CN114135645A - 用于车辆、尤其用于机动车的差速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆、尤其用于机动车的差速器，所述差速器具有至少一个壳体、至少一个驱动齿轮、至少一个差速锥齿轮和至少两个半轴锥齿轮，其中，每个半轴锥齿轮分别与万向轴抗扭地作用连接，并且两个半轴锥齿轮与至少一个差速锥齿轮作用啮合，两个半轴锥齿轮尤其与两个差速锥齿轮作用啮合，其中，所述差速锥齿轮、尤其多个差速锥齿轮与所述壳体和/或驱动齿轮可转动地连接，其中，每个万向轴与车辆的至少一个车轮、尤其与至少一个驱动齿轮可转动地连接或可连接，并且其中，所述半轴锥齿轮构造和/或实施为平面转盘齿轮。如此减少噪声和磨损，即，在每个半轴锥齿轮与壳体的内壁之间设置和/或布置有至少一个弹性元件。

Description

用于车辆、尤其用于机动车的差速器
技术领域
本发明首先涉及一种用于车辆、尤其用于机动车的差速器。
背景技术
用于车辆、尤其用于机动车的差速器在现有技术中早就是已知的。差速器尤其后置于机动车变速器、例如自动变速器或换挡变速器或布置在其后方，从而尤其可以将机动车变速器的输出转矩借助差速器传输到车辆的驱动器。为此，差速器具有壳体、驱动齿轮(尤其通常形式为齿圈)、尤其两个差速锥齿轮和两个半轴锥齿轮。两个差速锥齿轮和两个半轴锥齿轮尤其布置在壳体的内部。每个半轴锥齿轮分别与万向轴抗扭地作用连接。两个半轴锥齿轮与两个差速锥齿轮作用啮合。差速锥齿轮与壳体或驱动齿轮转动作用连接。如前所述地，一方面每个万向轴与半轴锥齿轮作用连接，其中另一方面，每个万向轴与至少一个车轮、尤其车辆的驱动齿轮可转动地连接或可连接。
本发明所基于的EP 1 803 972 A1示出了用于车辆的差速器，其具有两个布置在壳体中的半轴锥齿轮或两个差速锥齿轮。差速锥齿轮与驱动齿轮或差速器的壳体可转动地连接。在壳体的内壁和差速锥齿轮之间设置或布置有弹性元件，其中，弹性元件基本上与相应的差速锥齿轮的弯曲相对应地具有相应的弯曲。这种结构也被称为“止推垫圈复合结构”。
因此，EP 0 491 801 B1示出了一种用于车辆的差速器，其具有两个半轴锥齿轮和两个差速锥齿轮。在此，半轴锥齿轮与相应的万向轴抗扭地作用连接，其中，在半轴锥齿轮的面对壳体的内壁的侧面和壳体的内壁之间设置有支撑元件、尤其布置有滚动轴承，尤其以便尽可能减小在差速器内形成的摩擦损耗。
本发明所基于的在现有技术中已知的差速器还没构造为最佳的。实践表明，在转弯时在差速器中经常会发生自激励的摩擦振动，或者换句话说：差速器产生噪声/声音排放。例如当车辆在弯道加速时，可能在半轴锥齿轮和壳体部件之间形成高的表面压力和/或具有低转速和/或低相对速度的挤压力。在这些条件下可能会发生也被称为“粘滑效应”的“滑黏效应”，并且导致自激励的摩擦振动和相关的声音排放。由于大约300Hz的典型的噪声频率，这些现象也被称为差速器中的“嗡嗡声”。在车辆中，在此，在驾驶员的耳朵中可能会出现高达75dB(A)的噪声水平。本发明所基于的在现有技术中已知的差速器也尚未构造为最佳的。在此，由于尤其在转换时的自激励的摩擦振动，尤其也出现前述的噪声音排放。这种噪声音排放在现有技术中已知的差速器中是有问题的。另一问题是，在现有技术中已知的差速器或其部件受到相应的磨损。试图利用构建前述所谓的“推力垫圈复合结构”来抵消这种磨损。因此，在现有技术中已知的差速器尚未构造为最佳的。一方面，上述的自激励的摩擦振动或上述的“粘滑效应”会导致不期望的噪音排放，在车辆转弯时尤其出现差速器的“嗡嗡声”，并且也相应增大差速器部件的磨损。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于，设计和改进用于车辆、尤其用于机动车的已知的差速器，使得一方面减小在差速器中、尤其在转弯行驶时产生的差速器噪声，另一方面也最小化或减小差速器的相应部件的磨损。
所述技术问题按照本发明通过一种用于车辆、尤其用于机动车的差速器解决，所述差速器具有至少一个壳体、至少一个驱动齿轮、至少一个差速锥齿轮和至少两个半轴锥齿轮，其中，每个半轴锥齿轮分别与万向轴抗扭地作用连接，并且两个半轴锥齿轮与至少一个差速锥齿轮作用啮合，两个半轴锥齿轮尤其与两个差速锥齿轮作用啮合，其中，所述差速锥齿轮、尤其多个差速锥齿轮与所述壳体和/或驱动齿轮可转动地连接，其中，每个万向轴与车辆的至少一个车轮、尤其与至少一个驱动齿轮可转动地连接或可连接，并且其中，所述半轴锥齿轮构造和/或实施为平面转盘齿轮(Planscheibenzahnrad)，在此规定，在每个半轴锥齿轮与壳体的内壁之间设置和/或布置有至少一个弹性元件。
首先，在每个半轴锥齿轮与壳体的内壁之间设置和/或布置有至少一个弹性元件。由于在上述相应位置设置和/或布置有相应的弹性元件，所以避免了前述的缺点，并且实现了相应优点，以下实施方案还将说明这一点。一方面，差速器的自激励的摩擦振动和相关联的“嗡嗡声”现在尤其减小，并且另一方面，震动冲击被减弱并且差速器部件的与之相关的磨损减小。
在此，相应的弹性元件抗扭地、尤其材料接合地、力配合地和/或摩擦接合地布置在所述壳体上。也可想到的是其他形式的布置，以下还将对其进行详细阐述。
在优选的实施方式中，构造为平面转盘齿轮的半轴锥齿轮可倾斜地支承。在此，这些半轴锥齿轮尤其围绕位于相应配属的万向轴上的一个或多个倾斜杆可倾斜地支承。尤其结合前述的相应的弹性元件，这具有多个优点。原则上，借助相应的弹性元件和/或半轴锥齿轮的可倾斜的支承，可以在功能上如此设计和/或实施相应的布置，从而可以实现相应的半轴锥齿轮相对于所述差速齿轮和/或多个差速齿轮的自定心的支承。这在所有运行条件下、尤其即使在转弯行驶和/或行驶到路边石时也使得半轴锥齿轮相对于差速齿轮自定心。
结果，一方面可以减少部件的磨损，另一方面可以减少差速器的相应的噪音排放。尤其在半轴锥齿轮的区域中分别实现所谓的“平面板复合结构”。由此，在该区域不会出现摩擦振动，并且由此减小差速器的声音排放。附加地如上所述地，磨损相应减少。通过“自定心可行性”的另外效果同样减少了这种差速器的安装耗费。
在优选的实施方式中，所述弹性元件在朝向半轴锥齿轮的侧面、尤其在上侧基本上平面地和/或基本上平坦地构造。术语“基本上”尤其应该包括相应的制造公差。各个半轴锥齿轮的朝向相应的弹性元件的侧面、尤其下侧尤其同样平面地和/或平坦地构造。在此，在前述的部件之间可以规定或构造微小的润滑间隙。
在优选的实施方式中，所述弹性元件在其朝向半轴锥齿轮的侧面、尤其在其上侧(或内侧)具有独立的平面板。所述平面板尤其材料接合地、形状接合地和/或摩擦接合地与所述弹性元件连接。在此，半轴锥齿轮相对于平面板可转动地支承，或再次换言之：半轴锥齿轮相对于平面板可转动地支承。
在优选的实施方式中，所述弹性元件具有特定的各向异性的弹性。这意味着，所述弹性元件沿着基本上沿万向轴轴线(或与之平行错移)的方向作用的法向力具有最大的刚性并且基本上与该法向力垂直地具有更小的刚性。再次换言之这意味着，弹性元件在中心区域比在其边缘区域具有更大的刚性。这可以以不同的方式和方法实现。上述的表述“基本上”还旨在包括作用的法向力的最多+/-10°的轻微的倾斜。
尤其地，所述弹性元件具有确定的附件、尤其球冠件，用于减小弹性元件的特定区域中的弹性。在此，球冠件尤其由非常硬的材料、尤其金属或钢制成，并且尤其作为弹性元件的整体组成部分布置和/或在此设置在弹性元件的中间区域中。
此外可想到的是，所述弹性元件具有确定的凹部和/或留空部，用于增大弹性元件的特定区域中的弹性。优选地，弹性元件中的这种凹部和/或留空部构造在弹性元件的边缘区域中。
所述弹性元件尤其可以由塑料、尤其弹性体制成，尤其由EPDM(三元乙丙橡胶)、氟硅橡胶、天然橡胶、硅酮、PUR(聚氨酯)制成，或基于类似或其他的弹性体构造。
由此避免了前述的缺点并且获得相应的优点。
附图说明
现在存在以下大量可能性，即以有利的方式方法设计和扩展根据本发明的差速器。为此，首先尤其可以参考参照相应附图的以下描述。在附图中：
图1以非常简化的示意图示出在优选的第一实施方式中的车辆、尤其是机动车的差速器的主要部件，即示出具有布置在壳体中的半轴锥齿轮或万向轴的差速器的壳体，然而没有差速锥齿轮、驱动齿轮或另外的万向轴。
图2以非常简化的示意图示出在优选的第二实施方式中的车辆、尤其是机动车的差速器的主要部件，即示出具有布置在壳体中的半轴锥齿轮或万向轴的差速器的壳体，然而没有差速锥齿轮、驱动齿轮或另外的万向轴。
具体实施方式
图1和图2以简化的示意图示出了一种用于在此未详细示出的车辆、尤其是在此未详细示出的机动车的差速器1。在此要指出的是，没有示出差速器1的所有部件。
差速器1具有至少一个壳体2、至少一个在此未详细示出的驱动齿轮、至少一个在此未详细示出的差速锥齿轮、尤其两个在此未详细示出的差速锥齿轮以及至少两个半轴锥齿轮3，其中在此仅示出一个半轴锥齿轮3。每个半轴锥齿轮3分别与万向轴4抗扭地作用连接，在此仅示出其中一个万向轴4。半轴锥齿轮3与至少一个差速锥齿轮作用嵌接，尤其地，半轴锥齿轮3与两个在此未详细示出的差速锥齿轮作用嵌接。在此，差速锥齿轮或尤其多个差速锥齿轮与壳体2和/或驱动齿轮可转动地连接。每个万向轴、尤其在此示出的万向轴4与车辆的至少一个车轮、尤其与至少一个驱动轮可转动地连接或可连接。
如图1和2此外示出的那样，在此示出的半轴锥齿轮3或多个半轴锥齿轮3在图1和2示出的优选实施方式中构造和/或实施为平面转盘齿轮3a。
首先如此避免前述缺点，即，在每个半轴锥齿轮3与壳体2的内壁2a之间设置和/或布置有至少一个弹性元件5。由此获得前述的优点。由此，尤其也可以实现不倾向于自激励的摩擦振动或声音排放的自定心差速器1。借助弹性元件5实现的“弹性体缓冲器”可以补偿半轴锥齿轮3相对于差速齿轮的倾斜运动和自定心，或相应实现这种自定心。此外，上述的“弹性体缓冲器”或相应的弹性元件5减弱摩擦振动和/或例如在运动到路边石时发生震动冲击。在差速器1中减小通过行驶中的车辆在转弯时自激励的摩擦振动。在以下实施方式中还示出，尤其在差速器1内实现“平面的接触几何形状”，其基本上不产生摩擦振动。此外避免了差速器1的耗费的安装和耗费的调节。由于弹性元件5的缓冲特性，因此额外的振动和冲击负载可以被最佳地减弱，从而差速器1的构件和主要的部件也被保护免于相应的磨损和/或机械结构故障。
在图1和2所示的优选的实施方式中，差速器1尤其具有两个半轴锥齿轮3和尤其两个相应的弹性元件5，其中，在图1和2中，如已经在上面阐述的那样，仅示出了半轴锥齿轮3和弹性元件5或仅示出了万向轴4。应该再次指出这一点。在非常优选的、在此未详细示出的实施方式中，相应的弹性元件5设置或存在于每个半轴锥齿轮3和壳体2的内壁2a之间，尤其也设置或存在于每个差速锥齿轮和壳体2的内壁2a之间。也应该为了完整起见指出这一点。尤其在相应的实施方式中，相应的差速锥齿轮或多个差速锥齿轮也可以构造和/或实施为平面转盘齿轮。也应该要指出这一点。
相应的弹性元件5抗扭地布置在壳体2上、尤其壳体2的内壁2a上。在此，弹性元件5尤其可以材料接合地、形状接合地、力配合地和/或摩擦接合地与壳体2、尤其与壳体2的内壁2a作用连接，尤其例如通过粘合剂作用连接。也可想到的是，通过弹性元件5的相应的特定的粗糙度以摩擦接合的方式实现上述的抗扭。
如在图1和2示出的那样，弹性元件5的侧面、尤其弹性元件5的下侧5a以部分环绕的、相应弯曲的形状贴靠在壳体2的内壁2a上。
图1和2还清楚地表明，构造为平面转盘齿轮3a的半轴锥齿轮3可倾斜地支承。例如，图1在此示出了位于相应的相配属的万向轴4上的两个倾斜杆KP1和KP2，而图2示出了位于万向轴4上的倾斜杆KP3。优点之一是，相应的弹性元件5和/或半轴锥齿轮3的可倾斜的支承在功能上构造和/或实施为，实现相应的半轴锥齿轮3相对于差速齿轮和/或多个差速齿轮的自定心的支承。另一优点是，半轴锥齿轮3由于局部嵌入弹性元件5内的和/或布置在弹性元件5内的加强件(随后还将详细阐述这一点)不能够从齿啮合处朝壳体2的方向向外运动或挤压。
在示出的优选的实施方式中，图1例如示出了第一倾斜杆KP1和第二倾斜杆KP2，轴柱形齿轮3或平面转盘齿轮3a尤其可以围绕第一倾斜杆和第二倾斜杆稍微倾斜。类似的情况适用于图2所示的具有在那里的倾斜杆KP3的图示的实施方式。
弹性元件5基本上平坦和/或平面地构造在面对半轴锥齿轮3的侧面上、尤其是上侧5b。面对相应的弹性元件的侧面3b、尤其相应的半轴锥齿轮3的下侧尤其同样平坦地和/或平面地构造，如从图1和2中可看到的那样。
弹性元件5在其朝向半轴锥齿轮3的侧面、尤其在上侧5b具有平面板6。在此，平面板6材料接合地、形状接合地和/或摩擦接合地与弹性元件5连接。应该指出的是，半轴锥齿轮3或平面转盘齿轮3a可以相对于平面板6转动。
此外，在图1和2示出的优选的实施方式中首先共同示出，弹性元件5具有特定的各向异性的弹性，即弹性元件5沿基本上沿万向轴4的方向作用的法向力N(其在图1和2中也通过相应的箭头示出)的方向具有最大的刚性，并且基本上与之垂直地具有更小的刚性。换言之：在其中间的/居中的区域中弹性元件5尤其明显比在其边缘区域中更硬地构造。或者再次换言之：在其中间的/居中的区域中弹性元件5比在其边缘区域中更不弹性地构造，在边缘区域中弹性元件5比在其中间的/居中的区域中更弹性地构造。
如图1所示的那样，弹性元件5在特定区域中示出不同的弹性，弹性例如尤其通过布置在弹性元件5的特定区域中的附件7、尤其球冠件7a实现。换言之：弹性元件5可以具有附件7、尤其球冠件7a，其影响弹性元件5的在特定区域中的弹性。在此，附件7可以由不同的材料、尤其例如由金属或钢制成。如图1所示地，在此在图1中示出的球冠件7a具有不同的外半径。通过在此示出的实施方案和/或球冠件7a的布置，弹性元件在该区域中得到，球冠件7a布置的地方具有高的刚性或高的抗压强度。相反地，弹性元件5在在此示出的倾斜杆KP1和KP2周围具有小的抗弯刚性。由此，半轴锥齿轮3或平面转盘齿轮3a尤其可以稍微倾斜，或者由此尤其也实现半轴锥齿轮3相对于差速齿轮的自定心。
可想到的是，附件7也以其他方式弯曲地构造、即尤其使用椭圆、抛物线、双曲面状地弯曲的附件，或这种附件具有弯曲/拱形的结构，并且由此实现弹性元件5的效果或前述的弹性行为。
因此，图2所示的优选的另外的第二实施方式表明，弹性元件5在此具有影响弹性元件5的在特定区域中的弹性的凹部和/或留空部8，凹部和/或留空部增大弹性元件5的在相应的区域中的弹性，或减小其在所述区域中的刚性。图2示出了弹性元件5的留空部8，其如下地设计和/或实施或相对定位和/或构造在弹性元件5中，使得图2所示的弹性元件5在其边缘区域中的弹性大于在其中间区域中的弹性。图2所示的留空部8基本上尤其从横截面来说构造为“三角形”，并且在那里示出，其中，相应的留空部8沿中间区域的方向逐渐变小。也可想到的是，相应的留空部实施和/或构造为圆形、角形、长方形、环形、梯形、椭圆形、抛物线形等。优选的三角形的留空部尤其环形或旋转对称地布置和/或构造在相应的弹性元件中。
图1和2因此示出了，在用于使万向轴4穿过的弹性元件5的万向轴穿过部附近，相应的弹性元件5的弹性小于其外边缘区域中的弹性地构造。弹性元件5可以借助弹性模量、平面惯性矩和/或材料以及附件7和/或留空部8相应地确定尺寸，以便实现上述优点，尤其以便实现半轴锥齿轮3或平面转盘齿轮3a的自定心的可能性，和/或万向轴4围绕相应的倾斜杆KP1至KP3倾斜的可能性。
图1和2示出了具有未详细示出的万向轴穿过部的弹性元件5。也可想到的是多个弹性元件或多件式实施的弹性元件的布置，在此也要指出这一点。不同的塑料和/或橡胶、例如EPDM、FVMQ、NR(天然橡胶)、HNBR、聚氨酯(PUR)等可考虑作为弹性元件5的材料。
弹性元件5、壳体2的内壁2a和平面板6的涂层和/或平面转盘齿轮3a的下侧3b的粗糙度也可以以有利的方式和方法实施，以便加强和/或实现上面提到的优点。为此，也可以选择具有减小摩擦的或增大摩擦的特性的合适的材料配对。用于接触面的减小摩擦的或增大摩擦的作用的表面纹理在此也是完全可想到的。
附图标记列表
1 差速器
2 壳体
2a 内壁
3 半轴锥齿轮
3a 平面转盘齿轮
3b 下侧
4 万向轴
5 弹性元件
5a 下侧
5b 上侧
6 平面板
7 附件
7a 球冠件
8 留空部
KP1、KP2、KP3 倾斜杆
N 法向力

Claims (10)

1.一种用于车辆、尤其用于机动车的差速器(1)，所述差速器具有至少一个壳体(2)、至少一个驱动齿轮、至少一个差速锥齿轮和至少两个半轴锥齿轮(3)，其中，每个半轴锥齿轮(3)分别与万向轴(4)抗扭地作用连接，并且两个半轴锥齿轮(3)与至少一个差速锥齿轮作用啮合，两个半轴锥齿轮(3)尤其与两个差速锥齿轮作用啮合，其中，所述差速锥齿轮、尤其多个差速锥齿轮与所述壳体(2)和/或驱动齿轮可转动地连接，其中，每个万向轴(4)与车辆的至少一个车轮、尤其与至少一个驱动齿轮可转动地连接或可连接，并且其中，所述半轴锥齿轮(3)构造和/或实施为平面转盘齿轮(3a)，其特征在于，在每个半轴锥齿轮(3)与壳体(2)的内壁(2a)之间设置和/或布置有至少一个弹性元件(5)。
2.根据权利要求1所述的差速器(1)，其特征在于，所述弹性元件(5)抗扭地、尤其材料接合地、力配合地和/或摩擦接合地布置在所述壳体(2)上。
3.根据权利要求1或2所述的差速器(1)，其特征在于，构造为平面转盘齿轮(3a)的半轴锥齿轮(3)可倾斜地支承，尤其围绕位于相应配属的万向轴(4)上的倾斜杆(KP1、KP2、KP3)可倾斜地支承。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的差速器(1)，其特征在于，各个弹性元件(5)和/或所述半轴锥齿轮(3)的可倾斜的支承在功能上如此设计和/或实施，从而实现相应的半轴锥齿轮(3)相对于所述差速齿轮和/或多个差速齿轮和/或壳体(2)的自定心的支承。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的差速器(1)，其特征在于，所述弹性元件(5)在朝向半轴锥齿轮(3)的侧面、尤其在上侧(5b)基本上平面地和/或平坦地构造，和/或各个半轴锥齿轮(3)的朝向相应的弹性元件(5)的侧面、尤其下侧(3b)平面地和/或平坦地构造。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的差速器(1)，其特征在于，所述弹性元件(5)在其朝向半轴锥齿轮的侧面、尤其在其上侧(5b)具有平面板(6)，和/或所述平面板(6)材料接合地、形状接合地和/或摩擦接合地与所述弹性元件(5)连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的差速器(1)，其特征在于，所述弹性元件(5)具有特定的各向异性的弹性，即，所述弹性元件(5)沿着基本上沿万向轴轴线的方向作用的法向力(N)具有最大的刚性并且基本上与该法向力垂直地具有更小的刚性，尤其在弹性元件的居中/中间的区域中比在其边缘区域中更小弹性地构造。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的差速器(1)，其特征在于，所述弹性元件(5)具有确定的附件(7)、尤其球冠件(7a)，用于减小弹性元件(5)的特定区域中的弹性。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的差速器(1)，其特征在于，所述弹性元件(5)具有确定的凹部和/或留空部(8)，用于增大弹性元件(5)的特定区域中的弹性。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的差速器(1)，其特征在于，所述弹性元件(5)由塑料制成。
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