DE102007010559A1

DE102007010559A1 - Differentialanordnung für eine Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE102007010559A1
Application number: DE102007010559A
Authority: DE
Inventors: Stephen C. Morton Todd; Morris E. Peoria Taft; Jason E. Morton Carter
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2007-03-05
Publication date: 2007-10-11
Also published as: US7470207B2; US20070238572A1

Abstract

Eine Differentialanordnung für eine Arbeitsmaschine weist ein Tellerrad, erste und zweite Differentialachswellenräder und eine Vielzahl von Ausgleichsrädern auf, die konfiguriert sind, um in die ersten und zweiten Achswellenräder einzugreifen, und die auf mindestens einem Ausgleichsradtragbolzen montiert sind. Ein inneres Differentialgehäuse wird drehbar durch ein äußeres Differentialgehäuse getragen und weist eine Drehmoment übertragende Nabe auf, die konfiguriert ist, um das Tellerrad mit den ersten und zweiten Achswellenrädern über mindestens zwei Ausgleichsräder zu koppeln. Die Nabe weist eine Vielzahl von radialen Speichen und einen äußeren Felgenteil auf, der Ausgleichsradtragbolzenbohrungen darin hat. Ein Verfahren zur Montage einer Differentialanordnung für eine Arbeitsmaschine weist auf, eine mit Speichen versehene Nabe mit einem Tellerrad zu koppeln und einen ersten Drehmomentübertragungspfad zwischen dem Tellerrad und den Achswellenrädern des Differentials einzurichten, und einen zweiten Drehmomentübertragungspfad zwischen einem kurzen Teil des Differentialgehäuses, welcher die Nabe aufweist, und einem langen Teil des Differentialgehäuses einzurichten, wobei der zweite Drehmomentübertragungspfad eine Verbindung aufweist, die den kurzen Teil und den langen Teil koppelt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich Allgemein auf Differentialanordnungen und bezieht sich insbesondere auf eine Differentialanordnung mit einem drehbaren inneren Gehäuse in einem äußeren Gehäuse, die eine mit Speichen versehene Drehmomentübertragungsnabe aufweist.
Hintergrund
Die meisten mit Rädern versehenen Arbeitsmaschinen weisen eine Differentialanordnung im Antriebsstrang der Maschine auf, die gestattet, dass die getrennten Glieder von jedem Satz von Rädern sich mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen. Diese Fähigkeit zur Drehung mit unterschiedlichen Drehzahlen, die in der Technik als „Differentialanordnung" bekannt ist, ist nötig, um ein sanftes Lenken ohne übermäßige Spannungen und Abnutzung an den Komponenten des Antriebsstrangs, genauso wie an den Rädern der Arbeitsmaschine zu gestatten. Wenn eine Arbeitsmaschine um eine Kurve fährt, werden die Räder auf der Außenseite der Kurve typischerweise schneller als die Räder auf der Innenseite der Kurve gedreht. Ein typisches Differential wird gestatten, dass zumindest ein Teil des Drehmomentes weiter auf jedes Rad aufgebracht wird, während es gestattet, dass sich das äußere Rad schneller als das innere Rad während des Fahrens um die Kurve dreht.
Arbeitsmaschinendifferentiale können grob als „offene" Differentiale, als Differentiale mit begrenztem Schlupf bzw. teilgesperrte Differentiale oder als gesperrte Differentiale eingeteilt werden. Ein herkömmliches offenes Differential weist einen Zahnkranz bzw. Tellerrad auf, welches konfiguriert ist, um mit einem Antriebsrad in Eingriff zu stehen, wobei das Antriebsrad wiederum mit einer Antriebswelle der Arbeitsmaschine gekoppelt ist. Die Drehung des Tellerrades über das Antriebsrad dreht wiederum einen Satz von Ausgleichsrädern bzw. Ritzeln um einen kreisförmigen Pfad. Die Ausgleichsräder sind wiederum mit Achswellenrädern bzw. Sei tenrädern gekoppelt, die mit ersten und zweiten Achsenwellen der Arbeitsmaschine verbunden sind und sich mit diesen drehen. Die Drehung von jeder Achsenwelle bringt ein Drehmoment auf Räder der Arbeitsmaschine auf, um diese anzutreiben. Eine Funktion der Ausgleichsräder ist somit allgemein, Drehmoment zwischen dem Tellerrad und den Achsenwellen und schließlich auf die Räder der Arbeitsmaschine zu übertragen. Wenn die Arbeitsmaschine beispielsweise um eine Kurve fährt oder eines der Räder auf einen rutschigen Punkt auf der Arbeitsoberfläche trifft, bietet die Drehung der Ausgleichsräder um ihre Aufhängungsachsen eine zweite Funktion, und zwar, dass sie gestatten, dass die Achsenwellen sich relativ zueinander drehen. Trotz der entgegengesetzten Drehung der Achsenwellen relativ zueinander, kann das Tellerrad weiter den gesamten Satz von Ausgleichsrädern um ihren kreisförmigen Pfad drehen, sodass die Netto-Drehung der Achsenwellen immer noch in der gleichen Richtung auftritt. Anders gesagt, während die jeweiligen Achsenwellen und die Achswellenräder, die damit gekoppelt sind, sich in anderen Richtungen relativ zueinander drehen, ist die Gesamtdrehung der Achse weiterhin entweder in Vorwärtsrichtung oder in Rückwärtsrichtung, abhängig von dem ausgewählten Getriebegang der Arbeitsmaschine. Diese allgemeinen Betriebsprinzipien sind in der Mechanik seit langem bekannt.
Eine bekannte Konstruktion eines offenen Differentials ist gezeigt im US-Patent 6 361 467 von Chen, insbesondere ein Differential zur Anwendung bei einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug. Chen offenbart eine Differentialgetriebevorrichtung, die ein Gehäuse mit einer Lagerfläche für eine Achse aufweist. Ein Tellerradglied mit paralleler Achse ist mit dem Gehäuse gekoppelt und ist konfiguriert, um einen Satz von darin befestigten Ritzeln bzw. Ausgleichsrädern zu drehen, um wiederum Achsen des Fahrzeugs zu drehen und zu gestatten, dass sie durch Differential ausgeglichen werden. Die Konfiguration von Chen verringert beträchtlich Geräusche und bietet eine stetige Übertragung. Während Chen tatsächlich einige seiner Ziele erreichen kann, ist die Konstruktion bezüglich ihrer Robustheit und der gesamten strukturellen Integrität eingeschränkt, was sie nur für gewisse Anwendungen geeignet macht. Insbesondere, weil das Differential oft das „schwache Glied" in einem Antriebsstrang ist, gibt es oft ein vordringliches Ziel die Leistungs- und Drehmomentdichte zu maximieren, was bei der Konstruktion von Chen nicht möglich ist.
Im Gegensatz zu der bei Chen dargelegten Konstruktion ist es bei vielen modernen Differentialanordnungen üblich, die Ausgleichsräder an einem Glied zu befestigen, welches in der Technik als „Differentialkreuzwelle" (Spider) bekannt ist. Eine Kreuzwelle besteht typischerweise aus einem einteiligen Glied mit einer Vielzahl von Armen, die als Tragwellen für die Ausgleichsräder dienen. Die Kreuzwelle wird dann drehbar mit dem Tellerrad gekoppelt. Auf diese Weise dreht die Drehung des Tellerrades die Kreuzwelle und überträgt wiederum Drehmoment auf die Achswellenräder und die damit verbundenen Achsenwellen.
Viele größere Arbeitsmaschinen, beispielsweise gewisse Geländelastwägen, arbeiten in Umgebungen und unter Bedingungen, wo Komponenten des Antriebsstrangs, und insbesondere der Differentialanordnung, extrem hohen Belastungen unterworfen sein können. Solche Belastungen können aus Kräften bestehen, die entlang einer Achse der Achsenwellen übertragen werden, die mit dem Differential gekoppelt sind, genauso wie aus Kräften, die quer zu den Achsenwellen orientiert sind, und können auch beträchtliche Rotationskräfte aufweisen, die auf verschiedene Teile des Differentials wirken. In einem Versuch, Differentiale zu konstruieren, die besser auf beträchtliche Belastungen ohne signifikante Abnutzung und/oder Versagensfälle reagieren können und diesen widerstehen können, sind Konstruktionen aufgekommen, wo die inneren Zahnräder, einschließlich der Ausgleichsräder und der Achswellenräder, in einem sich drehenden Traggehäuse montiert sind. Das Gehäuse, welches typischerweise mehrere Gehäuseteile aufweist, ist um die Kreuzwelle und andere Komponenten herum positioniert, und wird drehbar in einem äußeren Gehäuse getragen, welches mit dem Arbeitsmaschinenrahmen gekoppelt ist.
Bei einer Konstruktion, die in der Industrie üblich ist, sind die drehbaren inneren Gehäuseteile miteinander an einer geschraubten Verbindung gekoppelt. Die Verbindung dient oft den beiden Zwecken, die Gehäuseteile miteinander über eine Drehmoment übertragende Verbindung zu verbinden, und die Kreuzwelle in gege nüberliegenden Teilbohrungen in dem Gehäuse aufzunehmen. Während der Montage können die Gehäuseteile miteinander verschraubt werden, und die Differentialkreuzwelle kann dazwischen in einem einzigen Montageschritt durch Presspassung gesichert werden. Somit liegt die Verbindung in einer Ebene, die die Differentialkreuzwelle schneidet, und die die Drehachsen der darauf montierten Ritzel bzw. Ausgleichsräder schneidet. Während dieser Ansatz relativ einfache Mittel zur Montage des Differentials bietet, stellen die anvisierten beiden Zwecke der Verbindung, d.h. die Verbindung der Gehäuseteile und die Einschränkung der Bewegung der Kreuzwelle, eine Reihe von Herausforderungen dar.
Insbesondere, um die Gehäuseteile miteinander erfolgreich zu koppeln und auch die Kreuzwelle in ihren Befestigungsbohrungen durch Presspassung einzupassen, müssen die jeweiligen Komponenten der Anordnung typischerweise mit relativ hohen Toleranzen bearbeitet werden. Dies erfordert unvermeidlicherweise nicht wünschenswerte zusätzliche Zeit und Mühen im Herstellungsprozess. Während die beiden Zwecke der Verbindung scheinbar eine einfache Montage bieten würden, gibt es zusätzlich oft Kompromisse bezüglich der Gesamthaltbarkeit und der Abnutzungsbeständigkeit der Differentialkomponenten. Dies scheint zumindest teilweise aufgrund der Tatsache aufzutreten, dass es schwierig ist, die Festigkeit der Verbindung zu maximieren, die die Gehäuseteile miteinander koppelt, ohne Abstriche bei der Tragfunktion zu machen, für die die Gehäuseteile bezüglich der Kreuzwelle dienen und umgekehrt.
Relativ kleine Bewegungen der Verbindungskomponenten in Konstruktionen ähnlich der obigen, können die Tendenz haben eine relativ schnelle Abnutzung zu bewirken, wie beispielsweise Grübchenbildung in den Verbindungsstirnseiten der geschraubten Gehäuseteile, der Kreuzwellenhaltebohrungen und der Oberflächen der Kreuzwelle selbst. Bei gewissen Konstruktionen wird Drehmoment auf das Differentialgehäuse und daher auf die Achsenteile über einen Winkel von 90° der Schnittstelle zwischen den Ausgleichsrädern und dem Tellerrad übertragen. Diese Konfiguration kann andere Abnutzungs- und Spannungsfälle mit sich bringen als jene, die bei Zahnradschnittstellen mit paralleler Achse für die Drehmomentübertragung beobachtet werden. Während Verbesserungsschritte in manchen Fällen durch Steigerung des Schrauben- bzw. Anzugsdrehmomentes der Schraubenverbindung zwischen den Gehäuseteilen gemacht wurden, bleibt Versagen und übermäßige Abnutzung ein Problem. In manchen Fällen kann die Abnutzung stark genug sein, um die Arbeitslebensdauer der Differentialanordnung zu verkürzen und eine erneute Verwendung der Differentialkomponenten zu verhindern. Andere Herausforderungen, die sich auf die weniger als optimale Belastungskapazität von Teilen der Differentialanordnung beziehen, kann eine Rissbildung des sich drehenden Differentialgehäuses, ein Halteversagen von Druck- bzw. Axialplatten für die Ausgleichswellenräder, eine Gewindeabnutzung an der Kreuzwelle, wenn die Kreuzwellenhaltemuttern (Wellenmuttern) entfernt werden und eine abnorme oder schnelle Abnutzung an den Differentialrädern selbst aufweisen.
Die vorliegende Offenbarung ist auf ein oder mehrere der Probleme oder Nachteile gerichtet, die oben dargelegt wurden.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt ist eine Differentialanordnung für eine Arbeitsmaschine vorgesehen, die einen Zahnkranz bzw. ein Tellerrad und erste und zweite Differentialachswellenräder aufweist. Eine Vielzahl von Ritzeln bzw. Ausgleichsrädern ist konfiguriert, um in die ersten und zweiten Achswellenräder einzugreifen, und sie sind an mindestens einem Ausgleichsradtragbolzen befestigt. Die Differentialanordnung weist weiter ein äußeres Differentialgehäuse und ein inneres Differentialgehäuse auf, welches drehbar von dem äußeren Differentialgehäuse getragen wird. Das innere Gehäuse weist einen ersten Gehäuseteil und einen zweiten Gehäuseteil auf, der eine Drehmomentübertragungsnabe aufweist, die konfiguriert ist, um das Tellerrad (Zahnkranz) mit den ersten und zweiten Achswellenrädern über mindestens zwei Bolzen zu koppeln, die an dem mindestens einen Ausgleichsradtragbolzen befestigt sind. Die Nabe weist eine Vielzahl von radialen Speichen auf, die sich von einem äußeren Felgenteil nach innen erstrecken, wobei mindestens zwei Ausgleichsradtragbolzenbohrungen darin sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt sieht die vorliegende Offenbarung eine mit Rädern versehene Arbeitsmaschine vor, die einen Rahmen, eine Antriebswelle mit einem Antriebsrad und ein Differential hat. Das Differential weist einen Zahnkranz bzw. ein Tellerrad auf, welches mit dem Gehäuse gekoppelt ist, wobei das Gehäuse relativ zu dem Rahmen drehbar ist und wobei darin ein erstes und ein zweites Achswellenrad und mindestens zwei Ritzel bzw. Ausgleichsräder positioniert sind, die konfiguriert sind, um in die Achswellenräder einzugreifen, und die an mindestens einem Ausgleichsradtragbolzen befestigt sind. Das Gehäuse weist einen ersten Gehäuseteil auf, der über eine Verbindung mit einer Drehmomentübertragungsnabe gekoppelt ist und an dieser anliegt, die einen äußeren Felgenteil mit einer Vielzahl von Ausgleichsradtragbolzenbohrungen darin zur Aufnahme des mindestens einen Ausgleichsradtragbolzens hat. Die Bohrungen weisen Achsen auf, die in einer gemeinsamen Ebene liegen, die von der Verbindung beabstandet ist.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt sieht die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Montage einer Differentialanordnung für eine Arbeitsmaschine vor. Das Verfahren weist den Schritt auf, eine mit Speichen versehene Nabe mit einem Tellerrad bzw. Zahnkranz zu koppeln, wobei die mit Speichen versehene Nabe einen kurzen Teil eines Differentialgehäuses aufweist. Das Verfahren weist weiter den Schritt auf, einen ersten Drehmomentübertragungspfad zwischen dem Tellerrad und den ersten und zweiten Differentialachswellenrädern der Differentialanordnung einzurichten, wobei der erste Drehmomentübertragungspfad eine Vielzahl von Ritzeln bzw. Ausgleichsrädern aufweist, die in der mit Speichen versehenen Nabe befestigt sind. Das Verfahren weist weiter den Schritt auf, einen zweiten Drehmomentübertragungspfad zwischen dem kurzen Teil des Differentialgehäuses und einem langen Teil des Differentialgehäuses einzurichten, wobei der zweite Drehmomentübertragungspfad eine Verbindungskoppelung der kurzen und langen Teile aufweist, die von einer Ebene beabstandet ist, die gemeinsam von Drehachsen der Vielzahl von Ausgleichsrädern verwendet wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht einer Arbeitsmaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung,
2 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Differentialanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
3 ist eine Perspektivansicht einer mit Speichen versehenen Drehmoment übertragenden Nabe, die zur Anwendung bei der Differentialanordnung der 2 geeignet ist.
Detaillierte Beschreibung
Mit Bezug auf 1 ist dort eine Arbeitsmaschine 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Die Arbeitsmaschine 10 ist im Zusammenhang mit einem Geländelastwagen gezeigt, der einen Arbeitsmaschinenkörper oder Rahmen 12 mit hinteren und vorderen Achsen 40 und 41 aufweist, die jeweils damit gekoppelt sind und eine Nutzlastmulde 11. Es sei jedoch bemerkt, dass eine große Vielzahl von sowohl geländegängigen als auch auf der Straße fahrenden Arbeitsmaschinen aus den Lehren der vorliegenden Offenbarung Vorteile ziehen werden. Insbesondere kann irgendeine mobile mit Rädern versehene Arbeitsmaschine mit einer Differentialanordnung im Antriebsstrang gemäß der vorliegenden Offenbarung in ihren Umfang fallen. Somit werden hier Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Radlader, Planiermaschinen, Motorgrader, auf der Straße fahrende Lastwagen und sogar Passagierfahrzeuge, in Betracht gezogen. Die Arbeitsmaschine 10 weist eine Antriebswelle 18 auf, die mit einer Differentialanordnung gekoppelt ist, wie beispielsweise mit einer hinteren Differentialanordnung 20 mit einem äußeren Differentialgehäuse 22, welches mit dem Rahmen 12 gekoppelt ist, und einem inneren Differentialgehäuse 30, welches drehbar von dem äußeren Differentialgehäuse 30 getragen wird. Während eine an den Hinterrädern angetriebene Arbeitsmaschine, wie beispielsweise die Arbeitsmaschine 10, die eine hintere Differentialanordnung hat, eine praktische Verkörperung der Strategie ist, werden Alternativen in Betracht gezogen. Arbeitsmaschinen gemäß der vorliegenden Offenbarung könnten stattdessen mit vorderen Differentialanordnungen oder sowohl mit vorderen als auch hinteren Differentialanordnungen im Fall einer Allradgetriebenen Maschine ausgerüstet sein, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die Differentialanordnung 20 überträgt Drehmoment von der Antriebswelle 18 zu den Rädern der Arbeitsmaschine 10, während sie gestattet, dass linke und rechte Achsenwellen der Hinterachse 40 sich relativ zueinander drehen, wie hier beschrieben.
Ebenfalls mit Bezug auf 2 ist dort eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Differentialanordnung 20 gezeigt, die ein äußeres Differentialgehäuse 22 und ein inneres Differentialgehäuse 30 veranschaulicht, die darin drehbar auf ersten und zweiten Lagern 26 und 28 montiert sind. Die veranschaulichte Lagerkonfiguration ist nur beispielhaft und der Fachmann wird erkennen, dass eine große Vielzahl von (Kugel-)Lager- und Gleitlagerkonstruktionen im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung eingerichtet werden könnte. Wie oben erwähnt, ist das innere Differentialgehäuse 30 relativ zu dem äußeren Differentialgehäuse 22 drehbar und ist konfiguriert, um Drehmoment zu ersten und zweiten Achsenwellen 40a und 40b zu übertragen, während gestattet wird, dass die Achsenwellen sich differentiell drehen. Gewisse herkömmliche Differentialanordnungen weisen ein äußeres Differentialgehäuse auf, welches manchmal als ein Gehäuse bezeichnet wird, welches die inneren Komponenten des Differentials umschließt. Bei der vorliegenden Offenbarung wird in Betracht gezogen, dass das äußere Differentialgehäuse 22 eine ähnliche Konfiguration haben kann, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht dadurch eingeschränkt. Anstatt als eine Umschließung um das innere Differentialgehäuse 30 konfiguriert zu sein, könnte beispielsweise das äußere Gehäuse 22 aus Teilen des Rahmens 12 der Arbeitsmaschine 10 selbst bestehen. Es wird in Betracht gezogen, dass in allen Ausführungsbeispielen, ungeachtet der gewählten Konfiguration für das äußere Differentialgehäuse 22, dies zumindest teilweise drehbar ein inneres Differentialgehäuse 30 und die darin aufgenommenen Komponenten tragen wird.
Die erste Achsenwelle 40a kann in einem langen Teil 32 des inneren Differentialgehäuses 30 angeordnet sein, während die zweite Achsenwelle 40b in einem kurzen Teil 34 davon angeordnet sein kann. Es sei bemerkt, dass in der vorliegenden Beschreibung „kurz" und „lang" verwendet werden, um sich auf die jeweiligen Teile des inneren Differentialgehäuses 30 zu beziehen, jedoch nur Ausdrücke zuordnen sollen, die in der Technik für Komponenten üblich sind, die Funktionen dienen, die dem Fachmann bekannt sind. Anders gesagt, könnte in gewissen Ausführungsbeispielen der „lange" Teil 32 tatsächlich bezüglich der Länge kürzer sein als der „kurze" Teil/Nabe 34, und zwar abhängig von der speziellen Arbeitsmaschine und der Differentialanordnungskonstruktion. Obwohl die Differentialanordnung 20 typischerweise eine außerhalb der Mitte liegende Befestigung in der Arbeitsmaschine 10 haben wird, wie beschrieben, ist die vorliegende Offenbarung nicht dadurch eingeschränkt, und die Differentialanordnung 20 könnte stattdessen im Allgemeinen symmetrisch um eine Mittellinie der Arbeitsmaschine 10 montiert sein. Der lange Teil 32 kann ein erstes Ende 33a aufweisen, welches drehbar durch Lager 26 getragen wird, und ein zweites Ende 33b, welches mit einem kurzen Teil 34 über eine Vielzahl von Befestigungsmitteln 44 an einer Schraubenverbindung 42 gekoppelt ist und daran anliegt. Sowohl die erste als auch die zweite Achsenwelle 40a und 40b werden weiterhin typischerweise mit einem mit Zähnen versehenen Differentialachswellenrad 24a bzw. 24b gekoppelt sein. Jedes Achswellenrad 24a und 24b kann konfiguriert sein, um mit einer Vielzahl von Ritzelrädern bzw. Ausgleichsrädern (im Folgenden „Ausgleichsräder") in Eingriff zu stehen, wobei drei davon in 2 gezeigt sind und mit 25a, 25b und 25c bezeichnet sind. Erste und zweite ringförmige Druck- bzw. Axialplatten 50a und 50b können um die Achsenwellen 40a und 40b benachbart zu den Achswellenrädern 24a und 24b positioniert sein, um gegen Schub- bzw. Axiallasten darauf zu wirken. Jede der Axialplatten 50a und 50b kann eine Lasche oder einen Anordnungsvorsprung 51a bzw. 51b aufweisen, der konfiguriert ist, um sich in dazu passende Ausnehmungen in dem inneren Gehäuse 30 zu erstrecken, um eine Drehung der jeweiligen Axialplatte relativ dazu zu verhindern.
Das innere Gehäuse 30 kann weiter ein Kranz- bzw. Ringglied 37 aufweisen, welches um die Achse 40b positioniert ist, und einen angeschraubten kurzen Teil 34 gegenüberliegend zum zweiten Ende 33b des langen Teils 32. Somit sieht das Ringglied 37 in Zusammenarbeit mit dem langen Teil 32 und dem kurzen Teil 34 eine geschlossene dreiteilige Gehäusestruktur um die innere Zahnradanordnung der Differentialanordnung 20 vor, und zwar im Gegensatz zu gewissen früheren Konstruktionen mit nur zwei Gehäuseteilen. Öl kann in das Innere des geschlossenen inneren Gehäuses in herkömmlicher Weise eingeleitet werden, beispielsweise über einen oder mehrere (nicht gezeigte) Ölanschlüsse.
Es wird in Betracht gezogen, dass mindestens zwei Ausgleichsräder vorgesehen werden, und die Anzahl der Ausgleichsräder kann drei, vier, fünf, sechs oder größer sein, ohne vom beabsichtigten Kern und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Bei einer praktischen Aufbaustrategie wird die Differentialanordnung 20 vier Ausgleichsräder aufweisen (wobei nur drei davon in 2 aufgrund des gewählten Schnittes gezeigt sind), die radial um jedes Achswellenrad 24a und 24b beabstandet sind und konfiguriert sind, um gleichzeitig mit jeweils einem davon in Eingriff zu stehen.
Die Ausgleichsräder 25a–c werden typischerweise in dem kurzen Teil 34 jeweils auf einem Ausgleichsradtragbolzen 27a–c montiert. Ebenfalls mit Bezug auf 3 werden die Ausgleichsradtragbolzen 27a–c typischerweise jeweils in die ersten und zweiten Sätze von Bohrungen in einem äußeren Felgenteil 34a und einem mittleren Teil 34b des kurzen Teils 34 des Gehäuses 22 doppelt durch Presspassung eingepasst sein. Ein, zwei, drei, vier oder mehr Ausgleichsradtragbolzen können verwendet werden, obwohl in 2 aufgrund der speziellen, gezeigten Schnittansicht nur drei gezeigt sind. Vier Ausgleichsradtragbolzen werden als eine praktische Aufbaustrategie angesehen, die in dem kurzen Teil 34 radial beabstandet sind. Der äußere Felgenteil 34a kann darin eine Vielzahl von radial beabstandeten Bohrungen 52a–d aufweisen, während der mittlere Teil 34b darin eine weitere Vielzahl von radial beabstandeten Bohrungen 54a–d aufweisen kann, die jeweils mit jeder der Bohrungen 52a–d im äußeren Felgenteil 34a ausgerichtet sind. Bei einer praktischen Einrichtungsstrategie können getrennte Ausgleichsradtragbolzen für jedes der Ausgleichsräder vorgesehen sein, es wird jedoch in Betracht gezogen, dass ein einzelner Ausgleichsradtragbolzen für mehr als ein Ausgleichsrad verwendet werden kann. Beispielsweise könnte sich in einem Ausführungsbeispiel, wo nur zwei Ausgleichsräder verwendet werden, ein einziger Ausgleichsradtragbolzen über den Innendurchmesser des kurzen Gehäuseteils 34 erstrecken und zwei getrennte Ausgleichsräder darauf tragen. Ein einziger Ausgleichsradtragbolzen könnte sich vollständig durch den Mittelteil 34b erstrecken und darin durch Presspassung eingepasst werden, oder könnte in anderer Weise in den Bohrungen im äußeren Felgenteil 34a gehalten werden.
Jedes der Ausgleichsräder 25a–c kann weiter auf einer Hülse oder einer Lageranordnung 45a, 45b montiert sein, wobei zwei davon in 2 gezeigt sind. Die Hülsen/Lageranordnungen 45a und 45b können Lager, eine Hülse, Scheiben und beispielsweise eine Haltmutter bzw. Wellenmutter aufweisen, oder könnten einfach eine einzige hohle zylindrische Hülse bei gewissen Ausführungsbeispielen aufweisen, oder vorgespannte Lager, die konfiguriert sind, um drehbar die Ausgleichsräder ohne Hülsen, Scheiben oder Muttern zu tragen. Die Geometrie des kurzen Gehäuseteils 34 kann zugeschnitten sein, um in geeigneter Weise die Ausgleichsradlager anzuordnen, und zwar ohne die Notwendigkeit von zusätzlichen Halte- und/oder Anordnungskomponenten. Während der Montage können die Ausgleichsradtragbolzen 27a–c durch den äußeren Felgenteil 34a, die entsprechenden Ausgleichsräder und die Hülsen/Lageranordnung gepresst werden, die darauf positioniert ist, und die Bolzen 27a–c können dann in den Mittelteil 34b gepresst werden. Eine solche doppelte Presspassung wird in Betracht gezogen, um eine besonders robuste Befestigungsstrategie für die Ausgleichsräder 25a–c vorzusehen, jedoch könnten andere Befestigungs-/Tragtechniken verwendet werden, ohne vom beabsichtigten Kern und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen Beispielsweise könnten die Ausgleichsradtragbolzen 27a–c verschraubbar mit dem kurzen Teil 34 in Eingriff gebracht werden, könnten über eine Cantilever- bzw. Hebelanordnung mit Bezug zum äußeren Felgenteil 34a gesichert werden, können einzeln pressgepasst werden, geschweißt werden oder über eine gewisse andere Technik gesichert werden. Der kurze Teil 34 könnte weiter überhaupt ohne den Mittelteil 34a ausgelegt werden, und die Ausgleichsradtragbolzen können frei schwimmende bzw. fliegende Enden aufweisen, die innerhalb des äußeren Felgenteils 34a angeordnet sind.
Insbesondere mit Bezug auf 3 kann der kurze Teil 34 eine Drehmoment übertragende Nabe für die Differentialanordnung 20 aufweisen und wird im Folgenden als Nabe 34 bezeichnet. Die Nabe 34 kann gegossen, spanend) bearbeitet oder durch irgendein anderes Verfahren geformt sein. Wie veranschaulicht, kann die Nabe 34 vier Ausgleichsradtragbolzenbohrungen 52a–d aufweisen, die in dem äußeren Felgenteil 34a angeordnet sind, und vier entsprechende Ausgleichsradtragbolzenbohrungen 54a–d, die im mittleren Teil 34b angeordnet sind. Die Nabe 34 kann weiter eine mit Speichen versehene Nabe aufweisen, die eine Vielzahl von radialen Speichen 56a–d hat, die sich von dem äußeren Felgenteil 34a nach innen erstrecken und eine Verbindung mit dem mittleren Nabenteil 34b herstellen. Die Speichen 56a–d werden eine zusätzliche strukturelle Integrität für die Nabe 34 vorsehen und werden typischerweise in einer abwechselnden Anordnung mit jedem des Satzes von Ausgleichsrädern und Ausgleichsradtragbolzen angeordnet sein, die in der Nabe 34 positioniert sind. Die Speichen 56a–d können während des anfänglichen Gussprozesses oder der (spanenden) Bearbeitung der Nabe 34 ausgeformt werden oder sie könnten getrennt daran angebracht werden. In einer (nicht gezeigten) alternativen Konstruktion könnte ein frei schwimmender bzw. fliegender Mittelteil ohne Speichen verwendet werden, um die Enden der Ausgleichsradtragbolzen zu tragen. Die Nabe 34 kann weiter einen umlaufenden Flansch 36 aufweisen, beispielsweise einen vierteiligen Flansch, der sich um ihren Außendurchmesser erstreckt.
Mit Bezug auf 2 kann der Flansch 36 eine Vielzahl von Bohrungen darin aufweisen, um Befestigungsmittel aufzunehmen, wie beispielsweise Schrauben 39 oder Dübel bzw. Passstifte, die wiederum den Flansch 36 mit einem mit Zähnen versehenen Zahnkranz bzw. Tellerrad 38 koppeln. Der Zahnkranz 38 kann einen Kegelzahnkranz bzw. ein Tellerrad aufweisen, welches konfiguriert ist, um Drehmoment von einem Antriebsrad auf die Nabe 34 zu übertragen, und von dort zu Achsenwellen 40a und 40b und einem langen Teil 32 des Gehäuses 30, wie hier beschrieben. Die Anwendung eines Tellerzahnkranzes gestattet, dass Drehmoment über einen Winkel von ungefähr 90° relativ zur Drehrichtung der Antriebswelle 18 übertragen wird, wie dies bei den meisten Differentialanordnungen typisch ist, jedoch könnten Räder mit paralleler Achse verwendet werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Das Tellerrad 38 kann an einer Schraubenverbindung 48 mit der Nabe 34 teilweise über den Flansch 36 und die Befestigungsmittel 39 gekoppelt sein. Eine Schnapppassschnittstelle kann auch neben der Schraubenverbindung oder mit dieser zusammenarbeitend verwendet werden. Die Schnapppassschnittstelle zwischen der Nabe 34 und dem Tellerrad bzw. Zahnkranz 38 kann beispielsweise eine ringförmige Nut 46 aufweisen, die sich um die Nabe 34 an einer Basis des Flansches 36 erstreckt, und ein dazu passendes ringförmiges Merkmal, welches sich um einen Innendurchmesser des Tellerrades 38 erstreckt. Die Nabe 34 kann auch eine Vielzahl von Keilen 58 aufweisen, die in 3 gezeigt sind, um die mechanische Verriegelungsschnittstelle mit dem Tellerrad bzw. Zahnkranz 38 zu verbessern. Entgegengesetzte ähnliche (nicht gezeigte) Keile können am Innendurchmesser des Tellerrades 38 ausgeformt sein. Während der Montage können das Tellerrad und/oder die Nabe 34 aufgeheizt werden, und die zwei Komponenten können zusammengepresst werden, was die Schnapppassschnittstelle und die Keile beispielsweise alle in einem Schritt in Eingriff bringt.
Eine Ebene P₁ ist in 2 veranschaulicht, die sich im Allgemeinen durch die Drehachsen von jedem der Ausgleichsräder 25a–c und die Mittelachsen der Ausgleichsradtragbolzen 27a–c und die Ausgleichsradtragbolzenbohrungen 52a–c und 54a–c erstreckt. Die Ebene P₁ liegt in einem Drehmomentübertragungspfad zwischen dem Tellerrad 38 und den Achswellenrädern 24a und 24b, wobei der Drehmomentübertragungspfad die Ausgleichsräder 24a–c mit einschließt. Wenn sich das Antriebsrad gegenüber dem Zahnkranz bzw. Tellerrad 38 dreht, wird Drehmoment über die Schraubverbindung 48 auf die Nabe 34 übertragen und wiederum zu den Achswellenrädern 24a, 24b und die Achsenwellen 40a, 40b über die Ausgleichsradtragbolzen 27a–c und die Ausgleichsräder 25a–c.
Eine andere Ebene P₂ erstreckt sich durch die Schraubverbindung 42 und stellt einen Teil eines zweiten, anderen Drehmomentübertragungspfades zwischen dem langen Teil 32 und der Nabe 34 dar. Der zweite Drehmomentübertragungspfad wird im Allgemeinen das Tellerrad 38, die Nabe 34 und die Schraubverbindung 42 aufweisen, wobei das zweite Ende 33b der Achsenwelle 40a anliegend an die Nabe 34 positioniert ist. Wenn sich das Antriebsrad gegenüber dem Tellerrad 38 dreht, wird somit Drehmoment über die Schraubverbindung 48 auf die Nabe 34 und wiederum auf den langen Teil 32 über die Schraubverbindung 42 übertragen.
Industrielle Anwendbarkeit
Mit Bezug auf die Zeichnungsfiguren allgemein wird während einer typischen geradlinigen Fahrt der Arbeitsmaschine 10 das Tellerrad bzw. der Zahnkranz 38 durch das Antriebsrad gedreht, und wird wiederum die Nabe 34 drehen. Die Drehung der Nabe 34 wird bewirken, dass die gesamte Gruppe von Ausgleichsrädern 25a–c um einen kreisförmigen Pfad umläuft, im Allgemeinen ohne irgendeine Drehung um ihre entsprechenden Ausgleichsradtragbolzen 27a–c. Die Bewegung der Ausgleichsräder 25a–c um den Umlaufpfad wird ein Drehmoment auf jedes der Seitenräder bzw. Achswellenräder 24a und 24b über die eingreifenden Zahnradzahnschnittstellen dazwischen aufbringen, wodurch Drehmoment auf die Achsenwellen 40a und 40b aufgeprägt wird und die Arbeitsmaschinenräder gedreht werden, um diese anzutreiben. Die Drehung der Nabe 34 wird in ähnlicher Weise ein Drehmoment, über einen anderen Drehmomentübertragungspfad, wie hier beschrieben, auf den langen Teil 32 aufbringen.
Wenn die Arbeitsmaschine 10 gelenkt wird, oder eines der angetriebenen Arbeitsmaschinenräder auf eine Oberfläche mit vergleichsweise geringer Reibung trifft und beginnt durchzurutschen, können die Achsenwellen 40a und 40b relativ zueinander über eine entsprechende Drehung der Ausgleichsräder 25a–c um ihre jeweiligen Drehachsen auf den Hülsen/Lageranordnungen 45a–c drehen. Eine differentielle Drehung oder Differentialwirkung zwischen den Achsenwellen 40a und 40b wird in ähnlicher Weise wie bei herkömmlichen Anordnungen mit offenem Differential stattfinden. Zwischenzeitlich wird die Nabe 34 weiter ein Drehmoment auf den langen Teil 32 aufbringen.
Die Differentialanordnung 20 kann verschiedenen Arten von Belastungen während des Betriebs unterworfen werden. Insbesondere im Zusammenhang mit einem relativ großen Geländelastwagen, wie in 1 gezeigt, kann eine solche Belastung relativ schwerwiegend sein. Die vorliegende Offenbarung sieht eine Kon struktion und ein Verfahren vor, wodurch die schädlichen Effekte von verschiedenen unterschiedlichen Arten von Belastungen abgemildert oder sogar eliminiert werden. Während des Betriebs wird gegen seitliche Belastungen entlang der Drehachsen der Achsenwellen 40a und 40b zumindest teilweise über Druck- bzw. Axialplatten 50a und 50b entgegengewirkt. Wenn beispielsweise eine der Achsenwellen 40a und 40b einer Axialkraft unterworfen ist, wird eines der Achswellenräder 24a und 24b tendenziell an seiner jeweiligen Axialplatte 50a, 50b anliegen. Anordnungsvorsprünge 51a und 51b werden verhindern, dass die Axialplatten 50a und 50b sich aufgrund von Drehkräften drehen, die während der Gegenwirkung gegen solche Lasten aufgebracht werden. Anders gesagt, können sich die Differentialachswellenräder 24a und 24b gegenüber den Axialplatten 50a und 50b drehen, ohne diese unter normalen Bedingungen zu drehen. Die Belastungen, denen die Axialplatten 50a und 50b entgegenwirken, können weiter auf die jeweiligen Gehäuseteile 32 und 34 übertragen werden und können dazwischen über die Schraubverbindung 42 übertragen werden. Somit kann die Schraubverbindung 42 nicht nur dem Zweck der Übertragung von Drehmoment zwischen den Gehäuseteilen 32 und 34 dienen, sondern kann auch seitliche Belastungen dazwischen übertragen.
Die Differentialanordnung 20 kann auch Belastungen unterworfen sein, die quer zu den Drehachsen der Achsenwellen 40a und 40b sind. Wenn beispielsweise eines der Arbeitsmaschinenräder auf einen Hügel oder ein Schlagloch trifft, kann die entsprechende der Achsenwellen eine Kraft erfahren, die ihr eine Tendenz gibt, sich aus einer axialen Ausrichtung mit dem anderen Gehäuseteil zu bewegen. Solche Belastungen können derart angesehen werden, dass sie dem Gehäuseteilen 32 und 34 eine Tendenz geben, sich an der Schraubverbindung 42 zu trennen. Bei gewissen früheren Konstruktionen hatten Spannungen bzw. Belastungen, die dazu tendieren, zu bewirken, dass die Schraubverbindung zwischen anliegenden Gehäuseteilen sich geringfügig trennen, hatten bei früheren Konstruktionen typischerweise eine übermäßige Abnutzung an den anliegenden Stirnseiten der Gehäuseteile, an der Kreuzwelle, die zwischen den Gehäuseteilen festgeklemmt ist, an den Kreuzwellenhaltebohrungen oder an allen oben erwähnten Teilen zur Folge.
Wie oben erwähnt, liegt die Drehmoment und damit Last übertragende Schraubverbindung 42 zwischen den Gehäuseteilen 32 und 34 in einer Ebene P₂, die von der gemeinsamen Ebene P₁ beabstandet ist, die gemeinsam von den Drehachsen von jedem der Ausgleichsräder 25a–c verwendet wird. Die Beabstandung der zwei Ebenen gestattet, dass Belastungen auf der Differentialanordnung 20 abgefangen/gemanaged werden ohne in Gegenwirkung mit Drehung, struktureller Integrität und der Lagerung der Drehmoment übertragenden Ausgleichsrad- und Achswellenradanordnungen in der Nabe 34 zu kommen. Die gegenwärtig offenbarte Technik zur Trennung der Funktion des Tragens/Haltens der inneren Differentialräder von der Funktion der Koppelung der Gehäuseteile miteinander kann beträchtlich die Abnutzung an den Differentialanordnungskomponenten reduzieren. Weiterhin wird während der Montage die Schraubverbindung 42 nur benötigt, um die Gehäuseteile 32 und 34 aneinander zu ziehen, während eine Lagerung für die Ausgleichsräder über die doppelt pressgepassten Bolzen vollständig unabhängig erreicht wird. Darüber hinaus kann die erneute Konfiguration der Konstruktion zum Tragen bzw. Lagern der Ritzel bei den meisten, falls nicht bei allen, Konstruktionen gestatten, dass die Anwendung einer Differentialkreuzwelle insgesamt aufgegeben wird, falls erwünscht.
Noch weitere Verbesserungen bei der Arbeitslebensdauer und der strukturellen Integrität der Differentialanordnung werden durch die vorliegende Konstruktion möglich gemacht. Eine erneute Konfiguration der Schraubverbindung zwischen den Gehäuseteilen gestattet beispielsweise weitere Veränderungen bei der Lager- bzw. Tragstruktur des Tellerrades im Vergleich zu gewissen früheren Konstruktionen. Insbesondere wird das Vorsehen des Flansches 36 zur Koppelung mit dem Tellerrad bzw. Zahnkranz 38 praktisch durchführbar gemacht. In manchen früheren Konstruktionen war das Tellerrad mit dem langen Teil des Differentialgehäuses gekoppelt, was erfordert, dass Drehmoment zuerst auf den langen Teil, dann auf den kurzen Teil und schließlich auf die Ausgleichsräder und Achswellenräder übertragen wird.
Wie hier beschrieben, weicht der vorliegende Konstruktionsansatz wesentlich von gewissen früheren Konstruktionen ab, wobei die Drehmoment übertragende Verbindung zwischen den Gehäuseteilen in einer Ebene angeordnet war, welche die Drehmoment übertragende Ausgleichsrad- und Achswellenradanordnung geschnitten hat. Bei solchen früheren Konstruktionen hatten gewisse Belastungen, beispielsweise jene, die dazu tendieren, die Koppelung zwischen den Gehäuseteilen zu beanspruchen, auch die Tendenz, die Tragstruktur, die typischerweise eine Kreuzwelle aufwies, für die Achswellenrad- und Seitenradanordnungen zu beeinflussen. Solche Probleme werden bei der vorliegenden Offenbarung abgemildert oder eliminiert.
Die vorliegende Offenbarung ist weiter in Zusammenhang mit einer Konstruktion vorgesehen, die zur Nachrüstung bei gewissen existierenden Arbeitsmaschinen in existierenden räumlichen Einschränkungen geeignet ist. Es ist wohlbekannt, dass relativ große Geländelastwägen tendenziell schwierig zu modifizieren sind, und zwar aufgrund ihrer Größe und Komplexität, wobei die Kosten gar nicht erwähnt werden, um diese entweder vollständig oder teilweise zu ersetzen. Nur eine begrenzte Modifikation ist nötig, um eine existierende Differentialanordnung durch eine Differentialanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung zu ersetzen. Wenn ein solcher Ersatz wünschenswert ist, können ein kurzer Gehäuseteil ähnlich der Nabe 34 und der Ring 37 im Allgemeinen mit dem kurzen Teil ausgetauscht werden, der in der Maschine eingebaut ist. Der lange Teil kann geringfügig verkürzt werden und/oder bearbeitet werden, um die erwünschte verschraubte Schnittstellte mit dem neuen kurzen Teil/Nabenteil vorzusehen. Bei einer solchen Nachrüstungsstrategie können der lange Teil und/oder die Achsenwelle, die diesem entspricht, erneut positioniert werden, falls nötig, um sicherzustellen, dass das assoziierte Achswellenrad so positioniert ist wie erwünscht, um in die Ausgleichsräder einzugreifen, die in der neuen Nabe montiert sind. In manchen Fällen kann die Schraubverbindungsschnittstelle, die zuvor verwendet wurde, um den langen Teil mit dem Tellerrad bzw. Zahnkranz zu koppeln, verwendet werden, um den langen Teil mit der neuen Nabe zu koppeln.
Die vorliegende Beschreibung ist nur zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen und soll nicht so angesehen werden, dass sie den Umfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise schmälert. Somit wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Modifikationen an den gegenwärtig offenbarten Ausführungsbeispielen vorgenommen könnten, ohne vom beabsichtigten Kern und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Während einige der zuvor erwähnten Ausführungsbeispiele in Erwägung ziehen, die herkömmliche Kreuzwelle insgesamt aus der Differentialkonstruktion zu eliminieren, ist die vorliegende Offenbarung beispielsweise nicht darauf eingeschränkt. Beispielsweise, falls es wünschenswert ist, weiter eine Differentialkreuzwelle zu verwenden, könnte eine Drehmoment übertragende Nabe konfiguriert sein, um eine herkömmliche Differentialkreuzwelle zu tragen und eine Verbindung mit dieser herzustellen, beispielsweise durch das Vorsehen von Haltekappen zur Koppelung der Kreuzwellenarme in den Bohrungen in dem äußeren Felgenteil der Nabe. Andere Aspekte, Merkmale und Vorteile werden bei einer Untersuchung der beigefügten Zeichnungen und der angehängten Ansprüche offensichtlich werden.

Claims

Differentialanordnung (20) für eine Arbeitsmaschine (10), die Folgendes aufweist: ein Tellerrad (38); ein erstes und ein zweites Differentialachswellenrad (24a, 24b); eine Vielzahl von Ausgleichsrädern (25a, 25b, 25c), die konfiguriert sind, um in die ersten und zweiten Achswellenräder (24a, 24b) einzugreifen; mindestens einen Ausgleichsradtragbolzen (27a, 27b, 27c); ein äußeres Differentialgehäuse (22); und ein inneres Differentialgehäuse (30), welches drehbar von dem äußeren Differentialgehäuse (22) getragen wird, wobei das innere Gehäuse (30) einen ersten Gehäuseteil (32) und einen zweiten Gehäuseteil (34) aufweist, der eine Drehmoment übertragende Nabe (34) aufweist, die konfiguriert ist, um das Tellerrad (38) mit den ersten und zweiten Achswellenrädern (24a, 24b) über die mindestens zwei Ausgleichsräder (25a, 25b, 25c) zu koppeln, die auf dem mindestens einen Ausgleichsradtragbolzen (27a, 27b, 27c) befestigt sind, wobei die Nabe (34) eine Vielzahl von radialen Speichen (56a, 56b, 56c, 56d) aufweist, die sich nach innen von einem äußeren Felgenteil (34a) erstrecken, der darin mindestens zwei Ausgleichsradtragbolzenbohrungen (52a, 52b, 52c, 52d) hat.
Differentialanordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Gehäuseteil (32) und die Nabe (34) aneinander in einer Ebene anliegen und miteinander über eine geschraubte Verbindung (42) gekoppelt sind, wobei die Nabe (34) konfiguriert ist, um Drehmoment zwischen dem Tellerrad (38) und dem ersten Gehäuseteil (32) zumindest teilweise über die geschraubte Verbindung (42) zu übertragen, und wobei jede der Ausgleichsradtragbolzenbohrungen (52a, 52b, 52c) eine Achse aufweist, die in einer parallelen anderen Ebene liegt.
Differentialanordnung nach Anspruch 2, wobei die Nabe (34) einen Mittelteil (34b) aufweist, der mit jeder der vier Speichen (56a, 56b, 56c, 56d) verbunden ist, wobei der Mittelteil (34b) darin eine Vielzahl von Bohrungen (54a, 54b, 54c, 54d) hat, die jeweils einer der Ausgleichsradtragbolzenbohrungen (52a, 52b, 52c, 52d) im äußeren Felgenteil (34a) der Nabe (34) entsprechen; wobei die Differentialanordnung (20) weiter eine Vielzahl von Ausgleichsradtragbolzen (27a, 27b, 27c) aufweist, die jeweils einer der Vielzahl von Bohrungen (52a, 52b, 52c, 52d) in dem äußeren Felgenteil (34a) und der Vielzahl von entsprechenden Bohrungen (54a, 54b, 54c, 54d) in dem Mittelteil (34b) entsprechen; und wobei die Differentialanordnung (20) vier Ausgleichsräder (25a, 25b, 25c) aufweist, die in abwechselnder Anordnung mit den Speichen (56a, 56b, 56c, 56d) angeordnet sind und auf vier Ausgleichsradtragbolzen (27a, 27b, 27c) montiert sind, die jeweils in einer Bohrung (52a, 52b, 52c, 52d) in dem äußeren Felgenteil (34a) und in der entsprechenden Bohrung (54a, 54b, 54c, 54d) im Mittelteil (34b) der Nabe (34) doppelt pressgepasst sind.
Differentialanordnung (20) nach Anspruch 2, wobei die Nabe (34) einen Außendurchmesser mit einer Vielzahl von Keilen (58) und einem umlaufenden Flansch (36) daran aufweist, wobei das Tellerrad (38) einen Kegelzahnkranz (38) aufweist, der auf den Flansch (36) geschraubt ist und auf die Keile (58) pressgepasst ist.
Mit Rädern versehene Arbeitsmaschine (10), die Folgendes aufweist: einen Rahmen (12); eine Antriebswelle (18) mit einem Antriebsrad; und ein Differential (20), welches ein Tellerrad (38) aufweist, welches mit einem Gehäuse (30) gekoppelt ist, wobei das Gehäuse (30) relativ zum Rahmen (12) drehbar ist und darin ein erstes und ein zweites Achswellenrad (24a, 24b) und mindestens zwei Ausgleichsräder (25a, 25b, 25c) positioniert hat, die konfiguriert sind, um in die Achswellenräder (24a, 24b) einzugreifen, und die auf mindestens einem Ausgleichsradtragbolzen (27a, 27b, 27c) montiert sind; wobei das Gehäuse (30) einen ersten Gehäuseteil (32) aufweist, der an einer Verbindung (42) mit einer Drehmoment übertragenden Nabe (34) gekoppelt ist und daran anliegt, die einen äußeren Felgenteil (34a) mit einer Vielzahl von Ausgleichsradtragbolzenbohrungen (52a, 52b, 52c, 52d) darin zur Aufnahme des mindestens einen Ausgleichsradtragbolzens (27a, 27b, 27c) hat, wobei die Bohrungen Achsen haben, die in einer gemeinsamen Ebene liegen, die von der Verbindung (42) beabstandet ist.
Mit Rädern versehene Arbeitsmaschine (10) nach Anspruch 5, wobei die Nabe (34) eine mit Speichen versehene Nabe (34) mit einer Vielzahl von radialen Speichen (56a, 56b, 56c, 56d) aufweist, die sich zwischen einem Mittelteil (34b) und einem äußeren Felgenteil (34a) der Nabe (34) erstrecken und mit diesen verbunden sind.
Mit Rädern versehene Arbeitsmaschine (10) nach Anspruch 6, die weiter Folgendes aufweist: ein Differentialgehäuse (22), welches um das Gehäuse (30) herum positioniert ist und mit dem Rahmen (12) gekoppelt ist, ein erstes Lager (28), welches drehbar die Nabe (34) in dem Differentialgehäuse (22) lagert; und ein zweites Lager (26), welches drehbar den ersten Gehäuseteil (32) in dem Differentialgehäuse (22) lagert.
Mit Rädern versehene Arbeitsmaschine (10) nach Anspruch 7, die weiter Folgendes aufweist: eine Hinterachse (40a, 40b), die mit dem Differential (20) gekoppelt ist, wobei die Hinterachse (40a, 40b) eine lange Welle (40a) hat, die sich in dem ersten Gehäuseteil (32) erstreckt und mit dem ersten Achswellenrad (24a) verbunden ist, und eine kurze Welle (40b), die sich in der Nabe (34) erstreckt und mit dem zweiten Achswellenrad (24b) verbunden ist; und eine erste und eine zweite Zahnradaxialplatte (50a, 50b), die benachbart zu den ersten bzw. zweiten Achswellenrädern (24a, 24b) angeordnet sind, wobei jede der Axialplatten (50a, 50b) einen Anordnungsvorsprung (51a, 51b) aufweist, der konfiguriert ist, um eine Drehung der jeweiligen Axialplatte (50a, 50b) relativ zum Gehäuse (30) des Differentials (20) zu verhindern.
Verfahren zur Montage einer Differentialanordnung (20) für eine Arbeitsmaschine (10), welches folgende Schritte aufweist: Koppelung einer mit Speichen versehenen Nabe (34) mit einem Tellerrad (38), wobei die mit Speichen versehene Nabe (34) einen kurzen Teil (34) eines Differentialgehäuses (30) aufweist; Einrichten eines ersten Drehmomentübertragungspfades zwischen dem Tellerrad (38) und ersten und zweiten Differentialachswellenrädern (24a, 24b) der Differentialanordnung (20), wobei der erste Drehmomentübertragungspfad eine Vielzahl von Ausgleichsrädern (25a, 25b, 25c) aufweist, die in der mit Speichen versehenen Nabe (34) montiert sind; und Einrichten eines zweiten Drehmomentübertragungspfades zwischen dem kurzen Teil (34) des Differentialgehäuses (30) und einem langen Teil (32) des Differentialgehäuses (30), wobei der zweite Drehmomentübertragungspfad eine Verbindung (42) aufweist, die den kurzen Teil (34) und den langen Teil (32) koppelt, die von einer Ebene beabstandet ist, die gemeinsam von den Drehachsen der Vielzahl von Ausgleichsrädern (25a, 25b, 25c) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, welches weiter den Schritt aufweist, einen kurzen Teil eines anderen Differentialgehäuses der Arbeitsmaschine (10) durch die mit Speichen versehene Nabe (34) zu ersetzen, und zwar vor dem Schritt der Koppelung des Tellerrades (38) damit; wobei der Schritt des Einrichtens eines ersten Drehmomentübertragungspfades weiter aufweist, vier Ausgleichsradtragbolzen (27a, 27b, 27c) mit vier darauf montierten Ausgleichsrädern (25a, 25b, 25c) in der Nabe (34) zu positionieren; und wobei der Schritt des Einrichtens eines zweiten Drehmomentübertragungspfades weiter aufweist, ein Ende (33b) des langen Teils (32) des Differentialgehäuses (30) in Anlage an den kurzen Teil (34) zu positionieren und den langen Teil (32) und den kurzen Teil (34) an der Verbindung (42) zusammenzuschrauben.