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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist ein Sperrdifferential für
ein Kraftfahrzeug, für welches die Verwendung eines drehenden
Gehäuses, in welchem die Seitendifferentialräder
sowie die Ausgleichsräder angeordnet sind, nicht erforderlich
ist. Solche gehäuselosen Differentiale weisen ein geringeres
Gewicht sowie einen geringeren Bauraum auf und sind in der Regel
kostengünstiger herzustellen als Differentiale mit Gehäuse.
Auch die Dynamik des Kraftfahrzeugs, in welchem ein gehäuseloses
Differential eingesetzt wird, wird positiv beeinflusst, da geringere
Massen gedreht bzw. gefedert werden müssen.
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Aus
dem Stand der Technik sind bereits einige Konstruktionen für
gehäuselose Differentiale bekannt. So offenbart beispielsweise
die
US 6,015,362 ein
gehäuseloses Differential mit einem ringförmigen Tellerrad,
in welchem ein Träger zur drehbaren Lagerung von zwei Ausgleichsrädern
angeordnet ist. Nachteilig an dem hier offenbarten gehäuselosen
Differential ist die verhältnismäßig
aufwendige Lagerung des Ausgleichsradträgers im ringförmigen
Tellerrad. Weiter ist es problematisch, das hier offenbarte gehäuselose
Differential so auszugestalten, dass es zur Übertragung
hoher Drehmomente geeignet ist.
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Aus
der
DE 44 41 163 A1 ist
ein Differential (mit durchbrochenem Gehäuse) für
ein Kraftfahrzeug bekannt, welches auf Kegelzahnrädern
basiert. Bei diesem Differential ist das bei konventionellen Differentialen
vorgesehene geschlossene Gehäuse ersetzt durch einen weitgehend
geöffneten Träger, welcher ein tellerförmiges
Ringrad, auf dem zwei Ausgleichsräder gelagert sind, mit
axial beabstandet angeordneten Kegelrollenlagern verbindet. Das
hieraus bekannte Differentialgetriebe weist bereits ein verringertes
Gewicht auf, jedoch erlaubt die Einführung eines geöffneten
Differentialgehäuses keine wesentliche Verringerung des
erforderlichen Bauraums.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein selbstsperrendes Differential
für ein Kraftfahrzeug anzugeben, welches bei gleicher Drehmomenttragfähigkeit
ein verringertes Gewicht und einen verringerten Bauchraumbedarf
aufweist
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Gelöst
wird diese Aufgabe durch ein Differential gemäß des
Hauptanspruchs.
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Ein
solches Differential ist als selbstsperrendes gehäuseloses
Differential ausgelegt, welches zwei koaxial ausgerichtete, in Axialrichtung
beabstandet angeordnete Seitendifferentialräder umfasst. Dabei
ist jedes Seitendifferential drehbar um eine gemeinsame Drehachse
gelagert. Weiterhin sind zumindest zwei Ausgleichsräder
vorgesehen, wobei jedes Ausgleichsrad in Eingriff mit beiden Seitendifferentialrädern
steht. Selbstverständlich sind auch Ausgestaltungen mit
drei, vier oder mehr Ausgleichsrädern denkbar und möglich.
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Zwischen
den Seitendifferentialrädern ist ein Ausgleichsradträger
angeordnet, auf dem die Ausgleichsräder unabhängig
voneinander drehbar gelagert sind, wobei der Ausgleichsradträger
selbst drehbar um die gemeinsame Drehachse D der Seitendifferentialräder
gelagert ist.
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Erfindungsgemäß ist
nun vorgesehen, dass sich der Ausgleichsradträger drehbar
an den Seitendifferentialrädern abstützt, so dass
auf ein separat ausgebildetes Differentialgehäuse, wie
dies bei den allermeisten der aus dem Stand der Technik vorbekannten
selbstsperrenden Differentialen zum Einsatz kommt, verzichtet werden
kann. In dem nachfolgend diskutierten Ausführungsbeispielen
werden verschiedene Lösungen diskutiert werden, auf welche
Weise die Lagerung des Ausgleichsradträgers auf den Seitendifferentialrädern
erfolgen kann.
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Weiterhin
ist erfindungsgemäß die Verzahnung der Seitendifferentialrädern
sowie der Ausgleichsräder so ausgebildet, dass im Betrieb
des erfindungsgemäßen Differentials an den Ausgleichsrädern
Verzahnungskräfte auftreten, die in Bezug auf die Drehachse
D in Radialrichtung nach außen wirken. Entsprechende Verzahnungskräfte
treten beispielsweise auf, wenn die Seitendifferentialräder
und die Ausgleichsräder als Kegelräder ausgebildet
sind, oder wenn die Ausgleichsräder als Kronräder
ausgebildet sind, die in als stirnverzahnte Zahnräder ausgebildete
Seitendifferentialräder eingreifen.
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Erfindungsgemäß ist
nun zwischen zumindest einem Ausgleichsrad und dem Ausgleichsradträger
ein Reibbelag angeordnet, wobei dieser so angeordnet ist, dass die
im Betrieb des erfindungsgemäßen Differentials
am Ausgleichsrad auftretenden Verzahnungskräfte dazu führen,
dass das Ausgleichsrad an den Reibbelag angepresst wird. Hierdurch
wird eine Reibung vom Reibbelag auf das Ausgleichsrad ausgeübt,
welche der Drehbewegung des Ausgleichsrad auf dem Ausgleichsradsträger
um die Drehachse des Ausgleichsrad entgegengerichtet ist.
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Die
erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt es, ein
Differential bereitzustellen, welches aufgrund des nicht erforderlichen
Differentialgehäuses, welcher im Stand der Technik teilweise
auch als Differentialkorb bezeichnet wird, ein geringes Gewicht
und einen niedrigen Bauraum bedarf aufweisen kann, während
es gleichzeitig eine hohe Drehmomenttragfähigkeit aufweisen
kann. Insbesondere geeignet ist das erfindungsgemäße
Differential zur Verwendung eines Frontdifferential front- oder
allradgetriebenen Kraftfahrzeugs, aber auch eine Verwendung als
Mittendifferential eines allradgetriebenen Fahrzeugs ist in vorteilhafterweise
möglich.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung ist eine Federeinrichtung vorgesehen,
die das Ausgleichsrad, welches benachbart zum Reibbelag angeordnet ist
und unter Einwirkung der Verzahnungskräfte im Betrieb des
Differentials auf diesen aufgedrückt wird, durch die Federeinrichtung
gegen den Reibbelag vorgespannt. Durch gezielte Auswahl der Federeinrichtung,
insbesondere deren Federkonstante, kann diese Selbstsperrung des
erfindungsgemäßen Differentials gezielt eingestellt
werden. Hohe Federkonstanten ermöglichen Differentiale,
bei denen ein verhältnismäßig hoher Drehmomentunterschied
an den Abtriebswellen des Differentials erforderlich ist, um die
Ausgleichsräder in Bewegung zu versetzen. Entsprechend
wird unter vielen Fahrsituationen des Fahrzeugs, in dem das erfindungsgemäße
Differential Verwendung findet, weil die Abtriebswellen im Wesentlichen
dieselbe Drehzahl aufweist.
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In
einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ist die Drehlagerung des
Ausgleichsradträgers auf den Seitendifferentialrädern
unter Mitwirkung zumindest eines Wellenstumpfs sowie einer Ausnehmung ausgebildet,
wobei die Ausnehmung zur Aufnahme des zumindest einen Wellenstumpfs
dient. Insbesondere ist hier vorgesehen, eine Drehlagerung des Wellenstumpfs
in der Aufnahme zu realisieren, die zumindest in Radialrichtung,
bevorzugt aber auch in Axialrichtung belastbar ist. Hierzu kann
beispielsweise ein Radiallager vorgesehen werden, welches in demjenigen
Bereich angeordnet ist, in dem der Wellenstumpf in die zylindrische
Ausnehmung eingreift, so dass sich der Ausgleichsradträger
in Radialrichtung über dieses zumindest einem Radiallager
an zumindest einem Seitendifferential abstützt
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Zur
Abstützung des Ausgleichsradträgers an zumindest
einem zweiten Differentialrad kann weiterhin ein separat ausgebildetes
Axiallager vorgesehen sein, welches insbesondere in demjenigen Bereich des
Differentials angeordnet sein kann, im dem der erfindungsgemäß vorgesehene
Wellenstumpf in die zugehörige Ausnehmung eingreift. Insbesondere kann
das Axiallager dabei so angeordnet sein, dass es den Wellenstumpf
unmittelbar umgreift. Hierauf wird im Rahmen der Ausführungsbeispiele
noch genauer eingegangen werden.
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In
einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Differentials ist hingegen vorgesehen, dass sich der Ausgleichsradträger
in Axialrichtung über jeweils zumindest ein Axiallager an
zumindest einem Seitendifferentialrad abstützt, wobei in
dieser Ausgestaltung das Axiallager aber im Bereich des größten
Außenumfangs desjenigen Seitendifferentialrads angeordnet
ist, an dem sich der Ausgleichsradträger abstützt.
In dieser Ausgestaltung ergeben sich weitere Vorteile, wenn das
hierzu zwischen Seitendifferentialrad und Ausgleichsradträger
angeordnete Lager dazu ausgebildet ist, sowohl Kräfte in
Axialrichtung als auch in Radialrichtung aufzunehmen. In dieser
Ausgestaltung kann somit auf separat ausgebildete Radiallager, die
zwischen Seitendifferentialrädern und dem Ausgleichsradträger angeordnet
sind, vollständig verzichtet werden. Darüber hinaus
kann auch auf die vorstehend erwähnte Ausgestaltung von
Seitendifferentialrädern und Ausgleichsradträgern
dahingehend, dass ein Wellenstumpf und eine komplementär
ausgebildete Ausnehmung ausgebildet sind, verzichtet werden.
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Es
versteht sich von selbst, dass in den vorstehend erwähnten
Ausgestaltungen in der Regel eine Abstützung des Ausgleichsradträgers
an beiden Seitendifferentialrädern vorgesehen sein wird.
Denkbar ist aber, dass aufgrund der nicht symmetrischen Belastung
des Ausgleichsradträgers in Axialrichtung die Tragfähigkeit
der zwischen Seitendifferentialrädern und Ausgleichsradträgern
angeordneten Axiallager verschieden sein kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Differentials ist der vorgesehene Wellenstumpf einstückig
mit einem Seitendifferentialrad ausgebildet. Alternativ kann der
Wellenstumpf auch von einer Abtriebswelle gebildet werden, die drehfest
mit einem Seitendifferentialrad verbunden ist und durch dieses hindurchgreift,
so dass der von der Abtriebswelle ausgebildete Wellenstumpf in eine
komplementär ausgebildete zylindrische Ausnehmung im Ausgleichsradträger
eingreift.
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In
beiden vorstehend genannten Ausgestaltungen hat es sich weiterhin
als vorteilhaft herausgestellt, wenn die zum Wellenstumpf komplementär ausgebildete
zylindrische Ausnehmung als zentrale Ausnehmung ausgebildet ist,
die sich durch den gesamten Ausgleichsradträger hindurch
erstreckt.
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Aber
auf die komplementäre Anordnung von Wellenstumpf und zugehöriger
zylindrischer Ausnehmung ist möglich, nämlich
dass der Wellenstumpf vom Ausgleichsradträger ausgebildet
wird, insbesondere von einer Welle, die drehfest mit dem Ausgleichsradträger
verbunden ist. Alternativ kann der Wellenstumpf auch einstückig
mit dem Ausgleichsradträger ausgebildet sein.
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Bevorzugt
wird zur Einstellung des Zahnspiels zwischen den Seitendifferentialrädern
und dem Ausgleichsrädern zusätzlich zu den Axiallagern Distanzscheiben
zwischen den Seitendifferentialrädern und dem Ausgleichsradträgern
angeordnet, deren Dicke gezielt für jedes einzelne Differential
bei seiner Herstellung selektiert werden kann.
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Besondere
Vorteile ergeben sich, wenn das erfindungsgemäß vorzusehende
Ra diallager als Gleitlager oder als Nadellager ausgebildet ist,
da diese Lagertypen einen besonders geringen Bauraumbedarf aufweisen
bei gleichzeitig hoher mechanischer Belastbarkeit.
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Eine
gezielte Beaufschlagung des erfindungsgemäßen
Differentials mit einer Vorspannung in Axialrichtung ist in einer
besonderen Weiterentwicklung möglich, die angelehnt ist
aus die aus der
DE 10 2005
036 362 derselben Anmelderin bekannten Konstruktion, wie
sie sich aus
3 der genannten Anmeldung sowie
den hierauf bezogenen Textpassagen ergibt. Durch diese Bezugnahme
wird der Inhalt der genannten Patentanmeldung vollumfänglich
in den Offenbarungsumfang der vorliegenden Anmeldung einbezogen.
In der genannten Weiterbildung sind die Seitendifferentialräder
hohl ausgebildet und der Ausgleichsträger weist eine zentrale
Ausnehmung auf, so dass sich eine in Axialrichtung durch die Seitendifferentialräder
sowie den Ausgleichsradträger hindurch erstreckende zentrale Bohrung
ausbildet. In diese zentrale Bohrung ist eine Spannachse eingesetzt,
die sowohl durch den Ausgleichsradträger als auch durch
die Seitendifferentialräder hindurchgreift. An beiden Enden
der Spannachse sind Abstützungen zur Aufnahme der in Axialrichtung
wirkenden Teilungskräfte zwischen den Seitendifferentialrädern
und den Ausgleichrädern ausgebildet, wobei diese Abstützungen
insbesondere als Axiallager ausgebildet sein können, die
sich an geeignet ausgebildeten Anlageschultern an den Seitendifferentialrädern
sowie der Spannachse abstützen können. Weitere
Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Differentials
ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den Ausführungsbeispielen, die
nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert
werden. In dieser zeigen:
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1.:
einen Schnitt durch eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen
Differentials,
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2:
ein Schnitt durch eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen
Differentials,
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3:
ein Schnitt durch eine dritte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen
Differentials,
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4:
ein Schnitt durch eine vierte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Differentials,
und
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5:
ein Schnitt durch eine fünfte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen
Differentials.
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1 zeigt
eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen
Differentials, bei dem die Seitendifferentialräder 10 sowie
die Ausgleichsräder 30 als Kronräder
ausgebildet sind.
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Die
Seitendifferentialräder 10 sind über
Lager 40, die im gezeigten Ausführungsbeispiel
als Schrägkugellager ausgebildet sind, in einem in 1 nicht
dargestellten feststehenden Differentialgehäuse um eine
gemeinsame Drehachse D drehbar gelagert. Die Seitendifferentialräder 10 sind
hohl ausgebildet, sie bilden an den Innenumfangsflächen
an ihren außen liegenden Enden eine Verzahnung in Form
von Splines 80 zum Anschluss von Abtriebswellen aus. An
ihren innen liegenden Enden, die dem Ausgleichsradträger 30 zugewandt
sind, auf dem die Ausgleichsräder 20 mittel Differentialstiften 22 drehbar
um senkrecht zur Achse D orientierte Drehachsen gelagert sind, bilden
die Seitendifferentialräder 10 zylindrische Ausnehmungen
aus.
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In
diese greifen Wellenstümpfe 32 ein, die der Ausgleichsradträger 30 beidseits
ausbildet. Zwischen einem Wellenstumpf 32 und der komplementär ausgebildeten
zylindrischen Ausnehmung 12 in einem Seitendifferentialrad 10 ist
jeweils ein Radiallager 54 eingefügt, welches
im gezeigten Ausführungsbeispiel als Nadellager ohne Innenring,
mithin als Nadelhülse ausgebildet ist. Entsprechend sind
die Außenumfangsflächen der Wellenstümpfe 32 als
Laufflächen für die Nadeln des Radiallagers 54 ausgebildet.
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Der
Ausgleichsradträger 30 ist daher über die
Radiallager 54 in Radialrichtung drehbar um die gemeinsame
Drehachse D auf den Seitendifferentialrädern 10 gelagert.
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Zur
Axialenabstützung des Ausgleichsradträgers 30 an
den Seitendifferentialrädern 10 bildet der Ausgleichsradträger 30 eine
ringförmige Anlagefläche 38 aus, die
unmittelbar angrenzend an die vom Ausgleichsradträger 30 ausgebildeten Wellenstümpfe 32 angrenzt.
Den ringförmigen Anlageflächen 38 des
Ausgleichsradträgers 30 gegenüberliegend
bilden die Seitendifferentialräder 10 ebenfalls
ringförmige Anlageflächen 14 aus. Zwischen
die ringförmigen Anlageflächen 14 und 38 ist
nun jeweils ein Axiallager 50 sowie eine Distanzscheibe 52 eingefügt.
Dabei sind die Axiallager im gezeigten Ausführungsbeispiel
als Nadellager ausgebildet, denkbar ist aber auch eine Ausgestaltung
als Kugellager. Die Distanzscheiben 52 dienen zur gezielten
Einstellung des Zahnspiels zwischen den Seitendifferentialrädern 10 sowie
den Ausgleichsrädern 20. Sie werden im Verlauf
des Herstellungsprozesses eines erfindungsgemäßen
Differentials für jedes einzelne Differential spezifisch
selektiert, um eine individuell optimale Einstellung des Zahnspiels
zu erzielen. Diese individuelle Selektion der Distanzscheiben 52 ist
grundsätzlich vorteilhaft, jedoch zwingend erforderlich,
insbesondere wenn bestimmte Toleranzgrenzen bei der Herstellung
der Komponenten des erfindungsgemäßen Differentials
eingehalten werden können.
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Die
erfindungsgemäße Selbstsperrung des gezeigten
Differentials 1 wird nun erzielt, in dem zwischen das in
Radialrichtung gesehene außen liegende Ende der Ausgleichsräder 20 und
der in Radialrichtung außen liegenden Flächen
der Ausgleichsradfenster 37 des Ausgleichsradträger 30 ein
Reibbelag 95 eingefügt wird. Dieser Reibbelag
dient dazu, eine der Ausgleichsräder 20 um ihre
jeweiligen Differentialstifte 22 entgegen gerichtete Reibungskraft
zu erzeugen, die überwunden werden muss, bevor eine Differenzdrehzahl
zwischen den Seitendifferentialrädern 10 und den
daran angeschlossenen Abtriebswellen (in 1 nicht
dargestellt) auftreten kann. Das Auftreten dieser Reibungskraft
wird noch durch die an den kegeligen Seitendifferentialrädern 10 bzw. Ausgleichsrädern 20 auftretenden
Verzahnungskräfte verstärkt, die die Ausgleichsräder 20 an
die jeweils vorgesehenen Reibbeläge 95 andrücken.
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Als
Reibbeläge 95 können alle aus dem Getriebebau
zum Tag der Anmeldung geeigneten Reibbeläge verwendet werden,
insbesondere auch solche, die auch unter Öleinwirkung wirksam
sind. Bevorzugt werden hochverschleißfeste Reibbeläge 95 zum
Einsatz kommen, um einen Austausch der Reibbeläge 95 während
der gesamten Lebensdauer des Differentials 1 zu vermeiden.
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Die
durch die Verzahnungskräfte an den Ausgleichsrädern 20 verursachte
Selbst sperrende Wirkung der Reibbeläge 95 kann
noch erhöht werden, in dem zwischen den in Radialrichtung
innen liegenden Enden der Ausgleichsräder 20 sowie
den in Radialrichtung innen liegenden Flächen der Ausgleichsradfenster 37 geeignet
ausgestaltete Druckfedern 85 eingefügt werden,
die die Ausgleichsräder 20 gegen die Reibbeläge 95 vorspannen.
Dabei können die Druckfedern 85 vorteilhaft als
gewundene Torsionsdruckfeder ausgestaltet sein, aber auch die Verwendung
von Druckscheiben, Tellerfedern oder Wellscheiben ist möglich
und technisch sinnvoll. Insbesondere können konvex ausgestaltete
Druckscheiben zum Einsatz kommen, die den Vorteil aufweisen, dass
die von ihnen erzeugte Andruckkraft im Wesentlichen unabhängig
von ihrer Kompression ist.
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Als
vorteilhaft hat es sich weiterhin erwiesen, wenn anstelle der separat
ausgebildeten Axiallager 50 und Radiallager 54 Schräglager
verwendet werden, die gleichzeitig eine axiale und eine radiale
Abstützung des Ausgleichsradträgers 30 auf
den Seitendifferentialrädern 10 bereitstellen
können. Dieser Ausgestaltung müssen auch keine
Wellenstümpfe 32 bzw. komplementär ausgebildete
zylindrische Ausnehmungen 12 an den Seitendifferentialrädern 10 sowie
dem Ausgleichsradträger 30 vorgesehen werden,
vielmehr müssen die Seitendifferentialrädern 10 und
der Ausgleichsradträger 30 nur geeignete Lagersitze
für die verwendeten Schräglager ausbilden.
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Insbesondere
müssen die Lagersitze dazu vorgesehen sein, sowohl Kräfte
in Axialer- als auch in Radialerrichtung aufzunehmen. Als geeignete Schräglager
haben sich insbesondere Schrägkugellager oder auch Kegelrollenlager
erwiesen. Aus 5 ist eine entsprechende Ausgestaltung
eines erfindungsgemäßen Differentials unter Verwendung von
Schrägkugellagern ersichtlich, worauf im Folgenden noch
genauer eingegangen wird. Alternativ zu der aus 5 ersichtlichen
Anordnungen der Schräglager ist es aber auch möglich,
die Schräglager innerhalb der Verzahnung L der Seitendifferentialrädern 10 bzw.
innerhalb der Ausgleichsradfenster 37 des Ausgleichsradträgers 30 anzuordnen.
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2 zeigt
nun eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen
Differentials 1, welches in weiten Teilen mit der Ausgestaltung
gemäß 1 übereinstimmt. Zentraler
Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausgestaltung ist
die Form der Seitendifferentialräder 10 sowie
der Ausgleichsräder 20. In der zweiten Ausgestaltung
sind die Ausgleichsräder 20 als Kronräder
ausgestaltet, die in als Stirnräder ausgestaltete Seitendifferentialräder 10 eingreifen.
Auch in dieser Ausgestaltung treten an den Ausgleichsrädern 20 in
Radialrichtung nach außen wirkende Verzahnungskräfte
auf, die die Ausgleichsräder 20 gegen die in Kontaktbereich
mit den Innenflächen der Ausgleichsradfenster angeordneten
Reibbelägen 95 bringen, so dass auch hier ein Selbstsperrenden
Effekt auftritt. Auch in der gezeigten zweiten Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Differentials 1 ist
es möglich, den Selbstsperrenden Effekt durch Einfügung
einer geeigneten Druckfeder 85 analog zu der ersten Ausgestaltung
gemäß 2 noch zu erhöhen.
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In
der Ausgestaltung gemäß 2 sind die Radiallager 54 nicht
als separat ausgebildete Nadellager ausgebildet, vielmehr ist hier
ein mit entsprechenden Toleranzen versehener Formschluss zwischen
dem vom Ausgleichsradträger 30 ausgebildeten Wellenstümpfen 32 sowie
den hierzu komplementären zylindrischen Ausnehmungen 12 in
den Seitendifferentialrädern 10 eine Gleitlagerung
verwirklicht. Diese Ausgestaltung weist nochmals einen verminderten
Bauraumbedarf auf.
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Die
axiale Abstützung des Ausgleichswattträgers 30 an
den Seitendifferentialrädern 10 erfolgt aber über
Axiallager 50 in der aus der ersten Ausgestaltung gemäß 1 an
sich bekannten Weise.
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3 zeigt
eine dritte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen
Selbstsperrenden Differentials 1, bei dem die Seitendifferentialräder 10 und
die Ausgleichsräder 20 wiederum als Kegelräder
ausgestaltet sind. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind
aber die Kontaktflächen zwischen den außenliegenden
Enden der Ausgleichsräder 20 und den entsprechenden
Innenflächen der Ausgleichsradfenster 37 des Ausgleichsträgers 30 nicht plan,
sondern vielmehr kugelig geformt. Auch hier ist zwischen den Ausgleichsradträger 30 und
der außenliegenden Oberfläche der Ausgleichsräder 20 ein Reibbelag 85 der
vorgenannten Art eingefügt. Im Gegensatz zu den Ausgestaltungen
nach den 1 und 2 sind in
der gezeigten dritten Ausgestaltung die Wellenstümpfe 32 von
den Seitendifferentialrädern 10 ausgebildet. Entsprechend
bildet der Ausgleichsträgers 30 die komplementär
ausgebildeten zylindrischen Ausnehmungen 12 zur Ausnahme
der Wellenstümpfe 32 aus, die im vorliegenden
Beispiel als durchgehende zentrale Bohrung 36 ausgestaltet sind.
In diese zentrale Bohrung 36 des Ausgleichsradträgers 30 greifen
nun die Wellenstümpfe 32 dergestalt ein, dass
sich eine in Radialrichtung wirksame Gleitlagerung des Ausgleichsradträgers 30 auf
den Wellenstümpfen 32 und damit auf den zweiten
Differentialrädern 10 ausbildet. Separat ausgebildete
Radiallager 54 können in diesem Ausführungsbeispiel entfallen.
Hingegen sind im gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen
dem Ausgleichsradträger 30 und den Seitendifferentialrädern 10 wiederum
Axiallager 50 sowie Distanzscheiben 52 angeordnet,
wobei die Axiallager 50 wiederum als Nadellager ausgebildet sind,
aber nicht sein müssen.
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4 zeigt
eine vierte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Differentials 1, welche im Wesentlichen der Ausgestaltung
gemäß 3 entspricht, mit dem Unterschied,
dass die in 3 lediglich ausgebildeten Seitendifferentialrädern 10 in
der vierten Ausgestaltung als eine Stirnverzahnung aufweisen. In
diese greift die Verzahnung 11 der als Kronräder ausgestalteten
Ausgleichsräder 20 ein. Auch in der vierten Ausgestaltung
werden die Wellenstümpfe 32 von den Seitendifferentialrädern 10 ausgebildet,
die komplementär ausgebildeten zylindrischen Ausnehmungen 12 sind
im Ausgleichsradträger 30 ausgebildet, wobei sie
an das im Ausführungsbeispiel gemäß 3 nicht
als durchgehende zentrale Bohrung 36, sondern als separate
zylindrische Ausnehmungen 12 ausgebildet sind. Auch hier
bilden die Weltstümpfe 32 in den komplementär
ausgebildeten zylindrischen Ausnehmungen 12 wieder als
Gleitlager ausgebildete Radiallager 54 für den
Ausgleichsradträger 30 auf den Seitendifferentialrädern 10 aus.
Die axiale Abstützung des Ausgleichsradträgers 30 an
den Seitendifferentialrädern 10 erfolgt dabei
wiederum über Axiallager 50, wobei hier eine Einstellung
des Zahnspiels über zusätzliche Distanzscheiben 52 nicht zwingend
erforderlich ist.
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5 zeigt
schließlich eine fünfte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Differentials 1, welches
wiederum auf der Verwendung kegeligen Seitendifferentialrädern 10 und
Ausgleichsräder 20 basiert. Im Gegensatz zu der
aus 3 ersichtlichen Ausführungsform erfolgt
die Abstützung des Ausgleichsradträgers 30 an
den Seitendifferentialrädern 10 jedoch nicht über
eine Kombination von Wellstümpfen 32 und komplementär
ausgebildeten zylindrischen Ausnehmungen 12 an den Seitendifferentialrädern 10 und
dem Ausgleichsradträger 30 sowie se parat ausgebildeten
Axial und Radiallager 50, 54. Vielmehr sind zur
Abstützung des Ausgleichsradträgers 30 an
den Seitendifferentialrädern 10 Schräglager 58 vorgesehen,
die einen so großen Innendurchmesser aufweisen, dass sie
außerhalb der Verzahnung 11 der Seitendifferentialrädern 10 angeordnet werden
können. Die Seitendifferentialrädern 10 sowie
der Ausgleichsradträger 30 bilden Lagersitze 42 für
die Schräglager 58 aus, die eine in Axialrichtung und
in Radialrichtung wirksame Abstützung für die Schräglager 58 bereitstellen.
Hier können wiederum Distanzscheiben 52 Verwendung
finden, um das Zahnspiel des Differentials 1 gezielt einzustellen.
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- 1
- gehäuseloses
Differential
- 10
- Seitendifferentialrad
- 11
- Verzahnung
- 12
- Bohrung
- 14
- ringförmige
Anlagefläche
- 18
- innere
Anlagefläche
- 20
- Ausgleichsrad
- 22
- Differentialstift
- 24
- Federscheibe
- 26
- Anlagefläche
- 30
- Ausgleichsradträger
- 32
- Wellenstumpf
- 33
- Differentialstiftbohrung
- 35
- Differentialstiftaufnahme
- 36
- zentrale
Bohrung
- 37
- Ausgleichsradfenster
- 38
- ringförmige
Anlagefläche
- 40
- Lager
- 42
- Lagersitz
- 44
- Anlageschulter
- 50
- Axiallager
- 52
- Distanzscheibe
- 54
- Radiallager
- 58
- Schräglager
- 60
- zentrale
Bohrung
- 70
- Spannachse
- 72
- erstes
Ende
- 74
- zweites
Ende
- 76
- Spannlager
- 77
- Unterlegscheibe
- 78
- Sicherungsmutter
- 80
- Splines
- 85
- Druckfeder
- 90
- Ringradflansch
- 95
- Reibbelag
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 6015362 [0002]
- - DE 4441163 A1 [0003]
- - DE 102005036362 [0022]