DE19854215A1 - Differentialgetriebe für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Differentialgetriebe für KraftfahrzeugeInfo
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Abstract
Differentialgetriebeeinheit für Kraftfahrzeuge mit einem Gehäuse, das in einem mit dem Fahrzeug fest verbundenen Achsgetriebegehäuse drehbar gelagert ist und mit einem Motor in Antriebsverbindung steht, und mit einem in dem Gehäuses angeordneten Differentialgetriebe, umfassend mindestens zwei Ausgleichsräder und zwei mit diesen kämmende Achswellenräder, die jeweils über ein Gelenk mit einer zugeordneten Abtriebswelle in Antriebsverbindung stehen. Um eine in Richtung der Achswellen geringe Abmessung der Differentialgetriebeeinheit zu erzielen, ist vorgesehen, daß die Ausgleichsräder als Stirnräder und die Achswellenräder als Kronenräder ausgebildet sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine Differentialgetriebeeinheit für Kraftfahrzeuge mit
einem Gehäuse, das in einem mit dem Fahrzeug fest verbundenen Achsgetriebe
gehäuse drehbar gelagert ist und mit einem Motor in Antriebsverbindung steht, und
mit einem in dem Gehäuse angeordneten Differentialgetriebe, umfassend minde
stens zwei Ausgleichsräder und zwei mit diesen kämmende Achswellenräder, die
jeweils über ein Gelenk mit einer zugeordneten Abtriebswelle in Antriebsverbindung
stehen.
Eine bekannte Differentialgetriebeeinheit dieser Gattung ist in Fig. 6 der bei
gefügten Zeichnungen dargestellt. Ein Achsgetriebegehäuse 18 ist mit dem zugehö
rigen (nicht gezeigten) Kraftfahrzeug fest verbunden. In dem Achsgetriebegehäuse
18 ist das Gehäuse 14 einer Differentialgetriebeeinheit drehbar gelagert. Das Ge
häuse 14 trägt ein Tellerrad, das mit einem an einer Gelenkwelle befestigten Ritzel
kämmt. Die Gelenkwelle steht mit einem (nicht gezeigten) Motor in Antriebsverbin
dung. In dem Gehäuse 14 ist ein Differentialgetriebe angeordnet, das zwei kegel
förmige Ausgleichsräder 17 und zwei mit diesen kämmende kegelförmige Achswel
lenräder 15 umfaßt. Die Achswellenräder 15 und die Ausgleichsräder 17 sind in dem
Gehäuse 14 drehbar gelagert, wobei ihre Drehachsen zueinander rechtwinklig sind.
Die beiden Achswellenräder 15 sind jeweils mit einem Abtriebsflansch 16 drehfest
verbunden. Diese Abriebsflansche 16 sind wiederum mit den Rädern 11 des Kraft
fahrzeugs über Abtriebswellen 12 verbunden. Diese Abtriebswellen 12 beinhalten
jeweils zwei Gelenke 13, welche die Winkel- und Längenänderungen zwischen der
Differentialgetriebeeinheit und den Rädern 11 ausgleichen.
Da die Ausgleichsräder und die Achswellenräder als Kegelräder ausgebildet
sind, hat diese bekannte Differentialgetriebeeinheit in Richtung der Abtriebswellen
verhältnismäßig große Abmessungen, was einen entsprechend großen Einbauraum
erforderlich macht. Bei einer Kegelverzahnung treten bei der Übertragung eines
Drehmoments erhebliche Kräfte in Axialrichtung der Zahnräder auf, die von dem
Gehäuse aufgenommen werden müssen. Das Gehäuse muß deshalb durch eine
geeignete Wahl des Materials und der Form die erforderliche Festigkeit aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Differential
getriebeeinheit zu schaffen, die einen kleinen Einbauraum beansprucht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ausgleichsrä
der als Stirnräder und die Achswellenräder als Kronenräder ausgebildet sind. Diese
Ausbildung der Ausgleichsräder und der Achswellenräder ermöglicht im Vergleich zu
Kegelrädern insbesondere in Richtung der Abtriebswellen geringere Abmessungen
der Differentialgetriebeeinheit und damit eine Verkleinerung des Einbauraumes. Da
bei einer Planverzahnung im Gegensatz zu einer Kegelverzahnung keine Kräfte in
Axialrichtung der Ausgleichsräder auftreten, hat der Konstrukteur bei der Ausbildung
des Gehäuses hinsichtlich der Raumform und/oder des Materials mehr Freiheiten.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gelenk in das
Gehäuse integriert ist. Durch diese Maßnahme wird nicht nur eine weitere Verringe
rung der Abmessungen der Differentialgetriebeeinheit erreicht, sondern es kann
auch die Anzahl der benötigten Bauteile und damit das Gewicht der Differentialge
triebeeinheit verringert werden. Bei in das Gehäuse integrierten Gelenken sind auch
nicht die bei der bekannten fliegenden Lagerung der Gelenke mitunter auftretenden
Probleme infolge einer Unwucht zu befürchten. Vorteilhafterweise sind am Kronen
rad und am inneren Ende der Abtriebswelle Kugellaufbahnen ausgebildet.
Die Stirnräder können auf Zapfen drehbar gelagert sein, die mit dem Gehäuse
fest verbunden sind.
Bei einer hinsichtlich des Raumbedarfs besonders vorteilhaften Ausführungs
form der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß die Stirnräder in Taschen drehbar
gelagert sind, die in dem Gehäuse oder in einem in das Gehäuse drehfest einge
setzten gesonderten Bauteil ausgebildet sind, wobei der Umfang der Stirnräder zum
Eingriff mit den beiden Achswellenrädern durch fensterartige Ausschnitte freigelegt
ist.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen darge
stellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Differentialgetriebeeinheit, wobei in der
oberen und in der unteren Bildhälfte eine unterschiedliche Lagerung eines Aus
gleichsrades gezeigt ist,
Fig. 2 einen Radialschnitt zur Erläuterung der in der oberen Bildhälfte von
Fig. 1 gezeigten Lagerung eines Ausgleichsrades,
Fig. 3 einen Radialschnitt zur Erläuterung der in der unteren Bildhälfte von
Fig. 1 gezeigten Lagerung eines Ausgleichsrades,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines als Lager für die Ausgleichsrä
der dienenden gesonderten scheibenförmigen Bauteils, und
Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer herkömmlichen
Differentialgetriebeeinheit.
Die in Fig. 1 gezeigte Differentialgetriebeeinheit umfaßt ebenso wie die in Fig.
6 gezeigte bekannte Differentialgetriebeeinheit ein Gehäuse 22, in dem miteinander
kämmende Ausgleichsräder 23 und Achswellenräder 24 angeordnet sind. Neuartig
dabei ist, daß die Ausgleichsräder 23 jeweils als Stirnrad und die beiden Achswel
lenräder 24 jeweils als Kronenrad ausgebildet sind. Eine derartige Paarung eines
Stirnrades mit einem Kronenrad setzt eine besondere Verzahnung voraus, die unter
der Bezeichnung Cylkro®-Verzahnung bekannt ist. Cylkro® ist eine eingetragene
Marke der Firma Crown Gear B. V. Niederlande.
In der oberen und in der unteren Bildhälfte von Fig. 1 sind zwei Varianten der
Lagerung des als Ausgleichsrad dienenden Stirnrades 23 gezeigt. Bei der ersten
Ausführungsform ist das Stirnrad 23 mit einer Axialbohrung versehen und auf einem
Zapfen 28 drehbar gelagert, der mit dem Gehäuse 22 fest verbunden ist. Bei der
zweiten Variante ist das als Ausgleichsrad dienende Stirnrad 23 in einer in dem
Gehäuse 22 ausgebildeten Tasche 29 drehbar gelagert.
Wie in Fig. 2 gezeigt, können bei der ersten Variante drei Stirnräder 23 auf
drei Zapfen 28 eines Achssterns 30 drehbar gelagert sein. Der Achsstern 30 bzw.
die Zapfen 28 sind mit dem Gehäuse 22 drehfest verbunden. Es ist auch eine Aus
führungsform mit zwei oder vier Stirnrädern möglich, die auf symmetrisch angeord
neten Zapfen gelagert sind.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, sind bei der zweiten Variante in dem Gehäuse 22
vier Taschen 29 zur Aufnahme und drehbaren Abstützung von insgesamt vier Stirn
rädern 23 vorgesehen. Jede dieser Taschen ist mit zwei fensterartigen Ausschnitten
31 versehen, durch die ein Umfangsbereich des zugeordneten Stirnrades 23 freige
legt ist. Die beiden Kronenräder 24 können daher im Bereich dieser Ausschnitte 31
mit den Stirnrädern 23 in Eingriff gelangen, wie in Fig. 4 gezeigt. In der Darstellung
nach Fig. 3 ist in die linke und die rechte Tasche 29 jeweils ein Stirnrad 23 einge
setzt, wogegen die obere und die untere Tasche 29 leer ist, um den Ausschnitt 31
und das dahinter befindliche Kronenrad 24 zu zeigen.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Abwandlung sind die Taschen 29 und die zugehö
rigen Ausschnitte 31 in einer Scheibe 32 ausgebildet. Die Scheibe 32 kann als ge
trenntes Bauteil in das Gehäuse 22 eingesetzt und mit diesem drehfest verbunden
werden. Zu diesem Zweck können die Scheibe 32 und das Gehäuse 22 beispiels
weise mit einer Keilnutverzahnung versehen sein. Es wäre aber auch eine form
schlüssige Verbindung mit einer Paßfeder oder eine kraftschlüssige Verbindung
durch Schrumpfsitz oder eine einstückige Verbindung durch Verschweißen möglich.
Die getrennte Ausbildung der Scheibe 32 ermöglicht eine einfachere Montage der
Differentialgetriebeeinheit.
Anders als bei der in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen Differentialgetriebeein
heit sind die Gelenke 25 in das Gehäuse 22 integriert. Zu diesem Zweck sind die
Kronenräder 24 jeweils mit einer Laufbahn für die Gelenke versehen. Die Abtriebs
wellen 26 werden unmittelbar in das Innenteil 27 des Gelenks 25 eingesteckt und
damit drehfest verbunden. Die Bauart des Gelenks 25 ist dabei nicht auf die gezeig
te Ausführungsform beschränkt.
11
Rad
12
Abtriebswelle
13
Gelenk
14
Gehäuse
15
Achswellenrad
16
Abtriebsflansch
17
Ausgleichsrad
18
Achsgetriebegehäuse
22
Gehäuse
23
Ausgleichsrad = Stirnrad
24
Achswellenrad = Kronenrad
25
Gelenk
26
Abtriebswelle
27
Innenteil von
25
28
Zapfen
29
Tasche
30
Achsstern
31
Ausschnitt
32
Scheibe
Claims (5)
1. Differentialgetriebeeinheit für Kraftfahrzeuge mit einem Gehäuse, das in
einem mit dem Fahrzeug fest verbundenen Achsgetriebegehäuse drehbar gelagert
ist und mit einem Motor in Antriebsverbindung steht, und mit einem in dem Gehäuse
angeordneten Differentialgetriebe, umfassend mindestens zwei Ausgleichsräder und
zwei mit diesen kämmende Achswellenräder, die jeweils über ein Gelenk mit einer
zugeordneten Abtriebswelle in Antriebsverbindung stehen, dadurch gekennzeich
net, daß die Ausgleichsräder (23) als Stirnräder und die Achswellenräder (24) als
Kronenräder ausgebildet sind.
2. Differentialgetriebeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gelenk (25) in das Gehäuse (22) integriert ist.
3. Differentialgetriebeeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
am Kronenrad (24) und am innerem Ende der Abtriebswelle (26) Kugellaufbahnen
ausgebildet sind.
4. Differentialgetriebeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stirnräder (23) auf Zapfen (28) drehbar gelagert sind, die
mit dem Gehäuse (22) fest verbunden sind.
5. Differentialgetriebeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stirnräder (23) in Taschen (29) drehbar gelagert sind, die
in dem Gehäuse (22) oder in einem in das Gehäuse (22) drehfest eingesetzten ge
sonderten Bauteil (32) ausgebildet sind, wobei der Umfang der Stirnräder (23) zum
Eingriff mit den beiden Kronenrädern (24) durch fensterartige Aussparungen (31)
freigelegt ist.
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