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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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FELD DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Differentialvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen der selben, wobei die Differentialvorrichtung umfasst: einen Differentialmechanismus; und ein Differentialgehäuse, welches den Differentialmechanismus beherbergt, wobei das Differentialgehäuse umfasst: einen ersten und einen zweiten Lagervorsprung, welche integral damit an einem Seitenabschnitt und einem anderen Seitenabschnitt des Differentialgehäuses gebildet und an einer gleichen Achse ausgerichtet sind, um von einem Getriebegehäuse mittels Lagern getragen zu sein; einen ringförmigen Flansch, welcher integral mit dem Differentialgehäuse an einem Zwischenabschnitt gebildet ist, welcher von einer Mitte des Differentialgehäuses in Richtung der Seite des zweiten Lagervorsprungs versetzt ist; Arbeitsfenster zum Einsetzen des Differentialmechanismus, wobei die Arbeitsfenster in Abschnitten einer Umfangswand des Differentialgehäuses bereitgestellt sind, welche an einer diametralen Linie orthogonal zu der Achse zueinander weisen, wobei der Flansch ein Ring-Zahnrad an eine Außenumfangsfläche davon pressgepasst aufweist; und wobei ein pressgepasster Abschnitt zwischen dem Flansch und dem Ring-Zahnrad an die Seite des zweiten Lagervorsprungs geschweißt ist.
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BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
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Eine solche Differentialvorrichtung ist als in der internationalen Veröffentlichung Nr.
WO2013-18223 offenbart bekannt.
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In der in der internationalen Veröffentlichung Nr.
WO2013-18223 offenbarten Differentialvorrichtung ist eine Wanddicke eines Flanschs eines Differentialgehäuses über einen gesamten Umfang gleichförmig, und ein Schweißen eines pressgepassten Abschnitts zwischen dem Flansch und einem Ring-Zahnrad wird an einem rechten und einem linken gegenüberliegenden Seitenabschnitt durchgeführt. In einem Fall, in dem Arbeitsfenster groß gebildet sind, um ein Bearbeiten einer Innenfläche des Differentialgehäuses und ein Einsetzen eines Differentialmechanismus in das Differentialgehäuse zu erleichtern, können die Arbeitsfenster in eine Seitenfläche des Flanschs an einer Seite eines ersten Lagervorsprungs schneiden, um vertiefte Abschnitte zu bilden. In dem Fall, dass ein Differentialgehäuse solche vertieften Abschnitte aufweist, führt ein komplett umlaufendes Schweißen des Flanschs mit dem Ring-Zahnrad zu verschiedenen Problemen. Beispielsweise muss in dem Fall, in dem die Seitenfläche des Flanschs an der Seite des ersten Lagervorsprungs geschweißt wird, eine Position eines Schweißbrenners gemäß Formen der vertieften Abschnitte verändert werden, wodurch die Betriebseffizienz verringert wird. Zudem neigen, selbst wenn die Arbeitsfenster mit Spannvorrichtungen abgedeckt sind, um zu verhindert, dass während des Schweißens erzeugte Spritzer in das Differentialgehäuse eintreten, die Spritzer dazu, aufgrund des Vorliegens der vertieften Abschnitte in das Differentialgehäuse einzutreten. Ferner kann, wenn eine Seitenfläche des Flanschs an einer Seite eines zweiten Lagervorsprungs ebenfalls geschweißt wird, ein durchstechendes Schweißen leicht in den vertieften Abschnitten auftreten, da die Wanddicke des Flanschs in Abschnitten, die den vertieften Abschnitten entsprechen, klein ist. Folglich werden die Spritzer in Richtung der Seite des ersten Lagervorsprung gestreut und können an einer Innenfläche des Differentialgehäuses haften bleiben.
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ABRISS DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Umstände gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Differentialvorrichtung bereitzustellen, in der ein pressgepasster Abschnitt zwischen einem Flansch und einem Ring-Zahnrad vorteilhaft geschweißt werden kann, selbst in dem Fall, in dem Arbeitsfenster in eine Seitenfläche des Flanschs an einer Seite eines ersten Lagervorsprungs schneiden, um vertiefte Abschnitte zu bilden, sowie ein Verfahren zur Herstellung der selben.
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Um die Aufgabe zu lösen, ist gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung eine Differentialvorrichtung bereitgestellt, umfassend: einen Differentialmechanismus; und ein Differentialgehäuse, welches den Differentialmechanismus aufnimmt (beherbergt), wobei das Differentialgehäuse umfasst: einen ersten und einen zweiten Lagervorsprung, welche integral damit an einem Seitenabschnitt und einem anderen Seitenabschnitt des Differentialgehäuses gebildet und an einer gleichen Achse ausgerichtet sind, um von einem Getriebegehäuse mittels Lagern getragen zu sein; einen ringförmigen Flansch, welcher integral mit dem Getriebegehäuse an einem Zwischenabschnitt gebildet ist, welcher von einer Mitte des Differentialgehäuses in Richtung der Seite des zweiten Lagervorsprungs versetzt ist; Arbeitsfenster zum Einsetzen des Differentialmechanismus, wobei die Arbeitsfenster in Abschnitten einer Umfangswand des Differentialgehäuses bereitgestellt sind, welche an einer diametralen Linie orthogonal zu der Achse zueinander weisen, wobei die Arbeitsfenster in den Flansch schneiden, um vertiefte Abschnitte in einer Seitenfläche des Flanschs an der Seite des ersten Lagervorsprungs zu bilden, wobei der Flansch ein Ring-Zahnrad an einer Außenumfangsfläche davon pressgepasst aufweist; und ein pressgepasster Abschnitt zwischen dem Flansch und dem Ring-Zahnrad geschweißt ist, wobei ein Presspass-Regulierungsmittel zum Regulieren einer Presspass-Tiefe des Flanschs und des Ring-Zahnrads in dem pressgepassten Abschnitt zwischen dem Flansch und dem Ring-Zahnrad bereitgestellt ist, der Flansch dünnwandige Abschnitte, in welchen vertiefte Abschnitte vorliegen, und dickwandige Abschnitte, welche frei von vertieften Abschnitten sind, umfasst, die dickwandigen Abschnitte und das Ring-Zahnrad einem Schweißen von der Seite des zweiten Lagervorsprungs zu einer vorbestimmten Schweißtiefe ausgesetzt sind, und die dünnwandigen Abschnitte und das Ring-Zahnrad dem Schweißen von der Seite des zweiten Lagervorsprungs zu einer Schweißtiefe ausgesetzt sind, welche flacher ist als die vorbestimmte Schweißtiefe, oder nicht geschweißt sind.
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Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Presspass-Regulierungsmittel zum Regulieren der Presspass-Tiefe des Flanschs und des Ring-Zahnrads in dem pressgepassten Abschnitt zwischen dem Flansch und dem Ring-Zahnrad bereitgestellt, und die dickwandigen Abschnitte des Flanschs und das Ring-Zahnrad sind von der Seite des zweiten Lagervorsprungs zu der vorbestimmten Schweißtiefe geschweißt. Dementsprechend kann trotz der Tatsache, dass das Schweißen des pressgepassten Abschnitts zwischen dem Flansch und dem Ring-Zahnrad nur an einer Seitenflächen-Seite des Flanschs und des Ring-Zahnrads durchgeführt wird, die Verbindungsstärke des pressgepassten Abschnitts zwischen dem Flansch und dem Ring-Zahnrad verbessert werden, und die Herstellungskosten können durch die verbesserte Effizienz des Schweißvorgangs reduziert werden. Ferner besteht, da die eine Seitenflächenseite des Flanschs und des Ring-Zahnrads, die zu schweißen ist, den Arbeitsfenstern gegenüberliegt, nicht das Problem, dass während des Schweißens erzeugt Spritzer durch die Arbeitsfenster in das Differentialgehäuse eintreten. Zudem kann, da die dünnwandigen Abschnitte des Flanschs und des Ring-Zahnrads von der Seite des zweiten Lagervorsprungs auf die Schweißtiefe geschweißt werden, die flacher ist als die vorbestimmte Schweißtiefe, oder nicht geschweißt werden, ein durchstechendes Schweißen in den dünnwandigen Abschnitten verhindert werden, und es kann verhindert werden, dass die Spritzer in das Differentialgehäuse eintreten. Es sei festgehalten, dass die Presspass-Regulierungsmittel einer Stopperwand 22 einer Ausführungsform entsprechen, die später beschrieben werden wird.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zum ersten Aspekt der Erfindung, sind ein Schweißstartpunkt und ein Schweißendpunkt des pressgepassten Abschnitts zwischen dem Flansch und dem Ring-Zahnrad in jedem der dickwandigen Abschnitte angepasst.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind der Schweißstartpunkt und der Schweißendpunkt des pressgepassten Abschnitts zwischen dem Flansch und dem Ring-Zahnrad in jedem der dickwandigen Abschnitte angepasst. Dementsprechend können Abschnitte des Flanschs und des Ring-Zahnrads, bei denen die Möglichkeit einer Dickenreduktion besteht, in den dickwandigen Abschnitten vorgesehen werden. Insbesondere kann ein gesamter Umfang ohne Lücken geschweißt werden, indem der Schweißstartpunkt und der Schweißendpunkt angepasst werden (sogenanntes zweifaches Schweißen), jedoch wird eine Dickenreduktion in dem Flansch und dem Ring-Zahnrad durch zweifaches Schweißen derselben Position hervorgerufen. Aus diesem Grund ist der angepasste Punkt in dem dickwandigen Abschnitt vorgesehen. Somit kann der Einfluss der Dickenreduktion in dem Flansch und dem Ring-Zahnrad minimiert werden. Zudem kann, selbst wenn eine Schweißtiefe an dem angepassten Punkt tief wird, ein durchstechendes Schweißen verhindert werden.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung, zusätzlich zu dem zweiten Aspekt der Erfindung, wird der pressgepasste Abschnitt zwischen dem Flansch und dem Ring-Zahnrad gleichmäßig in eine Mehrzahl von getrennten Bereichen geteilt, die entlang einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und der Schweißstartpunkt und der diesem benachbarte Schweißendpunkt von jedem der getrennten Abschnitte werden in jedem der dickwandigen Bereiche angepasst.
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Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der pressgepasste Abschnitt zwischen dem Flansch und dem Ring-Zahnrad in die Mehrzahl von getrennten Bereichen geteilt, die entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind, und der Schweißstartpunkt und der diesem benachbarte Schweißendpunkt von jedem der getrennten Bereiche werden in jedem der dickwandigen Bereiche angepasst. Dementsprechend kann die durch das Schweißen hervorgerufene thermische Belastung des Flanschs und des Ring-Zahnrads verhindert oder signifikant verringert werden.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind, zusätzlich zu einem aus dem zweiten und dritten Aspekt, Abstände von dem Schweißstartpunkt und dem Schweißendpunkt, die aufeinander angepasst sind, zu den dünnwandigen Abschnitten auf 45° oder mehr um die Mittelachse des Flanschs festgelegt.
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Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Abstände von dem Schweißstartpunkt und dem Schweißendpunkt, die aufeinander angepasst sind, zu den dünnwandigen Abschnitten des Flanschs auf 45° oder mehr um die Mittelachse des Flanschs festgelegt. Dementsprechend kann die thermische Belastung der dünnwandigen Abschnitte, die aufgrund einer Zunahme der Schweiß-Wärmeeingabe, die durch das Anpassen des Schweißstartpunkts und des Schweißendpunkts hervorgerufen wird, verringert werden. Zudem kann durch Festlegen des angepassten Punkts des Schweißstartpunkts und des Schweißendpunkts an einer Position, die von den dünnwandigen Abschnitten in der Umfangsrichtung entfernt platziert ist, eine Dickenverringerung in dem Flansch und dem Ring-Zahnrad reduziert werden.
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Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung, zusätzlich zu einem aus dem ersten bis vierten Aspekt, ist ein Stiftloch, in das ein Verlust-Verhinderungsstift für eine Ritzelwelle des Differentialmechanismus eingepasst ist, derart bereitgestellt, dass es durch den Außenumfangsabschnitt des Differentialgehäuses hindurchtritt, und der Schweißstartpunkt ist bezüglich des Stiftlochs festgelegt. Dementsprechend kann das Schweißen angemessen durchgeführt werden, ohne dass eine besondere Markierung zum Festlegen des Schweißstartpunkts vorgesehen wird.
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Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu einem aus dem ersten bis fünften Aspekt, umfasst das Ring-Zahnrad einen Rand, der einen Zahnabschnitt an einem Außenumfang davon aufweist, eine Nabe, die von dem Rand umgeben ist und an den Flansch pressgepasst ist, und eine Speiche, die integral den Rand und die Nabe verbindet; und eine Rotations-Mittelebene der Speiche ist näher an dem ersten Lagervorsprung angeordnet als eine Rotations-Mittelebene des Flanschs.
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Gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, da die Rotations-Mittelebene der Speiche des Ring-Zahnrads näher an dem ersten Lagervorsprung angeordnet ist als die Rotations-Mittelebene des Flanschs, das Ring-Zahnrad so nahe wie möglich an der Mitte des Differentialgehäuses platziert. Dementsprechend kann eine Drehmomentübertragung von dem Ring-Zahnrad an das Differentialgehäuse vorteilhaft ausgeführt werden. Zudem können Schublasten und eine radiale Last, die auf das Ring-Zahnrad wirken, in guter Balance von dem Lager aufgeteilt werden, was es erlaubt, dass das ersten Lager von dem Getriebegehäuse getragen ist, und das Lager es erlaubt, dass der zweite Lagervorsprung von dem Getriebegehäuse getragen ist.
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Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen der Differentialvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, wobei wenn das Schweißen an den dünnwandigen Abschnitten und dem Ring-Zahnrad durchgeführt wird, die Schweißleistung niedriger ist als diejenige beim Schweißen der dickwandigen Abschnitte, oder die Schweißgeschwindigkeit ist größer als diejenige beim Schweißen der dickwandigen Abschnitte.
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Gemäß dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung können, wenn die dünnwandigen Abschnitte und das Ring-Zahnrad geschweißt werden, die Schweißtiefen zwischen den dünnwandigen Abschnitten und dem Ring wie gewünscht flacher gemacht werden als die Schweißtiefen zwischen dem pressgepassten Abschnitt und dem Ring-Zahnrad, indem die Schweißleistung auf einen niedrigeren Wert reduziert wird als beim Schweißen der dickwandigen Abschnitte oder indem die Schweißgeschwindigkeit auf einen größeren Wert erhöht wird als beim Schweißen der dickwandigen Abschnitte.
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Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform deutlich, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen gegeben wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Längsschnitt-Draufsicht, welche teilweise eine Differentialvorrichtung der vorliegenden Erfindung und ein Getriebegehäuse zum Aufnehmen derselben zeigt.
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2 ist eine Draufsicht eines Differentialgehäuses der oben beschriebenen Differentialvorrichtung.
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3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in 2.
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4 ist eine Ansicht von dem Pfeil 4 in 3 aus, die zeigt, wie ein Flansch und ein Ring-Zahnrad zu schweißen sind.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf Grundlage der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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In 1 ist eine Differentialvorrichtung D in einem Getriebegehäuse 1 eines Fahrzeugs aufgenommen. Die Differentialvorrichtung umfasst ein Differentialgehäuse 2 und einen in dem Differentialgehäuse 2 aufgenommenen (beherbergten) Differentialmechanismus 3. An einem rechten Seitenabschnitt und einem linken Seitenabschnitt des Differentialgehäuses 2 sind ein erster Lagervorsprung 4 und ein zweiter Lagervorsprung 5, die an der gleichen Achse X ausgerichtet sind, integral damit gebildet. Diese ersten und zweiten Lagervorsprünge 4, 5 sind von dem Getriebegehäuse 1 mittels Lagern 6 und 6' getragen und tragen eine rechte und linke Achse 7, 8.
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Der Differentialmechanismus 3 umfasst eine Ritzelwelle 9, welche von dem Differentialgehäuse 2 so gehalten wird, dass sie zu der Achse X orthogonal ist, ein Paar von Ritzeln 10, welche von der Ritzelwelle 9 getragen sind, und ein Paar von seitlichen Zahnrädern 11, welche mit inneren Enden der Achsen 7, 8 kerbverzahnt sind, um mit den Ritzeln 10 einzugreifen. Eine hintere Fläche von jedem Zahnrad ist drehbar von der kugelförmigen Innenfläche des Differentialgehäuses 2 getragen.
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Die Ritzelwelle 9 ist von einem Paar von Tragelöchern 12 in einem Außenumfangsabschnitt des Differentialgehäuses 2 gehalten. Der Außenumfangsabschnitt des Differentialgehäuses 2 ist mit einem Stiftloch 13 bereitgestellt, welches lateral durch den Außenumfangsabschnitt durchtritt, um orthogonal zu einem der Tragelöcher 12 zu sein. Ein in das Stiftloch 13 pressgepasster Verlustverhinderungsstift 14 tritt durch die Ritzelwelle 9 hindurch. Dies führt dazu, dass ein Herabfallen der Ritzelwelle 9 von dem Trageloch 12 verhindert wird.
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Zudem weist das Differentialgehäuse 2 einen ringförmigen Flansch 15 auf, welcher integral damit an einem Zwischenabschnitt gebildet ist, welcher von einer Mitte C des Differentialgehäuses 2 in Richtung der Seite des zweiten Lagervorsprungs 5 versetzt ist. Ein Ring-Zahnrad 17 zum Eingreifen mit einem Ausgabezahnrad 16 eines Getriebes ist an dem Flansch 15 angebracht.
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Wie in 2 bis 4 gezeigt, sind ferner in Abschnitten einer Umfangswand des Differentialgehäuses 2, die an einer diametralen Linie orthogonal zu der Achse X zueinander weisen, ein Paar von Arbeitsfenstern 18 zum Bearbeiten der kugelförmigen Innenfläche des Differentialgehäuse 2 und zum Erleichtern eines Einführens des Differentialmechanismus 3 in das Differentialgehäuse 2 bereitgestellt. Diese Arbeitsfenster 18 sind groß gebildet, so dass sie in den Flansch 15 schneiden. Somit sind vertiefte Abschnitte 19 in einer Seitenfläche des Flanschs 15 an einer Seite des ersten Lagervorsprungs 4 gebildet. Dementsprechend weist der Flansch 15 ein Paar von dünnwandigen Abschnitten 15b, in denen die vertieften Abschnitte 19 vorliegen, und ein Paar von dickwandigen Abschnitten 15a auf, in denen die vertieften Abschnitte 19 nicht vorliegen.
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Wie in 1 und 3 gezeigt, umfasst das Zahnrad 17 einen Reifen 17a, welcher eine schraubenförmige Zahngruppe an einem Außenumfang davon aufweist, eine plattenförmige Speiche 17b, welche von einer Innenumfangsfläche des Reifens 17a vorsteht, und eine ringförmige Nabe 17c, welche von einer Seitenfläche eines Endabschnitts eines Innenumfangs der Speiche 17b an der Seite des zweiten Lagervorsprungs 5 vorsteht. Eine ringförmige Stopperwand 22, welche von einer Seite einer Innenumfangsfläche der Nabe 17c vorsteht, ist integral mit der Speiche 17b gebildet. Die Nabe 17c ist an den Flansch 15 von der Seite des ersten Lagervorsprungs 4 pressgepasst. Zu dieser Zeit kommt die Stopperwand 22 mit einer Seitenfläche des Flanschs 15 in Kontakt, um eine Presspass-Tiefe davon zu regulieren.
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In dem oben beschriebenen Ring-Zahnrad 17 ist eine Rotations-Mittelebene P2 der Speiche 17b näher an dem ersten Lagervorsprung 4 als eine Rotations-Mittelebene P1 des Flanschs 15 angeordnet. Somit ist das Ring-Zahnrad 17 so nahe wie möglich an der Mitte C des Differentialgehäuses 2 platziert, und eine Drehmomentübertragung von dem Ring-Zahnrad 17 an das Differentialgehäuse 2 kann vorteilhaft ausgeführt werden. Zudem können Schublasten und radiale Lasten, die auf das Ring-Zahnrad 17 wirken, in guter Aufteilung von einem Lager 6 geteilt werden, was es dem ersten Lagervorsprung 4 erlaubt, von dem Getriebegehäuse 1 und einem Lager 6' getragen zu sein, was es dem zweiten Lagervorsprung 5 erlaubt, von dem Getriebegehäuse 1 getragen zu sein.
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Zudem gibt es in dem Getriebegehäuse 1 Fälle, in denen eine Position in einer Links-Rechts-Richtung des Ausgabe-Zahnrads 16, das mit dem Ring-Zahnrad 17 eingreifen soll, gemäß der Spezifikation des Getriebes geändert wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann, da die Rotations-Mittelebene P der Speiche 17b so nahe wie möglich zu der Mitte C des Differentialgehäuses 2 angeordnet ist, eine Änderung der Position des Ausgabe-Zahnrads 16 in die linke oder rechte Richtung gehandhabt werden, indem nur der Rand 17a in die linke oder rechte Richtung in Übereinstimmung mit dem Ausgabe-Zahnrad 16 verlängert wird, ohne die Position des Speiche 17b zu ändern. Somit kann eine flexible Reaktion auf eine Änderung der Spezifikation des Ausgabe-Zahnrads 16 gegeben werden.
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In 4 ist ein pressgepasster Abschnitt Pf zwischen dem Flansch 15 und der Nabe 17c einem Laserschweißen 23 von der Seite des zweiten Lagervorsprungs 5 ausgesetzt, über einen gesamten Umfang des pressgepassten Abschnitts Pf.
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Bei dem Schweißen wird das Stiftloch 13 in einem Mittelabschnitt des dickwandigen Abschnitts 15a zuvor bereitgestellt, und der pressgepasste Abschnitt Pf zwischen dem Flansch 15 und der Nabe 17c wird durch eine diametrale Linie Y des Flanschs 15 gleichmäßig in erste und zweite getrennte Bereiche 24, 25 geteilt, die durch einen Mittelpunkt des Stiftlochs 13 verläuft. Dann wird ein Paar von Laserbrennern 26, 26' so platziert, dass sie jeweils auf zwei Trennungspunkte zwischen dem ersten und zweiten Bereich 24, 25 zeigen. Während die Laserbrenner 26, 26' oder das Differentialgehäuse 2 in einer festgelegten Richtung um eine Mittelachse des Flanschs 15 rotiert wird, wird das Schweißen 23 durch Einwirken mit Laserstrahlen auf den ersten und zweiten getrennten Bereich 24, 25 durchgeführt. Auf diese Weise werden Schweißstartpunkte 27 und Schweißendpunkte 28 des ersten und zweiten getrennten Bereichs 24, 25 benachbart zueinander jeweils in den Mittelabschnitten der jeweiligen dickwandigen Abschnitte 15a angepasst.
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Zudem werden zu dieser Zeit, wenn das Schweißen 23 an den dünnwandigen Abschnitten 15b durchgeführt wird, Schweißtiefen H2 (siehe 3) der dünnwandigen Abschnitte 15b flacher gemacht als Schweißtiefen H1 (siehe 1) der dickwandigen Abschnitte 15a, indem eine Laserleistung gegenüber derjenigen beim Schweißen der dickwandigen Abschnitte 15a verringert wird, oder eine Schweißgeschwindigkeit gegenüber derjenigen beim Schweißen der dickwandigen Abschnitt 15a erhöht wird. Alternativ werden die dünnwandigen Abschnitte 15b nicht geschweißt.
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Als nächstes wird der Betrieb dieser Ausführungsform beschrieben.
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In dem Ring-Zahnrad 17 ist die ringförmige Stopperwand 22, die an der Seite der Innenumfangsfläche der Nabe 17c vorsteht, integral mit dem Rand 17a gebildet. Wenn die Nabe 17c an den Flansch 15 des Differentialgehäuses 2 von der Seite des ersten Lagervorsprungs 4 pressgepasst wird, kommt die Stopperwand 22 mit der Seitenfläche des Flanschs 15 in Kontakt, um die Presspass-Tiefe zu regulieren. Der pressgepasste Abschnitt Pf zwischen dem Flansch 15 und der Nabe 17c des Ring-Zahnrads 17 wird dem Laserschweißen 23 von der Seite des zweiten Lagervorsprungs 5 ausgesetzt. Dementsprechend kann trotz der Tatsache, dass das Schweißen des pressgepassten Abschnitts Pf zwischen dem Flansch 15 und der Nabe 17c nur an einer Seitenflächenseite des Flanschs 15 und der Nabe 17c durchgeführt wird, die Verbindungsstärke zwischen dem Flansch 15 und der Nabe 17c verbessert werden, und die Herstellungskosten können durch die verbesserte Effizienz des Schweißvorgangs reduziert werden. Ferner besteht dadurch, dass die zu schweißende eine Seitenflächenseite des Flanschs 15 und der Nabe 17c gegenüber den Arbeitsfenstern 18 liegt, keine Gefahr, dass während des Schweißens erzeugte Spritzer in das Differentialgehäuse 2 durch die Arbeitsfenster 18 hindurch eintreten.
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Zudem werden, wenn das Schweißen 23 an dem oben beschriebenen pressgepassten Abschnitt Pf durchgeführt wird, die dickwandigen Abschnitte 15a des Flanschs 15 und des Ring-Zahnrads 17 auf die vorbestimmte Schweißtiefe H1 geschweißt, und die dünnwandigen Abschnitte 15b des Flanschs 15 und des Ring-Zahnrads 17 werden auf die Schweißtiefe H2 geschweißt, die flacher als die vorbestimmte Schweißtiefe H1 ist, oder werden überhaupt nicht geschweißt. Dementsprechend kann ein durchstechendes Schweißen in den dünnwandigen Abschnitten 15b vermieden werden, und es kann verhindert werden, dass Spritzer in das Differentialgehäuse 2 eintreten.
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Zudem sind die Schweißstartpunkte 27 und die Schweißendpunkte 28 des pressgepassten Abschnitts Pf zwischen dem Flansch 15 und dem Ring-Zahnrad 17 jeweils in den dickwandigen Abschnitten 15a angepasst. Dementsprechend erlaubt das Anpassen der Schweißstartpunkte 27 und der Schweißendpunkte 28, dass ein durchstechendes Schweißen selbst dann verhindert wird, wenn Schweißtiefen an den angepassten Punkten tief werden.
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Ferner ist der pressgepasste Abschnitt Pf zwischen dem Flansch 15 und dem Ring-Zahnrad 17 gleichmäßig in die Mehrzahl von getrennten Bereichen 24, 25 aufgeteilt, die entlang einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und die Mehrzahl von getrennten Bereichen 24, 25 werden gleichzeitig dem Schweißen 23 unterzogen. Dementsprechend werden Abkühlgeschwindigkeitsunterschiede zwischen geschweißten Abschnitten so weit wie möglich verringert, und Ungleichmäßigkeiten von thermischen Belastungen des Ring-Zahnrads 17, die von Schweißen hervorgerufen werden, können vermieden oder signifikant reduziert werden. Dies kann eine Biegung des Ring-Zahnrads 17 verhindern. Ebenfalls sind der Schweißstartpunkt 27 und der diesem benachbarte Schweißendpunkt 28 von jedem der getrennten Bereiche 24, 25 in dem dickwandigen Abschnitt 15a angepasst. Dementsprechend kann ein Einfluss einer Stärkenverringerung in dem Flansch 15 und dem Ring-Zahnrad 17, das von einer Mehrzahl von zweimal geschweißten Abschnitten hervorgerufen wird, verringert werden, und ein durchstechendes Schweißen kann an jedem angepassten Punkt verhindert werden.
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Zudem ist das Stiftloch 13, in das der Verlust-Verhinderungsstift 14 für die Ritzelwelle 9 des Differentialmechanismus eingepasst ist, dazu vorgesehen, durch einen Außenumfangsabschnitt des Differentialgehäuses 2 hindurchzutreten, der dem dickwandigen Abschnitt 15a entspricht, und die Schweißstartpuntke 27 sind unter Bezugnahme auf das Stiftloch 13 festgelegt. Dementsprechend sind sowohl die Schweißendpunkte 28 als auch die Schweißstartpunkte 27 jeweils natürlich in den dickwandigen Abschnitten 15a festgelegt. Somit kann das Schweißen angemessen durchgeführt werden, ohne dass eine besondere Markierung zum Festlegen der Schweißstartpunkte 27 vorzusehen ist.
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Zudem werden die vertieften Abschnitte 19 zwischen dem Flansch 15 und der Stopperwand 22 belassen. Die vertieften Abschnitte 19 tragen zum Vereinfachen eines Abgebens von während des Schweißens des pressgepassten Abschnitts Pf erzeugtem Gas an die Umgebung bei.
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Es sei festgehalten, dass die Abstände θ von den Schweißstartpunkten 27 und den Schweißendpunkten 28, die aneinander angepasst sind, zu den dünnwandigen Abschnitten 15b vorzugsweise 45° oder mehr um die Mittelachse des Flanschs 15 betragen. Insbesondere kann in einem Fall, in dem die Laserleistung für die dünnwandigen Abschnitte 15b gegenüber derjenigen für die dickwandigen Abschnitte 15a reduziert wird, die Laserleistung in einem Zustand reduziert werden, in dem die Leistung sogar noch stabiler ist als unmittelbar nach dem Beginn der Laserleistung, indem ein ausreichender Abstand von dem Schweißstartpunkt 27 zu dem dünnwandigen Abschnitt 15b vorgesehen wird. Folglich kann die Laserleistung leicht gesteuert/geregelt werden. Zudem kann die thermische Belastung der dünnwandigen Abschnitte 15b, die aufgrund einer Zunahme der Schweißwärmeleitung auftritt, die durch das Anpassen der Schweißstartpunkte 27 und der Schweißendpunkte 28 hervorgerufen wird, verringert werden. Ferner kann durch Festlegen der angepassten Punkte der Schweißstartpunkte 27 und der Schweißendpunkte 28 an Positionen, die von dünnwandigen Abschnitten 15b in der Umfangsrichtung entfernt platziert sind, die Stärkenverringerung in dem Flansch 15 und dem Ring-Zahnrad 17 verringert werden.
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Während einer Drehmomentübertragung zwischen dem Ausgabe-Zahnrad 16 und dem Ring-Zahnrad 17 wirken Schublasten in Richtung nach links und rechts auf das Ring-Zahnrad 17, das ein schraubenförmiges Zahnrad ist. Die Schublast in Richtung nach rechts wird von dem Flansch 15 über einen Abschnitt getragen, der dem Schweißen 23 unterzogen ist, und die Schublast in Richtung nach links wird von dem Flansch 15 über die Stopperwand 22 getragen. Dementsprechend kann die Last auf den Abschnitt, der dem Schweißen 23 unterzogen ist, reduziert werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern es können zahlreiche Änderungen am Design vorgenommen werden, ohne dass vom Geist davon abgewichen wird. Beispielsweise muss die Schweißtiefe in den dickwandigen Abschnitten 15a nicht gleichförmig sein. In den dickwandigen Abschnitten 15a kann die Schweißtiefe nur an den angepassten Punkten der Schweißstartpunkte 27 und Schweißendpunkte 28 tief (H1) festgelegt sein. Zudem kann Folgendes eingesetzt werden: die Wanddicke des Flanschs 15 wird gemessen; die Schweißstartpunkte 27 und die Schweißendpunkte 28 werden an den dicksten Punkten in den dickwandigen Anschnitten 15a festgelegt; und die Schweißtiefe wird nur in den angepassten Punkten tief (H1) festgelegt. Ferner müssen, während in der oben beschriebenen Ausführungsform von der Annahme ausgegangen worden ist, dass die dünnwandigen Abschnitte 15b geschweißt werden, die dünnwandigen Abschnitte 15b nicht geschweißt werden, in dem Fall, in dem das Schweißen der dickwandigen Abschnitte 15a eine ausreichende Schweißstärke erzielt.
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In einer Differentialvorrichtung und einem Verfahren zum Herstellen davon ist eine Presspass-Regulierungsvorrichtung, die eine Presspass-Tiefe des Flanschs und des Ring-Zahnrads reguliert, in einem pressgepassten Abschnitt zwischen dem Flansch und dem Ring-Zahnrad bereitgestellt, der Flansch umfasst dünnwandige Abschnitte mit vertieften Abschnitten und dickwandige Abschnitte ohne die vertieften Abschnitte, die dickwandigen Abschnitte und das Ring-Zahnrad sind von einer Seite eines zweiten Lagervorsprungs auf eine vorbestimmte Schweißtiefe geschweißt, und die dünnwandigen Abschnitte und das Ring-Zahnrad sind von der Seite des zweiten Lagervorsprungs auf eine Schweißtiefe geschweißt, die flacher als die vorbestimmte Schweißtiefe ist, oder nicht geschweißt. Dementsprechend kann der pressgepasste Abschnitt zwischen dem Flansch und dem Ring-Zahnrad effizient geschweißt werden, selbst in einem Fall, in dem Arbeitsfenster eines Differentialgehäuses in eine Seitenfläche des Flanschs an einer Seite eines ersten Lagervorsprungs schneiden, um die vertieften Abschnitte zu bilden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2013-18223 [0002, 0003]
