DE2626170C3

DE2626170C3 - Differentialgetriebe mit kombiniert gelagerten Zentralrädern

Info

Publication number: DE2626170C3
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: 1980-05-08
Also published as: SE425614B; SE7606946L; FR2316486B1; NL7606585A; FR2316486A1; DE2626170B2; DE2626170A1; US4103567A; GB1539941A; IT1036340B

Description

Differentialgetriebe für Kraftfahrzeuge dienen dazu, die Antriebsmomente von der Antriebswelle auf die beiden Achswellen zu übertragen. Bekanntlich umfaßt ein solches Diff- -entialgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE-PS 9 36 664\ ein Gehäuse, in dem sich ein mit einem Tellerrad fest verbundener Träger dreht unter Antrieb durch e'n An.'ncbskegelrad. Der Träger wird bei seiner Drehung im Gehäuse häufig mittels eines Paares von Kugellagern oder von Kegelrolienlagern 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 /wer Zentralrädern, von denen jedes mit einer Achswelle fe" 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' gentigl sind.

Auf diese Weise wird der Träger nicht direkt durch die Wälzkörper relativ zum Gehäuse abgcstüt/i. sondern dies erfolgt über die Zcntralräder 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 Zenlralrädcr sowohl Radial· als auch Axialbclastungen aufnehmen und weist zusätzlich geringe Reibungsverluste auf.

Aus der US-PS 27 71 791 ist ein Differentialgetriebe bekannt, bei dem zwei Reihen von Wäl/körpern /ur Lagerung vorgesehen sind, jedoch dienen diese Kugellager zum Lagern der Ausgleichsräder in dem Gehäuse bzw. bezüglich der Antriebswelle und nicht zum Lagern von Zcntralriidern in dem Träger. Außerdem handelt es sich um ganz normale Kugellager.

Auch aus der US-PS 12 34 462 ist ein Differentialgetriebe bekannt, bei dem /wei übliche Kugellager verwendet werden, mit denen der Trager in bezug auf das Gehäuse gelagert wird. Die Zentralräder sind hierbei nicht teilweise gegenüber dem Träger und teilweise gegenüber dem Gehäuse gelagert und 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 21 32 412 und die Verwendung von gcsundcrlcn Lugerringen bei Kugeiiagern beispielsweise aus der US-PS 12 34 462 bekannt.

Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten bevorzugten \usführungsbcispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt einer Ausführungsform eines jo Differentialgetriebes,

Fig. 2 ist eine Teilschniitdarsiellung eines Differentialgetriebes ähnlich Fig. I einer weiteren Ausfiihrungsform.

Das Differentialgetriebe gemäß Fig. ! umfaßt ein

ti 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 Aniricbskcgelrad 4 in Eingriff steht, das seinerseits auf eine Welle 5 aufgekeilt ist. Die Welle 5 wird von einer Gctriebeausgangswclle

■tu angetrieben, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Der Träger 2 hat im wes.-nilichi.r: die Form eines

Rotationskörpers, erzeugt durch die Rotation einer ebenen Figur, deren Konfiguration in dem Schnitt nach F i g. I erkennbar ist; man erkennt einen Grundkörper 6

ν-, und einen Flansch 7. an dem beispielsweise mittels Schraubbolzen 8 das Tellerrad 3 befestigt werden kann.

Die Zentrierung di s Tellerrades 3 be/üglich des Trägers 2 erfolgt durch Anpassung von dessen inneren Zylinderfläche mil einer entsprechenden äußeren

Vi Zylinderfläche 9 des Grundkörpers 6.

In der Inncnausnehmung 12 des Trägers 2 sind Ausgleichsrädcr 13 drehbar auf einem Zapfen 14 angeordnet, der in zugeordnete Bohrungen des Grundkörpers 6 eingepaßt ist. Die Ausglcichsräder 13 Vi stehen mit zwei Zenlralrädcrn 15 in Eingriff, von denen jedes beispielsweise durch Innenlängsnuten 16 mit einer zugeordneten Achswelle (in der Zeichnung nicht dargestellt) verbunden werden kann, die über das Differentialgetriebe anzutreiben sind. Eine erste Reihe bo von Wälzkörpern 17, beispielsweise Kugeln, ist zwischen jedem Zentralrad 15 und dem Träger 2 angeordnet, während eine zweite Reihe von Wälzkör pcm 18, beispielsweise wiederum Kugcln< zwischen demselben Zentralrad 15 und einem Lägerring 19 bi angeordnet ist, das seinerseits mit dem Gehäuse 1 verbunden ist.

Die Wälzkörper 17 sind so ausgebildet, daß sic auf Laufbahnen 17a bzw* 18ώ ablaufen« die auf dem Träger 2

b/w. nuf einem Zeninilnid 15 ausgearbeitet sind, während die Wäl/körper 18 so ausgebildet sind, daß sie auf Laufbahnen !8,7 b/w. ISo ablaufen, die in dem Lagerring 19 b/w. auf dem Zentralrad 15 ausgebildet sind. Die Form der Laufbahnen ist so gewählt, daß die geraden Linien, die durch die Kontaktpunkie /wischen jedem Wälzkörper und seiner Laufbahn verlaufen und sich senkrecht zu der Wälzkörpcr/Laufbahnberührungsfläche erstrecken, schräg verlaufen relativ zu dem Rollwinkel der Zentralräder !5, und /war um einen Winkel gleich oaer abweichend von 90". Darüber hinaus ist die Schräglage der geraden Linien bezüglich der Wälzkörper 17 entgegengesetzt in der Richtung /u der Schräglage der geraden Linien bezüglich der Wälzkörper 18, so daß diese beiden Reihen von Kugeln neben der Radialbelaslung auch Axialbeldsiungen 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 wärs die Form der Oberfläche der entsprechenden Laufbahnen entsprechend abzuwandeln. Zwecks Abstützung des Trägers 2 ragt jedes Zentralrad 15 axial t'in eine erhebliche Länge aus dem Träger 2 heraus, weil innerhalb des Trägers nur die Verzahnung der Zentralräder 15 untergebracht ist: Der Nabenabschnitt mit den Laufbahnen 176und 186 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 /weckmäßigerwcise ein Einstcllring 23 vorgesehen.

Für die Abstützung der Welle 5. mit der das Antriebskcgclrad 4 verbunden ist. benutzt man zwei Reihen von Wälzkörpern 24. beispielsweise Kugeln, die so ausgebildet sind, daß sie in entsprechenden Laufbahnen 24,-j 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 25,; ausgestattet, mit dessen Hilfe er beispielsweise durch Schraubbolzen 28 an dem Genäuse I befestigt werden kann, sowie mit einem ringförmigen Teil 29 für die genaue Zentrierung relativ /u dem Gehäuse 1. Der Ring 27 stützt sich an einer Schuller 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 Bol/cngewindeabschnitt der Welle 5 aufgeschraubt ist. Der Ring 26 ist mit Axialnutcn 36 der Welle 5 versehen, um so die beiden Teile drehfest mit einander /u 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 Laufbahnen 24,7 und 246, und da» Antriebskegclrad 4 rotiert, so daß auch der Träger 2 /ur Drehung angetrieben wird. Wenn sich ein solcher Träger 2 in Verbindung mit den Zentra'.rädern 15 dreht, wenn also etwa ein mit den Getriebe bestücktes Fahrzeug geradeaus fährt and 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 Ahmllbewegung der Wälzkörper 18. die gemäß den Träger 2 und die anderen mit ihm verbundenen Teile abstützen, wenn jedoch eine Relativbewegung zwischen den beiden Lentralrädern 15 und dem Träger 2 erfolgt, wenn also etwa das mit

2^r> dem Getriebe versehene Fahrzeug eine Kurve durchfährt, so erfolgt neben der Drehung der Wälzkörper 28 auch eir Abrollen der Wälzkörper 17, die in den entsprechenden Laufbahnen des Trägers 2 und der Zentralräder 15 abrollen. Denn der Träger 2 ist relativ

in zu dem Gehäuse 1 indirekt über die Zpntralräder 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

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

In gewisser Weise verhallen sich die beiden Reihen von Wälzkörpern 17 und 18 beiderseits des Trägers 2 so, als handele es sich um ein einziges Lager oder einen

•in Sat/ 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 un reibungsarmes Lager verhält, das den Belastungen in Radial- wie Axialrichtung widersteht, welche auf

·<"' jedes Zentralrad 15 einwirken.

Gemäß Fig. 2 sind die Laufbahnen 176 und 18n anstatt direkt auf den Zentralrädern 15 auf Lagerringen 38 vorgesehen, die an den Zenlralrädern 15 befestigt werden. In ähnlicher Weise sind die Laufbahnen 17.7 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, 176, \8b) einstückig mit den Zenlrairädern (15) und dem Träger (2) oder gesondert an Lagerringen (38, 39) ausgebildet sind.