DE19854215A1

DE19854215A1 - Differentialgetriebe für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19854215A1
Application number: DE1998154215
Authority: DE
Inventors: Eduard Ginglas
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1998-11-24
Filing date: 1998-11-24
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2018-11-25
Also published as: DE19854215B4

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.

Bezugszeichenliste

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

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.