DE19738559A1 - Leistungsübertragungseinheit - Google Patents

Description

Die folgende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Lei­ stungsübertragungseinheit bzw. eine Lastschaltgetriebeein­ heit, bei der die Last bzw. Leistung auf zwei Nebenzahnrä­ dern über eine Trennwand bzw. Zwischenwand verteilt wird, welche zwischen den Getrieben zwischengeschaltet ist und mit dem Differentialgehäuse gedreht wird, und insbesondere auf Verbesserungen einer Leistungsübertragungseinheit, wel­ ches ein erstes Nebenzahnrad und ein zweites Nebenzahnrad aufweist, auf die die von der Rotationsantriebseinheit emp­ fangene Leistung bzw. Kraft durch ein Differentialgehäuse verteilt wird, um so die Möglichkeit zu schaffen, eine Dif­ ferentialrotation des ersten und zweiten Nebenzahnrads zu schaffen.

Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Anmeldung mit Nummer 8-232907, welche am 3. September 1996 hinterlegt wurde und deren Offenbarungsgehalt unter Bezugnahme darauf vollständig in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen wird.

Bereits bekannt ist eine Leistungsübertragungseinheit, (sogenannte "Differentialgetriebe im Parallelachsentyp") welche aufweist (a) ein Differentialgehäuse, welches um ei­ ne Mittellinie durch zumindest eine Rotationsantriebsein­ heit gedreht wird; (b) ein erstes und ein zweites Neben­ zahnrad mit Außenverzahnung, welche innerhalb des Differen­ tialgehäuses koaxial mit dem Differentialgehäuse und dreh­ bar um die Mittellinie angeordnet sind; (c) mindestens ein erstes Ritzelglied, welches/welche jeweils um eine entspre­ chende erste Achse drehbar angeordnet ist/sind, welche ver­ setzt zur und parallel zu der Mittellinie angeordnet sind, von dem Differentialgehäuse so unterstützt werden, um die Mittellinie gedreht zu werden, und mit dem ersten Neben­ zahnrad im Funktionseingriff stehen; und (d) mindestens ein zweites Ritzelglied, welches/welche jeweils um eine ent­ sprechende zweite Achsen drehbar angeordnet sind, welche versetzt zur und parallel zu der Mittellinie sind, durch das Differentialgehäuse so unterstützt werden, um gemeinsam um die Mittellinie gedreht zu werden, und mit dem zweiten Nebenzahnrad und zumindest einem ersten Ritzglied in Funk­ tionseingriff steht bzw. stehen, und wobei die Leistung bzw. Kraft, welche von der Rotationsantriebseinheit aufge­ nommen wird, über das Differentialgehäuse zu dem ersten und zweiten Nebenzahnrad verteilt wird, um so eine Differenti­ alrotation des ersten und zweiten Nebenzahnrads zu ermögli­ chen.

Ein Beispiel der oben dargestellten Art einer Leistungs­ übertragungseinheit ist in der JP-A-7-506419 offenbart. Während der Differentialrotation des ersten und zweiten Ne­ benzahnrads wirkt eine Radialbelastung oder wirken eine Radialbelastung und eine Axialbelastung auf die ersten und zweiten Ritzelglieder aufgrund einer Eingriffsbelastung mit dem ersten und zweiten Nebenzahnrad, so daß die Ritzel­ glieder gegen die innere Oberfläche des Differentialgehäu­ ses gezwungen werden, mit dem Ergebnis, eine einer Rei­ bungskraft dazwischen zu erzeugen, welche die Relativrota­ tion der beiden Nebenzahnräder einschränkt, wodurch ein Differentialbeschränkungseffekt in Abhängigkeit des Drehmo­ ments bereitgestellt wird.

Eine wie oben beschriebene Leistungsübertragungseinheit wird beispielsweise wie schematisch in Fig. 5 dargestellt aufgebaut. Diese Einheit enthält: ein Differentialgehäuse 10, welches durch Rotationsantriebseinheiten in der Form eines Kraftfahrzeugsmotors um eine Mittellinie O gedreht wird; ein erstes Nebenzahnrad 12 und ein zweites Nebenzahn­ rad 14, welche Zahnräder mit Außenverzahnung sind, und wel­ che in dem Differentialgehäuse koaxial und um die Mittelli­ nie O drehbar angeordnet sind; erste Ritzelglieder 16, wel­ che drehbar um entsprechende erste Achsen angeordnet sind, welche versetzt zur und parallel zu der Mittellinie O ange­ ordnet sind, von dem Differentialgehäuse 10 so abgestützt bzw. unterstützt werden, um gemeinsam um die Mittellinie O gedreht zu werden, und mit dem ersten Nebenzahnrad 12 in Verbindung gesetzt zu werden; und zweite Ritzelglieder 18, welche drehbar um entsprechende zweite Achsen angeordnet sind, welche versetzt zur und parallel zu der Mittellinie O angeordnet sind, von dem Differentialgehäuse 10 so abge­ stützt bzw. unterstützt sind, um gemeinsam um die Mittelli­ nie O gedreht zu werden und welche mit dem zweiten Neben­ zahnrad 14 und den ersten Ritzelglieder 16 in Verbindung stehen. Mit dieser Leistungsübertragungseinheit wird die Leistung oder das durch das Differentialgehäuse 10 aufge­ nommene Drehmoment zu den ersten und zweiten Nebenzahnrä­ dern 12, 14 verteilt.

Die ersten Ritzelglieder 16 sind unter gleichem Winkel in Umfangsrichtung des Differentialgehäuses 10 um die Mittel­ linie O angeordnet, während die zweiten Ritzelglieder 16 unter gleichem Winkel in Umfangsrichtung des Differential­ gehäuses um die Mittellinie O angeordnet sind, so daß jedes erste Ritzelglied 16 mit einer Zahneingriffsverbindung mit dem entsprechenden der zweiten Ritzelglieder 18 steht. Bei­ spielsweise bestehen die ersten Ritzelglieder 16 aus drei ersten Ritzelgliedern, während die zweiten Ritzelglieder 18 aus drei zweiten Ritzelglieder bestehen, welche mit den entsprechenden ersten Ritzelglieder 16 in Zahneingriff ste­ hen.

Entsprechend der detaillierteren Beschreibung weist das Differentialgehäuse 10 Ritzellöcher- bzw. öffnungen und Träger- bzw. Stützwellen auf. Diese Ritzellöcher oder Rit­ zelträgerwellen sind in Umfangsrichtung des Differentialge­ häuses 10 voneinander gleich beabstandet, so daß die ersten und zweiten Ritzelglieder 16, 18 in die entsprechenden Rit­ zellöcher aufgenommen sind und derart auf den entsprechen­ den Ritzelträgerwellen drehbar montiert sind, daß ein ge­ eigneter Betrag an Zwischenraum zwischen den Ritzelgliedern 16, 18 und der Oberfläche der Ritzellöcher und der Träger­ wellen vorhanden ist, um so den Ritzelgliedern 16, 18 einen gewissen Spielraum zu geben. Während der Differentialrota­ tion der ersten und zweiten Nebenzahnräder 12, 14 werden die Ritzelglieder 16, 18 gegen die Oberfläche des Differen­ tialgehäuses 10 aufgrund der Belastung in Folge der Ein­ griffsverbindung der Ritzelglieder 16, 18 mit den Neben­ zahnrädern 12, 14 gezwängt bzw. gedrückt, wobei die Rei­ bungskraft zwischen den Ritzelgliedern 16, 18 und dem Dif­ ferentialgehäuse 10 derart wirkt, daß die Relativrotation der beiden Nebenzahnräder beschränkt sind. Bilden die Ne­ benzahnräder 12, 14 und die Ritzelglieder 16, 18 Stirnrad­ getriebe, wirkt die Radialbelastung aufgrund des Druckwin­ kels bzw. Andruckwinkels auf die Ritzelglieder 16, 18, wo­ bei die Stirnflächen oder Grade bzw. Stege der Zähne der Ritzelglieder 16, 18 gegen die Innenwandoberfläche der Rit­ zellöcher etc. gedrückt werden. Bilden die Nebenzahnräder 12, 14 und die Ritzelglieder 16, 18 Schraubenradgetriebe bzw. Schrägradgetriebe mit gedrehten Flankenlinien, wirkt die Axialbelastung aufgrund des Neigungswinkels auf die Ritzelglieder 16, 18, wobei die axialen Endflächen der Rit­ zelglieder 16, 18 gegen die Innenseitenwände des Differen­ tialgehäuses 10 gedrückt bzw. gezwängt werden.

Bei dem Beispiel gemäß Fig. 5 haben die ersten und zweiten Nebenzahnräder 12, 14 den gleichen Außendurchmesser, so daß das Drehmoment gleichmäßig auf diese beiden Nebenzahnräder 12, 14 verteilt wird. Jedoch können die zwei Nebenzahnräder 12, 14 unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen, um eine ungleiche Drehmomentverteilung zu erzielen.

Allerdings ist die in Fig. 5 gezeigte Leistungsübertra­ gungseinheit auf Anordnungen beschränkt, bei denen die Lei­ stungen aufgenommen und auf externe Glieder übertragen wer­ den, beispielsweise Antriebsräder eines Kraftfahrzeugmo­ tors. Bei einer mittig angeordneten Differentialeinheit 20 eines Kraftfahrzeugmotors, welche beispielsweise wie in Fig. 6 dargestellt ist, wird die von einem Motor 22 als Ro­ tationsantriebseinheit erzeugte Leistung von der mittig an­ geordneten Differentialeinheit 20 über eine Kraftübertra­ gung bzw. Getriebe 24 empfangen bzw. aufgenommen und von der Einheit 20 auf die vorderen und hinteren Antriebsräder eines Kraftfahrzeuges verteilt. Damit die Leistung bzw. Last von der mittig angeordneten Differentialeinheit 20 auf die vorderen Antriebsräder übertragen wird, ist ein Zahnrad bzw. Kettenrad zwischen der Kraftübertragung 24 und der mittig angeordneten Differentialeinheit 20 angeordnet, so daß die Kraft bzw. Leistung zu den vorderen Antriebsrädern über eine Kette 26, die mit dem Kettenrad in Funktionsein­ griff steht, übertragen wird. Diese Art des Lastübertra­ gungssystems leidet an einem relativ geringen Grad an Fle­ xibilität bezüglich der Anordnungen des Lasteingangs- und ausgänge. Unter Rückbezug auf die Fig. 5 zur detaillierte­ ren Beschreibung wird die Last bzw. Leistung an einem ra­ dialen äußeren Abschnitt der Einheit aufgenommen, wobei die ersten und zweiten Ausgänge an der Mittellinie O der Ein­ heit vorgesehen sind. In diesem Fall kann der zweite Aus­ gang zu den vorderen Antriebsrädern nicht über die Kette 26 transferiert werden.

Andererseits kann die Leistungsübertragungseinheit dann so angepaßt werden, damit die Eingangsleistung an der Mittell­ inie O - wie in Fig. 7 und 8 angedeutet - aufgenommen wird. In diesen Fällen jedoch sind beide, der erste Ausgang von dem ersten Nebenzahnrad 12 und der zweite Ausgang von dem zweiten Nebenzahnrad 14, an der gleichen Axialseite (hintere oder vordere) der Leistungsübertragungseinheit vorgesehen.

Die Leistungsübertragungseinheit der Fig. 7 kann wie in Fig. 9 gezeigt modifiziert werden. In dieser modifizierten Anordnung ist die äußere Schale bzw. Außenschale 28 außer­ halb des Differentialgehäuses 10 angeordnet, so daß der er­ ste Ausgang zu den vorderen Antriebsrädern an der vorderen Seite der Einheit über die äußere Schale 28 mittels eines Teiles erhalten werden, welches mit der äußeren Schale 28 verkeilt bzw. verzahnt ist. Ebenso kann die Leistungsüber­ tragungseinheit von Fig. 8 - wie in Fig. 10 gezeigt, modi­ fiziert werden. In dieser modifizierten Anordnung wird die äußere Schale 30 auch außerhalb des Differentialgehäuses 10 angeordnet, so daß der zweite Ausgang zu den hinteren An­ triebsrädern an der hinteren Seite der Einheit über die äu­ ßere Schale 30 mittels eines Teils erhalten wird, welches mit der äußeren Schale 30 verkeilt bzw. verzahnt ist. Diese modifizierten Leistungsübertragungseinheiten leiden aller­ dings unter einer vergrößerten radialen Ausdehnung und ei­ ner erhöhten Anzahl von Komponenten und sind nicht im er­ forderlichen Maße befriedigend in der Gesamtbeurteilung.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ei­ ne Leistungsübertragungseinheit (Differentialgetriebeeinheit in der Form mit parallelen Achsen) zur Verfügung zu stellen, welche einfach und kom­ pakt im Aufbau mit einem reduzierten Gewicht ist, und wel­ che so angepaßt ist, um die Leistung an deren Mittellinie aufzunehmen, und in der Lage ist, Leistungsausgänge an der axial gegenüberliegenden Seiten davon zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird mit dem Merkmalen des Anspruchs 1 ge­ löst.

Die oben erwähnte Aufgabe kann erfindungsgemäß durch das Grundprinzip des vorliegenden Gegenstandes erhalten werden, welcher eine Leistungsübertragungseinheit zur Verfügung stellt, welche aufweist, (a) ein Differentialgehäuse, wel­ ches um eine Mittellinie durch Rotationsantriebseinheiten gedreht wird; (b) einem ersten und einem zweiten Nebenzahn­ rad mit Außenverzahnung, welche innerhalb des Differential­ gehäuses koaxial mit dem Differentialgehäuse und um die Mittellinie drehbar angeordnet sind; (c) mindestens ein er­ stes Ritzelglied, welches/welche jeweils um entsprechende ersten Achsen drehbar angeordnet ist/sind, welche versetzt zur und parallel zu der Mittellinie sind, von dem Differen­ tialgehäuse so unterstützt bzw. abgestützt wird/werden, um gemeinsam um die Mittellinie gedreht zu werden, und mit dem ersten Nebenzahnrad in Verbindung steht bzw. stehen; (d) mindestens ein zweites Ritzelglied, welches/welche um je­ weils entsprechende zweite Achsen drehbar angeordnet ist/sind, welche versetzt zur und parallel zu der Mittelli­ nie sind, von dem Differentialgehäuse so abgestützt bzw. unterstützt wird/werden, um gemeinsam um die Mittellinie gedreht zu werden, und mit dem zweiten Nebenzahnrad und dem zumindest einem ersten Ritzelglied in Funktionseingriff steht bzw. stehen; (e) einem Zwischenteil bzw. Trennteil, welches in dem Differentialgehäuse vorgesehen ist, um ge­ meinsam gedreht zu werden und zwischen dem ersten und zwei­ ten Nebenzahnrad mit einer Vorzugsrichtung zwischengeschal­ tet ist, welche parallel zu der Mittellinie ist; und (g) einem Eingangsteil, welches sich durch die zumindest ersten und zweiten Nebenzahnräder koaxial erstreckt, um die Lei­ stung, welche von der Rotationsantriebseinheit aufgenomme­ nen wird, auf das Differentialgehäuse über die Zwischenwand bzw. Trennwand zu übertragen, wobei die Leistung durch das Differentialgehäuse auf das erste und zweite Nebenzahnrad verteilt wird, um eine Differentialrotation des ersten und zweiten Nebenzahnrads zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird bei der oben beschriebenen Leistungs­ übertragungseinheit die Leistung bzw. Kraft von dem Diffe­ rentialgehäuse über das Eingangsteil von der Zwischenwand, welche zwischen dem ersten und zweiten Nebenzahnrad ange­ ordnet ist, aufgenommen. Dadurch wird die Leistung über die Mittellinie der Einheit aufgenommen und die Leistungsaus­ gänge können an den axial gegenüberliegenden Seiten der Einheit vorgesehen sein. Ferner können die Leistungsaus­ gänge direkt von dem ersten und zweiten Nebenzahnrad an den axial gegenüberliegenden Seiten der Einheit zur Verfügung gestellt werden, ohne eine wie in Fig. 9 und 10 gezeigte äußere Schale bzw. Außenschale zu verwenden. Dementspre­ chend kann die Einheit kompakt und vereinfacht in der Bau­ weise mit einem reduzierten Gewicht im Vergleich mit den Einheiten gemäß Fig. 9 und 10 hergestellt werden.

Die vorliegende Leistungsübertragungseinheit kann geeigne­ terweise als ein mittig angeordnete Differentialeinheit zur Verteilung der Last zu den vorderen und hinteren Antriebs­ rädern eines Vierradantriebskraftfahrzeugs verteilt bzw. verwendet werden und ebenso als eine Differentialan­ triebseinheit zur Verteilung der Last auf die rechten und linken Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs. Jedoch kann die vorliegende Leistungsübertragungseinheit zu weiteren Anwen­ dungen herangezogen werden. Insbesondere kann die vorlie­ gende Leistungsübertragungseinheit geeigneterweise als eine mittig angeordnete Differentialeinheit verwendet werden, welche so angepaßt ist, um den Leistungsausgang auf die vorderen Antriebsräder über ein Kettenrad und einer Kette, wie in Fig. 6 gezeigt, zur Verfügung stellen. Allerdings kann die erfindungsgemäße Leistungsübertragungseinheit auch für verschiedene andere Arten von mittig angeordneten Dif­ ferentialeinheiten verwendet werden, beispielsweise für diejenigen, welche in dem Verteilergetriebe einer Transa­ xiale-Einheit angeordnet sind.

Während die Leistungsübertragungseinheit so ausgelegt ist, die aufgenommenen Leistungen auf die ersten und zweiten Ne­ benzahnräder zu verteilen, um die Differentialrotation die­ ser Nebenzahnräder zu ermöglichen, kann die Einheit ferner so angepaßt werden, daß während der Differentialrotation der ersten und zweiten Nebenzahnräder eine Radialbelastung, oder eine Radialbelastung und eine Axialbelastung auf die ersten und zweiten Ritzelglieder aufgrund einer Belastung deren Zahneingriffsverbindung mit dem ersten und zweiten Nebenzahnrad wirkt bzw. wirken, so daß die Ritzelglieder gegen die Innenoberfläche des Differentialgehäuses gedrückt bzw. gezwängt werden, mit dem Ergebnis eine Reibungskraft dazwischen zu erzeugen, welche die Relativrotation beider Nebenzahnräder einschränkt, wodurch eine Art Differential­ beschränkungseffekt in Abhängigkeit des Drehmoments bereit­ gestellt wird.

Jedes dieser Ritzelglieder und der Nebenzahnräder kann ein Stirnradgetriebe sein, andererseits kann es vorzugsweise auch ein Schraubenradgetriebe mit einem geeigneten Schrä­ gungswinkel sein. Werden die Schraubenradgetriebe als die Ritzelglieder und die Nebenzahnräder verwendet, wirkt die oben beschriebene Axialbelastung auf die Ritzelglieder.

Während die Zwischenwand als ein integrierter Bestandteil des Differentialgehäuses ausgebildet sein kann, kann sie unabhängig von dem Differentialgehäuse ausgebildet sein und mit dem Differentialgehäuse befestigt oder verbunden wer­ den. Im letzteren Fall kann die Zwischenwand mit dem Diffe­ rentialgehäuse für die Rotation zusammen verkeilt werden. In jedem Fall ist eine Zwischenwand in dem Differentialge­ häuse vorgesehen, um gemeinsam gedreht zu werden. Das Ein­ gangsteil kann integral bzw. einstückig mit der Zwischen­ wand ausgebildet sein oder kann ein Teil sein, welches un­ abhängig von der Zwischenwand ausgebildet ist und mit der Zwischenwand so befestigt oder verbunden wird, daß die Zwi­ schenwand mit dem Eingangsteil gedreht wird.

Das Differentialgehäuse kann ein zylinderischen Teil und Paar von Seitenwandteilen enthalten, welche entsprechend an den axial gegenüberliegenden Seiten des zylinderischen Teils befestigt sind. In diesem Fall kann die Zwischenwand als integraler Bestandteil des axialen Zwischenteils ausge­ bildet sein.

Das Eingangsteil kann sich durch eines oder durch beide der ersten und zweiten Nebenzahnräder erstrecken und kann mit der Zwischenwand zur gemeinsamen Rotation verkeilt sein.

Um eine Umkehrung des Gesamtaufbaus des Differentialgehäu­ ses zuzulassen, ist es für die ersten und zweiten Neben­ zahnräder und für die ersten und zweiten Ritzelglieder be­ züglich der Richtung, in welcher die Leistung von der Rota­ tionsantriebseinheit zu dem Gesamtaufbau übertragen wird, wünschenswert, daß die ersten und zweiten Nebenzahnräder einen gleichen Innendurchmesser und eine gleiche axiale Länge aufweisen. Diese Anordnung ist insbesondere dann wün­ schenswert, wenn die Leistungsübertragungseinheit eine Aus­ gangswelle aufweist, welche einen zylinderischen Abschnitt enthält, mit der entweder das erste oder zweite Nebenzahn­ rad verkeilt bzw. verbunden ist, und ein Kettenrad auf­ weist, durch welches sich das Eingangsteil hindurcher­ streckt und welches einen zylinderischen Abschnitt auf­ weist, mit dem das andere der ersten und zweiten Nebenzahn­ räder verkeilt ist. In diesem Fall ist es wünschenswert, daß der zylinderische Abschnitt der Ausgangswelle und des Kettenrades einen gleichen Außendurchmesser wie der Innen­ durchmesser des ersten und zweiten Nebenzahnrads aufweist, so daß der oben beschriebene Gesamtaufbau umgedreht werden kann, um die Stellung bzw. Anordnung der beiden Nebenzahn­ räder zu vertauschen bzw. umzudrehen. Falls das erste und zweite Nebenzahnrad an der in Richtung des Leistungsein­ gangs stromabwärts und stromaufwärts gelegenen Seiten ange­ ordnet sind, können die Stellungen bzw. Anordnungen der er­ sten und zweiten Nebenzahnräder derart geändert bzw. ver­ tauscht werden, daß die ersten und zweiten Nebenzahnräder an der stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Seite ent­ sprechend angeordnet sind. Diesbezüglich sollte hervorgeho­ ben werden, daß wenn die beiden Nebenzahnräder unterschied­ liche Außendurchmesser aufweisen, unterschiedliche Drehmo­ mente von dem ersten und zweiten Nebenzahnrad zu dem einen oder anderen der vorderen und hinteren Antriebsräder ver­ teilt werden. In diesem Fall bewirkt die Umkehr der Anor­ dnung der beiden Nebenzahnräder eine Veränderung der Drehmo­ mentverteilung zu den vorderen und hinteren Antriebsrädern.

Die oben erwähnten und optional dargestellten Aufgaben, Merkmalen, Vorteile und technische und industrielle Bedeu­ tungen der Erfindung kann besser verstanden werden, indem die folgende detaillierte Beschreibung der momentan bevor­ zugten Ausführungsformen der Erfindung unter Berücksichti­ gung der beigefügten Zeichnungen durchgesehen werden, in denen

Fig. 1 eine schematische Ansicht darstellt, welche eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leistungsübertra­ gungseinheit darstellt;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht ist, welche detailliert die Leistungsübertragungseinheit von Fig. 1 darstellt;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht ist, welche eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt, in der ein Differenti­ algehäuse und die Stellungen der beiden Nebenzahnräder seitlich umgedreht bezüglich der Stellungen in der ersten Ausführungsform von Fig. 2 gezeigt ist.

Fig. 4 eine Querschnittsansicht ist, welche eine dritte Ausgestaltung der Erfindung zeigt;

Fig. 5 eine schematische Ansicht ist, welche eine bekannte Leistungsübertragungseinheit in der Form eines parallelach­ senähnliches Differentialgetriebeeinheit darstellt, welche ähnlich hinsichtlich der Grundanordnung zu der Leistungs­ übertragungseinheit der Erfindung ist;

Fig. 6 eine Ansicht ist, welche eine mittig angeordnete Dif­ ferentialeinheit darstellt, auf die das Prinzip der vorlie­ genden Erfindung in geeigneter Weise anwendbar ist;

Fig. 7 eine schematische Ansicht einer bekannten Leistungs­ übertragungseinheit ist, welche eine Form der Leistungsaus­ gänge zeigt, bei der die Leistung an der Mittellinie der Einheit aufgenommen wird;

Fig. 8 eine schematische Ansicht einer bekannten Leistungs­ übertragungseinheit ist, welche eine andere Form der Lei­ stungsausgänge zeigt, bei der die Leistung an der Mittelli­ nie der Einheit aufgenommen wird;

Fig. 9 eine schematische Ansicht zeigt, welche eine Modifi­ kation der Leistungsübertragungseinheit gemäß Fig. 7 zeigt, so daß die zwei Leistungsausgänge an axial gegenüberliegen­ den Seiten der Einheit ermöglicht wird; und

Fig. 10 eine schematische Ansicht ist, welche eine Modifi­ kation der Leistungsübertragungseinheit von Fig. 8 zeigt, so daß die Leistungsausgänge an axial gegenüberliegenden Seiten der Einheit erreicht werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und Fig. 2 wird ein Leistungs­ übertragungssystem 40 dargestellt, welches gemäß einer Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. In diesen Figuren werden die gleichen Bezugszeichen, welche ebenfalls in den Fig. 5 und 10 verwendet werden, verwen­ det, um die funktional gleichwirkenden Komponenten zu iden­ tifizieren, wobei eine detaillierte Beschreibung davon nicht vorgenommen wird, um Wiederholungen in der Beschrei­ bung zu vermeiden.

Die Leistungsübertragungseinheit 40 kann geeigneterweise als eine mittig angeordnete Differentialeinheit 20 von Fig. 6 eines Kraftfahrzeuges verwendet werden, welche beschrie­ ben wurde. In der vorliegenden Leistungsübertragungseinheit 40 besteht das Differentialgehäuse 10 aus einer zylinderi­ schen Einheit 10a, einem Paar von Seitenwandteilen 10b, 10c, welche entsprechend an den axial gegenüberliegenden Enden des zylinderischen Teils 10a angeordnet sind. Diese drei Teile 10a, 10b, 10c sind über geeignete Befestigungs­ einheiten beispielsweise Schrauben miteinander verbunden. Ein Zwischenteil bzw. Trennteil in der Form einer Zwischen­ wand 42 ist in dem Differentialgehäuse 10 derart angeord­ net, daß die Zwischenwand 42 zwischen dem ersten und zwei­ ten Nebenzahnrad 12, 14 in axialer Richtung zwischenge­ schaltet ist, d. h. in der Richtung parallel zu der Mittell­ inie O. Diese Zwischenwand 42 ist als integraler Bestand­ teil des zylinderischen Teils 10a des Differentialgehäuses 10 ausgebildet.

Die Leistungsübertragungseinheit 40 enthält ferner ein vor­ deres Ausgangsteil in der Form eines Kettenrads 48, welches im Betrieb mit den vorderen Antriebsrädern über das Ketten­ rad 26 verbunden ist, und ein hinteres Ausgangsteil in der Form einer Ausgangswelle 46, welches im Betrieb mit dem hinteren Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Das Kettenrad 48 weist einen zylinderischen Abschnitt 49 auf, dessen Endabschnitte sich in das Differentialgehäuse 10 durch das Seitenwandteil 10c in einem koaxialen Verhält­ nis mit dem Differentialgehäuse 10 erstrecken. Das zweite Nebenzahnrad 14 ist mit der äußeren Umfangsoberfläche des Endabschnitts des zylinderischen Abschnitts 49 verkeilt. Ebenfalls weist die Ausgangswelle 46 einen zylinderischen Abschnitt 47 auf, dessen Endabschnitte sich in das Diffe­ rentialgehäuse 10 durch das Seitenwandteil 10b in einem koaxialen Verhältnis mit dem Differentialgehäuse 10 er­ streckt. Das erste Nebenzahnrad 12 ist mit der äußeren Um­ fangsoberfläche des Endbereichs des zylinderischen Ab­ schnitts 47 verkeilt. Die Axialstellung der Zwischenwand 42 in dem Differentialgehäuse 10 wird durch den Stoßkontakt mit den Endflächen der zylinderischen Abschnitte 49, 47 des Kettenrads 48 und der Ausgangswelle 46 festgelegt, wobei das Differentialgehäuse 10 als Ganzes relativ zu dem Ket­ tenrad 48 und der Ausgangswelle 46 positioniert wird. Die Seitenwandteile 10b, 10c stehen im drehbaren Funktionsein­ griff mit der Außenumfangsoberfläche der zylinderischen Ab­ schnitte 49, 47.

Ein Eingangsteil in der Form einer Eingangswelle 44 er­ streckt sich durch die Bohrung des Kettenrads 48 und die Bohrung des zylindrischen Abschnitts 47 der Ausgangswelle 46 im koaxialen Verhältnis dem ersten und zweiten Neben­ zahnrad 12, 14 hindurch. Die Eingangswelle 44 ist mit der Zwischenwand 42 so verkeilt, daß die Zwischenwand 42 mit der Eingangswelle 44 gedreht wird. Zu dieser Anordnung wird die von dem Motor 22 (Fig. 6) aufgenommene Leistung zu dem Differentialgehäuse 10 über die Eingangswelle 44 und der Zwischenwand 42 übertragen. Die Leistung wird zu dem ersten und zweiten Nebenzahnrad 12, 14 über die ersten und zweiten Ritzelglieder 16, 18 verteilt. Es wird nämlich die Lei­ stung, welche von den ersten Ritzelgliedern 16 zu dem er­ sten Nebenzahnrad 12 übertragen wird, als ein erster Aus­ gang zu den hinteren Antriebsrädern durch die Ausgangswelle 46 transferiert bzw. übertragen, wobei die Leistung, welche von den zweiten Ritzelgliedern 18 zu dem zweiten Nebenzahn­ rad 14 übertragen wird, wird als ein zweiter Ausgang zu den vorderen Antriebsrädern über das Kettenrad 48 und der Kette 26 transferiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Außendurchmesser des zweiten Nebenzahnrads 14 kleiner der des ersten Nebenzahnrads 12, so daß das zu den hinteren Antriebsrädern verteilte Drehmoment größer als das ist, welches zu den vorderen Antriebsrädern verteilt wird.

Die Ausgangswelle 46 und das Kettenrad 48 sind durch geeig­ nete Teile, beispielsweise über Lager abgestützt bzw. un­ terstützt, so daß die Ausgangswelle 46 und das Kettenrad 48 um die Mittellinie O drehbar und nicht in Axialrichtung be­ weglich sind. Wie oben beschrieben sind die ersten und zweiten Nebenzahnräder 12, 14 mit dem zylinderischen Ab­ schnitt 47, 49 der Ausgangswelle 46 und dem Kettenrad 48 entsprechend verkeilt, so daß die Nebenzahnräder 12, 14 mit der Ausgangswelle 46 und dem Kettenrad 48 gedreht werden.

Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die drei ersten Ritzelglieder 16 in Umfangsrichtung des Differentialgehäu­ ses um die Mittellinie O angeordnet, wohingegen die drei zweiten Ritzelglieder 18 in Umfangsrichtung des Differenti­ algehäuses 10 um die Mittellinie O derart angeordnet sind, daß die zweiten Ritzelglieder 18 mit den entsprechenden drei ersten Ritzelgliedern 16 in Zahneingriff stehen bzw. verzahnt sind. Die detailliertere Beschreibung zeigt, daß das Differentialgehäuse 10 drei erste Ritzellöcher 50 und drei zweite Ritzellöcher 52 aufweist. Die drei ersten Rit­ zelglieder 16 sind in den entsprechenden drei ersten Rit­ zellöchern 15 um deren Achsen drehbar bzw. drehbeweglich aufgenommen, wohingegen die drei zweiten Ritzelteile 18 in den entsprechenden drei zweiten Ritzellöchern um deren Ach­ sen so drehbar bzw. drehbeweglich aufgenommen sind, daß ein ausreichender Betrag an Freiraum zwischen den Ritzelteilen 16, 18 und den Innenoberflächen der Ritzellöcher 50, 52 existiert. Während der Differentialrotation der Nebenzahn­ räder 12, 14 werden die Ritzelgetriebe 16, 18 gegen die Oberflächen der Ritzellöcher 50, 52 aufgrund der Belastung des Zahneingriffs der Ritzelteile 16, 18 mit den Nebenzahn­ rädern 12, 14 gezwängt bzw. gedrückt, so daß eine Reibungs­ kraft zwischen den Nebenzahnrädern 16, 18 und den Oberflä­ chen der Ritzellöcher 50, 52 erzeugt wird. Die Reibungs­ kraft wirkt so, daß die Relativrotation bzw. -drehung der beiden Nebenzahnräder 12, 14 eingeschränkt wird, wodurch ein Differentialbeschränkungseffekt in Abhängigkeit des Drehmoments bereitgestellt wird. Die Nebenzahnräder 12, 14 und die Ritzelteile 16, 18 sind Schraubenradgetriebe, und die Eingriffsbelastung der Ritzelteile 16, 18 verursachen eine Radialbelastung in Abhängigkeit von dem Druckwinkel und eine Axialbelastung in Abhängigkeit des Schrägungswin­ kels, wobei die oberen Stege bzw. Fasen oder Flächen der Zähne der Ritzelglieder 16, 18 gegen die Innenoberfläche der Ritzellöcher 50, 52 gedrückt bzw. gezwängt werden, wo­ hingegen die axialen Endflächen der Ritzelgetriebe 16, 18 gegen die Oberflächen der Seitenwandteile 10b, 10c des Dif­ ferentialgehäuses 10 gedrückt werden. Die ersten und zwei­ ten Ritzelglieder 16, 18 sind miteinander in deren Axial­ stellungen verzahnt, welche einem axialen Mittelabschnitt des Differentialgehäuses 10 entsprechen, d. h., der Axial­ ausdehnung der Zwischenwandung 42 entsprechen.

Bei der wie oben aufgebauten Leistungsübertragungseinheit 40 wird die Leistung durch das Differentialgehäuse 10 über das Eingangsteil 10 und die Zwischenwand 42, welche zwi­ schen dem ersten und zweiten Nebenzahnrad 12, 14 zwischen­ geschaltet ist, aufgenommen. Dadurch wird die Leistung ent­ lang der Mittellinie der Einheit 40 aufgenommen und die er­ sten und zweiten Leistungsausgänge können an den axial ge­ genüberliegenden Seiten der Einheit 40 vorgesehen sein. Ferner können die Leistungsausgänge direkt von dem ersten und zweiten Nebenzahnrad 12, 14 an axial gegenüberliegenden Seiten der Einheit 40 vorgesehen sein, ohne Verwendung ei­ ner wie in Fig. 9 und Fig. 10 gezeigten Außenschale. Dem­ entsprechend kann die Einheit 40 kompakt und im Aufbau ver­ einfacht mit einem reduzierten Gewicht hergestellt werden im Vergleich zu den in Fig. 9 und Fig. 10 gezeigten Einhei­ ten.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weisen die Seitenwandteile 10b, 10c des Differentialgehäuses den gleichen Innendurchmesser auf. Mit anderen Worten weisen der zylinderische Abschnitt 47 der Ausgangswelle 46 und zylinderische Abschnitt 49 des Kettenrads 48 den gleichen Außendurchmesser auf. Ferner weisen das erste und zweite Nebenzahnrad 12, 14 den glei­ chen Innendurchmesser und die gleiche axiale Länge auf, und sind mit dem zylinderischen Abschnitt 49, 47 über entspre­ chende Verkeilmechanismen verkeilt, welche gleiche Spezifi­ kationen aufweisen. Bei der vorliegenden Leistungsübertra­ gungseinheit 40 weist das Differentialgehäuse 10 und der radial innere Abschnitt des Mechanismus innerhalb des Dif­ ferentialgehäuses eine symmetrische Anordnung hinsichtlich der Zwischenwandung 42 auf. Mit dieser Anordnung kann ein Gesamtaufbau, der ein Differentialgehäuse 10, erste und zweite Nebenzahnräder 12, 14 und erste und zweite Ritzel­ glieder 16, 18 aufweist, hinsichtlich der Leistungsein­ gangsrichtung, wie in Fig. 3 gezeigt, umgedreht bzw. ver­ tauscht werden. D.h., vorausgesetzt, daß unterschiedliche Kraftfahrzeuge die gleiche Ausgangswelle 46 und das gleiche Kettenrad 48 verwenden, kann der oben dargestellte Gesamt­ aufbau relativ zur Ausgangswelle 46 und Kettenrad 48 in ei­ ner ausgewählten Stellung von 2 Stellungen, welche in Fig. 2 und 3 gezeigt sind, in Abhängigkeit der gewünschten Drehmomentverteilung zu den vorderen und hinteren Antriebs­ rädern des Kraftfahrzeuges angeordnet werden. In der Anord­ nung von Fig. 2, ist das Drehmoment, welches auf die hinte­ ren Antriebsrädern von dem ersten Nebenzahnrad 12 über die Ausgangswelle 46 verteilt wird, größer als das Drehmoment, welches auf die vorderen Antriebsrädern von dem zweiten Ne­ benzahnrad 14 über das Kettenrad 48 verteilt wird. In der Anordnung gemäß Fig. 3, ist das Drehmoment, welches auf die hinteren Antriebsrädern von dem zweiten Nebenzahnrad 14 über die Ausgangswelle 47 verteilt wird, kleiner als das Drehmoment, welche auf die vorderen Antriebsrädern von dem ersten Nebenzahnrad 12 über das Kettenrad 48 verteilt wird.

Allerdings ist eine symmetrische Anordnung der radial inne­ ren Abschnitte des Mechanismus innerhalb des Differential­ gehäuses 10 nicht notwendig, wenn die Umkehr des oben be­ schriebenen Aufbaus nicht erwünscht ist. Die Leistungsüber­ tragungseinheit von Fig. 2 und Fig. 3 kann zwei unter­ schiedliche Ausgestaltungen der Erfindung berücksichtigen. Alternativ kann die Anordnung von Fig. 2 und Fig. 3 als zwei unterschiedliche Stellungsanordnungen bzw. Aufbauan­ ordnungen der Leistungsübertragungseinheit 40, welche gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist, betrach­ tet werden.

Unter Berücksichtigung von Fig. 4 ist dort eine Leistungs­ übertragungseinheit 60 gezeigt, welche entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufge­ baut ist, bei der die Eingangswelle 44 an einem axialen Endabschnitt mit einer Verlängerung der Zwischenwand 42 verkeilt ist, und die zylinderischen Abschnitte des Ketten­ rades 48 und der Ausgangswelle 46 nicht den gleichen Außen­ durchmesser an deren axialen Abschnitten aufweisen, mit de­ nen das erste und zweite Nebenzahnrad 12, 14 verkeilt sind. Nämlich die zwei Nebenzahnräder 12, 14 weisen nicht den gleichen Innendurchmesser auf, sondern haben entsprechend unterschiedliche Innendurchmesser. Somit kann der Gesamt­ aufbau, welcher das Differentialgehäuse 10, Nebenzahnräder 12, 14 und die Ritzelglieder 16, 18 aufweist, hinsichtlich der Leistungseingangsrichtung nicht vertauscht werden. Da die vorliegende Erfindung in seiner vorliegenden bevorzug­ ten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurde, ist es verständlich, daß die Erfindung nicht auf diese Details der dargestellten Ausfüh­ rungsformen beschränkt ist, sondern mit unterschiedlichen Veränderungen, Modifikationen und Verbesserungen ausgeführt sein kann, welche in dem auf dem Gebiet arbeitenden Perso­ nen vorliegen, ohne den Geist und den Bereich der Erfin­ dung, welche in den folgenden Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Claims (10)

1. Leistungsübertragungseinheit mit (a) einem Differenti­ algehäuse (10), welches um eine Mittellinie (O) durch Ro­ tationsantriebseinheiten (22) gedreht wird; (b) einem ersten und einem zweiten Nebenzahnrad (12, 14) mit Au­ ßenverzahnung, welche innerhalb des Differentialgehäu­ ses koaxial mit dem Differentialgehäuse und um die Mit­ tellinie drehbar angeordnet sind; (c) mindestens einem ersten Ritzelglied (16), welches/welche jeweils um ent­ sprechende erste Achsen drehbar angeordnet ist/sind, welche versetzt zu und parallel zu der Mittellinie sind, von dem Differentialgehäuse so unterstützt bzw. abgestützt wird/werden, um gemeinsam um die Mittellinie gedreht zu werden, und mit dem ersten Nebenzahnrad in Verbindung steht bzw. stehen; und (d) zumindest einem zweiten Ritzelglied (18), welches/welche jeweils um entsprechende zweite Achsen drehbar angeordnet ist/sind, welche versetzt zu und parallel mit der Mit­ tellinie sind, von dem Differentialgehäuse so abge­ stützt bzw. unterstützt wird/werden, um gemeinsam um die Mittellinie gedreht zu werden, und mit dem zweiten Nebenzahnrad und dem zumindest einem ersten Ritzelglied in Funktionseingriff steht bzw. stehen, und wobei die von der Rotationsantriebseinheit aufgenommene Leistung durch das Differentialgehäuse auf die ersten und zwei­ ten Nebenzahnräder verteilt wird, um so eine Differen­ tialrotation der ersten und zweiten Nebenzahnräder zu ermöglichen, gekennzeichnet durch ein Zwischenteil bzw. Trennteil (42), welches in dem Differentialgehäuse (10) so vorgesehen ist, um gemein­ sam gedreht zu werden, und zwischen dem ersten und zweiten Nebenzahnrad (12, 14) in einer Richtung zwi­ schengeschaltet ist, welche parallel zu der Mittellinie ist; und ein Eingangsteil (44), welches sich durch zu­ mindest eines der ersten und zweiten Nebenzahnräder koaxial erstreckt, um die Leistung von der Rotationsan­ triebseinheit auf das Differentialgehäuse über die Zwi­ schenwand bzw. Trennwand (42) zu übertragen.

2. Leistungsübertagungseinheit gemäß Anspruch 1, bei der die Zwischenwand einstückig mit dem Differentialgehäuse (10) ausgebildet ist.

3. Leistungsübertragungseinheit gemäß Anspruch 2, bei der das Differentialgehäuse einen zylinderischen Teil (10a) und ein Paar von Seitenwandteilen (10b, 10c) aufweist, welche an axial gegenüberliegenden Seiten des zylinde­ rischen Zwischenteils jeweils befestigt sind, wobei die Zwischenwand (42) als integrierter Bestandteil des zy­ linderischen Teils ausgebildet ist.

4. Leistungsübertagungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich das Eingangsteil (44) durch eines der ersten und zweiten Nebenzahnräder (12, 14) hindurcher­ streckt.

5. Leistungsübertragungseinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich das Eingangsteil (44) durch beide sowohl des ersten als auch des zweiten Nebenzahnrads (12, 14) hindurcherstreckt.

6. Leistungsübertragungseinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das Eingangsteil (44) mit der Zwi­ schenwand (42) für eine gemeinsame Drehung verkeilt ist.

7. Leistungsübertragungseinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste und zweite Nebenzahnrad (12, 14) einen gleichen Innendurchmesser und eine gleiche axiale Länge aufweist.

8. Leistungsübertragungseinheit gemäß Anspruch 7, mit fer­ ner einer Ausgangswelle (46), welche einen zylinderi­ schen Abschnitt (47) aufweist, mit dem eines der ersten und zweiten Nebenzahnräder (12, 14) verkeilt ist;
ein Kettenrad (48), durch welches sich das Eingangsteil (44) hindurcherstreckt, wobei das Kettenrad einen zy­ linderischen Abschnitt (49) aufweist, an dem das andere der ersten und zweiten Nebenzahnräder verkeilt ist, und wobei die zylinderischen Abschnitte (47, 49) der Aus­ gangswelle und des Zahnrads einen gleichen Außendurch­ messer wie der Innendurchmesser der ersten und zweiten Nebenzahnräder aufweist.

9. Leistungsübertragungseinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, mit ferner einem hinteren Ausgangsteil (46), welches mit einem der ersten und zweiten Nebenzahnräder (12, 14) zur Übertragung der Leistung auf einen der hinteren Antriebsräder eines Kraftfahrzeuges verbunden ist, das eine Rotationsantriebseinheit (22) enthält, und einem vorderen Ausgangsteil (48), welches mit dem anderen der ersten und zweiten Nebenzahnräder zur Über­ tragung der Leistung auf ein vorderes Antriebsrad eines Kraftfahrzeuges verbunden ist.

10. Leistungsübertragungseinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das zumindest eine der ersten Ritzel­ glieder (16) aus drei ersten Ritzelgliedern besteht, welche in Umfangsrichtung des Differentialgehäuses (10) angeordnet sind, und das zumindest eine der zweiten Ritzelglieder (18) aus drei zweiten Ritzelgliedern be­ steht, welche in der Umfangsrichtung angeordnet sind und welche mit den drei ersten Ritzelgliedern jeweils in Funktionseingriff stehen.