DE19638391B4

DE19638391B4 - Differentialgetriebe

Info

Publication number: DE19638391B4
Application number: DE19638391A
Authority: DE
Inventors: Kenji Hiraishi; Masahiko Asahi
Original assignee: Tochigi Fuji Sangyo KK
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1996-09-19
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2016-09-20
Also published as: JPH0979350A; GB9619549D0; DE19638391A1; GB2305476B; GB2305476A; US5713812A

Abstract

Differentialgetriebe mit:
einem Ausgleichsgehäuse (3, 75, 143), das mittels der Antriebskraft eines Motors gedreht wird;
zwei Sonnenrädern (15, 17), wobei jeweils ein Sonnenrad an einer Abtriebsseite in dem Ausgleichsgehäuse (3, 75, 143) drehbar abgestützt und jeweils mittels einer Keilverbindung auf einer Abtriebswelle (16, 18) angeordnet ist;
zumindest einem Paar Planetenräder (49, 51, 89, 91), die jeweils am Außenumfang eines der Sonnenräder (15, 17) angeordnet sind und mit ersten Verzahnungsbereichen (53, 59, 93, 101) separat mit den Sonnenrädern (15, 17) in Eingriff stehen, und zweite Verzahnungsbereiche (55, 61, 95, 97, 103, 105) aufweisen, die miteinander in Eingriff stehen;
Lageröffnungen (45, 47, 85, 87), die in dem Ausgleichsgehäuse (3, 75, 143) ausgebildet sind und die jeweiligen Planetenräder (49, 51, 89, 91) verschiebbar und drehbar lagern;
einem Eingriffsabschnitt (41, 99, 107, 147), der innerhalb des Ausgleichsgehäuses (3, 75, 143) radial außerhalb der Abtriebswellen (16, 18) in deren Axialrichtung und relativ zu den Sonnenrädern (15, 17) drehbar angeordnet ist und an seiner Bewegung in Axialrichtung gehindert wird; einem Paar Druckscheiben (37, 151, 171) radial außerhalb der Abtriebswellen (16, 18) und innerhalb des
Ausgleichsgehäuses (3, 75, 143), wobei die Druckscheiben quer zur Axialrichtung parallel zueinander angeordnet und jeweils einer der Innenseiten der Sonnenräder (15, 17) zugewandt sind und an dem Eingriffsabschnitt (41, 99, 107, 147) in Axialrichtung bewegbar und gemeinsam mit dem Eingriffsabschnitt (41, 99, 107, 147) drehbar in Eingriff stehen, so daß die Druckscheiben (37, 151, 171) keine Druckkräfte von den Abtriebswellen (16, 18) aufnehmen; und
einer Feder (39), die zwischen den Druckscheiben (37, 151, 171) angeordnet ist und mittels der Druckscheiben (37, 151, 171) ein Reibmoment an beiden Sonnenrädern (15, 17) erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe für Fahrzeuge.

Ein Differentialgetriebe 201, wie es aus 11 ersichtlich ist, ist in der Europäischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 0 130 806 beschrieben.

Das Differentialgetriebe 201 weist ein Ausgleichsgehäuse 203, spiral- oder schrägverzahnte Sonnenräder 205, 207 an einer Abtriebsseite, mehrere Planetenradsätze, die aus spiral- oder schrägverzahnten Planetenrädern 209, 211 zusammengesetzt sind, die am Außenumfang der spiral- oder schrägverzahnten Sonnenräder 205, 207 angeordnet sind, usw. auf.

Die Planetenräder 209, 211 sind jeweils in Lageröffnungen 213, 215 des Ausgleichsgehäuses 203 verschiebbar und drehbar gelagert. Während die Planetenräder 209, 211 miteinander in Eingriff stehen, stehen sie separat mit den Sonnenrädern 205, 207 derart in Eingriff, dass die Sonnenräder 205, 207 miteinander verbunden sind. Die Sonnenräder 205, 207 sind jeweils mit den Abtriebswellen 231, 233 mittels eines Keils verbunden.

Die Antriebskraft eines Motors zur Drehung des Ausgleichsgehäuses 203 wird von den Planetenrädern 209, 211 mittels der Sonnenräder 205, 207 auf beide Fahrzeugradseiten übertragen. Wenn eine Differenz des Schlupfes zwischen den Fahrzeugrädern beispielsweise aufgrund einer schlechten Straße auftritt, wird die Antriebskraft des Motors unterschiedlich auf jede Fahrzeugradseite durch Eigendrehung der Planetenräder 209, 211 verteilt.

Gleichzeitig wird eine Ausgleichsbegrenzungskraft(drehmoment) eines drehmomentansprechenden Typs, bei dem das auf die Fahrzeugräder übertragene Drehmoment gesteuert wird, durch einen Reibungswiderstand erreicht, der von der Reaktionskraft aus dem Eingriff der Planetenräder 209, 211 und der Druckkraft aus dem Eingriff der Schrägverzahnung erzeugt wird.

In dem Ausgleichsgehäuse 203 ist ein Distanzstück 217 an der axial inneren Seite der Sonnenräder 205, 207 angeordnet. Ein Paar von Druckblöcken 219 zum Andrücken der Abtriebswellen 231, 233 der Sonnenräder 205, 207 ist an der inneren Umfangsfläche des Distanzstücks 217 angeordnet. Sechs Federn 221 sind zwischen den Druckblöcken 219 angebracht. Die Federn 221 drücken die Druckblöcke 219 an die Sonnenräder 205, 207, so daß ein konstantes Anfangsdrehmoment (ein Ausgleichsbegrenzungsdrehmoment) durch den Reibungswiderstand der Druckblöcke und der Sonnenräder erzeugt wird. Die Eigenschaften zum Fortbewegen des Fahrzeuges auf einer schlechten Straße werden durch dieses Anfangsdrehmoment erheblich verbessert.

Jedoch sind sowohl Gleitbereiche 223 zum Erzeugen des Anfangsdrehmoments mittels der Feder 221 als auch Gleitbereiche 225, die die Druckkraft der Abtriebswellen 231, 233 aufnehmen, an den Druckblöcken 219 ausgebildet. Daher besteht die Möglichkeit, dass die Druckblöcke 219, die eine große Druckkraft von den Abtriebswellen 231, 233 aufnehmen, derart bewegt werden, dass die Druckblöcke 219 gegen die Vorspannkraft der Federn 221 von den Sonnenrädern 205, 207 getrennt werden. Daher werden die Reibungswiderstände der Druckblöcke 219 und der Sonnenräder 205, 207 derart erhöht und verringert, dass das Anfangsdrehmoment ausbleibt oder unregelmäßig variiert. Dementsprechend ist eine Instabilität der Ausgleichsbegrenzungseigenschaften zu befürchten.

Aus der US 5 441 461 ist ein Differentalgetriebe bekannt, bei dem zwischen den Abtriebswellen zwei Druckstücke zur Aufnahme der Druckkräfte der Abtriebswellen vorgesehen sind. Hierbei wird jedoch die zu erzeugende Ausgleichsbewegung durch die Druckkräfte der Abtriebswellen beeinflußt.

Es ist Ziel der Erfindung, ein Differentialgetriebe zu schaffen, bei dem das Anfangsdrehmoment frei von dem Einfluss der Druckkraft der Abtriebswellen ist und stabile Ausgleichsbegrenzungseigenschaften erreicht werden.

Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale nach Anspruch 1 erreicht.

Die jeweiligen Druckscheiben werden an beide Sonnenräder mittels der Feder gedrückt, so daß ein Anfangsdrehmoment durch ihren Reibungswiderstand erreicht wird. Die jeweiligen Druckscheiben nehmen keine Druckkräfte der Abtriebswellen auf. Dementsprechend wirken keine Druckkräfte der Abtriebswellen auf die Druckscheiben und die Feder, so daß ein Ausbleiben und eine Variation des Anfangsdrehmoments, verursacht durch die Druckkräfte der Abtriebswellen, verhindert und stabile Ausgleichsbegrenzungseigenschaften erreicht werden.

Außerdem sind die jeweiligen Druckscheiben und die Feder radial außerhalb der Abtriebswellen angeordnet. Dementsprechend kann ein Mechanismus zum Erzeugen des Anfangsdrehmoments, der mit den Druckscheiben und der Feder versehen ist, in seinen Abmessungen in axialer Richtung im Vergleich zu dem herkömmlichen Beispiel gemäß 11 verkürzt werden, bei welchem zwei Druckblöcke 223 und die Federn 221 axial zwischen den Abtriebswellen 231, 233 angeordnet sind. Deshalb kann das Ausgleichgehäuse kompakt hergestellt werden.

Das Paar von Druckscheiben steht mit einem den Eingriffsabschnitt aufweisenden Druckscheibenstützteil relativ zu den Sonnenrädern drehbar in Eingriff und wird zusammen mit dem Druckscheibenstützteil in Umfangsrichtung gedreht.

Daher kann verhindert werden, daß die jeweiligen Druckscheiben von den Sonnenrädern gedreht werden. Weiterhin wird ein stabiler Reibungswiderstand zwischen den Druckscheiben und den Sonnenrädern erreicht, so daß eine stabile Ausgleichsbegrenzungskraft erreicht wird.

Außerdem werden, da die jeweiligen Druckscheiben nicht von den Sonnenrädern gedreht werden, Gleitbewegungen der jeweiligen Druckscheiben und der Feder, die durch Drehbewegungen der Sonnenräder relativ zueinander verursacht werden, verhindert, so daß Abnutzung, Abbrand, usw., die durch eine Gleitbewegung mit Linienberührung zwischen einem Endabschnitt der Feder und den jeweiligen Druckscheiben verursacht würden, vermieden werden.

Weiterhin kann ein Druckblock, der die Druckkräfte der Abtriebswellen aufnimmt und an zugeordnete Seiten der Sonnenräder gedrückt wird, wie auch ein Druckblock zum Aufnehmen von einander entgegengesetzten Druckkräften von den jeweiligen Abtriebswellen auch an den axial inneren Seiten der beiden Sonnenräder relativ zu den Sonnenrädern drehbar angeordnet sein.

Den Druckscheiben und der Feder werden keine Druckkräfte der Abtriebswellen zugeführt, wenngleich der Druckblock, der die Druckkräfte der Abtriebswellen aufnimmt und an die Sonnenräder an einer zugeordneten Seite gedrückt wird, und der Druckblock zum Abführen der einander entgegengesetzten Druckkräfte der jeweiligen Abtriebswellen angeordnet sind. Dementsprechend werden ein Ausbleiben und eine Variation des Anfangsdrehmoments, verursacht durch die Druckkräfte der Abtriebswellen, verhindert und stabile Ausgleichsbegrenzungseigenschaften werden erreicht.

Der Druckblock kann das Druckscheibenstützteil bilden, das relativ zu den Sonnenrädern drehbar ist; und das Paar Druckscheiben kann mit dem Druckblock in axialer Richtung mittels eines Eingriffsabschnitts, der zwischen dem Paar Druckscheiben und dem Druckblock ausgebildet ist, bewegbar in Eingriff stehen.

Desweiteren kann das Ausgleichsgehäuse das Druckscheibenstützteil bilden, das relativ zu den Sonnenrädern drehbar ist; und das Paar Druckscheiben kann mit dem Ausgleichsgehäuse in axialer Richtung mittels eines Eingriffsabschnitts, der zwischen dem Paar Druckscheiben und dem Ausgleichsgehäuse ausgebildet ist, bewegbar in Eingriff stehen.

Desweiteren können die Planetenräder die Druckscheibenstützteile bilden, die relativ zu den Sonnenrädern drehbar sind; und das Paar Druckscheiben kann mit den Planetenrädern in axialer Richtung mittels Eingriffsabschnitten, die zwischen dem Paar Druckscheiben und den Planetenrädern ausgebildet sind, bewegbar in Eingriff stehen.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen, bei denen das Ausgleichsgehäuse oder die Planetenräder das Druckscheibenstützteil bilden, sind effektiv in der Scheibeneingriffsstruktur bei einem Differentialgetriebe, bei dem kein Druckblock angeordnet ist.

Zumindest ein Planetenrad des Paares Planetenräder kann einen Wellenabschnitt mit einem kleinen Durchmesser zwischen den ersten und zweiten Verzahnungsbereichen aufweisen und dadurch eine gegenseitige Beeinflussung mit den Sonnenrädern vermeiden, die mit den Planetenrädern an einer zugeordneten Seite in Eingriff stehen. Das Paar Planetenräder ist zum Beispiel mit einem schmalen Planetenrad, das keinen Wellenabschnitt zwischen den ersten und zweiten Verzahnungsbereichen aufweist, und einem breiten Planetenrad versehen, bei dem ein Wellenabschnitt, der zwischen den ersten und zweiten Verzahnungsbereichen ausgebildet ist und einen kleinen Durchmesser aufweist und eine gegenseitige Beeinflussung mit den Sonnenrädern vermeidet, die mit dem schmalen Planetenrad in Eingriff stehen. Die zweiten Verzahnungsbereiche können an einer axial äußeren Seite der beiden Sonnenräder miteinander in Eingriff gebracht sein. Weiterhin kann das Paar Planetenräder derart ausgebildet sein, daß die Planetenräder eine gleiche Länge aufweisen. Diese Planetenräder, die eine gleiche Länge aufweisen, sind mit einem Wellenabschnitt zwischen den ersten und zweiten Verzahnungsbereichen versehen, der einen kleinen Durchmesser aufweist und eine gegenseitige Beeinflussung mit den Sonnenrädern vermeidet, die mit den Planetenrädern an einer zugeordneten Seite in Eingriff stehen. Die zweiten Verzahnungsbereiche stehen axial beiderseits der Sonnenräder miteinander in Eingriff.

Da das Differentialgetriebe mit den Planetenrädern versehen ist, die den Wellenabschnitt aufweisen, kann ein Eingriffsteil (zweiter Verzahnungsbereich) zwischen den Planetenrädern an der axial äußeren Seite des Paares Sonnenräder an der Abtriebswelle angeordnet sein, wobei das Paar Sonnenräder im Abstand voneinander angeordnet sein kann. Dementsprechend kann das Differentialgetriebe, das die Druckscheiben und die Feder aufweist, im Vergleich zu einem herkömmlichen Differentialgetriebe, das ein Distanzstück in dem Ausgleichsgehäuse aufweist, kompakt ausgebildet sein.

Weiterhin kann, selbst wenn die Erfindung für ein solches Differentialgetriebe verwendet wird, der Mechanismus zum Erzeugen des Anfangsdrehmoments, der mit den Druckscheiben und der Feder versehen ist, in den Abmessungen in axialer Richtung durch Anordnung der jeweiligen Druckscheiben und der Feder an der radial äußeren Seite der Abtriebswellen verkürzt werden. Selbst wenn die Erfindung für das Differentialgetriebe verwendet wird, das die Planetenräder mit einem solchen Wellenabschnitt aufweist, können nämlich die Wirkungen des Differentialgetriebes einfach in vorteilhafter Weise erreicht werden.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert.
1 ist ein Schnitt, der eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III aus
1.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Druckblocks, der bei der Ausführungsform aus 1 verwendet wird.
4 ist ein Schnitt, der eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die ein anderes Beispiel des Druckblocks zeigt, der gemäß der Erfindung verwendet wird.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die ein anderes Beispiel des Druckblocks zeigt, der gemäß der Erfindung verwendet wird.
7 ist ein Schnitt, der eine dritte Ausführungsform der Erfindung zeigt.
8 ist ein Schnitt entlang der Linie IX-IX aus
7.
9 ist ein Schnitt, der eine vierte Ausführungsform der Erfindung zeigt.
10 ist ein Schnitt entlang der Linie XI-XI aus 9.
11 ist ein Schnitt eines Differentialgetriebes nach dem herkömmlichen Beispiel.
Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird zunächst mit Bezug auf die 1 bis 3 erläutert. Aus 1 ist ein Differentialgetriebe 1 gemäß der Ausführungsform ersichtlich. Im folgenden entsprechen die Links- und Rechtsrichtung denen in 1, wobei die Teile, die keine Bezugszeichen aufweisen, nicht erläutert sind.
Wie aus 1 ersichtlich ist, ist ein Ausgleichsgehäuse 3 des Differentialgetriebes 1 derart ausgebildet, daß ein Gehäusekörper 5 und ein Deckel 7 mittels einer Schraube 9 fest verbunden sind. Ein Zahnkranz ist an dem Ausgleichsgehäuse 3 befestigt und steht mit einem Abtriebsrad eines Kraftübertragungssystems zum Übertragen der Antriebskraft eines Motors in Eingriff. Daher wird das Ausgleichsgehäuse 3 mittels der Antriebskraft des Motors gedreht.
Das Differentialgetriebe 1 ist innerhalb eines Getriebegehäuses angeordnet. Nabenteile 11, 13 des Ausgleichsgehäuses 3 sind im Getriebegehäuse mittels Lagern abgestützt. Im Getriebegehäuse ist ein Ölbehälter angeordnet, wobei ein unterer Abschnitt des Differentialgetriebes 1 im Ruhezustand in diesen Ölbehälter eintaucht. Wenn das Differentialgetriebe 1 gedreht wird, wird aus dem Ölbehälter Öl nach oben gespritzt.
Sonnenräder 15, 17 sind jeweils an einer Abtriebsseite innerhalb des Ausgleichsgehäuses 3 angeordnet und mit einer Schrägverzahnung versehen oder als Schraubenräder ausgebildet.
Hohlnabenteile 19, 21 der jeweiligen Sonnenräder 15, 17 sind an Stützteilen 23, 25 des Ausgleichsgehäuses 3 drehbar abgestützt. Bereiche 27, 29 mit großem Durchmesser sind innerhalb der Nabenteile 19, 21 ausgebildet. Ein Druckblock (ein Druckscheibenstützteil) 31 ist entlang der inneren Umfangsflächen der Bereiche 27, 29 mit großem Durchmesser derart angeordnet, daß der Druckblock 31 relativ zu den Sonnenrädern 15, 17 drehbar ist. Der Druckblock 31 stützt jedes der freien Enden der Sonnenräder 15, 17 ab, um deren Zentrierung zu erreichen.
Der Nabenteil 19 des Sonnenrades 15 ist mittels eines Keils mit einer Abtriebswelle 16 des einen Fahrzeugrades verbunden. Der Nabenteil 21 des Sonnenrades 17 ist mittels eines Keils mit einer Abtriebswelle 18 des anderen Fahrzeugrades verbunden.
An den jeweiligen Abtriebswellen 16, 18 sind in Eingriff gelangende, abgestufte Bereiche 16a, 18a ausgebildet, die einen Außendurchmesser aufweisen, der stufenweise reduziert ist, und die auf Stufendifferenzbereiche 19a, 21a treffen, die an Bereichen des Innenumfangs der Nabenteile 19, 21 der Sonnenräder 15, 17 ausgebildet sind. Druckkräfte von der jeweiligen Abtriebswelle 16, 18 werden von den in Bezug auf die Sonnenräder 15, 17 gleitenden Gleitbereichen 35 des Druckblocks 31 aufgenommen.
Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, ist ein Mechanismus zum Erzeugen eines Anfangsdrehmomentes zwischen den Sonnenrädern 15 und 17 angeordnet und mit zwei Scheiben 37 und einer Feder (zum Beispiel einer Tellerfeder) 39 versehen, die zwischen den Scheiben abgestützt ist. Die Scheiben 37 sind jeweils gegenüberliegend an Abschnitten der Sonnenräder 15, 17 radial außerhalb der Abtriebswellen 16, 18 (an der äußeren Umfangsfläche des Druckblocks 31) derart angeordnet, daß sie keine Druckkräfte von den Abtriebswellen 16, 18 aufnehmen. Jede der Scheiben 37 ist mit dem Druckblock 31 mittels eines Keilabschnitts (eines Eingriffsabschnitts) 41 in axialer Richtung verschiebbar verbunden, der zwischen den Scheiben 37 und dem Druckblock 31 ausgebildet ist.
Die innere Umfangsfläche der Feder 39 wird von der äußeren Umfangsfläche des Druckblocks 31 geführt. Die Scheiben 37 und die Feder 39 sind daher in Positionen angeordnet, in denen sie gegen den Druckblock 31 in radialer Richtung versetzt sind.
Mittels der Feder 39 werden die jeweiligen Scheiben 37 mit ihren Gleitbereichen 43 gegen die Sonnenräder 15, 17 gedrückt.
Daher sind die Gleitbereiche 43 zum Erzeugen eines Anfangsdrehmoments mittels der Feder 39, und die Gleitbereiche 35, die die Druckkräfte der Abtriebswellen 16, 18 aufnehmen, voneinander getrennt an den Scheiben 37 bzw. dem Druckblock 31 angeordnet und die Scheiben 37 sind relativ zu dem Druckblock 31 in axialer Richtung bewegbar, so daß die Scheiben 37 keine Druckkräfte der Abtriebswellen 16, 18 aufnehmen. Dementsprechend wird das Anfangsdrehmoment von den Druckkräften der Abtriebswellen 16, 18 nicht beeinflußt.
Vier Sätze von breiten und schmalen Lageröffnungen 45, 47 sind in dem Ausgleichsgehäuse 3 in Umfangsrichtung ausgebildet. Breite und schmale Planetenräder 49, 51, die jeweils mit einer Schrägverzahnung versehen sind, sind verschiebbar und drehbar in den Lageröffnungen 45, 47 gelagert.
Das breite Planetenrad 49 ist mit einem ersten Verzahnungsbereich 53, einem zweiten Verzahnungsbereich 55 und einem Wellenabschnitt 57 versehen, der einen kleinen Durchmesser aufweist und den ersten Verzahnungsbereich 53 mit dem zweiten Verzahnungsbereich 55 verbindet. Der erste Verzahnungsbereich 53 steht mit dem Sonnenrad 17 in Eingriff. Das schmale Planetenrad 51 ist mit einem ersten Verzahnungsbereich 59 und einem zweiten Verzahnungsbereich 61 versehen. Zwischen dem ersten Verzahnungsbereich 59 und dem zweiten Verzahnungsbereich 61 ist kein Wellenabschnitt ausgebildet. Der erste Verzahnungsbereich 59 steht mit dem Sonnenrad 15 in Eingriff. Der zweite Verzahnungsbereich 61 steht mit dem zweiten Verzahnungsbereich 55 des benachbarten Planetenrads 49 in Eingriff. Die zweiten Verzahnungsbereiche 55, 61 der jeweiligen Planetenräder 49, 51 befinden sich an einer axialen Außenseite des Paares von Sonnenrädern 15, 17. Die beiden Sonnenräder 17, 15, die mit den ersten Verzahnungsbereichen 53, 59 der jeweiligen Planetenräder 49, 51 in Eingriff stehen, sind mittels der Scheiben 37 und der Feder 39 im Abstand voneinander angeordnet.
Die Antriebskraft des Motors zum Drehen des Ausgleichsgehäuses 3 wird von den Planetenrädern 51, 49 über die Sonnenräder 15 bzw. 17 auf jede der Abtriebswellen verteilt. Wenn eine Differenz des Antriebsschlupfes zwischen den Fahrzeugrädern beispielsweise infolge des Fahrens auf einer schlechten Straße auftritt, wird die Antriebskraft des Motors auf jedes Fahrzeugrad durch Eigendrehung jedes Planetenrads 49, 51 unterschiedlich verteilt.
Wenn das Drehmoment übertragen wird, werden die Zahnköpfe der jeweiligen Planetenräder 49, 51 an die Wandflächen der Lageröffnungen 45 bzw. 47 durch Reaktionskräfte aus dem Eingriff der Sonnenräder 17 bzw. 15 gedrückt, so daß ein Reibungswiderstand entsteht. Der Reibungswiderstand entsteht auch zwischen jedem Planetenrad 49, 51 und den jeweiligen Stirnflächen der Lageröffnungen 45, 47 durch eine Druckkraft aus dem Eingriff der Schrägverzahnung. Der Reibungswiderstand entsteht auch zwischen den Sonnenrädern 15, 17 und dem Ausgleichsgehäuse 3 an der Druckscheibe 33. Der Reibungswiderstand entsteht ferner zwischen den Sonnenrädern 15 und 17 an dem Druckblock 31.
Durch diese Reibungswiderstände wird eine Ausgleichsbegrenzungswirkung eines drehmomentansprechenden Typs erreicht.
Ferner entsteht der Reibungswiderstand zwischen den Scheiben 37 und den Sonnenrädern 15, 17 durch die Druckkraft der Feder 39. Eine konstante Ausgleichsbegrenzungskraft (Anfangsdrehmoment) wird gleichzeitig durch diesen Reibungswiderstand zusätzlich zu der Ausgleichsbegrenzungs- wirkung eines drehmomentansprechenden Typs erreicht.
Wie aus 1 ersichtlich ist, sind Öffnungen 63, 65, 67 an dem Ausgleichsgehäuse 3 und spiralförmige Ölnuten 69, 71 an der inneren Umfangsfläche der Nabenteile 11, 13 ausgebildet.
Wenn das Differentialgetriebe 1 außer Betrieb ist, tauchen die Öffnungen 63, 65, 67 und die Ölnuten 69, 71 in Öl ein, das in das Ausgleichsgehäuse 3 fließt. Wenn das Differentialgetriebe 1 gedreht wird, fließt das Öl, das aus dem Ölbehälter nach oben und zurück an eine Innenwand des Ausgleichsträgers gespritzt wird, von den Öffnungen 63, 65, 67 und den Ölnuten 69, 71, usw. in das Ausgleichsgehäuse 3.
Das Öl fließt zu den Lageröffnungen 45, 47, den in Eingriff stehenden Bereichen der jeweiligen Zahnräder, den Gleitbereichen 35, 43, den Scheiben 37, dem keilförmigen Bereich 41 des Druckblocks 31, usw., so daß diese Bereiche geschmiert werden.
Das Öl der Ölnuten 69, 71 wird den Stützteilen 23, 25 des Ausgleichsgehäuses 3 für die Sonnenräder 15, 17, der Druckscheibe 33, usw. durch Drehen des Ausgleichsgehäuses 3 zugeführt, so daß diese Teile geschmiert werden.
Wie oben beschrieben, sind die Gleitbereiche 43 zum Erzeugen eines Anfangsdrehmoments mittels der Feder 39, und die Gleitbereiche 35, die die Druckkräfte der Abtriebswellen 16, 18 aufnehmen, getrennt an den Scheiben 37 bzw. dem Druckblock 31 angeordnet und der Druckblock 31 ist relativ zu den Scheiben 37 in axialer Richtung bewegbar, so daß die Scheiben 37 keine Druckkräfte von den Abtriebswellen 16, 18 aufnehmen. Dementsprechend wird das Anfangsdrehmoment von den Druckkräften der Abtriebswellen 16, 18 nicht beeinflußt.
Dementsprechend ist der Mechanismus zum Erzeugen des Anfangsdrehmoments frei von Einflüssen der Druckkräfte, die von den Abtriebswellen 16, 18 derart einwirken, daß im Unterschied zu dem herkömmlichen Beispiel ein Ausbleiben und Schwankungen des Anfangsdrehmoments vermieden und stabile Ausgleichsbegrenzungseigenschaften erreicht werden.
Weiterhin stehen die Scheiben 37 mit den Sonnenrädern 15, 17 und dem zu diesen relativ bewegbaren Druckblock 31 derart in Eingriff, daß beide Scheiben gemeinsam mit dem Druckblock gedreht werden. Dementsprechend kann verhindert werden, daß die Scheiben 37 von den Sonnenrädern 15, 17 gedreht werden. Dadurch wird ein stabiler Reibungswiderstand zwischen den Scheiben 37 und den Sonnenrädern 15, 17 erreicht, so daß eine stabile Ausgleichsbegrenzungskraft ermöglicht wird.
Ferner stehen die jeweiligen Scheiben 37 und der Druckblock 31 mittels des Eingriffabschnitts 41 miteinander in axialer Richtung bewegbar in Eingriff (sind miteinander in Drehrichtung verbunden). Dementsprechend können eine Gleitbewegung mit Linienberührung zwischen einem Endabschnitt der Feder 39 und den Scheiben 37 aufgrund einer Relativdrehung der Sonnenräder 15, 17 und eine Abnutzung, ein Abbrand, usw., aufgrund einer solchen Gleitbewegung mit Linienberührung verhindert werden.
Mit einem Fahrzeug, an dem das Differentialgetriebe 1 angebracht ist, wird das Fahrverhalten des Fahrzeuges durch die Ausgleichsbegrenzungswirkung des drehmomentansprechenden Typs verbessert, wenn ein großes Drehmoment an dem Fahrzeug erzeugt wird, wie beim Anfahren und Beschleunigen. Wenn ein Fahrzeugrad an einer Seite beispielsweise auf einer schlechten Straße durchdreht, wird eine große Antriebskraft zu dem Fahrzeugrad auf der anderen Seite hin durch das stabile Anfangsdrehmoment übertragen, so daß die Fahreigenschaften über die gesamte Strecke der schlechten Straße erheblich verbessert werden.
Weiterhin wird der Mechanismus zum Erzeugen des Anfangsdrehmoments in axialer Richtung in seinen Abmessungen durch einen Aufbau verkürzt, bei welchem im Unterschied zu dem herkömmlichen Beispiel die Scheiben 37 und die Feder 39 einerseits und der Druckblock 31 andererseits in radialer Richtung anstatt in axialer Richtung angeordnet sind. Dementsprechend ist es möglich, das Differentialgetriebe 1 einfach auszubilden, da es sich in axialer Richtung erstreckt und das breite Planetenrad 49 mit dem Wellenabschnitt 57 aufweist.
Außerdem ist bei dem herkömmlichen Beispiel in 11 das Ausgleichsgehäuse 203 in drei Teile 227, 228, 229 geteilt, wobei das Distanzstück 217 der Sonnenräder 205, 207 einstückig mit dem Teil 228 ausgebildet ist.
Dementsprechend werden bei einer Montage des Differentialgetriebes 201 das Sonnenrad 207 und das Planetenrad 211 zuerst in das Teil 228 eingebaut und dann das Teil 227 an dem Teil 228 befestigt. Danach werden die Druckblöcke 219, die die Feder 211 dazwischen abstützt, an der inneren Umfangsfläche des Distanzstücks 217 angebracht. Ferner werden das Sonnenrad 205 und das Planetenrad 209 eingebaut und das Teil 229 mittels des Bolzens 235 befestigt.
Dadurch, daß das Distanzstück 217 einstückig mit dem Teil 228 ausgebildet ist, muß das Ausgleichsgehäuse 203 mit einer dreiteiligen Struktur versehen sein, wobei ferner die Montagereihenfolge, wie oben beschrieben, kompliziert ist.
Bei dem Differentialgetriebe 1 sind jedoch der Druckblock 31, die Scheiben 37 und die Feder 39 schwimmend zwischen den Sonnenrädern 15, 17 abgestützt, so daß die Montagereihenfolge, anders als bei dem herkömmlichen Beispiel, unkompliziert ist. Weiterhin kann das Ausgleichsgehäuse 3 mit einer zweiteiligen Struktur versehen sein, so daß die Kosten für das Differentialgetriebe entsprechend reduziert werden.
Weiterhin können, da das Differentialgetriebe 1 das Planetenrad 49 mit dem Wellenabschnitt 57 aufweist, die zweiten Verzahnungsbereiche 55, 61 als über die Sonnenräder 15, 17 miteinander in Eingriff stehende Teile der Planetenräder 49, 51 an einer axial äußeren Seite des Paares von Abtriebssonnenrädern 15, 17 angeordnet sein. Das Paar von Sonnenrädern 15, 17 kann derart angebracht sein, daß sich die Sonnenräder 15, 17 im Abstand voneinander befinden. Weiterhin kann das Differentialgetriebe, das die Scheiben 37 und die Feder 39 aufweist, im Vergleich zu dem herkömmlichen Differentialgetriebe (11), das das Distanzstück in dem Ausgleichsgehäuse aufweist, kompakt ausgebildet sein. Die jeweiligen Scheiben 37 und die Feder 39 sind radial außerhalb der Abtriebswellen 16, 18 angeordnet. Dementsprechend kann der Mechanismus zum Erzeugen des Anfangsdrehmoments, der mit den Scheiben 37 und der Feder 39 versehen ist, in seinen Abmessungen in axialer Richtung verkürzt werden. Die Wirkungen der Erfindung können nämlich selbst dann einfach erreicht werden, wenn die Erfindung bei einem Differentialgetriebe 1 verwendet wird, das das Planetenrad 49 mit einem derartigen Wellenabschnitt 57 aufweist.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird als nächstes mit Bezug auf 4 erläutert. Aus 4 ist ein Differentialgetriebe 73 gemäß der Ausführungsform ersichtlich. Im folgenden entsprechen die Links- und Rechtsrichtung denen in 4, wobei die Teile, die keine Bezugszeichen aufweisen, nicht erläutert sind.
In der Erläuterung der Ausführungsform und in 4 sind Teile, die dieselben Wirkungen aufweisen wie die Teile nach der ersten Ausführungsform, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei eine Erläuterung dieser gleichwirkenden Teile weggelassen wird.
Wie aus 4 ersichtlich ist, ist das Ausgleichsgehäuse 75 des Differentialgetriebes 73 derart ausgebildet, daß ein Gehäusekörper 77 und ein Deckel 79 mittels einer Schraube 9 fest verbunden sind. Ein Zahnkranz ist an dem Ausgleichsgehäuse 75 befestigt und steht mit einem Abtriebsrad eines Kraftübertragungssystems zum Übertragen der Antriebskraft eines Motors in Eingriff. Daher wird das Ausgleichsgehäuse 75 mittels der Antriebskraft des Motors gedreht.
Sonnenräder 15, 17 sind jeweils an einer Abtriebsseite innerhalb des Ausgleichsgehäuses 75 angeordnet und mit einer Schrägverzahnung versehen.
Hohlnabenteile 19, 21 der jeweiligen Sonnenräder 15, 17 sind in Stützteilen 81, 83 des Ausgleichsgehäuses 75 drehbar abgestützt. Bereiche 27, 29 mit großem Durchmesser sind innerhalb der Nabenteile 19, 21 angeordnet, wobei die jeweils freien Enden der Sonnenräder 15, 17 an einem Druckblock (einem Druckscheibenstützteil) 31 abgestützt sind, um ihre Zentrierung zu erreichen. Gleitbereiche 35 des Druckblocks 31 nehmen die Druckkräfte der jeweiligen Abtriebswellen auf, die mit den Sonnenrädern 15, 17 verbunden sind.
Ein Mechanismus zum Erzeugen eines Anfangsdrehmomentes ist zwischen den Sonnenrädern 15 und 17 angeordnet und mit zwei Scheiben 37 und einer Feder 39 versehen, die zwischen den Scheiben 37 abgestützt ist. Die Scheiben 37 sind jeweils radial außerhalb gegenüberliegend an Abschnitten der Sonnenräder 15, 17 radial außerhalb der Abtriebswellen 16, 18 (an der äußeren Umfangfläche des Druckblocks 31) derart angeordnet, daß sie keine Druckkräfte von den Abtriebswellen 16, 18 aufnehmen. Jede der Scheiben 37 ist mit dem Druckblock 31 in axialer Richtung mittels eines Keilabschnitts (eines Eingriffsabschnitts) 41 drehbar verbunden, der zwischen den Scheiben 37 und dem Druckblock 31 ausgebildet ist. Mittels der Feder 39 werden die jeweiligen Scheiben 37 mit ihren Gleitbereichen 43 an die Sonnenräder 15, 17 gedrückt.
Daher sind die Gleitbereiche 43 der Scheiben 37 zum Erzeugen des Anfangsdrehmoments mittels der Feder 39, und die Gleitbereiche 35, die die Druckkräfte der Abtriebswellen 16, 18 aufnehmen, getrennt voneinander angeordnet und der Druckblock 31 ist relativ zu den Scheiben 37 in axialer Richtung bewegbar, so daß die Scheiben 37 keine Druckkräfte der Abtriebswellen 16, 18 aufnehmen. Dementsprechend wird das Anfangsdrehmoment von den Druckkräften der Abtriebswellen 16, 18 nicht beeinflußt.
In dem Ausgleichsgehäuse 75 sind in Umfangsrichtung vier Sätze von Lageröffnungen 85, 87 ausgebildet. Ein Paar von Planetenrädern 89, 91, die jeweils mit einer Schrägverzahnung versehen sind, sind verschiebbar und drehbar in den Lageröffnungen 85, 87 gelagert.
Das eine Planetenrad 89 ist mit einem ersten Verzahnungsbereich 93, zweiten Verzahnungsbereichen 95, 97 und einem Wellenabschnitt 99 versehen, der einen kleinen Durchmesser aufweist und den ersten Verzahnungsbereich 93 mit dem zweiten Verzahnungsbereich 97 verbindet. Der erste Verzahnungsbereich 93 steht mit dem Sonnenrad 15 in Eingriff. Das andere Planetenrad 91 ist mit einem ersten Verzahnungsbereich 101, zweiten Verzahnungsbereichen 103, 105 und einem Wellenabschnitt 107 versehen, der einen kleinen Durchmesser aufweist und den ersten Verzahnungsbereich 101 mit dem zweiten Verzahnungsbereich 103 verbindet. Der erste Verzahnungsbereich 101 steht mit dem Sonnenrad 17 in Eingriff. Die zweiten Verzahnungsbereiche 103, 105 stehen mit den jeweiligen zweiten Verzahnungsbereichen 95, 97 des Planetenrads 89 über die Sonnenräder 15, 17 in Eingriff. Die zweiten Verzahnungsbereiche 95, 97, 103, 105 der Planetenräder 89, 91 sind an der Außenseite des Paares von Sonnenrädern 15, 17 in deren Drehrichtung angeordnet. Die Sonnenräder 15, 17 sind mittels der Scheiben 37 und der Feder 39 im Abstand voneinander angeordnet.
Die Antriebskraft des Motors zum Drehen des Ausgleichsgehäuses 75 wird von den Planetenrädern 89, 91 über die Sonnenräder 15, 17 auf jede der Abtriebswellen verteilt. Wenn eine Differenz des Antriebsschlupfes zwischen den Fahrzeugrädern beispielsweise infolge des Fahrens auf einer schlechten Straße auftritt, wird die Antriebskraft des Motors auf jedes Fahrzeugrad durch Eigendrehung jedes Planetenrads 89, 91 unterschiedlich verteilt.
Wenn das Drehmoment übertragen wird, werden die Zahnköpfe der jeweiligen Planetenräder 89, 91 an die Wandflächen der Lageröffnungen 85, 87 durch Reaktionskräfte aus dem Eingriff der Sonnenräder 15, 17 gedrückt, so daß ein Reibungswiderstand entsteht. Der Reibungswiderstand entsteht auch zwischen jedem Planetenrad 89, 91 und den jeweiligen Stirnflächen der Lageröffnungen 85, 87 durch eine Druckkraft aus dem Eingriff der Schrägverzahnung. Der Reibungswiderstand entsteht auch zwischen den Sonnenrädern 15, 17 und dem Ausgleichsgehäuse 75 mittels der Druckscheibe 33. Der Reibungswiderstand entsteht ferner zwischen den Sonnenrädern 15 und 17 mittels des Druckblocks 31.
Durch diese Reibungswiderstände wird eine Ausgleichsbegrenzungswirkung eines drehmomentansprechenden Typs erreicht.
Ferner entsteht der Reibungswiderstand zwischen den Scheiben 37 und den Sonnenrädern 15, 17 durch die Druckkraft der Feder 39. Eine konstante Ausgleichsbegrenzungskraft (Anfangsdrehmoment) wird gleichzeitig durch diesen Reibungswiderstand zusätzlich zu der Ausgleichsbegrenzungswirkung eines drehmomentansprechenden Typs erreicht.
Das Differentialgetriebe 73 ist im Inneren eines Getriebegehäuses angeordnet. Nabenteile 109, 111 des Ausgleichsgehäuses 75 sind an dem Ausgleichsträger mittels Lagern abgestützt. Öffnungen 113, 115 sind an dem Ausgleichsgehäuse 75 und spiralförmige Ölnuten 117, 119 an der inneren Umfangsfläche der Nabenteile 109, 111 ausgebildet.
Von den Öffnungen 113, 115 und den Ölnuten 117, 119 fließt Öl in das Ausgleichsgehäuse 75 unabhängig von dem Beginn und dem Ende einer Drehbewegung des Differentialgetriebes 73. Das Öl fließt zu den Lageröffnungen 85, 87, den in Eingriff stehenden Teilen der jeweiligen Zahnräder, den Gleitbereichen 35, 43, den Scheiben 37, dem Keilabschnitt 41 des Druckblocks 31, usw., so daß diese Bereiche geschmiert werden.
Wie oben beschrieben, sind die Gleitbereiche 43 zum Erzeugen eines Anfangsdrehmoments mittels der Feder 39, und die Gleitbereiche 35, die die Druckkräfte der Abtriebswellen 16, 18 aufnehmen, getrennt von den Scheiben 37 angeordnet und der Druckblock 31 relativ zu den Scheiben 37 in axialer Richtung bewegbar, so daß die Scheiben 37 keine Druckkräfte der Abtriebswellen 16, 18 aufnehmen. Dementsprechend wird das Anfangsdrehmoment von den Druckkräften der Abtriebswellen 16, 18 nicht beeinflußt.
Dementsprechend ist der Mechanismus zum Erzeugen des Anfangsdrehmoments frei von Einflüssen der Druckkräfte, die von den Abtriebswellen 16, 18 derart einwirken, daß im Unterschied zu dem herkömmlichen Beispiel das Ausbleiben und Schwankungen des Anfangsdrehmoments vermieden und stabile Ausgleichsbegrenzungseigenschaften erreicht werden.
Weiterhin stehen die Scheiben 37 mit den Sonnenrädern 15, 17 und dem zu diesen relativ bewegbaren Druckblock 31 derart in Eingriff, daß beide Scheiben 37 zusammen mit diesen Teilen in Umfangsrichtung gedreht werden. Dementsprechend kann verhindert werden, daß die Scheiben 37 gemeinsam mit den Sonnenrädern 15, 17 gedreht werden. Dadurch wird ein stabiler Reibungswiderstand zwischen den Scheiben 37 und den Sonnenrädern 15, 17 erreicht, so daß eine stabile Ausgleichsbegrenzungskraft ermöglicht wird.
Deshalb ist das Differentialgetriebe 73, wie oben beschrieben, aufgebaut.
Bei einem Fahrzeug, an dem das Differentialgetriebe 73 angebracht ist, wird das Fahrverhalten des Fahrzeuges durch die Ausgleichsbegrenzungswirkung des drehmomentansprechenden Typs verbessert, wenn ein großes Drehmoment an dem Fahrzeug erzeugt wird, wie beim Anfahren und Beschleunigen. Wenn ein Fahrzeugrad an einer Seite beispielsweise auf einer schlechten Straße durchdreht, wird eine große Antriebskraft zu dem Fahrzeugrad auf der anderen Seite hin durch das stabile Anfangsdrehmoment übertragen, so daß die Fahreigenschaften über die gesamte Strecke der schlechten Straße erheblich verbessert werden.
Weiterhin wird der Mechanismus zum Erzeugen des Anfangsdrehmoments in axialer Richtung in seinen Abmessungen durch einen Aufbau verkürzt, bei welchem im Unterschied zu dem herkömmlichen Beispiel die Scheiben 37 mit der Feder 39 und der Druckblock 31 in radialer Richtung anstatt in axialer Richtung angeordnet sind. Dementsprechend ist es möglich, das Differentialgetriebe 73 einfach auszubilden, wobei beide Planetenräder 89, 91 Wellenabschnitte 99, 107 aufweisen, und die jeweiligen zweiten Verzahnungsbereiche 95, 97, 103, 105 an beiden Seiten der Sonnenräder 15, 17 miteinander in Eingriff stehen und in axialer Richtung des Differentialgetriebes 73 sich erstrecken.
Außerdem sind bei dem Differentialgetriebe 73 der Druckblock 31, die Scheiben 37 und die Feder 39 schwimmend zwischen den Sonnenrädern 15, 17 abgestützt, so daß die Montageanordnung, wie sie bei dem herkömmlichen Beispiel erforderlich ist, unkompliziert ist. Weiterhin kann das Ausgleichsgehäuse 75 mit einer zweiteiligen Struktur versehen sein, so daß die Kosten für das Differentialgetriebe entsprechend reduziert werden.
Die Verbindung zwischen den Druckscheiben und dem Druckblock ist nicht auf eine Keilverbindung beschränkt. Aus den 5 und 6 sind weitere Eingriffsabschnitte ersichtlich. In 5 ist eine Mitnehmernut als Eingriffsabschnitt ausgebildet, wobei der Druckblock 125 vier runde Mitnehmernuten 127 aufweist. Die Druckscheiben weisen an der Umfangsfläche vorstehende Teile auf, die jeweils mit den Mitnehmernuten 127 in axialer Richtung bewegbar in Eingriff stehen.
Gemäß 6 ist ein abgeflachter Abschnitt als Eingriffsabschnitt ausgebildet. Der Druckblock 129 weist zwei abgeflachte Abschnitte 135 auf, wobei die Druckscheiben an der Umfangsfläche vorstehende Teile aufweisen und jeweils mit den abgeflachten Abschnitten 135 in axialer Richtung bewegbar in Eingriff stehen. Bei diesem Aufbau wird es bevorzugt, eine Mehrzahl derartiger abgeflachter Abschnitte so anzuordnen, daß sie die Druckscheiben normal zu dem Druckblock halten.
Bei derartigen Ausführungsformen der Mitnehmernuten und der abgeflachten Abschnitte als Eingriffsabschnitte wird der Arbeitsablauf vereinfacht, wobei die Kosten des Differentialgetriebes im Vergleich zu dem Keileingriffsabschnitt reduziert werden.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird als nächstes mit Bezug auf die 7 und 8 erläutert. Aus den 7 und 8 ist ein Differentialgetriebe 141 gemäß der Ausführungsform ersichtlich. Im folgenden entsprechen die Links- und Rechtsrichtung denen in 7, wobei die Teile, die keine Bezugszeichen aufweisen, nicht erläutert sind.
Bei der Ausführungsform ist ein Druckscheibenstützteil anstatt eines Druckblocks an dem Ausgleichsgehäuse 143 festgelegt. Scheiben 151 stehen mit dem Ausgleichsgehäuse 143 in axialer Richtung mittels eines Eingriffsabschnitts 150, der zwischen den Scheiben 151 und dem Ausgleichsgehäuse 143 ausgebildet ist, bewegbar in Eingriff. Abgesehen von diesen Unterschieden hat die Ausführungsform einen Aufbau, der dem Aufbau gemäß der ersten Ausführungsform annähernd gleich ist. In der Ausführungsform nach den 7 und 8 sind Teile, die dieselben Wirkungen aufweisen, wie die Teile nach der ersten Ausführungsform, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei eine Erläuterung dieser gleichwirkenden Teile weggelassen wird.
Wie nämlich aus den 8 und 9 ersichtlich ist, sind zwei Scheiben 151 jeweils gegenüberliegend an den Sonnenrädern 15, 17 radial außerhalb der Abtriebswellen 16, 18 (an einer äußeren Umfangfläche eines Druckblocks 155) derart angeordnet, daß sie keine Druckkräfte von den Abtriebswellen 16, 18 aufnehmen. Eingriffsvorsprünge 151a stehen jeweils an den Enden der Zahnköpfe der Sonnenräder 15, 17 in radialer Richtung hervor und sind in annähernd gleichem Abstand voneinander an vier Stellen in Umfangsrichtung an den äußeren Umfangsflächen der beiden Scheiben 151 ausgebildet. Die Eingriffsvorsprünge 151a der jeweiligen Scheiben 151 stehen entsprechend mit einem Gehäusekörper 145 in Eingriff, der Teil des Ausgleichsgehäuse 143 des Differentialgetriebes 141 ist. Ein Eingriffsmitnehmerteil 147, das zusammen mit den Eingriffsvorsprüngen 151a den Eingriffsabschnitt 150 bildet, ist an einer Wandfläche einer Lageröffnung 47 des Gehäusekörpers 145, die mit einer Stirnfläche des Planetenrads 51 in Kontakt steht, durch Gießen, Extraktion, Schneidverfahren, usw. ausgebildet.
Ein Druckblock 155 ist entlang der inneren Umfangsflächen der Bereiche 27, 29 mit großem Durchmesser angeordnet, die innerhalb der Nabenteile 19, 21 der jeweiligen Sonnenräder 15, 17 ausgebildet sind, und stützt die jeweils freien Enden der Sonnenräder 15, 17 ab, um deren Zentrierung zu erreichen. Die äußere Umfangsfläche des Druckblocks 155 ist zylindrisch ausgebildet und weist keine Keilflächen auf. Die inneren Umfangsflächen der Scheiben 151 sind zu der äußeren Umfangsfläche des Druckblocks 155 mit einer Spielpassung versehen und werden von dem Druckblock 155 geführt. Die Scheiben 151 werden in axialer Richtung an dem Paar von Sonnenrädern 15, 17 positioniert, nachdem die Scheiben zusammengestellt wurden.
Daher werden die Scheiben 151 an die Gleitbereiche 43 der Sonnenräder 15, 17 mittels einer Feder 39 in einen Zustand gedrückt, in dem sie entlang des Eingriffsmitnehmerteils 147 axial bewegbar sind, ohne irgendwelche Druckkräfte von den Abtriebswellen 16, 18 aufzunehmen, so daß ein Anfangsdrehmoment an den Gleitbereichen 43 erzeugt wird. Die Scheiben 151 und die Feder 39 werden zusammen mit dem Ausgleichsgehäuse 143 in Umfangsrichtung gedreht. Daher werden die Scheiben 151 und die Feder 39 nicht gemeinsam mit den Sonnenrädern 15, 17 gedreht.
Dementsprechend können Wirkungen des Betriebs erreicht werden, die denen in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform gleich sind.
Weiterhin wird, wenn das Eingriffsmitnehmerteil 147 ausgeschnitten wird, mit dem Schneidvorgang an einer Stirnfläche der Lageröffnung 47 des Planetenrads 51 begonnen, so daß die Bearbeitungsstrecke des Eingriffsmitnehmerteils 147 in seiner axialen Richtung verkürzt wird.
Da sich das Eingriffsmitnehmerteil 147 an der Stirnfläche des Planetenrads 51 befindet, kann bevorzugt Schmieröl der Stirnfläche des Planetenrads 51 als einer Gleitreibungsfläche zugeführt werden.
Das Bezugszeichen 152 einer strich-doppelpunktierten Linie in 8 zeigt eine weitere Ausführungsform des Eingriffsmitnehmerabschnitts. Der Eingriffsmitnehmerabschnitt 152 kann auch in einem Abschnitt des Ausgleichskörpers 145 mit mittlerer Dicke im Abstand von den Lageröffnungen 45, 47 des Paares von Planetenrädern 89, 91 ausgebildet sein.
Eine vierte Ausführungsform der Erfindung wird als nächstes mit Bezug auf die 9 und 10 erläutert. Aus den 9 und 10 ist ein Differentialgetriebe 161 gemäß der Ausführungsform ersichtlich. Im folgenden entsprechen die Links- und Rechtsrichtung denen in 9, wobei die Teile, die keine Bezugszeichen aufweisen, nicht erläutert sind.
Bei der Ausführungsform ist ein Druckscheibenstützteil anstatt eines Druckblocks an den Planetenrädern 89, 91 festgelegt, wobei Scheiben 171 mit den Planetenrädern 89, 91 in axialer Richtung mittels eines Eingriffsabschnitts 170, der zwischen den Planetenrädern 89 und 91 ausgebildet ist, bewegbar in Eingriff stehen. Abgesehen von dieser Konstruktion weist die Ausführungsform einen Aufbau auf, der dem Aufbau gemäß der zweiten Ausführungsform, annähernd gleich ist. In der Ausführungsform nach den 9 und 10 sind Teile, die dieselben Wirkungen aufweisen wie die Teile nach der zweiten Ausführungsform, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei eine Erläuterung dieser gleichwirkenden Teile weggelassen wird.
Wie nämlich aus den 9 und 10 ersichtlich ist, sind zwei Scheiben 171 jeweils gegenüberliegend an den Sonnenrädern 15, 17 radial außerhalb der Abtriebswellen 16, 18 (an einer äußeren Umfangfläche eines Druckblocks 155) derart angeordnet, daß sie keine Druckkräfte von den Abtriebswellen 16, 18 aufnehmen. Eingriffsvorsprünge 171a sind in annähernd gleichem Abstand voneinander an vier Stellen in Umfangsrichtung an den äußeren Umfangsflächen der beiden Scheiben 171 ausgebildet. Die Eingriffsvorsprünge 171a stehen jeweils an den Enden der Zahnköpfe der Sonnenräder 15, 17 in radialer Richtung hervor und sind zwischen Wellenabschnitten 99 und 107 der Planetenräder 89, 91 angeordnet. Die Eingriffsvorsprünge 171a stehen in Kontakt mit den Wellenabschnitten 99, 107 der Planetenräder 89, 91 und gelangen mit den Wellenabschnitten 99, 107 derart in Eingriff, daß die Drehbewegungen der Scheiben 171 eingeschränkt werden. Die Eingriffsvorsprünge 171a und die Wellenabschnitte 99, 107 bilden einen Eingriffsabschnitt 170. Ein Eingriffsausnehmungsteil kann in den Scheiben 171 auch derart ausgebildet sein, daß es mit nur einem Wellenabschnitt 99 (oder 101) der Planetenräder 89, 91 in Eingriff gelangt.
Ein Druckblock 155 ist entlang der inneren Umfangsflächen der Bereiche 27, 29 mit großem Durchmesser angeordnet, die innerhalb der Nabenteile 19, 21 der jeweiligen Sonnenräder 15, 17 ausgebildet sind, und stützt die jeweils freien Enden der Sonnenräder 15, 17 ab, um deren Zentrierung zu erreichen. Die äußere Umfangsfläche des Druckblocks 155 ist zylindrisch ausgebildet und weist keine Keilflächen auf. Die inneren Umfangsflächen der Scheiben 171 sind zu der äußeren Umfangsfläche des Druckblocks 155 mit einer Spielpassung versehen und werden von dem Druckblock 155 geführt.
Daher werden die Scheiben 171 an die Gleitbereiche 43 der Sonnenräder 15, 17 mittels einer Feder 39 in einen Zustand gedrückt, in dem sie entlang der Wellenabschnitte 99, 107 der Planetenräder 89, 91 in axialer Richtung bewegbar sind, ohne irgendwelche Druckkräfte von den Abtriebswellen 16, 18 aufzunehmen, so daß ein Anfangsdrehmoment in den Gleitbereichen 43 erzeugt wird.
Drehbewegungen der Scheiben 171 und der Feder 39 werden von den Planetenrädern 89, 91 eingeschränkt, wobei die Scheiben 171 und die Feder 39 zusammen mit dem Ausgleichsgehäuse 75 in Umfangsrichtung gedreht werden. Daher werden die Scheiben 171 und die Feder 39 nicht gemeinsam mit den Sonnenrädern 15, 17 gedreht.
Dementsprechend können Wirkungen des Betriebs erreicht werden, die denen in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform gleich sind.
Weiterhin stehen keine Eingriffsvorsprünge 171a der Scheiben 171 mit den Zahnköpfen der Planetenräder 89, 91 durch Eingriff der Scheiben 171 mit den Wellenabschnitten 99, 107 der Planetenräder 89, 91 gleitend in Eingriff. Daher können die Zahnkopfflächen der Planetenräder 89, 91 geschützt werden. Dementsprechend können Abbrand, Abrieb, exzentrische Abnutzung, usw. verhindert werden, wenn die Planetenräder 89, 91 an die Lageröffnungen 85, 87 durch Aufnehmen einer Reaktionskraft aus ihrem Eingriff gedrückt werden und in den Lageröffnungen 85, 87 unter Reibung gleiten, wenn sich jedes der Planetenräder 89, 91 um seine eigene Achse dreht.
Da die Eingriffsvorsprünge 171a mit den Wellenabschnitten 99, 107 mit einem Spiel zwischen den Wellenabschnitten 99 und 107 in Eingriff stehen, ist es nicht erforderlich, ein spezielles Eingriffsteil für einen Eingriff der Scheiben 171 mit einem zugeordneten Seitenteil (einem Druckscheibenstützteil) auszubilden. Dementsprechend ist es möglich, das Differentialgetriebe mit einer einfachen Struktur aufzubauen, bei welcher nur die Eingriffsvorsprünge 171a an den Scheiben 171 ausgebildet werden.
Bei der dritten und vierten Ausführungsform ist der Druckblock 155 angebracht, jedoch kann das Differentialgetriebe derart aufgebaut sein, daß kein Druckblock angeordnet ist. Die oben beschriebenen Ausführungsformen, bei denen das Ausgleichsgehäuse 143 oder die Planetenräder 89, 91 als Druckscheibenstützteile dienen, sind nämlich auch effektiv für Scheibeneingriffsstrukturen in einem Differentialgetriebe, bei dem kein Druckblock angeordnet ist.
In diesem Falle sind zum Beispiel Eingriffsausnehmungs- und Eingriffsvorsprungsteile an inneren Umfangsflächen der Sonnenräder 15, 17 angeordnet, wobei die Scheiben und die Feder mit ihrer äußeren Umfangsfläche an einer Seite der Eingriffsausnehmungs- und Eingriffsvorsprungsteile abgestützt sind.
Gemäß der Erfindung können die Planetenräder und die Sonnenräder mit einer Geradverzahnung anstatt einer Schrägverzahnung versehen sein. Wenn die Planetenräder und die Sonnenräder mit einer Geradverzahnung versehen sind, wird keine Ausgleichsbegrenzungskraft durch die Druckkraft aus dem Eingriff der Geradverzahnung erzeugt, durch die das Verhältnis des Anfangsdrehmomentes zur gewünschten Ausgleichsbegrenzungskraft erhöht wird. Die Erfindung kann auch bei Differentialgetrieben eines Typs verwendet werden, bei dem miteinander in Eingriff stehende Teile der Planetenräder an der axial inneren Seite der beiden Sonnenräder angebracht sind.
Das erfindungsgemäße Differentialgetriebe kann in einem vorderen Differential (einem Differentialgetriebe, das an einer Achswelle einer vorderen Fahrzeugradachse angeordnet ist), einem hinteren Differential (einem Differentialgetriebe, das an einer Achswelle einer hinteren Fahrzeugradachse angeordnet ist), und einem mittleren Differential (einem Differentialgetriebe zum Verteilen der Antriebskraft eines Motors auf die vordere und hintere Fahrzeugradachse) verwendet werden.

Claims

Differentialgetriebe mit: einem Ausgleichsgehäuse (3, 75, 143), das mittels der Antriebskraft eines Motors gedreht wird; zwei Sonnenrädern (15, 17), wobei jeweils ein Sonnenrad an einer Abtriebsseite in dem Ausgleichsgehäuse (3, 75, 143) drehbar abgestützt und jeweils mittels einer Keilverbindung auf einer Abtriebswelle (16, 18) angeordnet ist; zumindest einem Paar Planetenräder (49, 51, 89, 91), die jeweils am Außenumfang eines der Sonnenräder (15, 17) angeordnet sind und mit ersten Verzahnungsbereichen (53, 59, 93, 101) separat mit den Sonnenrädern (15, 17) in Eingriff stehen, und zweite Verzahnungsbereiche (55, 61, 95, 97, 103, 105) aufweisen, die miteinander in Eingriff stehen; Lageröffnungen (45, 47, 85, 87), die in dem Ausgleichsgehäuse (3, 75, 143) ausgebildet sind und die jeweiligen Planetenräder (49, 51, 89, 91) verschiebbar und drehbar lagern; einem Eingriffsabschnitt (41, 99, 107, 147), der innerhalb des Ausgleichsgehäuses (3, 75, 143) radial außerhalb der Abtriebswellen (16, 18) in deren Axialrichtung und relativ zu den Sonnenrädern (15, 17) drehbar angeordnet ist und an seiner Bewegung in Axialrichtung gehindert wird; einem Paar Druckscheiben (37, 151, 171) radial außerhalb der Abtriebswellen (16, 18) und innerhalb des Ausgleichsgehäuses (3, 75, 143), wobei die Druckscheiben quer zur Axialrichtung parallel zueinander angeordnet und jeweils einer der Innenseiten der Sonnenräder (15, 17) zugewandt sind und an dem Eingriffsabschnitt (41, 99, 107, 147) in Axialrichtung bewegbar und gemeinsam mit dem Eingriffsabschnitt (41, 99, 107, 147) drehbar in Eingriff stehen, so daß die Druckscheiben (37, 151, 171) keine Druckkräfte von den Abtriebswellen (16, 18) aufnehmen; und einer Feder (39), die zwischen den Druckscheiben (37, 151, 171) angeordnet ist und mittels der Druckscheiben (37, 151, 171) ein Reibmoment an beiden Sonnenrädern (15, 17) erzeugt.
Differentialgetriebe nach Anspruch 1, wobei ein Druckblock (31, 155) an der Innenseite der beiden Sonnenräder (15, 17) in Axialrichtung relativ zu den Sonnenrädern (15, 17) drehbar angeordnet ist und Druckkräfte von den Abtriebswellen (16, 18) aufnimmt.
Differentialgetriebe nach Anspruch 2, wobei der Eingriffsabschnitt an dem Druckblock (31) angeordnet ist.
Differentialgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, wobei Eingriffsabschnitt (147) an dem Ausgleichsgehäuse (143) angeordnet ist.
Differentialgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Eingriffsabschnitt (99, 107) an den Planetenrädern (89, 91) angeordnet ist.
Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Planetenräder (49, 89, 91) zumindest des einen Planetenradsatzes jeweils zwischen dem ersten Verzahnungsbereich (53, 93, 101) und dem zweiten Verzahnungsbereich (55, 97, 103) einen Wellenabschnitt (57, 99, 107) mit kleinem Durchmesser aufweisen, so daß eine gegenseitige Beeinflussung dieser Planetenräder (49, 89, 91) mit demjenigen Sonnenrad (15, 17) vermieden ist, das mit den Planetenrädern (51, 89, 91) des anderen Planetenradsatzes in Eingriff steht.