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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Differentialgetriebe, deren
Körper,
in dessen Innerem die Planeten- und Satellitenräder angebracht sind, aus zwei
Teilen besteht. Genauer ausgedrückt
betrifft sie diesen Körper,
ein Differentialgetriebe mit diesem Körper, sowie ein Verfahren zum
Zusammenbau dieses Differentialgetriebes.
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Ein
bekanntes Differentialgetriebe umfasst zwei insgesamt symmetrische
Halbschalen. Sobald diese durch Aneinanderpressen zusammengebaut sind,
bilden sie den Körper
des Differentialgetriebes und begrenzen zusammen eine Aufnahme,
die insbesondere zwei Planetenräder,
zwei Satellitenräder und
zwei durchbohrte Lagerschalen enthält, die jeweils zwischen einem
der Planetenräder
und dem Differentialgetriebe angeordnet sind. Aufgrund der Herstellungstoleranz
der Bestandteile dieses Differentialgetriebes ist eine Einstellung
des Spiels zwischen seinen Ritzeln bei seinem Zusammenbau vorgesehen.
Dazu werden mehrere, verschieden dicke Lagerschalen aufeinander
folgend angebracht, bis man diejenigen ausfindig gemacht hat, die
die gewünschte
Einstellung ermöglichen.
Abgesehen davon, dass diese Vorgehensweise heikel ist, ist sie langwierig
und muss manuell durchgeführt
werden.
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In
der Patentschrift JP-58 211053 ist ein Differentialgetriebekörper nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben, wobei ein erstes und
ein zweites rohrförmiges
Teil in ein Gehäuse
von diesem eingeschraubt sind. Die Einstellung des Spiels im Inneren
dieses Differentialgetriebes macht es erforderlich, sowohl die Lage
des ersten als auch diejenige des zweiten rohrförmigen Teils zu justieren.
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Die
Erfindung hat es somit zur Aufgabe, die Einstellung eines Spiels
im Inneren eines Differentialgetriebes und/oder des Widerstandsmoments
dieses Differentialgetriebes zu erleichtern.
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So
wie der Begriff hier verstanden wird, ist das Widerstandsmoment
eines Differentialgetriebes das Moment, das auf eines der Planetenräder ausgeübt werden
muss, um dieses Planetenrad anzutreiben, wenn, während sich das andere Planetenrad
frei drehen kann, der Körper
des Differentialgetriebes feststeht. Wie klar sein wird, hängt das
Widerstandsmoment vor allem vom Spiel im Inneren des Differentialgetriebes
ab.
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Um
das vorgenannte Ziel zu erreichen, hat die Erfindung einen Differentialgetriebekörper zum Gegenstand,
in dessen Innerem vorgesehen ist, mindestens zwei Planetenräder und
mindesten zwei Satellitenräder
jeweils in Eingriff mit den beiden Planetenrädern anzubringen, wobei dieser
Körper
einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfasst, die
zum Zusammenbau bestimmt sind, wobei der erste Abschnitt und der
zweite Abschnitt Führungseinrichtungen
umfassen, die komplementär und
dazu ausgelegt sind, sie in Bezug auf die Drehachse des Differentialgetriebes
zueinander/auseinander zu führen,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt mindestens zwei
Innenführungen
zur gleitbeweglichen Anbringung mindestens einer drehbeweglichen
Einbauachse mindestens eines der Satellitenräder umfasst, wobei jede der
Führungen
zwei voneinander entlang einer zur Drehachse des Differentialgetriebes
parallelen Richtung versetzte Punkte miteinander verbindet.
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Die
Erfindung hat auch ein Differentialgetriebe zum Gegenstand, das
mindestens umfasst:
- – zwei Planetenräder,
- – zwei
Satellitenräder,
die jeweils in Eingriff mit den beiden Planetenrädern stehen, und
- – einen
Körper,
in dessen Innerem die Planetenräder
und die Satellitenräder
angebracht sind, wobei dieser Körper
einen ersten und einen zweiten Abschnitt umfasst, die zusammengebaut
sind, dadurch gekennzeichnet, dass
der Körper wie
vorstehend definiert vorliegt, mindestens eine drehbewegliche Einbauachse
der Satellitenräder
gleitbeweglich angebracht ist, wobei die relative Stellung des ersten
und des zweiten Abschnitts so geregelt wird, dass die Planetenräder ein
vorbestimmtes axiales Spiel haben, oder so, dass das Differentialgetriebe
ein vorbestimmtes Wider standsmoment hat, wobei der erste und der
zweite Abschnitt in dieser relativen eingestellten Stellung festgesetzt werden.
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Darüber hinaus
hat die Erfindung ein Verfahren zum Zusammenbau des wie vorstehend
definierten Differentialgetriebes zum Gegenstand, das dadurch gekennzeichnet
ist, dass es mindestens die Schritte umfasst, in denen:
- (a) zumindest die Planetenräder
und die Satellitenräder
zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt angeordnet werden;
- (b) die relative Stellung des ersten und zweiten Abschnitts
eingestellt wird, um das axiale Spiel zumindest eines der Planetenräder oder
das Widerstandsmoment des Differentialgetriebes einzustellen, und
- (c) der erste und zweite Abschnitt in der beim Schritt b) bestimmten
Stellung festgesetzt werden.
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Die
Erfindung wird bei der Lektüre
der folgenden Beschreibung verständlicher,
die lediglich beispielhaft wiedergeben wird und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
erstellt wurde:
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1 ist
eine Ansicht im Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Differentialgetriebes;
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2 ist
eine perspektivische, in ihre Einzelteile zerlegte Ansicht, die
einen jeweils aus zwei erfindungsgemäßen Teilen bestehenden Körper des Differentialgetriebes
von 1 darstellt, wobei diese beiden Teile mit zwei
Lagerschalen versehen sind, die Bestandteile des Differentialgetriebes
sind;
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3 ist
eine Ansicht im Axialschnitt einer dieser beiden Scheiben, die Bestandteil
des in 1 dargestellten Differentialgetriebes sind; und
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4 stellt
die Lagerschale von 3 dar, wobei diese Lagerschale
von derjenigen ihrer beiden gegenüberliegenden Seiten her gesehen
ist, die dazu bestimmt ist, nach außen gewandt zu sein.
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1 stellt
ein erfindungsgemäßes Differentialgetriebe
dar, das einen Körper 1 umfasst,
der aus zwei Teilen besteht, und zwar einem Gehäuse 2 und einem Verschlussstück 3.
In diesem Körper 1,
der eine Innenaufnahme 4 begrenzt, sind zwei Planetenräder 5,
zwei Satellitenräder 6,
zwei einander gegenüberliegende
reibungsarme Lagerschalen 7, zwei ebenfalls einander gegenüberliegend
angeordnete Gleitlagerschalen 8 und eine Einbauachse 9 angebracht,
die in die Gleitlagerschalen 8 eingesteckt ist und die
Satellitenräder 6 trägt.
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Wie
in 2 auch zu sehen ist, hat das Gehäuse 2 insgesamt
die Form eines festen Drehkörpers,
der die Drehachse A des Differentialgetriebes als Drehachse hat.
Es begrenzt den Großteil
der Innenaufnahme 4 und umfasst eine Zugangsöffnung 10 zu
dieser Aufnahme 4. Diese Öffnung 10 ist durch einen
Endabschnitt 11 der Innenfläche des Gehäuses 2 begrenzt. Dieser
Endabschnitt 11, der einen kreisförmigen Querschnitt hat, ist
maschinell bearbeitet und bildet Führungseinrichtungen. Er umfasst auch
zwei aneinander angrenzende Teilabschnitte, wovon einer tiefer als
der andere angeordnet und mit 12 bezeichnet ist, und der
andere mit 13 bezeichnet ist. Der Teilabschnitt 12 ist
mit einem Innengewinde versehen, während der Teilabschnitt 13 ausgebohrt ist.
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Jenseits
der Innenaufnahme 4 verlängert sich das Gehäuse 2 durch
einen rohrförmigen
Abschnitt 14, der der Zugangsöffnung 10 gegenüberliegend
angeordnet und zu ihr gerichtet ist, und der für den Durchtritt einer nicht
dargestellten Getriebewelle vorgesehen ist, die dazu bestimmt ist,
mit einem der Planetenräder 5 gekoppelt
zu werden.
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Zwischen
dem Endabschnitt 11 und dem rohrförmigen Abschnitt 14 umfasst
die Innenfläche des
Gehäuses 2 einen
Teilabschnitt 15, der allgemein zylindrisch ist und an
den Endabschnitt 11 angrenzt, und dann in einer Rückfläche 16 endet,
die ihrerseits konkav und im Wesentlichen kugelförmig gewölbt ist. Im Bereich des Teilabschnitts 15 begrenzt
sie zwei Innenkehlen 17, die einander zugewandt und im
Wesentlichen axial sind. Jede dieser Kehlen 17, deren jeweilige
Rückseiten
und Seiten eben sind, bilden eine Führung, in der eine der beiden
Lagerschalen 8 gleitbeweglich angebracht ist.
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In
unmittelbarer Nähe
seiner Zugangsöffnung 10 umfasst
das Gehäuse 2 einen
radialen Außenkranz 18,
der einen Befestigungsflansch durch Aufquetschen eines nicht dargestell ten
Zahnkranzes bildet und zum Antrieb des Differentialgetriebes vorgesehen
ist. Der radiale Kranz 18 ist durch Löcher 19 zum Durchgang
von ebenfalls nicht dargestellten Befestigungsschrauben für den Zahnkranz
durchbrochen.
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Das
Gehäuse 2 besteht
aus einem einzigen geschmiedeten Teil. Vorzugsweise ist es aus einer Leichtmetall-Legierung
wie Aluminiumlegierung hergestellt. Mit Ausnahme des Endabschnitts 11 ist
seine Innenfläche
nicht bearbeitet, was zumindest teilweise die durch die Verwendung
des Schmiedevorgangs im Vergleich zu einem Gussformverfahren herbeigeführten Zusatzkosten
ausgleicht.
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Das
Verschlussstück 3 hat
seinerseits auch insgesamt die Form eines festen Drehkörpers, dessen
Achse die Drehachse A des Differentialgetriebes ist. Es umfasst
ein rohrförmiges
Teil 20, das zum Durchtritt einer anderen, nicht dargestellten
Getriebewelle vorgesehen ist, die dazu bestimmt ist, mit einem der
Planetenräder 5 gekoppelt
zu werden. Dieses rohrförmige
Teil 20 verbreitert sich und setzt sich dann in einer radialen,
ringförmigen
und dicken Abdeckung 21 fort.
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Der
Seitenrand dieser Abdeckung 21 ist durch eine zylindrische
Fläche 22 gebildet,
die zum Endabschnitt 11 komplementäre Führungseinrichtungen bildet.
Wie dieser ist auch die zylindrische Fläche 22 bearbeitet
und umfasst einen glatten Teilabschnitt 23 und einen mit
Gewinde versehenen Teilabschnitt 24.
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Die
Innenwand 25 der Abdeckung 21 begrenzt zum Teil
die Innenaufnahme 4. Auch ist sie in ihrem mittleren Teil
konkav und im Wesentlichen kugelförmig gewölbt.
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Die
beiden Gleitlagerschalen 8 sind identisch, was sich einerseits
in einem einfacheren Zusammenbau des Differentialgetriebes und andererseits
in einer Einsparung ausdrückt.
Eine davon ist in den 3 und 4 dargestellt
und hat insgesamt eine Ringform. Sie umfasst einen insgesamt rohrförmigen Sockel 26,
dessen Innenquerschnitt kreisförmig
und dessen Außenquerschnitt
ebenfalls kreisförmig
ist, außer
im Bereich zweier geradliniger Schultern 27, die zueinander
parallel und einander entgegengesetzt angeordnet sind. Die Seitenflächen 28 dieser
beiden Schultern 27 sind dazu bestimmt, mit den Seiten
der Kehlen 17 zusammenzuwirken, um einerseits die Führung der
entsprechenden Lagerscha le 8, vor allem bei deren Einbau,
und andererseits die Kräfteübertragung
zwischen dem Gehäuse 2 und
der Einbauachse 9 sicherzustellen.
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Die
Innenfläche
des Sockels 26 begrenzt eine Aufnahme für eines der Enden der Einbauachse 9.
In dem dargestellten Beispiel hat diese Aufnahme einen kreisförmigen Querschnitt,
so dass sie sich wie ein Lager verhält.
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Ausgehend
vom Sockel 26 verbreitert sich ein Sitz 29 für eines
der Satellitenräder 6.
Die Innenfläche
dieses Sitzes 29 ist eine rotationssymmetrische Fläche, die
konkav und im Wesentlichen kugelförmig gewölbt ist, und die ist von der
Innenfläche
des Sockels 26 durch einen ringförmigen Rand 30 getrennt
ist, der entlang der Achse der Lagerschale 8 verläuft und
zur Zentrierung eines der Satellitenräder 6 vorgesehen ist.
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Jede
Lagerschale 8 besteht aus einem einzigen Stück, das
kaltgeschmiedet wurde und aus Metall besteht.
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Jedes
der Räder
bzw. Ritzel 5 und 6 ist an sich bekannt und besitzt
eine konische Zahnung und eine konvexe und im Wesentliche kugelförmig gewölbte Außenfläche.
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Jede
Lagerschale 7 weist die Form eines Blechs geringer Dicke
auf, das durch ein Mittelloch für
den Durchtritt einer Getriebeachse durchbrochen und wie eine im
Wesentlichen kugelförmige
Kuppe gewölbt
ist.
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Die
Einbauachse 9 besteht aus einem zylindrischen Stab mit
kreisförmigem
Querschnitt.
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Um
das in 1 dargestellte Differentialgetriebe zusammenzubauen,
wird zuerst eine Lagerschale 7, dann ein Planetenrad 5 ins
Innere des Gehäuses 2 eingeführt.
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Dann
wird, nachdem die beiden Satellitenräder 6 und die beiden
Lagerschalen 8 auf die Einbauachse 9 aufgesteckt
wurden, die so entstandene Einheit in die Aufnahme 4 eingebracht,
wobei Sorge getragen wird, dass die Sockel 26 der Lagerschalen 8 in
den Kehlen 17 zu liegen kommen. Nun wird diese Einheit
zur Rückseite
des Gehäuses 2 zurückgeschoben,
wobei man gleichzeitig die eine und die andere Lagerschale 8 in
die Führungen gleiten
lässt,
die durch die Kehlen 17 gebildet sind. Man wird insoweit feststellen,
an welchem Punkt die Satellitenräder 6, die
Einbauachse 9 und die beiden Lagerschalen 8 sich
leicht und schnell anbringen lassen, als sie sich alle zur selben
Zeit einsetzen lassen. Der ablaufende Schritt der Beschreibung ist
abgeschlossen, sobald das andere Planetenrad 5 und die
andere Lagerschale 7 ihrerseits ebenfalls im Inneren des
Gehäuses 2 angeordnet
wurden und das Verschlussstück 3 im Bereich
der Zugangsöffnung 10 vorpositioniert
wurde.
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Dann
beginnt der Schritt des Einstellens des Widerstandsmoments bzw.
des Spiels des Differentialgetriebes entlang der Achse A des Mechanismus im
Inneren des Körpers 1.
Diese Einstellung findet dadurch statt, dass die Abdeckung 21 mehr
oder weniger tief in das Gehäuse 2 eingeschraubt
wird, was durch einen Automaten ausgeführt werden kann, der ausgehend
von einer kontinuierlichen Messung oder aufeinander folgenden Messungen
des Widerstandsmoments arbeitet. Als Variante kann man auf folgende
Weise vorgehen: man beginnt damit, das Verschlussstück 3 vollständig in
das Gehäuse 2 einzuschrauben,
d.h. bis zum Anschlag, dann schraubt man dieses Verschlussstück 3 um
einen Betrag heraus, der dem gewünschten
Spiel entspricht. Man wird feststellen, dass die zusammenwirkenden,
mit Gewinde versehenen Teilabschnitte 12 und 24 Einrichtungen
bilden, um die relative Lage des Gehäuses 2 und des Verschlussstücks 3 beim
Zusammen-/Auseinanderführen entlang
der Achse A einzustellen. Da die Einbauachse 9 mittels
der Lagerschalen 8 gleitbeweglich entlang der Achse A angebracht
ist, positioniert sie sich von selbst im Inneren des Gehäuses 2,
so dass das axiale Spiel der beiden Planetenräder 5 gleichzeitig
in einem einzigen Vorgang eingestellt wird.
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Sobald
die relative Lage des Gehäuses 2 und
des Verschlussstücks 3 eingestellt
ist, werden diese in Bezug aufeinander mit Hilfe von Arretierungseinrichtungen
festgesetzt, die im dargestellten Beispiel aus einer entlang des
Rands der Abdeckung 21 angeordneten Schweißnaht 31 sowie
einem Stift 32 bestehen, der zwangsweise dort in ein gleichzeitig in
das Gehäuse 2 und
das Verschlussstück 3 gebohrtes
Loch eingeführt
wird, wo der Endabschnitt 11 und die zylindrische Fläche 22 zusammenwirken.
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Die
Einstellung und der Zusammenbau, die soeben beschrieben wurden,
lassen sich entsprechend dem Ziel, das die Erfindung zu erzielen
beabsichtigt, besonders einfach und schnell durchführen.
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Darüber hinaus
ist es im Gegensatz zu dem in der Einleitung erwähnten Stand der Technik nicht notwendig,
einen ganzen Satz von Lagerschalen unterschiedlicher Dicken herzustellen,
zu verwalten und zu lagern.
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Außerdem kann
die Einstellung des Spiels oder Widerstandsmoments automatisiert
werden.
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1 stellt
das Differentialgetriebe so dar, wie es am Ende aller vorstehend
beschriebenen Montagschritte eingerichtet ist. Das Gehäuse 2 und das
Verschlussstück 3 sind
nun koaxial starr miteinander verbunden. Sie erhalten zwischen sich
ein in der Richtung reduziertes Spiel aufrecht, das durch die Achse
A, den gesamten Mechanismus und vor allem die Planetenräder 5 festgelegt
ist. Die Achse 9, auf der die Satellitenräder 6 beweglich
angebracht sind, teilen sich diese also gemeinsam, was den Zusammenbau
des Differentialgetriebes vereinfacht und der Einheit eine verstärkte Steifigkeit
verleiht. Die Form der Sitze 29 der Lagerschalen 8 ist
dergestalt, dass sie die Drehung der Satellitenräder 6 begünstigt,
genauso wie die reibungsarmen Lagerschalen 7 die Drehung
der Planetenräder 5 begünstigen.
Diese reibungsarmen Lagerschalen 7 sind umso nützlicher, als
die Flächen
des Körpers 1,
an denen sie anliegen, nicht bearbeitet sind.
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Die
Erfindung beschränkt
sich nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform.
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Insbesondere
kann eine der beiden Arretierungseinrichtungen, die als Schweißnaht 31 und
Stift 32 vorliegen, weggelassen und die andere beibehalten
werden. Darüber
hinaus können
diese Arretierungseinrichtungen durch andere ersetzt oder ergänzt werden,
wie beispielsweise einen Gewindekranz, der durch Einschrauben in
das Gehäuse 2 auf die
Art einer Gegenmutter gegen die Abdeckung 21 gepresst wird.
Die angestrebte Festsetzung kann auch durch Aufquetschen des Gehäuses 2 auf
das Verschlussstück 3 oder
durch Klebung erzielt werden.
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Obwohl
das vorstehend beispielhaft beschriebene Differentialgetriebe nur
zwei Satellitenräder 6 umfasst,
fällt darüber hinaus
ein Differentialgetriebe, das mehrere davon besitzt, zum Beispiel
drei oder vier, nicht aus dem Rahmen der Erfindung.
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Gegenüber den
bekannten Differentialgetrieben, bei denen keine Einstellung des
Widerstandsmoments erfolgt, weist das erfindungsgemäße Differentialgetriebe
verbesserte Funktionswirkungsgrade auf.