DE3536289C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Ausgleichsgetriebe mit einem
Differentialkorb in dem zwei Gleichlaufdrehgelenke und
zwei Achswellenkegelräder angeordnet sind, die jeweils mit
den gleichen Ausgleichsrädern kämmen und die jeweils ein
zu einem Gleichlaufdrehgelenk gehörendes Gelenkaußenteil
bilden, das jeweils über Kugelkörper drehfest mit einem
Gelenkinnenteil gekuppelt ist, wobei die Kugelkörper bei
Beugung des Gelenkes auf die winkelhalbierende Ebene, die
durch die Drehachsen des jeweiligen Gelenkinnen- und
Gelenkaußenteils gebildet sind, geführt werden.
Derartige Getriebe sind insbesondere für den Hinterachs
antrieb von Kraftfahrzeugen geeignet; auch eine Kopplung
zwischen zwei getriebenen Achsen ist mit einem derartigen
Getriebe ausführbar. Üblicherweise ist ein Ausgleichsge
triebe mit dem Fahrzeug verblockt und verfügt über Wellen
stummel, an die sich z. B. Gleichlaufdrehgelenke anschlie
ßen. Je größer dabei der Abstand zwischen der Getriebemitte
und dem Gelenkmittelpunkt der Gleichlaufdrehgelenke wird,
um so geringer wird die mögliche Baulänge der Wellen und
um so größer werden die erforderlichen Gelenkbeugewinkel.
Diese sollen aber aus Gründen der höheren Lebensdauer und
der geringeren Geräuschentwicklung möglichst klein gehal
ten werden.
Um dieses Ziel zu verfolgen, sind bereits in das Getriebe
gehäuse integrierte Gleichlaufdrehgelenke zur Ausführung
gekommen. Als nachteilig bei derartigen Ausgleichsgetrie
ben hat sich vielfach eine komplizierte Bauweise erwiesen,
durch die die Fertigungskosten wesentlich gestiegen sind.
Daneben sind in der Regel Gewichtsnachteile gegenüber
konventionell aufgebauten Ausgleichsgetrieben mit an
schließenden Gleichlaufdrehgelenken zu verzeichnen.
Ein Ausgleichsgetriebe der vorstehend genannten Art ist
aus der US 21 87 843 bekannt. Hierbei stützen sich die
jeweiligen Gelenkinnenteile mittelbar über Steuerkörper
und das Gelenkaußenteil sowie einen quer zur Achsrichtung
durchbohrten Ringkörper gegeneinander ab. Da das Gelenk
außenteil in die Abstützung einbezogen ist, ist keine
Möglichkeit gegeben, daß Zahnflankenspiel am Eingriff des
als Kegelrad ausgebildeten Gelenkaußenteils mit den Aus
gleichsrädern z. B. durch Verwendung von Gleitscheiben
unterschiedlicher Stärke zu verändern oder einzustellen.
Die Führung der Ausgleichsräder auf einem durch die Ge
lenkmitte gehenden Drehzapfen ebenso wie die Einbeziehung
des Gelenkaußenteiles in die gegenseitige Abstützung ver
hindern ein weiteres Annähern der beiden im Differential
korb aufgenommenen Gleichlaufgelenke.
Aus der AT-PS 1 13 843 ist ein Differentialgetriebe be
kannt, in dem zwei Gelenke aufgenommen sind, die keine
Gleichlaufeigenschaften haben. Auch hier sind die Aus
gleichsräder auf einem die Getriebemitte durchsetzenden
Zapfen geführt, der in seinem mittleren Bereich zur Schei
be ausgebildet sind, an der sich die Gelenkinnenteile der
Gelenke in Kugelkalotten abstützen. Eine Einstellmöglich
keit für das Zahnflankenspiel ist auch hier nicht gegeben.
Aus der DE-AS 10 19 185 ist ein Differentialgetriebe be
kannt, bei dem keine einbezogenen Gleichlaufdrehgelenke
vorgesehen sind, das jedoch einen geteilten Differential
korb aufweist. Hierbei sind die Ausgleichsräder auf einem
sogenannten Trägerkreuz gehalten, das einen mittleren
Ringkörper und außen im Gehäuse gehaltene Arme aufweist.
Durch die Öffnung des Ringkörpers hindurch ragen Abstütz
elemente, mit denen sich die Achswellenkegelräder mittel
bar und elastisch aneinander abstützen. Gedachten Schwenk
bewegungen der Abstützelemente würde der Ringkörper im
Wege stehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Ausgleichsgetriebe der eingangs genannten Art dahingehend
zu verbessern, daß der axiale Abstand zwischen der Ge
triebemitte und dem Gelenkmittelpunkt gering gehalten wird
und zugleich der konstruktive Aufbau vereinfacht und
wesentliche Teile in ihrer Herstellung verbilligt werden.
Die Lösung besteht darin, daß jedes Ausgleichsrad auf
einem einzelnen, im Differentialkorb festen Wellenzapfen
drehbar gelagert ist und daß sich die Gelenkinnenteile
unmittelbar über Kugelflächen aneinander abstützen, die
ihren Krümmungsmittelpunkt jeweils im Gelenkmittelpunkt
haben und die sich an den Wellenenden befinden.
Die grundlegende Wirkungsweise dieses Erfindungsgedankens
besteht darin, daß sich die innenliegenden Gelenkteile,
d. h. die Enden der Wellenzapfen oder die gegebenenfalls damit
einstückig ausgebildeten Kugelnaben,
in Richtung axial nach innen unmittelbar
an Gegen
flächen, die nicht Bestandteil der Gelenkaußenteile sind, mit
entsprechenden Gleitflächen abstützen.
Als Wirkung ergibt sich je
weils eine wesentlich vereinfachte und verkürzte Bauweise des
Gelenkaußenteil. Dieses kann nämlich napfartig und
hinterschnittfrei oder auch beidseitig offen rein zylindrisch
ausgeführt werden und muß die innenliegenden Gelenkbauteile
nur in einem axialen Teilbereich umschließen. Dadurch kann
insgesamt die Gelenkbauweise verkürzt werden und der Abstand
des Gelenkmittelpunktes zur Getriebemitte verringert werden.
Zumindest eine der bei Festgelenken üblicherweise vorgesehe
nen Abstützungen des Gelenkinnenteils gegenüber dem Gelenkau
ßenteil entfällt somit und wird durch eine Abstützung gegen
über einem anderen Teil, das
ein entsprechendes Teil des
gegenüberliegenden Gleichlaufgelenkes ist, ersetzt. Das
Gelenkaußenteil ist dabei, wie bei integrierten Gelenken üb
lich, als Abtriebskegelrad ausgebildet, das sich nach außen
am Getriebekorb und nach innen unmittelbar und ausschließlich
an den Ausgleichsrädern abstützt, wobei ein Spiel von ange
messener Größe vorzusehen ist, um einen geräusch- und ver
schleißarmen Lauf sicherzustellen. Hierdurch ist das Gelenk
außenteil an die Integration in das Getriebegehäuse angepaßt
und es brauchen außer der radial ausgerichteten Anschlagfläche keine axia
len Sicherungsmittel vorgesehen werden, so daß sich die axia
le Festlegung allein durch den Zusammenbau der Getriebehälf
ten ergibt.
Für integrierte Gelenke sind verschiedene Gelenkbauarten mög
lich, insbesondere eine solche als Doppel-Offset-Gelenk (DO-
Gelenk DE-PS 24 61 226, DE-OS 28 31 043), als Rzeppa-Festgelenk (RF-Gelenk DE-OS 25 56 608) und als "Under-
cut-Free"-Gelenk (UF-Gelenk US-PS 41 88 803). Sinngemäß ist auch eine Anwen
dung bei einem Tripodengelenk vorstellbar.
In der verkürzten Bauweise des Gelenkaußenteils, das durch
die unmittelbare gegenseitige axiale Abstützung der innenliegenden
Gelenkteile be
wirkt wird, tritt insbesondere die vereinfachte Herstellung
vorteilhaft hervor. So kann das Gelenkaußenteil beispielswei
se als einfaches Tiefziehteil oder als Stanzteil aus Blech
hergestellt werden oder aus innengeräumten Stangenmaterial oder aus
Rohr bestehen. Die konstruktive Vereinfachung ergibt
sich aus dem Wegfall innenliegender Stützflächen am Gelenkau
ßenteil zur axialen Festlegung der innenliegenden Gelenkbau
teile.
Das Gelenkaußenteil weist in der Regel eine napfartige, hinter
schnittfreie Form mit zylindrischer Außenfläche und zylin
drischer Innenfläche auf, in die die Rillen für die Führung
der Kugeln eingebracht sind. Die Abstützung des Gelenkinnen
teils nach außen kann hierbei insbesondere mittelbar über
einen Kugelkäfig gegenüber dem Getriebekorb stattfinden.
Bei einer vom Gelenkaußenteil unabhängigen Abstützung sowohl
nach innen als auch nach außen weist das Gelenkaußenteil in
der Regel eine innen- und außenzylindrische Form auf.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben.
Die Figur zeigt
ein Ausgleichsgetriebe mit zwei integrierten
Gleichlaufdrehgelenken, deren Wellenzapfen
sich unmittelbar gegeneinander abstützen.
In der Figur ist ein Ausgleichsgetriebekorb bzw.
-käfig 1 dargestellt, in dem mittig Zapfen 2 a, 2 b mit
tels Paßstiften 3 a, 3 b gehalten sind. Auf den Zapfen 2 a, 2 b
sind zwei Ausgleichs- bzw. Planetenräder 4 a, 4 b, die ge
genüber dem Getriebekäfig 1 kugelige Gleitflächen 5 a, 5 b aufwei
sen. Die Ausgleichskegelräder sind in Eingriff mit
Ausgangskegelrädern 6 a, 6 b, die in einer zylindrischen Bohrung
7 des Getriebekäfigs geführt sind und sich an radialen
Flächen 8 a, 8 b desselben axial nach außen abstützen. Gleitringe 9 a, 9 b
dienen der Minderung der Reibung und des Verschleißes. Mit den
Gelenkaußenteilen 6 a, 6 b sind jeweils Gelenkinnenteile 11 a, 11 b drehfest und
gelenkig über Kugelkörper 10 verbunden. Die Kugelkörper 10 a, 10 b
sind jeweils in Kugelkäfigen 12 a, 12 b geführt, die mit den Gelenkaußen
teilen kugelige Gleitflächen 13 a, 13 b und mit den Gelenkinnenteilen
kugelige Gleitflächen 14 a, 14 b haben, deren Mittelpunkte gegen
über dem Gelenkmittelpunkt jeweils axial in entgegengesetzten
Richtungen zueinander versetzt sind. Die Kugelkäfige haben dane
ben weitere, außenliegende kugelige Gleitflächen 15 a, 15 b die
sich an Gegenflächen 17 a, 17 b im Getriebekäfig nach außen
abstützen. Die Gelenkinnenteile können jeweils mittels einer üblichen
Keilverzahnung mit Wellenzapfen 16 a, 16 b verbunden sein.
Der Getriebekorb 1 ist über Schrägrollenlager 18 a, 18 b in
einem Getriebegehäuse 19 gehalten, das mittels Dichtungen
20 a, 20 b gegenüber den Wellenzapfen 16 a, 16 b abgedichtet ist.
Der Getriebekäfig ist aus den Käfighälften 1 a, 1 b
zusammengesetzt, wobei Verbindungsbolzen 21 zugleich ein Tel
lerrad 22 halten. Im Getriebekäfig sind zwei Wellenzapfen 2 a,
2 b mittels Paßstiften 3 a, 3 b fixiert, auf welchen die Aus
gleichskegelräder 4 a, 4 b rotieren. Die mit diesen in Eingriff
befindlichen Ausgangskegelräder 6 a, 6 b sind innen mit einer
durchgehenden Zylinderbohrung versehen, in der die Rillen für
die Kugelkörper 10 a, 10 b aufgenommen sind und durch die die
Kugelkäfige 12 a, 12 b teilweise hindurchtreten.
Die Wellenzapfen 16 a, 16 b sind einstückig mit Kugelnaben 11 a,
11 b ausgeführt, die über die Kugeln 10 a, 10 b mit den innen-
und außenzylindrischen, hinterschnittfreien Gelenkaußenteilen
6 im Eingriff stehen. Die Kugeln 10 a, 10 b sind in Kugelkäfi
gen 12 a, 12 b geführt, die in axialer Erstreckung beidseitig
jeweils über das Gelenkaußenteil 6 a, 6 b hinausragen. Die Ku
gelnaben 11 a, 11 b stützen sich mittelbar über die Kugelkäfige
12 a, 12 b an kugeligen Gleitflächen 15 a, 15 b gegenüber entsprechen
den Gegenflächen 17 a, 17 b im Getriebekorb zur Getriebeaußenseite
hin axial ab. Zur Gelenkmitte hin stützen sich die Wellenzap
fen 16 a, 16 b bzw. die Kugelnaben 11 a, 11 b über Wellenfortsätze
33 a, 33 b, die in kugeligen Flächenteilen 34 a, 34 b enden, unmit
telbar gegeneinander in der Getriebemitte ab.
Claims (5)
1. Ausgleichsgetriebe mit einem Differentialkorb (1 a,
1 b), in dem zwei Gleichlaufdrehgelenke und zwei
Achswellenkegelräder (6 a, 6 b) angeordnet sind, die
jeweils mit den gleichen Ausgleichsrädern (4 a, 4 b)
kämmen und die jeweils ein zu einem
Gleichlaufdrehgelenk gehörendes Gelenkaußenteil
bilden, das jeweils über Kugelkörper (10 a, 10 b)
drehfest mit einem Gelenkinnenteil (11 a, 11 b)
gekuppelt ist, wobei die Kugelkörper bei Beugung des
Gelenkes auf die winkelhalbierende Ebene, die durch
die Drehachsen des jeweiligen Gelenkinnen- und
Gelenkaußenteils gebildet sind, geführt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Ausgleichsrad (4 a, 4 b) auf einem einzelnen,
im Differentialkorb festen Wellenzapfen drehbar
gelagert ist und daß sich die Gelenkinnenteile (11 a,
11 b) unmittelbar über Kugelflächen (34 a, 34 b)
aneinander abstützen, die ihren Krümmungsmittelpunkt
jeweils im Gelenkmittelpunkt haben und die sich an den
Wellenenden (33 a, 33 b) befinden.
2. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Gelenkinnenteile (11 a, 11 b) in Richtung
zur Getriebeaußenseite jeweils axial mittelbar über
einen die Kugelkörper (10 a, 10 b) führenden Kugelkäfig (12 a, 12 b) am Differentialkorb (1)
abstützen.
3. Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wellenzapfen (16 a, 16 b) jeweils über die Ge
lenkinnenteile (11 a, 11 b) hinaus axial nach innen in
Wellenfortsätzen (33 a, 34 a) verlängert sind.
4. Ausgleichsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gelenkaußenteile (6 a, 6 b) jeweils innen und/
oder außen hinterschnittfrei ausgebildet sind.
5. Ausgleichsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gelenkaußenteile (6 a, 6 b) jeweils als Stanz
teil oder verformtes Blechteil angefertigt sind.
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