DE3530244C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 (US-PS 43 65 524).

Bei dem bekannten Differentialgetriebe (US-PS 43 65 524) sind die Ausgleichsräder und die Achs­ wellenräder in einem zu beiden Enden hin offenen, beidendig durch Deckel verschlossenen Ausgleichs­ gehäuse untergebracht. Die beiden Bohrungen für jedes Paar miteinander kämmender Ausgleichsräder sind von entgegengesetzten Seiten des Ausgleichsge­ häuses in dieses eingebracht. Dies macht die Her­ stellung aufwendig und erschwert es, die geforderte Genauigkeit der Bohrungen hinsichtlich ihrer Achsen­ lage und -ausrichtung zueinander zu erzielen.

Bei einem bekannten Kegelrad-Ausgleichsgetriebe ist eine einseitig durch einen Deckel verschlossene Sackbohrung für die Unterbringung der Achswellenräder vorgesehen (DE-AS 21 62 969).

Es ist auch ein Differentialgetriebe mit einem einstückigen, geschlossenen Ausgleichsgehäuse be­ kannt, in welches Sackbohrungen zur Aufnahme eines Paares Ausgleichsräder je von entgegengesetzten Gehäuseseiten her eingebracht und je durch einen Deckel verschlossen sind (DE-OS 23 61 859). Der Abstandhalter für die Achswellenräder ist hier durch ein quer zu den Achswellen sich erstreckendes Loch im Gehäuse eingeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegen­ über dem bekannten Differentialgetriebe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art verbes­ sertes Differentialgetriebe zu schaffen, bei dem die Herstellkosten verringert und die geforderte Bearbeitungsgenauigkeit in einfacher Weise erziel­ bar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspru­ ches 1 gelöst.

Demgemäß ist ein Hauptmerkmal des Differentialge­ triebes nach der Erfindung, daß das Ausgleichsge­ häuse mehrere Paare Sackbohrungen zur Aufnahme entsprechender Ausgleichsräder aufweist und mittels eines Deckels verschlossen ist.

Der Deckelabschnitt ist vorzugsweise im Ausgleichs­ gehäuseabschnitt zentriert, um dadurch die Montage und gegenseitige Ausrichtung der verschiedenen Bauteile des Getriebes zu verbessern.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung haben die Sackbohrungen jeweils zweier Ausgleichsräder ungleiche Tiefe. Dabei ist das in der tieferen Sackbohrung aufgenommene Ausgleichsrad mit einem Zapfen versehen, der zum Zusammenwirken an seinem freien Ende mit einer Abstützfläche am Deckel axial auskragt. Das andere Ausgleichsrad hat eine der kürzeren Sack­ bohrung entsprechende Länge, so daß eine Stirnfläche dieses Ausgleichsrades an einer Abstützfläche am Deckel abgestützt ist.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Ausgleichsgehäuse aus Kugelgraphitgußeisen gegossen, so daß die Bearbeitbarkeit verbessert und die Verformung bei der Wärmebehandlung vermin­ dert sind. Um die Festigkeit zu erhöhen und den Verschleiß der rotierenden Teile zu mindern, kann das Ausgleichsgehäuse mittels einer Wärmebehandlung gehärtet werden. Alternativ kann das Gehäuse aus aufgekohltem und gehärtetem Stahl bestehen. Die Sackbohrungen zur Aufnahme der Achswellenräder und der Ausgleichsräder werden vorzugsweise in einer Aufspannung bearbeitet, wodurch Bearbeitungs­ fehler zwischen zueinandergehörenden Sackbohrungen für die Ausgleichsräder vermieden bzw. vermindert werden. Die Sackbohrung für die Achswellenräder wird in einem einzigen Schritt bearbeitet. Wegen der gehärteten Abstützflächen am Gehäuse und am Deckel ist der Einsatz von gesonderten Anlaufscheiben überflüssig.

Die vereinfachte Gestaltung des Differentialgetrie­ bes vermindert Herstellschwierigkeiten, ohne das Leistungsvermögen ungünstig zu beeinflussen. Eine Bearbeitung des Differentialgetriebes nach der Endmontage ist vermieden, wodurch gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit vermindert ist, daß Metall­ späne die Funktion des Differentialgetriebes ver­ schlechtern.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen zentralen Längsschnitt eines drehmoment­ aufteilenden Differentials mit Schraubrädern gemäß einer Bauart nach der Erfindung;

Fig. 2 und 3 Schnitte nach den Linien 2-2 und 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 und 5 Längsschnitte durch die beiden Bauarten von Ausgleichsrädern, die bei der Ausführung nach Fig. 1 verwendet sind;

Fig. 6 und 7 Stirn- und Seitenansicht eines Abstands­ halters für die Ausgleichsräder und

Fig. 8 und 9 Längsschnitt und Stirnansicht der Achswel­ lenräder des Differentials nach Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 umfaßt ein Differential gemäß der Erfin­ dung ein geteiltes Gehäuse 2 mit einem Gehäuseab­ schnitt 2 a, an dessen eines Ende entfernbar ein geführ­ ter Deckelabschnitt 2 b mittels Bolzen 4 angeschraubt ist. Dieses eine Ende des Gehäuseabschnitts enthält eine zentrale Längsbohrung 6 und mehrere im Umfang mit Abstand angeordnete Paare von langgestreckten Ausgleichsrad-Hohlräumen 8 und 10, die miteinander und mit der zentralen Längsbohrung 6 kommunizieren. An jedem Ende der durch die zentrale Längsbohrung 6 gebildeten Kammer sind ein Paar schraubverzahnte Achswellenräder 12 und 14 angeordnet, deren voneinan­ der entfernte Enden axial auskragende Nabenteile 12 a und 14 a aufweisen, die in entsprechenden Bohrungen im Gehäuseabschnitt bzw. im Deckelabschnitt gelagert sind. Der Gehäuseabschnitt und der Deckelabschnitt enthalten in der Längsachse des Gehäuses ausgerichtete Wellenöffnungen 2 c und 2 d, welche die benachbarten Enden eines Paares aufeinander ausgerichteter, axial im Abstand angeordneter Abtriebswellen 16 und 18 aufnehmen, auf denen die Achswellenräder 12 und 14 aufgekeilt sind.

Koaxial und in Kontakt mit den benachbarten Enden der Achswellenräder 12 und 14 ist ein im wesentlichen ringförmiger Abstandshalter 20 zum Halten des Abstandes zwischen den Achswellenrädern vorgesehen. Wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist, hat der Abstandshalter im wesentlichen C-förmige Gestalt und weist auf beiden Seiten je eine ebene, Axiallast aufnehmende Fläche mit mehreren über den Umfang verteilten, radial verlau­ fenden Ölverteilungsnuten 20 a auf. Die entsprechenden Flächen an den Achswellenrädern können ähnliche, radial sich erstreckende Ölverteilungsnuten aufweisen, z. B. die Nuten 12 b gemäß Fig. 9. Zwischen den Seiten des Abstandshalters ist eine radiale Durchgangsbohrung 20 b zum Aufnehmen eines Abstandshalteschaftes 34 vorge­ sehen, wie im folgenden noch beschrieben.

In jedem Paar Ausgleichsrad-Hohlräume 8 und 10 sind in Längsrichtung versetzt schraubverzahnte Ausgleichs­ räder 24 und 26 mit Laufsitz am Außendurchmesser untergebracht. Diese Ausgleichsräder, deren Verzahnun­ gen links- und rechtsgängig sind, kämmen miteinander an ihren benachbarten Enden, während sie mit ihren entfernten Enden in Eingriff mit den schraubverzahnten Achswellenrädern 12 und 14 stehen, welche dementspe­ chend ebenfalls links- bzw. rechtsgängige Schraubver­ zahnungen aufweisen. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, haben die Ausgleichsrad-Hohlräume 8, welche die Ausgleichsrä­ der 24 aufnehmen, größere Tiefe als die Ausgleichsrad- Hohlräume 10, welche die Ausgleichsräder 26 aufnehmen. Die Tiefe jedes Ausgleichsrad-Hohlraumes 10 entspricht der Länge jedes zugehörigen Ausgleichsrades 26, so daß die rechte Stirnfläche jedes Ausgleichsrades 26 (gemäß Fig. 1) benachbart einer entsprechenden Abstützlagerfläche am Deckelabschnitt 2 b angeordnet ist. Um die Ausgleichsräder 24 mit ihren linken Stirn­ flächen in Anlage an entsprechenden Abstützflächen am Gehäuseabschnitt 2 a zu halten, sind die Ausgleichs­ räder 24 an ihren rechten Enden einstückig mit Zapfenabschnitten 24 a versehen, welche sich in Längs­ richtung der Ausgleichsrad-Hohlräume 8 erstrecken, um mit ihren freien Enden mit entsprechenden Abstütz­ flächen am Deckelabschnitt 2 b zusammen zu wirken. An jedem Ende sind die Ausgleichsräder 26 mit Ausneh­ mungen 26 a zur Aufnahme von Öl versehen, und die linken Stirnflächen der Ausgleichsräder 24 und die Stirnfläche des Zapfenabschnittes 24 a sind mit Ausneh­ mungen 24 b zur Aufnahme von Öl versehen.

Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 1 enthält der Gehäuseabschnitt 2 a zwischen seinen Enden ein Fenster 30, welches Zugang zum sichern eines C-förmigen Siche­ rungsringes 32 auf dem Ende jeder Abtriebswelle im Gehäuse gibt, um dadurch ein Wandern der Abtriebswellen relativ zu ihren zugehörigen Achswellenrädern nach außen zu unterbinden. Um die benachbarten Enden der Abtriebswellen axial im Abstand zu halten, ist der Abstandshalteschaft 34 zwischen den benachbarten Enden der Abtriebswellen über das Fenster 30 in die radiale Durchgangsbohrung 20 b im Abstandhalter 20 eingeführt und mittels Bolzen 36 an eine einstückige seitliche Auskragung 2 c des Gehäuseabschnittes angeschraubt, um dadurch eine Drehung des Abstandshalters 20 relativ zum Gehäuse 2 zu verhindern. Der Abstandshalter 20 weist an seinem äußeren Umfang sich in Längsrichtung erstreckende Nuten 20 c auf, welche die benachbarten miteinander kämmenden Enden der Ausgleichsräder 24 und 26 unterstützen.

An seinem anderen Ende ist der Gehäuseabschnitt 2 a mit einem äußeren ringförmigen Flanschabschnitt 2 e versehen, an welchen ein Ringzahnrad 37 mittels Schrau­ ben 38 angeschraubt ist, so daß das Ringzahnrad von der Treibwelle 40 über das Treibritzel 42 um seine Längsachse drehangetrieben wird.

Funktion

Wenn das Gehäuse von der Treibwelle 40 über das Treib­ ritzel 42 und das Ringzahnrad 37 angetrieben wird, wird ein Treibmoment auf die Abtriebswellen 16 und 18 über die beiden parallelen Drehmomentpfade abgege­ ben, welche die miteinander kämmenden Ausgleichsräder 24 und 26 und die Achswellenräder 12 und 14 einschlie­ ßen. Dies erzeugt eine radiale Zahnbelastung an den Ausgleichsrädern, welche zu einem Reibwiderstand bei der Drehung und somit zu einer Drehmo­ mentvorspannung führt. Wegen des Schraubwinkels der Ausgleichsräder 24, 26 und der zugehörigen Achs­ wellenräder wird eine Axialkraft auf die Ausgleichsrä­ der ausgeübt, welche einen Reibwiderstand aufgrund der Anlage der Ausgleichsräder an den Endwänden der zugehörigen Ausgleichsrad-Hohlräume hervorrufen. Eine Axialkraft wird auch am Abstandhalter aufgrund der axialen Zahnbelastung der beiden Achswellenräder erzeugt. In der umgekehrten Drehrichtung wird eine andere Axiallast aufgrund der axialen Zahnbelastungen erzeugt, die über Schultern 2 f und 2 g auf den Gehäuse­ abschnitt 2 a und den Deckelabschnitt 2 b übertragen werden.

Wenn das Differential bei Fahrt des Fahrzeuges in gerade Ausrichtung ein Drehmoment überträgt, herrscht keine Differentialbewegung in dem Getriebe. Dann liegt auch keine Drehmomentvorspannung außer in sol­ chen Momenten vor, wenn das Fahrzeug Kurvenfahrt aufnimmt oder wenn ein Reaktionsrad die Haftung ver­ liert und ein Durchdrehen auftritt. Wenn jedoch solche Zustände nur vorübergehend sind, besteht kein Anlaß für einen längeren Reibleistungsverlust. Ein Überhit­ zen und ein Reißen des Ölfilmes findet nicht statt.

Ein geeignetes Schmieröl zum Aufbau eines normalen Schmierfilmes kann in die Hohlräume für die Ausgleichs­ räder und die Achswellenräder über die Ölöffnung 50 im Deckelabschnitt 2 b gemäß Fig. 1 und eine ähnli­ che Ölöffnung (nicht gezeigt) am Flanschende des Gehäuses eingefüllt werden. Das Schmieröl, welches normalerweise im Differentialgehäuse vorhanden ist, wird über diese Öffnungen in das Innere des Trägerge­ häuses eingelassen.

Die Erfindung bietet mehrere wünschenswerte Vorteile, z. B. verstärkt die Konstruktion des Gehäuses mit einem einstückigen Flanschabschnitt 2 e die Gesamt­ einheit. Darüber hinaus ist der Gehäuseabschitt einfa­ cher und genauer herstellbar, weil das Bearbeiten der zentralen Längsbohrung und der Ausgleichsrad-Hohl­ räume in einem Schritt erfolgen kann, wodurch ein präzises Bohren mit parallelen Achsen gewährleistet ist. Durch Eliminieren einer Endbearbeitung nach der Endmontage wird die Möglichkeit vermieden, daß Metallspäne die innere Funktion des Differentials verschlechtern. Durch Härten der Abstützflächen an den Gehäuseteilen ist das Vorsehen von Anlaufscheiben überflüssig. Schließlich ist aufgrund der Führung des Deckels 2 b am Gehäuseabschnitt mittels des äußeren konzentrischen Flanschabschnittes 2 h des Deckelteils ein exaktes Ausrichten der Bauteile gewährleistet, wodurch die Montage der Differentialbauteile verein­ facht wird.

Claims (8)

1. Differentialgetriebe mit in einem Gehäuse (2 a) koaxial zu­ einander angeordneten, mit je einer Achswelle (16, 18) über eine Keilverzahnung drehfest gekuppelten Achswellenrädern (12, 14), die jeweils mit Ausgleichsrädern (24, 26) kämmen, welche auf ihren Zahnköpfen in im Gehäuse (2 a) parallel zur Achse der Achswellen (16, 18) und zueinander angeordne­ ten Sackbohrungen (8, 10) drehbar gelagert sind, in Achsrich­ tung in diesen Sackbohrungen (8, 10) Laufspiel aufweisen, jeweils paarweise mit Schrägverzahnungen an den Umfangsflächen der einander zugewandten Enden miteinander kämmen, jeweils mit den Umfangsflächen der einander abgewandten Enden mit einem der beiden Achswellenräder (12, 14) kämmen und jeweils mit ihren radialen Stirnflächen sich auf einer Steite am Gehäuse (2 a) und auf der anderen Seite an einem Deckel (2 b) abstützen, wobei die Achswellenräder (12, 14) in ihrer axialen Bewegung nach innen über zwischen den Achswellen (16, 18) befindliche Abstandshalter (34) und nach außen durch in den Achswellen angeordnete Sicherungselemente (32) und auf der einen Seite durch das Gehäuse (2 a) und auf der anderen Seite durch die seitliche Anlage des Achswellenrades (14) am Deckel (2 b) begrenzt ist, der im Gehäuse (2 a) die Bohrung (6) für die Achswellenräder (12, 14) und die Sackbohrungen (8, 10) der Ausgleichsräder (24, 26) verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (2 a) die jeweilige Bohrung für beide Achs­ wellenräder (12, 14) eine einzige Sackbohrung (6) ist, daß die Sackbohrungen (6, 8, 10) für alle Zahnräder (12, 14; 24, 26) von der deckelseitigen Stirnseite des Gehäuses (2 a) ausgehen, so daß auch das Achswellenrad (12) seitlich am Gehäuse anliegt, und daß alle Sackbohrungen (6, 8, 10) von dem einen Deckel (2 b) verschlossen ist.

2. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Deckel (2 b) im Gehäuse (2 a) zen­ triert ist.

3. Differentialgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Sackbohrungen (8, 10) jeweils zweier Ausgleichsräder (24, 26) ungleiche Tiefe haben.

4. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß ein C-förmig gebo­ gener, in der Gehäusebohrung (6) für die Achswellenräder (12, 14) angeordneter Abstandhalter (20) zwischen seinen beiden Seiten entgegengesetzt seiner Öffnung eine radiale Bohrung (20 b) aufweist, in der sich ein Schaft (34) befindet, der sich zwischen den Achswellenenden erstreckt.

5. Differentialgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schaft (34) mit dem Ausgleichs­ gehäuse (2 a) verschraubt ist.

6. Differentialgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (34) durch die Öffnung des Abstandhalters (20) in eine Bohrung des Ausgleichsgehäuses (2 a) ragt.

7. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsge­ häuse (2 a) aus Kugelgraphitgußeisen gegossen ist.

8. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stützflächen der Zahnräder gehärtet sind.