DE19616807A1 - Schmiersystem für ein parallelachsiges Differential - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeugdifferentiale vom "parallelachsigen" Typ und insbesondere die Schmierung der Planetenradanordnungen des Differentials, die in Taschen an­ gebracht sind, die im Differentialgehäuse ausgebildet sind.

Zu Getriebedifferentialen gehören Planetengetriebe mit mehreren Planetenradsätzen, die innerhalb eines Differential­ gehäuses enthalten sind, das ein Paar Ausgangswellen für ge­ genläufige Drehrichtungen gegenüber dem Gehäuse verbindet. Eine Eingangswelle ist mit dem Gehäuse verbunden, um das Ge­ häuse um eine gemeinsame Achse der Ausgangswellen zu drehen. Sonnenradelemente der jeweiligen Planetenradsätze, auch als "Seiten"-Räder bezeichnet, sind mit den Innenenden der Aus­ gangswellen gekoppelt. Planetenradelemente der Planetenrad­ sätze verbinden im Betrieb die beiden Seitenräder in einer gegenseitigen Antriebsbeziehung zur Relativdrehung in gegen­ läufige Richtungen.

In einer bekannten Anordnung solcher Planetengetriebe sind die Seiten- und Planetenräder innerhalb des Gehäuses zur Drehung um Achsen positioniert, die parallel zueinander ver­ laufen. Differentiale mit dieser Art von Getriebeanordnung werden als "parallelachsige" Differentiale bezeichnet. Die Planetenräder dieser Art von Differential sind allgemein paarweise innerhalb des Differentialgehäuses angebracht. Vor­ zugsweise sind die Planeten- und Seitenräder mit Schrägzähnen versehen, und ein Abschnitt jedes Planetenrads greift in ei­ nen der Seitenräder ein, während ein anderer Abschnitt jedes Planetenrads in dessen gepaartes Planetenrad eingreift.

Die Erfindung betrifft bekannte Konstruktionen parallel­ achsiger Differentiale, bei denen die Planetenräder einzeln zur Drehung innerhalb von im Gehäuse ausgebildeten Taschen gelagert sind. Die Formgebung der Planetenradtaschen erfolgt zum Kämmen mit und Bereitstellen von (a) Lagern zum Lagern der zylindrischen Außendurchmesserflächen der Planetenräder sowie (b) Taschenendabschnitten, die als Druckflächen wirken, mit denen die Endflächen der Planetenräder als Reaktion auf die Axialkräfte zusammenwirken, die erzeugt werden, wenn die Getriebeschrägzähne unter Belastung stehen. Der Reibungswi­ derstand, der sich zwischen den Planetenrädern und ihren je­ weiligen Taschen ergibt, dient als Vergrößerung der gewünsch­ ten "Drehmomentvorbelastung" des Differentials. Dieser Rei­ bungswiderstand muß jedoch ständig durch ausreichende Schmie­ rung gesteuert werden, um unerwünschte Verschleißprobleme zu vermeiden, und die relativ engen Toleranzen zwischen den Pla­ netenrädern und ihren Taschen machen die Schmierung ihrer je­ weiligen Berührungsflächen recht schwierig.

Unzureichende Schmierung ist ein besonderes Problem in den Zeiten, in denen das Fahrzeug geparkt war oder für länge­ re Zeit bis kurz vor dem erforderlichen Betrieb des Differen­ tials stand. Beim Parken oder im Stand läuft Schmiermittel von den Grenzflächen zwischen den Planetengetrieben und dem Gehäuse ab, und mit ausreichender Schmierflüssigkeit werden diese Grenzflächen gewöhnlich erst wieder nach einer recht langen Zeit versorgt, nachdem sich das Fahrzeug wieder be­ wegt. In diesen Zeiten kann daher ein Differentialbetrieb übermäßigen Verschleiß an den trockenen Oberflächen dieser Grenzflächen verursachen, insbesondere wenn die Planetenge­ triebe relativ hohen Belastungen ausgesetzt sind. Beispiels­ weise treten solchen Belastungen mit hohen Drehmomenten auf, wenn eine relativ hohe Motorleistung bei geringeren Drehzah­ len zum Einsatz kommt, z. B. beim Beschleunigen eines Fahr­ zeugs aus dem Stand oder bei scharfem Abbiegen, um einen Parkplatz zu verlassen.

Die offenbarte Erfindung soll insbesondere solche Schmierprobleme überwinden. In dieser Hinsicht offenbart die JP-Anm-3-80110 (unlängst vom Rechtsnachfolger dieser Anmel­ dung eingereicht) eine Mehrnuten-Scheibe, die speziell zur Verwendung in parallelachsigen Differentialen konstruiert ist, und eine Variante dieser speziell konstruierten Scheibe gehört zu bevorzugten Ausführungsformen unserer Erfindung.

Bei der offenbarten Erfindung handelt es sich um ein Schmiersystem, das parallelachsige Differentiale verbessert durch (i) Erleichtern der Strömung von Schmierflüssigkeit zwischen dem Gehäuse und den Planetengetrieben, insbesondere zwischen den Planetenrädern und ihren jeweiligen Taschen, und durch (ii) Gewährleisten, daß stets eine ausreichende Schmierflüssigkeitszufuhr innerhalb des Differentials vor­ liegt. Im Rahmen der Erfindung kann der hier verwendete Begriff "Schmierflüssigkeit" auch allgemeiner verstanden werden, wie "Schmiermittel" oder "Schmierfluid".

Die Erfindung erreicht eine solche Verbesserung der Schmierung, indem innerhalb des Differentialgehäuses ein zweiter Satz von Taschen zum Aufnehmen und Zurückhalten von Schmierflüssigkeit ausgebildet ist, die während des Fahrzeug­ betriebs kontinuierlich zum Gehäuse geführt wird. Die Schmie­ rungszufuhr erfolgt durch einen ersten Kanal, der vorzugs­ weise in einer der Ausgangswellen ausgebildet ist, und er­ folgt zum zweiten Taschensatz, d. h., zu den Flüssigkeits­ speichertaschen, über einen zweiten Kanal. Löcher, Schlitze und Nuten sind im Gehäuse ausgebildet, um als Wege zum Leiten der Schmierung aus den Flüssigkeitsspeichertaschen zu (a) den zylindrischen Lagerflächen der die Planetenräder lagernden Taschen, d. h., der Planetenradtaschen, und zu (b) den Grenz­ flächen zwischen den Planetenradtaschen und den Endflächen ihrer jeweiligen Planetenräder zu wirken.

Spezielle zwischen den Seitenrädern und dem Gehäuse po­ sitionierte Scheiben sind mit Radialnuten ausgebildet, die als Teil des zweiten Kanals dienen, der zur Schmiermittelzu­ fuhr zu den Flüssigkeitsspeichertaschen verwendet wird. Diese Scheiben weisen zusätzliche Nuten auf, die zur Steuerung des zwischen dem Gehäuse und den Endflächen der Seitenräder er­ zeugten Reibungswiderstands dienen. Diese speziellen Scheiben sind auf die in der vorgenannten japanischen Patentanmeldung offenbarte Weise konstruiert.

In unseren parallelachsigen Differentialen sind sowohl die Planetenradtaschen als auch unsere Flüssigkeitsspeicher­ taschen am Umfang um die gemeinsame Achse der Seitenräder so positioniert, daß bei Füllung der Taschen mit Schmierflüssig­ keit unter den bei Drehung des Differentialgehäuses während des Fahrzeugbetriebs erzeugten Fliehkräften die Drehbalance des Differentials beibehalten wird. Die Form und Position der Flüssigkeitsspeichertaschen sind so gewählt, daß sie gewähr­ leisten, daß in jeder relativen Drehorientierung des Gehäuses mindestens eine der Flüssigkeitsspeichertaschen Schmierflüs­ sigkeit im Verlauf jener Zeiten zurückhält, in denen sich das Gehäuse nicht dreht. Ungeachtet der relativen Orientierung des Gehäuses nach Anhalten des Fahrzeugs wird daher ausrei­ chende Schmierflüssigkeit in mindestens einer der Flüssig­ keitsspeichertaschen zurückgehalten, um eine ausreichende An­ laufschmierung unabhängig davon zu gewährleisten, wie lange das Fahrzeug vor dem Start möglicherweise gestanden hat.

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines parallelachsi­ gen Getriebedifferentials, das gemäß einer bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung abgewandelt ist.

Fig. 2A ist eine Schnittansicht des Gehäuses von Fig. 1 an der Ebene A-A und zeigt die erfindungsgemäßen Flüssig­ keitsspeichertaschen unter Angabe des Pegels von Schmierflüs­ sigkeit, die in den Flüssigkeitsspeichertaschen zurückgehal­ ten wird, wenn das Differentialgehäuse für längere Zeit in der gezeigten Drehorientierung im Stand verblieben ist; und Fig. 2B ist das gleiche Differential wie in Fig. 2A unter den gleichen Bedingungen mit der Ausnahme, daß die Orientierung des Gehäuses um etwa 70° im Uhrzeigersinn gedreht wurde.

Fig. 3A und 3B sind zwei Perspektivansichten des Diffe­ rentialgehäuses von Fig. 1, 2A und 2B, in denen die Planeten­ getriebe weggelassen wurden, jedoch mit Scheiben, die an den jeweiligen Innenenden jedes Seitenrads positioniert sind, um die Wege zur Schmierflüssigkeitszufuhr zu den Lagerflächen der Planetenradtaschen zu zeigen.

Fig. 4A und 4B sind zwei entgegengesetzte Endansichten einer Scheibe in den bevorzugten Ausführungsformen unserer Erfindung und zeigen die Rillenausbildung der jeweiligen End­ flächen.

Fig. 5 ist eine Perspektivansicht eines der Endkappenab­ schnitte des Differentialgehäuses und zeigt Löcher, die zum Austritt von Schmierflüssigkeit aus dem Gehäuse dienen.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1 und 2A hat ein parallelachsiges Differential ein Ge­ häuse mit einem Hauptkörper 10 und zwei Endkappen 12, 14, die auf geeignete Weise durch Schrauben 16 aneinandergefügt sind. (Die Ansicht in Fig. 2A entspricht der Linie A-A in Fig. 1, und die Ansicht in Fig. 1 entspricht der Linie B-B in Fig. 2A.) Lager 17, die innerhalb der in jeweiligen Zapfen 18, 20 ausgebildeten Öffnungen angebracht sind, lagern das Gehäuse zur Drehung um eine jeweilige erste und zweite Ausgangswelle 22, 24, die eine gemeinsame Achse 26 haben.

Eine Planetenradanordnung ist innerhalb des Hauptkörpers 10 des Gehäuses enthalten, d. h., ein erstes Seitenrad 28 und ein zweites Seitenrad 30 sind mit den jeweiligen Innenenden der ersten Ausgangswelle 22 und zweiten Ausgangswelle 24 ver­ zahnt. Planetenräder 32, 34 sind in drei jeweiligen Paaren Planetenradtaschen 36, 37 angebracht. Jedes Planetenrad 32 steht mit dem zweiten Seitenrad 30 im Eingriff, während jedes Planetenrad 34 mit dem ersten Seitenrad 28 im Eingriff steht. Jedes Paar Seitenräder 32, 34 steht miteinander an zwei ge­ trennten Eingriffsabschnitten 38, 40 im Eingriff, die die Be­ reiche überspannen, in denen die Planetenräder 32, 34 mit ih­ ren jeweiligen Seitenrädern im Eingriff stehen. Ferner weist jedes Seitenrad 32, 34 einen verengten Schaftabschnitt 42 auf, der einen Freiraum für den Bereich bildet, in dem sein gepaartes Planetenrad mit dem jeweiligen Seitenrad des ge­ paarten Planetenrads im Eingriff steht. Diese Planetengetrie­ beanordnung verbindet das erste Seitenrad 28 und zweite Sei­ tenrad 30 in gegenseitiger Antriebsbeziehung miteinander, was eine Relativdrehung der Seitenräder in gegenläufige Richtun­ gen ermöglicht.

Diese veranschaulichte Ausführungsform der Erfindung ist eine Konstruktion mit Mittelantrieb, bei der das Gehäuse durch eine Eingangswelle 44 gedreht wird, die durch die zwei­ te Ausgangswelle 24 verläuft und zur Drehung mit einer Gehäu­ severlängerung 46 verzahnt ist, die in einem Stück mit dem Hauptkörper 10 ausgebildet ist.

Ein Satz von Flüssigkeitsspeichertaschen 48a, 48b und 48c, die symmetrisch innerhalb des Hauptkörpers 10 und gleichwinklig um die gemeinsame Achse 26 angeordnet sind, verläuft axial parallel zur gemeinsamen Achse 26 und ist sym­ metrisch zwischen den Paaren Planetenradtaschen 36, 37 posi­ tioniert. Die Flüssigkeitsspeichertaschen 48 (nicht in Fig. 1 gezeigt) dienen zum Speichern von Schmierflüssigkeit und sind an jedem Ende durch die entsprechenden Gehäuseendkappen 12, 14 abgedichtet.

Schmierflüssigkeit wird den Flüssigkeitsspeichertaschen 48 wie folgt zugeführt: Ein erster Kanal in Form einer durch die erste Ausgangswelle 22 ausgebildeten Bohrung 50 führt Schmierflüssigkeit unter Druck aus einer (nicht gezeigten) geeigneten Wanne/Behälter zu. Dieser erste Kanal schließt sich an einen zweiten Kanal an, der innerhalb des Differen­ tials durch einen ausgesparten Bereich 52 ausgebildet ist, der bewußt zwischen der Innenendfläche der ersten Ausgangs­ welle 22 und der Innenendfläche der Eingangswelle 44 belassen ist. Dieser zweite Kanal setzt sich in einem Raum fort, der zwischen einem an der Innenendfläche des ersten Seitenrads 28 ausgebildeten ausgesparten Bereich und der Gehäuseverlänge­ rung 46 belassen ist, mit der die Eingangswelle 44 verzahnt ist. Schließlich läuft die zu den Flüssigkeitsspeichertaschen 48 geführte Schmierflüssigkeit zwischen einer Druckfläche 54 der Innenendfläche des ersten Seitenrads 28 und der Endfläche einer Scheibe 56a durch. Dieser letztgenannte Abschnitt des zweiten Kanals geht deutlicher aus der nachfolgenden Be­ schreibung der Scheiben 56a, 56b und 56c hervor.

In Fig. 4A und 4B sind die beiden jeweiligen Endflächen der Scheibe 56a gezeigt, wobei die Ansicht in Fig. 4B um 180° um eine Achse 58 gegenüber der Ansicht der gleichen Scheibe in Fig. 4A gedreht wurde. Jede Endfläche der Scheibe 56a weist vier Radialnuten 60 auf, die radial über die gesamte Breite der Endflächen der Scheibe 56a ausgebildet und 90° voneinander orientiert sind. Der Satz von Radialnuten 60, der auf einer Endfläche der Scheibe 56a ausgebildet ist, ist um 45° gegenüber dem Satz von Radialnuten 60 versetzt, der auf ihrer gegenüberliegenden Endfläche ausgebildet ist.

Außerdem sind drei weitere Konstruktionen sekundärer Nu­ ten auf jeder Endfläche der Scheibe 56a angeordnet: Sätze von Durchgangsnuten 62, die ebenfalls über die gesamte Breite der Endfläche verlaufen, und zwei Sätze von Nuten 64a und 64b mit geschlossenem Ende, die über die gesamte Breite jeder Endflä­ che mit der Ausnahme ausgebildet sind, daß ein Ende jeder Nut 64a oder 64b geschlossen ist, um einen durchgehenden Kanal für Schmierflüssigkeit zu verhindern. Die Nuten 64a sind am Außenumfang der Scheibe geschlossen, während die Nuten 64b am Innenumfang der Scheibe geschlossen sind.

Die Radialnuten 60 sind wesentlich größer als die sekun­ dären Nuten 62, 64. Beispielsweise hätten in einer Scheibe mit einem Außendurchmesser von 54 mm (2,2′′) die größeren Ra­ dialnuten 60 jeweils eine Breite von etwa 5 mm (0,2") und ei­ ne Tiefe von 1,5 mm (0,06"), während die kleinen Durchgangs­ nuten nur 1 mm (0,04") breit und 0,35 mm (0,015") tief sind und die Nuten mit geschlossenem Ende Breiten von 2 mm (0,08") und eine Tiefe von 1 mm (0,04") haben.

Aufgrund der Radialnuten 60 kann sich eine beträchtliche Schmierflüssigkeitsströmung an der Scheibe 56a vorbei bewe­ gen, um die Flüssigkeitsspeichertaschen 48a, 48b und 48c zu füllen. Die Nuten 64a mit geschlossenem Ende wirken als meh­ rere "Näpfe", die Schmiermittel zwischen der Scheibe und den Druckflächen des ersten Seitenrads 28 und der Gehäuseverlän­ gerung 46 zurückhalten. Die Durchgangsnuten 62 sind vorgese­ hen, um Reibung durch Abschneiden oder Abreißen des Schmier­ flüssigkeitsfilms zu steuern, der sich zwischen den zueinan­ der gleitenden Flächen der Scheibe 56a und des ersten Seiten­ rads 28 sowie der Gehäuseverlängerung 46 bildet. Die Nuten 64b mit geschlossenem Ende dienen zum Abführen überschüssiger Schmierflüssigkeit und spritzen sie unter Fliehkräften nach außen.

Die an der Innendruckfläche des zweiten Seitenrads 30 bzw. der Außendruckfläche des ersten Seitenrads 28 positio­ nierten Scheiben 56 b und 56c sind mit der eben beschriebenen Scheibe 56a identisch. Eine vierte Scheibe 66 mit ähnlicher allgemeiner Gestaltung wie die Scheiben 56 ist zwischen der Gehäuseendkappe 12 und dem druckaufnehmenden Abschnitt der Außenendfläche des zweiten Seitenrads 30 positioniert.

In einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Schmie­ rung der zweiten Ausgangswelle 24 und des zweiten Seitenrads 30 durch einen dritten Flüssigkeitskanal ergänzt, der im ver­ zahnten Eingriff zwischen der Eingangswelle 44 und der Gehäu­ severlängerung 46 ausgebildet ist. Vorzugsweise sind drei der einen Abschnitt des verzahnten Inneren der Gehäuseverlänge­ rung 46 bildenden Verzahnungen entfernt, um drei gleichwink­ lig positionierte Öffnungen zum Führen einer gewissen Menge des aus der Bohrung 50 in der ersten Ausgangswelle 22 austre­ tenden Schmiermittels zum Freiraumbereich, der zwischen der Innenendfläche der zweiten Ausgangswelle 24 und der Gehäuse­ verlängerung 46 gezeigt ist. Dieser dritte Kanal weist eben­ falls Radialnuten 60 der Scheibe 56b auf, über die diese Er­ gänzungsschmierung zu den Lagerflächen in der großen mittle­ ren Gehäusetasche geführt wird, in der das zweite Seitenrad 30 gelagert ist.

Wie am besten aus den Perspektivansichten von Fig. 3A und 3B hervorgeht, weist die Erfindung ferner mehrere Wege auf, die die Flüssigkeitsspeichertaschen 48a, 48b und 48c mit den Paaren von Planetenradtaschen 36, 37 verbinden. Diese We­ ge weisen Umfangsnuten 68 sowie taschenverbindende Löcher 70 und Schlitze 72 auf. Die Umfangsnuten 68 sind zwischen Quer­ sektionen des Gehäusehauptkörpers 10 und den Gehäuseendkappen 12, 14 ausgebildet. Darstellungsgemäß sind die Nuten 68 zwar in allen drei dieser Gehäusesektionen ausgebildet; zwecks wirtschaftlicher Herstellung sollten diese Umfangsnuten 68 jedoch komplett in den Endkappen 12, 14 ausgebildet sein.

An dem Punkt, an dem jede Umfangsnut 68 eine Planeten­ radtasche 37 schneidet, verbindet sie sich ferner mit einer flachen Rinne 74, die in Axialrichtung an der Lagerfläche der Tasche 37 entlang ausgebildet ist. Der Hauptzweck der Um­ fangsnuten 68 ist die Zufuhr gespeicherter Schmierflüssigkeit aus den Flüssigkeitsspeichertaschen 48a, 48b und 48c zu jenen Abschnitten der Innenflächen der Endkappen 12, 14, die als Druckflächen zum Aufnehmen der Endflächen der Planetenräder 32, 34 und der Endflächen der Seitenräder 28, 30 dienen. Schmierflüssigkeit, die an den Nuten 68 entlang zugeführt wird, verteilt sich aber auch zu den Lagerflächen der Taschen 37 über die flachen Rinnen 74.

Die Umfangslöcher 70 verlaufen zwischen jeder Planeten­ radtasche 36 und jeder Flüssigkeitsspeichertasche 48. Am Schnitt jedes Lochs 70 und jeder Planetenradtasche 36 verbin­ det sich das Loch 70 ferner mit weiteren flachen Rinnen 76, die wie die Rinnen 74 axial an den Lagerflächen der jeweili­ gen Planetenradtasche entlang verlaufen. In der etwas abge­ wandelten Ausführungsform von Fig. 3B wurden die Löcher 70 durch relativ tiefe taschenverbindende Schlitze 72 ersetzt. Auf die gleiche Weise wie in der vorstehenden Beschreibung für die Löcher 70 führen die Schlitze 72 Schmierflüssigkeit aus einer Speichertasche 48 zu einer Planetenradtasche 36, und jeder Schlitz 72 schließt sich an eine jeweilige flache Rinne 76 an, die in der Lagerfläche der Planetenradtasche 36 ausgebildet ist.

Das erfindungsgemäße System von Speichertaschen, Lö­ chern, Nuten, Schlitzen, Rinnen usw. sieht eine größere Schmierflüssigkeitsmenge innerhalb eines gleich dimensionier­ ten Gehäuses vor, um die Schmierung zu erleichtern und ferner die Reibungsmerkmale der Lagerflächen des Differentials bes­ ser zu steuern, wodurch die Merkmale der Drehmomentvorbela­ stung des Differentials besser gesteuert werden.

Zusätzlich bietet das Schmiersystem der Erfindung Mög­ lichkeiten zur Überwindung eines unerwünschten Verschleißes, der in Betriebsperioden des Fahrzeugs auftreten kann, die un­ mittelbar einer Periode folgen, in der das Fahrzeug längere Zeit im Stand (z. B. geparkt) war. Bekanntlich zirkuliert in solchen ausgedehnten Stillstandszeiten keine Schmierflüssig­ keit durch das Differential, und die im Differential bei An­ halten seiner Drehung befindliche Flüssigkeit läuft zum Boden des Differentialgehäuses ab. In herkömmlichen Differentialen ist die Schmierflüssigkeitsmenge innerhalb des Differentials zu jeder Zeit im Betrieb infolge der engen Toleranzen zwi­ schen dem Planetenradsystem und seinem Gehäuse recht be­ grenzt. Das heißt, auch wenn sich die gesamte Schmierflüssig­ keit im Differential am Boden des Gehäuses ansammelt, ist re­ lativ wenig davon vorhanden, so daß bei Differentialanlauf nach Stunden oder Tagen das Differential überwiegend trocken ist und die kühlere und dickere Schmierflüssigkeit lange Zeit braucht, um zu diesen trockenen Bereichen zirkuliert zu wer­ den.

Fig. 2A zeigt das Differential in einer Positionsorien­ tierung, in der sich die Speichertasche 48a nahe dem Fuß der durch die gemeinsame Achse 26 verlaufenden senkrechten Ebene 78 befindet. Angenommen wird, daß sich das Differential län­ gere Zeit nicht gedreht hat und daß sich seine Schmierflüs­ sigkeit am Boden des Hauptkörpers 10 abgesetzt hat. Dreht sich das Differential im normalen Fahrzeugbetrieb, wird das in die Differentialdurchgangsbohrung 50 der ersten Ausgangs­ welle 22 gepumpte Schmiermittel durch Fliehkraft im gesamten Differential verteilt, wobei alle drei Flüssigkeitsspeicher­ taschen 48 im wesentlichen gefüllt werden. Stoppt anschlie­ ßend die Drehung des Differentials, läuft ein Großteil dieser Flüssigkeit langsam durch (später näher zu beschreibende) Ausgänge ab. Beim Anhalten in der Position von Fig. 2A ent­ spricht jedoch der Pegel der sich am Boden des Hauptkörpers 10 absetzenden Schmierflüssigkeit der gezeigten Schmiermit­ tel-Pegellinie 80. In dieser Position füllt die Flüssigkeit nahezu die Speichertasche 48a. Bei erneutem Anlauf des Diffe­ rentials verteilt daher die Drehung des Hauptkörpers 10 diese gespeicherte Schmierflüssigkeit schnell im gesamten Differen­ tial, so daß das Differential während der anfänglichen An­ laufperiode nicht trocken läuft, was zu wesentlicher Schmie­ rung vor Wiedereinsetzen der normalen Zirkulation von Flüs­ sigkeit führt, die durch die Bohrung 50 eintritt.

Fig. 2B zeigt das Differential in der Orientierung, bei der sich ein Planetenradpaar 32, 34 nahe dem Fuß der senk­ rechten Ebene 78 befindet. Wiederum wird angenommen, daß das Fahrzeug längere Zenit gestanden hat und der Pegel der sich am Boden des Hauptkörpers 10 absetzenden Schmierflüssigkeit der Schmiermittel-Pegellinie 82 entspricht. Deutlich wird, daß auch in dieser ungünstigsten Gehäuseorientierung etwas Schmierflüssigkeit in der Speichertasche 48a bleibt, während in der Speichertasche 48c sogar noch mehr Flüssigkeit zurück­ bleibt. Daher wird deutlich, daß bei jedem Halt des Fahrzeugs das Schmiersystem der Erfindung Schmierflüssigkeit innerhalb des Differentials in einer Menge zurückhält, die etwa minde­ stens dem halben Fassungsvermögen einer Flüssigkeitsspeicher­ tasche 48 entspricht, was stets eine ausreichende Anlauf­ schmierung für das Differential gewährleistet.

Ein Ausgang zum Flüssigkeitsauslaß steuert den Volumen­ strom von Schmierflüssigkeit durch das Differential im Fahr­ zeugbetrieb sowie die in den Taschen 48 gespeicherte Schmier­ flüssigkeitsmenge, wenn das Fahrzeug angehalten oder geparkt ist. Das heißt, der Ausgang zum Flüssigkeitsauslaß bestimmt die Rate, mit der die Flüssigkeit aus dem Differentialgehäuse wieder in eine geeignete Wanne austreten kann, z. B. die (nicht gezeigte) Ummantelung, die das Differential des Fahr­ zeugs umgibt. In der in den Zeichnungen veranschaulichten be­ vorzugten Ausführungsform weist dieser Ausgang mehrere Löcher 84 auf, die in den Endkappen 12, 14 ausgebildet sind (siehe Fig. 5). Die Ausgangslöcher 84 sind in vorgewählten Radialab­ ständen von der gemeinsamen Achse 26 angeordnet, und die An­ zahl und Größe der Ausgangsöffnungen 84 sind so gewählt, daß sie den Volumenstrom regulieren, während ihre vorgewählten Halbmesser zur Bestimmung des Pegels der innerhalb der Ta­ schen 48 zurückgehaltenen Flüssigkeit verwendet werden kön­ nen. Fig. 2A und 2B zeigen (in Strichlinien) eine mögliche relative Radialposition für die Löcher 84.

Zusätzlich zu den Löchern 84 kommt es zu etwas Austritt von Schmierflüssigkeit durch den relativ großen Freiraum, der (a) zwischen den Lagerzapfen der Seitenräder 28, 30 und ihren durch Innenumfangsflächen 86 und 88 der jeweiligen Gehäuse­ endkappen 14 und 12 gebildeten Lagerflächen und (b) zwischen den Ausgangswellen 22, 24 und ihren Lagern 17 verbleibt. In einigen bevorzugten Konstruktionen unseres Differentials ist ferner der Ausgang zum Flüssigkeitsauslaß nur durch diese eben beschriebenen Freiräume gebildet.

Claims (30)

1. Schmiersystem für ein parallelachsiges Getriebedifferen­ tial mit:
einer ersten und zweiten Ausgangswelle, die um eine ge­ meinsame Achse drehbar und in jeweiligen Lagern gelagert sind;
einem Gehäuse, das um die gemeinsame Achse drehbar ist und einen Hauptkörper sowie zwei Enden mit jeweiligen Öffnungen zum Aufnehmen der ersten und zweiten Ausgangs­ welle hat;
einem ersten und zweiten Seitenrad, die jeweils mit In­ nenenden der ersten und zweiten Ausgangswelle innerhalb des Gehäuses gekoppelt sind;
Planetenrädern, die Achsen parallel zu der gemeinsamen Achse haben und das erste und zweite Seitenrad zur Dre­ hung in gegenläufige Richtungen miteinander verbinden; und
Planetenradtaschen, die in dem Hauptkörper ausgebildet sind und jeweilige Lagerflächen zum drehenden Anbringen von Außendurchmesserflächen der Planetenräder um Achsen haben, die parallel zu der gemeinsamen Achse verlaufen; wobei das Schmiersystem aufweist:
einen ersten Kanal zum Führen von Schmiermittel in das Gehäuse;
Flüssigkeitsspeichertaschen, die an dem Umfang in dem Hauptkörper zwischen den Planetenradtaschen ausgebildet sind, zum Speichern von Schmiermittel innerhalb des Ge­ häuses;
wobei die beiden Enden des Gehäuses geschlossen sind, um Schmiermittel innerhalb der Flüssigkeitsspeichertaschen zurückzuhalten; und
einen Ausgang zum Flüssigkeitsauslaß zum Steuern der Strömung von Schmiermittel durch das Differential.

2. System nach Anspruch 2, wobei die Flüssigkeitsspeicher­ taschen um die gemeinsame Achse in Positionen verteilt sind, die das Differential in Drehbalance halten.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens drei Flüssig­ keitsspeichertaschen in dem Hauptkörper ausgebildet sind.

4. System nach Anspruch 3, wobei die Flüssigkeitsspeicher­ taschen so an dem Gehäuse angeordnet sind, daß in jeder Drehposition des Gehäuses mindestens eine der drei Flüs­ sigkeitsspeichertaschen Schmiermittel zurückhält.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Kanal zum Führen von Schmiermittel in das Gehäuse durch die erste Ausgangswelle hindurch ausgebildet ist.

6. System nach Anspruch 5, ferner mit einem zweiten Kanal zum Führen von Schmiermittel aus dem ersten Kanal zu den Flüssigkeitsspeichertaschen.

7. System nach Anspruch 6, wobei der zweite Kanal angren­ zend an das Innenende der ersten Ausgangswelle und an eine Innenendfläche des ersten Seitenrads ausgebildet ist.

8. System nach Anspruch 7, wobei der zweite Kanal ferner eine zwischen dem ersten Seitenrad und dem Hauptkörper des Gehäuses angebrachte Scheibe aufweist, und wobei die Scheibe zwei Endflächen mit Nuten hat, die radial über die gesamte Breite mindestens einer der Endflächen aus­ gebildet sind.

9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Aus­ gang zum Flüssigkeitsauslaß in einem der Gehäuseenden angeordnet ist und radial zu den Flüssigkeitsspeicherta­ schen ausgerichtete Löcher aufweist, wobei die Löcher so angeordnet sind, daß wenn die Drehung des Gehäuses alle der Flüssigkeitsspeichertaschen aus einer Ausrichtung zu dem Fuß der senkrechten Längsebene des Gehäuses positio­ niert, etwas Schmiermittel in mindestens einer der Flüs­ sigkeitsspeichertaschen gespeichert bleibt.

10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Aus­ gang zum Flüssigkeitsauslaß einen Weg aufweist, der zwi­ schen der zweiten Ausgangswelle und ihrem jeweiligen La­ ger ausgebildet ist.

11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner mit ei­ nem Weg für Schmiermittel, der mindestens eine der Flüs­ sigkeitsspeichertaschen mit mindestens einer der Plane­ tenradtaschen verbindet.

12. System nach Anspruch 11, wobei der Weg mindestens ein Loch aufweist, das in dem Hauptkörper ausgebildet ist und zwischen der Planetenrad- und Flüssigkeitsspeicher­ tasche verläuft.

13. System nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Weg eine Nut aufweist, die in dem Hauptkörper ausgebildet ist.

14. System nach Anspruch 11, 12 oder 13, wobei die Planeten­ rad- und Flüssigkeitsspeichertasche benachbart zueinan­ der positioniert sind und der Weg einen Schlitz auf­ weist, der quer zu den benachbarten Taschen ausgebildet ist.

15. System nach Anspruch 14, ferner mit einer flachen Rinne, die in der Lagerfläche der Planetenradtasche ausgebildet ist, und wobei der Schlitz die flache Rinne schneidet.

16. System nach Anspruch 15, wobei die flache Rinne in eine Axialrichtung an der Lagerfläche der Planetenradtasche entlang verläuft.

17. System nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei eines der Gehäuseenden eine abnehmbare Endkappe aufweist, und der Weg eine Nut aufweist, die zwischen dem Hauptkörper und der Endkappe ausgebildet ist.

18. System nach Anspruch 17, wobei die Nut in der Endkappe ausgebildet ist.

19. System nach einem der Ansprüche 1 bis 18, ferner mit ei­ ner Eingangswelle, die durch die zweite Ausgangswelle in einen Eingriff mit einer Verlängerung des Hauptkörpers des Gehäuses verläuft.

20. System nach Anspruch 19, ferner mit einem zweiten Kanal zum Führen von Schmiermittel aus dem ersten Kanal zu den Flüssigkeitsspeichertaschen, wobei der zweite Kanal zwi­ schen einer Innenendfläche des ersten Seitenrads und der Verlängerung des Hauptkörpers ausgebildet ist.

21. System nach Anspruch 20, ferner mit einem dritten Kanal zum Führen von Schmiermittel aus dem ersten Kanal zu der zweiten Ausgangswelle und dem zweiten Seitenrad.

22. System nach Anspruch 21, wobei die Eingangswelle in ver­ zahntem Eingriff mit der Verlängerung des Hauptkörpers des Gehäuses steht und der dritte Kanal durch die Ent­ fernung mindestens einer Verzahnung ausgebildet ist, die einen Abschnitt des verzahnten Eingriffs bildet.

23. System nach einem der Ansprüche 1 bis 22, ferner mit ei­ nem zweiten Kanal zum Führen von Schmiermittel aus dem ersten Kanal zu den Flüssigkeitsspeichertaschen, wobei der zweite Kanal eine Scheibe mit zwei Endflächen auf­ weist und Nuten hat, die radial über die gesamte Breite mindestens einer der Endflächen ausgebildet sind, um Ka­ näle für Schmierflüssigkeit vorzusehen.

24. System nach Anspruch 23, wobei die Scheibe vier der Ra­ dialnuten hat, die um 90° getrennt angeordnet sind, und wobei die eine Endfläche der Scheibe ferner mit mehreren weiteren Nuten ausgebildet ist, die um 45° zu den Ra­ dialnuten orientiert sind.

25. System nach Anspruch 24, wobei die weiteren Nuten über die gesamte Breite der einen Endfläche ausgebildet sind.

26. Schmiersystem für ein parallelachsiges Getriebedifferen­ tial mit:
einem Paar Ausgangswellen, die um eine gemeinsame Achse drehbar und in jeweiligen Lagern gelagert sind;
einem Gehäuse, das um die gemeinsame Achse drehbar ist und einen Hauptkörper sowie zwei Enden mit jeweiligen Öffnungen zum Aufnehmen der ersten und zweiten Ausgangs­ welle hat;
einem ersten und zweiten Seitenrad, die jeweils mit In­ nenenden der ersten und zweiten Ausgangswelle innerhalb des Gehäuses gekoppelt sind;
Planetenrädern, die Achsen parallel zu der gemeinsamen Achse haben und das erste und zweite Seitenrad zur Dre­ hung in gegenläufige Richtungen miteinander verbinden;
Planetenradtaschen, die in dem Hauptkörper ausgebildet sind und jeweilige Lagerflächen zum drehenden Anbringen von Außendurchmesserflächen der Planetenräder um Achsen haben, die parallel zu der gemeinsamen Achse verlaufen; einem ersten Kanal zum Führen von Schmiermittel in das Gehäuse;
Flüssigkeitsspeichertaschen, die an dem Umfang in dem Hauptkörper ausgebildet sind, zum Speichern von Schmier­ mittel innerhalb des Gehäuses;
wobei die beiden Enden des Gehäuses geschlossen sind, um Schmiermittel innerhalb der Flüssigkeitsspeichertaschen zurückzuhalten; und
Ausgängen, die durch die beiden Enden hindurch ausgebil­ det sind, zum Steuern der Strömung von Schmiermittel durch das Differential.

27. System nach Anspruch 26, wobei die Flüssigkeitsspeicher­ taschen an dem Gehäuse so angeordnet sind, daß in jeder Drehposition des Gehäuses mindestens eine der Flüssig­ keitsspeichertaschen Schmiermittel zurückhält.

28. System nach Anspruch 26 oder 27, ferner mit einem zwei­ ten Kanal zum Führen von Schmiermittel aus dem ersten Kanal zu den Flüssigkeitsspeichertaschen.

29. System nach Anspruch 28, wobei eine Scheibe zwischen dem ersten Seitenrad und dem Hauptkörper des Gehäuses ange­ bracht ist und der zweite Kanal ferner Radialnuten in einer Endfläche der Scheibe aufweist.

30. System nach einem der Ansprüche 26 bis 29, wobei der er­ ste Kanal durch die erste Ausgangswelle hindurch ausge­ bildet ist, und wobei die Ausgänge einen Weg aufweisen, der zwischen der zweiten Ausgangswelle und ihrem jewei­ ligen Lager ausgebildet ist.