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Die
Erfindung betrifft eine Differentialanordnung mit zumindest einem
integrierten Gleichlaufdrehgelenk, die zum Einsatz im Antriebsstrang
eines Kraftfahrzeuges dient. Die Differentialanordnung umfaßt ein Getriebegehäuse, in
dem ein Differentialkorb um eine Drehachse drehbar gelagert ist.
In dem Differentialkorb sind mehrere Ausgleichsräder auf zur Drehachse senkrechten
Achsen drehbar gehalten, die gemeinsam mit dem Differentialkorb
um die Drehachse umlaufen. Ferner sind in dem Differentialkorb zwei
einander gegenüberliegende
Seitenwellenräder koaxial
zur Drehachse drehbar gelagert, die mit den Ausgleichsrädern in
Verzahnungseingriff sind. Die Seitenwellenräder sind jeweils mit einer
Seitenwelle drehfest verbunden, wobei Winkelbewegungen bzw. Axialbewegungen
zwischen der Seitenwelle und dem Seitenwellenrad durch ein zwischengeschaltetes Gleichlaufdrehgelenk
ermöglicht
werden.
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Die
DE 35 46 522 A1 zeigt
ein Differentialgetriebe mit zwei integrierten Gleichlaufdrehgelenken. Zur
Abdichtung des Getriebes sind stehende Faltenbalganordnungen vorgesehen,
die jeweils mit einem ersten Bund an dem Getriebegehäuse angeschlossen
sind, und mit einem zweiten Bund über eine Lager-Dichtungs-Einheit
auf der zugehörigen
Seitenwelle aufsitzen.
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Die
DE 198 54 215 A1 zeigt
ein Differentialgetriebe mit zwei integrierten Gleichlaufdrehgelenken.
Zwischen Getriebegehäuse
und Differentialkorb sind Drehdichtungen eingesetzt, die zwischen
den beiden genannten Bauteilen gebildete Ringräume nach außen hin abdichten. Zwischen
dem Differentialkorb und den Seitenwellen gebildete Ringräume werden
durch Faltenbalganordnungen nach außen hin abgedichtet.
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Die
DE 19 03 938 A zeigt
ein Differentialgetriebe mit zwei integrierten Gleichlaufverschiebegelenken.
Zur Abdichtung des Differentialgetriebes ist je Ausgangsseite eine
Drehdichtung vorgesehen, die zwischen dem Gehäuse und einem hülsenförmigen Ansatz
des Gelenkaußenteils
einsitzt, sowie ein Faltenbalg, der mit einem ersten Bund auf dem
hülsenförmigen Ansatz
des Gelenkaußenteils
aufsitzt und mit einem zweiten Bund auf der Seitenwelle befestigt ist.
Ein Differentialgetriebe mit ähnlich
angeordneten Dichtungen ist auch aus der
WO 2006/074678 A1 bekannt.
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Die
DE 101 61 491 B4 zeigt
eine stehende Faltenbalganordnung mit einer Schutzkappe, die den Faltenbalg
vor Beschädigungen,
z. B. durch Steinschlag, schützen
soll.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Differentialanordnung
mit zumindest einem integrierten Gleichlaufdrehgelenk zum Einsatz
im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines geländegängigen Kraftfahrzeugs,
vorzuschlagen, die eine verbesserte Schmierung der drehenden Bauteile
ermöglicht
und eine längere
Lebensdauer aufweist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Differentialanordnung, insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang
eines Kraftfahrzeugs gelöst, umfassend
ein Getriebegehäuse;
einen Differentialkorb, der in dem Getriebegehäuse um eine Drehachse drehbar
gelagert ist, wobei Drehdichtungen eine zwischen dem Differentialkorb
und dem Getriebegehäuse
gebildete erste Kammer nach außen
abdichten; mehrere Ausgleichsräder,
die im Differentialkorb drehbar gehalten sind und gemeinsam mit
diesem um die Drehachse umlaufen; zwei einander im Differentialkorb
gegenüberliegende
und auf der Drehachse drehbar gehaltene Seitenwellenräder, die
mit den Ausgleichsrädern
in Verzahnungseingriff sind; zumindest ein Gleichlaufdrehgelenk,
das in dem Differentialkorb aufgenommen ist und ein Gelenkaußenteil,
ein Gelenkinnenteil, sowie drehmomentübertragende Elemente aufweist,
wobei das Gelenkaußenteil
mit einem der beiden Seitenwellenräder drehfest verbunden ist
und wobei das Gelenkinnenteil mit einer Seitenwelle drehfest verbunden
ist; dem zumindest einen Gleichlaufdrehgelenk, ist eine mit dem Getriebegehäuse einerseits
und der Seitenwelle andererseits dichtend verbundene Dichtungsanordnung
zugeordnet, die eine den Innenraum des Differentialkorbs umfassende
zweite Kammer nach außen
hin abdichtet.
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Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Differentialanordnung
besteht darin, daß durch
die Verwendung von Drehdichtungen zwischen dem Differentialkorb
und dem Getriebegehäuse
einerseits und der Dichtungsanordnung zwischen dem Getriebegehäuse und
der Seitenwelle andererseits zwei voneinander getrennte Kammern
gebildet sind. Diese können individuell
mit geeigneten Schmiermitteln befüllt werden, was sich lebensdauerverlängernd auf
die Differentialanordnung auswirkt. Die erste Kammer ist innerhalb
des Getriebegehäuses
und außerhalb
des Differentialkorbs gebildet und mittels der zwischen Getriebegehäuse und
Differentialkorb wirksamen Drehdichtungen abgedichtet. Die zweite
Kammer ist innerhalb des Differentialkorbs gebildet und umfaßt neben
dem Differentialräderraum
auch den Innenraum des zumindest einen Gleichlaufdrehgelenks. Sie
wird durch die zwischen dem Getriebegehäuse und der zugehörigen Seitenwelle
wirksame, dem zumindest einen Gleichlaufdrehgelenk zugeordnete Dichtungsanordnung
nach außen
abgedichtet.
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Die
Drehdichtungen trennen die erste Kammer von der zweiten Kammer.
Dadurch, daß sowohl die
Dichtungsanordnungen als auch die Drehdichtungen dichtend mit dem
Getriebegehäuse
verbunden sind, wird eine Reihenschaltung der beiden Dichtmittel
erzeugt. Dabei ist – ausgehend
vom Inneren des Getriebegehäuses – die zweite
Kammer der ersten Kammer nachgelagert. Das hat den Vorteil, daß bei Beschädigung der
außenliegenden
Dichtungsanordnung allenfalls das Schmiermittel aus der zweiten Kammer
nach außen
entweicht, was ohne Einfluß auf die
Schmierung der in der ersten Kammer drehenden Bauteile bleiben würde. Auch
die in der zweiten Kammer angeordneten Gleichlaufdrehgelenke würden noch
für eine
gewisse Dauer funktionsfähig
bleiben, da die Relativbewegungen zwischen den Gelenkbauteilen und
den Anschlussbauteilen gering sind. Durch diese Maßnahmen
ist eine verbesserte Schmierung aller drehenden Bauteile gewährleistet,
woraus sich eine lange Lebensdauer der Differentialanordnung ergibt.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung umfaßt die Dichtungsanordnung eine
Lager-Dichtungs-Einheit,
die auf der Seitenwelle aufsitzt, und einen Faltenbalg. Der Falten balg
ist mit einem ersten Bund an das Getriebegehäuse angeschlossen, und mit
einem zweiten Bund mit der Lager-Dichtungs-Einheit verbunden. Um
eine lange Lebensdauer des Faltenbalgs zu gewährleisten, wird ein sogenannter
stehender Faltenbalg verwendet, der ortsfest in Bezug auf das Getriebegehäuse gehalten
ist und lediglich Winkelbewegungen und gegebenenfalls Axialverschiebungen
zwischen der Seitenwelle und dem Getriebegehäuse auszugleichen hat.
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Der
Differentialkorb umfaßt
vorzugsweise zwei zur Drehachse koaxiale Lageransätze, deren größte Außendurchmesser
kleiner sind, als ein größter Außendurchmesser
des zumindest einen Gelenkaußenteils.
Somit können
zur Lagerung des Differentialkorbs im Getriebegehäuse kleine
Lager verwendet werden, was sich günstig auf das Gewicht und die
Herstellungskosten auswirkt. Die Lager sind innerhalb der ersten
Kammer jeweils benachbart zu den Drehdichtungen angeordnet. Somit
wird sichergestellt, daß die
Lager – auch
bei Beschädigung
der äußeren Dichtungsanordnungen – zuverlässig geschmiert
sind. Als Lagermittel kommen Wälzlager, wie
beispielsweise Kugellager oder Kegelrollenlager zum Einsatz.
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Vorzugsweise
hat der Differentialkorb eine nach außen geschlossene bzw. abgedichtete
Mantelfläche,
wobei die zweite Kammer neben dem Innenraum des zumindest einen
Gleichlaufdrehgelenks auch einen Innenraum des Differentialkorbs,
in dem die Ausgleichsräder
und die Seitenwellenräder
angeordnet sind, umfaßt.
Das heißt,
es liegen sowohl das zumindest eine Gleichlaufdrehgelenk als auch
die Verzahnungen der Seitenwellenräder mit den Ausgleichsrädern innerhalb
der zweiten Kammer und werden von einem gemeinsamen Schmiermittel
geschmiert. Dafür
sind die Seitenwellenräder
so gestaltet, daß Schmiermittel
durch sie hindurch gelangen kann. Vorzugsweise sind sie ringförmig und
haben einen zentralen Durchbruch.
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Die
erste und die zweite Kammer sind vorzugsweise mit unterschiedlichen
Schmiermitteln befüllt.
Dies hat den Vorteil, daß die
Schmiermittel individuell für
den Bedarf der in der ersten Kammer befindlichen zu schmierenden
Bauteile und den in der zweiten Kammer befindlichen zu schmierenden
Bauteile ausgewählt
werden können.
Dies wirkt sich günstig
auf die Lebensdauer der Differentialanordnung aus. Dabei weist das
zur Schmierung der Gelenke dienende zweite Schmiermittel vor zugsweise eine
höhere
Viskosität
auf als das erste Schmiermittel, das zur Schmierung der Verzahnung
zwischen Tellerrad und Antriebsritzel dient. Die in der ersten Kammer
drehenden Bauteile werden vorzugsweise mit einem Getriebeöl geschmiert,
während
die Gleichlaufgelenke in der zweiten Kammer vorzugsweise mit einem
Getriebefett geschmiert werden.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist das zumindest eine Gleichlaufdrehgelenk
mittels Gleitlagerung im Differentialkorb gelagert, was sich günstig auf
die Baugröße auswirkt.
Das Gelenkaußenteil
ist koaxial zur Drehachse des Differentialkorbs angeordnet und hat
einen größten Außendurchmesser,
der in etwa dem kleinsten Innendurchmesser einer zylindrischen Innenfläche des
Differentialkorbs entspricht. Das zumindest eine Gleichlaufdrehgelenk
kann, je nach Einsatz der Differentialanordnung, verschiedene Ausführungsformen
haben. Beispielsweise kann es als Rzeppa-Festgelenk, aber auch als Verschiebegelenk
gestaltet sein.
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In
einer ersten Ausführungsform
umfaßt
die Differentialanordnung genau ein Gleichlaufdrehgelenk, wobei
eines der beiden Seitenwellenräder
mit dem Gelenkaußenteil
drehfest verbunden ist, und wobei das andere der beiden Seitenwellenräder mit der
zugehörigen
Seitenwelle unmittelbar drehfest verbunden ist. Dabei kommt die
Differentialanordnung mit nur einem integrierten Gleichlaufdrehgelenk insbesondere
bei bezüglich
der Fahrzeuglängsachse außermittig
angeordneten Differentialgetrieben zum Einsatz, wie es beispielsweise
bei frontgetriebenen Kraftfahrzeugen mit quer eingebautem Motor
der Fall ist.
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In
einer zweiten Ausführungsform
umfaßt
die Differentialanordnung zwei Gleichlaufdrehgelenke, die jeweils
ein Gelenkaußenteil,
ein Gelenkinnenteil und drehmomentübertragende Elemente aufweisen, wobei
die Gelenkaußenteile
jeweils mit einem zugehörigen
Seitenwellenrad drehfest verbunden sind, und die Gelenkinnenteile
jeweils mit einer zugehörigen
Seitenwelle drehfest verbunden sind. Diese Differentialanordnung
kann beispielsweise als Hinterachsdifferential eingesetzt werden.
In beiden Ausführungsformen
sind die Seitenwellenräder
mit den Gelenkaußenteilen
vorzugsweise einstückig
gestaltet, was sich günstig
auf die Teilezahl auswirkt.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Hierin
zeigt
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1 eine
erfindungsgemäße Differentialanordnung
in einer ersten Ausführungsform
mit zwei integrierten Gleichlaufdrehgelenken im Längsschnitt;
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2 die
Differentialanordnung gemäß 1 in
teilweiser Explosionsdarstellung;
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3 eine
erfindungsgemäße Differentialanordnung
in einer zweiten Ausführungsform
mit genau einem integrierten Gleichlaufdrehgelenk im Teillängsschnitt.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Differentialanordnung 3 in
einer ersten Ausführungsform,
die Teil eines Differentialgetriebes im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs
ist und zur Drehmomentübertragung
von einer nicht dargestellten Antriebswelle auf zwei Seitenwellen 26, 26' dient. Die
Differentialanordnung 3 umfaßt einen Differentialkorb 5,
der in einem Getriebegehäuse 4 um
die Drehachse A mittels zweier Wälzlager 14, 14' drehbar gelagert
ist. Als Wälzlager
werden Schrägkugellager
verwendet. Wenn nicht anders bezeichnet ist im folgenden als Bezugsachse
stets die Drehachse A gemeint. Der Differentialkorb 5 umfaßt ein Napfteil 6 und
ein Deckelteil 7, wobei das Deckelteil 7 mit einem
Außengewinde
in ein entsprechendes Innengewinde des Napfteils 6 eingedreht
ist. Mit dem Napfteil 6 ist ein Tellerrad 8 fest
verbunden, das zum Einleiten eines Drehmoments mit einem nicht dargestellten,
in dem Getriebegehäuse 4 gelagerten
Antriebsritzel in Eingriff zu bringen ist.
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In
dem Differentialkorb 5 ist ein Zapfen 9 auf einer
zur Längsachse
A senkrechten Zapfenachse B gehalten, der gegenüber dem Differentialkorb 5 mittels
eines Sicherungsrings 38 axial gesichert ist. Der Zapfen 9 ist
mit seinen Enden in zur Zapfenachse B koaxialen Bohrungen 33, 33' im Differentialkorb 5 gehalten
und mittels Dichtringen 43, 43' gegenüber diesem abgedichtet. Es
sind zwei Ausgleichsräder 10, 10' ersichtlich,
die auf dem Zapfen 9 drehbar gelagert sind. Diese sind
in Bezug auf die Drehachse A radial außen gegenüber dem Differentialkorb 5 über Anlaufscheiben 12 abgestützt. Radial
innen sind die beiden Ausgleichsräder 10, 10' über eine
auf dem Zapfen 9 koaxial sitzende Abstandshülse 50 gegeneinander abgestützt. Vorliegend
sind genau zwei Ausgleichsräder 10, 10' vorgesehen,
wobei insbesondere zur Übertragung
höherer
Drehmomente auch mehr als zwei Ausgleichsräder verwendet werden können, die beispielsweise
auf einem Zapfenkreuz anzuordnen wären. Mit den Ausgleichsrädern 10, 10' sind zwei Seitenwellenräder 25, 25' in Verzahnungseingriff.
Die Seitenwellenräder 25, 25' liegen einander
bezüglich der
Zapfenachse B gegenüber.
Die Differentialanordnung 3 ist als Kronenraddifferential
gestaltet, das heißt
die Seitenwellenräder 25, 25' sind als Kronenräder und
die Ausgleichsräder 10, 10' sind als zylindrische
Stirnräder
gestaltet. Der Differentialkorb 5 weist axial benachbart
zu den Ausgleichsrädern 10, 10' zwei zylindrische
Innenflächen 13, 13' zur Aufnahme
von zwei Gleichlaufdrehgelenken 20, 20' auf. Die Gleichlaufdrehgelenke 20, 20' sind vollständig innerhalb
des Differentialkorbs 5 angeordnet und liegen in gestreckter
Lage koaxial zur Drehachse A. Die Gleichlaufdrehgelenke 20, 20' weisen jeweils
ein Gelenkaußenteil 22, 22' mit Außenbahnen,
ein Gelenkinnenteil 21, 21' mit Innenbahnen, einen Käfig 23, 23' und drehmomentübertragende
Kugeln 24 auf. Die Kugeln 24, die jeweils in einem
aus einer Innenbahn und einer Außenbahn gebildeten Bahnpaar
aufgenommen und geführt
sind, werden vom Käfig 23, 23' des Gleichlaufdrehgelenks 20, 20' bei Beugung
des Gleichlaufdrehgelenks 20, 20' in der winkelhalbierenden Ebene
gehalten.
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In
die Gelenkinnenteile 21, 21' ist jeweils eine der zwei Seitenwellen 26, 26' über eine
Längsverzahnung
drehfest verbunden und mittels eines Sicherungsrings 27 axial
gesichert. Die Gelenkaußenteile 22, 22' sind mit Außenumfangsflächen 28, 28' gleitend in
den zylindrischen Innenflächen 13, 13' des Differentialkorbs 5 gelagert,
wobei sie einen größten Außendurchmesser
aufweisen, der in etwa einem kleinsten Innendurchmesser der zylindrischen Innenflächen 13, 13' entspricht.
Die Gelenkaußenteile 22, 22' sind über Anlaufscheiben 31 gegen
den Differentialkorb 5 axial abgestützt. Die Gelenkaußenteile 22, 22' sind einstückig mit
den Seitenwellenrädern 25, 25' hergestellt.
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Der
Differentialkorb 5 hat zwei von einer durch die rotierende
Zapfenachse B aufgespannten Mittelebene wegweisende hülsenförmige Lageransätze 11, 11' zur Auf nahme
der Wälzlager 14, 14'. Dabei ist
der eine Lageransatz 11' einstückig mit
dem Deckelteil 7, der andere Lageransatz 11 einstückig mit
dem Napfteil 6 ausgebildet. Der größte Außendurchmesser der Lageransätze 11, 11' ist kleiner
als der größte Außendurchmesser
der Gelenkaußenteile 22, 22'.
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Die
Differentialanordnung 3 wird durch zwei Drehdichtungen 16, 16' sowie durch
zwei hierzu in Reihe geschaltete Dichtungsanordnungen 17, 17' abgedichtet.
Zwischen den außenzylindrischen
Lageransätzen 11, 11' und hierzu
radial gegenüberliegenden
innenzylindrischen Flächen 29, 29' des Getriebegehäuses 4 sind
zwei Ringräume
gebildet, in denen jeweils eines der Wälzlager 14, 14' und, axial benachbart
hierzu, eine der Drehdichtungen 16, 16' einsitzt. Die
Wälzlager 14, 14' sind mittels
Sicherungsringen 41, 41' axial gegenüber dem Getriebegehäuse 4 festgelegt,
die in entsprechende Ringnuten eingreifen. Von der Mittelebene aus
betrachtet liegen die Drehdichtungen 16, 16' axial außerhalb
der Wälzlager 14, 14'. Die Dichtungsanordnungen 17, 17' sind jeweils
an einem Hülsenansatz 32, 32' des Getriebegehäuses 4 angeschlossen
und überspannen
jeweils einen Ringraum, der zwischen dem Hülsenansatz 32, 32' und der diesen
durchdringenden Seitenwelle 26, 26' gebildet ist. Die Dichtungsanordnungen 17, 17' umfassen jeweils
eine Lager-Dichtungs-Einheit 19, 19' und einen Faltenbalg 18, 18'.
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Die
Lager-Dichtungs-Einheiten 19, 19' sind identisch gestaltet und werden
daher im folgenden gemeinsam beschrieben. Sie umfassen jeweils einen Lager
mit einem Innenring 34, 34', einem Außenring 35, 35' und Lagerkugeln 36,
einen Wellendichtring 37, 37' sowie eine Kappe 30, 30'. Die Innenringe 34, 34' sind jeweils
auf einen Lagerabschnitt der zugehörigen Seitenwelle 26, 26' aufgezogen
und somit fest mit der Seitenwelle 26, 26' verbunden.
Jeweils ein Außenring 35, 35' ist mittels
der Lagerkugeln 36 auf dem zugehörigen Innenring 34, 34' drehbar gelagert. Axial
benachbart zu den Lagerkugeln 36 dichtet der Wellendichtring 37, 37' einen zwischen
Innenring 34, 34' und
Außenring 35, 35' gebildeten
Ringraum nach außen
ab. Die Kappe 30, 30' schließt axial außen an den zugehörigen Innenring 34, 34' an und bildet
so eine berührungslose
Dichtung. Weiterhin hat die Kappe einen radialen Abschnitt, der
das Eintreten von Schmutz in die Lagerdichtungseinheiten 19, 19' verhindert.
Die Faltenbälge 18, 18' haben jeweils
einen ersten kleineren Bund 39, 39', mit dem sie an den Außenring 35, 35' der zugehörigen Lager-Dichtungs-Einheit 19, 19' angeschlossen
sind, und einen größeren zweiten
Bund 40, 40',
mit dem sie auf dem entsprechenden Hülsenansatz 32, 32' festgelegt sind.
Die Bunde 39, 39', 40, 40' der Faltenbälge 18, 18' werden jeweils
mittels eines Sicherungsrings (nicht dargestellt) auf dem Außenring 35, 35' bzw. auf dem
Hülsenansatz 32, 32' fixiert. Die
Faltenbälge 18, 18' sind somit
drehfest zum Getriebegehäuse 4 gehalten,
was auch als stehende Anordnung bezeichnet wird.
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Innerhalb
des Getriebegehäuses 4 und
außerhalb
des Differentialkorbs 5 ist eine erste Kammer 1 gebildet,
die durch die Drehdichtungen 16, 16' nach außen abgedichtet ist und die
mit einem ersten Schmiermittel befüllt ist. Der Differentialkorb 5 hat eine
geschlossene Mantelfläche 15,
wobei die im Differentialkorb 5 gebildeten Bohrungen 33, 33' durch die in
Ringnuten einsitzenden Dichtringe 43, 43' abgedichtet
sind, so daß die
beiden Kammern 1, 2 voneinander getrennt sind.
So wird verhindert, daß Schmiermittel
aus dem Inneren des Differentialkorbs 5 in die erste Kammer 1 entweicht.
Innerhalb der ersten Kammer 1 werden die Verzahnung des
Tellerrades 8 mit dem Antriebsritzel und die Wälzlager 14, 14' geschmiert
und gekühlt. Üblicherweise
wird hierfür
ein Schmiermittel mit niedriger Viskosität, z. B. ein Getriebeöl verwendet.
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Innerhalb
des Differentialkorbs 5 ist eine zweite Kammer 2 gebildet,
die sich über
die Lageransätze 11, 11' nach außen erstreckt
und den Raum innerhalb der Dichtungsanordnungen 17, 17' mit umfaßt. Die
zweite Kammer 2 wird durch die Dichtungsanordnungen 17, 17' nach außen abgedichtet
ist und ist mit einem unterschiedlichen zweiten Schmiermittel befüllt. Die
zweite Kammer wird gegenüber
der ersten Kammer 1 durch die Drehdichtungen 16, 16' und die Dichtringe 43, 43' abgedichtet.
Die Seitenwelleräder 25, 25' sind ringförmig mit
einem zentralen Durchbruch gestaltet, so daß das Schmiermittel im Innenraum
des Differentialkorbs 5 sowohl die Gleichlaufdrehgelenke 20, 20' als auch den
Differentialrädersatz 10, 10', 25, 25' schmieren kann.
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Die
zweite Kammer 2 umfaßt
einen axial zwischen den Seitenwellenrädern 25, 25' gebildeten
Innenraum des Differentialkorbs 5, in dem die Ausgleichsräder 10, 10', der Zapfen 9 und
die Seitenwellenräder 25, 25' liegen, sowie
die Innenräume
der Gleichlaufdrehgelenke 20, 20'. Innerhalb der zweiten Kammer 2 werden
die Gleichlaufdrehgelenke 20, 20', die Gleitlagerungen der Gelenkaußenteile 22, 22' im Differentialkorb 5,
die Verzahnungen der Ausgleichsräder 10, 10' mit den Seitenwellenrädern 25, 25', die Kontaktflächen der
Anlaufscheiben 12, 31, die Lagerung der Ausgleichsräder 10, 10' auf dem Zapfen 9 sowie
die Lager der Lager-Dichtungs-Einheiten 19, 19' mit dem zweiten
Schmiermittel geschmiert. Üblicherweise
wird hierfür
ein Schmiermittel mit hoher Viskosität, z. B. Getriebefett verwendet.
Bei Beschädigung
einer der Dichtungsanordnungen 17, 17' verliert das
Getriebe 3 nicht sofort seine Funktionsfähigkeit,
da Getriebefett aufgrund seiner hohen Viskosität weiterhin in der zweiten
Kammer verbleibt und allenfalls langsam aus dieser entweicht.
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Dadurch,
daß sowohl
die Drehdichtungen 16, 16' als auch die Dichtungsanordnungen 17, 17' dichtend mit
dem Getriebegehäuse 4 verbunden sind,
trennen die Drehdichtungen 16, 16' die erste Kammer 1 von
der zweiten Kammer 2, so daß eine Reihenschaltung der
Dichtmittel erzeugt wird. Dabei ist – ausgehend vom Inneren des
Getriebegehäuses 4 – die zweite
Kammer 2 der ersten Kammer 1 nachgelagert.
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2 zeigt
eine Differentialanordnung 3 gemäß 1 in einer
Explosionsdarstellung zur Verdeutlichung der Montageschritte, wobei
hier nur auf wesentliche Montageschritte eingegangen wird. Es ist
eine vormontierte Baueinheit aus dem Napfteil 6, dem Zapfen 9 mit
den Ausgleichsrädern 10, 10', den Seitenwellenwellenrädern 25, 25', den Gleichlaufdrehgelenken 20, 20' sowie dem Tellerrad 8 ersichtlich.
Dabei ist das erste Wälzlager 14 bereits
in dem entsprechenden Hülsenansatz 32 eingesetzt.
Die vormontierte Baueinheit wird durch eine nicht dargestellte Öffnung im
Boden des Getriebegehäuses 4 in das
Getriebegehäuse 4 eingeführt, anschließend wird
das Napfteil 6 mit seinem Lageransatz 11 in das Wälzlager 14 eingeschoben.
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In
einem nächsten
Montageschritt wird durch den Hülsenansatz 32' das Deckelteil 7 des
Differentialkorbs 5 in das Getriebegehäuse 4 eingesetzt und mit
dem gegenüberliegenden
Napfteil 6 verschraubt. Dabei ist der Lagerinnenring des
zweiten Wälzlagers 14' bereits auf
den Lageransatz 11' aufgezogen. Nach
vollständigem
Eindrehen des Deckelteils 7 in das Napfteil 6 wird
die Montage des Wälzlagers 14' komplettiert, so
daß der
Differentialkorb 5 nunmehr im Gehäuse 4 drehbar gelagert
ist.
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Nun
werden von außen
die beiden Drehdichtungen 16, 16' in die Ringräume zwischen den Lageransätzen 11, 11' und den Hülsenansätzen 32, 32' eingedrückt. Die
Dichtungsanordnungen 17, 17' werden anschließend an
den Hülsenansätzen 32, 32' befestigt.
In einem weiteren Montageschritt werden die beiden Seitenwellen 26, 26' durch die Dichtungsanordnungen 17, 17' hindurch in
die Gleichlaufdrehgelenke 20, 20' eingesteckt. Alternativ können die
Dichtungsanordnungen 17, 17' vor der Befestigung an den Hülsenansätzen 32, 32' auf die Seitenwellen 26, 26' aufgeschoben
werden und gleichzeitig mit den jeweils zugehörigen Seitenwellen 26, 26' auf den entsprechenden
Hülsenansätzen 32, 32' festgelegt
bzw. in die entsprechende Gleichlaufdrehgelenke 20, 20' eingesteckt
werden.
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3 zeigt
einen Halblängsschnitt
einer erfindungsgemäßen Differentialanordnung 103 in
einer zweiten Ausführungsform
mit lediglich einem integrierten Gleichlaufdrehgelenk 120.
Diese Ausführungsform
entspricht in weiten Teilen der Differentialanordnung gemäß 1,
auf deren Beschreibung hinsichtlich der Gemeinsamkeiten insofern
Bezug genommen wird. Dabei sind einander entsprechende Bauteile
mit um 100 erhöhten
Bezugszeichen versehen. Im folgenden wird nur auf die Unterschiede
eingegangen.
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Der
Differentialkorb 105 umfaßt ein Napfteil 106 und
ein Deckelteil 107, die jeweils einstückig mit einem Lageransatz 111 gestaltet
sind, wobei der zum Napfteil 106 zugehörige Lageransatz in diesem Teillängsschnitt
nicht sichtbar ist. Das Deckelteil 107 hat einen Hülsenabschnitt,
der in eine innenzylindrische Bohrung im Napfteil 106 eingeschoben
ist. Die axiale Fixierung zwischen dem Deckelteil 107 und dem
Napfteil 106 erfolgt mittels eines Sicherungsrings 42,
der in einer Ringnut in der Innenfläche der Bohrung einsitzt und
gegen den das Deckelteil 107 mit einer Schulter abgestützt ist.
Das Tellerrad 108 ist mit dem Napfteil 106 fest
verbunden. Als Wälzlager 114 werden
Kegelrollenlager verwendet.
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Es
ist ersichtlich, daß die
vorliegende Differentialanordnung 103 genau ein Gleichlaufdrehgelenk 120 umfaßt. Diese
Ausführungsform
eignet sich insbesondere bei bezüglich
der Fahrzeuglängsachse außermittig
angeordneten Differentialgetrieben, beispielsweise bei frontgetriebenen
Kraftfahrzeugen mit quer eingebautem Motor. Das rechte Seitenwellenrad 125 ist
mit dem rechten Gelenkaußenteil 122 fest verbunden,
welches über
die hier nicht sichtbaren Kugeln und das Gelenkinnenteil 121 mit
der rechten Seitenwelle 126 mittelbar drehfest verbunden
ist. Das linke Seitenwellenrad 125' ist einstückig mit einem hülsenförmigen Ansatz 44 ausgebildet,
der über eine
Längsverzahnung 45 mit
der zugehörigen
linken Seitenwelle 126' unmittelbar
drehfest verbunden und gegenüber
dieser mittels eines Dichtrings 46 abgedichtet ist. Der
hülsenförmige Ansatz 44 ist
mittels einer Gleitlagerung in dem Lageransatz 111' drehbar gelagert,
der das linke Wälzlager 114' trägt. Der
zwischen dem Ansatz 44 und dem Getriebegehäuse 104 gebildete
Ringspalt wird mittels der Drehdichtung 116' abgedichtet.
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Das
Getriebegehäuse 104 ist
zweiteilig gestaltet und hat einen topfförmigen Gehäuseteil 47 und einen
Gehäusedeckel 48,
der mit dem topfförmigen
Gehäuseteil 47 fest
verbunden und gegenüber diesem
mittels einer Dichtung 49 abgedichtet ist. Dabei bildet
der Gehäusedeckel 48 die
Innenfläche
zur Aufnahmen des linken Wälzlagers 114 und
der Drehdichtung 116 sowie den Hülsenansatz 132 zur
Befestigung des Faltenbalgs 118.
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Ein
weiterer Unterschied zur obigen Ausführungsform besteht darin, daß die hier
dargestellte Differentialanordnung 103 als Kegelraddifferential
ausgebildet ist, das heißt,
die Seitenwellenräder 125 und die
Ausgleichsräder 110 sind
als Kegelräder
gestaltet. Es ist ersichtlich, daß das rechte Seitenwellenrad 125 und
das Gelenkaußenteil 122 zunächst als
separate Bauteile ausgeführt
und nachträglich
fest miteinander verbunden sind. Die Ausgleichsräder 125 weisen jeweils
eine äußere sphärische Anlagefläche zur Anlage
gegen eine passende innere Stützfläche des Napfteils 106 auf.
Dabei können
die sphärischen
Anlageflächen
der Ausgleichsräder
jeweils durch reibungsmindernde Anlaufscheiben 112 gebildet
sein.
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Es
versteht sich, daß auch
Kombinationen der zwei gezeigten Differentialanordnungen denkbar sind,
ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Beispielsweise kann das
Differential der in 1 gezeigten Ausführungsform
1 auch als Kegelraddiffe rential ausgeführt sein. Ebenso könnte auch
die Anordnung aus 3 mit zwei integrierten Gleichlaufdrehgelenken
gestaltet sein. Übereinstimmendes charakteristisches
Merkmal ist, daß die
innerhalb des Differentialkorbs gebildete Kammer von der zwischen Gehäuse und
Differentialkorb gebildeten Kammer getrennt ist.
-
- 1,
101
- erste
Kammer
- 2,
102
- zweite
Kammer
- 3,
103
- Differentialanordnung
- 4,
104
- Getriebegehäuse
- 5,
105
- Differentialkorb
- 6,
106
- Napfteil
- 7,
107
- Deckelteil
- 8,
108
- Tellerrad
- 9,
109
- Zapfen
- 10,
110
- Ausgleichsräder
- 11,
111
- Lageransatz
- 12,
112
- Anlaufscheiben
- 13,
113
- zylindrische
Innenfläche
- 14,
114
- Wälzlager
- 15,
115
- Mantelfläche
- 16,
116
- Drehdichtung
- 17,
117
- Dichtungsanordnung
- 18,
118
- Faltenbalg
- 19,
119
- Lager-Dichtungs-Einheit
- 20,
120
- Gleichlaufdrehgelenk
- 21,
121
- Gelenkinnenteil
- 22,
122
- Gelenkaußenteil
- 23,
123
- Käfig
- 24
- Kugeln
- 25,
125
- Seitenwellenrad
- 26,
126
- Seitenwelle
- 27,
127
- Sicherungsringe
- 28,
128
- Außenumfangsfläche
- 29,
129
- Innenzylindrische
Fläche
- 30,
130
- Kappe
- 31,
131
- Anlaufscheiben
- 32,
132
- Hülsenansatz
- 33,
133
- Bohrung
- 34,
134
- Innenring
- 35,
135
- Außenring
- 36
- Lagerkugeln
- 37,
137
- Wellendichtring
- 38
- Sicherungsring
- 39,
139
- erster
Bund
- 40,
140
- zweiter
Bund
- 41,
141
- Sicherungsring
- 42
- Sicherungsring
- 43,
143
- Dichtring
- 44
- hülsenförmiger Ansatz
- 45
- Längsverzahnung
- 46
- Dichtring
- 47
- topfförmiger Gehäuseteil
- 48
- Gehäusedeckel
- 49
- Dichtung
- 50
- Abstandshülse
- A
- Drehachse
- B
- Zapfenachse