DE3623132A1 - Differentialgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe, insbesondere eine Halterung für eine ein Zahnrad tragende Welle im Getriebegehäuse. Differentialgetriebe haben meist eine oder mehr Wellen, die in einem Gehäuse drehbar gelagert sind und auf denen Zahnräder sitzen. Ein Problem hierbei ist, daß zum Haltern dieser Wellen im Getriebe­ gehäuse besondere Mittel erforderlich sind, wie z. B. Haltestifte, Federstifte, Schrauben, Schnappringe und dergleichen. Dies bedeutet, daß besondere Teile für die Halterung der Wellen erforderlich sind, die zur Hand sein müssen und besondere Kosten bedingen. Auch sind derartige Halterungen häufig außerhalb des Getriebegehäuses ange­ ordnet, wodurch der Platzbedarf erhöht wird. Schließlich sind spezielle Werkzeuge nötig, um derartige Halterungen einzubauen und auszubauen.

Es ist daher erwünscht, eine Einrichtung zu schaffen, die es er­ möglicht, eine Welle in einem Getriebegehäuse unter Vermeidung dieser Nachteile zu halten.

Die Erfindung betrifft eine solche Einrichtung. Vorgesehen ist eine erste Nut auf der Innenseite einer Öffnung im Differentialgehäuse, welche dazu dient, ein Ende einer Welle aufzunehmen und zu halten. Das Ende der Öffnung, das vom Differentialgehäuse aus nach außen gerichtet ist, ist mit einer abgeschrägten Schulter versehen. Eine oder beide Seitenwände der ersten Nut sind ebenfalls von der Nut aus nach außen abgeschrägt. Eine zweite Nut ist am äußeren Ende der Welle ausgebildet. Die beiden Nuten fluchten, wenn das Ende der Welle sich in einer gewünschten Position relativ zum Differentialgehäuse befindet. Eine Haltering ist in den beiden Nuten angeordnet und im Eingriff zwischen der Welle und dem Gehäuse, um eine axiale Bewegung der Welle relativ zum Gehäuse zu verhindern. Die Tiefen der beiden Nuten und die Neigungswinkel der Seitenwände der ersten Nut, die im Differentail­ gehäuse ausgebildet, können variiert werden, um eine Zerstörung des Halteringes zu ermöglichen oder zu verhindern, wenn die Welle ausgebaut wird und es kann ferner die Größe der für den Ausbau erforderlichen Kraft variiert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Einrichtung zum Haltern einer Welle in einem Differentialgehäuse zu schaffen. Die Halterung soll einen einfachen und schnellen Einbau und Ausbau der Welle erlauben und es soll eine möglichst kleine Anzahl von Teilen erforderlich sein und keine besonderen Werkzeuge benötigt werden.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend an­ hand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 einen Teilschnitt eines Differentialgetriebes mit einer Halterung für eine Welle zeigt.

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt vergrößert die Halterung für die Welle nach Fig. 2.

Fig. 4 zeigt im Schnitt eine erste alternative Ausführungsform der Halterung.

Fig. 5 zeigt im Schnitt eine zweite alternative Ausführungsform der Halterung und

Fig. 6 zeigt im Schnitt eine dritte alternative Ausführungsform für die Halterung nach der Erfindung.

Die Fig. 1-3 zeigen ein Differentialgetriebe 10 für ein Fahrzeug mit einer Einrichtung 11 zum Halten einer Welle. Das Differentailgetriebe 10 entspricht im Aufbau und in der Wirkungsweise allgemein den Getrieben, wie sie in den US-Patenten 28 59 641 und 37 35 647 beschrieben sind. Die erfindungsgemäße Halterung kann aber auch in Verbindung mit anderen Getrieben als den in diesen beiden Patenten genannten verwendet werden.

Das Differentialgetriebe 10 hat ein Gehäuse 12, in welchem ein Paar außenverzahnter Zahnräder 13 drehbar und koaxial zueinander gelagert sind. Die Zahnräder 13 sind mit entsprechenden nicht-gezeigten Antriebs­ achsen zur Drehung mit diesen verbunden. Um den Umfang der Zahnräder 13 ist eine Mehrzahl von Ausgleichsräder 15 angeordnet, von denen nur zwei dargestellt sind. Die Ausgleichsräder 15 sitzen drehbar auf entsprechenden Wellen 16, die an jedem Ende in entsprechenden Bohrungen 17 gehalten sind, welche in im Abstand liegenden Wänden des Gehäuses 12 axial miteinander fluchtend ausgebildet sind. Die Ausgleichsräder 15 haben eine Außenver­ zahnung und sie greifen in die Verzahnungen der Zahnräder 13 ein, so daß durch eine Drehung des Gehäuses 12 eine Drehung der Zahnräder 13 und damit der Antriebsachsen des Fahrzeuges in bekannter Weise bewirkt wird. An der Außenfläche des Gehäuses 12 am Umfang von einer der Bohrungen 17, die nach außen gerichtet ist, ist ein abgeschrägter Rand 18 ausgebildet, dessen Funktion nachfolgend beschrieben wird.

Wie Fig. 3 zeigt, ist eine erste ringförmige Nut 20 in der Innenfläche von einer der Bohrungen 17 ausgebildet. Seitenwände 20 a und 20 b der Nut 20 verlaufen quer zur Längsachse der Bohrung 17. Die Nut 20 hat eine mit D 1 bezeichnete Tiefe und eine Breite W 1. Eine zweite ring­ förmige Nut 21 ist in der Außenfläche der Welle 16 nahe bei deren Ende ausgebildet. Die Seitenwände 21 a und 21 b der zweiten Nut 21 verlaufen ebenfalls quer zur Längsachse der Bohrungen 17. Die zweite Nut 21 hat eine mit D 1 bezeichnete Tiefe und eine Breite W 2. Die beiden Nuten 20 und 21 fluchten miteinander, wenn die Welle 16 sich in der gewünschten axialen Position relativ zum Differentialgehäuse 12 befindet. Ein Halte­ ring 22 ist in den beiden Nuten 20 und 21 angeordnet und greift in die Welle 16 und in das Gehäuse 12 ein, wodurch eine axiale Bewegung der Welle 16 relativ zum Gehäuse 12 verhindert wird, wenn diese gewünschte axiale Position eingenommen wird. Obgleich der Haltering 22 mit kreis­ förmigem Querschnitt dargestellt ist, können auch andere Querschnitts­ formen verwendet werden, z. B. ovale, rechteckige und dergleichen.

Der Haltering 22 kann auch ein konventioneller C-förmiger Drahtring sein. In seiner unbelasteten Stellung sollte der Außendurchmesser des Halte­ ringes 22 gleich oder etwas größer als der Durchmesser der ersten Nut 20 sein, der durch die Tiefe D 1 definiert ist. Der Haltering 22 muß sich soweit zusammendrücken lassen, daß er ohne dauernde Verformung in der zweiten Nut 21 untergebracht werden kann. Für die Tiefe D 1 der ersten Nut 20 kann somit ein beliebiger Wert, kleiner als der Durchmesser des Halteringes 22 gewählt werden. Die Tiefe D 2 der zweiten Nut 21 sollte andererseits größer oder gleich dem Durchmesser des Halterings 22 sein. Die Breite W 1 der ersten Nut 20 und die Breite W 2 der zweiten Nut 21 werden so gewählt, daß sie größer als oder gleich der Breite des Halte­ rings 22 sind, gemessen axial bezüglich der Längsachse der Bohrungen 17. Zweckmäßigerweise werden die Breiten W 1 und W 2 nur etwas größer als die Breite des Halteringes 22 ausgebildet.

Zum Einbau der Welle 16 in das Gehäuse 12 wird der Haltering 22 zunächst um die zweite Nut 21 am Ende der Welle 16 angeordnet bzw. in diese einge­ setzt. Das entgegengesetzte Ende der Welle 16 wird dann in die Bohrung 17 durch die abgeschrägte Schulter 18 hindurch eingeschoben. Die Welle 16 wird dann axial einwärts durch die Bohrung 17 im Gehäuse 12 verschoben, worauf der Haltering 22 an der abgeschrägten Schulter 18 anschlägt, wo­ rauf der Haltering 22 in die Nut 21 hineingedrückt wird, bis er voll­ ständig in dieser eingeschlossen ist. Dies ist möglich, weil, wie oben erwähnt, die Tiefe D 2 der zweiten Nut 21 größer ist oder mindestens gleich dem Durchmesser des Halterings 22. Wenn die zweite Nut 21 radial mit der ersten Nut 20 fluchtet, wie in Fig. 3 dargestellt ist, federt der Haltering 22 nach außen und in Eingriff mit der ersten Nut 20. Da die Tiefe D 1 der Nut 20 kleiner ist als der Durchmesser des Halterings 22, gemessen quer zur Achse der Bohrungen 17, greift der Haltering 22 sowohl in die Welle 16 als auch in das Gehäuse 12 ein. Eine Axialbewegung der Welle 16 relativ zum Differentialgehäuse 12 wird dadurch verhindert.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 entstehen Beschädigungen an den Halte­ elementen 11, wenn die Welle 16 aus dem Gehäuse 12 herausgezogen wird. Solche Beschädigungen entstehen durch Scherung oder andere bleibende Verformungen am Haltering 22, weil die Seitenwände 20 a und 20 b der Nut 20 quer zur Längsachse der Bohrungen 17 verlaufen und damit quer zur Be­ wegungsrichtung der Welle 16 beim Ein- und Ausbau. In den Fig. 4, 5 und 6 sind alternative Ausführungsformen gezeigt, durch welche eine solche Beschädigung verhindert werden kann.

Fig. 4 zeigt eine erste alternative Ausführungsform der Haltemittel nach der Erfindung. Wie dargestellt, wird eine modifizierte erste Nut 25 im Gehäuse 12 ausgebildet. Die Nut 25 hat eine abgeschrägte Seitenwand 25 a auf der Seite der Nut 25, die näher zur abgeschrägten Schulter 18 liegt, während die andere Seitenwand 25 b der Nut 25 quer zur Längsachse der Bohrungen 17 verläuft. Die zweite Nut 21 in der Welle 16 und der Halte­ ring 22 können in derselben Weise ausgebildet sein, wie oben beschrieben. Auch die Tiefen D 1 und D 2 und die Breiten W 1 und W 2 (aus Gründen der Einfachheit hier nicht dargestellt) der Nuten 25 und 21 können in der­ selben Weise bemessen werden, wie oben beschrieben wurde. Wenn die Tiefe D 1 der ersten Nut 25 kleiner ist als der halbe Durchmesser des Drahtes 22, dann kann die Welle 16 aus dem Gehäuse ausgebaut werden, ohne daß eine der Komponenten der Haltemittel beschädigt wird. Zu diesem Zweck wird die Welle 16 aus dem Gehäuse 12 durch die abgeschrägte Schulter 18 hin­ durch hinausgeschoben, d. h. nach links in Fig. 4. Bei einer solchen Be­ wegung wird der Haltering 22 durch die querverlaufende Seitenwand 21 b der zweiten Nut 21 gegen die schräge Seitenwand 25 a gestoßen, so daß der Haltering 22 zusammen und vollständig in die Nut 21 hineingedrückt wird, worauf die Welle herausgeschoben werden kann. Eine solche Zusammen­ drückung des Halterings 22 tritt nicht ein, wenn die Tiefe D 1 der ersten Nut 25 größer ist oder gleich der Hälfte des Durchmessers des Halterings 22. Bei einer solchen Bemessung wird durch den Eingriff des Halterings 22 mit der querverlaufenden Seitenwand 21 b eine Kraft gegen den Haltering 22 aus­ geübt, die nicht nur eine Komponente in Bewegungsrichtung der Welle 16, sondern auch eine Komponente senkrecht hierzu enthält. Diese senkrechte Komponente der Kraft verhindert, daß der Haltering 22 sich einwärts be­ wegt, wenn er in Eingriff mit der schrägen Seitenwand 25 a tritt. Die Tiefe D 1 der ersten Nut 25 bestimmt somit, ob die Welle 16 aus dem Ge­ häuse 12 ohne Beschädigung von einer der Komponenten der Halteeinrichtung herausgenommen werden kann.

Fig. 5 zeigt eine zweite alternative Ausführungsform der Halteeinrichtung 16 nach der Erfindung. Wie dargestellt, ist eine modifizierte Nut 26 vorge­ sehen, die ein Paar abgeschrägter Seitenwände 26 a und 26 b hat. Die zweite Nut 21 in der Welle 16 und der Haltering 22 können in derselben Weise ausgebildet sein, wie oben beschrieben. Die Tiefen D 1 und D 2 und die Breiten W 1 und W 2 (nicht gezeigt wegen der Übersichtlichkeit) der Nuten 26 und 21 können bemessen sein, wie oben beschrieben. Bei dieser Ausführungs­ form kann die Welle 16 aus dem Gehäuse 12 in jeder Richtung herausge­ zogen werden, abhängig von dem Zusammenhang zwischen der Tiefe D 1 der ersten Nut 26 und dem Durchmesser des Halterings 22, wie vorstehend be­ schrieben worden ist.

Fig. 6 zeigt eine dritte alternative Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Halteeinrichtung. Wie dargestellt, ist eine modifizierte erste Nut 27 im Gehäuse 12 ausgebildet. Die Nut 27 hat ein Paar Seitenwände 27 a und 27 b, die quer zur Längsachse der Bohrungen 17 liegen. Ferner ist eine modifizierte zweite Nut 28 in der Welle ausgebildet. Die Nut 28 hat ein Paar schrägverlaufender Seitenwände 28 a und 28 b. Der Haltering 22 kann in derselben Weise ausgebildet sein, wie oben. Ebenso können die Tiefen D 1 und D 2 und die Breiten W 1 und W 2 (aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt) der Nuten 27 und 28 bemessen werden, wie vorstehend beschrieben. Die Ausführungsform nach Fig. 6 ist im Grunde eine Umkehrung der Ausführungsform nach Fig. 5. Demgemäß muß die Tiefe D 1 der Nut 27 größer sein, oder wenigstens gleich dem Durchmesser des Halterings 22, damit dieser beim Ausbau und beim Einbau vollständig in diese Nut hinein­ gedrückt werden kann. Die Tiefe D 2 der Nut 28 andererseits kann auf jeden Wert, kleiner als der Durchmesser des Halteringes 22, bemessen werden. Wenn die Tiefe D 2 der zweiten Nut 28 größer ist oder gleich der Hälfte des Durchmessers des Halterings 22, können Beschädigungen an einer der Komponenten der Halteeinrichtung eintreten, wenn die Welle 16 aus den Bohrungen 17 herausgenommen wird. Wenn die Tiefe D 2 der zweiten Nut 28 kleiner ist als der halbe Durchmesser des Halterings 22, wird eine Be­ schädigung beim Ausbau der Welle 16 aus den Bohrungen 17 verhindert.

Claims (9)

1. Differentialgetriebe mit einem drehbaren Gehäuse mit einer Außen­ fläche und im Abstand liegenden Wänden, einem Paar fluchtender Bohrungen in den Wänden und einer Welle, die drehbar in den Bohrungen gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenfläche des Ge­ häuses längs dem Umfangs von einer der Bohrungen ein abgeschrägter Rand ausgebildet ist, daß in einer der beiden Bohrungen eine erste ringförmige Nut ausgebildet ist, daß in der Außenfläche der Welle eine zweite ringförmige Nut ausgebildet ist, und daß ein Halte­ ring (22) in der ersten und der zweiten Nut angeordnet ist, der in die Welle (16) und in das Gehäuse (12) eingreift, sobald die bei­ den Nuten miteinander fluchten.

2. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering aus einem C-förmigen Drahtelement gebildet ist und dessen Außendurchmesser in unbelastetem Zustand nicht kleiner ist als der Durchmesser der ersten Nut.

3. Differentialgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Nuten Seitenwände haben, die quer zur Längsachse der Bohrungen liegen.

4. Differentialgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Tiefe der ersten Nut kleiner ist als der Durchmesser des Halterings.

5. Differentialgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der zweiten Nut nicht kleiner ist als der Durchmesser des Halterings.

6. Differentialgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Nut mit wenigstens einer abgeschrägten Seitenwand versehen ist.

7. Differentialgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der ersten Nut kleiner ist als der Durchmesser des Halterings.

8. Differentialgetriebe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der zweiten Nut nicht kleiner ist als der Durchmesser des Halterings.

9. Differentialgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Nut oder die zweite Nut mit zwei abgeschrägten Seiten­ wänden versehen ist.