DE2626170B2

DE2626170B2 - Differenzialgetriebe mit kombiniert gelagerten Zentralrädern

Info

Publication number: DE2626170B2
Application number: DE2626170A
Authority: DE
Inventors: Colanzi Franco; Sapello Guido
Original assignee: SKF Industrial Trading and Development Co BV
Current assignee: SKF Industrial Trading and Development Co BV
Priority date: 1975-06-20
Filing date: 1976-06-11
Publication date: 1979-08-30
Also published as: SE425614B; SE7606946L; FR2316486B1; NL7606585A; FR2316486A1; DE2626170A1; DE2626170C3; US4103567A; GB1539941A; IT1036340B

Description

Differentialgetriebe für Kraftfahrzeuge dienen dazu, die Antriebsmorr.ente von der Antriebswelle auf die beiden Achswellen zu übertragen. Bekanntlich umfaßt ein solches Differentialgetr/ebe ge-:<iäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE-PS 9 3ύ 664) ein Gehäuse, in dem sich ein mit einem Tellerrad fest v\ .-bundener Träger dreht unter Antrieb durch ein Antriebskegelrad. Der Träger wird bei seiner Drehung im Gehäuse häufig mittels eines Paares von Kugellagern oder von Kegelrollenlagern abgestützt, welche die radialen und axialen Belastungen aufnehmen, die auf den Träger über die Verzahnungen einwirken. Innerhalb des Trägers befinden sich Ausgleichsräder, die relativ zu dem Träger drehbar sind und in Eingriff stehen mit zwei Zentralrädern, von denen jedes mit einer Achswelle fest verbunden ist. Die erwähnten Ausgleichs- und Zentralräder sind normalerweise unter Gleitreibung drehbar, jene auf einem Zapfen des Trägers, diese in entsprechenden Ausnehmungen des Trägers.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Lagerung der Zentralräder so auszubilden, daß sie sowohl Radial- als auch Axialbelastungen aufnehmen kann und zusätzlich geringe Reibungsverluste aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich dadurch, daß die Zentralräder auch in dem Träger über eine Reihe von Wälzkörpern gelagert sind und die beiden Laufbahnen für die Wälzkörper am Gehäuse und am Träger gegeneinander um einen Winkel von ca. 90" geneigt sind.

Auf diese Weise wird der Träger nicht direkt durch die Wälzkörper relativ zum Gehäuse abgestützt, sondern dies erfolgt über die Zentralräder als Zwischenglieder. Andererseits ist jedes Zentralrad nicht direkt auf dem Träger abgestützt, sondern teilweise auf dem Träger und teilweise direkt im Gehäuse, und zwar in beiden Fällen über jeweils eine Reihe von Wälzkörpern. Hierdurch kann die Lagerung der Zentralräder sowohl Radial- als auch Axialbelastungen aufnehmen und weist zusätzlich geringe Reibungsverluste auf.

Aus der US-PS 27 7t 791 ist ein Differentialgetriebe bekannt, bei dem zwei Reihen von Wälzkörpern zur Lagerung vorgesehen sind, jedoch dienen diese

Kugellager zum Lagern der Ausgleichsräder in dem Gehäuse bzw. bezüglich der Antriebswelle und nicht

zum Lagern von Zentralrädern in dem Träger.

Außerdem handelt es sich um ganz normale Kugellager. Auch aus der US-PS 12 34 462 ist ein Differe.;tialge-

triebe bekannt, bei dem zwei übliche Kugellager verwendet werden, mit denen der Träger in bezug auf das Gehäuse gelagert wird. Die Zentralräder sind hierbei nicht teilweise gegenüber dem Träger und teilweise gegenüber dem Gehäuse gelagert und

ι⁵ abgestützt

Der Unteranspruch definiert Ausgestaltungen der Erfindung, wonach die Laufbahnen einstückig mit den Zentralrädern und dem Träger oder gesondert an Lagerringen ausgebildet sind.

Die Ausbildung von Laufbahnen für Wälzkörper einstückig mit einem Maschinenbauteil ist an sich aus der DE-OS 2132 412 und die Verwendung von gesonderten Lagerringen bei Kugellagern beispielsweise aus der US-PS 12 34 462 bekannt

Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten

bevorzugten AusfühRingsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt einer Ausführungsform eines JO Differentialgetriebes,

F i g. 2 ist eine Teilschnittdarstellung eines Differentialgetriebes ähnlich F i g. 1 einer weiteren Ausführungsform.
Das Differentialgetriebe gemäß F i g. 1 umfaßt ein Gehäuse 1 und einen Träger 2, der drehbar in dem Gehäuse 1 gelagert ist, und auf dem ein Tellerrad 3 befestigt ist, das mit einem Antriebskegelrad 4 in Eingriff steht, das seinerseits auf eine Welle 5 aufgekeilt ist Die Welle 5 wird von einer Getnebeausgangswelle angetrieben, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist

Der Träger 2 hat im wesentlichen die Form eines Rotationskörpers, erzeugt durch die Rotation einer ebenen Figur, deren Konfiguration in dem Schnitt nach F i g. 1 erkennbar ist; man erkennt einen Grundkörper 6 und einen Flansch 7, an dem beispielsweise mittels Schraubbolzen 8 das Tellerrad 3 befestigt werden kann. Die Zentrierung des Tellerrades 3 bezüglich des Trägers 2 erfolgt durch Anpassung von dessen inneren Zylinderfläche mit einer entsprechenden äußeren

5« Zylinderfläche 9 des Grundkörpers 6.

In der Innenausnehmung 12 des Trägers 2 sind Ausgleichsräder 13 drehbar auf einem Zapfen 14 angeordnet, der in zugeordnete Bohrungen des Grundkörpers 6 eingepaßt ist Die Ausgleichsräder 13 stehen mit zwei Zentralrädern 15 in Eingriff, von denen jedes beispielsweise durch fnnenlängsnuten 16 mit einer zugeordneten Achswelle (in der Zeichnung nicht dargestellt) verbunden werden kann, die über das Differentialgetriebe anzutreiben sind. Eine erste Reihe von Wälzkörpern 17, beispielsweise Kugeln, ist zwischen jedem Zentralrad 15 und dem Träger 2 angeordnet, während eine zweite Reihe von Wälzkörpern 18, beispielsweise wiederum Kugeln, zwischen demselben Zentralrad 15 und einem Lagerring 19

^Μ angeordnet ist, das seinerseits mit dem Gehäuse 1 verbunden ist.

Die Wälzkörper 17 sind so ausgebildet, daß sie auf Laufbahnen 17a bzw. 18i> ablaufen, die auf dem Träger 2

bzw. auf einem Zentralrad 15 ausgearbeitet sind, während die Wälzkörper 18 so ausgebildet sind, daß sie auf Laufbahnen 18a bzw. 186 ablaufen, die in dem Lagerring 19 bzw. auf dem Zentralrad 15 ausgebildet sind. Die Form der Laufbahnen ist so gewählt, daß die geraden Linien, die durch die Kon taktpunkte zwischen jedem Wälzkörper und seiner Laufbahn verlaufen und sich senkrecht zu der Wälzkör per/Laufbahnberührungsfläche erstrecken, schräg verlaufen relativ zu dem Rollwinkel der Zentralräder 15, und zwar um einen Winkel gleich oder abweichend von 90°. Darüber hinaus ist die Schräglage der geraden Linien bezüglich der Wälzkörper 17 entgegengesetzt in der Richtung zu der Schräglage der geraden Linien bezüglich der Wälzkörper 18, so daß diese beiden Reihen von Kugeln neben der Radialbelastung auch Axialbelastungen entgegengesetzter Richtungen aufnehmen können, die auf jedes der Zentralräder 15 einwirken.

Als Wälzkörper 17 und 18 kann man auch Kegelrollen oder andere Formen verwenden. In diesem Falle wäre die Form der Oberfläche der entsprechenden Laufbahnen entsprechend abzuwandeln. Zwecks Abstützung des Trägers 2 ragt jedes Zentralrad 15 axial um eine erhebliche Länge aus dem Träger 2 heraus, weil innerhalb des Trägers nur die Verzahnung der Zentrairäder i5 untergebracht ist: Der Nabenabschnitt mit den Laufbahnen 17Zj und 18£> befindet sich außerhalb der Ausnehmung 12 und jenseits der Stirnseite 20, die in Axialrichtung den Träger 2 begrenzt

Zwischen jedem Lagerring 19 und dem Boden 22 des entsprechenden Sitzes wird zweckmäßigerweise ein Einstellring 23 vorgesehen.

Für die Abstützung der Welle 5, mit der das Antriebskegelrad 4 verbunden ist, benutzt man zwei Reihen von Wälzkörpern 24, beispielsweise Kugeln, die so ausgebildet sind, daß sie in entsprechenden Laufbahnen 24a und 246 abrollen, von denen jene auf einem Rohrabschnitt 25, diese auf Ringen 26, 27, angeordnet auf der Welle 5, vorgesehen ist Der Rohrabschnitt 25 ist mit einem Flansch 25a ausgestattet, mit dessen Hilfe er beispielsweise durch Schraubbolzen 28 an dem Gehäuse 1 befestigt werden kann, sowie mit einem ringförmigen Teil 29 für die genaue Zentrierung relativ zu dem Gehäuse 1. Der Ring 27 stützt sich an einer Schulter 32 der Welle 5 und der Ring 26 an derselben über eine Unterlegscheibe 33 ab, die ihrerseits durch eine Mutter 34 gehalten wird, die auf einen Bolzengewindeabschnitt der Welle 5 aufgeschraubt ist Der Ring 26 ist mit Axialnuten 36 der Welle 5 versehen, um so die beiden Tei'e drehfest mit einander zu verbinden. Der Ring 26 kann außerdem einen Abschnitt mit zylindrischer Innenfläche in Anpassung an die entsprechende zylindrische Außenfläche der Welle 5 aufweisen.
Auf dem Ring 26 sind axiale Löcher 37 vorgesehen, die zur direkten Verbindung des Ringes 26 mit dem Endflansch der Antriebswelle (nicht dargestellt) zwecks Antrieb des Differentialgetriebes dienen.

Bei Drehung der Welle 5 laufen, angetrieben durch den Ring 26, die Wälzkörper 24 auf entsprechenden

lu Laufbahnen 24a und 24b, und das Antriebskegelrad 4 rotiert, so daß auch der Träger 2 zur Drehung angetrieben wird. Wenn sich ein solcher Träger 2 in Verbindung mit den Zentralrädern 15 dreht, wenn also etwa ein mit dem Getriebe bestücktes Fahrzeug geradeaus fährt und demgemäß die beiden Achswellen mit im wesentlichen gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen, rotieren die Wälzkörper 17 zusammen mit dem Träger 2 und so erfolgt keine Abrollbewegung relativ zu den zugeordneten Laufbahnen. Bei diesen Betriebsbedingungen erfolgt jedoch eine Abrollbewegung der Wälzkörper 18, die gemäß den Träge: Ά und die anderen mit ihm verbundenen Teile abstützen. We jn jedoch eine Relativbewegung zwischen den beiden Zentralrädern 15 und dem Träger 2 erfolgt, wenn also etwa das mit dem Getriebe versehene Fahrzeug eine Kurve durchfährt, se erfoigt neben der Drehung der Wälzkörper 28 auch ein Abrollen der Wälzkörper 17, die in den entsprechenden Laufbahnen des Trägers 2 und der Zentralräder 15 abrollen. Denn der Träger 2 ist relativ zu dem Gehäuse 1 indirekt über die Zeiitralräder 15 als Zwischenglieder durch die Wälzkörper abgestützt Andererseits ist jedes Zentralrad 15 indirekt auf dem Träger 2 abgestützt und zwar teilweise auf dem Träger 2 und teilweise direkt im Gehäuse 1: In dem ersten Fall

J5 über die Wälzkörper 17 und im zweiten Fall über die Wälzkörper 18.

In gewisser Weise verhalten sich die beiden Reihen von Wälzkörpern 17 und 18 beiderseits des Trägers 2 so, als handele es sich um ein einziges Lager oder einen Satz von Lagern zur Aufnahme der radialen, wie auch der axialen Belastungen, die auf den Träger 2 einwirken, während jede Reihe von Wälzkörpern 17 und 18 sich wie ein reibungsarmes Lager verhält das den Belastungen in Radial- wie Axialrichtung widei steht, welche auf jedes Zentralrad 15 einwirken.

Gemäß Fig.2 sind die Laufbahnen YIb und 18/7 anstatt direkt auf den Zentralrädern 15 auf Lagerringen 38 vorgesehen, die an den Zentralrädern 15 befestigt werden. In ähnlicher Weise sind die Laufbahnen 17a auf Lagerringen 39 vorgesehen, die an dem Träger 2 befestigt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Differentialgetriebe zur Übertragung eines Drehmomentes auf zwei Achswellen mit einem Gehäuse, in dem ein Träger für drehbar gelagerte Ausgleichsräder von einem Antriebskegelrad angetrieben ist, das mit einem Tellerrad kämmt, welches seinerseits fest mit dem Träger verbunden ist, wobei die Ausgleichsräder in Eingriff mit zwei auf den Achswellen angeordneten Zentralrädern stehen, die über eine Reihe von Wälzkörpern, wie Kugeln oder Rollen, in dem Gehäuse gelagert und abgestützt und daneben auf derselben Seite in dem Träger gelagert und abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralräder (15) auch in dem Träger (2) über eine Reihe von Wälzkörpern (17) gelagert und die beiden Laufbahnen (17a, 18a) für. die Wälzkörper (17,18) am Gehäuse (1) und am Träger (2) gegeneinander um einen Winkel von ca. 90° geneigt sind.

2, Differentialgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbahnen (17, Ub, ISb) einstückig mit den Zentralrädern (15) und dem Träger (2) oder gesondert an Lagerringen (38, 39) ausgebildet sind.