DE10350871A1 - Differenzialgetriebe - Google Patents

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DE10350871A1 DE2003150871 DE10350871A DE10350871A1 DE 10350871 A1 DE10350871 A1 DE 10350871A1 DE 2003150871 DE2003150871 DE 2003150871 DE 10350871 A DE10350871 A DE 10350871A DE 10350871 A1 DE10350871 A1 DE 10350871A1
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Ulrich Dipl.-Ing. Mair
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    • F16H48/10Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears

Abstract

Es wird ein Differenzialgetriebe (3) für ein Fahrzeug zum Verteilen eines über eine Antriebswelle auf ein Tellerrad (8) geleiteten Antriebsmoments einer Antriebsmaschine (2) auf zwei Abtriebswellen (4, 5) und zum Ausgleichen einer Drehzahldifferenz zwischen den beiden Abtriebswellen (4, 5) beschrieben. Zum Überbrücken eines Achsversatzes zwischen den Abtriebswellen (4, 5) und Antriebsrädern (6, 7) einer Fahrzeugvorderachse (1) oder zwischen den Abtriebswellen (4, 5) und antreibbaren Fahrzeugachsen ist jeweils mindestens eine Zahnradpaarung (10, 11) vorgesehen. Wenigstens ein Achskegelrad des Differenzialgetriebes (3) ist an seiner Umfangsfläche mit einer Stirnradverzahnung ausgeführt, die Teil der Zahnradpaarung (10, 11) ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Differenzialgetriebe für ein Fahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
  • In der Praxis wird Bekannterweise bei Fahrzeugen ein von einer Antriebsmaschine erzeugtes Antriebsmoment bedarfsgerecht über ein Getriebe zu den Antriebsrädern geleitet. Sind Fahrzeuge, wie beispielsweise Allrad-Pkws oder allradgetriebene Lkws, mit mehreren angetriebenen Achsen ausgeführt, muss die Leistung der Antriebsmaschine im Antriebsstrang eines derartigen Fahrzeugs auf die einzelnen Antriebsachsen verteilt werden.
  • Zur Leistungsverteilung werden sogenannte Differenzialgetriebe eingesetzt; wobei Längsdifferenziale in Fahrtrichtung gesehen zur Längsverteilung der Antriebsleistung der Antriebsmaschine zwischen mehreren angetriebenen Achsen eines Fahrzeuges eingesetzt werden. Sogenannte Querdifferenziale bzw. Ausgleichsgetriebe werden in Bezug auf die Fahrtrichtung eines Fahrzeugs zu einer Querverteilung der Antriebsleistung auf Antriebsräder einer Fahrzeugachse verwendet.
  • Die in der Praxis herkömmlich verwendeten Bauarten von Differenzialgetrieben sind unter anderem sogenannte Kegelraddifferenziale, Stirnraddifferenziale in Planetenbauweise oder auch Schneckenraddifferenziale. Insbesondere Stirnraddifferenziale werden wegen der Möglichkeit zur unsymmetrischen Momentenverteilung meist als Längsdifferenziale eingesetzt. Kegelraddifferenziale stellen mittlerweile für den Querausgleich bei Fahrzeugen einen Standard dar und Schne ckenraddifferenziale werden sowohl zur Längsverteilung als auch für eine Querverteilung eingesetzt.
  • Das in der Antriebsmaschine erzeugte Antriebsmoment wird bei einem Kegelraddifferenzial auf ein beispielsweise spiral- oder hypoidverzahntes Kegelrad in das Kegelraddifferenzial eingeleitet und über einen Differenzialkäfig bzw. Differenzialkorb auf Ausgleichskegelräder übertragen, die wie ein Waagebalken wirken und immer ein Drehmomentengleichgewicht zwischen zwei Abtriebswellen des Kegelraddifferenzials herstellen. Bei Geradeausfahrt eines mit dem Kegelraddifferenzial ausgeführten Fahrzeuges laufen der Differenzialkäfig, die Achskegelräder, die verdrehfest mit den Achskegelrädern verbundenen Achswellen sowie die Ausgleichskegelräder im Inneren des Differenzialkäfigs als Block um, wobei sich zwischen Differenzialbolzen und den darauf gelagerten Ausgleichskegelrädern keine Relativbewegung einstellt.
  • Bei einer Kurvenfahrt muss sich eine Achswelle bzw. eine mit dem auf der Kurvenaußenseite befindlichen Rad einer Fahrzeugachse verbundene erste Abtriebswelle des Kegelraddifferenzials schneller drehen als die mit dem auf der Kurveninnenseite angeordneten Rad verbundene zweite Achswelle bzw. zweite Abtriebswelle des Differenzials, wobei die Achskegelräder und die Ausgleichskegelräder in an sich bekannter Art und Weise derart aufeinander abwälzen, dass der Drehzahlausgleich zwischen den Rädern einer Fahrzeugachse stattfindet.
  • Die vorbeschriebenen Differenzialgetriebe werden unter anderem auch bei sogenannten Portalachsen verwendet, wie sie aus der DE 100 57 090 A1 und der DE 198 52 394 A1 be kannt sind. Dabei sind Achswellen gegenüber den Radachsen um einen bestimmten Abstand, d. h. eine so genannte Portalhöhe bzw. Portaltiefe, versetzt angeordnet. Dieser Achsversatz wird durch jeweils ein Zwischengetriebe unmittelbar am Radantrieb, einem sogenannten Portaltrieb, ausgeglichen.
  • Nachteilig dabei ist jedoch, dass der zwischen den Achswellen bzw. Abtriebswellen des Differenzials und den Rädern der Fahrzeugachse vorliegende Achsversatz über aufwändige Getriebeeinrichtungen ausgeglichen wird, die durch hohe Fertigungskosten sowie durch einen großen Bauraumbedarf gekennzeichnet sind.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Differenzialgetriebe zur Verfügung zu stellen, mittels dem ein Achsversatz zwischen den Abtriebswellen und Antriebsrädern oder zwischen Abtriebswellen des Differenzialgetriebes und antreibbaren Fahrzeugachsen kostengünstig und mit geringem Bauraumbedarf durchführbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Differenzialgetriebe gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Differenzialgetriebe zum Verteilen eines über eine Antriebswelle auf ein Tellerrad geleiteten Antriebsmoments einer Antriebsmaschine auf zwei Abtriebswellen und zum Ausgleichen einer Drehzahldifferenz zwischen den beiden Abtriebswellen ist ein Achsversatz zwischen den Abtriebswellen und Antriebsrädern einer Fahrzeugachse oder zwischen den Abtriebswellen und antreibbaren Fahrzeugachsen kostengünstig und mit geringem Bauraumbedarf durchführbar.
  • Dazu ist zwischen den Abtriebswellen und Antriebsrädern einer Fahrzeugachse oder zwischen den Abtriebswellen und antreibbaren Fahrzeugachsen jeweils mindestens eine Zahnradpaarung vorgesehen. Dabei ist besonders vorteilhaft, dass wenigstens ein Achskegelrad an seiner Umfangsfläche mit einer Stirnradverzahnung ausgeführt ist, die Teil der Zahnradpaarung ist und im Vergleich zu aus der Praxis bekannten Lösungen nur mit geringem zusätzlichen Bauraumbedarf und kostengünstig in ein Gehäuse des Differenzialgetriebes integriert ist.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei zur Verbesserung der Übersichtlichkeit in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugzeichen verwendet werden.
  • Es zeigt:
  • 1 eine Vorderansicht einer Antriebsmaschine mit Komponenten einer Fahrzeugvorderachse, bei der ein Antriebsmoment zwischen den beiden Fahrzeugseiten über ein erfindungsgemäßes Differenzialgetriebe verteilt wird;
  • 2 die Darstellung gemäß 1, wobei ein Achsversatz zwischen den Antriebsrädern und dem Differenzialgetriebe direkt im Bereich des Differenzialgetriebes über Zahnradpaarungen ausgeglichen ist;
  • 3 die Darstellung gemäß 1, wobei eine Krafteinleitung in das Differenzialgetriebe und eine Koppelstelle zwischen den Abtriebswellen des Differenzialgetriebes auf unterschiedlichen Seiten der Antriebsmaschine angeordnet ist;
  • 4 eine schematisierte Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgeführten Differenzialgetriebes in Alleinstellung;
  • 5 eine Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles eines Differenzialgetriebes in einer schematisierten Schnittansicht; und
  • 6 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Differenzialgetriebes in einer schematisierten Schnittdarstellung.
  • 1 zeigt mehrere Komponenten einer Fahrzeugvorderachse 1 eines Fahrzeuges zusammen mit einer Antriebsmaschine 2 in stark schematisierter Darstellung. Das von der Antriebsmaschine 1 erzeugte Antriebsmoment wird zunächst von einem in 1 nicht näher dargestellten Hauptgetriebe, mittels dem mehrere Übersetzungen darstellbar sind und das jedes an sich aus der Praxis bekannte Getriebe sein kann, über ein mit einer in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Seitenwelle verbundenes Kegelrad 9 auf ein Tellerrad 8 eines Differenzialgetriebes 3 geführt und von dort aus in das vorliegend als Querverteilergetriebe ausgeführte Differenzialgetriebe 3 in Form eines der in dem Hauptgetriebe ein gestellten Übersetzung entsprechend transformierten Getriebeausgangsmoments des Hauptgetriebes eingeleitet. Anschließend wird das Getriebeausgangsmoment des Hauptgetriebes zwischen zwei Abtriebswellen 4 und 5 des Differenzialgetriebes 2, welche mit Antriebsrädern 6 und 7 der Fahrzeugvorderachse 1 verbunden sind, betriebszustandsabhängig mit variierenden Verteilungsgraden verteilt.
  • Das Differenzialgetriebe 3 kann sowohl als Querdifferenzial zum Verteilen des dem Differenzial 3 zugeführten Drehmomentes in Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei Antriebsrädern einer antreibbaren Fahrzeugachse als auch als Längsdifferenzial zum Verteilen eines Antriebsmomentes einer Antriebsmaschine in Fahrzeuglängsrichtung zwischen zwei antreibbaren Fahrzeugachsen eingesetzt werden. Dabei kann das Differenzialgetriebe beispielsweise als ein Kegel-, Stirn- oder Kronenraddifferenzial ausgebildet sein.
  • Ein zwischen den Antriebsrädern 6 und 7 und dem Differenzialgetriebe 3 vorliegender Achsversatz wird jeweils über eine Zahnradpaarung 10 bzw. 11 ausgeglichen. Dabei ist die Zahnradpaarung 11 zwischen dem Tellerrad 8 und dem Antriebsrad 7 und die Zahnradpaarung 11 ist im Bereich zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Antriebsrad 6 angeordnet, wobei ein Zahnrad 15 der Zahnradpaarung 10 mit einem ersten Abschnitt 4A der ersten Abtriebswelle 4 und ein weiteres Zahnrad 16 der Zahnradpaarung 10, das mit dem Zahnrad 15 kämmt, mit einem zweiten Abschnitt 4B der ersten Abtriebswelle 4 verbunden ist. Die Zahnradpaarung 11 besteht aus einem Zahnrad 40, das mit der zweiten Abtriebswelle 5 verbunden ist und einem weiteren in einem Gehäuse 42 des Differenzialgetriebes 3 angeordneten Zahnrad.
  • Bezug nehmend auf 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anordnung der Fahrzeugvorderachse 1 und der Antriebsmaschine 2 gezeigt, wobei ein Achsversatz zwischen dem Differenzialgetriebe 3 und dem Antriebsrad 6 im Gegensatz zu der in 1 dargestellten Ausführungsform, bei der der Achsversatz über die Zahnradpaarung 10 überbrückt wird, über die als Gelenkwelle ausgeführte Abtriebswelle 4 mit den beiden winkelig zueinander angeordneten Abschnitten 4A und 4B ausgeglichen wird. Der erste Abschnitt 4A ist an seinem dem Gehäuse 42 des Differenzialgetriebes 3 mit einem Zahnrad 41 einer weiteren Zahnradstufe 43 ausgeführt, wobei das Zahnrad 41 mit einem im Gehäuse 42 angeordneten Zahnrad des Differenzialgetriebes 3 kämmt. Mittels der weiteren Zahnradstufe 43 besteht die Möglichkeit, das dem ersten Antriebsrad 6 zuzuführende Drehmoment auf einem niedrigen Höhenniveau durch die Antriebsmaschine 2 oder an dieser vorbei zu führen.
  • Bezug nehmend auf 3 ist die Fahrzeugvorderachse 1 mit der Antriebsmaschine 2 gezeigt, wobei die Einleitung des Getriebeausgangsmoments des Hauptgetriebes in das Gehäuse 42 des Differenzialgetriebes 3 über das von dem Differenzialgetriebe 3 räumlich getrennt angeordnete Tellerrad 8 erfolgt. Das Tellerrad 8 ist vorliegend zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem zweiten Antriebsrad 7 angeordnet, während ein in 4 näher dargestellter, im Gehäuse 42 des Differenzialgetriebes 3 montierter Differenzialkorb 12 sowie eine Koppelstelle 13 zwischen den beiden Abtriebswellen 4 und 5, die ebenfalls im Gehäuse 42 angeordnet ist, zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem ersten Antriebsrad 6 der Fahrzeugvorderachse 1 positioniert ist. Das Getriebeausgangsmoment wird vom Tellerrad 8 über eine Hohlwelle 14 auf die beiden Abtriebswellen 4 und 5 geführt.
  • Die Abtriebswelle 5 verläuft von der Koppelstelle 13 durch die Hohlwelle 14 in Richtung des Antriebsrades 7, während die Abtriebswelle 4 von der Koppelstelle 13 direkt zu dem neben dem Differenzialgetriebe 3 angeordneten Antriebsrad 6 führt. Die beiden Abtriebswellen 4 und 5 sind bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen wenigstens im Bereich der Antriebsräder 6 und 7 als Gelenkwellen ausgeführt, um die im Betrieb des Fahrzeuges variierenden Niveaulagen der Antriebsräder 6 und 7 ausgleichen zu können.
  • Die Abtriebswelle 5 setzt sich vorliegend aus einer durch die Hohlwelle 14 verlaufende Querwelle 5A und der damit verbundenen Gelenkwelle 5B zusammen, wobei in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles die Hohlwelle 14 und die Querwelle 5A in der in 3 dargestellten Weise direkt durch das Gehäuse der Antriebsmaschine 2, d. h. vorzugsweise durch die Ölwanne der Antriebsmaschine, oder in Vorwärtsfahrtrichtung gesehen, vor bzw. hinter der Antriebsmaschine 2 oder alternativ dazu unterhalb der Antriebsmaschine 2 in Richtung des Antriebsrades 7, welches auf der anderen Seite der Antriebsmaschine 2 als die Koppelstelle 13 angeordnet ist, geführt werden können.
  • Damit besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, die Drehmomentübertragung vom Getriebeausgang des Hauptgetriebes, der auf der Seite der Antriebsmaschine 2 angeordnet ist, auf der auch ein in 3 nicht näher dargestelltes Lenkgetriebe eines Fahrzeuges vorgesehen ist, auf platzsparende Art und Weise durchzuführen, da lediglich das in axialer Richtung der Fahrzeugvorderachse 1 wenig Bauraum beanspruchende Tellerrad 8 auf dieser Seite des Fahrzeuges bzw. der Antriebsmaschine 2 positioniert ist und das Getriebe ausgangsmoment des Hauptgetriebes vom Tellerrad 8 über die Hohlwelle 14 in Richtung der Koppelstelle 13 des Differenzialgetriebes 2 ohne wesentlich größeren Bauraumbedarf und auf konstruktiv einfache Art und Weise weitergeleitet wird.
  • Der Teil des Differenzialgetriebes 2, in welchem die Koppelstelle 13 zwischen den beiden Abtriebswellen 4 und 5 angeordnet ist, und das Tellerrad 8 sind vorliegend jeweils an der Antriebsmaschine 2 befestigt bzw. drehbar gelagert. Das Tellerrad 8 und die damit verbundene Hohlwelle 14 können alternativ dazu auch an dem Lenkgetriebe des Fahrzeugs gelagert sein, wobei das Lenkgetriebe dann an der Antriebsmaschine befestigt ist.
  • Die zweite Zahnradpaarung 11, die zur Überbrückung eines Achsversatzes zwischen dem Differenzialgetriebe 3 und dem zweiten Antriebsrad 7 der Fahrzeugvorderachse 1 vorgesehen ist, besteht vorliegend aus dem mit der Gelenkwelle 5B verbundenen Zahnrad 40 und einem damit kämmenden Zahnrad 44, welches mit der Querwelle 5B der zweiten Abtriebswelle 5 verbunden ist.
  • 4 zeigt eine spezielle Ausgestaltung des in 2 lediglich stark schematisiert dargestellten Differenzialgetriebes 3 mit einem über die beiden Zahnradpaarungen 43 und 11 realisierten Achsversatz zwischen dem Differenzialgetriebe 3 und den beiden Abtriebswellen 4 und 5. Die beiden Zahnradpaarungen 43 und 11 sind jeweils aus einer Stirnradverzahnung 17 und 18 und den Zahnrädern 42 und 40 gebildet, wobei die Stirnradverzahnungen 17 und 18 jeweils an einer Umfangsfläche eines Achskegelrades 19, 20 des Differenzialgetriebes 3 ausgebildet sind und in die das Zahnrad 42 bzw. das Zahnrad 40 eingreift. Das Zahnrad 40 ist mit der Abtriebswelle 5 und das Zahnrad 42 ist mit der Abtriebswelle 4 verbunden.
  • Mit der in 2 und 4 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführung eines Differenzialgetriebes mit der Möglichkeit eines Achsversatzausgleichs kann ein Schwerpunkt eines Fahrzeuges auf einem möglichst niedrigen Niveau gehalten werden, da die Antriebsmaschine 2 aufgrund der in Bezug auf die Antriebsräder 6 und 7 vertikal versetzt angeordneten Abtriebswelle 4 im Vergleich zu aus der Praxis bekannten Lösungen auf ein niedrigeres Niveau absenkbar ist.
  • Bei einer tieferen Anordnung der Antriebsmaschine 2 im Fahrzeug können die beiden Antriebsräder 6 und 7 der Fahrzeugvorderachse 1, wenn die Antriebsmaschine 2 in herkömmlicher Art und Weise in Fahrtrichtung vor der Fahrgastzelle des Fahrzeuges angeordnet ist, nicht mehr direkt und geradlinig miteinander verbunden werden, ohne dabei die Antriebsmaschine zu durchqueren. Durch den mit dem erfindungsgemäßen Differenzialgetriebe 2 durchführbaren Achsversatzausgleich besteht die Möglichkeit, die beiden Antriebsräder 6 und 7 einer im Bereich der Antriebsmaschine 2 ausgebildeten Fahrzeugvorderachse 1 ohne Durchquerung des Gehäuses der Antriebsmaschine bauraumoptimiert an den Antriebsstrang des Fahrzeugs anzubinden.
  • Die Achskegelräder 19, 20 sind zusätzlich zu den Stirnradverzahnungen 17 und 18 mit Kegelradverzahnungen 21, 22 ausgebildet, mit denen die beiden Achskegelräder 19, 20 in Kegelradverzahnungen 23, 24 zweier Ausgleichsräder 25 und 26 eingreifen.
  • Die Axialkräfte, die im Betrieb des Differenzialgetriebes 3 von der Zahnradpaarung zwischen den Achskegelrädern 19 und 20 und den Ausgleichsrädern 25 und 26 auf die Achskegelräder 19 und 20 wirken, werden im Gegensatz zu aus der Praxis bekannten Kegelraddifferenzialen nicht am Differenzialkorb 12 abgestützt, sondern in einen für die beiden Achskegelräder 19 und 20 eine gemeinsame Achse darstellenden Bolzen 27 eingeleitet. Auf dem Bolzen 27 wälzen sich die beiden Achskegelräder 19 und 20 ab, wobei die beiden Achskegelräder über die beiden scheibenartig ausgeführten Axialabstützungen 28 und 29, die mit dem Bolzen 27 verschraubt sind, in axialer Richtung des Bolzens 27 gehalten sind.
  • Die Einleitung des Antriebsmoments der Antriebsmaschine bzw. des Getriebeausgangsmoments des Hauptgetriebes in das Differenzialgetriebe 3 erfolgt vorliegend über das Tellerrad 8 in den Differenzialkorb 12, von wo aus sich das Drehmoment über Ausgleichsbolzen 30, 31 auf die Ausgleichsräder 25 und 26 verteilt. Über den ringförmig ausgeführten Differenzialkorb 12 werden die auf die Ausgleichsräder 25 und 26 wirkenden Spreizkräfte, die aus der Verzahnung mit den Achskegelrädern 19 und 20 resultieren, abgestützt. Des Weiteren werden die Verzahnungskräfte, welche am Tellerrad 8 wirken und in den Differenzialkorb 12 eingeleitet werden, über die Ausgleichsbolzen 30 und 31 in den Bolzen 27 eingeleitet, wobei die Ausgleichsbolzen 30 und 31 als Lagerung für die Ausgleichsräder 25 und 26 dienen.
  • Der Bolzen 27 ist vorliegend in einem hülsenförmig ausgeführten Bauteil 32 angeordnet, auf dem sowohl die Achskegelräder 19 und 20 sowie die Ausgleichsräder 25 und 26 gelagert sind und in das die Ausgleichsbolzen 30 und 31, welche sowohl in den Differenzialkorb 12 als auch in die Ausgleichsräder 25 und 26 durchgreifen, mit ihrem dem Differenzialkorb 12 abgewandten Ende derart eingreifen, dass die Verzahnungskräfte des Tellerrades 8 über die Ausgleichsbolzen 30 und 31 über die spezielle kreuzförmige Ausgestaltung des hülsenförmigen Bauteils 32 in den Bolzen 27 eingeleitet werden.
  • Die Bauteile des Differenzialgetriebes 3 sind in einem nicht näher dargestellten Gehäuse des Differenzialgetriebes 3 gelagert. Die Lagerung kann im Bereich der Achskegelräder 19 und 20 bzw. an nicht näher dargestellten Verlängerungen der Axialabstützungen 28 und 29 vorgesehen sein. Alternativ hierzu kann die Lagerung im Gehäuse des Differenzialgetriebes auch über den Differenzialkorb 12 erfolgen.
  • 5 zeigt eine Weiterbildung des in 4 dargestellten Differenzialgetriebes 3, bei dem zwischen den Achskegelrädern 19 und 20 und den Antriebsrädern 6 und 7 jeweils ein Planetengetriebe 33 bzw. 34 zwischengeschaltet ist. Dabei bilden die Achskegelräder 19 und 20 jeweils die Sonnenräder, auf welchen jeweils auf einem Planetenträger 33A bzw. 34A gelagerten Planeten 33B, 34B abwälzen, wobei die Planeten 33B und 34B jeweils in gehäusefest ausgeführte Hohlräder 33C und 34C eingreifen.
  • Die Planetenträger 33A und 34A sind jeweils mit Stirnrädern 35 bzw. 36 verbunden, die mit mit den Antriebsrädern 6 bzw. 7 verbundenen weiteren Stirnrädern 37 bzw. 38 kämmen und die jeweils einen Teil einer Zahnradpaarung 44 und der Zahnradpaarung 11 bilden, die für einen Achsversatzausgleich zwischen dem Differenzialgetriebe 3 und den beiden Antriebsrädern 6 und 7 der Fahrzeugvorderachse 1 vorgesehen sind.
  • Alternativ hierzu kann es in der 5 dargestellten Art und Weise auch vorgesehen sein, dass mit den Hohlrädern 33C und 34C kämmende weitere Stirnräder 37A bzw. 38A vorgesehen sind, die jeweils mit den Antriebsrädern 6 bzw. 7 verbunden sind, wobei die Planetenträger 33A und 34A gehäusefest ausgeführt sind und die Hohlräder 33C und 34C drehbar im Gehäuse des Differenzialgetriebes 3 angeordnet sind.
  • 6 zeigt eine Ausgestaltung des in 3 lediglich stark schematisiert dargestellten Differenzialgetriebes 3 mit einem Achsversatzausgleich, bei dem die Hohlwelle 14 im Bereich der Koppelstelle 13 mit dem Differenzialkorb 12 verschraubt ist und die Zahnradpaarung 10 aus der Stirnradverzahnung 17, die an der Umfangsfläche des Achskegelrades 19 ausgeführt ist und dem Zahnrad 16, welches mit der Stirnradverzahnung 17 kämmt und mit dem Antriebsrad 6 verbunden ist, ausgebildet ist. Die Verzahnungskräfte, welche am in 3 dargestellten Tellerrad 8 wirken und über die Hohlwelle 14 in den Differenzialkorb 12 eingeleitet werden, über die Ausgleichsbolzen 30 und 31 auf den Bolzen 27 geführt werden.
  • Mit der in 3 und 6 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführung eines Differenzialgetriebes besteht in derselben Art und Weise wie mit dem in 2 und 4 dargestellten Differenzialgetriebe die Möglichkeit einen Schwerpunkt eines Fahrzeugs auf einem möglichst niedrigen Niveau zu halten, da die Antriebsmaschine aufgrund der in Bezug auf die Antriebsräder 6 und 7 vertikal versetzt angeordneten Abtriebswelle 5 im Vergleich zu aus der Praxis bekannten Lösungen auf einem niedrigeren Niveau in Richtung des Antriebsrades 7 führbar ist.
  • Alternativ zu der einstückig ausgeführten Lösung der Achskegelräder 19 und 20 mit den Stirnradverzahnungen 17 und 18 kann es bei einer weiteren nicht näher dargestellten Ausführungsform des Differenzialgetriebes nach der Erfindung auch vorgesehen sein, dass an der Umfangsfläche der Achskegelräder Stirnräder angeordnet sind, die mit den Achskegelrädern drehfest verbunden ist. Eine derartige geteilte Ausführung der Stirnradverzahnungen und der Achskegelräder bietet fertigungstechnische Vorteile, da die Kegelradverzahnungen der Achskegelräder und die Stirnradverzahnungen der Achskegelräder an verschiedenen Bauteilen ausgeführt sind.
  • 1
    Fahrzeugvorderachse
    2
    Antriebsmaschine
    3
    Differenzialgetriebe
    4
    Abtriebswelle
    5
    Abtriebswelle
    5A
    Querwelle
    5B
    Gelenkwelle
    6
    erstes Antriebsrad der Fahrzeugvorderachse
    7
    zweites Antriebsrad der Fahrzeugvorderachse
    8
    Tellerrad
    9
    Kegelrad
    10
    erste Zahnradpaarung
    11
    zweite Zahnradpaarung
    12
    Differenzialkorb
    13
    Koppelstelle zwischen den Abtriebswellen
    14
    Hohlwelle
    15, 16
    Zahnrad
    17, 18
    Stirnradverzahnung
    19, 20
    Achskegelrad
    21, 22, 23, 24
    Kegelradverzahnung
    25, 26
    Ausgleichsrad
    27
    Bolzen
    28, 29
    Axialabstützung
    30, 31
    Ausgleichsbolzen
    32
    hülsenförmiges Bauteil
    33, 34
    Planetengetriebe
    33A, 34A
    Planetenträger
    33B, 34B
    Planet
    33C, 34C
    Hohlrad
    35, 36, 37, 38
    Stirnrad
    37A, 38A
    Stirnrad
    40
    Zahnrad der zweiten Zahnradpaarung
    41
    Zahnrad der weiteren Zahnradstufe
    42
    Gehäuse des Differenzialgetriebes
    43
    weitere Zahnradstufe
    44
    Zahnradder weiteren Zahnradstufe
    45
    Zahnradpaarung

Claims (16)

  1. Differenzialgetriebe (3) für ein Fahrzeug zum Verteilen eines über eine Antriebswelle auf ein Tellerrad (8) geleiteten Antriebsmoments einer Antriebsmaschine (2) auf zwei Abtriebswellen (4, 5) und zum Ausgleichen einer Drehzahldifferenz zwischen den beiden Abtriebswellen (4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass zum Überbrücken eines Achsversatzes zwischen den Abtriebswellen (4, 5) und Antriebsrädern (6, 7) einer Fahrzeugachse (1) oder zwischen den Abtriebswellen und antreibbaren Fahrzeugachsen jeweils mindestens eine Zahnradpaarung (10, 11) vorgesehen ist, wobei wenigstens ein Achskegelrad (19, 20) an seiner Umfangsfläche mit einer Stirnradverzahnung (17, 18) ausgeführt ist, die Teil der Zahnradpaarung (10, 11) ist.
  2. Differenzialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnradverzahnung (17, 18) einstückig mit dem Achskegelrad (19, 20) ausgeführt ist.
  3. Differenzialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnradverzahnung mit dem Achskegelrad drehfest verbunden ist.
  4. Differenzialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Achskegelräder (19, 20) auf einer gemeinsamen Achse (27) gelagert sind, in die die Axialkräfte der Kegelradverzahnungen (21, 22) der Achskegelräder (19, 20) einleitbar sind.
  5. Differenzialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmoment über das Tellerrad (8) auf einen damit verbundenen Differenzialkorb (12), wenigstens einen in den Differenzialkorb (12) eingreifenden Ausgleichsbolzen (30, 31), auf dem Ausgleichsräder (25, 26) drehbar gelagert sind, und anschließend auf die mit den Achskegelrädern (19, 20) kämmenden Ausgleichsräder (25, 26) führbar ist.
  6. Differenzialgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzialkorb (12) ringförmig ausgebildet ist und Radialkräfte der Kegelradverzahnungen (23, 24) der Ausgleichsräder (25, 26) abstützt.
  7. Differenzialgetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der Verzahnung des Tellerrades (8) auftretenden Verzahnungskräfte über die Ausgleichsbolzen (30, 31) an der gemeinsamen Achse (27) der Achskegelräder (19, 20) abstützbar sind.
  8. Differenzialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Abtriebswellen (4, 5) und den Achskegelrädern (19, 20) jeweils ein Planetensatz (33, 34) angeordnet ist, wobei jeweils ein Achskegelrad (19, 20) ein Sonnenrad darstellt und jeweils ein Hohlrad (33C, 34C) der Planetensätze (33, 34) gehäusefest ausgeführt ist, und wobei jeweils ein Planetenträger (33A, 34A) der Planetensätze (33, 34) mit einer der Abtriebswellen (4, 5) verbunden ist.
  9. Differenzialgetriebe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Tellerrad (8) im Bereich zwischen der Antriebsmaschine (2) und einem Antriebsrad (6 oder 7) der Fahrzeugvorderachse (1) und der Differenzialkorb (12) im Bereich zwischen der Antriebsmaschine (2) und dem anderen Antriebsrad (7 oder 6) der Fahrzeugachse (1) angeordnet ist, wobei das Tellerrad (8) und der Differenzialkorb (12) über eine Welle (14) verbunden sind.
  10. Differenzialgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14) als Hohlwelle ausgeführt ist.
  11. Differenzialgetriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Abtriebswellen (4 oder 5) bereichsweise durch die Hohlwelle (14) geführt ist.
  12. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Achse (27) der Achskegelräder (19, 20) an der Antriebsmaschine (2) gelagert ist.
  13. Differenzialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Tellerrad (8) an einem Lenkgetriebe gelagert ist.
  14. Differenzialgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle einstückig mit dem Differenzialkorb ausgeführt ist.
  15. Differenzialgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14) durch ein Gehäuseteil der Antriebsmaschine (2) geführt ist.
  16. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle zwischen dem Differenzialkorb und dem Tellerrad unterhalb der Antriebsmaschine verläuft.
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