DE112010005897T5

DE112010005897T5 - Wellenvorrichtung

Info

Publication number: DE112010005897T5
Application number: DE112010005897T
Authority: DE
Inventors: Norihiro Mizoguchi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2010-09-22
Publication date: 2013-07-18
Anticipated expiration: 2030-09-23
Also published as: US20130172090A1; US8591374B2; JPWO2012039032A1; WO2012039032A1; DE112010005897B4; CN103140703B; CN103140703A; JP5440711B2

Abstract

Vorgesehen ist eine Wellenvorrichtung, welche eine zufriedenstellende Schmierung für eine Welle sicherstellen kann. Die Wellenvorrichtung enthält ein Gehäuse (40) mit einer ersten Einführöffnung (44), welche einen Bolzen (71) in einer Querrichtung zu einer Axialrichtung (100) aufnimmt. Die Welle (50) besitzt eine zweite Einführöffnung (54), welche den Bolzen (71) in einer Querrichtung zu der Axialrichtung (100) aufnimmt. Der Bolzen (71) ist durch sowohl die erste Einführöffnung (44) als auch die zweite Einführöffnung (54) angeordnet, um die Welle (50) relativ zu dem Gehäuse (40) zu fixieren. Das Gehäuse (40) besitzt ferner einen Raum (45), welcher es der Welle (50) ermöglicht, mit dem teilweise in die zweite Einführöffnung (54) eingeführten Bolzen (71) in deren Umfangsrichtung zu rotieren.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wellenvorrichtung und insbesondere eine Wellenvorrichtung mit einer Welle und einem Gehäuse, welches die Welle darin aufnimmt.
Stand der Technik
Herkömmlich wurde eine Struktur für eine Differenzialvorrichtung vorgeschlagen, welche auf einem Automobil oder einem ähnlichen Fahrzeug montiert ist. Insbesondere ist eine Ritzelwelle in ein Durchgangsloch eingeführt, welches in einer Außenwand eines Differenzialgehäuses vorgesehen ist, und ein Bolzen ist in eine Bolzen-Einführöffnung eingeführt, welche in der Außenwand des Differenzialgehäuses in einer Richtung, orthogonal zu dem Durchgangsloch, gebohrt ist, um den Bolzen mit der Ritzelwelle in Eingriff zu bringen, um die Ritzelwelle an dem Differenzialgehäuse zu fixieren, um zu verhindern, dass die Ritzelwelle austritt (siehe beispielsweise JP 2008-128440 (Patentliteratur 1)).
Liste der zitierten Schriften
Patentliteratur

PTL 1: JP 2008-128440

Kurzfassung der Erfindung
Technisches Problem
Eine Automobil-Differenzialvorrichtung kann ein Ritzel besitzen, welches durch eine große Differenzbewegung der linken und rechten Räder, hohe Last oder dergleichen relativ zu einer Ritzelwelle gleitet. Entsprechend wird es als wichtig erachtet in der Lage zu sein, kontinuierlich Schmieröl zwischen das Ritzel und die Ritzelwelle zu fördern.
Üblicherweise besitzt eine Ritzelwelle lediglich einen Abschnitt deren äußerer Umfangsfläche, welcher der Ritzel-Ausnehmung gegenübersteht, um zwischen der Ritzelwelle und dem Ritzel einen Raum zum Zuführen von Schmieröl auszubilden. Wenn sich die Ritzelwelle relativ zu dem Differenzialgehäuse axial bewegt, verschiebt sich der Öl-Zuführraum von einer Position, bei welcher sich die Ritzelwelle und das Ritzel gegenüberliegen, was in einer reduzierten Schmierung durch Öl zwischen der Ritzelwelle und dem Ritzel resultiert.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des vorstehenden Nachteils gemacht und eine Hauptaufgabe davon ist es, eine Wellenvorrichtung vorzusehen, welche eine gute Schmierung für eine Welle sicherstellen kann.
Lösung des Problems
Die vorliegende Erfindung sieht eine Wellenvorrichtung vor, mit: einem Gehäuse; einer Welle, welche in dem Gehäuse aufgenommen ist; und einem Bolzen, welcher die Bewegung der Welle in einer Axialrichtung beschränkt. Das Gehäuse besitzt eine erste Einführöffnung, welche den Bolzen in einer Querrichtung zu der Axialrichtung aufnimmt. Die Welle besitzt eine zweite Einführöffnung, welche den Bolzen in einer Querrichtung zu der Axialrichtung aufnimmt. Der Bolzen ist durch sowohl die erste Einführöffnung als auch die zweite Einführöffnung angeordnet bzw. eingeführt, um die Welle relativ zu dem Gehäuse zu fixieren. Das Gehäuse besitzt ferner einen Raum, welcher es der Welle ermöglicht, mit dem teilweise in die zweite Einführöffnung eingeführten Bolzen in deren Umfangsrichtung zu rotieren.
Bei der Wellenvorrichtung kann der Raum ausgebildet sein, indem die erste Einführöffnung eine Innenwand besitzt, welche in einer radialen Richtung, orthogonal zu der Axialrichtung, teilweise ausgenommen ist.
Bei der Wellenvorrichtung kann der Bolzen in der radialen Richtung, orthogonal zu der Axialrichtung, in die zweite Einführöffnung eingeführt sein und der Raum kann eine Dimension besitzen, welche in der Axialrichtung geringfügig größer wie diese des Bolzens ist.
Bei der Wellenvorrichtung kann der Bolzen relativ zu dem Gehäuse gleiten, während die Welle in deren Umfangsrichtung rotiert.
Bei der Wellenvorrichtung kann die Welle in einer zylindrischen Aufnahmeöffnung aufgenommen sein, welche in dem Gehäuse ausgebildet ist, und der Raum kann einen Innendurchmesser besitzen, welcher größer wie ein Durchmesser der Aufnahmeöffnung ist.
Bei der Wellenvorrichtung kann die Geometrie des Raums aus Sicht der Axialrichtung rund sein.
Bei der Wellenvorrichtung kann sich der Raum mit der Aufnahmeöffnung eine Mitte teilen. Bei der Wellenvorrichtung kann, wenn ein Fahr-Drehmoment auf die Welle einwirkt, um die Welle mit dem durch sowohl die erste Einführöffnung als auch die zweite Einführöffnung angeordneten Bolzen in der Umfangsrichtung zu rotieren, der Bolzen bei einer Position radial außerhalb des Durchmessers der Aufnahmeöffnung gebrochen werden.
Bei der Wellenvorrichtung kann der Bolzen einen schwachen Abschnitt besitzen, welcher eine niedrigere Festigkeit besitzt als ein anderer Abschnitt des Bolzens, und der schwache Abschnitt kann bei einer Position radial außerhalb des Durchmessers der Aufnahmeöffnung vorgesehen sein, wobei die Welle in der Aufnahmeöffnung aufgenommen ist und die zweite Einführöffnung den darin eingeführten Bolzen besitzt.
Bei der Wellenvorrichtung kann der schwache Abschnitt eine Vertiefung enthalten, indem der Bolzen bearbeitet und dadurch teilweise entfernt bzw. ausgenommen wird.
Bei der Wellenvorrichtung kann die Vertiefung ausgebildet werden, indem der Bolzen im Umfang bearbeitet und dadurch im Durchmesser reduziert wird.
Bei der Wellenvorrichtung kann die Vertiefung die Form eines Durchgangslochs annehmen, welches den Bolzen durchdringt.
Bei der Wellenvorrichtung kann das Gehäuse ein Gehäuse einer Differenzialvorrichtung für ein Fahrzeug sein und die Welle kann eine Ritzelwelle der Differenzialvorrichtung sein und kann als eine Achse entsprechend einer Rotationsmitte eines Ritzels der Differenzialvorrichtung konfiguriert sein.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die vorliegende Wellenvorrichtung kann eine gute Schmierung für eine Welle sicherstellen.
Kurze Beschreibung der Abbildungen
1 ist ein Querschnitt einer Differenzialvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Teil-Querschnittsansicht der Differenzialvorrichtung, welche in einer Umgebung eines Bereiches II, welcher in 1 gezeigt ist, vergrößert ist.
3 ist ein Querschnitt, welcher eine Konfiguration einer Einführöffnung zeigt, welche in einem Differenzialgehäuse vorgesehen ist.
4 ist ein Querschnitt des Differenzialgehäuses entlang einer Linie IV-IV, welche in 3 gezeigt ist.
5 ist ein Querschnitt des Differenzialgehäuses entlang einer Linie V-V, welche in 3 gezeigt ist.
6 ist ein Querschnitt des Differenzialgehäuses entlang einer Linie VI-VI, welche in 3 gezeigt ist.
7 ist eine Seitenansicht, welche eine Konfiguration eines Bolzens detailliert zeigt.
8 ist ein Querschnitt, welcher das Differenzialgehäuse und die Ritzelwelle mit deren entsprechenden Einführöffnungen mit dem aufgenommenen Bolzen zeigt.
9 ist ein Querschnitt, welcher den gebrochenen Bolzen zeigt.
10 ist ein Querschnitt, welcher den mit der Ritzelwelle rotierenden Bolzen zeigt.
11 ist eine Seitenansicht, welche eine Konfiguration eines Bolzens einer zweiten Ausführungsform detailliert zeigt.
12 ist ein Querschnitt des Bolzens entlang einer Linie XII-XII, welche in 11 gezeigt ist.
13 ist eine Seitenansicht, welche eine Konfiguration eines Bolzens einer dritten Ausführungsform detailliert zeigt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend wird ein Bezug zu den Abbildungen hergestellt, um die vorliegende Erfindung in Form von Ausführungsformen zu beschreiben. In den Figuren sind identische oder sich entsprechende Komponenten identisch bezeichnet und werden nicht wiederholend beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Querschnitt einer Differenzialvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Differenzialvorrichtung 1 empfängt ein Drehmoment von einer Antriebskraft-Quelle und überträgt einen Teil davon mittels einer Antriebswelle 53 zu rechten und linken Rädern. Die Differenzialvorrichtung 1 ist in einem Differenzialträger 10 aufgenommen. Der Differenzialträger 10 besitzt die Form eines Kastens und besitzt im Inneren einen Raum zum Aufnehmen von Bauteilen. In dem Differenzialträger 10 liegt Öl vor und dieses Öl kühlt und schmiert verschiedene Mechanismen der Differenzialvorrichtung 1.
Der Differenzialträger 10 hält ein Antriebsritzel 20. Das Antriebsritzel 20 ist einstückig mit einer Eingangswelle 21 ausgebildet und wird drehbar gehalten. Die Eingangswelle 21 wird durch den Differenzialträger 10 mittels Lager 12 und 13 gehalten und kann daher das Antriebsritzel 20 rotieren.
Das Antriebsritzel 20 greift mit einem Tellerrad 30 ineinander. Das Tellerrad 30 besitzt einen Abschnitt, welcher in das Öl in dem Differenzialträger 10 eintaucht, und während das Tellerrad 30 rotiert, kann dieses das Öl nach oben schaufeln bzw. fördern. Das Tellerrad 30 und das Antriebsritzel 20 greifen derart ineinander, dass diese ein vorbestimmtes Spiel besitzen können.
Ein Differenzialgehäuse 40 ist mit dem Tellerrad 30 verbunden. Das Tellerrad 30 ist mit dem Differenzialgehäuse 40 verschraubt und wird durch das Differenzialgehäuse 40 gehalten. Die Antriebskraft-Quelle erzeugt Leistung, deren Antriebskraft, Drehzahl und Rotationsrichtung durch ein Getriebe gewandelt wird und mittels des Antriebsritzels 20 und des Tellerrades 30 zu dem Differenzialgehäuse 40 übertragen wird.
Das Differenzialgehäuse 40 hält eine Ritzelwelle 50. Das Differenzialgehäuse 40 ist mit einer Aufnahmeöffnung 43 vorgesehen. Die Ritzelwelle 50 ist in die Aufnahmeöffnung 43 eingeführt und ist daher darin aufgenommen. Das Differenzialgehäuse 40 ist mit einer Einführöffnung 44 zum Aufnehmen eines Bolzens 71 vorgesehen. Die Ritzelwelle 50 ist mit einer Einführöffnung 54 zum Aufnehmen des Bolzens 71 vorgesehen. Der Bolzen 71, welcher in den Einführöffnungen 44 und 54 angeordnet ist, hält die Ritzenwelle 50 in dem Differenzialgehäuse 40.
Die Ritzenwelle 50 erstreckt sich in einer Axialrichtung 100, welche in 1 durch einen Doppelpfeil angegeben ist. Die Ritzenwelle 50 hält ein Ritzel 51 drehbar und umlaufend. Ein Paar von seitlichen Zahnrädern 52 ist derart angeordnet, um mit dem Ritzel 51 ineinander zu greifen. Das seitliche Zahnrad 52 ist mittels einem Spline bzw. einer Keilverzahnung auf der Antriebswelle 53 angebracht und daher wird dessen Rotation auf die Antriebswelle 53 übertragen.
Die Antriebswelle 53 rotiert mit dem Differenzialgehäuse 40. Das Differenzialgehäuse 40 ist derart vorgesehen, dass sich dieses mit der Antriebswelle 53 eine virtuelle Linie entsprechend einer Rotationsmitte oder einer Rotationsachse 31 teilt. Die Antriebswelle 53 ist derart vorgesehen, dass diese um die Rotationsachse 31 drehbar ist, und der Differenzialträger 10 ist festgelegt. Das heißt, die Antriebswelle 53 ist vorgesehen, um in der Lage zu sein, um eine Rotationsachse 31 relativ zu dem Differenzialträger 10, welcher die Antriebswelle 53 umgibt, zu rotieren.
Das Differenzialgehäuse 40 wird durch den Differenzialträger 10 mittels eines Lagers 60 drehbar gehalten. Das Lager 60 besitzt einen Innenring 61, welcher mit dem Differenzialgehäuse 40 in Verbindung steht, einen Außenring 63, welcher mit dem Differenzialträger 10 in Verbindung steht, und eine Walze 62 als einen Wälzkörper, welche zwischen dem Innenring 61 und dem Außenring 63 angeordnet ist.
Das seitliche Zahnrad 52 besitzt eine flache Druckfläche 153, orthogonal zu der Rotationsachse 31, ein Durchgangsloch 151, welches radial innerhalb der Druckfläche 153 angeordnet ist und welches als eine Innenfläche dient, eine Außenfläche 152, welche radial außerhalb der Druckfläche 153 angeordnet ist, und eine Zahnflanke 154, welche mit dem Ritzel ineinander greift. Die Außenfläche 152 ist eine zylindrische Oberfläche und ist parallel zu der Rotationsachse 31 angeordnet. Die Außenfläche 152 steht mit einer Innenfläche 41 des Differenzialgehäuses 40 in Verbindung. Die Innenfläche 41 des Differenzialgehäuses 40, mit welcher die Außenfläche 152 in Verbindung steht, ist ebenso derart konfiguriert, dass diese parallel zu der Rotationsachse 31 ist.
Die Antriebswelle 53 ist in dem Durchgangsloch 151, welches in dem seitlichen Zahnrad 52 vorgesehen ist, angebracht bzw. eingepasst und die Antriebswelle 53 und das seitliche Zahnrad 52 rotieren zusammen. Die Druckfläche 153 erstreckt sich von dem Durchgangsloch 151 zu der Außenfläche 152 und ist orthogonal zu der Rotationsachse 31. Die Druckfläche 153 ist durch eine flache Ebene ohne einen entlang der Rotationsachse 31 überstehenden Abschnitt konfiguriert. Die Zahnflanke 154 erstreckt sich linear. Die Zahnflanke 154 ist an einer konischen Oberfläche angebracht und derart konfiguriert, dass diese mit zunehmendem Abstand von der Druckfläche 153 im Durchmesser kleiner ist. Zu beachten ist, dass das seitliche Zahnrad 52 eine gekrümmte Zahnflanke 154 besitzen kann, d. h., ein sogenanntes Schraubenrad.
Ein Differenzialgetriebe bzw. Ausgleichsgetriebe, welches eine Rotationsdifferenz zwischen rechten und linken Antriebswellen 53 vorsieht, um einem Fahrzeug zu ermöglichen, gleichmäßig zu fahren, wenn das Fahrzeug wendet, auf einer unebenen Straße oder dergleich fährt, ist aus einem Ritzel 51 und einem seitlichen Zahnrad 52 konfiguriert. Das Ritzel 51 ist an dem Differenzialgehäuse 40 angebracht und das seitliche Zahnrad 52 greift mit dem Ritzel 51 ineinander. Darüber hinaus ist das seitliche Zahnrad 52 mit der Antriebswelle 53 mittels einer Keilverzahnung gekoppelt.
Wenn ein Fahrzeug auf einer flachen Straße geradeaus fährt, legen dessen rechte bzw. linke Antriebsräder gleiche Entfernungen zurück. Entsprechend rotieren rechte bzw. Linke seitliche Zahnräder 52 mit gleichen Geschwindigkeiten und das zwischen den seitlichen Zahnrädern 52 angeordnet Ritzel 51 rotiert nicht, und das Differenzialgehäuse 40, das Ritzel 51 und das seitliche Zahnrad 52 drehen sich zusammen.
Wenn ein Fahrzeug auf einer Kurve fährt, legt ein Antriebsrad außerhalb der Kurve eine größere Entfernung zurück als dieses innerhalb der Kurve und entsprechend rotiert das seitliche Zahnrad 52 außerhalb der Kurve schneller als das seitliche Zahnrad 52 innerhalb der Kurve. Auf diese Art und Weise rotiert das seitliche Zahnrad 52 außerhalb der Kurve schneller als das Differenzialgehäuse 40, und das seitliche Zahnrad 52 innerhalb der Kurve rotiert langsamer als das Differenzialgehäuse 40. Entsprechend wird sich das an dem Differenzialgehäuse 40 angebrachte und zwischen dem rechten und linken seitlichen Zahnrad 52 angeordnete Ritzel 51 nicht nur drehen bzw. umkreisen, sondern ebenso rotieren. Dies ermöglicht es, die von dem Differenzialgehäuse 40 empfangene Leistung zu den rechten und linken seitlichen Zahnrädern 52 zu übertragen, welche mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotieren.
Dieser Betrieb des Differenzialgetriebes ermöglicht es dem Fahrzeug, gleichmäßig auf einer Kurve, einer unebenen Straße oder dergleichen zu fahren, ohne dass ein Antriebsrad die Haftung auf der Straße verliert.
Nachfolgend wird die Wellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die Wellenvorrichtung enthält ein Gehäuse und eine Welle, welche in dem Gehäuse aufgenommen ist. Das Gehäuse bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Differenzialgehäuse 40 der Differenzialvorrichtung 1 für ein Fahrzeug, und die Welle ist die Ritzelwelle 50 der Differenzialvorrichtung 1. Die Ritzelwelle 50 ist als eine Achse entsprechend der Rotationsmitte des Ritzels 51 der Differenzialvorrichtung 1 konfiguriert.
2 ist ein Teil-Querschnitt der Differenzialvorrichtung 1, welcher in einer Umgebung eines Bereichs II, der in 1 gezeigt ist, vergrößert ist. 3 ist ein Querschnitt, welcher eine Konfiguration einer Einführöffnung 44 zeigt, die bei dem Differenzialgehäuse 40 vorgesehen ist. 4 ist ein Querschnitt des Differenzialgehäuses 40 entlang einer Linie IV-IV in 3. 5 ist ein Querschnitt des Differenzialgehäuses 40 entlang einer Linie V-V in 3. 6 ist ein Querschnitt des Differenzialgehäuses 40 entlang einer Linie VI-VI in 3.
Mit Bezug auf die 2 bis 6, wie erforderlich, besitzt das Differenzialgehäuse 40 die Einführöffnung 44 als eine erste Einführöffnung, um den Bolzen 71 aufzunehmen. Die Ritzelwelle 50 ist im Allgemeinen in Form eines Zylinders ausgebildet und in der zylindrischen Aufnahmeöffnung 43 aufgenommen, welche in dem Differenzialgehäuse 40 vorgesehen ist. Die Ritzelwelle 50 besitzt die Einführöffnung 54 als eine zweite Einführöffnung, um den Bolzen 71 aufzunehmen. Die Einführöffnungen 44 und 54 sind derart ausgebildet, um sich in einer Querrichtung zu der Axialrichtung 100, welche in 1 gezeigt ist, üblicherweise eine Richtung orthogonal zu der Axialrichtung 100, zu erstrecken.
Der Bolzen 71 ist in einer radialen Richtung, orthogonal zu der Axialrichtung 100, in die Einführöffnungen 44 und 54 eingeführt. Der Bolzen 71 ist in die Einführöffnung 44 und die Einführöffnung 54 eingeführt und in diesen angeordnet, um sich durch sowohl die Einführöffnung 44 als auch die Einführöffnung 54 zu erstrecken. Der Bolzen 71, welcher durch sowohl die Einführöffnung 44 als auch die Einführöffnung 54 angeordnet ist, fixiert die Ritzelwelle 50 relativ zu dem Differenzialgehäuse 40. Der in die Einführöffnung 44 und die Einführöffnung 54 eingeführte Bolzen 71 beschränkt die Bewegung der Ritzelwelle 50 relativ zu dem Differenzialgehäuse in der Axialrichtung 100 und beschränkt ebenso eine Umfangs-, Rotationsbewegung der zylindrischen Ritzelwelle 50.
Die in der Ritzelwelle 50 ausgebildete Einführöffnung 54 ist als ein Durchgangsloch ausgebildet, welches die Ritzelwelle 50 in einer Querrichtung zu der Axialrichtung 100 durchdringt. Die Einführöffnung 54 durchdringt die zylindrische Ritzelwelle 50 radial. Die Einführöffnung 54 ist in der Ritzelwelle 50 durch die Mittelachse der zylindrischen Ritzelwelle 50 gebohrt. Die Einführöffnung 54 erstreckt sich in einer Querrichtung zu der Mittelachse der Ritzelwelle 50. Üblicherweise erstreckt sich die Einführöffnung 54 in einer Richtung orthogonal zu der Mittelachse der Ritzelwelle 50.
Das Differenzialgehäuse 40 besitzt ebenso einen Raum 45. Wie in 5 insbesondere klar und deutlich gezeigt ist, besitzt der Raum 45 aus Sicht der Axialrichtung 100 eine runde Geometrie. Die runde Geometrie des Raumes 45 teilt sich eine Mitte mit der zylindrischen Aufnahmeöffnung 43. Eine senkrechte Richtung zu der Ebene der Abbildung von 5 entspricht der in 1 gezeigten Axialrichtung 100, und der Raum 45 und die Aufnahmeöffnung 43 bilden aus Sicht der Axialrichtung 100 konzentrische Kreise, in einer Ebene gesehen. Aus Sicht der Axialrichtung 100 sind die Aufnahmeöffnung 43 und der Raum 45 in dem Differenzialgehäuse 40 in konzentrischen Kreisen ausgebildet. Der Raum 45 besitzt einen größeren Innendurchmesser als der Durchmesser der Aufnahmeöffnung 43.
Mit Bezug auf 3 und 5 besitzt der Raum 45 aus Sicht der Axialrichtung 100, welche in 3 als eine vertikalen Richtung gezeigt ist, eine kleinere Dimension als dessen Durchmesser aus Sicht einer radialen Richtung, orthogonal zu der Axialrichtung 100. Der Raum 45 ist in Form einer Scheibe vorgesehen. Mit Bezug auf 2 und 3 besitzt die Scheibe, welche der Raum 45 ausbildet, aus Sicht der Tiefe eine Dimension (d. h. eine Dimension in der Axialrichtung 100), welche aus Sicht der Axialrichtung 100 etwas größer wie diese des Bolzens 71 ist.
Wie in 5 gezeigt, ist der Raum 45 durch Aufweiten eines Abschnittes eines inneren Raumes der Einführöffnung 44 in einer radialen Richtung, orthogonal zu der Axialrichtung 100, ausgebildet, um einen Abschnitt einer Innenwand der Einführöffnung 44, welche den Bolzen 71 für die Einschränkung der Bewegung der Ritzelwelle 50 aufnimmt, radial auszunehmen. Der Bolzen 71 ist im Allgemeinen zylindrisch mit einer runden Abschlußfläche. Die Einführöffnung 44 zum Aufnehmen des Bolzens 71 besitzt ebenso eine zylindrische Innenwand. Der Raum 45 ist durch derartiges Bearbeiten des Differenzialgehäuse 40 ausgebildet, dass ein Hohlraum in Form einer halbkreisförmigen Scheibe in zwei Richtungen (eine Vertikalrichtung in 5), orthogonal zu einer Richtung, in welcher sich die Einführöffnung 44 erstreckt (eine Horizontalrichtung in 5), übersteht.
7 ist eine Seitenansicht, welche eine Konfiguration des Bolzens 71 detailliert zeigt. Der Bolzen 71 besitzt im Allgemeinen eine zylindrische Geometrie. Der Bolzen 71 besitzt ein flaches, rundes Ende 73, welches ein Ende des Bolzens 71 ausbildet, und ein flaches, rundes Ende 74, welches das andere Ende des Bolzens 71 ausbildet. Der Bolzen 71 besitzt eine Vertiefung 72. Der Bolzen 71 besitzt benachbart zu dem Ende 73 insbesondere einen Abschnitt, welcher im Umfang bearbeitet und dadurch entfernt bzw. ausgenommen ist, um einen reduzierten Durchmesser zu besitzen. Die Vertiefung 72 besitzt einen kleineren Durchmesser als der Rest des Bolzens 71 und bildet daher einen schwachen Abschnitt mit geringerer Festigkeit als der Rest des Bolzens 71.
Der Bolzen 71 besitzt einen Kopf 75, welcher sich näher an dem Ende 73 als die Vertiefung 72 befindet, und einen Körper 76, welcher sich näher an dem Ende 74 als die Vertiefung 72 befindet. Der Kopf 75, die Vertiefung 72 und der Körper 76 besitzen jeweils eine zylindrische Oberfläche. Ein Ende des Körpers 76, näher zu dem Ende 73, besitzt eine Abschrägung 78. Bei der Abschrägung 78 ist die äußere Oberfläche des Bolzens 71 in Richtung der Vertiefung 72, welche einen kleineren Durchmesser als der Körper 76 besitzt, allmählich reduziert. Ein Ende des Körpers 76, näher zu dem Ende 74, besitzt ebenso eine ähnliche Abschrägung 77, bei welcher die äußere Oberfläche des Bolzens 71 in Richtung des Endes 74, welches einen kleineren Durchmesser als der Körper 76 besitzt, allmählich reduziert ist.
Der Kopf 75 des Bolzens 71, welcher in Form eines Stabes vorgesehen ist, besitzt aus Sicht einer Richtung, in welcher sich der Bolzen 71 erstreckt, einen kleineren Durchmesser als dieser des Körpers 76 davon. Der Bolzen 71 besitzt aus Sicht der Richtung, in welcher sich dieser erstreckt, den Kopf 75 und den Körper 76 mit deren entsprechenden Dimensionen in einem Verhältnis, welches durch die Position der Vertiefung 72 angepasst werden kann. Beispielsweise kann ein Abstand von einer ringförmigen Grenze 79, welche eine Grenze zwischen der Vertiefung 72 und der Abschrägung 78 bildet, zu dem Ende 73 des Bolzens 71, und ein Abstand von der Grenze 79 zu dem anderen Ende 74 des Bolzens 71 ein Verhältnis von 1:6 besitzen. Das Verhältnis ist nicht darauf beschränkt und der Bolzen 71 kann aus Sicht der Richtung, in welcher sich dieser erstreckt, den Kopf 75 und den Körper 76 mit irgendeinem Dimensions-Verhältnis besitzen, welches es ermöglicht, dass der Bolzen 71 an der Ritzelwelle 50 derart montiert ist, dass die Vertiefung 72 außerhalb der Einführöffnung 54 der Ritzelwelle 50 positioniert ist.
Die Vertiefung 72 besitzt im Vergleich mit dem Rest des Bolzens 71 eine derart ausreichend geringe Festigkeit, dass diese am leichtesten bricht, wenn der Bolzen 71 eine Schubspannung erfährt. Um die Vertiefung 72 in der Festigkeit zu reduzieren, reicht es aus, die Vertiefung 72 derart zu reduzieren, dass diese im Durchmesser kleiner als der Rest des Bolzens 71 ist. Im Gegensatz dazu ist es erforderlich, wenn die Differenzialvorrichtung 1 normal arbeitet, dass die Vertiefung 72 eine Festigkeit besitzt, um ein Brechen zu vermeiden. Beispielsweise ist es erforderlich, dass die Vertiefung 72 eine Festigkeit besitzt, welche den Bolzen 71 davor bewahrt, durch ein Drehmoment zu brechen, welches durch einen Reibungswiderstand, der zwischen dem Ritzel 51 und der Ritzelwelle 50 hervorgerufen wird, wenn das Ritzel 51 und die Ritzelwelle 50 dazwischen normal geschmiert sind, auf die Ritzelwelle 50 wirkt, und welche dem Bolzen 71 lediglich dann ermöglicht zu brechen, wenn sich ein Abschnitt des Ritzels 51 und dieser der Ritzelwelle 50, welche aufeinander gleiten, verklemmt bzw. festgefressen haben. Um solch eine Festigkeit zu erreichen, kann der Bolzen 71 bearbeitet werden, um die Vertiefung 72 beispielsweise derart auszubilden, dass diese einen Durchmesser von zwei Drittel von diesem des Kopfes 75 und des Körpers 76 besitzt.
In Bezug auf die Festigkeit des Bolzens besitzt der Bolzen 71 die Vertiefung 72 aus Sicht der Richtung, in welcher sich der Bolzen 71 erstreckt, bevorzugt bei einer Position näher zu dem Ende 74. Im Gegensatz dazu ist die näher an dem Ende 73 positionierte Vertiefung 72 im Verhindern des Austretens der Ritzelwelle 50 vorteilhaft, wie nachfolgend beschrieben ist.
Der Raum 45 und der Bolzen 71, welche in dieser Art und Weise konfiguriert sind, können grundsätzlich die Ritzelwelle 50 daran hindern, sich in der Axialrichtung 100 relativ zu dem Differenzialgehäuse 40 zu bewegen, wie nachfolgend beschrieben ist. 8 ist ein Querschnitt, welcher das Differenzialgehäuse 40 und die Ritzelwelle 50 mit deren entsprechenden Einführöffnungen 44 und 54 mit dem aufgenommenen Bolzen 71 zeigt. 8 zeigt das Differenzialgehäuse 40 mit der Aufnahmeöffnung 43 mit der darin aufgenommenen Ritzelwelle 50, und der Einführöffnung 44 mit dem darin aufgenommenen Bolzen 71 mittels einer Öffnungs-Ermöglichungs-Einführöffnung 44, um sich nach außen zu öffnen, und die Ritzelwelle 50 mit der Einführöffnung 54 mit dem darin aufgenommenen Bolzen 71.
Bei dem Zustand in 8 ist der Bolzen 71 derart angeordnet, um durch die Einführöffnung 54 zu verlaufen, welche durch die Ritzelwelle 50 ausgebildet ist. Der Bolzen 71 besitzt einen Abschnitt von dem Kopf 75 zu der Vertiefung 72, welcher in der Einführöffnung 44 des Differenzialgehäuses 40 gehalten wird, und der Körper 76 des Bolzens 71 durchdringt die Ritzelwelle 50 in dem Raum 45. Der Körper 76 des Bolzens 71 besitzt aus Sicht der Richtung, in welcher sich der Bolzen 71 erstreckt, eine Länge, welche im Wesentlichen dem Durchmesser des Raumes 45 in der Form einer Scheibe gleicht. Das heißt, wie in 8 gezeigt ist, die Länge des Bolzens 71 von dem Ende 74 zu der Grenze 79 ist im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des Raumes 45.
Darüber hinaus besitzt der Bolzen 71 bei dem Zustand in 8 die Vertiefung 72 bei einer Position radial außerhalb des Durchmessers der zylindrischen Aufnahmeöffnung 43, welche die Ritzelwelle 50 darin aufnimmt. Der Bolzen 71 ist durch sowohl die Einführöffnung 44 des Differenzialgehäuses 40 als auch die Einführöffnung 54 der Ritzelwelle 50 angeordnet und die Vertiefung 72 ist in der Einführöffnung 44 angeordnet. Die Vertiefung 72 ist bei einer Position angeordnet, welche von der Achse der Aufnahmeöffnung 43 einen größeren Abstand besitzt als die Innenfläche der zylindrischen Aufnahmeöffnung 43, und ist radial außerhalb der Innenfläche der Aufnahmeöffnung 43 angeordnet.
Es ist wünschenswert, dass die Einführöffnung 44, der Raum 45 und der Bolzen 71 derart ausgebildet sind, um dem Bolzen 71 zu ermöglichen, vollständig in die Einführöffnungen 44 und 54 eingeführt zu sein, wie in 8 gezeigt ist, so dass die Vertiefung 72 wie beabsichtigt positioniert ist. Wenn der Bolzen 71 beispielsweise gedrückt und dadurch in die Einführöffnungen 44 und 54 eingepasst wird, kann der Bolzen 71 positioniert werden, indem dessen Ende 74 gegen eine Wandfläche des Raumes 45 stößt. Wenn der Bolzen 71 gedrückt und dadurch eingepasst wird, kann die Vertiefung 72 ebenso gleichzeitig auf einfache Weise positioniert werden. Dies stellt sicher, dass der Bolzen 71, welcher eine Schubspannung erfährt, bei der Vertiefung 72 gebrochen wird.
9 ist ein Querschnitt, welcher den gebrochenen Bolzen 71 zeigt. Für die Differenzialvorrichtung 1 für ein Fahrzeug gilt, wenn die linken und rechten Räder des Fahrzeugs eine große Differenzbewegung, hohe Last oder dergleichen erfahren, was in einem erhöhten Gleitwiderstand zwischen dem Ritzel 51 und der Ritzelwelle 50 resultiert, wirkt auf die Ritzelwelle 50 ein großes Fahr-Drehmoment, um die Ritzelwelle 50 in deren Umfangsrichtung zu rotieren.
Dieses Fahr-Drehmoment bewirkt, dass eine Schubspannung auf den Bolzen 71 einwirkt, welcher eine Funktion besitzt, um die Ritzelwelle 50 an einem Rotieren zu hindern, um den Bolzen 71 zu biegen. Mit dem in der Einführöffnung 44 des Differenzialgehäuses 40 befindlichen Kopf 75 des Bolzens 71 wird, wenn die Ritzelwelle 50 relativ zu dem Differenzialgehäuse 40 rotieren wird, der Bolzen 71 mit der Ritzelwelle 50 ebenso rotieren und drückt daher gegen eine Wandfläche der Einführöffnung 44 und bewirkt eine Spannung, und eine Reaktion darauf bewirkt, dass eine Spannung von dem Differenzialgehäuse 40 auf den Kopf 75 einwirkt.
Der Bolzen 71 wird gebrochen, wenn die von dem Differenzialgehäuse 40 auf den Bolzen 71 einwirkende Spannung die Dehngrenze des Bolzens 71 überschreitet. Der Bolzen 71 wird bei der Vertiefung 72 gebrochen, welche einen schwachen Abschnitt mit der geringsten Festigkeit ausbildet. Wie vorstehend dargelegt wurde, besitzt der Bolzen 71 die Vertiefung 72, bei welcher der Bolzen 71 beginnt zu brechen, bei einer Position radial außerhalb des Durchmessers der zylindrischen Aufnahmeöffnung 43, welche die Ritzelwelle 50 darin aufnimmt. Entsprechend wird der Bolzen 71 mit der Vertiefung 72, welche als ein Punkt dient, bei welchem der Bolzen 71 beginnt zu brechen, bei einer Position radial außerhalb des Durchmessers der zylindrischen Aufnahmeöffnung 43 gebrochen.
9 zeigt den gebrochenen Bolzen 71 und daher den in dem Raum 45 verbleibenden Körper 76. Nachdem der Bolzen 71 gebrochen ist, besitzt der Bolzen 71 den durch die Einführöffnung 54 der Ritzelwelle 50 angeordneten Körper 76, und ein Ende des Körpers 76 näher zu dem Ende 74, und dieses des Körpers 76 näher zu der Grenze 79 befinden sich beide außerhalb der Einführöffnung 54. Der auf diese Art und Weise gebrochenen Bolzen 71 besitzt einen Abschnitt in der Einführöffnung 54 und einen weiteren Abschnitt, welcher davon außerhalb der Ritzelwelle 50 übersteht und sich radial außerhalb des Durchmessers der Aufnahmeöffnung 43 erstreckt.
Bei dem Zustand in 9 besitzt der Bolzen 71 mit einer Funktion, um die Ritzelwelle 50 an einem Rotieren zu hindern, eine reduzierte Länge und ermöglicht es daher der Ritzelwelle 50 in deren Umfangsrichtung zu rotieren. Mit dem bei der Vertiefung 72 gebrochenen Bolzen 71 ist die Ritzelwelle 50 bezüglich dem Differenzialgehäuse 40 in der Aufnahmeöffnung 43 drehbar aufgenommen.
10 ist ein Querschnitt, welcher den Bolzen 71 zeigt, der mit der Ritzelwelle 50 rotiert. Der in dem Differenzialgehäuse 40 ausgebildete Raum 45 ermöglicht es der Ritzelwelle 50 mit dem teilweise in die Einführöffnung 54 eingeführten Bolzen 71 in deren Umfangsrichtung zu rotieren. Der Raum 45 ist derart ausgebildet, um ein Verhindern des Bolzens 71, sich relativ zu dem Differenzialgehäuse 40 zu bewegen, wenn die Ritzelwelle 50 mit dem teilweise in die Einführöffnung 54 eingeführten Bolzen 71 in deren Umfangsrichtung relativ zu dem Differenzialgehäuse 40 rotiert, zu verhindern. Der Raum 45 ist durch Bohren und daher durch teilweises Entfernen des Differenzialgehäuses 40 ausgebildet, um ein Interferieren mit dem Durchgang des Bolzens 71 zu vermeiden, welcher mit der Ritzelwelle 50 relativ zu dem Differenzialgehäuse 40 rotiert.
Entsprechend rotieren, wie in 10 gezeigt ist, die Ritzelwelle 50 und der Bolzen 71 durch ein Fahr-Drehmoment, welches auf die Ritzelwelle 50 wirkt, zusammen relativ zu dem Differenzialgehäuse 40. Der Bolzen 71 gleitet relativ zu dem Differenzialgehäuse 40 während die Ritzelwelle 50 in deren Umfangsrichtung rotiert. Der Bolzen 71 rotiert mit der Ritzelwelle 50 in solch einem Zustand, dass der Bolzen 71 teilweise in den Raum 45 übersteht, welcher einen größeren Innendurchmesser als der Durchmesser der Aufnahmeöffnung 43, welche die darin aufgenommene Ritzelwelle 50 besitzt, besitzt, und der Bolzen 71 besitzt ein Ende, welches aus der Ritzelwelle 50 radial außerhalb des Durchmessers der Aufnahmeöffnung 43 übersteht.
Der mit der Ritzelwelle 50 in dem Raum 45 rotierende Bolzen 71 beschränkt die Bewegung der Ritzelwelle 50 in einer Richtung, in welcher die Ritzelwelle 50 von dem Differenzialgehäuse 40 austritt, d. h., in der in 1 gezeigten Axialrichtung 100. Der Bolzen 71, welcher in dem Raum 45 rotiert, der in dem Differenzialgehäuse 40 ausgebildet ist, kann ein weiteres Brechen vermeiden, wenn dieser rotiert, und der Bolzen 71, welcher eine Länge besitzt, die sich radial außerhalb des Durchmessers der Aufnahmeöffnung 43 mit der darin aufgenommenen Ritzelwelle 50 erstreckt, kann eine Bewegung der Ritzelwelle 50 in der Axialrichtung 100 beschränken.
Daher können das Differenzialgehäuse 40 und die Ritzelwelle 50 daran gehindert werden, dass deren relative Lage in der Axialrichtung 100 variiert wird, selbst wenn die in dem Differenzialgehäuse 40 aufgenommene Ritzelwelle 50 rotiert. Entsprechend kann die Ritzelwelle 50 derart angeordnet werden, dass der auf der äußeren Umfangsfläche der Ritzelwelle 50 ausgebildete Öl-Zuführraum zwischen der Ritzelwelle 50 und dem Ritzel 51 angeordnet sein kann, und dass eine zufriedenstellende Schmierung für die Ritzelwelle 50 sichergestellt ist.
Die Vorrichtung der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform besitzt das Differenzialgehäuse 40 mit dem Raum 45, um der Ritzelwelle 50 zu ermöglichen, mit dem teilweise in die Einführöffnung 54 der Ritzelwelle 50 eingeführten Bolzen 71 in deren Umfangsrichtung zu rotieren. Der Bolzen 71 rotiert mit der Ritzelwelle 50 relativ zu dem Differenzialgehäuse 40 in solch einem Zustand, dass der Bolzen 71 einen in die Einführöffnung 54 eingeführten Abschnitt und einen weiteren Abschnitt, welcher außerhalb der Einführöffnung 54 angeordnet ist, besitzt. Ein Abschnitt des Bolzens 71, welcher außerhalb der Einführöffnung 54 übersteht, verhindert, dass sich die Ritzelwelle 50 in einer Axialrichtung 100 relativ zu dem Differenzialgehäuse 40 bewegt.
Entsprechend kann, selbst wenn die Ritzelwelle 50 relativ zu dem Differenzialgehäuse 40 rotiert und der Bolzen 71 gebrochen ist, die Bewegung der Ritzelwelle 50 relativ zu dem Differenzialgehäuse 40 in der Axialrichtung 100 beschränkt werden. Entsprechend kann zwischen dem Ritzel 51 und der Ritzelwelle 50 ein Schmieröl-Zuführraum angeordnet werden, und für die Ritzelwelle 50 kann eine zufriedenstellende Schmierung sichergestellt werden. Wenn der Bolzen 71 gebrochen ist, kann die Ritzelwelle 50 nach wie vor daran gehindert werden, sich in der Axialrichtung relativ zu bewegen, und die Ritzelwelle 50 kann ebenso daran gehindert werden, von dem Differenzialgehäuse 40 auszutreten.
Darüber hinaus wird der Raum 45 ausgebildet, indem das Differenzialgehäuse 40 die Einführöffnung 44 mit einer Innenwand besitzt, welche in einer radialen Richtung, orthogonal zu der Axialrichtung 100, teilweise ausgenommen ist. Dies ermöglicht es, dass der Raum 45 durch Bearbeiten eines Abschnittes eines Innenraumes der Einführöffnung 44, um eine radiale Dimension eines Abschnittes der Einführöffnung 44 zu erhöhen, auf einfache Art und Weise ausgebildet wird.
Der Bolzen 71 ist in einer radialen Richtung, orthogonal zu der Axialrichtung 100, in die Einführöffnung 54 eingeführt, und der Raum 45 besitzt in der Axialrichtung 100 eine Dimension, welche etwas größer ist wie diese des Bolzens 71 in der Axialrichtung 100. Falls der Raum 45 in der Axialrichtung 100 eine extrem kleine Dimension besitzt, wird der Bolzen 71 in dem Raum 45 eingepasst und dadurch in nicht erwünschter Art und Weise daran gehindert, sich darin zu bewegen. Im Gegensatz dazu wird der Bolzen 71, falls der Raum 45 in der Axialrichtung 100 eine extrem große Dimension besitzt, in dem Raum 45 klappern und dadurch ein Geräusch verursachen. Entsprechend ist es wünschenswert, dass der Raum 45 eine Dimension besitzt, welche etwas größer wie diese des Bolzens 71 in der Axialrichtung 100 ist.
Bevorzugter ist es, dass die Dimensionen des Raumes 45 und des Bolzens 71 in der Axialrichtung 100 derart eingestellt sind, um dem Bolzen 71 zu ermöglichen, in dem Raum 45 relativ zu dem Differenzialgehäuse 40 zu gleiten, während die Ritzelwelle 50 rotiert, da dies dem Bolzen 71 ermöglicht, sich in dem Raum 45 gleichmäßig zu bewegen, und vorzugsweise ebenso ein Geräusch verhindert werden kann.
Die Ritzelwelle 50 ist in der zylindrischen Aufnahmeöffnung 43 aufgenommen, welche bei dem Differenzialgehäuse 40 vorgesehen ist, und der Raum 45 besitzt einen größeren Innendurchmesser als der Durchmesser der Aufnahmeöffnung 43. Dies ermöglicht es, dass der Bolzen 71 teilweise in dem Raum 45 mit einem größeren Innendurchmesser als der Durchmesser der Aufnahmeöffnung 43 angeordnet ist, und der mit der Ritzelwelle 50 relativ zu dem Differenzialgehäuse 40 rotierte Bolzen 71 stellt sicher, dass der Bolzen 71 eine Funktion besitzt, um die Bewegung der Ritzelwelle 50 in der Axialrichtung 100 zu beschränken.
Darüber hinaus besitzt der Raum 45 aus Sicht der Axialrichtung 100 eine runde Geometrie. Dies kann das Bearbeiten des Raums 45 erleichtern und dadurch die Produktivität der Vorrichtung erhöhen. Auf diese Art und Weise stellt das konzentrische Ausbilden des Raums 45 und der Aufnahmeöffnung 43 sicher, dass der Raum 45 derart ausgebildet ist, dass sich dieser radial außerhalb des Durchmessers der Aufnahmeöffnung 43 befindet.
Darüber hinaus wird, wenn ein Fahr-Drehmoment auf die Ritzelwelle 50 wirkt, um die Ritzelwelle 50 mit dem durch beide Einführöffnungen 44 und 54 angeordneten Bolzen 71 in deren Umfangsrichtung zu rotieren, der Bolzen 71 bei einer Position radial außerhalb des Durchmessers der zylindrischen Aufnahmeöffnung 43 gebrochen. Der Bolzen 71, welcher durch sowohl die Einführöffnung 44 als auch die Einführöffnung 54 angeordnet ist, beschränkt die Bewegung der Ritzelwelle 50 in der Axialrichtung 100 und besitzt ebenso eine Funktion, um die Ritzelwelle 50 daran zu hindern zu rotieren. Nachdem der Bolzen 71 gebrochen ist, kann der Bolzen 71 weiterhin die Bewegung der Ritzelwelle 50 in der Axialrichtung 100 beschränken und ebenso mit der Ritzelwelle 50 rotieren.
Falls der Bolzen 71 keine Funktion besitzt, um ein Rotieren der Ritzelwelle 50 zu verhindern, rotieren dann, wenn die Differenzialvorrichtung 1 normal arbeitet, der Bolzen 71 und die Ritzelwelle 50 zusammen. Entsprechend benötigen der Bolzen 71 und die Ritzelwelle 50 eine Schmierung, jedoch kann die Differenzialvorrichtung 1 in einer herkömmlichen Struktur keine ausreichende Schmierung vorsehen und der Bolzen 71 an sich würde sich in einem frühen Stadium verklemmen und könnte nicht in der Lage sein, eine Funktion zu erfüllen, um den Bolzen an einem Austreten zu hindern, wie erwünscht. Um dies zu verhindern, ist eine modifizierte Schmierungs-Struktur und somit eine größere Strukturmodifikation notwendig, welche in erhöhten Kosten resultiert. Der Bolzen 71, welcher die Funktion besitzt, um ein Rotieren der Ritzelwelle 50 zu verhindern, kann die Notwendigkeit des Einführens einer modifizierten Schmierungs-Struktur beseitigen und dadurch erhöhte Kosten für die Vorrichtung vermeiden.
Darüber hinaus besitzt der Bolzen 71 einen schwachen Abschnitt mit einer geringeren Festigkeit als der Rest des Bolzens 71 und der schwache Abschnitt ist bei einer Position radial außerhalb des Durchmessers der Aufnahmeöffnung 43 vorgesehen, wobei die Ritzelwelle 50 in der Aufnahmeöffnung 43 aufgenommen ist und die Einführöffnung 54 den darin eingeführten Bolzen 71 besitzt. Dies ermöglicht es, dass der Bolzen 71 eine Belastungsgrenze besitzt, welche durch den schwachen Abschnitt definiert ist, und stellt sicher, dass der gebrochene Bolzen 71 einen Abschnitt besitzt, welcher derart angeordnet ist, dass sich dieser radial außerhalb der Aufnahmeöffnung 43 befindet, und dass der Bolzen 71 eine Funktion besitzt, um die Bewegung der Ritzelwelle 50 in der Axialrichtung 100 zu beschränken.
Darüber hinaus enthält der schwache Abschnitt eine Vertiefung, indem der Bolzen 71 bearbeitet und dadurch teilweise entfernt wird. Dies erleichtert das Ausbilden des schwachen Abschnitts und stellt ebenso sicher, dass der schwache Abschnitt bei der gleichen Position des Bolzens 71 ausgebildet ist. Der Bolzen 71, dessen Umfang bearbeitet und dadurch im Durchmesser reduziert ist, um die Vertiefung 72 zu besitzen, kann durch ein herkömmliches Verfahren, repräsentiert durch Schneiden bzw. Spanen, auf einfache Art und Weise vorgesehen werden.
Zweite Ausführungsform
11 ist eine Seitenansicht, welche eine Konfiguration des Bolzens 71 in einer zweiten Ausführungsform detailliert zeigt. 12 ist ein Querschnitt des Bolzens 71 entlang einer Linie XII-XII in 11. Die zweite Ausführungsform sieht den Bolzen 71 im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform derart vor, dass dieser benachbart zu dem Ende 73 eine Vertiefung 172 in Form eines Durchgangslochs besitzt, welches den Bolzen 71 durchdringt. Die Vertiefung 172 ist ein rundes Loch und in einer radialen Richtung des Bolzens 71 derart ausgebildet, dass dieses eine Mitte quer zu der Achse des Bolzens 71 besitzt. Die Vertiefung 172 erstreckt sich in einer Querrichtung zu einer Richtung, in welcher sich der Bolzen 71 erstreckt, üblicherweise in einer Richtung orthogonal dazu, und die Vertiefung 172 durchdringt den Bolzen 71.
Die Vertiefung 172 ermöglicht es dem Bolzen 71, in ähnlicher Art und Weise wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben ist, zu brechen, und der Bolzen 71 kann durch sowohl die Einführöffnung 44 als auch die Einführöffnung 54 angeordnet sein, um die Ritzelwelle 50 daran zu hindern, auszutreten und zu rotieren, und nachdem der Bolzen 71 gebrochen ist, kann der Bolzen 71 die Ritzelwelle 50 nach wie vor daran hindern, sich in der Axialrichtung 100 zu bewegen, während der Bolzen 71 mit der Ritzelwelle 50 rotieren kann.
Eine runde Vertiefung 172 kann beispielsweise durch Aufbohren und dadurch durch Bohren des Bolzens 71 ausgebildet werden. Während die Vertiefung 72 der ersten Ausführungsform hinsichtlich der Bearbeitbarkeit besser ist, kann der Bolzen 71 mit der Vertiefung 172 in Form eines Durchgangslochs eine zylindrischere Umfangsfläche besitzen. Dies kann die Wahrscheinlichkeit reduzieren, dass sich die Vertiefung des Bolzens 71, welcher in die Einführöffnungen 44 und 54 eingeführt wird, an den Löchern verfängt, was das Einführen des Bolzens 71 in die Einführöffnungen 44 und 54 erleichtern kann und dadurch die Bearbeitbarkeit beim Montieren der Vorrichtung verbessern kann.
Dritte Ausführungsform
13 ist eine Seitenansicht, welche eine Konfiguration des Bolzens 71 in einer dritten Ausführungsform spezifisch zeigt. Die dritte Ausführungsform sieht den Bolzen 71 im Gegensatz zu der zweiten Ausführungsform derart vor, dass dieser benachbart zu dem Ende 73 eine Vertiefung 272 in Form eines rechteckigen Durchgangslochs besitzt, welches den Bolzen 71 durchdringt. Die Vertiefung 272 ist in der radialen Richtung des Bolzens 71 derart ausgebildet, dass sich die Mitte des Rechtecks aus Sicht der Tiefenrichtung des Lochs quer zu der Achse des Bolzens 71 befindet.
Die Vertiefung 272 ermöglicht es dem Bolzen, in ähnlicher Art und Weise, wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben ist, zu brechen, und der Bolzen 71 kann durch sowohl die Einführöffnung 44 als auch die Einführöffnung 54 angeordnet sein, um die Ritzelwelle 50 vor einem Austreten und Rotieren zu hindern, und nachdem der Bolzen 71 gebrochen ist, kann der Bolzen 71 die Ritzelwelle 50 nach wie vor daran hindern, sich in der Axialrichtung 100 zu bewegen, während der Bolzen 71 mit der Ritzelwelle 50 rotieren kann.
Während die runde Vertiefung 172 der zweiten Ausführungsform hinsichtlich der Bearbeitbarkeit besser ist, ermöglicht der Bolzen 71 mit der Vertiefung 272 in der Form eines rechteckigen Durchgangslochs ein Auftreten einer Spannungskonzentration bei einer Ecke, wenn Schubspannung auf den Bolzen 71 einwirkt, was das Brechen des Bolzens 71 erleichtern kann.
Zu beachten ist, dass die Ritzelwelle 50 bei den ersten bis dritten Ausführungsformen die Einführöffnung 54 in Form eines Durchgangslochs besitzt, welches die Ritzelwelle 50 durchdringt. Die Einführöffnung 54 kann jedoch nicht auf das Durchgangsloch beschränkt sein und kann ein Sackloch sein. Dieses Beispiel ermöglicht es dem Bolzen 71 ebenso, dass ein Ende in die Einführöffnung 54 eingeführt ist und sich das andere Ende außerhalb der Einführöffnung 54 befindet, und dass dieser derart angeordnet ist, um radial außerhalb des Durchmessers der Aufnahmeöffnung, welche die darin aufgenommene Ritzelwelle 50 besitzt, überzustehen, um die Ritzelwelle 50 in ähnlicher Art und Weise daran zu hindern, sich in der Axialrichtung 100 zu bewegen.
Darüber hinaus sind, obwohl beispielhaft die Einführöffnung 54 als ein Loch beschrieben wurde, welches sich in der radialen Richtung der zylindrischen Ritzelwelle 50 erstreckt, und die Einführöffnung 44 des Differenzialgehäuses 40 als ein Loch beschrieben wurde, welches sich in der radialen Richtung der zylindrischen Aufnahmeöffnung 43 erstreckt, diese nicht darauf beschränkt. Das Differenzialgehäuse 40 kann einen Raum 45 mit irgendeiner Geometrie besitzen, welche den Bolzen 71 nicht daran hindert, mit der Ritzelwelle 50 zu rotieren, wobei sich der Bolzen 71 in einer Querrichtung zu der Axialrichtung der Ritzelwelle 50 erstreckt, wie vorstehend beschrieben wurde. Die Ritzelwelle 50 kann in ähnlicher Art und Weise wirkungsvoll daran gehindert werden, sich in der Axialrichtung 100 zu bewegen. Das heißt, die Einführöffnungen 44 und 54 sind nicht auf die Richtung orthogonal zu der Axialrichtung 100 beschränkt und können derart ausgebildet sein, um sich in irgendeiner Querrichtung zu der Axialrichtung 100 zu erstrecken.
Darüber hinaus ist der in dem Differenzialgehäuse 40 ausgebildete Raum 45 nicht auf die Geometrie in Form einer Scheibe beschränkt, wie vorstehend beschrieben ist. Der Raum 45 kann beispielsweise ein abgeschnittener Kegel sein, falls der Bolzen 71 beispielsweise in einer Richtung in die Ritzelwelle 50 eingeführt wird, welche mit der Axialrichtung 100 einen spitzen Winkel bildet. Der Raum 45 kann jegliche Form annehmen, welche es der Ritzelwelle 50 ermöglicht, mit dem teilweise in die Einführöffnung 54 eingeführten Bolzen 71 in deren Umfangsrichtung zu rotieren, und welche es erlaubt, dass der Bolzen 71 und die Ritzelwelle 50 zusammen rotieren.
Darüber hinaus ist, während die vorstehenden Ausführungsformen für eine Wellenvorrichtung unter beispielhafter Bezugnahme auf die in dem Differenzialgehäuse 40 aufgenommene Ritzelwelle 50 beschrieben wurde, die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ebenso auf andere Vorrichtungen anwendbar. Die vorliegende Wellenvorrichtung ist beispielsweise ebenso auf eine Ritzeleinheit eines Planetengetriebes anwendbar, welches für ein Automatikgetriebe, eine Übertragung und dergleichen verwendet wird. Darüber hinaus ist die vorliegende Wellenvorrichtung nicht nur auf Fahrzeugkomponenten anwendbar, sondern ebenso auf eine Welle, welche als ein Gleitlager dient.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in Konfigurationen wie geeignet kombiniert werden. Es ist erkennbar, dass die hierin offenbarten Ausführungsformen darstellend und in keinster Weise beschränkend sind. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird mehr durch die Ausdrücke der Ansprüche als die vorstehende Beschreibung definiert und soll jegliche Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs und eine äquivalente Bedeutung der Ausdrücke der Ansprüche enthalten.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung kann in vorteilhafter Art und Weise auf eine Wellenvorrichtung einer in einem Fahrzeug montierten Differenzialvorrichtung angewendet werden, welche insbesondere ein Differenzialgehäuse und eine Ritzelwelle enthält.
Liste der Bezugszeichen

1: Differenzialvorrichtung; 40: Differenzialgehäuse; 44, 54: Einführöffnung; 45: Raum; 50: Ritzelwelle; 51: Ritzel; 71: Bolzen; 72, 172, 272: Vertiefung; 73, 74: Ende; 75: Kopf; 76: Körper; 77, 78: Abschrägung; 79: Grenze; 100: Axialrichtung.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2008-128440 [0002]

Claims

Wellenvorrichtung, aufweisend: ein Gehäuse (40); eine Welle (50), welche in dem Gehäuse (40) aufgenommen ist; und einen Bolzen (71), welcher die Bewegung der Welle (50) in einer Axialrichtung (100) beschränkt, wobei das Gehäuse (40) eine erste Einführöffnung (44) besitzt, welche den Bolzen (71) in einer Querrichtung zu der Axialrichtung (100) aufnimmt, die Welle (50) eine zweite Einführöffnung (54) besitzt, welche den Bolzen (71) in einer Querrichtung zu der Axialrichtung (100) aufnimmt, der Bolzen (71) durch sowohl die erste Einführöffnung (44) als auch die zweite Einführöffnung (54) angeordnet ist, um die Welle (50) relativ zu dem Gehäuse (40) zu fixieren, und das Gehäuse (40) ferner einen Raum (45) besitzt, welcher es der Welle (50) ermöglicht, mit dem teilweise in die zweite Einführöffnung (54) eingeführten Bolzen (71) in deren Umfangsrichtung zu rotieren.
Wellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Raum (45) ausgebildet ist, indem die erste Einführöffnung (44) eine Innenwand besitzt, welche in einer radialen Richtung, orthogonal zu der Axialrichtung (100), teilweise ausgenommen ist.
Wellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der Bolzen (71) in einer radialen Richtung, orthogonal zu der Axialrichtung (100), in die zweite Einführöffnung (54) eingerührt ist; und der Raum (45) in der Axialrichtung (100) eine Dimension besitzt, welche geringfügig größer wie diese des Bolzens (71) ist.
Wellenvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Bolzen (71) relativ zu dem Gehäuse (40) gleitet, während die Welle (50) in deren Umfangsrichtung rotiert.
Wellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Welle (50) in einer zylindrischen Aufnahmeöffnung (43) aufgenommen ist, welche in dem Gehäuse (40) ausgebildet ist; und der Raum (45) einen Innendurchmesser besitzt, welcher größer als ein Durchmesser der Aufnahmeöffnung (43) ist.
Wellenvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Geometrie des Raumes (45) aus Sicht der Axialrichtung (100) rund ist.
Wellenvorrichtung nach Anspruch 6, wobei sich der Raum (45) mit der Aufnahmeöffnung (43) eine Mitte teilt.
Wellenvorrichtung nach Anspruch 7, wobei, wenn ein Fahr-Drehmoment auf die Welle (50) einwirkt, um die Welle (50) mit dem durch sowohl die erste Einführöffnung (44) als auch die zweite Einführöffnung (54) angeordneten Bolzen (71) in der Umfangsrichtung zu rotieren, der Bolzen (71) bei einer Position radial außerhalb des Durchmessers der Aufnahmeöffnung (43), gebrochen wird.
Wellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei: der Bolzen (71) einen schwachen Abschnitt besitzt, welcher eine niedrigere Festigkeit als ein anderer Abschnitt des Bolzens (71) besitzt; und der schwache Abschnitt bei einer Position radial außerhalb des Durchmessers der Aufnahmeöffnung (43) vorgesehen ist, wobei die Welle (50) in der Aufnahmeöffnung (43) aufgenommen ist und die zweite Einführöffnung (54) den darin eingeführten Bolzen (71) besitzt.
Wellenvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der schwache Abschnitt eine Vertiefung enthält, indem der Bolzen (71) bearbeitet und dadurch teilweise entfernt wird.
Wellenvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vertiefung (72) ausgebildet wird, indem der Bolzen (71) im Umfang bearbeitet und dadurch im Durchmesser reduziert wird.
Wellenvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vertiefung (172) die Form eines Durchgangslochs annimmt, welches den Bolzen (71) durchdringt.
Wellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Gehäuse ein Gehäuse (40) einer Differenzialvorrichtung (1) für ein Fahrzeug ist; und die Welle eine Ritzelwelle (50) der Differenzialvorrichtung (1) ist und als eine Achse entsprechend einer Rotationsmitte eines Ritzels (51) der Differenzialvorrichtung (1) konfiguriert ist.