DE3536289C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ausgleichsgetriebe mit einem Differentialkorb in dem zwei Gleichlaufdrehgelenke und zwei Achswellenkegelräder angeordnet sind, die jeweils mit den gleichen Ausgleichsrädern kämmen und die jeweils ein zu einem Gleichlaufdrehgelenk gehörendes Gelenkaußenteil bilden, das jeweils über Kugelkörper drehfest mit einem Gelenkinnenteil gekuppelt ist, wobei die Kugelkörper bei Beugung des Gelenkes auf die winkelhalbierende Ebene, die durch die Drehachsen des jeweiligen Gelenkinnen- und Gelenkaußenteils gebildet sind, geführt werden.

Derartige Getriebe sind insbesondere für den Hinterachs­ antrieb von Kraftfahrzeugen geeignet; auch eine Kopplung zwischen zwei getriebenen Achsen ist mit einem derartigen Getriebe ausführbar. Üblicherweise ist ein Ausgleichsge­ triebe mit dem Fahrzeug verblockt und verfügt über Wellen­ stummel, an die sich z. B. Gleichlaufdrehgelenke anschlie­ ßen. Je größer dabei der Abstand zwischen der Getriebemitte und dem Gelenkmittelpunkt der Gleichlaufdrehgelenke wird, um so geringer wird die mögliche Baulänge der Wellen und um so größer werden die erforderlichen Gelenkbeugewinkel. Diese sollen aber aus Gründen der höheren Lebensdauer und der geringeren Geräuschentwicklung möglichst klein gehal­ ten werden.

Um dieses Ziel zu verfolgen, sind bereits in das Getriebe­ gehäuse integrierte Gleichlaufdrehgelenke zur Ausführung gekommen. Als nachteilig bei derartigen Ausgleichsgetrie­ ben hat sich vielfach eine komplizierte Bauweise erwiesen, durch die die Fertigungskosten wesentlich gestiegen sind. Daneben sind in der Regel Gewichtsnachteile gegenüber konventionell aufgebauten Ausgleichsgetrieben mit an­ schließenden Gleichlaufdrehgelenken zu verzeichnen.

Ein Ausgleichsgetriebe der vorstehend genannten Art ist aus der US 21 87 843 bekannt. Hierbei stützen sich die jeweiligen Gelenkinnenteile mittelbar über Steuerkörper und das Gelenkaußenteil sowie einen quer zur Achsrichtung durchbohrten Ringkörper gegeneinander ab. Da das Gelenk­ außenteil in die Abstützung einbezogen ist, ist keine Möglichkeit gegeben, daß Zahnflankenspiel am Eingriff des als Kegelrad ausgebildeten Gelenkaußenteils mit den Aus­ gleichsrädern z. B. durch Verwendung von Gleitscheiben unterschiedlicher Stärke zu verändern oder einzustellen. Die Führung der Ausgleichsräder auf einem durch die Ge­ lenkmitte gehenden Drehzapfen ebenso wie die Einbeziehung des Gelenkaußenteiles in die gegenseitige Abstützung ver­ hindern ein weiteres Annähern der beiden im Differential­ korb aufgenommenen Gleichlaufgelenke.

Aus der AT-PS 1 13 843 ist ein Differentialgetriebe be­ kannt, in dem zwei Gelenke aufgenommen sind, die keine Gleichlaufeigenschaften haben. Auch hier sind die Aus­ gleichsräder auf einem die Getriebemitte durchsetzenden Zapfen geführt, der in seinem mittleren Bereich zur Schei­ be ausgebildet sind, an der sich die Gelenkinnenteile der Gelenke in Kugelkalotten abstützen. Eine Einstellmöglich­ keit für das Zahnflankenspiel ist auch hier nicht gegeben.

Aus der DE-AS 10 19 185 ist ein Differentialgetriebe be­ kannt, bei dem keine einbezogenen Gleichlaufdrehgelenke vorgesehen sind, das jedoch einen geteilten Differential­ korb aufweist. Hierbei sind die Ausgleichsräder auf einem sogenannten Trägerkreuz gehalten, das einen mittleren Ringkörper und außen im Gehäuse gehaltene Arme aufweist. Durch die Öffnung des Ringkörpers hindurch ragen Abstütz­ elemente, mit denen sich die Achswellenkegelräder mittel­ bar und elastisch aneinander abstützen. Gedachten Schwenk­ bewegungen der Abstützelemente würde der Ringkörper im Wege stehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ausgleichsgetriebe der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß der axiale Abstand zwischen der Ge­ triebemitte und dem Gelenkmittelpunkt gering gehalten wird und zugleich der konstruktive Aufbau vereinfacht und wesentliche Teile in ihrer Herstellung verbilligt werden.

Die Lösung besteht darin, daß jedes Ausgleichsrad auf einem einzelnen, im Differentialkorb festen Wellenzapfen drehbar gelagert ist und daß sich die Gelenkinnenteile unmittelbar über Kugelflächen aneinander abstützen, die ihren Krümmungsmittelpunkt jeweils im Gelenkmittelpunkt haben und die sich an den Wellenenden befinden.

Die grundlegende Wirkungsweise dieses Erfindungsgedankens besteht darin, daß sich die innenliegenden Gelenkteile, d. h. die Enden der Wellenzapfen oder die gegebenenfalls damit einstückig ausgebildeten Kugelnaben, in Richtung axial nach innen unmittelbar an Gegen­ flächen, die nicht Bestandteil der Gelenkaußenteile sind, mit entsprechenden Gleitflächen abstützen. Als Wirkung ergibt sich je­ weils eine wesentlich vereinfachte und verkürzte Bauweise des Gelenkaußenteil. Dieses kann nämlich napfartig und hinterschnittfrei oder auch beidseitig offen rein zylindrisch ausgeführt werden und muß die innenliegenden Gelenkbauteile nur in einem axialen Teilbereich umschließen. Dadurch kann insgesamt die Gelenkbauweise verkürzt werden und der Abstand des Gelenkmittelpunktes zur Getriebemitte verringert werden. Zumindest eine der bei Festgelenken üblicherweise vorgesehe­ nen Abstützungen des Gelenkinnenteils gegenüber dem Gelenkau­ ßenteil entfällt somit und wird durch eine Abstützung gegen­ über einem anderen Teil, das ein entsprechendes Teil des gegenüberliegenden Gleichlaufgelenkes ist, ersetzt. Das Gelenkaußenteil ist dabei, wie bei integrierten Gelenken üb­ lich, als Abtriebskegelrad ausgebildet, das sich nach außen am Getriebekorb und nach innen unmittelbar und ausschließlich an den Ausgleichsrädern abstützt, wobei ein Spiel von ange­ messener Größe vorzusehen ist, um einen geräusch- und ver­ schleißarmen Lauf sicherzustellen. Hierdurch ist das Gelenk­ außenteil an die Integration in das Getriebegehäuse angepaßt und es brauchen außer der radial ausgerichteten Anschlagfläche keine axia­ len Sicherungsmittel vorgesehen werden, so daß sich die axia­ le Festlegung allein durch den Zusammenbau der Getriebehälf­ ten ergibt.

Für integrierte Gelenke sind verschiedene Gelenkbauarten mög­ lich, insbesondere eine solche als Doppel-Offset-Gelenk (DO- Gelenk DE-PS 24 61 226, DE-OS 28 31 043), als Rzeppa-Festgelenk (RF-Gelenk DE-OS 25 56 608) und als "Under- cut-Free"-Gelenk (UF-Gelenk US-PS 41 88 803). Sinngemäß ist auch eine Anwen­ dung bei einem Tripodengelenk vorstellbar.

In der verkürzten Bauweise des Gelenkaußenteils, das durch die unmittelbare gegenseitige axiale Abstützung der innenliegenden Gelenkteile be­ wirkt wird, tritt insbesondere die vereinfachte Herstellung vorteilhaft hervor. So kann das Gelenkaußenteil beispielswei­ se als einfaches Tiefziehteil oder als Stanzteil aus Blech hergestellt werden oder aus innengeräumten Stangenmaterial oder aus Rohr bestehen. Die konstruktive Vereinfachung ergibt sich aus dem Wegfall innenliegender Stützflächen am Gelenkau­ ßenteil zur axialen Festlegung der innenliegenden Gelenkbau­ teile.

Das Gelenkaußenteil weist in der Regel eine napfartige, hinter­ schnittfreie Form mit zylindrischer Außenfläche und zylin­ drischer Innenfläche auf, in die die Rillen für die Führung der Kugeln eingebracht sind. Die Abstützung des Gelenkinnen­ teils nach außen kann hierbei insbesondere mittelbar über einen Kugelkäfig gegenüber dem Getriebekorb stattfinden.

Bei einer vom Gelenkaußenteil unabhängigen Abstützung sowohl nach innen als auch nach außen weist das Gelenkaußenteil in der Regel eine innen- und außenzylindrische Form auf.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die Figur zeigt ein Ausgleichsgetriebe mit zwei integrierten Gleichlaufdrehgelenken, deren Wellenzapfen sich unmittelbar gegeneinander abstützen.

In der Figur ist ein Ausgleichsgetriebekorb bzw. -käfig 1 dargestellt, in dem mittig Zapfen 2 a, 2 b mit­ tels Paßstiften 3 a, 3 b gehalten sind. Auf den Zapfen 2 a, 2 b sind zwei Ausgleichs- bzw. Planetenräder 4 a, 4 b, die ge­ genüber dem Getriebekäfig 1 kugelige Gleitflächen 5 a, 5 b aufwei­ sen. Die Ausgleichskegelräder sind in Eingriff mit Ausgangskegelrädern 6 a, 6 b, die in einer zylindrischen Bohrung 7 des Getriebekäfigs geführt sind und sich an radialen Flächen 8 a, 8 b desselben axial nach außen abstützen. Gleitringe 9 a, 9 b dienen der Minderung der Reibung und des Verschleißes. Mit den Gelenkaußenteilen 6 a, 6 b sind jeweils Gelenkinnenteile 11 a, 11 b drehfest und gelenkig über Kugelkörper 10 verbunden. Die Kugelkörper 10 a, 10 b sind jeweils in Kugelkäfigen 12 a, 12 b geführt, die mit den Gelenkaußen­ teilen kugelige Gleitflächen 13 a, 13 b und mit den Gelenkinnenteilen kugelige Gleitflächen 14 a, 14 b haben, deren Mittelpunkte gegen­ über dem Gelenkmittelpunkt jeweils axial in entgegengesetzten Richtungen zueinander versetzt sind. Die Kugelkäfige haben dane­ ben weitere, außenliegende kugelige Gleitflächen 15 a, 15 b die sich an Gegenflächen 17 a, 17 b im Getriebekäfig nach außen abstützen. Die Gelenkinnenteile können jeweils mittels einer üblichen Keilverzahnung mit Wellenzapfen 16 a, 16 b verbunden sein. Der Getriebekorb 1 ist über Schrägrollenlager 18 a, 18 b in einem Getriebegehäuse 19 gehalten, das mittels Dichtungen 20 a, 20 b gegenüber den Wellenzapfen 16 a, 16 b abgedichtet ist.

Der Getriebekäfig ist aus den Käfighälften 1 a, 1 b zusammengesetzt, wobei Verbindungsbolzen 21 zugleich ein Tel­ lerrad 22 halten. Im Getriebekäfig sind zwei Wellenzapfen 2 a, 2 b mittels Paßstiften 3 a, 3 b fixiert, auf welchen die Aus­ gleichskegelräder 4 a, 4 b rotieren. Die mit diesen in Eingriff befindlichen Ausgangskegelräder 6 a, 6 b sind innen mit einer durchgehenden Zylinderbohrung versehen, in der die Rillen für die Kugelkörper 10 a, 10 b aufgenommen sind und durch die die Kugelkäfige 12 a, 12 b teilweise hindurchtreten.

Die Wellenzapfen 16 a, 16 b sind einstückig mit Kugelnaben 11 a, 11 b ausgeführt, die über die Kugeln 10 a, 10 b mit den innen- und außenzylindrischen, hinterschnittfreien Gelenkaußenteilen 6 im Eingriff stehen. Die Kugeln 10 a, 10 b sind in Kugelkäfi­ gen 12 a, 12 b geführt, die in axialer Erstreckung beidseitig jeweils über das Gelenkaußenteil 6 a, 6 b hinausragen. Die Ku­ gelnaben 11 a, 11 b stützen sich mittelbar über die Kugelkäfige 12 a, 12 b an kugeligen Gleitflächen 15 a, 15 b gegenüber entsprechen­ den Gegenflächen 17 a, 17 b im Getriebekorb zur Getriebeaußenseite hin axial ab. Zur Gelenkmitte hin stützen sich die Wellenzap­ fen 16 a, 16 b bzw. die Kugelnaben 11 a, 11 b über Wellenfortsätze 33 a, 33 b, die in kugeligen Flächenteilen 34 a, 34 b enden, unmit­ telbar gegeneinander in der Getriebemitte ab.

Claims (5)

1. Ausgleichsgetriebe mit einem Differentialkorb (1 a, 1 b), in dem zwei Gleichlaufdrehgelenke und zwei Achswellenkegelräder (6 a, 6 b) angeordnet sind, die jeweils mit den gleichen Ausgleichsrädern (4 a, 4 b) kämmen und die jeweils ein zu einem Gleichlaufdrehgelenk gehörendes Gelenkaußenteil bilden, das jeweils über Kugelkörper (10 a, 10 b) drehfest mit einem Gelenkinnenteil (11 a, 11 b) gekuppelt ist, wobei die Kugelkörper bei Beugung des Gelenkes auf die winkelhalbierende Ebene, die durch die Drehachsen des jeweiligen Gelenkinnen- und Gelenkaußenteils gebildet sind, geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ausgleichsrad (4 a, 4 b) auf einem einzelnen, im Differentialkorb festen Wellenzapfen drehbar gelagert ist und daß sich die Gelenkinnenteile (11 a, 11 b) unmittelbar über Kugelflächen (34 a, 34 b) aneinander abstützen, die ihren Krümmungsmittelpunkt jeweils im Gelenkmittelpunkt haben und die sich an den Wellenenden (33 a, 33 b) befinden.

2. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gelenkinnenteile (11 a, 11 b) in Richtung zur Getriebeaußenseite jeweils axial mittelbar über einen die Kugelkörper (10 a, 10 b) führenden Kugelkäfig (12 a, 12 b) am Differentialkorb (1) abstützen.

3. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenzapfen (16 a, 16 b) jeweils über die Ge­ lenkinnenteile (11 a, 11 b) hinaus axial nach innen in Wellenfortsätzen (33 a, 34 a) verlängert sind.

4. Ausgleichsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkaußenteile (6 a, 6 b) jeweils innen und/ oder außen hinterschnittfrei ausgebildet sind.

5. Ausgleichsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkaußenteile (6 a, 6 b) jeweils als Stanz­ teil oder verformtes Blechteil angefertigt sind.