DE3546522C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ausgleichsgetriebe mit zwei im Differentialkorb angeordneten Gleichlaufgelenken und mit zwei Achswellenkegelrädern die jeweils mit den gleichen Ausgleichsrädern kämmen und die jeweils ein zu einem der Gleichlaufgelenke gehörendes Gelenkaußenteil bilden, das jeweils über von mindestens einem Steuerkörper geführte Kugelkörper drehfest mit einem Gelenkinnenteil gekuppelt ist, die bei Gelenkbeugung auf die winkelhalbierende Eben, die durch die Drehachsen des jeweiligen Gelenkinnen- und Gelenkaußenteils gebildet sind, geführt werden, wobei die Gleichlaufgelenke sich über einen Stützring nach innen gegenseitig abstützen.

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 Ausgleichs­ getriebe mit dem Fahrzeug verblockt und verfügt über Wel­ lenstummel, an die sich z. B. Gleichlaufdrehgelenke an­ schließen. Je größer dabei der Abstand zwischen der Ge­ triebemitte und dem Gelenkmittelpunkt der Gleichlaufdreh­ gelenke 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 gehalten 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 kaum eine Möglichkeit gegeben, daß Zahnflankenspiel am Eingriff des als Kegelrad ausgebildeten Gelenkaußenteil 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 ist, 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 Achsewellenkegelräder 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 einangs genannten Art mit kurzem Abstand zwischen den Gelenken bei geräuscharmen Lauf zu schaffen.

Die Lösung besteht darin, daß jedes Ausgleichsrad auf einem einzelnen, im Differentialkorb festen Wellenzapfen drehbar gelagert ist, daß innerhalb der Wellenzapfen der Stützring im Differentialkorb koaxial zu den Ausgleichsrädern geführt ist, die sich in axialer Richtung zur Getriebemitte nur an den Ausgleichsrädern abstützen, und daß sich die Gelenkinnenteile unmittelbar an zwei am Stützring angeordneten inneren Kugelflächen abstützen.

Die grundliegende Wirkungsweise dieses Erfindungsgedankens besteht darin, daß sich die innenliegenden Gelenkteile, d. h. das Ende des Wellenzapfens oder die gegebenenfalls damit einstückig ausgebildete Kugelnabe oder auch ein von ihr ge­ tragener Kugelkäfig in nach innen unmittelbar an einer Gegen­ fläche, die nicht Bestandteil des Gelenkaußenteils ist, mit einer entsprechenden Gleitfläche abstützt. Als Wirkung ergibt sich eine wesentlich vereinfachte und verkürzte Bauweise des Gelenkaußenteils. 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 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 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 liegenden 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-PS 25 56 608) und als "Under­ cut-Free"-Gelenk (UF-Gelenk) (US-PS 41 88 802). Sinngemäß ist auch eine Anwen­ dung bei einem Tripodengelenk vorstellbar.

In der verkürzten Bauweise des Gelenkaußenteils, das durch die unmittelbare axiale Abstützung eines der innenliegenden Gelenkteile gegenüber einem anderen Konstruktionselement 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.

Bei einer vom Gelenkaußenteil unabhängigen Abstützung der innenliegenden Gelenkbauteile ausschließlich nach außen weist das Gelenkaußenteil in der Regel eine napfartige, hinter­ schnittfreie From 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 des Gelenkinnenteils sowohl nach innen als auch nach außen weist das Gelenkaußenteil in der Regel eine innen- und außenzylindrische Form auf, wobei die Abstützung der innenliegenden Gelenkteile zur Getriebe­ mitte gegenüber einem gesonderten Stützring stattfindet. Hierbei kann die Abstützung zwischen dem Ge­ lenkinnenteil und dem Stützring ebenfalls mittelbar über den Kugelkäfig erfolgen. Zur Verbesserung der Gleitfähigkeit und Erhöhung der Verschleißfestigkeit kann ein derartiger Stütz­ ring kunststoffbeschichtet sein oder gänzlich aus verschleiß­ festem Kunststoff bestehen. Regelmäßig wird er jedoch als ein­ facher Blechring ausgeführt werden.

Bei den zwei in das Getriebegehäuse inte­ grierten Gleichlaufdrehgelenke, können die Gelenkinnenteile bzw. die Kugel­ käfige beider Gleichlaufdrehgelenke beidseitig an ein und demselben mittig angeordneten Stützring im Getriebekorb ab­ stützen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt die Figur ein Ausgleichsgetriebe mit zwei integrierten Gleichlaufdrehgelenken, deren Kugelkäfige sich an einem zentralen Stützring abstützen.

In der Figur ist ein Differentialkorb bzw. -käfig 1 dargestellt, in dem mittig Wellenzapfen 2 a, 2 b mit­ tels Paßstiften 3 a, 3 b gehalten sind. Auf den Wellenzapfen 2 a, 2 b sin zwei Ausgleichs- bzw. Planetenräder 4 a, 4 b gelagert, 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 dem Gelenkaußenteil 6 a, 6 b sind jeweils Gelenkinnenteile 11 a, 11 b drehfest und gelenkig über Kugelkörper 10 a, 10 b 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 mit größerem Radius 15 a, 15 b, die sich an Gegenflächen 17 a, 17 b im Differentialkorb oder Getriebekäfig nach außen abstützen. Die Gelenkinnenteile sind jeweils mit Wellenzapfen 16 a, 16 b verbunden. Zwischen dem Getriebekorb 1 und den Wellenzapfen 16 bzw. den Gelenkinnenteilen 11 sind übliche, im einzelnen nicht mehr zu erläuternde Abdichtmittel angeord­ net. 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 gleichkegelräder 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 Kugelkäfi­ ge stützen sich mit Gleitflächen 32 a, 32 b nach innen an Gegenflä­ chen 35 a, 35 b einen Stützring 23 ab, der innerhalb der Wellen­ zapfen 2 koaxial zu den Ausgangskegelrädern 6 a, 6 b im Getriebekorb geführt ist. Die Gelenkinnenteile 11 a, 11 b sind in der ge­ zeigten Ausführung jeweils einstückig mit den Wellenzapfen 16 a, 16 b, die in üblicher Weise gegenüber einem Getriebege­ häuse 19 gelagert und abgedichtet sind.

Claims (8)

1. Ausgleichsgetriebe mit zwei im Differentialkorb (1) angeordneten Gleichlaufgelenken und mit zwei Achswellenkegelrädern (6 a, 6 b), die jeweils mit den gleichen Ausgleichsrädern kämmen und die jeweils ein zu einem der Gleichlaufgelenke gehörendes Gelenkaußenteil bilden, das jeweils über von mindestens einem Steuerkörper (12 a, 12 b) geführte Kugelkörper (10 a, 10 b) drehfest mit einem Gelenkinnenteil gekuppelt ist, die bei Gelenkbeugung auf die winkelhalbierende Ebene, die durch die Drehachsen des jeweiligen Gelenkinnen- und Gelenkaußenteils gebildet sind, geführt werden, wobei die Gleichlaufgelenke sich über einen Stützring (23) nach innen gegenseitig abstützen, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Ausgleichsrad (4 a, 4 b) auf einem einzelnen, im Differentialkorb (1) festen Wellenzapfen (2 a, 2 b) drehbar gelagert ist,
daß innerhalb der Wellenzapfen (2 a, 2 b) der Stützring im Differentialkorb koaxial zu den Ausgleichsrädern (4 a, 4 b) geführt ist, die sich in axialer Richtung zur Getriebemitte nur an den Ausgleichsrädern (4 a, 4 b) abstützen, und
daß sich die Gelenkinnenteile unmittelbar an zwei am Stützring (23) angeordneten inneren Kugelflächen abstützen.

2. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die kugeligen Gleitflächen (15 a, 15 b) der Steuerkörper (12 a, 12 b) nach außen am Getriebekorb (1) abstützen.

3. Ausgleichsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkaußenteil (6) innen und/oder außen hin­ terschnittfrei ausgebildet ist.

4. Ausgleichsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkaußenteil (6, 6 a, 6 b) als Stanzteil oder verformtes Blechteil angefertigt ist.

5. Ausgleichsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (23) als Stanzteil oder verformtes Blechteil gefertigt ist.

6. Ausgleichsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (23) zur Verbesserung der Gleit­ fähigkeit und/oder der Verschleißfestigkeit oberflächenbehandelt ist.

7. Ausgleichsgetriebe nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (23) eine Kunststoffbeschichtung aufweist.

8. Ausgleichsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (23) vollständig aus verschleiß­ festem Kunststoff besteht.