DE3814205C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kegelradausgleichsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem angetriebenen und drehbar in einem Gehäuse gelagerten Differentialkorb aufweist, in dem achsgleich zu dessen mit dem Gehäuse gebildeter Drehachse zwei Abtriebskegelräder gelagert sind, die mit drei Ausgleichskegelrädern in Eingriff sind, die auf rechtwinklig zur Drehachse angeordneten Zapfen drehbar aufgenommen sind, welche sich im Differentialkorb drehfest abstützen.

Bei einem solchen aus der DE-PS 6 92 007 bekannten Kegelradausgleichsgetriebe ist der Träger ortsfest im Differentialkorb angeordnet. Die drei Ausgleichskegelräder stützen sich unter Zwischenschaltung von Scheiben gegen einen im Differentialkorb schwimmend gelagerten Ring ab. Hierdurch können sich die Ausgleichskegelräder gegenüber den Abtriebskegelrädern in radialer Richtung bezüglich der Drehachse des Differentialkorbes einstellen, um möglichst gleichmäßig zu tragen.

Für den Fall, daß vier Ausgleichskegelräder vorhanden sind, sind die beiden senkrecht zueinanderstehenden Bolzen, die jeweils zwei Ausgleichskegelräder aufnehmen, in Richtung der Bolzenachse gegen mit den Bolzen fest verbundenen Buchsen abgestützt, die in Bohrungen des Differentialkorbes verschiebbar aufgenommen sind. Hierdurch wird ebenfalls eine Einstellung in radialer Richtung erreicht. Die Bolzen sind in radialer Richtung jedoch nicht in Axialrichtung, d. h. in Richtung der Drehachse des Differentialkorbes, verschiebbar gehalten. Bei Verwendung von vier Ausgleichskegelrädern sind die Zahnflankenbelastungen im allgemeinen nicht ausgeglichen; die Ausgleichskegelräder werden dann ungleich beansprucht. Dies tritt insbesondere bei nicht vermeidbaren Rundlauffehlern der Ausgleichskegelräder ein. Dies trifft auch dann zu, wenn der Träger axial verschieblich aufgenommen ist. Selbst wenn drei Ausgleichskegelräder an einem am Differentialkorb befestigten oder verschiebbaren Träger befestigt würden, könnten die vorbeschriebenen Probleme noch auftreten.

Es ist auch schon ein Differentialstern mit sechs Zapfen bekannt, der aus zwei dreischenkeligen Differentialsternen zusammengesetzt ist. Diese beiden jeweils drei Zapfen umfassenden Differentialsterne sind jedoch formschlüssig miteinander verbunden und darüber hinaus sind auf jedem Zapfen zwei Ausgleichskegelräder drehbar gelagert. Infolge dieser Ausbildung verhalten sich die beiden zu einem sechs Zapfen aufweisenden Ausgleichskegelradträger zusammengesetzten dreischenkeligen Differentialsterne wie ein einziger Ausgleichskegelradträger. Diesem aus der DE-OS 30 00 128 bekannten Differentialgetriebe, welches für Lastkraftwagen gedacht ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine doppelte Untersetzung zu ermöglichen. Aus diesem Grunde sind auf den einzelnen Zapfen jeweils in unterschiedlicher radialer Lage zwei Kegelräder angeordnet.

Es ist aus dem Stand der Technik (DE 37 13 819 A1) auch bekannt, einen Ausgleichsradträger im Differentialkorb in Nuten axial bezüglich der Drehachse des Differentialkorbes bewegbar aufzunehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kegelradausgleichsgetriebe zu schaffen, bei dem selbsttätig eine gleichmäßige Lastverteilung auf alle an der Drehmomentübertragung zu beteiligenden Ausgleichskegelräder erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Enden jedes Zapfens des Trägers drehfest in zur Drehachse sich parallel erstreckenden Nuten des Differentialkorbes zur Verschiebung in Richtung der Drehachse aufgenommen sind, und daß der Träger ausgehend von seiner die Drehachse des Differentialkorbes rechtwinklig schneidenden Lage um den Schnittpunkt in Längsrichtung der Nuten schwenkbar über seine Zapfen aufgenommen ist, wozu die Endflächen der Zapfen entweder Spiel zur Grundfläche der Nuten aufweisen oder als Teilflächen eines Zylinders ausgebildet sind, dessen jeweilige Achse senkrecht zur zugehörigen Zapfenachse in der Ebene der Zapfenachsen und durch den Schnittpunkt der die Achsen aller Zapfen enthaltenden Ebene mit der Drehachse des Differentialkorbes verläuft.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß sich der Träger zusammen mit den Ausgleichskegelrädern selbst so einstellen kann, daß zum Beispiel Rundlauffehler der Ausgleichskegelräder ebenso ausgeglichen werden, wie auch daraus resultierende ungleiche Lastverteilungen. Von Vorteil dabei ist, daß ein geringerer Verschleiß an den Zahnflanken auftritt. Darüber hinaus wird vom Prinzip her durch die vorhandenen drei Zapfen eine verbesserte Lastverteilung erreicht. Es kann ein statisch bestimmtes System erzielt werden. Bevorzugt weisen die Zapfen an dem Träger gleiche Umfangsabstände bzw. eine Teilung von 120° auf. Es ist jedoch auch eine ungleiche Teilung möglich.

Das Spiel zum Nutgrund ist entsprechend der gewünschten Schwenkbarkeit bemessen. Zum Ausgleich ist nur eine bestimmte Schwenkbarkeit erforderlich; sie kann also begrenzt werden. Anstelle der zylindrischen Teilfläche kann auch eine ballige Gestaltung treten.

Zur Reduzierung der Flächenpressung sind die Zapfen an ihren radial äußeren Enden mit parallel zu der Ebene, die jeweils ihre Achse und die Drehachse enthält, verlaufenden Abflachungen versehen, mit denen sie an den Flanken der Nuten drehfest abgestützt sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgeschlagen, daß der Träger eine zentrale Bohrung aufweist, durch die eine mit einem Abtriebskegelrad drehfest verbundene Abtriebswelle mit Spiel hindurchgeführt ist. Ferner kann die Antriebswelle an ihrem durch den Träger hindurchgeführten Ende mit der Nabe einer zugehörigen, ein Bremsmoment erzeugenden Kupplung und das andere Abtriebskegelrad mit dem Gehäuse der Kupplung verbunden sein.

Dabei ist bevorzugt vorgesehen, die Kupplung als Viskosekupplung auszubilden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 ein Antriebsschema für ein vorderradgetriebenes Kraftfahrzeug,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein offenes Kegelradausgleichsgetriebe,

Fig. 3 einen Querschnitt nur durch den Differentialkorb mit Kegelradträger und Ausgleichskegelrädern,

Fig. 4 eine Ansicht eines selbsttätig begrenzt sperrenden Kegelradausgleichsgetriebes ohne Gehäuse, teils geschnitten.

Fig. 1 zeigt ein Antriebsschema für ein Kraftfahrzeug, bei dem die beiden Vorderräder 1 und 2 angetrieben sind. Die beiden Hinterräder 3 und 4 werden nur mitgeschleppt.

Der Antrieb des Fahrzeuges erfolgt durch den Motor 5 über das Schaltgetriebe 6, das Kegelradausgleichsgetriebe 7 und die Antriebswellen 8 und 9 auf die Vorderräder 1, 2. Das Kegelradausgleichsgetriebe 7 kann als offenes oder als selbsttätig begrenzt sperrendes Kegelradausgleichsgetriebe ausgebildet sein. Für den Fall der selbsttätig begrenzt sperrenden Ausbildung ist dem Kegelradausgleichsgetriebe eine ein Bremsmoment erzeugende Kupplung zugeordnet.

Nachfolgend wird die Ausbildung des offenen Kegelradaus­ gleichsgetriebes anhand der Fig. 2 und 3 erläutert. Das Kegelradausgleichsgetriebe 7 umfaßt ein Ge­ häuse 10, in dem ein Differentialkorb 11 um die Drehachse 17 drehbar gelagert ist. Der Differentialkorb 11 wird über ein nicht dargestelltes Zahnrad vom Schaltgetriebe ange­ trieben. In dem Differentialkorb 11 sind achsgleich zur Drehachse 17 des Differentialkorbes 11 zwei Abtriebskegel­ räder 12, 13 drehbar angeordnet. Die beiden Abtriebskegel­ räder 12, 13 sind über die Antriebswellen 8, 9 mit je einem Vorderrad 1, 2 drehmomentmäßig verbunden. Zwischen den beiden Abtriebskegelrädern 12, 13 ist ein Ausgleichs­ kegelradträger 16 angeordet. Er besitzt umfangsverteilt angeordnete Zapfen 15, deren Achsen 19 in einer Ebene liegen. Auf den Zapfen 15 sind Ausgleichskegelräder 14 drehbar gelagert, welche jeweils mit beiden Abtriebskegel­ rädern 12 und 13 kämmen. Die Zapfen 15 des Trägers 16 sind mit ihren Enden in Nuten 18 in der Innenfläche 34 des Differentialkorbes 11 drehfest aufgenommen. Die Nuten 18 erstrecken sich parallel zur Drehachse 17 des Differen­ tialkorbes 11. In den beiden Drehrichtungen sind die Enden der Zapfen 15 mit Abflachungen 20 versehen, welche an den Flanken 21 der Nuten 18 flächig anliegen. Die Endflächen 22 der Zapfen 15 weisen zur Grundfläche 23 der Nuten 18 ein Spiel auf. Die axiale Erstreckung der Nuten 18 ist ferner so bemessen, daß sich der Träger 16 gegenüber dem Differentialkorb 11 zumindest in Grenzen axial verstellen kann. Der Träger 16 ist um den Schnittpunkt S zwischen der Ebene, die die Zapfenachsen 19 enthält, mit der Drehachse 17 des Differentialkorbes 11 begrenzt schwenkbar aufgenommen. Durch diese begrenzte Schwenkbarkeit ist es möglich, daß sich zum einen der Träger 16 und zum anderen die Ausgleichskegelräder 14 so einstellen können, daß eine gleichmäßige Lastverteilung gegeben ist. Zwischen den Außenflächen der Ausgleichs­ kegelräder 14 und der Innenfläche 34 des Diffe­ rentialkorbes 11 sind Lagerscheiben 35 angeordnet. Hierdurch wird eine kugelige Anlage und Abstützung der Ausgleichskegelräder 14 gegenüber dem Differentialkorb 11 erreicht.

In Fig. 4 ist ein selbsttätig begrenzt sperrendes Kegel­ radausgleichsgetriebe 7 dargestellt. Vom Prinzip her ent­ spricht die Ausbildung und Anordnung der Ausgleichskegel­ räder 14, der Abtriebskegelräder 12, 13 und des Trägers 16 mit den Zapfen 15 dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3. Im Differentialkorb 11 des Kegelradausgleichs­ getriebes 7 ist jedoch noch zusätzlich eine Kupplung zur Erzeugung eines Sperrmomentes angeordnet. Die Kupplung ist mit 25 bezeichnet. Sie ist als Viskosekupplung ausge­ bildet. Das Abtriebskegelrad 12 ist drehfest mit einem Flansch 28, der Teil des Gehäuses 27 der Kupplung 25 ist, verbunden. Das Kupplungsgehäuse 27 umfaßt ferner den Mantel 30 und den anderenends angebrachten Flansch 29. Ferner weist die Kupplung 25 eine Kupplungsnabe 26 auf. Im Ringraum zwischen Kupplungsnabe 26 und Mantel 30 sind Lamellen angeordnet. Es sind zwei Sätze von Kupplungslamellen 31, 32 vorgesehen, von denen die Außenlamellen 32 drehfest und über Distanzringe 33 im Abstand zueinander in Verzahnungen des Mantels 30 gehalten sind. Der Kupplungsnabe 26 sind über Verzahnungen drehfest Innenlamellen 31 zugeordnet. Die Außenlamellen 32 und Innenlamellen 31 sind abwechselnd angeordnet. Die Antriebswelle 8, die zum Antrieb des Vorderrades 2 dient, ist über einen Zapfen drehfest mit dem Abtriebskegelrad 13 verbunden. Ferner ist die Antriebswelle 8 durch eine Bohrung 24 im Träger 16 hindurchgeführt und steht über eine Verzahnung in einer Bohrung der Kupplungsnabe 26 mit dieser ebenfalls in drehfester Verbindung. Das Abtriebskegelrad 12 steht über den Flansch 18, den Mantel 30 und den Flansch 29 mit der Antriebswelle 9 in drehfester Verbindung. Hierzu ist die Antriebswelle 9 in einem zylindrischen Fortsatz des Flansches 29 drehfest aufgenommen. Der von den Lamellen 31, 32 nicht besetzte Innenraum der Kupplung 25 ist mit einer viskosen Flüssigkeit, beispielsweise Silikonöl, zumindest teilweise gefüllt. Das Radialspiel zwischen der Außenfläche der Antriebswelle 8 und der Wandung der Bohrung 24 im Träger 16 ist so groß bemessen, daß die begrenzte Schwenkbeweglichkeit des Trägers 16 mit den Zapfen 15 gegenüber dem Differentialkorb 11 nicht behindert wird.

Die Funktion der Viskosekupplung, die bei Auftreten von unterschiedlichen Haftbeiwerten an den beiden Vorder­ rädern 1 und 2 ein Bremsmoment, bis zum Einstellen eines Gleichgewichtes an beiden Abtriebskegelrädern 17, 13 erzeugt, ist an sich bekannt.

Der Einfachheit halber ist in Fig. 4 das Ge­ häuse, in dem der Differentialkorb 11 gelagert ist, nicht dargestellt.

Claims (5)

1. Kegelradausgleichsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, das einen angetriebenen und drehbar in einem Gehäuse gelagerten Differentialkorb aufweist, in dem achsgleich zu dessen mit dem Gehäuse gebildeter Drehachse zwei Abtriebskegelräder gelagert sind, die mit drei Ausgleichskegelrädern in Eingriff sind, die auf rechtwinkelig zur Drehachse in einer Ebene liegenden und an einem zentralen Träger angeordneten Zapfen drehbar aufgenommen sind, welche sich im Differentialkorb drehfest abstützen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Enden jedes Zapfens (15) des Trägers (16) drehfest in zur Drehachse (17) sich parallel erstreckenden Nuten (18) des Differentialkorbes (11) zur Verschiebung in Richtung der Drehachse (17) aufgenommen sind,
und daß der Träger (16) ausgehend von seiner die Drehachse (17) des Differentialkorbes (11) rechtwinklig schneidenden Lage um den Schnittpunkt (S) in Längsrichtung der Nuten (18) schwenkbar über seine Zapfen (17) aufgenommen ist, wozu die Endflächen (22) der Zapfen (15) entweder Spiel zur Grundfläche (23) der Nuten (18) aufweisen oder als Teilflächen eines Zylinders ausgebildet sind, dessen jeweilige Achse senkrecht zur zugehörigen Zapfenachse (19) in der Ebene der Zapfenachsen (19) und durch den Schnittpunkt (S) der die Achsen (19) aller Zapfen (15) enthaltenden Ebene mit der Drehachse (17) des Differentialkorbes (11) verläuft.

2. Kegelradausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (15) an ihren radial äußeren Enden mit parallel zu der Ebene, die jeweils ihre Achsen (19) und die Drehachse (17) enthält, verlaufenden Abflachungen (20) versehen sind, mit denen sie an den Flanken (21) der Nuten (18) drehfest abgestützt sind.

3. Kegelradausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (16) eine zentrale Bohrung (24) aufweist, durch die eine mit einem Abtriebskegelrad (13) drehfest verbundene Abtriebswelle (8) mit Spiel hindurchgeführt ist.

4. Kegelradausgleichsgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (8) an ihrem durch den Träger (16) hindurchgeführten Enden mit der Nabe (26) einer zugehörigen, ein Bremsmoment erzeugenden Kupplung (25) und das andere Abtriebskegelrad (12) mit dem Gehäuse (27) der Kupplung (25) verbunden ist.

5. Kegelradausgleichsgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (25) als Viskosekupplung ausgebildet ist.