DE19609666A1 - Differentialgetriebe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Differential- oder Ausgleichsgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, welches zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen dient.

Ein Differentialgetriebe nach dem Stand der Technik, wie es aus der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung (kokai) Nr. 6-43401 bekannt geworden ist, ist in Fig. 15 gezeigt. Gemäß dieser Veröffentlichung weist das Differential 301 ein Differentialgehäuse 303, entsprechende Paare langer und kurzer schrägverzahnter Ritzel 305 und 307 und ein Paar von schrägverzahnten Achswellenrädern 309 und 311 an der Abtriebsseite des Differentials 301 auf. Die jeweiligen Ritzel 305 und 307 sind in Bohrungen 313 und 315 gelagert, welche in dem Differentialgehäuse 303 ausgebildet sind und drehen hierin unter Reibung. Die Antriebskraft eines Motors zum Drehen des Differentialgehäuses 303 wird von den Ritzeln 305 und 307 über die Achswellenräder 309 und 311 auf die Fahrzeugräder übertragen. Während einer Übertragung des Drehmomentes werden die jeweiligen Zahnspitzen der entsprechenden Ritzel 305 und 307 durch eine Reaktionskraft beim Eingriff mit den Achswellenrädern 309 und 311 gegen die Wände der Bohrungen 313 und 315 gedrängt, so daß zwischen den Ritzeln 305 bzw. 307 und den Bohrungen 313 bzw. 315 ein Reibwiderstand erzeugt wird. Zusätzlich wird aufgrund einer Druck- oder Schubkraft der miteinander in Eingriff stehenden schrägverzahnten Zahnräder ein Reibwiderstand auch zwischen dem Achswellenrad 309 und dem Achswellenrad 311, zwischen den Ritzeln 305 und 307 und dem Differentialgehäuse 303 oder zwischen den jeweiligen Achswellenrädern 309 und 311 und dem Differentialgehäuse 303 erzeugt. Somit wird die Differential-Grenzkraft des Differentials 301 durch diese Reibwiderstände erhalten. Ein so auf gebautes Differential 301 wurde einem Blockier- oder Festfressungstest unterworfen, wobei Festfressen und Reibungsverschleiß der Reibteile untersucht wurden, nachdem eine Differentialdrehung entsprechend einer Links- und Rechtskurvenfahrt des Fahrzeuges in mehreren Zyklen dem Differential auferlegt wurde unter der Bedingung, daß die Öltemperatur des Differentialgehäuses abgesenkt wurde, so daß die Ölströmung beeinflußt wurde, während die Differentialdrehrichtungen und das Eingangsdrehmoment auf jeweils vorher bestimmte Werte festgelegt wurden.

Das Ergebnis war, daß einige der kurzen Ritzel einem Reibverschleiß in ihren axialen Mittelbereichen und andere einem Reibverschleiß an ihren jeweiligen axialen Enden unterworfen sind. Es wird angenommen, daß der Grund für dieses Phänomen wie folgt zu suchen ist:

Fig. 16 zeigt eine Querschnittsdarstellung des Differentials 301. In Fig. 16 ist das kurze Ritzel 307 so angeordnet, daß, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, das Ritzel 307 dem vorgeschalteten langen Ritzel 305 in einer Drehrichtung des Differentialgehäuses 303 (mit dem Pfeil 300 dargestellt) drehend folgt. Fig. 16 zeigt auch einen Eingriffsbereich zwischen dem kurzen Ritzel 307 und dem Achswellenrad 311 und einen weiteren Eingriffsbereich zwischen dem kurzen Ritzel 307 und dem langen Ritzel 305.

Fig. 17 zeigt eine Seitenansicht auf das kurze Ritzel 307 mit einer Zahneingriffslinie 319 hiervon, und zwar gesehen aus einer Richtung Y in Fig. 16. Weiterhin zeigt Fig. 18A eine Endfläche des Ritzels 307 mit einer Endfläche (Hälfte) gesehen aus einer Richtung A von Fig. 17 auf der linken Seite der Figur und einer Endfläche (Hälfte) gesehen aus einer Richtung B in Fig. 17 auf der rechten Seite dieser Figur. In den Fig. 17 und 18A bezeichnen die Buchstaben EA und EB jeweils axiale Endpunkte von Bereichen des Ritzel 307 (das heißt Kontaktstellen des Ritzels 307 mit dem Differentialgehäuse 303), wobei diese Bereiche einer Kraft F in Fig. 16 aufgrund einer Drehung des Differentialgehäuses 303 unterworfen sind und der Buchstabe N bezeichnet ein Zentrum oder einen Mittelpunkt des Zahnrades 305 in Axialrichtung.

Wenn, wie in Fig. 16 gezeigt, das Fahrzeug entsprechend einer Richtung eines Pfeiles 317 vorwärts fährt, drängt das Ritzel 307, welchem die Kraft F aufgrund einer Umdrehung des Differentialgehäuses 303 durch eine Wandung der Bohrung 315 auferlegt wird, das Achswellenrad 311 und das Ritzel 305, so daß das Ritzel 307 von den Zahnrädern 311 bzw. 305 Reaktionskräfte f1 bzw. f2 erhält.

Da, wie in Fig. 17 gezeigt, diese Reaktionskräfte f1 und f2 jeweils Angriffspunkte an unterschiedlichen Stellen in Axialrichtung haben, wirken um einen Mittelpunkt N symmetrische Kräfte 321 auf das Ritzel 307, so daß die Endpunkte EA und EB durch das sich ergebende Moment in Fig. 18A in die Richtungen 323 und 325 gedrängt werden.

Hierdurch wird das Ritzel 307 in eine Richtung geneigt, daß ein Steigungswinkel Θ der Zahneingriffslinie 319 verringert wird, wie durch die gestrichelte Linie 327 gezeigt, so daß zwischen der Spitze des Ritzels 307 und der Wand der Bohrung 317 ein Abstand oder Freiraum x erzeugt wird. Das dem Differentialgehäuse 303 übertragene Antriebsdrehmoment wird in das Ritzel 307 über dessen gesamte Länge durch die Wand der Bohrung 315 eingegeben, während das Ritzel 307 hohen Reaktionskräften an den jeweiligen Eingriffspunkten unterworfen ist, so daß es an die Wand der Bohrung 315 anschlägt.

Unter Bezug auf Fig. 18B wird nun der Abstand x berechnet.

Wenn in diesem Beispiel angenommen wird, daß die Zahnradbreite plus Abschrägungen des Ritzels 307 durch L mm, den Steigungswinkel Θ und den Spitzendurchmesser R gegeben ist, wird die umfangsseitige Länge zwischen dem Endpunkt EA und dem Endpunkt EB erhalten durch:

L × tanΘ

Daher ist die umfangsseitige Länge zwischen jedem der Endpunkte EA und EB und dem Mittelpunkt N die Hälfte der Länge L x tanΘ.

Wird weiterhin angenommen, daß der Winkel, der durch ein Liniensegment zwischen dem Mittelpunkt N und einem Mittelpunkt O (eine Achse des Ritzels 307) und einem anderen Liniensegment zwischen den jeweiligen Endpunkten EA und EB und dem Mittelpunkt O durch α gegeben ist, wird ein Ausdruck für α wie folgt erhalten:

α =[(L × tanΘ)/2]/(R × π) × 360 (1)

Wird weiterhin angenommen, daß die Versetzungen der jeweiligen Endpunkte EA und EB entlang Richtungen 323 und 325, welche durch die Neigung des Ritzels 307 bewirkt werden, durch δ vertreten sind, wobei der Abstand zwischen dem Ritzel 307 und der Bohrung 315 durch "x" definiert ist, wird ein Ausdruck für x wie folgt erhalten:

x = sin α × δ mm (2)

Der Wert von x (mm) entspricht jedem Abstand an den Endpunkten EA und EB der Zahneingriffslinie 310. Je näher sich die jeweiligen Endpunkte EA und EB dem Mittelpunkt N annähern, umso kleiner wird der Wert α in der obigen Gleichung (1) und der Wert x in der obigen Gleichung (2). Schließlich ist der Abstand x am Mittelpunkt N null. Dies bedeutet, daß, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, und die Spitze des Ritzels 307 im Nahbereich des Mittelpunktes N in (Reib)Kontakt mit der Wand der Bohrung 315 gerät, der Verschleiß weiter fortschreitet. Dies bedeutet, daß, da ein Kontaktrand des Ritzels 307, wobei der Rand mit der Wand der Bohrung 315 in Anlage bringbar ist, wenn ein Antriebsdrehmoment dem Differentialgehäuse 303 übertragen wird, durch eine Verringerung eines Steigungswinkels verkürzt wird, der aufgrund der oben erwähnten Neigung bewirkt wird, nur der Bereich im Nahbereich des Mittelpunktes N des Ritzels 307 in Kontakt mit der Wand der Bohrung 315 gerät, so daß nicht erwartet werden kann, daß das Ritzel 307 im gleichmäßigen Kontakt mit der Bohrung 315 über die gesamten Zahnbreiten hinweg gerät. Infolge dessen schreitet, je höher das anliegende Drehmoment ist, die Abnutzung umso weiter fort.

Umgekehrt werden, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt, Kräfte entgegengesetzt den Reaktionskräften f1 und f2 der Fig. 16 und 17 auf das Ritzel 307 ausgeübt. In diesem Fall wird dann das Ritzel 307 durch die Kräfte 329 in Fig. 17 zur entgegengesetzten Richtung geneigt, so daß der Steigungswinkel Θ anwächst. Hierbei erreicht der Abstand x sein Maximum im Nahbereich des Mittelpunktes N, während er an den jeweiligen Endpunkten EA und EB null ist. Somit wird das Ritzel 307 einer fortschreitenden Abnutzung um die Punkte EA und EB herum unterworfen, während das Ritzel 307 stark an der Bohrung 315 anliegt.

Fig. 20 zeigt ein kurzes Ritzel 333, bei dem eine Zahneingriffslinie 331 in der entgegengesetzten Richtung zu derjenigen des oben erwähnten Ritzels 307 ausgebildet ist. Es sei festzuhalten, daß das Ritzel 333 ebenfalls so angeordnet ist, daß es dem vorlaufenden langen Ritzel bezüglich der Drehrichtung 300 des Differentialgehäuses 303 ähnlich wie das Ritzel 307 drehend folgt. Wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, wird das Ritzel 333 Kräften 335 unterworfen, welche in Reaktionskräften f1 und f2 begründet sind, so daß sich die Zahneingriffslinie 331 neigt, wodurch der Steigungswinkel Θ erhöht wird, wie durch eine gestrichelte Linie 337 gezeigt. Wenn im Gegensatz hierzu das Fahrzeug rückwärts fährt, wird das Ritzel 333 durch die entgegengesetzten Kräfte 339 geneigt, so daß der Steigungswinkel Θ der Zahneingriffslinie 331 abnimmt. Demzufolge erreicht, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, der Abstand x sein Maximum im Nahbereich des Mittelpunktes N wie in Fig. 21 gezeigt, so daß nicht erwartet werden kann, daß das Ritzel 333 im gleichförmigen Kontakt mit der Bohrung 315 über die gesamten Zahnbreiten gerät, was ähnlich zu dem "Rückwärtsfahrt"-Zustand der Fig. 16 und 17 ist. Wenn somit vorwärts gefahren wird, wird das Ritzel 337 einer erhöhten Abnutzung um die Punkte EA und EB herum unterworfen, wo das Ritzel 307 stark an der Bohrung 315 anliegt, wohingegen das Ritzel 337 einer verstärkten Abnutzung um den Mittelpunkt N herum unterworfen ist, wenn rückwärts gefahren wird.

Wie oben erwähnt, hängt, welcher Bereich des schrägverzahnten Zahnrades abgenutzt wird, von der Richtung der Zahneingriffslinie und der Fahrrichtung des Fahrzeuges ab.

In den Fig. 22, 23 und 24 bezeichnet ein Pfeil 351 eine Drehrichtung des Differentialgehäuses 303, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt. Bei einem derartigen Vorwärtsfahrt-Zustand ist jedes der langen Ritzel 305 so angeordnet, daß es vor dem Ritzel 307 in Drehrichtung 351 des Differentialgehäuses 303 dreht.

Wenn das Differentialgehäuse 303 gemäß Fig. 22 in die Richtung 351 dreht, wirkt ein Drehmoment entsprechend dem gestrichelten Pfeil 353 und 355 auf einen ersten Zahnradabschnitt 341 des Ritzels 305 und einen ersten Zahnradabschnitt 347 des Ritzels 307 von den Bohrungen 313 bzw. 315, während ein Lastmoment als Reaktionskraft gemäß den mit durchgezogenen Linien dargestellten Pfeilen 357 und 359 auf das Differentialgehäuse 303 über die Bohrungen 313 bzw. 315 ausgeübt wird.

Somit werden, wie in den Fig. 23 und 24 gezeigt, Eingriffs-Reaktionskräfte F1 und F2 durch den gegenseitigen Eingriff der Zahnräder in entgegengesetzten Richtungen an zweiten Zahnradabschnitten 349 und 343 der Ritzel 307 und 305 erzeugt. Andererseits werden an den jeweiligen ersten Zahnradabschnitten 341 und 347 Eingriffs- Reaktionskräfte F3 und F4 in gleicher Richtung durch die jeweiligen Eingriffsvorgänge der Ritzel 305 und 307 mit den Achswellenrädern 309 und 311 erzeugt, wie in Fig. 24 dargestellt.

Wie sich aus Fig. 24 erkennen läßt, ist ein Kippmoment an dem langen Ritzel 305 größer als das, welches an dem kurzen Ritzel 307 anliegt, da die Richtungen der Kräfte F2 und F4 an dem Ritzel 305 einander entgegengesetzt sind, während die Richtungen der Kräfte F1 und F3 an dem Ritzel 307 im wesentlichen zueinander identisch sind. Auf diese Weise wird jedes der langen Ritzel 305 in Richtung der Drehachse durch das Kippmoment geneigt, so daß die jeweiligen axialen Enden hiervon sich aus einer Position zum Zeitpunkt ohne Last zu einer anderen Position zum Zeitpunkt eines belasteten Zustandes bewegen, wie durch die durchgezogenen und doppelt gestrichelten Linien in Fig. 22 gezeigt.

Aufgrund einer Neigung des Ritzels 305 wird jedes Ritzel 305 an entsprechenden Punkten in Kontakt mit der Bohrung 303 gebracht, wie durch die Pfeile 361, 363 und 365 in Fig. 25 gezeigt, so daß eine Oberflächenpressung in diesen Bereichen sehr hoch wird. Infolgedessen werden das Ritzel 305 und die Bohrung 303 teilweise abgenutzt, wodurch die Lebensdauer des Differentials 301 verringert wird.

Wenn andererseits das Fahrzeug rückwärts fährt, wobei das Differentialgehäuse 303 sich in die entgegengesetzte Richtung dreht, erfolgt ein derartiger Punktkontakt an den kurzen Ritzeln 307, so daß die Lebensdauer des Differentials 301 ebenfalls verschlechtert wird.

Es ist von daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Differential oder Ausgleichsgetriebe so auszubilden, daß die jeweiligen Spitzen von Ritzeln durch Bohrungen gestützt werden, die in einem Differentialgehäuse ausgebildet sind, wobei ein teilweiser Verschleiß aufgrund geneigter oder verkippter Ritzel verhindert wird, so daß die Haltbarkeit oder Lebensdauer des Differentials verbessert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird demnach ein ein Differential oder Ausgleichsgetriebe für ein Fahrzeug geschaffen, mit:
einem Differentialgehäuse, das durch eine Antriebskraft eines Motors des Fahrzeuges gedreht wird;
einem Paar von Achswellenrädern, die in dem Differentialgehäuse angeordnet sind, einander gegenüber liegen und koaxial zu einer Achse des Differentialgehäuses drehbeweglich gelagert sind;
wenigstens einem Paar von Ritzeln, die radial außerhalb der Achswellenräder angeordnet sind, wobei die Ritzel jeweils erste Zahnradabschnitte in Eingriff mit den Achswellenrädern und zweite Zahnradabschnitte in Eingriff miteinander aufweisen;
wenigstens einem Paar von Bohrungen, die in dem Differentialgehäuse um die Achswellenräder herum ausgebildet sind, um die Ritzel aufzunehmen, so daß diese reibend hierin drehen; und
Aufrechterhaltungsmittel zum Aufrechterhalten eines Kontaktbereiches jedes der Ritzel mit der Bohrung, selbst wenn das Ritzel gegenüber einer Achse der Bohrung durch Reaktionskräfte verkippt wird, welche von der Bohrung auf die ersten und zweiten Zahnradabschnitte aufgebracht werden.

Vorteilhafte Weiterbildung in der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bevorzugt weisen im Rahmen der vorliegenden Erfindung dann, wenn der Steigungswinkel einer Zahneingriffslinie des Ritzels durch die Reaktionskräfte während der Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges verringert wird, die Aufrechterhaltungsmittel Zahnräder an dem Ritzel auf, wobei die jeweiligen Zahntiefen der Zahnräder von dem jeweiligen axialen Endabschnitten des Ritzels in Richtung eines axialen Mittelbereiches nach und nach abnehmen.

Wenn das Ritzel zur Achse der Bohrung schräg steht, so daß der Steigungswinkel einer jeden Zahneingriffslinie verringert ist, wird das Ritzel in starke Anlage mit der Bohrung an einem axialen Mittelbereich des Zahnrades gebracht. Daher gelangt, da gemäß der oben genannten bevorzugten Ausführungsform eines der Ritzel so ausgebildet ist, daß die Zahntiefen der Zahnradzähne sich von den jeweiligen axialen Endabschnitten in Richtung eines axialen Mittenbereiches allmählich verringern, das Ritzel in gleichförmigen Kontakt mit der Bohrung über die gesamte Zahnbreite hinweg. Infolgedessen ist es möglich, das Auftreten von teilweisem Verschleiß zu verhindern, das heißt die exzentrische Abnutzung und Fressung über die gesamten Zahnbreiten des Ritzels hinweg.

Weiterhin sind in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform bevorzugt die Ritzel so angeordnet, daß, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, das Ritzel mit den Zahnradzähnen um die Achswellenräder umläuft, während es dem anderen Ritzel bezüglich der Drehrichtung des Differentialgehäuses folgt.

In so einem Fall ist es möglich, das Auftreten von teilweisem Verschleiß und Fressen während einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges wirksam zu verhindern, bei der ein größeres Drehmoment auf die Ritzel aufgebracht wird im Vergleich dazu, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt.

Alternativ hierzu kann es bevorzugt sein, daß, wenn der Steigungswinkel einer Zahneingriffslinie des Ritzels durch Reaktionskräfte während der Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges erhöht wird, die Aufrechterhaltungsmittel Zahnradzähne aufweisen, die an dem Ritzel ausgebildet sind, wobei die Zahntiefen der Zahnradzähne allmählich von den entsprechenden axialen Endabschnitten des Ritzels in Richtung eines axial mittleren Bereiches anwachsen.

Umgekehrt, wenn das Ritzel zu der Achse der Bohrung geneigt ist, so daß der Steigungswinkel der Zahneingriffslinie erhöht wird, gerät das Ritzel in starken Kontakt mit der Bohrung im Nahbereich der jeweiligen axialen Endabschnitte des Ritzels. Da gemäß der oben erwähnten bevorzugten Ausführungsform das Ritzel so ausgebildet ist, daß die Zahntiefen der Zahnradzähne allmählich von den jeweiligen axialen Endabschnitten in Richtung eines axialen mittleren Bereiches anwachsen, gerät das Ritzel in gleichförmigen Kontakt mit der Bohrung über die gesamte Zahnbreite der Zahnradzähne. Infolgedessen ist es möglich, das Auftreten eines teilweisen Verschleißes und Fressens über die gesamten Zahnbreiten des Ritzels hinweg ebenfalls zu verhindern.

Bei der vorliegenden Erfindung sind bevorzugt die Ritzel so angeordnet, daß, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, das Ritzel mit den Achswellenrädern umläuft, während es dem anderen Ritzel bezüglich der Drehrichtung des Differentialgehäuses folgt.

In so einem Fall ist es möglich, das Auftreten von teilweisem Verschleiß und Fressen bei der Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges wirksam zu verhindern, bei der ein höheres Drehmoment auf die Ritzel im Vergleich dazu aufgebracht wird, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt.

Alternativ hierzu kann es vorteilhaft sein, daß die Aufrechterhaltungsmittel einen abgeschrägten Bereich an dem Ritzel aufweisen, wobei das Ritzel bezüglich seiner Drehachse durch Eingriffs-Reaktionskräfte geneigt ist, welche auf den ersten Zahnradabschnitt und den zweiten Zahnradabschnitt einwirken.

Auch in diesem Fall kann, da der Kontaktbereich des geneigten Ritzels mit der Bohrung durch den sich verringernden Bereich aufrechterhalten werden kann, ein teilweiser Verschleiß des Ritzels aufgrund eines Punktkontaktes und des Anwachsens eines Oberflächendruckes vermieden werden, wodurch die Haltbarkeit des Differentials wesentlich verbessert wird.

In der vorliegenden Erfindung sind weiterhin bevorzugt die Ritzel so angeordnet, daß, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, das Ritzel mit dem abgeschrägten Bereich um die Achswellenräder umläuft, während es von dem anderen Ritzel bezüglich der Drehrichtung des Differentialgehäuses gefolgt wird.

Da in diesem Fall der abgeschrägte Bereich an dem Ritzel ausgebildet ist, welches einem hohen Kippmoment ausgesetzt ist, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, kann die Haltbarkeit des Differentials weiter verbessert werden. Da weiterhin ein derartiger abgeschrägter Bereich nicht an dem anderen Ritzel ausgebildet ist, welches nicht schräggestellt wird, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, können die Herstellungskosten verringert werden.

Bevorzugt ist der abgeschrägte Bereich mit Zahnradzähnen versehen, deren Zahntiefen allmählich in Richtung der jeweiligen Endabschnitte des Ritzels abnehmen, wodurch ein sich verjüngernder oder sphärisch abschrägter Bereich erhalten wird.

Auch in diesem Fall ist es möglich, eine Verschlechterung der Haltbarkeit des Differentiales zu vermeiden, die durch eine Neigung des Ritzels bewirkt wird. Da es beispielsweise einfach ist, einen sich verjüngernden abgeschrägten Bereich herzustellen, können auch die Herstellungskosten verringert werden. Obgleich sich weiterhin der Steigungswinkel des Ritzels in dem Fall, in dem das Differentialgehäuse eine etwas geringe Steifigkeit hat oder in dem Fall, in dem die Achswellenräder durch den Getriebeeingriff etwas in radialer Richtung verschoben werden, ändert, ist es möglich, einer derartigen Änderung des Steigungswinkels dadurch zu begegnen, daß der Radius R (die Krümmung) des abgeschrägten Bereiches so eingestellt wird, daß der Punktkontakt der Bohrung in Antwort auf Änderungen des Steigungswinkels wirksam verhindert werden kann, so daß die Haltbarkeit des Differentials verbessert wird.

Weiterhin bevorzugt weist der abgeschrägte Bereich einen sich verjüngenden oder sphärischen Teil an der Seite der axialen Endabschnitte auf, mit Zahnradzähnen, deren Zahntiefen allmählich in Richtung der jeweiligen axialen Enden des Ritzels abnehmen, sowie einen zylindrischen Teil, der axial innerhalb des sich verjüngenden oder sphärischen Bereiches angeordnet ist und Zahnradzähne mit den gleichen Zahntiefen hat.

In diesem Fall ist es durch Anordnen des sich verjüngenden oder sphärischen Bereiches auf Seiten der axialen Endabschnitte des Ritzels möglich, den Punktkontakt zwischen dem Ritzel und der Bohrung zu vermeiden, der bei einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges bewirkt werden würde.

Wenn weiterhin das Fahrzeug rückwärts fährt oder im Leerlauf auf der Straße rollt, wird keine Neigung in jedem Ritzel bewirkt, da die Richtung eines hieran angelegten Drehmomentes entgegengesetzt zu derjenigen ist, die bei der Vorwärtsfahrt vorliegt. Da in jedem dieser Fälle das Ritzel in Kontakt mit der Bohrung durch den zylindrischen Teil gelangt, kann ein Punktkontakt zwischen dem Ritzel und der Bohrung verhindert werden. Auf diese Weise ist es möglich, zu verhindern, daß das Ritzel aufgrund von Punktkontakten in beiden Fällen, das heißt der Vorwärtsfahrt und der Rückwärtsfahrt, teilweise abgenutzt wird, so daß die Haltbarkeit des Differentials wesentlich verbessert werden kann.

Es sei festzuhalten, daß in der obigen Abwandlung ein Verhältnis des sich verjüngenden oder sphärischen Teils zu dem zylindrischen Teil beliebig abhängig von einem Verhältnis eines Drehmomentes während der Vorwärtsfahrt und einem Drehmoment während der Rückwärtsfahrt bestimmt werden kann.

Bevorzugt weist das Ritzel weiterhin konisch abgeschrägte Bereiche auf, die an den jeweiligen axialen Enden des Ritzels ausgebildet sind.

In diesem Fall kann, selbst wenn das Ritzel in Richtung der Drehachse schräggestellt wird, der Kontaktbereich des Ritzels mit den Endflächen der Bohrung durch die konisch abgeschrägten Bereiche aufrechterhalten werden, um den Druck zu verringern, der zwischen den axialen Enden des Ritzels und den Endflächen der Bohrung erzeugt wird. Infolgedessen kann eine exzentrische Abnutzung verhindert und so die Haltbarkeit des Differentials verbessert werden.

Zusätzlich kann durch Vorsehen der abgeschrägten Bereiche an den axialen Enden des Ritzels der Gleitvorgang des Ritzels an den Endflächen der Bohrung stabilisiert werden. Von daher wird es bei schrägverzahnten Zahnrädern als Ritzel möglich, die die Differentialwirkung einschränkende, vom Drehmoment abhängige Funktion des Differentials zu stabilisieren, die in einem Eingriffsschub zwischen den schrägverzahnten Zahnrädern begründet liegt.

Bevorzugt beinhaltet eines der Paare von Ritzeln einen Achsenabschnitt, der den ersten Zahnradabschnitt mit dem zweiten Zahnradabschnitt verbindet.

Im Betrieb hat das lange Ritzel einen langen Abstand zwischen Angriffspunkten der Eingriffs-Reaktionskräfte, so daß das Ritzel einem hohen Kippmoment ausgesetzt ist. Unter der Bedingung, daß ein Abstand zwischen dem langen Ritzel und der Bohrung gleich demjenigen zwischen dem kurzen Ritzel und der Bohrung ist, hat das kurze Ritzel einen hohen Steigungswinkel aufgrund seiner Kürze im Vergleich mit dem Steigungswinkel des langen Ritzels. Von daher neigt das lange Ritzel dazu, einen höheren Oberflächendruck an Punktkontaktbereichen auszuüben. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es jedoch möglich, eine teilweise Abnutzung des Ritzels und der Bohrung aufgrund einer Neigung des Ritzels in allen Fällen zu verhindern, wodurch die Haltbarkeit wesentlich verbessert werden kann.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung eines Differentials oder Ausgleichsgetriebes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Getriebeanordnung, welche das Differential von Fig. 1 bildet;

Fig. 3 eine Längsschnittdarstellung eines kurzen Ritzels in dem Differential gemäß der ersten Ausführungsform;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Getriebeanordnung eines Differentials gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Längsschnittdarstellung eines kurzen Ritzels in dem Differential gemäß der zweiten Ausführungsform;

Fig. 6 eine Längsschnittdarstellung eines Differentials gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine Seitenansicht eines langen Ritzels, welches in dem Differential gemäß der dritten Ausführungsform verwendet wird;

Fig. 8 eine Seitenansicht eines langen Ritzels, welches in einem Differential gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 9 eine Seitenansicht eines langen Ritzels, welches in einem Differential gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 10 eine Seitenansicht eines kurzen Ritzels, welches in dem Differential gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 11 eine Seitenansicht eines kurzen Ritzels, welches in einem Differential gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 12 eine Seitenansicht eines kurzen Ritzels, welches in einem Differential gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 13 ein Differential gemäß einer Abwandlung der obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14 ein Differential gemäß einer weiteren Abwandlung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;

Fig. 15 eine Längsschnittdarstellung durch ein Differential nach dem Stand der Technik;

Fig. 16 eine Querschnittsdarstellung durch einen Teil des Differentials von Fig. 15;

Fig. 17 eine Seitenansicht auf ein schrägverzahntes Ritzel zur Erläuterung einer Schrägstellung des Zahnrades;

Fig. 18A eine axiale Endansicht auf ein schrägverzahntes Ritzel zur Erläuterung einer Schrägstellung des Zahnrades;

Fig. 18B eine vergrößerte Ansicht von Fig. 18A;

Fig. 19 eine teilweise Querschnittsdarstellung zur Erläuterung eines Abstandes "x" zwischen dem Ritzel und einer Bohrung zur Aufnahme des Zahnrades;

Fig. 20 eine Seitenansicht eines schrägverzahnten Ritzels, welches in einer Richtung unterschiedlich zu derjenigen von Fig. 17 schräg gestellt ist;

Fig. 21 eine ausschnittsweise Querschnittsdarstellung eines Abstandes zwischen dem Ritzel von Fig. 20 und der Bohrung zur Aufnahme des Zahnrades hierin;

Fig. 22 eine perspektivische Ansicht einer Getriebeanordnung in einem Differential nach dem Stand der Technik zur Darstellung von schräg gestellten Ritzeln in der Anordnung;

Fig. 23 eine Querschnittsdarstellung der im Eingriff befindlichen Ritzel von Fig. 22 mit den jeweiligen Richtungen der Eingriffs-Reaktionskräfte, die auf die Ritzel ausgeübt werden;

Fig. 24 eine perspektivische Ansicht der Getriebeanordnung von Fig. 22 mit entsprechenden Richtungen der Eingriffs-Reaktionskräfte, welche auf die langen und kurzen Ritzel einwirken; und

Fig. 25 eine Seitenansicht des herkömmlichen Ritzels zur Veranschaulichungen von Punktkontakt-Bereichen des schräg gestellten Ritzels mit der Bohrung.

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf die Fig. 1, 2 und 3 beschrieben.

Fig. 1 ist eine Querschnittsdarstellung eines Differentials oder Ausgleichsgetriebes gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 zeigt eine Getriebeanordnung des Differentials, welche im wesentlichen aus einem Paar von schrägverzahnten Ritzeln und einem Paar von schrägverzahnten Achswellenrädern besteht. Es sei festzuhalten, daß in Fig. 2 die dargestellten linken und rechten Richtungen den linken und rechten Richtungen von Fig. 1 entsprechen.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein Differentialgehäuse 21 des Differentials 7, das durch die Antriebskraft eines nicht dargestellten Motors gedreht wird, im wesentlichen aus einem Gehäusekörper 31 und einer Abdeckung 33 aufgebaut, die mit dem Gehäusekörper 31 über einen Schraubbolzen 35 verbunden ist. Ein Paar von linken und rechten schrägverzahnten Achswellenrädern 37 und 39 ist in dem Differentialgehäuse 21 aufgenommen. Die schrägverzahnten Achswellenräder 37 und 39 umfassen hohle flanschartige Vorsprünge 41 und 43, welche drehbeweglich durch Lagerteile 45 und 47 des Differentialgehäuses 21 und vergrößerte diametrale oder einander gegenüberliegende Teile 49 und 51 gelagert sind, die innerhalb der flanschartigen Vorsprünge 41 und 43 ausgebildet sind.

Radial innerhalb der vergrößerten diametralen Teile 49 und 51 ist ein Axiallagerblock 53 angeordnet, der dazu dient, die jeweiligen freien Enden der schrägverzahnten Achswellenräder 37 und 39 zu lagern, so daß die freien Enden der schrägverzahnten Achswellenräder 37 und 39 zentriert werden.

In der Zeichnung nicht dargestellte linke und rechte Hinterachsen, welche durch flanschartige Vorsprünge 55 und 57 in das Differentialgehäuse 21 eintreten, sind über eine Keilwellenverbindung mit den flanschartigen Vorsprüngen 41 und 43 der schrägverzahnten Achswellenräder 37 und 39 verbunden und untereinander durch den Axiallagerblock 53 zugeordnet. Zwischen den jeweiligen schrägverzahnten Achswellenrädern 37 und 39 und dem Differentialgehäuse 21 sind Unterlegscheiben 59 angeordnet, und eine weitere Unterlegscheibe 61 ist zwischen den schrägverzahnten Achswellenrädern 37 und 39 vorgesehen.

Entlang den äußeren Umfängen der schrägverzahnten Achswellenräder 37 und 39 weist der Gehäusekörper 31 mehrere Paare von langen und kurzen Bohrungen 63 und 65 auf, die so ausgebildet sind, daß sie sich parallel zu einer Drehachse der Antriebswellen erstrecken. In dem Gehäusekörper 31 sind lange schrägverzahnte Ritzel 67 so aufgenommen, daß sie reibend in den langen Bohrungen 63 drehen, wohingegen kurze schrägverzahnte Ritzel 69 so aufgenommen sind, daß sie reibend in den kurzen Bohrungen 65 drehen.

Jedes der langen schrägverzahnten Ritzel 65 besteht aus einem ersten Zahnradabschnitt 71, einem zweiten Zahnradabschnitt 73 und einem Achsenabschnitt 75 zur Verbindung der Zahnradabschnitte 71 und 73 miteinander. Weiterhin besteht jedes der kurzen schrägverzahnten Ritzel 69 aus einem ersten Zahnradabschnitt 77 und einem zweiten Zahnradabschnitt 79, welche direkt miteinander verbunden sind. Im zusammengebauten Zustand ist der erste Zahnradabschnitt 77 des kurzen schrägverzahnten Ritzels 69 so angeordnet, daß er mit dem linken schrägverzahnten Achswellenrad 37 im Eingriff ist, wohingegen der zweite Zahnradabschnitt 79 so angeordnet ist, daß er mit dem zweiten Zahnradabschnitt 73 des langen schrägverzahnten Ritzels 67 in Eingriff ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das Differentialgehäuse 21 mit Öffnungen 81, 83 und 85 versehen. Das Differentialgehäuse 21 weist weiterhin spiralförmig verlaufende Ölführungskanäle 87 auf, die an den inneren Umfangsoberflächen der flanschartigen Vorsprünge 55 und 57 ausgebildet sind. In einem drehenden Betrieb des Differentials 7 wird von einem nicht dargestellten Ölreservoir herkommendes Öl über die Öffnungen 81, 83, 85 und die Ölführungskanäle 87 in das Differentialgehäuse 21 hinein- und aus diesem herausgeführt, um die jeweiligen miteinander in Eingriff befindlichen Teile der schrägverzahnten Ritzel und die entsprechenden Reibbereiche in dem Differential 7 zu schmieren.

Im Betrieb wird eine Antriebskraft zum Drehen des Differentialgehäuses 21 von dem Motor her übertragen und auf die linken und rechten Antriebswellen über die schrägverzahnten Ritzel 67 und 69 und die schrägverzahnten Achswellenräder 37 und 39 verteilt.

Wenn beispielsweise aufgrund der Tatsache, daß das Fahrzeug auf einer Straße mit schlechtem Oberflächenzustand fährt, ein Unterschied im Antriebswiderstand zwischen der linken Antriebswelle und der rechten Antriebswelle vorliegt, wird die Antriebskraft des Motors auf die linken und rechten Antriebswellen durch Drehungen der schrägverzahnten Ritzel 67 und 69 differential verteilt.

Während ein Drehmoment übertragen wird, werden die jeweiligen Spitzen der schrägverzahnten Ritzel 67 und 69 gegen die umfangsseitigen Innenwände der Bohrungen 63 und 65 durch Eingriff-Reaktionskräfte von den schrägverzahnten Achswellenrädern 37 und 39 gedrängt, so daß zwischen den Zahnrädern 67 und 69 und den Bohrungen 63 und 65 ein Reibwiderstand erzeugt wird. Zusätzlich wird aufgrund einer Eingriffs-Schubkraft zwischen diesen schrägverzahnten Zahnrädern ein Reibwiderstand zwischen den jeweiligen Endflächen der schrägverzahnten Ritzel 67 und 69 und dem Differentialgehäuse 21, zwischen den schrägverzahnten Achswellenrädern 37 und 39 und dem Differentialgehäuse 21 über die Scheiben 59 und weiterhin zwischen dem schrägverzahnten Achswellenrad 37 und dem schrägverzahnten Achswellenrad 39 über die Scheibe 61 erzeugt. Auf diese Art und Weise kann eine "auf Drehmomente ansprechende" Art einer Differential- Einschränkungsfunktion des Differentials 7 aufgrund dieser Reibwiderstände festgestellt werden.

Die jeweiligen Zahneingriffslinien der Zahnradabschnitte 71, 73, 77 und 79 der schrägverzahnten Ritzel 67 und 69 sind in den Richtungen gemäß Fig. 2 ausgebildet. In dieser Figur bezeichnet ein Pfeil 89 eine Drehrichtung des Differentialgehäuses 21, wenn ein (nicht dargestelltes) Fahrzeug, welches mit dem Differential 7 ausgerüstet ist, vorwärts fährt (Vorwärtsfahrt). Hierbei wird das kurze schrägverzahnte Ritzel 69, welches um das schrägverzahnte Achswellenrad 37 umläuft und hierbei dem langen schrägverzahnten Ritzel 67 bezüglich der Drehrichtung 89 des Differentialgehäuses 21 folgt, in Richtung des zweiten Zahnradabschnittes 73 des schrägverzahnten Ritzels 67 und des linken schrägverzahnten Achswellenrades 37 durch eine Kraft F (identisch der Kraft F von Fig. 16) von der Wand der Bohrung 65 gedrängt.

Dies entspricht dem Zustand gemäß der Fig. 16 bis 19, wo das schrägverzahnte Ritzel 69 in eine Richtung geneigt ist, um einen Steigungswinkel Θ der Zahneingriffslinie zu verringern, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, so daß ein axialer Zwischenbereich des Zahnrades 69 in intensive Anlage mit der Bohrung 65 gerät.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in Fig. 3 gezeigt, das schrägverzahnte Ritzel 69 mit schwach gekrümmten Außenumfangslinien gebildet, so daß eine Zahntiefe hN des axialen Zwischenbereiches kleiner (geringer) als die Zahntiefen hEA und hEB der axialen Endabschnitte des Zahnrades 69 ist.

In der dargestellten Ausführungsform ist eine Differenz zwischen der Zahntiefe hN und den Zahntiefen hEA und hEB entsprechend einem Abstand zwischen dem schrägverzahnten Ritzel 69 und der Bohrung 63 auf 0,03 mm gesetzt. Obgleich diese Differenz abhängig von der Abmessung des schrägverzahnten Ritzels 69 des Differentials 7 und der Abmessung der Bohrung 65 des Differentialgehäuses 21 schwankt, kann diese Differenz problemlos auf einen gewünschten Wert eingestellt werden, in dem die jeweiligen Spitzenflächen des schrägverzahnten Ritzels 69 spanabhebend bearbeitet werden. Infolge dessen können, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, wobei das schrägverzahnte Ritzel 69 einer Kraft unterworfen ist, die größer als im Falle einer Fahrt nach rückwärts (Rückwärtsfahrt) ist, die entsprechenden Spitzen des schrägverzahnten Ritzels 69 gleichförmig in Kontakt mit der Bohrung 65 über die gesamte Flächenbreite hinweg gebracht werden, wodurch eine teilweise Abnutzung (das heißt eine exzentrische Abnutzung) und Festfressungsprobleme vermieden werden können.

Somit weist das Differential 7 gemäß dieser Ausführungsform den obigen vorteilhaften Aufbau auf.

Wenn das Differential 7 in der geschilderten Ausführungsform in einem Fahrzeug zum Einsatz gelangt, ist es möglich, die Bewegung (einer nicht dargestellten Fahrzeugkarosserie) bei einem hohen Drehmoment während der Fahrzeugbeschleunigung, der Abbremsung oder dergleichen zu stabilisieren, da die drehmomentabhängige oder auf Drehmomente ansprechende Art der Differential-Einschränkungsfunktion verbessert ist, so daß die Handhabbarkeit des Fahrzeuges verbessert werden kann.

Wie bereits mehrfach dargestellt, können, da die Zahntiefe in dem axialen Mittelbereich des kurzen schrägverzahnten Ritzels 69, wobei dieser Bereich während der Vorwärtsfahrt intensiv in Kontakt mit der Bohrung 65 gerät, kleiner als jede Zahntiefe an dem axialen Endabschnitt des Zahnrades 69 ist, die jeweiligen Spitzen des schrägverzahnten Ritzels 69 in gleichförmigen Kontakt mit der Bohrung 65 über die gesamte Breitenerstreckung der Zähne gebracht werden. Somit ist es möglich, zu verhindern, daß das schrägverzahnte Ritzel 69 teilweise verschleißt und Festfressungstendenzen hat.

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf die Fig. 4 und 5 beschrieben.

Fig. 4 zeigt einen Getriebeausschnitt aus dem Differential oder Ausgleichsgetriebe gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es sei festzuhalten, daß in den Figuren bezüglich der zweiten Ausführungsform (Fig. 4 und 5) Bauteile oder Elemente gleich oder ähnlich den Bauteilen oder Elementen in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und eine nochmalige Beschreibung ihrer Funktionsweise erfolgt nicht.

Wie in Fig. 4 gezeigt, weist eine Getriebeanordnung des Differentials gemäß der zweiten Ausführungsform ein Paar von linken und rechten schrägverzahnten Achswellenrädern 91 und 93 an der Abtriebsseite und mehrere Paare von langen und kurzen schrägverzahnten Ritzeln 95 und 97 (wobei jeweils nur ein Paar gezeigt ist) auf. Die schrägverzahnten Achswellenräder 91 und 93 sind in dem Differentialgehäuse 21 so gelagert, daß sie hierin drehbar sind.

Jedes der langen schrägverzahnten Ritzel 95 besteht aus einem ersten Zahnradabschnitt 99 in Eingriff mit dem schrägverzahnten Achswellenrad 93, einem zweiten Zahnradabschnitt 101 und einem Achsenabschnitt 103 zur Verbindung der Zahnradabschnitte 99 und 101 miteinander. Weiterhin besteht jedes der kurzen schrägverzahnten Ritzel 97 aus einem ersten Zahnradabschnitt 105 und einem zweiten Zahnradabschnitt 107. Im zusammengebauten Zustand ist der erste Zahnradabschnitt 105 so angeordnet, daß er mit dem linken schrägverzahnten Achswellenrad 91 in Eingriff steht, wohingegen der zweite Zahnradabschnitt 107 so angeordnet ist, daß er mit dem zweiten Zahnradabschnitt 101 des langen schrägverzahnten Ritzels 95 in Eingriff steht.

Die jeweiligen Zahneingriffslinien der Zahnradabschnitte 99, 101, 105 und 107 der schrägverzahnten Ritzel 95 und 97 sind in Richtungen gemäß Fig. 4 ausgebildet. In Fig. 4 bezeichnet ein Pfeil 109 eine Drehrichtung des Differentialgehäuses 21, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt. Hierbei wird das kurze schrägverzahnte Ritzel 97, welches um das Achswellenrad 91 umläuft, während es dem langen schrägverzahnten Ritzel 95 bezüglich der Drehrichtung 109 des Differentialgehäuses 21 folgt, durch die Kraft F (identisch der Kraft F von Fig. 16) von der Wand der Bohrung 65 zum zweiten Zahnradabschnitt 101 des schrägverzahnten Ritzels 95 und dem linken schrägverzahnten Achswellenrad 91 gedrängt.

Dies entspricht dem Zustand der Fig. 20 und 21, wo das schrägverzahnte Ritzel 97 in eine Richtung derart geneigt ist, daß der Steigungswinkel Θ der Zahneingriffslinie erhöht wird, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, so daß die axialen Endabschnitte des Zahnrades 97 in intensive Anlage mit der Bohrung 65 geraten.

Gemäß der nun beschriebenen Ausführungsform von Fig. 5 ist das schrägverzahnte Ritzel 97 mit einer schwach gekrümmten Außenumfangslinie derart ausgebildet, daß die Zahntiefen hEA und hEB an den axialen Endabschnitten jeweils kleiner sind als die Zahntiefe hN in einem axialen Mittelbereich.

Die Differenz zwischen der Zahntiefe hN und der Zahntiefe hEA und hEB entsprechend einem Abstand zwischen dem schrägverzahnten Ritzel 97 und der Bohrung 65 in dieser Ausführungsform ist auf 0,03 mm festgesetzt. Obgleich sich diese Differenz abhängig von der Abmessung des schrägverzahnten Ritzels 97 in dem Differential 7 und der Abmessung der Bohrung 65 im Differentialgehäuse 21 ändern kann, kann diese Differenz einfach auf einen gewünschten Wert gesetzt werden, in dem die jeweiligen Spitzenflächen des schrägverzahnten Ritzels 97 spanabhebend bearbeitet werden. Infolge dessen können, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, wo das schrägverzahnte Ritzel 97 einer Kraft unterworfen ist, welche größer ist als im Falle einer Rückwärtsfahrt, die jeweiligen Spitzen des schrägverzahnten Ritzels 97 über die gesamte Zahnbreite hinweg gleichförmig in Kontakt mit der Bohrung 65 gebracht werden, wodurch eine exzentrische Abnutzung und ein Festfressungsproblem vermieden werden können.

In den bisher beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen sei festzuhalten, daß, wenn imaginäre Linien 100, die parallel zu dem jeweiligen Drehachsen der kurzen schrägverzahnten Ritzel 69 und 97 in den Fig. 2 und 4 sind, so eingezeichnet werden, daß sie den jeweiligen Spitzen gegenüberliegen, dann eine Mehrzahl von Kontakten P der Linien 100 mit den jeweiligen kurzen Bohrungen 65 erzeugt werden würde. Natürlich sind diese Punkte P durch Drehung der schrägverzahnten Ritzel 69 und 97 in Axialrichtung beweglich.

Im Betrieb werden, wenn die Kontaktpunkte P sich in axialer Richtung auf eine Seite hin bewegen, die Neigungen der schrägverzahnten Ritzel 69 und 97 durch Reaktionskräfte auf die ersten und zweiten Zahnradabschnitte 77 und 79 weiter verstärkt, so daß die Kontaktkräfte an den Zahnrädern 69 und 97 mit den Bohrungen 65 verstärkt werden.

Gemäß der ersten und zweiten Ausführungsformen ist es jedoch möglich, die jeweiligen Spitzen der schrägverzahnten Ritzel 69 und 97 in gleichförmigen Kontakt mit den Bohrungen 65 über die gesamten Stirnflächenbreiten der Zähne hinweg zu bringen, unabhängig davon, wie die erwähnten Neigungen der Zahnräder 69 und 97 und die Anzahl der Kontakte der Spitzen mit der Bohrung 65 sind, sowie unabhängig von den Kontakten, welche aus der Beziehung zwischen den Längen der schrägverzahnten Ritzel 69 und 97 und den Steigungswinkeln hierin entstehen.

Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf die Fig. 6 und 7 beschrieben.

Fig. 6 ist eine Querschnittsdarstellung eines Differentials 108 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es sei festzuhalten, daß in Fig. 6 linke und rechte Richtungen den linken und rechten Richtungen in Fig. 1 entsprechen. Zusätzlich sind Bauteile oder Elemente ähnlich denjenigen Bauteilen oder Elementen in den vorab beschriebenen Ausführungsformen mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine nochmalige Beschreibung ihrer Funktions- oder Wirkungsweisen erfolgt nicht.

Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform sind mehrere Paare von langen und kurzen Bohrungen 63 und 65 in dem Differentialgehäuse 21 ausgebildet derart, daß sie parallel zu den Drehachsen der Antriebswellen verlaufen. In dem Gehäuse 21 sind lange schrägverzahnte Ritzel 109 so gelagert, daß sie unter Reibung in den Bohrungen 63 drehen, wohingegen die kurzen schrägverzahnten Ritzel 69 entsprechend in den Bohrungen 65 aufgenommen sind und hier unter Reibung drehen.

Jedes der langen schrägverzahnten Ritzel 109 besteht aus einem ersten Zahnradabschnitt 111, einem zweiten Zahnradabschnitt 113 und einem Achsenabschnitt 115 zur Verbindung der Zahnradabschnitte 111 und 113 miteinander. Weiterhin besteht jedes kurze schrägverzahnte Ritzel 69 aus dem ersten Zahnradabschnitt 77 und dem zweiten Zahnradabschnitt 79. Im zusammengebauten Zustand ist der erste Zahnradabschnitt 77 eines jeden kurzen schrägverzahnten Ritzels 69 so angeordnet, daß er in Eingriff ist mit dem linken schrägverzahnten Achswellenrad 37, wohingegen der zweite Zahnradabschnitt 79 so angeordnet ist, daß er mit dem zweiten Zahnradabschnitt 113 des langen schrägverzahnten Ritzels 109 in Eingriff ist.

Die langen schrägverzahnten Ritzel 109 sind jeweils so angeordnet, daß sie um die Achswellenräder 37 und 39 vor den kurzen schrägverzahnten Ritzeln 69 in Drehrichtung des Differentialgehäuses 21 umlaufen, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt. Wenn das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung angetrieben ist, unterliegt der erste Zahnradabschnitt 111 eines jeden schrägverzahnten Ritzels 109 einer Eingriffs-Reaktionskraft von dem rechten schrägverzahnten Achswellenrad 39, wohingegen der zweite Zahnradabschnitt 113 einer Eingriffs- Reaktionskraft von dem zweiten Zahnradabschnitt 79 des schrägverzahnten Ritzels 69 unterworfen ist. Infolgedessen wirkt ein Kippmoment auf das schrägverzahnte Ritzel 109, um dieses zu neigen oder zu verkippen.

Gemäß der momentan beschriebenen Ausführungsform sind die jeweiligen Zahnradabschnitte 111 und 113 eines jeden schrägverzahnten Ritzels 109 mit sich verjüngenden abgeschrägten Bereichen 117 und 119 versehen, wobei sich in jedem dieser Bereiche eine jede Zahntiefe allmählich verringert, wenn sie sich den beiden axialen Enden des Zahnrades 41 nähert. Weiterhin sind die Zahnradabschnitte 111 und 113 an ihren Endflächen mit konisch geformten abgeschrägten Abschnitten 121 und 123 versehen.

Fig. 7 zeigt das schrägverzahnte Ritzel 109, das durch das Kippmoment aufgrund der Vorwärtsfahrt schräg gestellt oder geneigt ist. Aufgrund des Vorhandenseins der jeweiligen sich verjüngenden und/oder abgeschrägten Bereiche 117, 119, 121 und 123 kann die Anlagefläche des sich verjüngenden schrägverzahnten Ritzels 109 mit der Bohrung 63 im Vergleich zu einem üblichen Ritzel mit nicht abgeschrägten oder sich verjüngenden Bereichen erhöht werden.

Somit ist es in einem mit dem Pfeil 125 gekennzeichneten Bereich möglich, ein Anwachsen des Oberflächendruckes aufgrund eines "Punktkontaktes" zwischen jeweiligen Spitzen des schrägverzahnten Ritzels 109 und der Bohrung 63 zu verhindern. Weiterhin kann in mit den Pfeilen 127 und 129 gekennzeichneten Bereichen ein Anwachsen des Druck- oder Schuboberflächendruckes aufgrund eines Punktkontaktes zwischen den jeweiligen Endflächen des schrägverzahnten Ritzels 109 und der Bohrung 63 zumindest vermindert, wenn nicht ausgeschlossen werden. Weiterhin kann verhindert werden, daß das schrägverzahnte Ritzel 109 sich in diesen Bereichen abnutzt, wodurch die Haltbarkeit oder Lebensdauer des Differentials 108 wesentlich verbessert werden kann.

Da zusätzlich der Gleitvorgang des schrägverzahnten Ritzels 109 zwischen den Endflächen des schrägverzahnten Ritzels 109 und der Bohrung 63 dadurch stabilisiert werden kann, daß die abgeschrägten Bereiche 121 und 123 vorgesehen sind, ist es auch möglich, eine vom Drehmoment abhängige Art der Differential-Einschränkungsfunktion zu stabilisieren, welche ansonsten durch den Eingriffsschub der schrägverzahnten Zahnräder eingebracht werden würde.

Weiterhin kann durch Ausbilden der abgeschrägten Bereiche 117, 119, 121 und 123 an dem schrägverzahnten Ritzel 109, welches sich bei einer Vorwärtsfahrt verkippt, so daß ein höheres Antriebsmoment hierauf ausgeübt wird, die Haltbarkeit erheblich verbessert werden. Da weiterhin ein derartiger abgeschrägter Bereich nicht an den kurzen schrägverzahnten Ritzeln 69 ausgebildet ist, welche sich nicht während einer Vorwärtsfahrt schräg stellen oder verkippen, können die Herstellungskosten des Differentials 108 weiter verringert werden.

Es sei nochmals betont, daß das Vorsehen der abgeschrägten Bereiche 117, 119, 121 und 123 besonders wirksam bezüglich einer Verbesserung der Lebensdauer ist, wenn sie in der dargestellten Ausführungsform an dem schrägverzahnten Ritzel 109 vorgesehen sind, welches einen langen Abstand zwischen den Angriffspunkten von Eingriffs-Reaktionskräften hat, so daß das Verkippungsmoment hierdurch ganz erheblich verringert wird.

Was ein Fahrzeug mit dem soeben geschilderten Differential 108 betrifft, ist es aufgrund der stabilen auf Drehmomente ansprechenden Differential- Einschränkungsfunktion des Differentials 108 möglich, die Fahrt des Fahrzeuges während eines hohen Drehmomentauftrages bei einer Fahrzeugbeschleunigung, Fahrzeugverzögerung oder dergleichen zu stabilisieren.

Weiterhin ist es aufgrund einer erhöhten Haltbarkeit oder Lebensdauer des Differentials 108 möglich, seine hervorragenden Betriebseigenschaften und seine Stabilität über einen langen Zeitraum hinweg zur Verfügung zu haben.

Eine vierte Ausführungsform wird nun unter Bezug auf Fig. 8 beschrieben. Fig. 8 zeigt ein langes schrägverzahntes Ritzel 131, welches in dem Differential dieser Ausführungsform zur Verwendung kommt.

Jedes der in Fig. 8 gezeigten schrägverzahnten Ritzel 131 ist in der Bohrung 63 des Differentialgehäuses 21 gelagert, um hierin unter Reibung zu drehen. Das lange schrägverzahnte Ritzel 131 besteht aus einem ersten Zahnradabschnitt 131, einem zweiten Zahnradabschnitt 135 und einem Achsenabschnitt 137 zur Verbindung der Zahnradabschnitte 133 und 135 miteinander. Im zusammengebauten Zustand ist der erste Zahnradabschnitt 131 so angeordnet, daß er mit dem schrägverzahnten Achswellenrad 39 in Eingriff ist, während der zweite Zahnradabschnitt 135 so angeordnet ist, daß er mit dem zweiten Zahnradabschnitt 79 des kurzen schrägverzahnten Ritzels 69 in Eingriff ist.

Die langen schrägverzahnten Ritzel 131 sind jeweils so angeordnet, daß sie um die Achswellenräder 37 und 39 vor den kurzen schrägverzahnten Ritzeln 69 in Drehrichtung des Differentialgehäuses 21 dann drehen, wenn sich das Fahrzeug vorwärts bewegt. Wenn sich das Fahrzeug vorwärts bewegt, werden die langen schrägverzahnten Ritzel 131 durch Eingriffs- Reaktionskräfte an den jeweiligen Zahnradabschnitten 133 und 139 geneigt oder schräg gestellt.

Wie in Fig. 8 gezeigt, sind die ersten und zweiten Zahnradabschnitte 133 und 135 eines jeden schrägverzahnten Ritzels 131 mit sich verjüngenden abgeschrägten Bereichen 139 und 141 versehen, welche sich von den axialen Mittelpunkten der Zahnradabschnitte 139 und 141 zu den jeweiligen axialen Enden hiervon erstrecken. Jeder der Bereiche 139 und 141 ist so ausgebildet, daß sich eine Zahntiefe allmählich verringert, wenn man sich dem axialen Ende nähert. Die ersten und zweiten Zahnradabschnitte 133 und 135 umfassen weiterhin zylindrische Spitzenabschnitte 143 und 145, die so ausgebildet sind, daß sie sich von den jeweiligen axialen Mittelpunkten aus nach innen erstrecken.

Durch Bereitstellen der abgeschrägten Bereiche 139 und 141 auf Seiten die jeweiligen Enden der Zahnradabschnitte 133 und 135 kann der Punktkontakt zwischen den schrägverzahnten Ritzeln 131 und den Bohrungen 63, welche bei einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges verursacht werden, aufgrund dieser abgeschrägten Bereiche 139 und 141 vermieden werden.

Wenn andererseits das Fahrzeug rückwärts fährt oder auf der Straße abrollt (z. B. in einem Fall, wo die Motorbremse aktiv ist), wird in jedem der schrägverzahnten Ritzel 131 eine Neigung oder Verkippung verursacht, da eine Richtung des hier anliegenden Drehmomentes entgegengesetzt zu derjenigen bei der Vorwärtsfahrt ist. Da auch in diesem Fall das schrägverzahnte Ritzel 131 in Kontakt mit der Bohrung 63 über die zylindrischen Spitzenabschnitte 143 und 145 gerät, kann ein Punktkontakt zwischen dem Zahnrad 131 und der Bohrung 63 verhindert werden.

Somit ist es sowohl bei der Vorwärts- als auch bei der Rückwärtsfahrt möglich, zu verhindern, daß die schrägverzahnten Ritzel 131 sich aufgrund von Punktkontakten mit der Bohrung 63 teilweise abnutzen, so daß die Haltbarkeit oder Lebensdauer des Differentials wesentlich verbessert werden kann.

Da es weiterhin einfach ist, die sich verjüngenden abgeschrägten Bereiche 139 und 141 herzustellen, können die Herstellungskosten verringert sein.

Bei dieser Ausführungsform ist kein sich verjüngernder oder abgeschrägter Bereich an dem kurzen schrägverzahnten Ritzel 69 vorgesehen, wohingegen die abgeschrägten Bereiche 139 und 141 an dem langen Ritzel 131 ausgebildet sind, das einem hohen Kippmoment ausgesetzt ist, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt und das einen langen Abstand zwischen den Angriffspunkten der Eingriffs-Reaktionskräfte hat, so daß das Kippmoment hierdurch ganz erheblich verringert wird. Infolge dessen ist die Haltbarkeit oder Lebensdauer des Differentials nicht nur verbessert, sondern auch ein Anwachsen der Herstellungskosten kann eingeschränkt werden.

Eine fünfte Ausführungsform wird nun unter Bezug auf Fig. 9 beschrieben, wo ein langes schrägverzahntes Ritzel 147 gezeigt ist, welches in dem Differential dieser Ausführungsform zur Anwendung gelangt.

Ähnlich der dritten und vierten Ausführungsform ist jedes der schrägverzahnten Ritzel 147 in der Bohrung 63 des Differentialgehäuses 21 so aufgenommen, daß es hierin reibend dreht. Das lange schrägverzahnte Ritzel 147 besteht aus einem ersten Zahnradabschnitt 149, einem zweiten Zahnradabschnitt 151 und einem Achsenabschnitt 153 zum Verbinden der Zahnradabschnitte 149 und 151 miteinander. Im zusammengebauten Zustand ist der erste Zahnradabschnitt 149 so angeordnet, daß er mit dem schrägverzahnten Achswellenrad 39 in Eingriff ist, wohingegen der zweite Zahnradabschnitt 151 so angeordnet ist, daß er mit dem zweiten Zahnradabschnitt 79 des kurzen schrägverzahnten Zahnrades 69 in Eingriff ist.

Die langen schrägverzahnten Ritzel 147 sind jeweils so angeordnet, daß sie vor den kurzen schrägverzahnten Ritzeln 69 in Drehrichtung des Differentialgehäuses 21 dann umlaufen, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt. Wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, werden die langen schrägverzahnten Ritzel 147 durch Eingriffs- Reaktionskräfte an den jeweiligen Zahnradabschnitten 149 und 151 geneigt oder schräg gestellt.

Wie in Fig. 9 gezeigt, sind die ersten und zweiten Zahnradabschnitte 149 und 151 eines jeden schrägverzahnten Ritzels 147 mit sich sphärisch verjüngenden Abschnitten 155 und 157 mit einem Radius R versehen, wobei sich jeder dieser Abschnitte von einem axialen Mittelpunkt des Zahnradabschnittes 149 (151) zu einem axialen Ende hiervon erstreckt. Jeder der sich sphärisch verjüngenden oder abgeschrägten Bereiche 155 und 157 ist so ausgebildet, daß eine Zahntiefe hierin sich allmählich verringert, wenn man sich dem axialen Ende nähert. Die ersten und zweiten Zahnradabschnitte 149 und 151 weisen weiterhin zylindrische Spitzenabschnitte 159 und 161 auf, die so ausgebildet sind, daß sie sich von den jeweiligen axialen Mittelpunkten aus nach innen erstrecken.

Durch Bereitstellen der sich sphärisch verjüngenden Abschnitte 155 und 157 auf Seiten der jeweiligen Enden der Zahnradabschnitte 149 und 151 ist es möglich, einen Punktkontakt zwischen den schrägverzahnten Ritzel 147 und den Bohrungen 63 zu verhindern, der sonst verursacht werden würde, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt.

Wenn weiterhin das Fahrzeug rückwärts fährt oder auf der Straße frei läuft, so daß keine Verkippung eines jeden schrägverzahnten Ritzels 147 bewirkt wird, kann der Punktkontakt zwischen dem Zahnrad 147 und der Bohrung 63 verhindert werden, da die zylindrischen Spitzenabschnitte 151 und 153 in Anlage mit der Bohrung 63 geraten.

Somit ist es sowohl bei einer Vorwärts- als auch bei einer Rückwärtsfahrt möglich, zu verhindern, daß die schrägverzahnten Ritzel 147 sich aufgrund von Punktkontakten mit den Bohrungen 63 teilweise abnutzen, so daß die Haltbarkeit oder Lebensdauer des Differentials wesentlich verbessert werden kann.

Es sei festzuhalten, daß sich der Steigungswinkel des schrägverzahnten Ritzels 147 ändert, sei es nun, daß das Differentialgehäuse 21 eine geringe Steifigkeit, oder daß die schrägverzahnten Achswellenräder 39 und 41 durch den Eingriff etwas in radialer Richtung verschoben werden. Bei der geschilderten Ausführungsform ist es jedoch möglich, einer derartigen Änderung des Steigungswinkels dadurch zu begegnen, daß der Radius R (die Krümmung) der Abschnitte 155 und 157 entsprechend eingestellt wird. Somit kann ein Punktkontakt mit der Bohrung 63 in Antwort auf Veränderungen in dem Steigungswinkel wirksam verhindert werden, so daß die Haltbarkeit des Differentials verbessert werden kann.

Auf ähnliche Weise wird, da die sich sphärisch verjüngenden Abschnitte 155 und 157 an dem langen schrägverzahnten Ritzel 147 ausgebildet sind, das einem hohen Kippmoment ausgesetzt ist, wohingegen keine abgeschrägten Bereiche an dem kurzen schrägverzahnten Ritzel 69 vorgesehen sind, die Haltbarkeit des Differentials nicht nur verbessert, sondern auch die Herstellungskosten können verringert werden.

Eine sechste Ausführungsform wird nun unter Bezug auf Fig. 10 beschrieben, wo ein kurzes schrägverzahntes Ritzel 163 des erfindungsgemäßen Differentials dargestellt ist. Das schrägverzahnte Ritzel 163 ist in der Bohrung 65 (Fig. 6) des Differentialgehäuses 21 so aufgenommen, daß es sich hierin reibend dreht. Das kurze schrägverzahnte Ritzel 163 besteht aus einem ersten Zahnradabschnitt 164 und einem zweiten Zahnradabschnitt 165. Im zusammengebauten Zustand ist der erste Zahnradabschnitt 164 so angeordnet, daß er mit dem schrägverzahnten Achswellenrad 37 in Eingriff ist, wohingegen der zweite Zahnradabschnitt 165 so angeordnet ist, daß er mit dem zweiten Zahnradabschnitt 113 des langen schrägverzahnten Ritzels 121 in Eingriff steht.

Die kurzen schrägverzahnten Ritzel 163 sind jeweils so angeordnet, daß sie vor den langen schrägverzahnten Ritzeln 109 in Drehrichtung des Differentialgehäuses 21 dann umlaufen, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt. Wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, werden die schrägverzahnten Ritzel 163 durch Eingriffs- Reaktionskräfte an dem Zahnradabschnitten 164 und 165 schräg gestellt oder verkippt.

Wie in Fig. 10 gezeigt, sind bei dieser Ausführungsform die entsprechenden Zahnradabschnitte 164 und 165 des schrägverzahnten Ritzels 163 mit sich verjüngenden abgeschrägten Bereichen 166 und 167 versehen, in welchen sich die Zahntiefe allmählich bei Annäherung an die axialen Enden des Zahnrades 163 verringert. Weiterhin sind die Zahnradabschnitte 164 und 165 an ihren Endflächen mit konisch geformten abgeschrägten Bereichen 168 bzw. 169 versehen.

Aufgrund des Vorhandenseins der jeweiligen abgeschrägten Bereiche 166, 167, 168 und 169 kann somit der Kontaktbereich des schräg gestellten schrägverzahnten Ritzels 163 mit der Bohrung 69 erhöht werden, um ein Anwachsen des Oberflächendruckes durch Punktkontakt und den sich hieraus ergebenden teilweisen Verschleiß zu verhindern, wodurch die Haltbarkeit des Differentials 108 wesentlich verbessert werden kann.

Da der Gleitvorgang des schrägverzahnten Ritzels 163 zwischen den Endflächen des schrägverzahnten Ritzels 163 und der Bohrung 65 durch Vorsehen der abgeschrägten Bereiche 168 und 169 stabilisiert werden kann, ist es auch möglich, die Differential-Einschränkungsfunktion des Differentials 108, welche drehmomentabhängig ist und von dem Eingriffsschub zwischen den schrägverzahnten Ritzeln herrührt, zu stabilisieren.

Da es weiterhin einfach ist, die sich verjüngenden abgeschrägten Bereiche 166, 167, 168 und 169 herzustellen, sind die Herstellungskosten gering.

Gemäß der Ausführungsform ist kein abgeschrägter Bereich an dem langen schrägverzahnten Ritzel 109 vorgesehen, wohingegen die abgeschrägten Bereiche 166, 167, 168 und 169 an dem kurzen schrägverzahnten Ritzel 163 ausgebildet sind, welches einem hohen Kippmoment ausgesetzt ist, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt und welches aufgrund seiner kurzen Längenerstreckung einen großen Steigungswinkel hat. Infolge dessen wird die Lebensdauer des Differentials 108 nicht nur verbessert, sondern auch ein Anwachsen der Herstellungskosten kann eingeschränkt werden.

Unter Bezug auf Fig. 11 wird nun eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, wo ein kurzes schrägverzahntes Ritzel 170 des Differentials dargestellt ist.

Dieses schrägverzahnte Ritzel 170 ist in der Bohrung 65 des Differentialgehäuses 21 gelagert, um hierin reibend zu drehen. Das schrägverzahnte Ritzel 170 wird durch einen ersten Zahnradabschnitt 171, der für einen Eingriff mit dem schrägverzahnten Achswellenrad 37 ausgelegt ist und einen zweiten Zahnradabschnitt 172 gebildet, der für einen Eingriff mit dem zweiten Zahnradabschnitt 113 des langen schrägverzahnten Ritzels 109 ausgelegt ist.

Unter der Annahme, daß das Fahrzeug vorwärts fährt, sind die kurzen schrägverzahnten Ritzel 170 jeweils so angeordnet, daß sie vor den langen schrägverzahnten Ritzeln 109 in Drehrichtung des Differentialgehäuses 21 umlaufen. Bei einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges werden die schrägverzahnten Ritzel 170 durch Eingriffs- Reaktionskräfte verkippt, welche auf die jeweiligen Zahnradabschnitte 171 und 172 einwirken.

Wie in Fig. 11 gezeigt, sind die ersten und zweiten Zahnradabschnitte 171 und 172 eines jeden schrägverzahnten Ritzels 170 mit sich verjüngenden abgeschrägten Bereichen 173 und 174 versehen, welche sie von den jeweiligen axialen Mitten der Abschnitte 171 und 172 in Richtung der jeweiligen axialen Enden hiervon erstrecken. Jeder der Abschnitte 173 und 174 ist so geformt, daß eine Zahntiefe hierin allmählich bei Annäherung zum axialen Ende hin abnimmt. Die ersten und zweiten Zahnradabschnitte 171 und 172 weisen weiterhin zylindrische Spitzenbereiche 175 und 176 auf, welche sich von den jeweiligen axialen Mitten aus nach innen erstrecken.

Durch Bereitstellen der abgeschrägten Bereiche 173 und 174 auf Seiten der jeweiligen Enden der Zahnradabschnitte 171 und 172 kann der Punktkontakt zwischen den schrägverzahnten Ritzeln 170 und den Bohrungen 65, der bei einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges bewirkt wird, vermieden werden.

Andererseits wird, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt oder auf der Straße rollt, keine Verkippung in jedem der schrägverzahnten Ritzel 170 bewirkt, da eine Richtung des anliegenden Drehmomentes entgegengesetzt zu derjenigen bei Vorwärtsfahrt ist. Auch in diesem Fall kann ein Punktkontakt zwischen dem Zahnrad 170 und der Bohrung 65 verhindert werden, da das schrägverzahnte Ritzel 170 in Kontakt mit der Bohrung 65 über die zylindrischen Spitzenabschnitte 175 und 176 gerät.

Somit ist es sowohl bei der Vorwärts- als auch bei der Rückwärtsfahrt möglich, zu verhindern, daß die schrägverzahnten Ritzel 170 aufgrund von Punktkontakten mit der Bohrung 65 teilweise abgenutzt werden, so daß die Haltbarkeit des Differentials wesentlich verbessert werden kann.

Da es weiterhin einfach ist, die sich verjüngenden abgeschrägten Bereiche 173 und 174 herzustellen, können die Herstellungskosten verringert werden.

Bei dieser Ausführungsform ist kein abgeschrägter Bereich an dem langen schrägverzahnten Ritzel 109 vorgesehen, wohingegen die abgeschrägten Bereiche 173 und 174 an dem kurzen schrägverzahnten Ritzel 170 ausgebildet sind, welches einem hohen Kippmoment ausgesetzt ist, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt und welches aufgrund seiner kurzen Längenerstreckung einen hohen Steigungswinkel hat. Infolge dessen wird die Haltbarkeit des Differentials 108 nicht nur verbessert, sondern auch ein Anstieg der Herstellungskosten kann eingeschränkt werden.

Eine achte Ausführungsform wird nun unter Bezug auf Fig. 12 beschrieben, welche ein langes schrägverzahntes Ritzel 177 zeigt, das für das erfindungsgemäße Differential oder Ausgleichsgetriebe ausgelegt ist.

Auch in der achten Ausführungsform ist jedes schrägverzahnte Ritzel 177 in der Bohrung 65 des Differentialgehäuses 21 aufgenommen, um hier reibend zu drehen. Das lange schrägverzahnte Ritzel 177 ist durch einen ersten Zahnradabschnitt 178, der für einen Eingriff mit dem schrägverzahnten Achswellenrad 37 ausgelegt ist, und einen zweiten Zahnradabschnitt 179 gebildet, der für einen Eingriff mit dem zweiten Zahnradabschnitt 113 des langen schrägverzahnten Ritzels 109 ausgelegt ist.

Unter der Annahme, daß das Fahrzeug vorwärts fährt, sind die langen schrägverzahnten Ritzel 177 jeweils so angeordnet, daß sie vor den kurzen schrägverzahnten Ritzeln 69 in Drehrichtung des Differentialgehäuses 21 umlaufen. Wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, werden die langen schrägverzahnten Ritzel 177 durch Eingriffs- Reaktionskräfte verkippt, welche auf die jeweiligen Zahnradabschnitte 178 und 179 einwirken.

Wie in Fig. 12 gezeigt, sind gemäß der achten Ausführungsform die ersten und zweiten Zahnradabschnitte 178 und 179 eines jeden schrägverzahnten Ritzels 177 mit sphärisch gekrümmten Abschnitten 180 und 181 des Radius R versehen, wobei sich jeder Abschnitt von einem axialen Mittelpunkt des Zahnradabschnittes 178 (179) zu einem axialen Ende hiervon erstreckt. Jeder der sphärisch gekrümmten Abschnitte 180 und 181 ist so geformt, daß eine Zahntiefe hierin sich bei Annäherung an das axiale Ende allmählich verringert. Die ersten und zweiten Zahnradabschnitte 178 und 179 weisen weiterhin zylindrische Spitzenabschnitte 182 und 183 auf, welche so ausgebildet sind, daß sie sich von den jeweiligen axialen Mitten aus nach innen erstrecken.

Durch Bereitstellen der sphärisch gekrümmten Abschnitte 180 und 181 auf Seiten der jeweiligen Enden der Zahnradabschnitte 178 und 179 ist es möglich, den Punktkontakt zwischen den schrägverzahnten Ritzeln 177 und den Bohrungen 65 bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges zu verhindern.

Wenn weiterhin das Fahrzeug rückwärts fährt oder auf der Fahrbahn rollt, so daß keine Verkippung in jedem schrägverzahnten Ritzel 177 auftritt, kann der Punktkontakt zwischen dem Zahnrad 177 und der Bohrung 65 verhindert werden, da die zylindrischen Spitzenabschnitte 182 und 183 in Kontakt mit der Bohrung 65 gelangen.

Somit ist es sowohl bei der Vorwärts- als auch der Rückwärtsfahrt möglich, eine teilweise Abnutzung der schrägverzahnten Ritzel 177 aufgrund von Punktkontakten mit den Bohrungen 65 zu verhindern, so daß die Haltbarkeit des Differentials wesentlich verbessert werden kann.

Es sei festzuhalten, daß sich der Steigungswinkel des schrägverzahnten Ritzels 177 entweder für den Fall, daß das Differentialgehäuse 21 eine etwas geringe Steifigkeit oder für den Fall ändert, daß die schrägverzahnten Achswellenräder 39 und 41 aufgrund eines Eingriffes leicht in radialer Richtung verschoben werden. Bei dieser Ausführungsform ist es jedoch möglich, einer derartigen Änderung des Steigungswinkels durch Einstellen des Radius R (Krümmung) der Abschnitte 180 und 181 zu begegnen. Somit kann der Punktkontakt mit den Bohrungen 65 aufgrund von Änderungen im Steigungswinkel wirksam verhindert werden, so daß die Haltbarkeit des Differentials verbessert werden kann.

Da ähnlich zu der siebten Ausführungsform die sphärisch gekrümmten Bereiche 180 und 181 an dem kurzen schrägverzahnten Ritzel 177 ausgebildet sind, welches einem hohen Kippmoment unterliegt, während kein abgeschrägter oder gekrümmter Bereich an dem langen schrägverzahnten Ritzel 109 vorgesehen ist, wird die Haltbarkeit des Differentials nicht nur verbessert, sondern auch ein Anwachsen der Herstellungskosten kann eingeschränkt werden.

Obgleich die bisher geschilderten Ausführungsformen alle die langen oder kurzen schrägverzahnten Ritzel betreffen, sind ganz offensichtlich weitere Modifikationen und Abwandlungen des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung möglich, welche sich mit anderen Elementen als den schrägverzahnten Ritzeln befassen, wie nachfolgend noch erläutert wird.

Die Fig. 13 und 14 zeigen jeweils Differentiale 184 und 193, welche sich von den bisher erläuterten Differentialen unterscheiden und auf welche die vorliegende Erfindung gleichermaßen anwendbar ist.

Das Differential 184 von Fig. 13 weist kurze schrägverzahnte Ritzel 189 und 190 mit gleicher Länge und ein Paar von schrägverzahnten Achswellenrädern 191 und 192 auf. Das schrägverzahnte Ritzel 189 besteht aus einem ersten Zahnradabschnitt 185 und einem zweiten Zahnradabschnitt 187, wohingegen das schrägverzahnte Ritzel 190 aus einem ersten Zahnradabschnitt 186 und einem zweiten Zahnradabschnitt 188 aufgebaut ist. Im zusammengebauten Zustand sind die ersten Zahnradabschnitte 185 und 186 für einen Eingriff mit den schrägverzahnten Achswellenrädern 191 und 192 ausgelegt. Die zweiten Zahnradabschnitte 187 und 188 sind für einen Eingriff miteinander axial innerhalb der schrägverzahnten Achswellenräder 191 und 192 ausgelegt.

Das Differential 193 von Fig. 14 weist lange schrägverzahnte Ritzel 202 und 203 mit gleicher Länge und ein Paar von schrägverzahnten Achswellenrädern 204 und 205 auf. Das schrägverzahnte Ritzel 202 ist aus einem ersten Zahnradabschnitt 194, einem zweiten Zahnradabschnitt 196 und einem Achsenabschnitt 200 mit geringem Durchmesser aufgebaut, der sich zwischen den Abschnitten 194 und 196 erstreckt. Auf ähnliche Weise ist das schrägverzahnte Ritzel 203 aus einem ersten Zahnradabschnitt 195, einem zweiten Zahnradabschnitt 198 und einem Achsenabschnitt 201 mit geringem Durchmesser gebaut, der sich zwischen den Abschnitten 195 und 198 erstreckt. Im zusammengebauten Zustand sind die ersten Zahnradabschnitte 194 und 195 der schrägverzahnten Ritzel 202 und 203 für einen Eingriff mit den schrägverzahnten Achswellenrädern 204 und 205 ausgelegt, wohingegen die zweiten Zahnradabschnitte 196, 197, 198 und 199 für einen Eingriff miteinander axial außerhalb der schrägverzahnten Achswellenräder 204 und 205 ausgelegt sind.

Auch im Falle der Differentiale 184 und 193 ist es durch Ausstatten von zumindest einem - also dem schrägverzahnten Ritzel 189 und/oder dem schrägverzahnten Ritzel 190 bzw. dem schrägverzahnten Ritzel 202 und/oder dem schrägverzahnten Ritzel 203 - mit einem abgeschrägten sich verjüngenden Bereich möglich, die Kontaktfläche mit den Bohrungen zu erhöhen, so daß es möglich ist, die Haltbarkeit des Differentials 184 bzw. 193 zu verbessern.

In Abwandlungen kann der geschilderte abgeschrägte sich verjüngende Bereich an beiden schrägverzahnten Ritzeln ausgebildet werden, um den geschilderten Situationen sowohl bei der Vorwärts- als auch der Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges begegnen zu können.

Anstelle von schrägverzahnten Ritzeln können die Ritzel und Achswellenräder in allen geschilderten
Ausführungsformen genauso gut unter Verwendung von Stirnrädern realisiert werden.

Weiterhin sei festzuhalten, daß das erfindungsgemäße Differential sowohl als Frontdifferential für die Vorderräder, Heckdifferential für die Hinterräder und Mittendifferential zur Verteilung der Antriebskraft auf Vorder- und Hinterräder verwendbar ist.

Schließlich sei festzuhalten, daß die geschilderten und zeichnerisch dargestellten Ausführungsformen als rein exemplarisch und nicht einschränkend für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung zu verstehen sind. Zusammenfassend ist festzustellen:

Ein Differential oder Ausgleichsgetriebe umfaßt ein Differentialgehäuse (21), ein Paar von schrägverzahnten Achswellenrädern (37, 39) und Paare von schrägverzahnten Ritzeln (67, 69). Die schrägverzahnten Ritzel sind in Bohrungen (63, 65) gelagert, die in dem Differentialgehäuse (21) ausgebildet sind. Wenn zu erwarten ist, daß ein Steigungswinkel einer Zahneingriffslinie des schrägverzahnten Ritzels bei der Fahrt des Fahrzeuges verringert wird, wird eines der schrägverzahnten Ritzel so ausgebildet, daß seine Zahntiefen allmählich von den axialen Enden des Ritzels in Richtung eines axialen Mittelbereiches hin abnehmen. Wenn andererseits zu erwarten ist, daß ein Steigungswinkel der Zahneingriffslinie des Ritzels bei einer Fahrt des Fahrzeuges erhöht wird, wird eines der Ritzel vorab so ausgebildet, daß die Zahntiefen von den axialen Enden des Ritzels aus in Richtung des axialen Mittelbereiches allmählich anwachsen. Hierdurch ist es möglich, daß, selbst wenn die schrägverzahnten Ritzel verkippt werden, die Ritzel in gleichförmigem Kontakt mit der Bohrung über die gesamte Zahnbreite hinweg gehalten werden können, so daß es möglich ist, exzentrischen Abrieb oder Festfressen zu verhindern.

Claims (11)

1. Ein Differential für ein Fahrzeug, mit:
einem Differentialgehäuse, das durch eine Antriebskraft eines Motors des Fahrzeuges gedreht wird;
einem Paar von Achswellenrädern, die in dem Differentialgehäuse angeordnet sind, einander gegenüber liegen und koaxial zu einer Achse des Differentialgehäuses drehbeweglich gelagert sind;
wenigstens einem Paar von Ritzeln, die radial außerhalb der Achswellenräder angeordnet sind, wobei die Ritzel jeweils erste Zahnradabschnitte in Eingriff mit den Achswellenrädern und zweite Zahnradabschnitte in Eingriff miteinander aufweisen;
wenigstens einem Paar von Bohrungen, die in dem Differentialgehäuse um die Achswellenräder herum ausgebildet sind, um die Ritzel aufzunehmen, so daß diese reibend hierin drehen; und
Aufrechterhaltungsmitteln zum Aufrechterhalten eines Kontaktbereiches jedes der Ritzel mit der Bohrung, selbst wenn das Ritzel gegenüber einer Achse der Bohrung durch Reaktionskräfte verkippt wird, welche von der Bohrung auf die ersten und zweiten Zahnradabschnitte aufgebracht werden.

2. Differential nach Anspruch 1, wobei, wenn ein Steigungswinkel einer Zahneingriffslinie des Ritzels durch Reaktionskräfte bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges verringert wird, die Aufrechterhaltungsmittel Zahnradzähne an dem Ritzel aufweisen, wobei die Zahntiefen der Zahnradzähne sich von jeweiligen axialen Endabschnitten des Ritzels in Richtung eines axialen Mittenbereiches allmählich verringern.

3. Differential nach Anspruch 2, wobei das Paar von Ritzeln so angeordnet ist, daß, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt, das Ritzel mit den Zahnradzähnen um die Achswellenräder umläuft, während es dem anderen der Ritzel bezüglich der Drehrichtung des Differentialgehäuses folgt.

4. Differential nach Anspruch 1, wobei, wenn der Steigungswinkel einer Zahneingriffslinie des Ritzels durch Reaktionskräfte bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges erhöht wird, die Aufrechterhaltungsmittel Zahnradzähne aufweisen, die an dem Ritzel ausgebildet sind, wobei die Zahntiefe der Zahnradzähne von den jeweiligen axialen Endabschnitten des Ritzels in Richtung des axialen Mittenbereiches allmählich anwachsen.

5. Differential nach Anspruch 3, wobei die Ritzel so angeordnet sind, daß bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges das Ritzel die Achswellenräder dreht, während es dem anderen Ritzel bezüglich der Drehrichtung des Differentialgehäuses folgt.

6. Differential nach Anspruch 1, wobei die Aufrechterhaltungsmittel einen abgeschrägten Bereich aufweisen, der an dem Ritzel ausgebildet ist, wobei das Ritzel in Richtung seiner Drehachse durch Eingriffs- Reaktionskräfte verkippt ist, welche auf den ersten Zahnradabschnitt und den zweiten Zahnradabschnitt ausgeübt werden.

7. Differential nach Anspruch 6, wobei die Ritzel so angeordnet sind, daß bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges das Ritzel mit dem abgeschrägten Bereich um die Achswellenräder umläuft, während es von dem anderen der Ritzel bezüglich der Drehrichtung des Differentialgehäuses gefolgt wird.

8. Differential nach Anspruch 7, wobei der abgeschrägte Bereich mit Zahnradzähnen versehen ist, deren Zahntiefen in Richtung jeweiliger axialer Endabschnitte des Ritzels allmählich abnehmen, wobei ein sich verjüngender oder sphärisch gekrümmter Bereich bereitgestellt wird.

9. Differential nach Anspruch 8, wobei der abgeschrägte Bereich einen sich verjüngenden oder sphärischen Teil aufweist, der auf Seiten der axialen Endbereiche angeordnet ist und Zahnradzähne aufweist, deren Zahntiefen sich allmählich in Richtung der jeweiligen axialen Enden des Ritzels verringern, wobei ein zylindrischer Abschnitt axial innerhalb des sich verjüngenden oder sphärischen Teils angeordnet ist und Zahnradzähne mit den gleichen Zahntiefen aufweist.

10. Differential nach Anspruch 6, wobei eines der Ritzel weiterhin konisch abgeschrägte Abschnitte an den jeweiligen Enden aufweist, wobei, wenn das Ritzel zur seiner Drehachse verkippt wird, der Kontaktbereich des Ritzels mit den Endflächen der Bohrungen aufgrund der konisch abgestimmten Abschnitte aufrecht erhalten werden kann.

11. Differential nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei eines aus dem Paar der Ritzel einen Achsenabschnitt aufweist, der den ersten Zahnradabschnitt mit dem zweiten Zahnradabschnitt verbindet.