-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Der Gegenstand der Erfindung betrifft das Gebiet von Fahrzeugen und insbesondere ein Differential für ein Fahrzeug.
-
HINTERGRUND
-
Fahrzeuge können ein Differential beinhalten, das eine Dreheingabe von einem Getriebe oder Zahnradgetriebe in eine Drehausgabe umwandelt, die ein oder mehrere Räder antreibt. Typischerweise beinhaltet das Differential eine Differentialtrommel mit einer Außenfläche, die einen Zahnkranz trägt. Die Differentialtrommel trägt auch einen Planetenradsatz, der mit einem oder mehreren Rädern wirksam gekoppelt ist. Ein Ritzel rastet mit dem Zahnkranz ein. Das Ritzel kann über eine Antriebswelle angetrieben werden. Der Zahnkranz ist mit der Außenfläche des Differentialgehäuses verbunden. In einigen Fällen kann die Verbindung in Form eines oder mehrerer mechanischer Verbindungselemente erfolgen. In anderen Fällen kann die Verbindung als Schweißnaht ausgeführt werden. In noch anderen Fällen kann die Verbindung in Form einer Presspassung erfolgen.
-
In Einzelfällen kann es bei der Montage zu Fehlausrichtungen kommen, wenn ein Zahnkranz montiert und durch Schweißen oder Presspassung verklebt wird. Eine Fehlausrichtung des Zahnkranzes gegenüber der Differentialtrommel kann zu unerwünschtem Verschleiß am Ritzel und/oder zu unerwünschten Geräuschen führen. Dementsprechend ist es wünschenswert, einen Mechanismus vorzusehen, der die korrekte Ausrichtung des Zahnkranzes und des Differentialgehäuses fördert.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Entsprechend einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet eine Differentialtrommel ein Gehäuse mit einer Außenfläche. Das Gehäuse weist ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen dazwischen liegenden Abschnitt auf, der sich dazwischen erstreckt. Ein Zahnkranztragelement ragt am zweiten Ende nach außen aus dem Gehäuse heraus. Eine Zahnkranztragefläche bildet einen ersten Abschnitt des dazwischenliegenden Abschnitts. Die Zahnkranztragefläche definiert einen ersten Außendurchmesser des dazwischenliegenden Abschnitts. Eine Zahnkranzausrichtfläche bildet einen zweiten Abschnitt des dazwischenliegenden Abschnitts. Die Zahnkranzausrichtfläche definiert einen zweiten Außendurchmesser des dazwischenliegenden Abschnitts. Ein Zahnkranz ist an der Außenfläche des Gehäuses befestigt. Der Zahnkranz beinhaltet eine innere ringförmige Fläche mit einem ersten Bereich, der einen ersten Innendurchmesser definiert und einem zweiten Bereich, der einen zweiten Innendurchmesser definiert. Der erste Bereich stellt eine Presspassung mit der Zahnkranztragefläche her. Der zweite Innendurchmesser ist nicht mehr als etwa 0,05 Zoll (1,27 mm) größer als der zweite Außendurchmesser.
-
Entsprechend einem weiteren Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Differential einen Gehäuseabschnitt mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, die eine Getriebeaufnahmezone definiert. Ein erstes Achsrohr ragt in eine erste Richtung aus dem Gehäuseabschnitt heraus. Ein zweites Achsrohr ragt in einer zweiten Richtung entgegen der ersten Richtung aus dem Gehäuseabschnitt heraus. Eine Differentialtrommel ist im Differentialgehäuse angeordnet. Die Differentialtrommel beinhaltet ein Gehäuse mit einer Außenfläche. Das Gehäuse weist ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen dazwischen liegenden Abschnitt auf, der sich dazwischen erstreckt. Ein Zahnkranztragelement ragt am zweiten Ende nach außen aus dem Gehäuse heraus. Eine Zahnkranztragefläche bildet einen ersten Abschnitt des dazwischenliegenden Abschnitts. Die Zahnkranztragefläche definiert einen ersten Außendurchmesser des dazwischenliegenden Abschnitts. Eine Zahnkranzausrichtfläche bildet einen zweiten Abschnitt des dazwischenliegenden Abschnitts. Die Zahnkranzausrichtfläche definiert einen zweiten Außendurchmesser des dazwischenliegenden Abschnitts. Ein Zahnkranz ist an der Außenfläche des Gehäuses befestigt. Der Zahnkranz beinhaltet eine innere ringförmige Fläche mit einem ersten Bereich, der einen ersten Innendurchmesser definiert und einem zweiten Bereich, der einen zweiten Innendurchmesser definiert. Der erste Bereich stellt eine Presspassung mit der Zahnkranztragefläche her. Der zweite Innendurchmesser ist nicht mehr als etwa 0,05 Zoll (1,27 mm) größer als der zweite Außendurchmesser.
-
Gemäß noch einem anderen Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug ein Fahrgestell, eine Karosserie, die vom Fahrgestell getragen wird und einen Antriebsstrang, der vom Fahrwerk getragen wird. Der Antriebsstrang beinhaltet ein Differential. Das Differential beinhaltet einen Gehäuseabschnitt mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, die eine Getriebeaufnahmezone definiert. Ein erstes Achsrohr ragt in eine erste Richtung aus dem Gehäuseabschnitt heraus. Ein zweites Achsrohr ragt in einer zweiten Richtung entgegen der ersten Richtung aus dem Gehäuseabschnitt heraus. Eine Differentialtrommel ist im Differentialgehäuse angeordnet. Die Differentialtrommel beinhaltet ein Gehäuse mit einer Außenfläche. Das Gehäuse weist ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen dazwischen liegenden Abschnitt auf, der sich dazwischen erstreckt. Ein Zahnkranztragelement ragt am zweiten Ende nach außen aus dem Gehäuse heraus. Eine Zahnkranztragefläche bildet einen ersten Abschnitt des dazwischenliegenden Abschnitts. Die Zahnkranztragefläche definiert einen ersten Außendurchmesser des dazwischenliegenden Abschnitts. Eine Zahnkranzausrichtfläche bildet einen zweiten Abschnitt des dazwischenliegenden Abschnitts. Die Zahnkranzausrichtfläche definiert einen zweiten Außendurchmesser des dazwischenliegenden Abschnitts. Ein Zahnkranz ist an der Außenfläche des Gehäuses befestigt. Der Zahnkranz beinhaltet eine innere ringförmige Fläche mit einem ersten Bereich, der einen ersten Innendurchmesser definiert und einem zweiten Bereich, der einen zweiten Innendurchmesser definiert. Der erste Bereich stellt eine Presspassung mit der Zahnkranztragefläche her. Der zweite Innendurchmesser ist nicht mehr als etwa 0,05 Zoll (1,27 mm) größer als der zweite Außendurchmesser.
-
Die vorstehend genannten Merkmale und Vorteile, sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung, sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen, leicht ersichtlich.
-
Figurenliste
-
Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur exemplarisch in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen und der ausführlichen Beschreibung, welche sich auf die folgenden Zeichnungen bezieht und in denen Folgendes gilt:
- 1 bildet ein Fahrzeug ab, das ein Differential beinhaltet, gemäß einer exemplarischen Ausführungsform;
- 2 bildet eine teilweise ausgeschnittene Ansicht des Differentials von 1 ab;
- 3 bildet eine Querschnittsansicht einer Differentialtrommel des Differentials von 2 mit einem demontierten Zahnkranz ab; und
- 4 bildet eine Querschnittsansicht des Differentials von 2 ab und veranschaulicht den am Differentialgehäuse montierten Zahnkranz.
-
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es wird darauf hingewiesen, dass in allen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen oder entsprechenden Teile und Merkmale verweisen.
-
Ein Fahrzeug wird gemäß einer exemplarischen Ausführungsform im Allgemeinen mit 10 in 1 angezeigt. Das Fahrzeug 10 beinhaltet ein Fahrgestell 14, das eine Karosserie 16 trägt. Das Fahrgestell 14 trägt ebenfalls einen Antriebsstrang 20 mit einem Motor 22, einem Getriebe 24 und einem hinteren Differential 28. Es ist zu verstehen, dass der Motor 22 die Form eines Elektromotors, eines Verbrennungsmotors, eines Hybrid-Elektromotors oder einer anderen Antriebsmaschine annehmen kann, welche die Antriebskraft für das Fahrzeug 10 bereitstellt. Das hintere Differenzial 28 ist mit einem ersten Hinterrad 30 über eine erste Achse 32 und mit einem zweiten Hinterrad 34 über eine zweite Achse 36 gekoppelt. Das Fahrzeug 10 beinhaltet auch ein erstes und zweites Vorderrad 38 und 40. Es versteht sich auch, dass, obgleich mit einem Heckantrieb dargestellt, auch andere Antriebskonfigurationen einschließlich Frontantrieb und Allradantrieb eingesetzt werden können. Das hintere Differential 28 ist über eine Antriebswelle 44 mit dem Getriebe 24 gekoppelt.
-
In Anlehnung an einen Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform, wie in 2 dargestellt, beinhaltet das hintere Differential 28 einen Gehäuseabschnitt 54 mit einer Außenfläche 58 und einer Innenfläche 60, die eine Getriebeaufnahmezone 62 definiert. Der Gehäuseabschnitt 54 trägt auch ein erstes Achsrohr 68, das die erste Achse 32 umgibt und ein zweites Achsrohr 70, das die zweite Achse 36 umgibt. In der Getriebeaufnahmezone 62 befindet sich eine Differentialtrommel 80, die einen Planetenradsatz 81 und einen Zahnkranz 82 trägt. Der Zahnkranz 82 greift mit einem Ritzel 83 ein, das von der Antriebswelle 44 angetrieben wird. Das Ritzel 83 greift mit dem Zahnkranz 82 ein, um die Differentialtrommel 80 zu drehen, die wiederum die erste und zweite Achse 32 und 36 durch den Planetenradsatz 81 antreibt.
-
Ein Verweis folgt nun auf die 3 und 4 zur Beschreibung der Differentialtrommel 80 und des Zahnkranzes 82. Die Differentialtrommel 80 beinhaltet ein Gehäuse 84 mit einer Außenfläche 86, die ein erstes Ende 88, ein zweites Ende 89 und einen Zwischenabschnitt 90 beinhaltet. Das zweite Ende 89 beinhaltet ein Zahnkranzträgerelement 93, das eine gewünschte Position des Zahnkranzes 82 am Gehäuse 84 vorsieht. Das Zahnkranzträgerelement 93 beinhaltet einen radial nach außen vorstehenden Abschnitt 94, der sich vom Gehäuse 84 am zweiten Ende 89 und einem axial hervorstehenden Abschnitt 97 erstreckt. Der Zahnkranz 82 kann auf dem Gehäuse 84 positioniert sein, der an den axialen Vorsprung 97 anliegt, um eine gewünschte Position auf der Außenfläche 86 festzulegen.
-
(FIG. 2)
-
Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform beinhaltet die Differentialtrommel 80 auch eine Zahnkranztragefläche 104 und eine am Gehäuse 84 ausgebildete Zahnkranzausrichtfläche 106. Die Zahnkranztragefläche 104 legt einen ersten Außendurchmesser des Zwischenabschnitts 90 fest, der das benachbarte Zahnkranzträgerelement 93 ist. Die Zahnkranzausrichtfläche 106 legt einen zweiten Außendurchmesser des Zwischenabschnitts 90 zwischen der Zahnkranztragefläche 104 und dem ersten Ende 88 fest. Zwischen dem ersten Außendurchmesser und dem zweiten Außendurchmesser ist ein Stufenabschnitt 107 definiert. Der Stufenabschnitt 107 beinhaltet einen abgewinkelten Randbereich (nicht separat gekennzeichnet), der den Zahnkranz 82 von der Zahnkranzausrichtfläche 106 auf die Zahnkranztragefläche 104 führt. Wie im Folgenden im Einzelnen erläutert, ist der zweite Außendurchmesser der Zahnkranzausrichtfläche 106 so bemessen, dass eine Anti-Spannfunktion für den Zahnkranz 82 definiert wird.
-
Entsprechend einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet der Zahnkranz 82 eine innere ringförmige Fläche 110 mit einem ersten Bereich 112, der einen ersten Innendurchmesser definiert und einem zweiten Bereich 116, der einen zweiten Innendurchmesser definiert, der kleiner ist als der erste Innendurchmesser. Zwischen dem ersten Bereich 112 und dem zweiten Bereich 116 ist ein Stufenbereich 121 definiert.
-
Entsprechend einem Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform legt der erste Innendurchmesser 112 einen Eingriffs- oder eine Presspassung mit der Zahnkranztragefläche 104 fest. In weiterer Übereinstimmung mit einem exemplarischen Aspekt wird der Zahnkranz 82 mit einem Gleitsitz oder Passungsspiel gegenüber der Zahnkranzausrichtfläche ausgeführt. Insbesondere ist der Zahnkranz 82 so konfiguriert, dass er über die Zahnkranzausrichtfläche 106 hin- und hergeschaltet werden kann, ohne zu verkanten, zu spannen oder anderweitig in eine Fehlausrichtung zu geraten. Um den Gleitsitz zu erleichtern und Fehlausrichtungen weitgehend zu vermeiden, ist in einem Beispiel der zweite Innendurchmesser nicht mehr als etwa 0,05 Zoll (1,27 mm) größer als der zweite Außendurchmesser. Entsprechend einem weiteren Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform beträgt der zweite Innendurchmesser nicht mehr als etwa 0,024 Zoll (0,610 mm).
-
Entsprechend einem weiteren Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform ragt der zweite Bereich 116 gegenüber dem ersten Bereich 112 um nicht mehr als etwa 0,5 Zoll (1,27 cm) radial hervor. Entsprechend einem weiteren Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform ragt der zweite Bereich 116 gegenüber dem ersten Bereich 112 um nicht mehr als etwa 0,25 Zoll (0,635-cm) radial hervor. Entsprechend noch einem weiteren Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform ragt der zweite Bereich 116, bezogen auf den ersten Bereich 112, um nicht mehr als etwa 0,125 Zoll (0,32 cm) radial nach innen. Entsprechend noch einem weiteren Aspekt einer exemplarischen Ausführungsform ragt der zweite Bereich 116 gegenüber dem ersten Bereich 112 um nicht mehr als etwa 0,0625 Zoll (0,159-cm) radial hervor. Der Stufenbereich 121 kooperiert mit dem Stufenbereich 107, um die Bewegung des Zahnkranzes 82 über das Gehäuse 84 so zu fördern, dass der erste Bereich 112 auf die Zahnkranztragefläche 104 eingepresst werden kann, wobei die gewünschte Ausrichtung zur Außenfläche 86 erhalten bleibt.
-
Der Begriff „ungefähr“ soll den Fehlergrad einschließen, der mit der Messung der bestimmten Menge verbunden ist, basierend auf der Ausrüstung, die zum Zeitpunkt der Einreichung der Anmeldung verfügbar ist. So kann beispielsweise „etwa“ einen Bereich von ± 8 % oder 5 % oder 2 % eines gegebenen Wertes enthalten.
-
Während die Erfindung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute auf dem Gebiet verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen, und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten spezifischen Ausführungsformen beschränkt wird, sondern dass sie außerdem alle Ausführungsformen beinhaltet, die innerhalb des Umfangs der Anmeldung fallen.
