DE2724468A1 - Differentialanordnung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Differentialanordnung, insbesondere fuer kraftfahrzeugeInfo
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Description
PATENTANWÄLTE ~~l
BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN
5220
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-
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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
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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.
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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 :
Erfindung, wobei Teile weggebrochen dargestellt sind und die Figur weder die Gehäuselager, noch das Achsgehäuse
wiedergibt.
der Fig. 1, wobei die Figur die Kegelräder der Halbachsen
und die Differentialkegelräder und deren Lagerstift, die
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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.
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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.
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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
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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
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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.
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Leerseite
Claims (5)
- AnsprücheDifferentialanordnung, 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.709881/0683ORIGINAL 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) mit7098P1 /nf?*^2774468- νί -3halbzylindrischer 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
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