DE4013196A1

DE4013196A1 - Differentialgetriebe

Info

Publication number: DE4013196A1
Application number: DE4013196A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Hildebrandt; Adrian Dipl Ing Chludek
Original assignee: Viscodrive GmbH
Current assignee: GKN Viscodrive GmbH
Priority date: 1990-04-25
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1991-10-31
Also published as: IT1245604B; JPH0777263A; ITMI910891A1; ITMI910891A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe mit einem Getriebegehäuse, in dem ein antreibbarer Differentialkorb drehbar gelagert ist, und das gerad- oder schrägverzahnte Abtriebsräder aufweist, die über hierzu achsparallele Ausgleichsräder miteinander gekoppelt sind, von denen eine erste Gruppe mit dem einen der Abtriebsräder und eine zweite Gruppe mit dem anderen der Abtriebsräder und jedes der Ausgleichsräder der einen Gruppe mit zumindest einem der Ausgleichsräder der anderen Gruppe im Eingriff ist.

Derartige Differentialgetriebe werden bei symmetrischer Ausführung als Achsdifferentiale und insbesondere bei unsymmetrischer Ausführung der Abtriebsräder mit unglei cher Drehmomentverteilung als Mittendifferentiale in All radfahrzeugen verwendet. Eine teilsperrende Wirkung ent steht durch die Reibung der Ausgleichsräder an den Zahn köpfen in ihren Öffnungen und bei schrägverzahnten Rädern durch die Reibung an den Stirnflächen der Abtriebs- und Ausgleichsräder infolge einer resultierenden Axialkraft der Zahnkräfte.

Es sind bereits aus der DE-PS 35 30 244 und der DE-OS 37 07 872 derartige Getriebe bekannt, bei denen die Öffnungen für die Ausgleichsräder von einer Seite des Differential korbes als Sacklöcher gebohrt sind und einseitig mit einem Deckel verschlossen sind. Die Ausgleichsräder haben hier bei jeweils die Länge der Sacklöcher, wobei die jeweils in Bearbeitungsrichtung mit dem hinteren der Abtriebsräder in Eingriff befindlichen Ausgleichsräder nur auf einem Teil ihrer Länge verzahnt sind und im übrigen einen Verlänge rungszapfen zur Abstützung am Deckel des Differentialkor bes aufweisen. Nachteilig ist hierbei, daß auch bei Dif ferentialen mit symmetrischer Drehmomentverteilung die Zahl der unterschiedlichen Teile erhöht wird und daß sich das Gesamtgewicht durch die entsprechenden Verlängerungs zapfen an den Ausgleichsrädern erhöht.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfin dung, Differentiale der genannten Art, die auch als Dif ferentiale mit unsymmetrischer Drehmomentverteilung aus geführt sein können, konstruktiv zu vereinfachen. Die Lösung hierfür besteht darin, daß der Differentialkorb ein Gehäuseteil umfaßt, in dem sämtliche Öffnungen zur Aufnah me der Ausgleichsräder als axiale Durchgangsbohrungen mit konstantem Innenquerschnitt ausgebildet sind. Der Begriff Durchgangsbohrungen schließt hierbei beliebig hergestellte Durchgangslöcher jeder Art ein, die jeweils im Bereich des Verzahnungseingriffs der Räder in andere Öffnungen über gehen.

Die vorstehend genannten Nachteile werden hiermit überwun den. Ein maßgenaues Bohren von Sacklöchern kann entfallen. Die Fertigung der als Durchgangslöcher ausgeführten Öff nungen für die Ausgleichsräder stellt sich demgegenüber vereinfacht dar. Besonders günstig ist eine Weiterbildung, bei der auch Durchgangslöcher für die Öffnungen zur Auf nahme der Abtriebsräder vorgesehen werden. Hierbei kann beispielsweise ein profilartiger Rohling durch Innenräumen fertig bearbeitet werden. Die spanende Bearbeitung kann in günstiger Weise ausschließlich von einer Seite des Dif ferentialkorbes erfolgen. Der entsprechende Rohling kann durch Gießen, Sintern, Hämmern oder Tiefziehen und insbe sondere bei großen Serien durch Strangpressen hergestellt werden. Für die lagegerechte Fixierung der mit ihren Ver zahnungsbereichen axial gegeneinander versetzten Aus gleichsrädern sind verschiedene konstruktive Möglichkeiten gegeben. Hierfür können an den Ausgleichsrädern angesetzte Zapfenstücke vorgesehen sein oder entsprechende, unmittel bar an den Deckelteilen befestigte Zapfen. Weiterhin sind unabhängige in den Differentialkorb eingepreßte Zapfen möglich wobei ergänzend jeweils Deckelteile außen am Dif ferentialkorb zur Anwendung kommen. Besonders bevorzugt sind scheibenförmige Anlaufelemente, die sich ihrerseits mit über die Querschnitte der Öffnungen für die Aus gleichsräder radial hinausgehenden Bereichen an den Ab triebsrädern axial abstützen. Derartige scheibenförmige Anlaufelemente können zusätzlich auch vor den Deckelteilen außenliegend eingesetzt werden, so daß bestimmte Rei bungs- und/oder Verschleißeigenschaften eingestellt werden können. Die jeweiligen scheibenförmigen Anlaufelemente sind in einfacher Weise als Stanzteil auszuführen. Die offenen Gehäuseseiten können auch durch in den Differen tialkorb zur axialen Sicherung der Ausgleichsräder einge setzte Ringkörper nur teilweise verschlossen sein.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1a zeigt einen Differentialkorb eines erfindungsge mäßen Getriebes in einer bevorzugten Ausgestaltung im Längsschnitt;

Fig. 1b zeigt einen Differentialkorb nach Fig. 1a in einer abgewandelten Ausführung;

Fig. 2a zeigt einen Querschnitt durch das Gehäusemittel teil nach den Fig. 1a und 1b in einer ersten Ausführung;

Fig. 2b zeigt einen Querschnitt durch ein Gehäusemittel teil nach den Fig. 1a und 1b in einer abgewan delten Ausführung;

Fig. 3 zeigt eine Anlaufscheibe nach den Fig. 1a und 1b im Querschnitt;

Fig. 4 zeigt einen Differentialkorb eines erfindungsge mäßen Getriebes mit ungleicher Drehmomentvertei lung in einer ersten Ausführung;

Fig. 5 zeigt einen Differentialkorb nach Fig. 4 im Quer schnitt;

Fig. 6 zeigt einen Differentialkorb eines erfindungsge mäßen Getriebes mit ungleicher Drehmomentvertei lung in einer zweiten Ausführung;

Fig. 7 zeigt einen Differentialkorb nach Fig. 6 im Quer schnitt.

In den Fig. 1a und 1b ist jeweils der Differentialkorb 1 erkennbar, der beiderseits Ansätze 2, 3 zur Aufnahme von Lagern 34, 35 gegenüber dem nicht dargestellten Differen tialgehäuse aufweist und an dem ein Flansch 4 zur Befe stigung eines Tellerrades 36 dient. Im Differentialkorb, der ein Mittelteil 13 gleichbleibenden Querschnitts um faßt, sind koaxiale Abtriebsräder 5, 6 gehalten, die sich nach außen an Teilen des Korbes und axial nach innen mit telbar über eine Distanzhülse 14 aneinander abstützen. An die Stelle der Distanzhülse kann auch einstückig mit dem Differentialkorb ausgebildetes Teil treten. In die Ab triebsräder 5, 6 sind Wellenzapfen 20, 21 eingesteckt. Mit dem ersten Abtriebsrad 5 ist eine Gruppe von ersten achs parallelen Ausgleichsrädern 7 im Eingriff, von denen nur eines im Längsschnitt dargestellt ist und die umfangsver teilt das Abtriebsrad 5 halten. Mit dem Abtriebsrad 6 ist eine zweite Gruppe von aus achsparallelen Ausgleichsräder 8 im Eingriff, von denen eins dargestellt ist und die umfangsverteilt das Abtriebsrad 6 zentriert halten. Die Ausgleichsräder 7, 8 sind untereinander jeweils zumindest paarweise miteinander im Eingriff und in Öffnungen 9, 10 gehalten, die sich über die gesamte Gehäuselänge zwischen den Deckeln 11, 12 erstrecken.

Die Abtriebsräder 5, 6 stützen sich nach innen mittelbar gegeneinander über ein koaxiales Distanzstück 14 sowie zwei noch näher zu beschreibende Scheibenelemente 15, 16 ab, die zugleich die axiale Länge der Ausnehmungen 9, 10 für die Ausgleichsräder 7, 8 begrenzen. Jedes der Elemente ist mit dem radial nach innen über die Öffnungen 9, 10 hinausragenden Bereich zwischen jeweils einem Abtriebsrad und dem Distanzstück 14 axial gehalten.

Jeweils axial nach außen stützen sich sowohl die Abtriebs räder 5, 6 als auch die Ausgleichsräder 7, 8 an Deckeltei len 11, 12 des Differentialkorbes 1 ab. In Fig. 1a sind die Deckelteile 11, 12, das Mittelteil 13 aufgesetzt und unmittelbar mit den Abtriebsrädern 5, 6 und den Aus gleichsrädern 7, 8 in Kontakt; in Fig. 1b sind die Deckelteile 11, 12 auf das Mittelteil 13 in gleicher Weise aufgesetzt wobei jedoch weitere Scheibenelemente 37, 38 in Kontakt mit den Rädern treten.

In den Fig. 2a und 2b sind Querschnitte durch den Dif ferentialkorb im Bereich des Mittelteils 13 gezeigt, wobei eine zentrale kreisförmige Ausnehmung 18 für eines der Abtriebsräder oder das Distanzstück 14 vorgesehen ist und über den Umfang verteilt in diese jeweils Ausnehmungen 9, 10 für die Ausgleichsräder übergehen, die sich im darge stellten Beispiel jeweils paarweise überschneiden. Im Gehäuse sind weiterhin Durchgangslöcher 17 für die Befe stigung zumindest eines der Deckel nach den Fig. 1a oder 1b vorgesehen.

In Fig. 2b ist der Gehäusequerschnitt zu Gewichtserspar niszwecken reduziert. Im übrigen sind die gleichen Einzel heiten wie in Fig. 2a dargestellt.

In Fig. 3 ist wiederum ein Gehäusemittelteil 13 mit den in den Fig. 2a, 2b erkennbaren Einzelheiten darge stellt, wobei im Schnitt ein in die Durchgangsöffnung 9 eingreifendes innen- oder außenliegendes Scheibenelement 16 erkennbar ist. Die Bereiche für die jeweils zweiten Ausgleichsräder 8 entsprechende Form der Durchgangsöff nungen 10 sind aus den Scheibenelementen 16 ausgenommen.

In Fig. 4 ist der aus einem Mittelteil 13 und zwei Deckelteilen 11, 12 bestehende Differentialkorb eines Getriebes mit ungleicher Drehmomentverteilung dargestellt, das ein erstes kleineres Abtriebsrad 5 im Eingriff befind lich und ein zweites größeres Abtriebsrad 6 aufweist. Mit dem Abtriebsrad 5 ist eines von mehreren umfangsverteilten Ausgleichsrädern 7 dargestellt, dessen sich über die ganze Länge des Mittelteiles 13 erstreckende Durchgangsöffnung 9 von einem Scheibenelement 16 begrenzt wird. Das eine dar gestellte mit dem kleineren der Abtriebsräder 6 im Ein griff befindliche Ausgleichsrad 8, von dem mehrere um fangsverteilt angeordnet sind, erstreckt sich über die ganze Länge des Gehäusemittelteiles 13 und ist von den beiden Deckelteilen 11, 12 unmittelbar axial gehalten. Das Scheibenelement 16 liegt unmittelbar zwischen den beiden Abtriebsrädern 5, 6. In diese sind jeweils Wellen 20, 21 eingesteckt, die in den Ansätzen 2, 3 an den Deckelteilen 11, 12 gelagert sind. Der Antrieb des Differentialkorbes kann insbesondere an einem der Deckelteile 11, 12 erfol gen. Ein Ringkörper 22 ist in das Mittelteil 13 eingesetzt.

In Fig. 5 ist der Mittelabschnitt 13 des Differentialkor bes im Querschnitt mit den Ausnehmungen 9 für die mit dem kleineren der Abtriebsräder kämmenden Ausgleichsrädern und den Ausnehmungen 10 für die mit dem größeren der Abtriebs räder kämmenden Ausgleichsräder dargestellt. Das scheiben förmige Element 16, das die Öffnungen 9 zur axialen Siche rung der erstgenannten Ausgleichsräder verschließt, ist bruchstückhaft dargestellt.

In Fig. 6 ist ein Differentialkorb eines Getriebes ähnli cher Art wie in Fig. 4 dargestellt, wobei der Differen tialkorb aus einem Mittelabschnitt 13 und einem Deckel 12 besteht, der auf dieses aufgesetzt ist. Das Mittelteil ist im Querschnitt abgestuft und weist einen Anlaufring 17 und eine Anlaufscheibe 18 für die äußeren kürzeren Ausgleichs räder 7 auf. Der Antrieb des Differentialkorbes erfolgt über ein mit dem Mittelabschnitt 13 des Differentialkorbes 1 drehfest verbundenes Zentralstück 24, in das eine Welle 25 drehfest eingesteckt ist. In einem Wälzlager 26 bzw. einem Gleitlager 27 gegenüber dieser Antriebswelle gela gert sind Hohlwellen 28, 29 von denen die erste das Ab triebsrad 5 trägt und die zweite einstückig das Abtriebs rad 6 ausbildet. Die mit dem Abtriebsrad 5 kämmenden Aus gleichsrädern 7 sind in Durchgangsöffnungen 9 zwischen dem Anlaufring 17 und der Anlaufscheibe 18 gehalten und kämmen mit jeweils zumindest einem von mehreren umfangsverteilten Ausgleichsrädern 8, die ihrerseits mit dem Abtriebsrad 6 im Eingriff sind. Deren Durchgangsöffnungen 10 werden durch den Deckel 12 axial begrenzt, während sie sich in Gegenrichtung axial unmittelbar am Abtriebsrad 5 abstüt zen. Die Hohlwelle 29 weist ein Abtriebsritzel 30 auf. Die beiden Hohlwellen 28, 29 sind in Lagern 31, 32 in einem nicht näher dargestellten Gehäuse 33 gehalten.

In Fig. 7 ist der Querschnitt durch den Gehäusemittelab schnitt 13 dargestellt, in welchen das Zentralteil 24 eingepreßt oder in anderer Weise drehfest eingesetzt ist. Die Öffnungen 9 und 10 für die ersten und zweiten Aus gleichsräder sind ebenfalls erkennbar. An einer der Öff nungen 9 ist bruchstückhaft das scheibenförmige Element 18 erkennbar.

Bezugszeichenliste

1 Differentialkorb
2 Ansatz
3 Ansatz
4 Flansch
5 Abtriebsrad
6 Abtriebsrad
7 Ausgleichsrad
8 Ausgleichsrad
9 Öffnung/Ausnehmung
10 Öffnung/Ausnehmung
11 Deckel
12 Deckel
13 Mittelteil
14 Distanzstück
15 Scheibenelement
16 Scheibenelement
17 Durchgangsloch
18 Ausnehmung
19
20 Welle
21 Welle
22 Ringkörper
23
24 Zentralstück
25 Welle
26 Wälzlager
27 Gleitlager
28 Hohlwelle
29 Hohlwelle
30 Abtriebsritzel
31 Lager
32 Lager
33 Gehäuse
34 Lager
35 Lager
36 Tellerrad

Claims

1. Differentialgetriebe mit einem Getriebegehäuse, in dem ein antreibbarer Differentialkorb drehbar gelagert ist, und das gerad- oder schrägverzahnte Abtriebsräder aufweist, die über hierzu achsparallele Ausgleichsrä der miteinander gekoppelt sind, von denen eine erste Gruppe mit dem einen der Abtriebsräder und eine zweite Gruppe mit dem anderen der Abtriebsräder und jedes der Ausgleichsräder der einen Gruppe mit zumindest einem der Ausgleichsräder der anderen Gruppe im Eingriff ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkorb ein Gehäuseteil umfaßt, in dem sämtliche Öffnungen zur Aufnahme der Ausgleichs räder als axiale Durchgangsbohrungen mit konstantem Innenquerschnitt ausgebildet sind.

2. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen zur Aufnahme der Abtriebsräder als einheitliche Durchgangsbohrungen konstanten Innen querschnitts ausgebildet ist.

3. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen zur Aufnahme der Abtriebsräder als im Querschnitt abgestufte Durchgangsbohrung zur Auf nahme unterschiedlich großer Abtriebsräder ausgebildet ist.

4. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen zur Aufnahme der Abtriebsräder als Durchgangsbohrung konstanten Innenquerschnittes ausge bildet ist, in die zur Aufnahme von Abtriebsrädern unterschiedlichen Durchmessers im Bereich eines der Abtriebsräder eine Innenhülse reduzierten Innenquer schnitts drehfest eingesetzt ist.

5. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsräder der beiden Gruppen axial ge geneinander versetzte Verzahnungsbereiche und jeweils den ergänzenden Bereich der Durchgangslöcher umfas sende Ergänzungszapfen aufweisen und zwischen Deckeln gehalten sind.

6. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsräder beider Gruppen jeweils einen Teil der Länge der Durchgangslöcher umfassen und axial versetzt gegeneinander angeordnet sind und daß in die Durchgangslöcher eingesetzte und fixierte Distanz stücke zur einen Seite und aufgesetzte Deckel zur anderen Seite die Ausgleichsräder halten.

7. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsräder beider Gruppen jeweils einen Teil der Länge der Durchgangslöcher umfassen und an beidseitig aufgesetzten Deckeln befestigte Distanz stücke die Ausgleichsräder in axial gegeneinander versetzter Position halten.

8. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsräder jeweils einen Teil der Länge der Durchgangslöcher umfassen und daß die Ausgleichs räder auf einer Seite von in die Durchgangslöcher radial hineinragenden, sich an den Abtriebsrädern abstützenden Anlaufscheiben und auf der anderen Seite von aufgesetzten Deckeln axial gehalten werden.

9. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsräder jeweils einen Teil der Länge der Durchgangslöcher umfassen und daß die Ausgleichs räder auf beiden Seiten von in die Durchgangslöcher radial hineinragenden sich ihrerseits an den Abtriebs rädern und Teilen des Differentialkorbs abstützenden Anlaufscheiben gehalten werden.

10. Differentialgetriebe nach den Ansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die außenliegenden Anlaufscheiben unmittelbar von aufgesetzten Deckeln gehalten werden.

11. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem größeren der Abtriebsräder kämmenden Ausgleichsräder die Gesamtlänge der Durchgangslöcher aufweisen und vorzugsweise zwischen zwei Deckeln ge halten sind und die mit dem kleineren der Abtriebsrä der kämmenden Ausgleichsräder etwa dessen Länge auf weisen und axial von einer in die Durchgangslöcher axial hineinreichenden, sich an den Abtriebsrädern abstützenden Anlaufscheibe einerseits und von einem aufgesetzten Deckel andererseits axial gehalten werden.

12. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkorb im Querschnitt außen durch gehend zylindrisch ist.

13. Differentialgetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkorb im Querschnitt mit der äuße ren Kontur an die Durchgangslöcher für die Ausgleichs räder angepaßt ist.

14. Differentialgetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem unterschiedlichen Durchmesser der Ab triebsräder der Differentialkorb im Querschnitt ent sprechend der Länge der außenliegenden Ausgleichsräder abgestuft ist.

15. Differentialgetriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im Bereich der außenliegenden Aus gleichsräder der Differentialkorb im Querschnitt mit der äußeren Kontur an die Durchgangslöcher für die Ausgleichsräder angepaßt ist.