DE4223374A1 - Differentialgetriebe - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe mit einem
in einem Differentialgehäuse drehbar gelagerten Differen
tialträger, zwei im Differentialträger in Zylinderbohrun
gen drehbar gehaltenen zueinander koaxialen Achswellenrä
dern und mehreren im Differentialträger achslos in Boh
rungen gelagerten und mit diesem umlaufenden Ausgleichs
rädern in achsparalleler Anordnung, wobei die Ausgleichs
räder zu einem Teil mit dem einen der Achswellenräder und
zu einem anderen Teil mit dem anderen der Achswellenräder
und untereinander zumindest mit einem des jeweils anderen
Teils der Ausgleichsräder in Eingriff sind.
Derartige Differentialgetriebe, bei denen die Ausgleichs
räder auf ihren Zahnköpfen in den Gehäusebohrungen ge
lagert sind, haben eine selbsthemmende Wirkung aufgrund
der an den Ausgleichsrädern entstehenden Reibungskräfte
infolge der resultierenden Zahnkräfte an den Ausgleichs
rädern, die eine radiale Komponente aufweisen.
Bei gleichmäßiger Umfangsverteilung der Ausgleichsräder
werden die Achswellenräder im wesentlichen zentriert
zwischen den Ausgleichsrädern gehalten, so daß sich an
deren Zahnköpfen gegenüber ihrer Zylinderbohrung allseits
ein Umfangsspiel einstellt, so daß die gewünschten Rei
bungskräfte ausschließlich an den Zahnköpfen der Aus
gleichsräder erzeugt werden, wenn die stirnseitigen Rei
bungsverhältnisse außer acht bleiben.
Weiterhin ist es bereits vorgeschlagen worden, die Aus
gleichsräder über dem Umfang ungleichmäßig zu verteilen,
um eine nennenswerte resultierende Radialkraft als Ergeb
nis der Zahnkräfte auf die Achswellenräder zu erzeugen, um
eine wesentliche Erhöhung der Sperrwirkung des Differen
tialgetriebes durch die Reibung zwischen den Zahnköpfen
der Achswellenrädern und ihren Zylinderbohrungen im
Differentialkorb zu bewirken.
Im Betrieb derartiger Differentialgetriebe hat sich eine
ihren Ursachen nach unbekannte Geräuschentwicklung in den
Betriebszuständen ergeben, in denen eine Differentialaus
gleichsbewegung stattfindet, d. h. also die Ausgleichsrä
der und die Achswellenräder in ihren Taschen im Differen
tialkorb rotieren.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
Mittel zur Beseitigung dieses Betriebsverhaltens, d. h.
der Geräuschentwicklung bei Differentialbewegungen bereit
zustellen.
Eine erste Lösung hierfür besteht darin, daß zumindest die
Bohrungen für die Ausgleichsräder mit Nuten versehen sind,
gegebenenfalls auch die Bohrungen für die Achswellenräder.
Eine reelle Lösung besteht darin, daß die Zahnköpfe
zumindest der Ausgleichsräder, gegebenenfalls auch der
Achswellenräder mit Nuten versehen sind.
Auf die Wirkungsweise dieser Nuten wird unten näher
eingegangen.
Für die Form und den Verlauf dieser Nuten stehen verschie
dene Ausführungsmöglichkeiten zur Verfügung. Wenn die
Ausgleichsräder gerade verzahnt sind, ist es bei in Achs
richtung verlaufenden Nuten notwendig, daß deren Teilungs
winkel abweicht von der Teilung der Verzahnungen. Bei
schraubenförmig geformter Verzahnung (Helix) fällt diese
Bedingung weg. Andere Ausgestaltungsmöglichkeiten bestehen
in schraubenförmig verlaufenden Nuten, die sich ggfs. auch
kreuzen können, wenn sie gleichzeitig in verschiedener
Orientierung vorgesehen sind. Es ist vorteilhaft, die
Nuten etwa in der Größenordnung der Breite der Zahnköpfe
zu halten.
Eine weitere erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß
zumindest die Oberflächen der Bohrungen für die Aus
gleichsräder mit Honriefen oder Honspuren versehen sind.
Entsprechend dem hierbei angewandten Verfahren sind die
dadurch erzeugten Riefen im wesentlichen schraubenförmig
und kommen mit entgegengesetzter Orientierung vor, so daß
sie sich ebenfalls kreuzen.
Für Anwendungsfälle, bei denen durch geeignete Maßnahmen
auch eine Reibung zwischen den Zahnköpfen der Achswellen
räder und ihren Bohrungen bei Ausgleichsbewegungen im
Differential vorkommt, ist es nach einer weiteren Ausge
staltung sinnvoll und wirksam, die erfindungsgemäßen Merk
male auch auf die Bohrungen für die Achswellenräder bzw.
auf die Zahnköpfe der Achswellenräder anzuwenden.
Es ist davon auszugehen, daß bei allen genannten Lösungs
formen die erfindungsgemäßen Nuten oder Honspuren ver
besserte Schmierungsbedingungen erzeugen, durch die die
genannten Geräusche vermieden werden. Dabei wurde jedoch
keine nennenswerte Einbuße der selbsthemmenden Wirkung des
Differentials festgestellt.
Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
nachstehend wiedergegeben und anhand der Zeichnungen er
läutert.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Differential im Längs
schnitt;
Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Differential im Quer
schnitt gemäß der Linie A-B nach Fig. 1, jedoch
ohne Achswellenräder;
Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Einzelheit nach Fig. 2.
In Fig. 1 ist ein Differentialkorb 1 dargestellt, der
einen Lagersitz 2 aufweist, auf dem ein Wälzlager 3 mon
tiert ist. Mit diesem kann der Differentialkorb 1 drehbar
in einem nicht dargestellten Differentialgetriebegehäuse
gelagert werden. Auf eine zweite Lagerung wird später
Bezug genommen.
Axial entgegengesetzt zum Lager 3 ist im Differentialkorb
1 eine Innenverzahnung 4 vorgesehen, in die eine antrei
bende Rohrwelle eingreifen kann. Die zweite Lagerung kann
mittelbar über diese hier angesprochene, nicht darge
stellte Antriebswelle stattfinden.
Im Differentialkorb sind zwei koaxiale Bohrungen oder
Taschen 5, 6 von unterschiedlichem Durchmesser vorgesehen,
in denen zwei zueinander koaxiale Achswellenräder 7, 8 mit
Radialspiel in ihren Bohrungen drehbar gelagert sind. Die
genannten Achswellenräder sind mit Achswellen 9, 10, die
nur gestrichelt dargestellt sind und aus dem Differential
korb austreten, drehfest verbunden. Zwischen den Achs
wellenrädern 7, 8 liegt eine in den Differentialkorb ein
gesetzte Anschlagscheibe 15. Im Differentialkorb sind
weiterhin zwei Gruppen von Bohrungen 11, 12 vorgesehen,
die sich zumindest paarweise durchdringen. Die Bohrungen
liegen auf unterschiedlichen Teilkreisen. In diesen
Bohrungen sind auf ihren Zahnköpfen gleitend Ausgleichsrä
der 13, 14 gelagert. Die Bohrungen oder Taschen 11, 12
durchdringen jeweils die Bohrungen 5, 6, so daß jeweils
die Ausgleichsräder 13′ mit dem Achswellenrad 7 und die
Ausgleichsräder 14 mit dem Achswellenrad 8 kämmen. Die
Ausgleichsräder 13, 14 sind von unterschiedlicher axialer
Länge. Die gegenseitigen Zahneingriffe der Ausgleichsräder
13, 14 liegen axial betrachtet im Bereich des kleineren
Achswellenrades 7.
In Fig. 2 ist eine gleichmäßige Umfangsverteilung der
Ausgleichsräder 13, 14 erkennbar, wobei im vorliegenden
Fall vier Paare von Ausgleichsrädern vorgesehen sind.
Erfindungsgemäß weisen die Bohrungen 11, die auf dem
kleineren Teilkreis liegen, eine Längsnut 16 und die
Bohrungen 12, die auf dem größeren Teilkreis liegen, je
weils drei Längsnuten 17 auf. Letztere haben untereinander
ungleiche Teilungswinkel über dem Umfang.
Fig. 3 zeigt ein Paar von Ausgleichsrädern 13, 14 in
ihren Taschen 11, 12. Die Längsnuten 16, 17 sind nochmals
erkennbar. Im Querschnitt sind sie kreisbogenförmig be
grenzt, wobei ihre Basisbreite etwa der Breite der Zahn
köpfe der Ausgleichsräder 13, 14 entspricht.
Claims (7)
1. Differentialgetriebe mit einem in einem Differential
gehäuse drehbar gelagerten Differentialträger (1),
zwei im Differentialträger in Zylinderbohrungen (5, 6)
drehbar gehaltenen, zueinander koaxialen Achswellen
rädern (7, 8) und mehreren im Differentialträger achs
los in Bohrungen (11, 12) gelagerten Ausgleichsrädern
(13, 14) in achsparalleler Anordnung, wobei die Aus
gleichsräder zu einem Teil mit dem einen der Achs
wellenräder und zu einem anderen Teil mit dem anderen
der Achswellenräder und untereinander je zumindest mit
einem des jeweils anderen Teils der Ausgleichsräder im
Eingriff sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest die Bohrungen oder Taschen (11, 12) für
die Ausgleichsräder (13, 14) im Differentialkorb (1)
mit Nuten versehen sind.
2. Differentialgetriebe mit einem in einem Differential
gehäuse drehbar gelagerten Differentialträger (1),
zwei im Differentialträger in Zylinderbohrungen (5, 6)
drehbar gehaltenen, zueinander koaxialen Achswellen
rädern (7, 8) und mehreren im Differentialträger achs
los in Bohrungen (11, 12) gelagerten Ausgleichsrädern
(13, 14) in achsparalleler Anordnung, wobei die Aus
gleichsräder zu einem Teil mit dem einen der Achs
wellenräder und zu einem anderen Teil mit dem anderen
der Achswellenräder und untereinander je zumindest mit
einem des jeweils anderen Teils der Ausgleichsräder im
Eingriff sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest die Zahnköpfe der Ausgleichsräder (13, 14)
mit Nuten versehen sind.
3. Differentialgetriebe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Nuten achsparallel verlaufen.
4. Differentialgetriebe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Nuten schraubenförmig verlaufen.
5. Differentialgetriebe nach Anspruch 1 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich entgegengesetzt orientierte schraubenförmige
Nuten kreuzen.
6. Differentialgetriebe mit einem in einem Differential
gehäuse drehbar gelagerten Differentialträger (1),
zwei im Differentialträger in Zylinderbohrungen (5, 6)
drehbar gehaltenen, zueinander koaxialen Achswellenrä
dern (7, 8) und mehreren im Differentialträger achslos
in Bohrungen (11, 12) gelagerten Ausgleichsrädern (13, 14)
in achsparalleler Anordnung, wobei die Ausgleichs
räder zu einem Teil mit dem einen der Achswellenräder
und zu einem anderen Teil mit dem anderen der Achs
wellenräder und untereinander je zumindest mit einem
des jeweils anderen Teils der Ausgleichräder im Ein
griff sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest die Bohrungen (11, 12) für die Aus
gleichsräder (13, 14) mit Honspuren versehen sind.
7. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Oberflächen der Bohrungen (5, 6) für die Achs
wellenräder (7, 8) in Übereinstimmung mit den Bohrun
gen für die Ausgleichsräder ausgestaltet sind.
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