DE69917797T2

DE69917797T2 - Differentialgetriebe für fahrzeug

Info

Publication number: DE69917797T2
Application number: DE69917797T
Authority: DE
Inventors: Grzegorz Janiszewski; Christian Jan HOLMSTRÖM
Original assignee: Volvo Car Corp
Current assignee: Volvo Car Corp
Priority date: 1998-10-22
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2019-10-23
Also published as: DE69917797D1; SE512981C2; EP1123470B1; SE9803621D0; EP1123470A1; SE9803621L; US6981929B2; WO2000023731A1; US20010053729A1

Description

Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf ein Fahrzeugdifferenzial mit einem Differenzialgehäuse, das aus zwei gepressten Metallblechen besteht, die miteinander verbunden sind, und mit einem Differenzialritzelträger, der in entsprechenden, radial ausgerichteten Vertiefungen in den Metallblechhälften aufgenommene Endzapfen besitzt.
Die bei Weitem üblichste Konstruktion eines Fahrzeugdifferenzials besitzt ein einstückig gegossenes Differenzialgehäuse, das auf seiner Außenseite einen Montageflansch besitzt, an welchem das Differenzialkronrad fest angeschraubt wird. Das Gehäuse ist mit Montageöffnungen ausgeführt, durch welche die Zahnräder und Ritzel des Differenzials eingefügt werden können, und ist zweitens mit gegenüberliegenden Öffnungen ausgeführt, durch welche die Differenzialritzelwelle eingefügt und befestigt werden kann. Das Differenzialgehäuse wird bei einem solchen Differenzial schwergewichtig und teuer in der Herstellung sein. Der Zusammenbau wird ebenso vergleichsweise kompliziert sein.
Es ist beispielsweise durch DE-OS-40 42 173, welche die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 offenbart, vorbekannt, ein Differenzialgehäuse aus zwei gepressten und miteinander verbundenen Metallblechhälften herzustellen. Die Vertiefungen in den Differenzialgehäusehälften besitzen die Form von radial nach außen und nach innen offenen Rinnen, die geschlitzt sind und einen etwas geringeren Radius besitzen als der Radius der Endabschnitte der Differenzialritzelwelle. Dies ermöglicht ein gewisses Maß an Flexibilität und Vorspannung gegenüber den Endabschnitten der Welle, wenn die Gehäusehälften miteinander verbunden werden. Das endgültige Befestigen der Differenzialritzelwelle in dem Gehäuse wird durch Verschweißen erzielt, während gleichzeitig das Kronrad an das Gehäuse angeschweißt wird. Ein Differenzial mit einem Differenzialgehäuse, das auf diese Weise hergestellt ist, ist einfacher herzustellen und zusammenzubauen als ein herkömmliches Differenzial mit einem gegossenen Differenzialgehäuse, und ist ebenso viel leichtgewichtiger.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Differenzial der eingangs beschriebenen Art, welches ein Differenzialgehäuse besitzt, das aus gepressten Metallblechhälften besteht, weiter zu verbessern und zu vereinfachen.
Dies wird gemäß der Erfindung mittels der Tatsache erzielt, dass die Vertiefungen radial nach außen geschlossene Rinnen mit Wandabschnitten sind, die sich über die Endflächen der Endzapfen erstrecken, was die Axialbewegung der Endzapfen begrenzt.
In der einleitend beschriebenen, bekannten Ausführungsform müssen die Gehäusehälften eng aneinander und gegen die Differenzialritzelwelle gehalten werden, bis das Schweißen abgeschlossen ist. Das Schweißen bringt die Gefahr einer Schrägstellung infolge einer Wärmeverformung und einer Fehlausrichtung der Differenzialritzelwelle mit sich, die vollständig fest mit dem Differenzialgehäuse verbunden wird und sich dementsprechend nicht bewegen kann, um einen ungleichmäßigen Zahnradeingriff infolge der Wellenfehlausrichtung auszugleichen.
Bei dem Design gemäß der Erfindung muss die Welle nur in die Vertiefungen gelegt werden, woraufhin die Gehäusehälften mit einander verbunden werden, bevorzugt durch Nieten oder Schrauben. Die Passung zwischen der Welle und den Vertiefungen ist nicht kritisch. Es kann der Welle ermöglicht werden, sich etwas axial und radial zu bewegen, um Toleranzen beim Zahnradeingriff auszugleichen. Es tritt kein Verklemmen oder Schweißen auf, was den Zusammenbau einfacher und kostengünstiger macht.
Die Erfindung wird nachfolgend ausführlicher unter Bezugnahme auf in den begleitenden Zeichnungen gezeigte Beispiele beschrieben, wobei 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines Fahrzeugdifferenzials gemäß der Erfindung zeigt, 2 zeigt eine Perspektivansicht einer Differenzialgehäusehälfte des Differenzialgehäuses aus 1, 3 zeigt eine Seitenansicht von außerhalb des Differenzialgehäuses, 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in 3, und 5 und 6 zeigen Perspektivansichten von zwei gegenüberliegenden Seiten einer zweiten Ausführungsform eines Differenzials gemäß der Erfindung.
In 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Hinterradantrieb zwischen einem Getriebe 2 und einem Paar von Antriebsradachsen 3 und 4 eines Fahrzeugs mit Vorderradantrieb und einem quer angebauten Motor. Der Hinterradantrieb 1 besitzt ein Differenzialgehäuse 5, das aus zwei identischen Hälften 6 aus gepresstem Metallblech besteht. Die jeweiligen Gehäusehälften 6 bestehen aus einem halbkugeligen Abschnitt 7, einem Flanschabschnitt 8 mit Löchern 9 für Befestigungsmittel, die in dem in 1 gezeigten Beispiel Nieten 10 sind, und einem Rohrstummel 11 für ein äußeres Lager des Differenzialgehäuses 5 in dem Hinterradantriebsgehäuse 12, und ein inneres Lager der Radwellen 3, 4.
Jede Gehäusehälfte 6 ist mit einem Paar von halbzylindrischen, rinnenförmigen Vertiefungen 13 ausgeführt, die an ihren äußeren Enden durch halbkreisförmige Wandabschnitte 14 geschlossen sind. Die Vertiefungen 13 bilden die Sitze für eine Differenzialritzelwelle 15, auf welcher Differenzialritzel 16 aufgebracht sind, die mit Hinterachswellenrädern 17 kämmen, welche mit ihren jeweiligen Achsen 3, 4 verbunden sind. Bevor die Gehäusehälften 6 mit dem Kronrad 18 vernietet werden, wird eines der Hinterachswellenräder 17 in einer Gehäusehälfte 6 platziert, und die Differenzialritzelwelle 15 wird dann in den Vertiefungen 13 in der Gehäusehälfte platziert, wobei ihr Differenzialritzel 16 mit dem Hinterachswellenrad 17 kämmt. Das andere Hinterachswellenrad 17 wird dann in Eingriff mit den Differenzialritzeln 16 gebracht, und die Gehäusehälften 6 werden derart miteinander verbunden, dass die Nietlöcher 10 zusammentreffen. Schließlich wird das Kronrad 18 des Differenzials gegen den Flansch 8 platziert, wobei dessen Nietlöcher mit den Nietlöchern 10 zusammentreffen. Die Ecken 19 der Absätze 20, die auf der gegenüberliegenden Seite von den Vertiefungen 13 gebildet werden, wenn diese gepresst werden, dienen als Zentrierflächen zum Zentrieren des Kronrades 18 beim Nieten.
Es ist kein Schweißen erforderlich, da die Wandabschnitte 14 der Vertiefungen 13 Endanlagen bilden, welche die Axialbewegung der Welle 15 begrenzen. Die Vertiefungen und die Welle können derart in Bezug zueinander dimensioniert werden, dass die Welle 15 nicht drehbar zwischen den Gehäuseteilen eingeklemmt ist, und derart, dass die Wandabschnitte 14 an den Wellenenden anliegen, sodass die Welle 15 ebenso axial fixiert ist. Alternativ können die Teile, falls gewünscht, derart dimensioniert werden, dass es ein geringes Spiel zwischen den Wellenenden und den Wandabschnitten 14 gibt, und mit einem Schiebesitz zwischen der Seitenfläche der Welle und den Vertiefungen, so dass sich die Welle etwas bewegen kann, um Toleranzen auszugleichen.
Um die Zufuhr von Schmiermitteln zu den Zahnrädern sicherzustellen, ist das Differenzialgehäuse mit Öffnungen 21 nahe zu den Bereichen des Zahnradeingriffs ausgestattet.
5 und 6 zeigen eine Ausführungsform, bei welcher jede Gehäusehälfte 6 mit zwei Paaren von rinnenförmigen Vertiefungen 13 ausgeführt ist, die dazu vorgesehen sind, ein Drehkreuz (Spider – nicht gezeigt) anstelle einer einzelnen Welle 15 aufzunehmen. Das Drehkreuz trägt vier Differenzialritzel anstelle der zwei Differenzialritzel 16 an der Differenzialritzelwelle 15. Wie in 5 und 6 zu sehen ist, sind die rinnenförmigen Vertiefungen nicht vollständig kreisförmig-halbzylindrisch. Sie besitzen eher ebene Abschnitte 22, um sicherzustellen, dass das Drehkreuz festgeklemmt ist. Die rinnenförmigen Vertiefungen 13 in der in 2 bis 4 gezeigten Ausführungsform können, falls gewünscht, mit entsprechenden abgeflachten Ausschnitten ausgeführt sein, und die Enden der Differenzialritzelwelle 15 können mit entsprechenden Querschnittsprofilen ausgeführt sein.
Die Ausführungsform mit einem Differenzialgehäuse 5, das aus zwei gepressten Metallblechteilen 6 besteht, ermöglicht ein variables Platzieren der Wellen ohne Schwierigkeit. Daher ist es nicht erforderlich, das traditionelle Design mit einem Differenzialritzelträger in der Form einer Welle oder eines Drehkreuzes mit zwei senkrecht kreuzenden Wellen beizubehalten. Stattdessen ist es, falls gewünscht, ebenso möglich, einen Differenzialritzelträger mit drei getrennten Wellenenden zu besitzen, die um 120° voneinander beabstandet sind.

Claims

Fahrzeugdifferenzial mit einem Differenzialgehäuse, das aus zwei miteinander verbundenen, gepressten Metallblechhälften besteht, und einem Differenzialritzelträger, der in entsprechenden, radial ausgerichteten Vertiefungen in den Metallblechhälften aufgenommene Endzapfen besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (13) rinnenförmig sind und an ihren äußeren Enden mit Wandabschnitten (14) geschlossen sind, die sich über die Endflächen der Endzapfen erstrecken, was die Axialbewegung der Endzapfen begrenzt.
Fahrzeugdifferenzial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallblechhälften (6) dieselbe Form besitzen.
Fahrzeugdifferenzial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (30) und die Endzapfen derart in Bezug zueinander bemessen sind, dass es ein geringes Spiel zwischen den Endflächen und den gegenüberliegenden Flächen an den Wandabschnitten (14) gibt.
Fahrzeugdifferenzial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Endzapfen des Differenzialritzelträgers (15) mit einem Schiebesitz in den Vertiefungen (13) aufgenommen sind.
Fahrzeugdifferenzial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Endzapfen des Differenzialritzelträgers (15) sicher in die Vertiefungen (13) eingeklemmt sind.
Fahrzeugdifferenzial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (13) einen von einem Halbkreis abweichenden Querschnitt besitzen.
Fahrzeugdifferenzial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (13) Absätze (20) an ihren gegenüberliegenden Seiten bilden, wobei die Absätze Oberflächenabschnitte (19) besitzen, die in Kontakt mit einem an der Außenseite des Differenzialgehäuses (5) befestigten Kronrad sind, um das Kronrad zu zentrieren, wenn dieses am Differenzialgehäuse montiert wird.
Fahrzeugdifferenzial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzialgehäuse (5) mit mindestens einem Kanal (21) zum Bereitstellen eines Schmiermittelzugangs von einem umgebenden Endantriebsgehäuse (12) in das Differenzialgehäuse ausgeführt ist.
Fahrzeugdifferenzial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmiermittelkanal (21) in jedem Zahnradkämmbereich zwischen kämmenden Zahnrädern (16, 17) in dem Differenzialgehäuse vorgesehen ist.