
Beton (Clverschmutzt)	0,228	97*
Festgefahrener Schnee (Kaß)	0,220
Eis (Naß)	0,070

Die Formel zur Ableitung der Zahlen in der obigen
Tabelle lautet:

9 0 9851/1036

BAD ORIGINAL

CT)

Deb ft 1st D gleich dem Rad abstand, P gleich dta aöhien-übersttEungaverhältnie, K gleich dar Itibungatahl zwischen dsm Reifen und der Straßenoberfläch», r gleich dem Ha&iui? der Helfen und S gleich d·» Wirkungsgrad des Differentials unter Zugrundelegen der folgenden Annahmen: D gleich 1524 mmj P gleich 3ί1ί r gleich Heifonradius von 304,8 mm und K Haifenreibungszahl, wie sie anderen Quellen entnommen und in der oben angeführten Tablle angegaben ist.

Wenn der Wirkungsgrad de3 Differentials geringer als die Zahl ist, wie sie sich aus der oben angegebenen Formel (1) errechnet, oder ihr gleich ist, draht ein Rad auf Grund dieses Effektes auf gleichen Strqßenflächen allein nicht durch.

Aus dem Vorhergehenden geht hervor, daß ein Brehbegrenzungsdifferential vorgesehen werden kann, das kompakt und robust ist, eine kleinste Anzahl von Teilen hat und bei dem die Unwlrksaakeitseigenschaften entsprechend ausgelegt werden können, das als Differential für solche MlIe benutzt wtrdtn kann, bsi denen hob« Drthaomente auftreten, und zwar auf Qrund der offenbart«» Otoaetrien, und bei dem die meisten Auaführungan so ausgebildet sind» um eine dynamische Auswuchtung durch die Verwendung einer Vielzahl von Ritzelsätzen beizubehalten. Obgleich bestirnte spezialle Ausführungen der Erfindung dargesteilt und baschrigben worden sind, 13t durchaus klar, daß vjale Änderungen an diesen Ausgestaltungen vorgenommen werden können. Di© Srfindung versteht sich demnach In keiner Waise außer durch den Stand der Technik und den Umfang der nachfolgenden Ansprüche beschränkt. "

- 50 909851/1036

BAD ORiGINAl.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   triBti*i£iitlibe^_{etenn29ichnet durch erat# und BWei}_

   t» Qreheleaente, zu denen jeweils erste und zweit· Zahnräder gehören, die koaxial fluchtend im Abstand «ueinander angeordnet sind und jeweils alt in entgegengesetzten Richtungen führenden Achsen verbunden 3ind, ein drittes Drehelement, das drehbar zu einer Achse gelagert ist, welcho mit den Achsen der ersten und zweiten !Drehdlemente zusammenfällt, und erste und zweite versahnte Ritzelelemente, die zur drehbaren Bewegung relativ zu dem und zur drehbaren Bewegung mit dem dritten Drehelement gelagert 3ind und jeweils paarweise mit den ersten und zweitem im Abstand zueinander angeordneten Zahnrädern zusammenwirken, wobei die ersten und zweiten Ritzelelemente so gelagert sind, um jeweils im wesentlichen koextensir über ihre Längen gelagert zu sein und jeweils in einer Aehae zu liegen, die parallel zur Achse des ersten und das- zweiten Zahnrads liegt, wobei die ersten und die aweiten Ritzel so paarweise mit einander zusammenwirken und angeordnet; sind, daß in einer Ebene quer zu den Achsen aller ersten und zweiten Ritzelelemente die Achsen der einzelnen ersten und zweiten Ritzelelemente auf einem Kreis liegen und den Kreis in gleiche Bögen teilen.

   2. 'BtHT"Vorrichtung, ijeTctTinzelcnnet durch erste und zweite Drehelemente, zu denen jeweils erste und zweite Zahnräder gehören, die koaxial fluchtend im Abstand zueinander angeordnet sind und jeweils nicht drehbar mit in entgegengesetzten Richtungen führenden Achsen in Verbindung stehen, ein drittes Drehelsaent, daa drehbar zu einer Achse gelagert ist, welche mit den Achsen der ersten und zweiten ßreheleaente zusammenfällt, und erste und zweite verzahnte Ritzelalemenbe, die zur drehbaren Bewegung relativ

   90985 1/1038 - 51 BAD ORIGINAL

   1555867

   zu dem und zur drehbaren Bewegung mit dem dritten Dxehelement gelagert sind und Jeweils paarweise mit den ersten · und zweiten im Abstand zueinander angeordneten Zahnrädern zusammenwirken, wobei die ersten und die zweiten Kitzelelementβ eine Drehachse aufweisen, die parallel zur Achse der ersten und zweiten lahnräder liegt, und die ersten und zweiten Ritzelelemente paarweise miteinander sueammenwirken, wobei das jeweilige Zahnrad eine Anzahl von N Zähnen hat ι eine Gesamtzahl F von ersten und iwelten Ritseleleaenten vorgesehen ist, bei der es eich u« eine gerade Zahl handelt, wobei jedes einzelne Ritzeleleiient η Zähne hat und wobei die Anzahl- der Zahne N in dem jeweiligen Zahnrad durch ein halb der Gesamtzahl der ersten und zweiten Ritzelei eraente gemäß der Formel

   teilbar ist und das Ergebnis eine ganze Zahl ergibt.

   __ ■ - nacto Anspruch. 1 und 2 .

   3· t Differential, gekennzeichnet durch

   A. erste und zweite koaxiale Zahnräder, die in Richtung ihrer Drehachse im Abstand zueinander angeordnet sind,

   B. zwischen den ersten und zweiten koaxialen Zahnrädern angeordnete Trägerelemente, welche eine gleiche Drehachse aufweisen, wobei das Trägerelement in bezug auf seine Drehachse erste und zweite Seiten hat,

   Q. eine Anzahl von in der ersten Seite des Trägerelements vorgesehenen, im Abstand zueinander angeordneten Bohrungen, die jeweils-parallel zur Drehachse des Trägere!ementes. liegen, eine Anzahl von von der zweiten Seite des Trägerelements aus einführenden zweiten,'Bohrungen, die ebenfalls jeweils parallel

   - 52 BAD QRIGINAt -

   zur Drehachse des Tragereiements liegen, wobei jede der ersten Bohrungen mindestens zwei der zweiten Bohrungen schneidet und jede der zweiten Bohrungen mindestens zwei der ersten Bohrungen schneidet,

   D. erste Ritzelelemente, die in den ersten Bohrungen angeordnet und in ihnen gelagert sind, wobei die Zahnt der Ritzelelemente in das jeweilige erate Zahnrad eingrei fen,

   E. zweite Ritzelelemente, die in den zweiten Bohrungen angeordnet und in ihnen gelagert sind, wobei sie sich im Eingriff ri.it dem jeweils zweiten Zahnrad und mit mindestem3 zwei ersten Ritzelelementen befinden,

   F. die Ausbildung der ersten und zweiten Ritzelelemente in gleicher Größe und Form und

   G. die Schaffung eines Vollkreiaeingriffs der Ritzelelemente gleicher Größe, wobei jedes der ersten und zweiten Ritzelelemente jeweils in mindestens zwei andere Ritzel elemente und ein Zahnrad eingreift,

   4. Ein Differential nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten and zweiten Zahnräder und die ersten und zweiten Ritzelelemente stirnverzahnt sind.

   5. Ein Differential nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Zahnräder und die ersten und zweiten Ritzelelemente schrägverzahnt sind.

   6. Ein Differential nach Anspruch J₁ dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Zahnräder innenverzahnt sind, wobei die Zähne im wesentlichen auf die Drehachse gerichtet sind.

   90985171036

   BADORlGiNAL

   7· Bin Differential nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Zahnräder außenverzahnt sind, wobei die Zähne im wesentlichen von der Drehachse weg nach außen gerichtet sind.

   8. Bin Differential nach Anspruch 3, dadurob gekennzeichnet, daß die Zähne der ersten und zweiten Ritzelelemente jeweils in tragender Anlage in direkter Lagerung an den Wandungen der ersten und zweiten Bohrungen in dem Trägerelement kooxtensiv über ihre gesamten Längen vorgesehen sind.

   9. Ein Differential nach Anspruch 3 t dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Ritzelelementβ eine Bingriffslänge von Ritzel-zu Ritzelelement aufweisen, die etwa der Hälfte der Eingrifislängen jeweils von erstem Ritzelelement zum ersten Zahnrad und vom zweiten Ritzelelement zum zweiten Zahnrad entspricht.

   10. Ein Differential nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Zahnräder jeweils Achsenverlängerungen aufweisen, wobei die Zähne der Zahnräder einstückig eingeforat sind, um mit den ersten und zweiten Ritzelaleeenten eueaamancuwirken.

   11. Sin Differential nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Anzahl der ersten und zweiten Ritzelelemente insgesamt sechs ist und daß die ersten und zweiten Zahnräder außenverzahnt sind«

   12. Ein Differential nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur swei erste Ritzelelemente und nur zwei zweite Ritzelelemente vorgesehen sind.

   909851/1036 BAD ORIGlNAt

   nach AnBpruch 1 bis 12

   15· AHW*Vorrichtung, gekennzeichnet durch erste und zweite Drehelemente, zu'denen jeweils erste und zweite Zahnräder gehören, die koaxial fluchtend im Abstand zueinander angeordnet sind, ein drittes Drehelenent, das drehbar zu einer Achse gelagert ist, welche mit den Achsen der ersten und zweiten Drehelemente zusammenfällt, und erste und zweite verzahnte Ritzelelemente, die zur drehbaren Bewegung relativ zu dem und zur drehbaren Bewegung mit dem dritten Drehelement gelagert sind und jeweils paarweise mit den ersten und zweiten im Abstand zueinander angeordneten Zahnrädern zusammenwirken, wobei die ersten und zweiten Ritzelelemente jeweils 30 gelagert sind, um eine Achse aufzuweisen, die parallel zur Achse der ersten und zweiten Zahnräder liegt, wobei die ersten und zweiten Ritzelelemente paarweise miteinander zusammenwirken und eine Einsriffslänge in Richtung parallel zu ihren jeweiligen Achsen haben, die etwa der Hälfte der Eingriffslänje der ersten Ritzelelemente zu den Zahnrädern und der Hälfte der Ein^rlffslänse der zweiten Ritzelelemente zu den jeweiligen zweiten Zahnrädern entspricht.

   14. Eine Vorrichtung nach Anspruch 131 dadurch gekennzeichnet, dad jedes der Zahnräder N Zähne hat, eine Gesamtzahl P von ersten und zweiten Ritzelelementen vorgesehen ist, bei der es sich um eine gerade Zahl handelt, jedes einzelne Ritzeleleaent η Zähne hat und die Anzahl der Zähne R in dem jeweiligen Zahnrad durch ein Halb der Gesamtzahl der ersten und zweiten Ritzelelemente gemäß der Formel

   N
   P

   2
   teilbar ist und das Ergebnis eino ganze Zahl' ergibt.

   909851/1038 - 55 -

   BAD ORIGINAL

   15« Bin»Vorrichtung nacM Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß das- erste Hrehelement und das erste Zahnrad eine einstückig gebildete Achse bilden, bei der Zahnradzähne an deren einem Ende in die Peripherie eingearbeitet sind, und daß das zweite Drehelement und daß zweite Zahnrad ebenfalls eine einstückig gebildete Achse bilden, die ZahnradzähnQ an ihren einem Ende aufweist, wobei jede3 der beiden Enden der Achsen in einer koaxialen spiegelbildlichen Lage zum anderen angeordnet ist.

   16. Die Vorrichtung nach Anspruch 1J, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten.Ritzelelemente eine Bohrung in der Mitte aufweisen, die zur Durchleitung von ücliraierszollen durch die Ritzelelemente dient.

   1?. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1J, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Zahnräder aus ersten und zweiten koaxialen Elementen besteht, wobei die ersten Elemente Jeweils starr mit dan ersten und zweiten Drehelementen verbunden sind und an ihren äußeren Peripherien kerbverzahnt sind und wobei die zweiten Elemente im wesentlichen ringförmig ausgebildet sind und inneakerbverzahnt sind, wobei die jeweilige Zahnlänge größer ist als die Zahnlänge der Kerbzähne an dem erat«ja Slement, wobei die ersten und die zweiten Elemente in einer Kerbverzaniiung verbunden sind, eo daß die Zahne des .zweiten Elenrenta in axialer Richtung über die des ersten IflöfflentshinauBfÜhren, und wobei mindestens einige der Kerbzähne.des ersten Elements entfernt Bind, um den Eintritt von Schmierflüssigkeit und die Schmierung der 2ähne am zweiten- Element und an den Ritzelelementen zu gestatten..

   nach AnaprucJi 1 bis 17

   18. Eine Vorrichtung, gekennzeichnet durch erste und zwei-

   BAD ORIGINAL

   te Drehelemente, zu denen jeweils erste und zweite Zahnräder gehören, die koaxial fluchtend im Abstand zueinander angeordnet sind und jeweils mit in entgegengesetzten Richtungen führenden Achsen verbunden sind, ein drittes Drehelement, das drehbar zu einer Achse gelagert ist, «reiche nit den Achsen der ersten und zweiten Äreheleoente zusammenfällt, und erste und zweite verzahnte Ritzelelemente, die zur drehbaren Bewegung mit dem und relativ zu des dritten Drehelement gelagert sind und jeweils paarweise mit den ersten und zweiten im Abstand zueinander angeordneten Zahnrädern zusammenwirken, wobei die ersten und zweiten Ritzelelemente po gelagert sind, um jeweils mit ihrer Achse parallel zur Achse der ersten und zweiten Zahnrader 7iU liegen, und wobei sie paarweise niiteinander zusammenwirken, wobei für die Vorrichtung die folgenden Beziehungen zugrundopelegt werden:

   /180°' A.

   B,-

   C.

   D.

   wobei a ■ dem radialen Abstand zwischen den Achsen der ersten und zweiten Zahnräder und der Achse jedes der einzelnen Ritzelelemente, P » der Oesamtzahl der ersten und zweiten Ritzelelemente, r,. » dem Abwälzteilkreisradius beim Eingriff von ersten Ritzelelenenten zu zweiten Ritzelelementen, r₂ a dem Abwälzteilkreisradius der ersten und zweiten Ritzelelemente beim Eingriff von Ritzelelement zu Zahn-

   9 0 9851/1036 - 57 -

   BAD ORIGINAL

   ^r1 - a sin I 1 a ^r2 IS)- R₂ ■ a + r₂ ^r1 ' •W r₂ ,

   rad, R₂ « dem Abwälzteilkreisradlus des Zahnrads beim Eingriff von Zahnrad zu ersten und zweiten Rlbzelelenenten, N - der Anzahl der Zähne in dem Zahnrad, η · der Anzahl der Zähne in jedem der einzelnen fULtzelelemente, wobei r^ so weit wie möglich angenähert gleich r₂ bei einer ganzzahligen Anzahl von Zähnen ist und die Z&hnrttder in Richtung auf ihre Drehachsen nach innen gerichtete Zähne aufweisen.

   nach Anspruch 1 bis 18 „

   19· Eine Vorrichtung, gekennzeichnet durch erste und zweite Drehelemente, zu· denen jeweils erste und zweite Zahnräder gehören, die koaxial fluchtend im Abstand zueinander angeordnet sind und jeweils mit in entgegengesetzten Richtungen führenden Achsen verbunden sind, ein drittes Drehelement, das drehbar zu einer Achse gelagert ist, welche mit den Achsen der ersten und zweiten Äreheleaente zusammenfällt , und erste und zweite verzahnte RItζelelemente, die zur drehbaren Bewegung mit dem und relativ zu dam dritten Dreheleinent gelagert sind und jeweils paarweise mit den ersten und zweiten im Abstand zueinander angeordneten Zahnrädern zusammenwirken, wobei die ersten und zweiten Ritzelelemente so gelagert sind, um jeweils mit ihrer Achse parallel zur Achse der ersten und zweiten Zahnräder zu liegen,und wobei sie paarweise miteinander zusammenwirken, wobei für die Vorrichtung die folgenden Beziehungen zugrundegelegt werden:

   /180* .-,. ■ a sin J -

   1βΟ°\ A. ν_Λ ■ a sin | J

   1 +■ ή G. H₂ " ^a " ^r2 D. · Χ¹*)

   909851/1038 - 58 -

   BAD ORIGINAL '

   1S55887

   wobei a - dem radialen Abstand zwischen den Achsen der ersten und zweiten Zahnräder und der Aohee Jede« der «insel·* nen Ritzelelemente, P, - der Gesamtzahl der ersten und zweiten Ritzelelemente, r^ ■ dem Abvälzteilkrelsradioa bei» Eingriff von ersten Ritzelelementen zu zweite* Ritzelelenenten, r₂ - dem Abwälzteilkreisradius der ersten und zweiten Ritzelelemente beim Eingriff von RitzeIeIeaent zu Zahnrad, B₂ - des Abwälztellkreisradius des Zahnrad« beia IiQ-griff von Zahnrad zu ersten und zweiten litzeleleaenten, N - der Anzahl der Zähne In den Zahnrad , η - der *"«>M der Zähne in jedem der einzelnen Ritzeleleaente, wobei r. so weit wie möglich angenähert gleich r«j bei einer gansz ahligen Anzahl von Zähnen ist und die Zahnräder in Sichtung von ihren Drehachsen weg nach außen gerichtete Zähne aufweisen. ,~

   nach Anspruch 1 bis 19

   20. Eine Torrichtung, gekennzeichnet durch spiegelbildlich-symmetrische erste und zweite Srehelemente, zu denen jeweils erste und zweite Zahnräder gehören, die koaxial fluchtend im Abstand zueinander angeordnet sind, ein drittes Drehelement, das drehbar zu einer Achse gelagert ist, welche alt den Achsen der ersten und zweiten Dreheleaente zusaoaenfällt, und erste und zweite verzahnte Ritzelelemente, die zur drehbaren Bewegung mit dem und relativ zu dem dritten Drehelement gelagert sind und jeweils paarweise mit den ersten und zweiten is Abstand zueinander angeordneten Zahnrädern zusammenwirken, wobei die ersten und zweiten Rltzeleleaente jeweils so gelagert sind, üb alt ihrer Achse parallel zur Achse der ersten und zweiten Zahnräder zu liegen, und wobei sie paarweise miteinander zusammenwirken und am dritten Dreheleaent mittels der peripherischen Flächen ihrer Zähne im wesentlichen kosxtenslv über ihre gesamte Länge gelagert sind. .

   21. Eine Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich-

   909851/103· ^

   199000/

   net, daß die Ritzelelemente zueinander im Vollkreiseingriff angeordnet sind, .

   22. Eine Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kingriffslänge der Ritzelelemente zueinander etwa die Hälfte der Eingriffslänge der Ritzelelemente in den Zahnrädern beträgt.

   23. Eine Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekenn*»lehnet, daß es sich bei der Vorrichtung um ein Differential für ein Automobil handelt und daß die ersten und zweiten Drehelemente Achsen sind, die in gegenüberliegender Lage kerbverzahnt oder genutet sind.

   nach Ajaajreell 1~3)ic 23

   24. Eine Vorrichtung, gekennzeichnet durch erste und zwei- "

   te Drehelemente, zu denen jeweils erste und zweite Zahnräder gehören, die koaxial fluchtend im Abstand zueinander angeordnet und schrägverzahnt sind, ein drittes Breheleraentj das drehbar zu einer Achse gelagert ist, welche mit den Achsen der ersten und zweiten Drehelemente zusammen- · fällt, und erste und zweite schrägverzahnte Ritzelelemsnte, die sur drehbaren Bewegung mit und relativ zu dem dritten Drehelement gelagert sind und jeweils paarweise nit den ersten und zweiten im Abstand zueinander angeordneten Zahnrädern zusammenwirken, wobei die ersten und zweiten Ritzelelemente so gelagert sind, um mit ihrer Achse jeweils parallel zur Achse der ersten und zweiten Zahnräder zu liegen, wobei die ersten und zweiten Hitzelelercente paarweise in einer kreisförmigen Ebene zusammenwirken, die quer zu den Achsen aller ersten und zweiten Eitzelelement© liegt, und die Achse jedes der einzelnen ersten und zweiten Sitzelelemente auf einem Kreis liegt und den Kreia in gleiche Bögen teilt.

   Ö098S1/1038

   BAD ORIGINAL

   15558Θ7

   25· Eine Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Zähne der einzelnen Ritzeleleetntt relativ breite peripherische Abschnitte aufweisen.

   26. Eint Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gtktnnatichnet, daß die schrägverzahnten Zähne an den erettn und «weiten Ritzelelementen einen großen Druckwinkel aufweisen und daß durch die Schraubenlinie der Zähne eine Kontaktüberführung gewährleistet ist.

   Λ ·

   naoh Aneprmrtn bis 26

   27. line Vorrichtung, gekennzeichnet durch erste und zweite Drehelemente, zu denen jeweils erste und zweite Zahnräder gehören, die koaxial fluchtend im Abstand zueinander angeordnet und schrägverzahnt sind, ein drittes Drehelement,- das drehbar zu einer Achse gelagert ist, welche mit den Achsen der ersten und zweiten Drehelemente zusammenfällt, und erste und zweite schrägverzahnte Ritzelelemente, die zur drehbaren Bewegung mit und relativ zu dem dritten Drehelenent gelagert sind und jeweils paarweise mit den ersten und zweiten im Abstand zueinander angeordneten Zahnrädern zusammenwirken, wobei die ersten undzweiten Ritzelelemente so gelagert sind» um mit ihrer Achse parallel zur Achse der ersten und zweiten Zahnräder zu liegen, wobei die ersten und zweiten Ritzeleltoentt paarweise miteinander zusammenwirken und wobei jedes der Zahnräder N Zähne hat, eine Gesamtzahl F von ersten und zweiten Ritzeltlette nt en vorgesehen ist, bei der es sich um eine gerade Zahl handelt, wobei jedes einzelne BitzeIeIement η Zähne hat und wobei die Anzahl der Zähne N in dem jeweiligen Zahnrad durch ein halb der Gesamtzahl der ersten und zweiten Rit-Leleleaente genäß der Formel

   P
   2

   teilbar ist und das Ergebnis eine ganze Zahl ergibt.

   909851/1036

   BAD ORfGINAl.