DE2724468A1

DE2724468A1 - Differentialanordnung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2724468A1
Application number: DE19772724468
Authority: DE
Inventors: Carl David Osenbaugh
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1976-07-01
Filing date: 1977-05-31
Publication date: 1978-01-05
Also published as: FR2356850B1; MX4454E; IT1078108B; ES458777A1; AU497587B2; SE432642B; GB1584165A; ZA772361B; NL7707076A; CA1051227A; AU2452977A; JPS534925A; SE7704502L; FR2356850A1; IN147669B

Description

PATENTANWÄLTE ~~l

DR.-ING. R. DÖRING ^ DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

5220

DANA Corporation

Post Office Box 1000 Toledo, Ohio 43697/USA

"Differentialanordnung, insb. für Kraftfahrzeuge"

Die Erfindung betrifft eine Differentialanordnung, insb. für Kraftfahrzeugantriebe, bestehend aus einem hohlen, umlaufenden Gehäuse aus zwei identischen Gehäusehälften mit äußeren Lagerabschnitten zur drehbaren Lagerung des Gehäuses und inneren Lagerabschnitten für die inneren Differentialelemente und mit einem äußeren Zahnkranz.

Bei solchen Differentialanordnungen wird das Gehäuse über den Zahnkranz von der Kraftwelle des Fahrzeugmotors aus angetrieben.

Es ist bereits früher vorgeschlagen worden, das Gehäuse solcher Differentialanordnungen aus zwei Halbgehäuseschalen her-

709881/0683

272U68

zustellen, die identisch in Form und Gestalt ausgebildet sind. In den bekannten Fällen werden jedoch die beiden Gehäusehälften in dem zusammengebauten Zustand durch Schrauben gehalten, die sich durch entsprechende Bohrungen in Flansche der Halbgehäuse erstrecken und die an ihren Enden entsprechende Befestigungsschrauben benötigen. (Vgl. US-Patentschrift 3 365 984).

Alle rotierenden Differentialgehäuse benötigen Lagerungen für das Gehäuse sowie Lagerungen im Inneren des Gehäuses für die mit den Halbachsen verbundenen Zahnkegelräder bzw. mit diesen in Eingriff stehenden Differentialkegelrädern. Wenn das Differentialgehäuse rotiert, benötigt es auch Einrichtungen, um an dem Gehäuse den Zahnkranz zu befestigen, über den die Antriebskraft von der Motorwelle auf das Differential übertragen wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Differentialanordnung der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß bei besonders einfacher und billiger Ausbildung ein zuverlässiger Zusammenhalt der Gehäusehälften und eine sichere Lagerung der Teile an den Gehäusehälften gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Gehäusehälfte einen zentralen Abschnitt mit halbzylindrischer

709881/06S3

Außenfläche aufweist» der einen halbringförmigen Innenraum begrenzt, der durch zwei radiale Stirnwände, die zugleich Lagerflächen für die auf den Halbachsen angeordneten Zahnräder bilden, und durch eine kugelschalenförmige Lagerfläche fUr eines der Differentialkegelräder bestimmt wird, wobei in der Kugelfläche eine polare öffnung für das betreffende Ende des Lagerstiftes des Differentialkegelrades vorgesehen ist, während an einem Ende des zentralen Abschnitts ein halbringförmiger Zahnkranzmontageflansch mit einer in einer radialen Ebene liegenden Montagefläche sowie an jedem Ende des zentralen Abschnitts eine Halbnabe zur Aufnahme des Außenlagers vorgesehen ist.

Aufgrund dieser Ausbildung jeder Gehäusehälfte kann die Anordnung so getroffen sein, daß im zusammengebauten Zustand ein sich durch die radiale Bohrung erstreckender Lagerstift für die Differentialkegelräder und auf den Nabenabschnitten die Nabenaußenlager und an den Montageflansch der Außenzahnkranz vorgesehen sind und die beiden Gehäusehälften praktisch nur durch diese Teile miteinander verbunden sind. Die Halterung der Innenteile sowie der Zusammenhalt der Gehäusehälften erfolgt daher praktisch allein durch die zur Lagerung der Teile dienenden Lager, wie Lagerstift und Außenlager für das rotierende Gehäuse in Verbindung mit dem äußeren Zahnkranz. Damit kommt jedem der funktionsnotwendigen Teile der Differentialanordnung noch eine zusätzliche Aufgabe zu, nämlich eine Montageaufgabe.

709881/0683

Dadurch ergibt sich ein sehr einfacher und billiger Aufbau, der überdies ein leichtes Demontieren und einen leichten Zusammenbau gestattet. Da die Drehachse der Teile durch die Außenlager sowie durch den einstückigen Aufbau der Gehäusehälften mit zugehörigen Lagerflächen für die Innenteile bestimmt wird, können die Halbachsen frei in das Innere ragen und in Eingriff mit den zugehörigen Kegelzahnrädern treten. Die an ihren Enden mit achsialen Nuten versehenen Halbachsen können ohne weiteres nach Zusammenbau der Anordnung in die dazu vorgesehenen öffnungen in den Gehäusenaben eingesetzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausfuhrungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen :

Fig. 1 eine Stirnansicht einer Differentialanordnung nach der

Erfindung, wobei Teile weggebrochen dargestellt sind und die Figur weder die Gehäuselager, noch das Achsgehäuse wiedergibt.

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt entlang der Schnittlinie 2-2

der Fig. 1, wobei die Figur die Kegelräder der Halbachsen und die Differentialkegelräder und deren Lagerstift, die

7098ft1 /0865

7724468

Nabenaußenlager, den Zahnkranz sowie die Antriebswelle, ebenso wie die in der Differentialanordnung liegenden Enden der Halbachsen zeigt. Teile sind geschnitten und Teile weggebrochen dargestellt.

Fig. 3 eine horizontale Ansicht mit Blickrichtung entsprechend der Linie 3-3 der Fig.1, wobei eine GehMusehSlfte gemäß der Erfindung in Seitenansicht zu sehen ist, sowie einige zugehörige Teile im Schnitt und

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt entlang der Schnittlinie 4-4 der Fig.3 durch die GehSusehälfte nach Fig. 3.

Die Differentialanordnung gemäß der Erfindung umfaßt zwei Halbgehäuse 10 und 11. Diese sind identisch und werden mit den flachen diametrisch orientierten Flächen in gegenseitiger Anlage montiert. Eine solche Fläche ist in Fig. 3 mit 25 bezeichnet. Für die weitere Beschreibung kann davon ausgegangen werden, daß die Angaben auf jede der beiden Gehäusehälften 10 und 11 zutreffen.

Jede Gehäusehälfte 10 oder 11 weist einen Hauptkörper 12 mit einem zentralen Abschnitt 13 auf. Das Äußere des zentralen Abschnitts ist halbzylindrisch, wte dies der Schnitt in Fig. 4 wiedergibt.

709881 /O6Ö3

Der zentrale Bereich Ij⁷ weist eine polare öffnung 14 auf und begrenzt eine zur Anlageflächt? 25 hin offene innere Ausnehmung 15, welche kreisförmige halbkugelschalenförmige Polarzonen 16 konzentrisch zur öffnung 14 aufweist. Die Polaröffnungen 14 erstrecken sich radial in Bezug auf die achsiale Mittellinie der Gehäusehälfte und der Mittellinien von zwei Halbachsen 17, die im Ausschnitt Jeweils in Fig. 2 und 3 zu sehen sind.

Jede Gehäusehälfte weist zwei halbkreisförmige Ausnehmungen 18 und 19 gemäß Fig. 4 auf, die zur Halbzylinderfläche konzentrisch sind, sowie zwei sich in entgegengesetzte Richtungen erstreckende halbringförmige Nabenabschnitte 20 und 21. Ein größerer halbringförmiger Flansch 22 ist an einer Seite des zentralen Abschnittes 13 angeordnet und weist eine innere Fläche 23 auf, die in einer radialen Ebene liegt. Eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 24 schneidet die polare öffnung 14 und erstreckt sich um die Zylinderfläche des zentralen Abschnitts 13 des Körpers 12. Jede Gehäusehälfte 10 und 11 weist eine flache diametrale Anlagefläche 25 auf. Die beiden Flächen der Gehäusehälften 10 und 11 kommen zur gegenseitigen Anlage, wenn die Gehäusehälften montiert sind, um ein geschlossenes Gehäuse zu bilden, das sich in achsialer Richtung öffnet und deren polare öffnungen 14 entlang einem einzigen Durchmesser orientiert sind.

7098R1/0683

Die Getriebeelemente der Differentialanordnung gemäß der Erfindung umfassen zwei Differentialkegelräder 26, die auf einem Montagestift 27 drehbar gelagert sind, der sich durch das Gehäuse und in die beiden polaren öffnungen 14 erstreckt. Der Stift ?7 ./.'i-it; eine solche Länge auf, daß er sich ausreichend weit bis zur Außenseite der Halbgehäuse 10 und 11 erstreckt, so daß ein Schnappring 28 um die Gehäusehälften gelegt und in die Nut 24 eingesetzt werden kann, welcher Schnappring einen Querschlitz 29 an jedem Ende des Lagerstiftes 27 eingreifen läßt. Der Lageroder Montagestift 27 weist eine schraubenförmige Schmiernut 30 auf der Außen- oder Mantelfläche auf.

Die beiden Differentialkegelräder 26 weisen Außenflächen auf, welche komplementär kugelschalenförmig zu den Polarzonen 16 gekrümmt sind, wobei zwei teilkugelschalenförmige Lagerbuchsen ?1 zwischen den sich gegenüberliegenden Flächen der Polarzonen 16 und der Außenflächen der Kegelräder 26 angeordnet sind. In ähnlicher Weise sind zwei Lagerscheiben 32 zwischen der Außenseite der auf den Halbachsen 17 montierten Kegelzahnräder 33 und den radialen Innenflächen 34 der Gehäusehälften 10 und 11 vorgesehen,

Nach dem Einsetzen der Lagerteile 31 und 32, der Differentialräder 26 und der Kegelritzel 33 sowie des Lagerstiftes 27 und vor dem Aufbringen des Schnapprings 28 wird ein großer Zahnkranz 35 über die beiden KOj^r₁ ,der Gftfyäys^hälften 10 und 11 geschoben

bis es -*ur Anlage an die radiale Innenflache 23 der Flansche 22 kommt. Nachdem der Zahnkranz 35 über die beiden GehäusehMlften 10 und 11 und gegen den Flansch 22 durch mehrere Schrauben 36 drehmomentmäßig festgelegt ist, wird der Schnappring 28 an seine Stelle gebracht. Durch diese Maßnahmen sind die beiden Gehäusehälften 10 und 11 zum Zweck der Handhabung und des Einbaus in ein Fahrzeug vereinigt.

Die Halbnaben 20 und 21 bilden somit vollständige Lagernaben für das Differentialgehäuse, das aus den beiden Gehäusehälften 10 und 11 besteht. Die Außenfläche!der beiden Naben können nunmehr auf den gewünschten genauen Durchmesser abgedreht werden, um zwei Außenlager 37 aufzunehmen, die ihrerseits durch zwei Achsgehäuse aufgenommen und gestützt werden, welche durch die Bezugs· ziffer 38 angedeutet sind. Die inneren Enden der sich gegenüberliegenden Halbachsen 17 werden dann in die öffnungen der Naben und der Kegelräder 33 eingeschoben und mit den Nuten 39 oder dgl, wird eine antriebsmäßige Verbindung hergestellt. Das Fahrzeug besitzt außerdem eine Hauptantriebswelle 40 und einen Antriebsritzel 41, der bei der Montage mit dem Zahnkranz 35 in Eingriff gebracht wird.

Bei der neuen Differentialanordnung besteht das Gehäuse aus zwei identischen Gehäusehälften. Der zentrale Abschnitt der beiden

Gehäusehälften bestimmt eine Kammer zur Aufnahme und Lagerung

709881 /0683

der verschiedenen Kegelräder, Der Körper Jeder Gehäusehälfte wird erzeugt durch Rotation einer Erzeugenden um die gemeinsame Mittellinie der Halbachsen des Fahrzeugs, so daß jede Gehäusehälfte eine halbzylindrische Außenfläche mit mehreren Abstufungen bildet. Die polaren Bohrungen, die sich in radialer Richtung erstrecken, und die Innenflächen der Gehäusehälften, bilden Lagerflächen für den Lagerstift bzw. die Kegelräder. Der Stift erstreckt sich senkrecht zur Mittellinie der Halbachsen und ragt in die öffnungen, die von teilkugelschalenförmigen Lagerflächen für die zugehörigen Kegelzahnräder umgeben sind. Nach Zusammenbau der Lagerhälften finden sämtliche im Inneren angeordnete Kegelzahnräder und Teile ihre feste Lagerung innerhalb der Gehäusehälften. Irgendwelche weiteren Befestigungen oder Lagerungen benötigen die Teile nicht.

Wenn die Teile eingebaut und die Gehäusehälften zusammengefügt worden sind, werden sie durch die Aufbringung eines äußeren Zahnkranzes und dessen antriebsmäßiger Befestigung an den Gehäusehälften fest zusammengehalten. Dieser Zusammenhalt wird noch erhöht durch die - nach entsprechender Abdrehung - nach dem Zusammenbau die Außenlager aufnehmenden Nabenabschnitte der Gehäusehälften. Somit werden die beiden Gehäusehälften im wesentlichen allein durch die Außenlager des Gehäuses und den äußeren Zahnkranz im zusammengebauten Zustand und die Innenteile im gegenseitigen Eingriff und in ihrer Lagerung gehalten. Um zu verhindern, daß der Lagerstift mitdreht, kann ein Sprengring die Gehäusehälften

709881/0683

umgeben und in einer entsprechenden Umfangsnut gesichert sein, welcher Sprengring durch Querschlitze an den Stirnflächen des Stiftes greift. Der Springring oder Federring dient gleichzeitig als Hilfsmittel, um die Gehäusehälften während der weiteren Montage zusammenzuhalten, d.h. während des Abdrehens der Außenflächen der Naben und des Aufbringens der Außenlager für das Gehäuse. Da das Abdrehen und Aufbringen der Außenlager häufig erst später unmittelbar vor dem Einbau in einen Motor und damit nicht beim Hersteller der Differentialanordnung erfolgt, hat der Sprengring die Aufgabe, die Anordnung vorläufig zusammenzuhalten während der Verpackung und Verschiffung bzw. des Transports und der Lagerung der vormontierten Differentialanordnung.

Damit wird eine besonders einfache, die Herstellung und den Transport sowie die Handhabung erleichternde Ausführungsform erzielt.

709881 /0683

Leerseite

Claims

Ansprüche

Differentialanordnung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem hohlen, umlaufenden Gehäuse aus zwei identischen Gehäusehälften mit äußeren Lagoabschnitten, einem äußeren Zahnkranz zur drehbaren Lagerung und zum Antreiben des Gehäuses und einem inneren Lagerabschnitt mit einer Ausnehmung zur Aufnahme der inneren Differentialelemente, dadurch gekennzeichnet , daß jede Gehäusehälfte (10,11) in einem mittleren Abschnitt (13) die Ausnehmung (15) zur Aufnahme der Kegelzahnräder (26,33) aufweist, welche Ausnehmung durch eine erzeugende um die Mittellinie der sich in entgegengesetzte Richtungen erstreckenden Fahrzeughalbachsen (17) gebildet ist, wobei der mittlere Abschnitt eine halbzylindrische Außenfläche aufweist, sowie an jedem seiner Enden eine koaxiale Halbnabe (20, 21), eine radiale Bohrung (14), die in den polaren Bereichen der Ausnehmung (15) mündet und einen halbkreisförmigen Montageflansch (22) für den Zahnkranz, und dass im zusammengebauten Zustand ein sich durch die radiale Bohrung (14) erstreckender Lagerstift (27) für die Differentialkegelräder (26), auf den Nabenabschnitten (20,21) Nabenlager (37) und an dem Montageflansch (22) der Zahnkranz (35) vorgesehen sind, und daß die Gehäusehälften allein durch Lagerstift, Nabenlager und Zahnkranz miteinander verbunden sind.

709881/0683

ORIGINAL INSPECTED

-1/- 272U68
2. Differentialanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung (28) vorgesehen ist, ■it deren Hilfe der Lagerstift (27) gegen Nitdrehen verriegelbar ist.
3. Differentialanordnung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß als Drehsicherung ein Schnappring (28) um die Gehäusehälften (10,11) gelegt ist, der an den Enden des Lagerstiftes (27) drehsichernd angreift.
4. Differentialanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmung (15) Jeder Gehäusehälfte (10,11) einen kugelschalenförmigen Begrenzungsabschnitt (16) aufweist, der die Mündung der radialen Bohrung (14) umgibt und daß die Differentialkegelräder (26) komplementäre, nach außen weisende Flächen aufweisen.
5. Gehäusehälfte für eine Differentialanordnung, insbesondere nach Anspruch 1 bis 4, welche Hälfte einen einstückigen teilhohlförmigen Körper von halbringförmiger Gestalt bildet, welche im die Mittellinie der Halbachsen des Fahrzeugs, auf denen die Gehäusehälften montierbar sind, rotiert, dadurch gekennzeichnet , daß ein zentraler Abschnitt (13) mit

7098P1 /nf?*^

2774468

- νί -3

halbzylindrischer Außenfläche vorgesehen ist, der einen halbringförmigen Innenraum mit zwei radialen Stirnwänden bildet, die Lagerflächen (32) für zwei auf den Halbachsen (17) Bontierbare Kegelräder, zwei sich senkrecht dazu gegenüberliegende teilkugelschalenförmige Lagerflächen ( 16 ) für zwei Differentialräder (26) und eine im Pol der Kugelschalenfläche angeordnete öffnung zur Aufnahme des Endes eines Lagerstifts (27) für die Zahnräder aufweist, und daß an einem Ende des zentralen Abschnitts ein teilringförmiger Montageflansch (22) mit in einer radialen Ebene liegenden Montagefläche (23) für den Außenzahnkranz sowie an jedem Ende eine Halbnabe (20,21) zur Aufnahme der Lager für die Gehäusehälfte vorgesehen sind.

709881