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Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, mit einem einteilig hergestellten
Differentialgetriebegehäuse, das zwei Seitenöffnungen aufweist,
über die Zahnritzel und Seitenzahnräder in das
Differentialgetriebegehäuse eingesetzt und aus ihm entnommen werden
können, und bei dem die Zahnritzel und die Seitenzahnräder in
der zusammengebauten Stellung drehbar an der Innenwand des
Differentialgetriebegehäuses über zugehörige Abstützteile
anliegen.
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Differentialgetriebe dieses Typs sind aus US-A-3,653,280
bekannt und werden vorzugsweise in Kraftfahrzeugen des
Personenkraftwagen-Typs verwendet, in denen Differentialgetriebe
mit zwei Zahnritzeln erforderlich sind. Der Umstand, daß das
Differentialgetriebegehäuse nicht geteilt werden kann, bietet
den Vorteil, daß das Differentialgetriebe geringen Raumbedarf
hat und für gleiche Beanspruchung mit geringerem Gewicht
ausgeführt werden kann als ein teilbares Differentialgetriebe,
und daß es einfach zusammenbaubar ist. Die benutzten
Abstützteile bestehen aus Verschleißplatten, woraus sich als Lager
Gleitlager ergeben haben. Dies hat jedoch zu dem Nachteil
geführt, daß die Innenreibung im Differentialgetriebe in
einigen Fällen so groß sein kann, daß eine Drehung eines
Ausgleichsrades bei voll erreichter Reibung verhindert werden
kann. Dies bildet eine Schwierigkeit hauptsächlich bei mit
leistungsfähigen Motoren ausgerüsteten Fahrzeugen, bei denen
die Zahnritzel großen Kräften in axialer Richtung ausgesetzt
sind. Die Folge kann dann sein, daß das Fahrzeug schwierig
kontrollierbar wird und bei Beschleunigung ausbricht, mit den
damit verbundenen Unfallrisiken.
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Es ist bisher an sich bekannt, zur Verringerung der Reibung
in Differentialgetrieben Rollenlager zu verwenden, aber in
den Fällen, in denen dies durchgeführt wurde, waren die
Differentialgetriebegehäuse teilbar, um den Einbau der
Rollenlager zu ermöglichen.
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Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung eines
Differentialgetriebes des eingangs genannten Typs in der Weise, daß
Reibung verringert wird und gleichzeitig eine einfache und
raumsparende Ausführung und eine einfach zusammenbaubare
Konstruktion beibehalten werden.
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Diese Aufgabe wird bei einem Differentialgetriebe der
eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in
jedem von zwei sich gegenüberliegenden Abstützteilen
einerseits ein Lager, in dem Lagerelemente dazu bestimmt sind,
eine Abwälzbewegung auszuführen, und andererseits eine
Stützplatte vorhanden ist, die ein mittiges Wellenaufnahmeloch
aufweist und deren eine Seite von konvexer Gestalt ist, die
an die Innenwand des Differentialgetriebegehäuses anlegbar
ist, und deren andere Seite eine erste Lagerfläche für das
Lager aufweist, daß ein Ende des am Abstützteil anliegenden
Seitenzahnrades oder Zahnritzels eine zweite Lagerfläche für
das Lager aufweist, und daß die Stützplatte eine Führung für
das Lager in radialer Richtung bildet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform eines solchen
Differentialgetriebes weist die Stützplatte einen in axialer
Richtung herausragenden Bund zum Führen des Lagers in
radialer Richtung auf. Dieser Bund kann entweder auf der radial
innengelegenen oder der radial außengelegenen Seite des
Lagers angeordnet sein.
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Die eine, konvexe Seite der Stützplatte kann
vorteilhafterweise sphärisch sein.
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Eine erfindungsgemäße Konstruktion ermöglicht es, dem
Differentialgetriebe hinsichtlich der Reibung verbesserte
Eigenschaften zu verleihen, dabei gleichzeitig ein
Differentialgetriebegehäuse normalen Typs beizubehalten. Ein weiterer
Vorteil ist, daß die Bauteile des Differentialgetriebes einfach
herzustellen und zusammenzubauen sind.
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Die Erfindung wird in Einzelheiten nachstehend unter
Bezugnahme auf ein in der beigefügten Zeichnung dargestelltes
Ausführungsbeispiel beschrieben. In der Zeichnung zeigt
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Fig. 1 eine Seitenansicht eines
Differentialgetriebegehäuses für ein Differentialgetriebe gemäß der
Erfindung mit einem Tellerrad,
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Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Differentialgetriebe
gemäß der Erfindung,
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Fig. 3 ein Abstützteil eines ersten Typs für das
Differentialgetriebe gemäß Fig. 2, und
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Fig. 4 ein Abstützteil eines zweiten Typs für das
Differentialgetriebe gemäß Fig. 2.
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Ein Differentialgetriebe 1 gemäß der Erfindung weist ein
einteilig hergestelltes Differentialgetriebegehäuse 2 auf, das
mit einem runden Flansch 3 versehen ist, an dem ein Tellerrad
4 mittels einer Anzahl Schrauben 5 befestigt ist. Das
Tellerrad 4 ist dazu bestimmt, in herkömmlicher Weise zusammen mit
dem Differentialgetriebegehäuse 2 um die Drehachse 6 des
Differentialgetriebegehäuses gedreht zu werden. Auf diese Weise
können zwei im Differentialgetriebegehäuse 2 drehbar
gelagerte Abtriebswellen 7 und 8 in Drehung versetzt werden, wenn
nötig mit verschiedenen Geschwindigkeiten.
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In Anbetracht der Bekanntheit der allgemeinen Konstruktion
des Differentialgetriebes, werden nachstehend nur die
Bauteile des Differentialgetriebes beschrieben, die für das
Verständnis der Erfindung wesentlich sind.
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Das Differentialgetriebegehäuse 2 weist in seiner Wand 9 zwei
relativ große, sich gegenüberliegende Seitenöffnungen 10 auf,
über die im Differentialgetriebegehäuse anzuordnende Bauteile
in das Differentialgetriebegehäuse eingeführt und aus ihm
entnommen werden können. Diese Art des
Differentialgetriebegehäuses bildet einen Standardtyp, beispielsweise in der
Kraftfahrzeugindustrie. In herkömmlicher Weise sind die
Abtriebswellen 7 und 8 mit zugehörigen Seitenzahnrädern 11 und
12 drehfest verbunden, die im Differentialgetriebegehäuse 2
drehbar gelagert sind und ihrerseits mit zwei Zahnritzeln 13
und 14 in Zahneingriff stehen, welche auf einer
Differentialgetriebewelle 15 drehbar angeordnet sind. Die Zahnritzel 13
und 14 liegen über zugehörige Abstützteile 17 und 18 an der
Innenwand 16 des Differentialgetriebegehäuses an. An den
Seitenzahnrädern 11 und 12 sind entsprechende Abstützteile 19
und 20 vorgesehen.
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Der näher detaillierte Aufbau eines Abstützteils ist in Fig.
3 dargestellt, die ein Abstützteil 17 zeigt. Bei diesem
Abstützteil 17 arbeitet mit einer Stützplatte 21 ein Lager 22
zusammen. Die Stützplatte 21 ist mit einem mittigen
Wellenaufnahmeloch 23, in diesem Falle für die
Differentialgetriebewelle 15 versehen und weist an einer Seite eine konvexe
Fläche 24 zur Anlage an der Innenwand 16 des
Differentialgetriebegehäuses auf. Die andere Seite der Stützplatte weist
eine erste Lagerfläche 25 für das Lager 22 auf, welches dazu
bestimmt ist, mit seiner entgegengesetzten Seite direkt an
einem Ende des Zahnritzels 13 anzuliegen, das zu diesem Zweck
mit einer für das Lager 22 bestimmten zweiten Lagerfläche 26
versehen ist (sh. Fig. 2). Die Stützplatte 21 bildet eine
Führung in radialer Richtung für das Lager 22 und ist zu
diesem Zweck mit einem axial herausragenden Bund 27 versehen.
Gemäß Fig. 3 kann dieser Bund 27 an der radial innengelegenen
Seite des Lagers angeordnet sein, was für die Abstützteile 17
und 18 zutrifft, kann aber auch, gemäß Fig. 4, an der radial
außengelegenen Seite des Lagers 22 vorgesehen sein, was auf
die Abstützteile 19 und 20 zutrifft. Um die Relativdrehung
zwischen der Stützplatte 21 und dem Lager 22 zu erleichtern,
besteht zweckmäßigerweise ein bestimmtes Spiel zwischen dem
Bund 27 und dem Lager 22.
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Das Lager 22 ist ein Rollenlager, in dem eine Anzahl
Lagerelemente 28 zur Ausführung einer Abwälzbewegung bestimmt und
mittels eines Lagerelementhalters 29 in einer gewünschten
Relativstellung gehalten sind. Beim gezeigten Fall besteht
jedes Lagerelement 28 aus einem zylindrischen Körper von
überwiegender Längserstreckung, dessen Längsachse in bezug
auf die Stützplatte 21 radial ausgerichtet ist. Das
zusammengebaute Lager kann somit als Nadellager-Typ bezeichnet
werden. Die Lagerflächen, z.B. 25 und 26, an denen die
Lagerelemente anliegen, sind in diesem Falle rechtwinklig zur
Drehachse der von den Abstützteilen getragenen
Differentialzahnräder oder Differentialräder. Jedoch ist selbstverständlich
die Wahl einer anderen Ausführung möglich, bei der die
Lagerelemente 28 von anderer Gestalt sind und die Lagerflächen auf
andere Weise ausgelegt und ausgerichtet sind.
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Die für die Anlage an der Innenwand 16 des
Differentialgetriebegehäuses bestimmte konvexe Fläche 24 der Stützplatte 21
kann, ähnlich dem entsprechenden Querschnitt der Innenwand
16, vorteilhafterweise von sphärischer Gestalt sein, kann
z.B. aber auch von zwei oder mehr aneinander anstoßenden
Kegelflächenabschnitten gebildet sein. Es ist jedoch wichtig,
daß die Gestalt so ist, daß der Einbau wenigstens der
Zahnritzel 13 und 14 über die Seitenöffnungen 10 im
Differentialgetriebegehäuse
ausgeführt werden kann. Diese Zahnritzel
13, 14 mit den zugehörigen Abstützteilen müssen beim Einbau
über jede Seitenöffnung 10 gleichzeitig in Zahneingriff mit
den im Differentialgetriebegehäuse montierten
Seitenzahnrädern 11 und 12 gebracht werden, wonach die Zahnritzel 13, 14
und die Seitenzahnräder 11, 12 als Einheit in der
Umfangsrichtung des Differentialgetriebegehäuses gedreht werden,
wogegen die auf der Rückseite der Zahnritzel 13, 14
angeordneten Abstützteile auf der Innenwand des
Differentialgetriebegehäuses gleiten. Daher muß die Innenwand des
Differentialgetriebegehäuses eine Gestalt besitzen, die zur Drehachse 6
rotationssymmetrisch ist, um es zu ermöglichen, daß die
Zahnritzel beim gleichzeitigen Zahneingriff in die
Seitenzahnräder in die richtige Position im Differentialgetriebegehäuse
gedreht werden können.
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Die Stützplatten 21 können durch maschinelles Bearbeiten von
Werkstücken aus massivem Werkstoff hergestellt werden, können
aber auch auf andere Weise ausgebildet werden, z.B. durch
Pulverschmieden.
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Die auf der Rückseite der Seitenzahnräder und der Zahnritzel
notwendige Lagerfläche kann z.B. durch Modifizieren
normalerweise bisher verwendeter Seitenzahnräder und Zahnritzel, die
aber eine konvexe Endfläche besitzen, hergestellt werden, so
daß eine Lagerfläche von der gewünschten Gestalt erzielt
wird. Auf diese Weise können billige Standardbauteile
verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, statt dessen speziell
angefertigte Bauteile zu verwenden.
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Das dargestellte Differentialgetriebe ist mit nur zwei
Zahnritzeln ausgestattet, deren Zahl, wo notwendig, aber auch
verdoppelt werden kann, z.B. entsprechend der in der
Schwedischen Patentanmeldung Nr. 880 1608-4 beschriebenen
Ausführungsform, in der Abstützteile des vorstehend beschriebenen
Typs in zweckdienlicher Weise verwendet werden können,
zumindest bei den Zahnritzeln, die mit den zugehörigen
Abstützteilen im Differentialgetriebegehäuse in Stellung gedreht werden
müssen und dabei auf der Gehäuseinnenwand gleiten.
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In den Fällen, in denen die Zahnritzel 13 und 14 so klein
sind, daß die maschinelle Flächenbearbeitung auf der
Rückseite der Zahnritzel zu einer zu großen Schwächung ihrer
Stabilität führt, muß eine modifizierte Lösung gewählt werden. Bei
dieser alternativen Lösung wird auch die Anlagefläche des
Zahnritzels im Gehäuse durch maschinelles Bearbeiten in eine
ebene Fläche verwandelt, und die maschinelle Bearbeitung der
Rückseite des Zahnritzels wird auf ein entsprechendes Maß
reduziert, woraus sich ein stabileres Zahnritzel ergibt. Bei
einem solchen Differentialgetriebegehäuse, in dem die
Anlageflächen für die Rückseiten der Zahnritzel 13 und 14
maschinell bearbeitet sind, werden die Zahnritzel mit einer ebenen
Stützplatte und einem Lager montiert, wogegen die
Seitenzahnräder mit den Stützplatten und den Lagern gemäß der Erfindung
eingebaut werden. Beim Zusammenbau werden zuerst die
Zahnritzel 13, 14 über die zugehörige Seitenöffnung 10 in das
Differentialgetriebegehäuse eingeführt, danach werden die
Seitenzahnräder 11 und 12 in gleichzeitigen Zahneingriff mit
den im Differentialgetriebegehäuse montierten Zahnritzeln 13
und 14 gebracht, worauf die Seitenzahnräder 11, 12 und die
Zahnritzel 13, 14 als Einheit im Differentialgetriebegehäuse
um eine zur Differentialgetriebewelle 15 parallele Achse
gedreht werden, wogegen die auf der Rückseite der
Seitenzahnräder 11, 12 angeordneten Abstützteile auf der Innenwand des
Differentialgetriebegehäuses gleiten. Die Innenwand des
Differentialgetriebegehäuses muß daher eine Gestalt besitzen,
die in bezug auf die Differentialgetriebewelle 15
rotationssymmetrisch ist, um es zu ermöglichen, daß die
Seitenzahnräder beim gleichzeitigen Zahneingriff in die Zahnritzel in die
richtige Position im Differentialgetriebegehäuse gedreht
werden können.
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Die Erfindung ist daher nicht darauf beschränkt, nur ein
Lager gemäß der Erfindung sowohl für die Zahnritzel 13, 14 als
auch die Seitenzahnräder 11, 12 aufzuweisen. Kombinationen,
bei denen nur die Seitenzahnräder 11, 12 oder nur die
Zahnritzel 13, 14 oder nur ein Zahnritzel-Paar in einem
Differentialgetriebe mit vier Zahnritzeln das Lager gemäß der
Erfindung verwenden, werden auch durch das erfindungsgemäße Lager
entsprechend dem Patentanspruch 1 abgedeckt.