DE69206257T2 - Differentialgetriebe. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe.
• Differentialgetriebe werden gewöhnlich in Straßenfahrzeugen eingesetzt, um den Antrieb des Motors auf die Räder an den gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeuges zu verteilen. In vierradgetriebenen Fahrzeugen werden Differentialgetriebe eingesetzt, um den Antrieb des Motors zwischen den Vorder- und Hinterrädern aufzuteilen, wobei das Differentialgetriebe so eingerichtet sein kann, daß das ankommende Drehmoment ungleichmäßig aufgeteilt wird. Außerdem kann das Getriebe so gestaltet sein, daß ein gewisses Maß an Schlupfbegrenzung bewirkt wird.
• In der älteren europäischen Patentanmeldung der Anmelderin (die als EP-A-0 347 165 veröffentlicht wurde und die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 zeigt) wurde ein Differentialgetriebe beschrieben, welches das ankommende Drehmoment ungleichmäßig zwischen zwei Abtriebszahnrädern aufteilt. Es werden drei Ausführungsbeispiele von Differentialgetrieben dargelegt. Bei allen drei Ausführungsbeispielen werden zwei Zwischenzahnradsätze verwendet, die so eingebaut sind, daß sie sich innerhalb eines Gehäuses frei drehen können. Das Eingangsdrehmoment greift an dem Gehäuse an und bewirkt, daß sich das Gehäuse um eine Achse dreht, die mit der Drehachse der beiden Abtriebszahnräder übereinstimmt. Die Drehung des Gehäuses führt zur Drehung der beiden Zwischenzahnradsätze, was wiederum zur Drehung der Abtriebszahnräder führt. Die beiden Abtriebszahnräder besitzen unterschiedliche Durchmesser, weshalb jedes Zahnrad ein anderes Drehmoment erhält. Der erste Zwischenzahnrädersatz greift in das Zahnrad geringeren Durchmessers und der zweite Zwischenzahnradsatz in das zweite Abtriebszahnrad größeren Durchmessers ein. Beide Zwischenzahnradsätze stehen miteinander im Eingriff, wodurch das Drehmoment von einem Abtriebszahnrad zum anderen übertragen werden kann.
• Bei allen Ausführungsbeispielen des EP-A-0 347 165 sind die Zwischenzahnräder, die die beiden Sätze bilden, einander identisch. Jedes Zwischenzahnrad greift über die Hälfte seiner Länge in eines der Abtriebszahnräder und über die andere Hälfte in mindestens eines der Zwischenzahnräder ein, das mit dem anderen Abtriebsrad verzahnt ist. Die axiale Länge muß bei jedem der im EP-A-0 347 165 beschriebenen Ausführungsbeispiele so gewählt werden, daß sie sowohl für die axiale Länge der Antriebszahnräder als auch für die axiale Länge des Teiles jedes Zwischenzahnrades, welches mit den anderen Zwischenzahnrädern verzahnt ist, ausreichend ist. Deshalb muß die axiale Länge des Gehäuses gemeinhin so gewählt werden, daß sie größer ist als das Eineinhalbfache der Länge jedes Zwischenzahnrades.
• In einem Automobil ist nur begrenzter Platz vorhanden. Für viele Anwendungsfälle braucht der Hersteller ein Differential für ein drei- oder vierradgetriebenes Fahrzeug, das sich so dicht wie möglich am Getriebegehäuse positionieren läßt. Im allgemeinen ist daher sehr wenig Platz vorhanden, und das Differentialgetriebe muß deshalb so kompakt wie möglich sein.
• Die Anmelderin hat jetzt ein verbessertes Differentialgetriebe entwickelt.
• Dementsprechend liefert die vorliegende Erfindung ein Differentialgetriebe, mit einem um eine erste Achse drehbaren Zahnradträger; Mittel an dem Träger für dessen Drehung um die erste Achse; ein erstes Abtriebsrad mit einem ersten Durchmesser und ein zweites Abtriebsrad mit einem größeren zweiten Durchmesser, die beide in dem Träger um die erste Achse drehbar gelagert sind; einem ersten Satz von Zwischenzahnrädern, von denen jedes mit dem ersten Abtriebsrad in Eingriff ist und in einer Tasche des Trägers so gelagert ist, daß es um eine Achse eines ersten Satzes von Achsen drehbar ist, die zur ersten Achse parallel und in gleichen Abständen von der ersten Achse angeordnet sind; und einem zweiten Satz von Zwischenzahnrädern, von denen jedes mit dem zweiten Abtriebsrad in Eingriff ist und in einer Tasche des Trägers so gelagert ist, daß es um eine Achse eines zweiten Satzes von Achsen drehbar ist, die parallel zur ersten Achse und in gleichen Abständen von der ersten Achse angeordnet sind; wobei mindestens ein Zwischenzahnrad des ersten Satzes von Zwischenzahnrädern mit mindestens einem Zwischenzahnrad des zweiten Satzes von Zwischenzahnrädern in Eingriff ist; dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zwischenzahnrad des ersten Satzes von Zwischenzahnrädern sich nur über eines der Abtriebsräder erstreckt und jedes Zwischenzahnrad des zweiten Satzes von Zwischenzahnrädern (56) sich über beide Abtriebsräder erstreckt.
• Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Zahnräder verringert sich im Vergleich zu den bisherigen Differentialgetrieben die axiale Länge des Differentialgetriebes, was für die Verwendung der Baugruppe als Differentialgetriebe in einem Automobil sehr wichtig ist und die Positionierung der Baugruppe innerhalb des Getriebegehäuses des Fahrzeuges erleichtern kann.
• Entsprechend der Erfindung greift ein Zahnrad des ersten Zwischenzahnradsatzes mindestens teilweise sowohl in ein Zahnrad des zweiten Zwischenzahnradsatzes als auch in das erste Abtriebszahnrad ein (d.h. derselbe Teil eines der ersten Zwischenzahnräder greift gleichzeitig in zwei andere Zahnräder ein). Diese Möglichkeit wurde bisher nicht betrachtet, sie gestattet es aber dem ersten Zahnradsatz, die geforderte Funktion bei einer Länge zu erfüllen, die kleiner oder gleich der Länge des ersten Abtriebzahnrades ist. In einen Teil des zweiten Abtriebszahnrades greift mindestens ein Zahnrad des zweiten Zwischenzahnradsatzes ein und in einen anderen Teil desselben ein Zahnrad des ersten Zahnradsatzes. Vorzugsweise ist der zweite Zahnradsatz länger als der erste Satz, so daß die gesamte axiale Länge des Eingriffs zwischen den Zahnrädern ein Maximum wird. Gewöhnlich sollte jedes Abtriebszahnrad und jedes der ersten Zwischenzahnräder dieselbe axiale Länge besitzen. Jedes Zahnrad des zweiten Zwischenzahnradsatzes würde dann vorzugsweise eine axiale Länge von mindestens dem Doppelten der axialen Länge der anderen Zahnräder aufweisen, so daß sowohl mindestens ein Zahnrad des zweiten Zwischenzahnradsatzes als auch ein Zahnrad des ersten Zwischenzahnradsatzes in die gesamte axiale Länge des zweiten Abtriebszahnrades eingreifen können.
• Vorzugsweise besitzt jedes Zahnrad des ersten Zwischenzahnradsatzes eine erste axiale Länge und jedes Zahnrad des zweiten Zahnradsatzes eine zweite axiale Länge, die größer als die erste axiale Länge ist. Die zweite axiale Länge beträgt vorzugsweise mindestens das Doppelte der ersten axialen Länge.
• Bei einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel grenzen die beiden Abtriebszahnräder mindestens entlang eines Teiles ihrer gegenüberliegenden Zahnkränze aneinander.
• Wenn die beiden Abtriebszahnräder aneinander angrenzen, hat das Differentialgetriebe bei gegebenen Zahnrädern die kürzest mögliche Länge.
• Bei einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält das Differentialgetriebe zusätzlich einen Abstandshalter, der zwischen den gegenüberliegenden Zahnkränzen der beiden Abtriebszahnräder eingefügt ist, wobei der Abstandshalter mit einer ersten Fläche an mindestens einem Teil des ersten Abtriebszahnrades und mit einer zweiten Fläche an mindestens einem Teil des zweiten Abtriebszahnrades anliegt.
• Der Einsatz eines Abstandshalters könnte wünschenswert sein, um den Verschleiß an den gegenüberliegenden Zahnkränzen der beiden Abtriebszahnräder zu verringern.
• Vorzugsweise sind alle Zwischenzahnräder und Abtriebszahnräder in dem obengenannten ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel schrägverzahnt, und jedes schrägverzahnte Zwischenzahnrad besitzt entgegengesetzten Schraubensinn zu dem Zwischenzahnrad oder den Zwischenzahnrädern, mit denen es im Eingriff steht, wobei der Schraubensinn jedes schrägverzahnten Zwischenzahnradsatzes und der Schraubensinn von jedem der schrägverzahnten Abtriebszahnräder so gewählt ist, daß die Axialkräfte, die durch die Wechselwirkung zwischen den Abtriebszahnrädern und den Zwischenzahnrädern entstehen, dazu neigen, die beiden Abtriebszahnräder gegeneinander zu drücken.
• Es ist vorzuziehen, die Abtriebszahnräder gegeneinander zu drücken anstatt gegen das Gehäuse, da die Zahnräder aus einem Material bestehen, das hinsichtlich des Verschleißwiderstandes überlegen ist, beziehungsweise es läßt sich leicht ein Material für den Abstandshalter finden, welches den Verschleiß einschränkt.
• Vorzugsweise sind die gegenüberliegenden Zahnkränze der Abtriebszahnräder mit einem Material bedeckt, das den Verschleiß der Zahnradkränze einschränkt.
• Vorzugsweise haben alle Zwischenzahnräder des ersten und zweiten Zahnradsatzes denselben Durchmesser, und jedes Zwischenzahnrad des ersten Zwischenzahnradsatzes besitzt eine erste axiale Länge und jedes Zwischenzahnrad des zweiten Zwischenzahnradsatzes eine zweite axiale Länge, die größer als die erste axiale Länge ist.
• Vorzugsweise erstreckt sich jedes Zwischenzahnrad des zweiten Zwischenzahnradsatzes über die Gesamtlänge beider Abtriebszahnräder.
• Mit jedem Zahnrad des zweiten Zwischenzahnradsatzes, das sich über die Gesamtlänge der beiden Abtriebszahnräder erstreckt, ist für gegebene Abtriebszahnräder die maximale Eingriffsfläche der Zahnräder erreichbar.
• Vorzugsweise sind alle Zahnräder der beiden Zwischenzahnradsätze hohl. Dies verringert die Masse des Getriebes als Ganzes und erleichtert den Einbau der Zahnräder während der Fertigung.
• Vorzugsweise sind die Zwischenzahnräder so angeordnet, daß sie sich in einem oder mehreren Hohlräumen drehen, die sich zwischen der Zahnradhalterung und den beiden Abtriebszahnrädern befinden.
• Vorzugsweise gehört zu der Zahnradhalterung ein Mittelstück mit mindestens einem Hohlraum, welcher sich in axialer Richtung über die Gesamtlänge der Halterung erstreckt, sowie zwei Endstücke, welche sich mindestens über einen Teil jedes Endes des Hohlraumes oder der Hohlräume erstrecken, um eine Bewegung der Zwischenzahnräder in axialer Richtung innerhalb des Hohlraumes oder der Hohlräume zu vermeiden.
• Vorzugsweise bildet eines der Endstücke mit dem Mittelstück eine Einheit, und das andere Endstück besteht aus einem plattenförmigen Element, das lösbar am Mittelstück befestigt ist.
• Dies ist die einfachste Konstruktion der Halterung, die billig herzustellen ist.
• Das Mittel an der Halterung, durch das sich die Halterung um die erste Achse drehen läßt, besteht vorzugsweise aus einem Zahnring, der lösbar an der Außenseite der Halterung befestigt ist.
• Durch Einsatz eines lösbaren Zahnringes ist es möglich, den Zahnring nach dem Verschleiß zu ersetzen.
• Zur Abdichtung des Hohlraumes oder der Hohlräume wird vorzugsweise ein Dichtungsmittel eingesetzt, und innerhalb des Hohlraumes oder der Hohlräume eine Schmierflüssigkeit. Die Schmierflüssigkeit besteht vorzugsweise aus einer zähen Flüssigkeit. Die zähe Flüssigkeit ist vorzugsweise eine elektro-rheologische Flüssigkeit, und zur Aktivierung der Flüssigkeit ist vorzugsweise ein Treibmittel vorgesehen.
• Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das größere zweite Abtriebszahnrad eine Öffnung auf und die Kraftübertragung von dem größeren zweiten Abtriebszahnrad erfolgt über eine mit ihm verbundene Hohlwelle, während die Kraftübertragung von dem kleineren Abtriebszahnrad über eine Welle erfolgt, die koaxial zur ersten hohlen Abtriebswelle liegt, wobei die zweite Abtriebswelle zwecks Verbindung mit dem kleineren Abtriebszahnrad durch die Öffnung im zweiten größeren Abtriebszahnrad hindurchragt, und innerhalb der ersten hohlen Abtriebswelle frei drehbar ist.
• Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein vierradgetriebenes Automobil, das ein Differentialgetriebe enthält, wie es oben beschrieben wurde, bei dem die Zahnradhalterung von einem Motor rotatorisch angetrieben wird und durch das erste Abtriebszahnrad das eine Räderpaar angetrieben wird, während durch das zweite Abtriebszahnrad das andere Räderpaar angetrieben wird.
• Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen sollen jetzt bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, wobei:
• Fig. 1 eine Explosions-Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des Differentialgetriebes zeigt;
• Fig. 2 eine Explosions-Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Differentialgetriebes darstellt.
• Das Differentialgetriebe 40 entsprechend Fig. 1 enthält eine Differentialzahnradhalterung in Form eines Gehäuses 42 mit einer integrierten Endplatte und einer sich nach außen erstreckenden Lagerbuchse 46. An dem Gehäuse 42 ist eine Endplatte 45 befestigt, die eine weitere sich nach außen erstreckende Lagerbuchse 46 enthält. Die Halterung läßt sich zusammen mit dem Gehäuse 42 und der Endplatte 45 mit Hilfe von Zahnradzähnen 49, die zu dem am Gehäuse 42 befestigten Außenringzahnrad 44 gehören, um die Achse 47 rotatorisch antreiben.
• Die Zahnradhalterung enthält auf ihrer linken Seite, wie in Fig. 1 gezeigt wird, ein Abtriebszahnrad 51 mit einer Lagerbuchse (nicht gezeigt), die um eine zentrale Öffnung herum angeordnet ist und sich nach außen in das Lagerteil 46 größeren Durchmessers in der Öffnung des Gehäuses 42 erstreckt. Das Abtriebszahnrad 51 ist innen kerbverzahnt. An der rechten Seite enthält die Zahnradhalterung das Abtriebszahnrad 52 mit einer innen kerbverzahnten Hülse 54.
• Einander gleiche Zwischenzahnräder 55 bilden einen Innenring und sind innerhalb des Gehäuses 42 so gelagert, daß sie sich um Achsen parallel zur Achse 47 drehen. Jedes Zahnrad des Innenringes aus gleichartigen Zwischenzahnrädern 55 greift in das Abtriebszahnrad 52 und außerdem in zwei Zwischenzahnräder 56 des Außenringes ein.
• Die einander gleichartigen Zwischenzahnräder des Außenringes sind ebenfalls innerhalb des Gehäuses 42 gegengelagert. Jedes Zahnrad des Außenringes aus gleichartigen Zwischenzahnrädern 56 greift in zwei Zahnräder des Innenringes aus gleichartigen Zwischenzahnrädern 55 sowie in das Abtriebszahnrad 51 ein.
• Jedes Zahnrad des Innenringes aus gleichartigen Zwischenzahnrädern 55 hat die halbe Länge jedes Zahnrades des Außenringes aus gleichartigen Zwischenzahnrädern 56. Der Innenring aus gleichartigen Zwischenzahnrädern 55 erstreckt sich nur über das Abtriebszahnrad 54. Der Außenring aus gleichartigen Zwischenzahnrädern 56 erstreckt sich über die Gesamtlänge der beiden Abtriebszahnräder 51 und 52, wobei jedes Zwischenzahnrad 56 über die Hälfte seiner Länge mit dem Abtriebszahnrad 51 und über die andere Hälfte seiner Länge mit zwei Zahnrädern des Innenringes aus Zwischenzahnrädern 55 im Eingriff steht.
• Durch die erfindungsgemäße Anordnung können sich die Abtriebszahnräder 51 und 52 einander berühren. Dadurch besitzt das Differentialgetriebe in axialer Richtung die minimal mögliche Ausdehnung.
• Bei dem erstens in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel kann mit dem Abtriebszahnrad 51 eine erste Abtriebswelle verbunden werden, die sich rechtwinklig zu ihm, in eine Richtung weg vom Gehäuse 42 erstreckt. Die erste Abtriebswelle kann durch die Öffnung ragen, die durch die mit dem Gehäuse 42 integrierte Lagerbuchse 46 gebildet wird. Die Mittelhülse des Abtriebzahnrades 51 ist innen kerbverzahnt, um die Kopplung des Zahnrades mit der Antriebswelle zu ermöglichen.
• Das Abtriebszahnrad 52 kann mit einer zweiten Abtriebswelle verbunden werden, die sich rechtwinklig zu ihm in eine Richtung entgegengesetzt zur ersten Abtriebswelle erstreckt. Die zweite Abtriebswelle kann durch die Öffnung ragen, die durch die Endplatte 45 und die Lagerbuchse 46 gebildet wird. Die Kerbverzahnung 54 innerhalb der Öffnung des Zahnrades 52 gestattet die Kopplung des Zahnrades 52 mit der Antriebswelle.
• Das zweite Ausführungsbeispiel des Differentialgetriebes ist aus Fig. 2 ersichtlich. Das in Fig. 2 gezeigte Differentialgetriebe ist im wesentlichen dasselbe wie das in Fig. 1 gezeigte Differentialgetriebe. Die Kraftübertragung von den Abtriebszahnrädern erfolgt jedoch auf andere Weise.
• Bei dem Differentialgetriebe entsprechend Fig. 2 erfolgt die Kraftübertragung von den beiden Abtriebsrädern 51 und 52 über zwei koaxiale Wellen 60 und 61, die in derselben Richtung aus dem Differentialgetriebe herauskommen. Die beiden Antriebswellen 60 und 61 sind hohl. Die hohle Abtriebswelle 60 läuft innerhalb der hohlen Abtriebswelle 61. Die Abtriebswelle 60 ist mit dem Abtriebszahnrad 52 verbunden, während die Abtriebswelle 61 mit dem Abtriebszahnrad 51 verbunden ist. Die Kraftübertragung kann durch ein Getriebe erfolgen, das mit den längsverzahnten Enden 62 und 63 der Wellen 60 und 61 der beiden Abtriebswellen 60 und 61 gekoppelt wird.
• Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Welle 60, die mit dem kleineren Abtriebszahnrad verbunden ist, durch eine Öffnung im Abtriebzahnrad 51 ragt.
• Das zweite Ausführungsbeispiel läßt sich als Anbau an ein Standardgetriebegehäuse einsetzen, oder sogar in den Abtriebsabschnitt eines veränderten Getriebegehäuses integrieren.
• Jedes Differentialgetriebe gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen ist ein Differential mit begrenztem Schlupf. Bei jedem Ausführungsbeispiel begrenzen die Reibungskräfte zwischen den Zwischenzahnrädern und dem Gehäuse des Differentialgetriebes den Schlupf zwischen den Abtriebszahnrädern.
• Bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die Zwischenzahnräder in keiner Weise drehbar mit dem Gehäuse oder der Endplatte des Differentialgetriebes verbunden. Die Zwischenzahnräder sind innerhalb des Gehäuses des Differentialgetriebes in Taschen untergebracht. Die Zwischenzahnräder werden durch die Wechselwirkung zwischen den Zwischenzahnrädern selbst, zwischen den Zwischenzahnrädern und den Abtriebszahnrädern sowie zwischen den Zwischenzahnrädern und dem Gehäuse in ihrer Lage gehalten. Da sich die Zwischenzahnräder in den bevorzugten Ausführungsbeispielen nicht auf Achsen drehen, verstärken die Radialkräfte auf die Antriebszahnräder die Reibung zwischen den Antriebszahnrädern und dem Gehäuse, in welchem sie gelagert sind. Solche Reibungskräfte werden während der Drehung auf die Antriebszahnräder ausgeübt, wobei die Kräfte proportional dem auf die Antriebsräder übertragenen Drehmoment sind. Die Reibungskräfte infolge der Radialkräfte zwischen dem Gehäuse und den Antriebszahnrädern wirken so, daß der Schlupf zwischen den Abtriebszahnrädern begrenzt wird. Die Reibungskräfte sind eine Funktion der Radialkräfte und der Drehzahl der Zahnräder.
• Die Abtriebszahnräder 51 und 52 in den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind schrägverzahnt. Der Schraubensinn der Schrägverzahnung jedes Abtriebszahnrades ist gegenläufig zu dem des anderen. Der Schraubensinn der Schrägverzahnung des Außenringes der Zwischenzahnräder 56 ist gegenläufig zu dem des Zahnrades und des Innenringes der Zwischenzahnräder 55, (deren Schraubensinn entgegengesetzt zu dem des Abtriebszahnrades 52 ist) . Der Schraubensinn der Schrägverzahnung jedes Zahnrades wird so gewählt, daß die Axialkräfte, die beim Ineinandergreifen entstehen, die beiden Abtriebszahnräder 51 und 52 gegeneinander drükken. Im allgemeinen ist das Material, das für die Zahnräder verwendet wird, hinsichtlich seines Verschleißwiderstandes dem Material für das Gehäuse überlegen, und die Beanspruchung der Lager und der Befestigung der Seitenabdeckungen wird auf diese Weise verringert.
• Die Wechselwirkung zwischen den schrägverzahnten Zahnrädern ruft eine Axialkraft auf die Zwischenzahnräder hervor und drückt sie axial gegen das Gehäuse. Die entstehende Reibung unterstützt den Kampfgegen den begrenzten Schlupf. Bei gegebenem Drehmoment sind die Reibungskräfte auf die schrägverzahnten Zwischenzahnräder proportional dem Winkel der Schräge, dem Winkel des Druckes und dem Reibungskoeffizienten zwischen den Zahnrädern und dem Gehäuse. Diese Parameter können für verschiedene Differentialgetrieben unterschiedlich gewählt werden, um unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich des begrenzten Schlupfes zu erreichen.
• Die Zwischenzahnräder in den bevorzugten Ausführungsbeispielen sind hohl. Das verringert die Masse des Differentialgetriebes und erleichtert das Einfügen der Zahnräder während der Montage.
• Da die beiden Abtriebszahnräder 51 und 52 aneinanderliegen, werden die Berührungsflächen vorzugsweise mit einem Material beschichtet, das einen übermäßigen Verschleiß der Zahnradstirnflächen verhindert.
• Während bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen die Abtriebszahnräder 51 und 52 direkt aneinanderstoßen, kann man zwischen die einander zugewandten Stirnflächen der Abtriebszahnräder auch einen Abstandshalter einfügen, wie etwa eine dünne Unterlegscheibe. Ein derartiger dünner Abstandshalter würde die axiale Länge des Differentialgetriebes nicht wesentlich vergrößern, könnte aber helfen, den Zahnradverschleiß zu minimieren.
• Bei einer bevorzugten Anwendung des Differentialgetriebes wird das Differentialgetriebe benutzt, um die Kraftübertragung zwischen den Vorder- und Hinterrädern eines vierradgetriebenen Fahrzeuges aufzuteilen. In vielen Fällen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einem Rädersatz mehr Leistung zuzuführen als dem anderen. Durch eine ungleiche Verteilung der Leistung zwischen den Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeuges lassen sich vorteilhafte Fahreigenschaften erzielen.
• Bei weiteren bevorzugten Ausführungsbeispielen des Differentialgetriebes sind Abdichtmittel vorgesehen, um den Hohlraum oder die Hohlräume, die zwischen den Zahnradhalterungn liegen, abzudichten. Innerhalb des Mohlraumes oder der Hohlräume befindet sich dann Schmierflüssigkeit. Die Schmierflüssigkeit ist vorzugsweise eine zähe Flüssigkeit, deren Viskositätskräfte dem Drehen der Zwischenzahnräder Widerstand entgegensetzen, wodurch sich die Eigenschaften hinsichtlich des begrenzten Schlupfes verbessern.
• Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die verwendete Flüssigkeit aus einer elektro-rheologische Flüssigkeit. Die Viskosität einer elektro-rheologischen Flüssigkeit läßt sich durch Anlegen eines elektrischen Feldes verändern. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist innerhalb des Differentialgetriebes ein elektrisches Feld vorgesehen, welches entweder durch einen Prozessor oder direkt durch den Fahrer geregelt werden kann. Durch Veränderung des elektrischen Feldes können die Eigenschaften des Differentialgetriebes hinsichtlich des begrenzten Schlupfes verändert werden. Ein Prozessor kann die gegenseitige Drehung der beiden Abtriebszahnräder ermitteln und dementsprechende Steuersignale erzeugen, um die Viskosität der elektro-rheologischen Flüssigkeit zu verändern.
• Obwohl in den Zeichnungen schrägverzahnte Zahnräder gezeigt und in bei oben diskutierten Ausführungsbeispielen beschrieben werden, lassen sich auch andere Zahnräder einsetzen, wie etwa geradverzahnte Zahnräder, wenn auch durch diese Zahnräder keine Axialkräfte erzeugt werden. Obwohl weiterhin alle Zwischenzahnräder in den bevorzugten Ausführungsbeispielen denselben Durchmesser besitzen, könnten auch verschiedene Durchmesser und Zähnezahlen verwendet werden, solange die Zahnräder alle ineinandergreifen.
• Das Material für die Zahnräder wird nach Festigkeit, Beständigkeit und Verschleiß ausgewählt. Heißgeformte Stähle liefern zufriedenstellende Ergebnisse. Beschichtungen werden aus Kostengründen bei der Massenfertigung im allgemeinen vermieden, es kann aber, falls erforderlich, eine Beschichtung erfolgen, um den Reibungskoeffizienten zwischen den Zahnrädern zu verändern. Ein konkurrenzfähiges Differential in einer sehr leichten Ausführung könnte man erhalten, wenn man ein Gehäuse aus einer leichten Legierung verwendet, das zur Erzielung ausreichender Verschleißeigenschaften beschichtet wird.
• Die Abmessungen der verwendeten Zahnräder müssen so gewählt werden, daß das korrekte Zusmmenspiel aller Verzahnungen gesichert ist, und daß sich bei gegebenen Einschränkungen hinsichtlich der Baugröße und bei einer gegebenen Größe des Drehmomentes eine optimale Lebensdauer einstellt.
• Für ein gegebenes Vierrad-Fahrzeug wird das Verhältnis zwischen den beiden Abtriebszahnrädern so gewählt, daß es auf die Gewichtsverteilung des Fahrzeuges abgestimmt ist, um die Leistung zu optimieren.
• Die Halterung des Differentialgetriebes kann aus einer großen Anzahl von Teilen bestehen und sehr unterschiedliche Formen aufweisen, solange die Zahnräder im Eingriff miteinander halten. Der in den Figuren gezeigte Aufbau der Halterung wurde gewählt, da er billig und praktisch ist. Er ist billig, da nur zwei Gehäuseteile erforderlich sind. Er ist praktisch, da er ein einfaches Abnehmen und Auswechseln des Außenringzahnrades gestattet.
• Es ist offensichtlich, daß der Fachmann zahlreiche Modifikationen an den oben beschriebenen speziellen Ausführungsbeispielen vornehmen kann, ohne vom vorliegenden erfinderischen Konzept abzuweichen. Die Erfindung ist demzufolge so aufzufassen, als erfasse sie ohne Ausnahme jedes einzelne neue Merkmal und jede einzelne neue Kombination von Merkmalen, die in den hier beschriebenen Einrichtungen vorhanden sind oder von ihnen besessen werden, und daß die vorangegangene Veröffentlichung als Erläuterung und nicht als Einschränkung anzusehen ist, außer in dem Umfang, der in den hiervon betroffenen Ansprüchen dargelegt ist.

Claims (19)

1. Differentialgetriebe mit

einem um eine erste Achse (47) drehbaren Zahnradträger (42);

Mittel (49) an dem Träger (42) für dessen Drehung um die erste Achse (47);

ein erstes Abtriebsrad (52) mit einem ersten Durchmesser und ein zweites Abtriebsrad (51) mit einem größeren zweiten Durchmesser, die beide in dem Träger (42) um die erste Achse (47) drehbar gelagert sind;

einem ersten Satz von Zwischenzahnrädern (55), von denen jedes mit dem ersten Abtriebsrad (52) in Eingriff ist und in einer Tasche des Trägers (47) so gelagert ist, daß es um eine Achse eines ersten Satzes von Achsen drehbar ist, die zur ersten Achse (47) parallel und in gleichen Abständen von der ersten Achse (47) angeordnet sind; und

einem zweiten Satz von Zwischenzahnrädern (56) , von denen jedes mit dem zweiten Abtriebsrad (51) in Eingriff ist und in einer Tasche des Trägers (47) so gelagert ist, daß es um eine Achse eines zweiten Satzes von Achsen drehbar ist, die parallel zur ersten Achse (47) und in gleichen Abständen von der ersten Achse (47) angeordnet sind; wobei

mindestens ein Zwischenzahnrad des ersten Satzes von Zwischenzahnrädern (55) mit mindestens einem Zwischenzahnrad des zweiten Satzes von Zwischenzahnrädern (56) in Eingriff ist; dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zwischenzahnrad des ersten Satzes von Zwischenzahnrädern (55) sich nur über eines der Abtriebsräder (51, 52) erstreckt und jedes Zwischenzahnrad des zweiten Satzes von Zwischenzahnrädern (56) sich über beide Abtriebsräder (51, 52) erstreckt.

2. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, bei dem jedes Zwischenzahnrad des ersten Satzes von Zwischenzahnrädern (55) eine erste axiale Länge und jedes Zwischenzahnrad des zweiten Satzes von Zwischenzahnrädern (56) eine zweite axiale Länge hat, die größer als die erste axiale Länge ist.

3. Differentialgetriebe nach Anspruch 2, bei dem die zweite axiale Länge mindestens das Doppelte der ersten axialen Länge beträgt.

4. Differentialgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die beiden Abtriebsräder (51, 52) über mindestens einen Teil ihrer einander zugewandten Flächen aneinander anliegen.

5. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das zusätzlich ein Abstandsglied aufweist, das zwischen den sich gegenüberstehenden Flachen der beiden Abtriebsräder (51, 52) angeordnet ist, wobei das Abstandsglied eine erste Fläche in Anlage an mindestens einem Teil des ersten Abtriebsrades (52) und eine zweite Fläche in Anlage an mindestens einem Teil des zweiten Abtriebsrades (51) hat.

6. Differentialgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die Zwischenzahnräder (55, 56) und die Abtriebsräder (51, 52) schraubenverzahnt sind und daß jedes schraubenverzahnte Zwischenzahnrad (55, 56) entgegengesetzten Schraubensinn wie jedes mit ihm in Eingriff stehende Zwischenzahnrad (55, 56) und das mit ihm in Eingriff stehende Abtriebsrad (51, 52) hat, wobei der Schraubensinn jedes Satzes von schraubenverzahnten Zwischenzahnrädern (55, 56) und der Schraubensinn jedes der schraubenverzahnten Abtriebsräder (51, 52) derart ist, daß die durch die Wechselwirkung zwischen den Abtriebsrädern (51, 52) und den Zwischenzahnrädern (55, 56) enstehenden Axialkräfte die beiden Abtriebsräder (51, 52) gegeneinander drücken.

7. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 6, bei dem die einander gegenüberstehenden Flächen der Abtriebsräder (51, 52) mit einem den Abtrieb an den Zahnradflächen reduzierendem Material bedeckt sind.

8. Differentialgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem alle Zwischenzahnräder des ersten (55) und zweiten (56) Satzes von Zwischenzahnrädern den gleichen Durchmesser haben und jedes Zwischenzahnrad des ersten Satzes von Zwischenzahnrädern (55) eine erste axiale Länge und jedes Zwischenzahnrad des zweiten Satzes von Zwischenzahnrädern (56) eine zweite axiale Länge, die größer als die erste axiale Lange ist, aufweist.

9. Differentialeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem jedes Zwischenzahnrad des zweiten Satzes von Zwischenzahnrädern (56) sich über die gesamte Länge beider Abtriebsräder (51, 52) erstreckt.

10. Differentialeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem alle Zwischenzahnräder der beiden Sätze von Zwischenzahnrädern (55, 56) hohl sind.

11. Differentialgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Zwischenzahnräder (55, 56) drehbar in einen oder mehreren Hohlräumen angeordnet sind, die zwischen dem Zahnradträger (42) und den beiden Abtriebsrädern (51, 52) definiert sind.

12. Differentialgetriebe nach Anspruch 11, bei dem der Zahnradträger (42) ein Mittelteil aufweist, in welchem mindestens ein Hohlraum definiert ist, der sich über die ganze Länge des Trägers (42) in Axialrichtung erstreckt, sowie zwei Endteile (45, 46), die sich mindestens über einen Teil jedes Endes des Hohlraums oder der Hohlräume erstrecken können, um eine Bewegung der Zwischenzahnräder (55, 56) in Axialrichtung in dem Hohlraum oder den Hohlräumen zu begrenzen.

13. Differentialgetriebe nach Anspruch 12, bei dem eines der Endteile (46) mit dem Mittelteil einstückig ausgebildet und das andere Endteil (45) ein plattenförmiges Teil ist, das an dem Mittelteil lösbar befestigt ist.

14. Differentialgetriebe nach Anspruch 12 oder 13, bei der die Mittel (49) an dem Träger (42) zum Drehen des Trägers (42) um die erste Achse (47) einen Zahnkranz (49) aufweisen, der lösbar an der Außenseite des Trägers (42) befestigt ist.

15. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 11, 12, 13 oder 14, bei dem eine Abdichtung zum Abdichten des Hohlraums oder der Hohlräume vorgesehen ist und in dem Hohlraum oder den Hohlräumen ein Schmiermittel vorgesehen ist.

16. Differentialgetriebe nach Anspruch 15, bei dem das Schmiermittel ein viskoses Fluid ist.

17. Differentialgetriebe nach Anspruch 16, bei dem das Viskosefluid ein elektro-rheologisches Fluid ist und eine Aktiviereinrichtung zum Aktivieren des Fluids vorgesehen ist.

18. Differentialgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das zweite größere Abtriebsrad (51) eine durch es hindurchgehende Öffnung umschließt und der Abtrieb von dem zweiten größeren Abtriebsrad (51) über eine mit ihm verbundene erste hohle Abtriebswelle (61) abgenommen wird, und daß der Abtrieb von dem ersten kleineren Abtriebsrad (52) über eine Welle (56) abgenommen wird, die koaxial zur ersten hohlen Abtriebswelle (61) und einen kleineren Durchmesser als diese hat, wobei sich die zweite Abtriebswelle (60) durch die in dem zweiten größeren Abtriebsrad (51) zur Verbindung mit dem ersten kleineren Abtriebsrads (52) erstreckt, und wobei die zweite Abtriebswelle (60) innerhalb der ersten hohlen Abtriebswelle (61) frei drehbar ist.

19. Automobil mit Vierradantrieb mit einem Differentialgetriebe (40) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Drehantrieb des Zahnradträgers (42) durch einen Motor erfolgt und das erste Abtriebsrad (52) mit einem Paar der Fahrzeugräder und das zweite Abtriebsrad (51) mit dem anderen Paar von Fahrzeugrädern antreibend verbunden ist.