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Dokumentenidentifikation DE19526068A1 01.02.1996
Titel Differentialgetriebe
Anmelder Zexel Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Okuda, Hirofumi, Saitama, JP;
Ichiki, Shiro, Saitama, JP;
Sato, Hideyuki, Saitama, JP
Vertreter S. Andrae und Kollegen, 81541 München
DE-Anmeldedatum 17.07.1995
DE-Aktenzeichen 19526068
Offenlegungstag 01.02.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.02.1996
IPC-Hauptklasse B60K 17/16
IPC-Nebenklasse F16H 48/10   
Zusammenfassung Ein Differentialgetriebe für Fahrzeuge, bei dem ein Paar Hinterachswellenräder (20) in einem Gehäuse (10) aufgenommen wird und koaxial mit dem Gehäuse angeordnet ist. Das Paar Hinterachswellenräder ist mit den Endabschnitten eines Paares koaxialer Abtriebswellen (30) mittels Paßfeder verbunden. Das Paar Hinterachswellenräder kommt miteinander durch die paarweise angeordneten Zahnräder (40) in Eingriff. Jedes Hinterachswellenrad besitzt einen Vorsprung (25) mit reduziertem Durchmesser, damit er in einer Aussparung (10x) des Gehäuses aufgenommen werden kann. Eine primäre Druckscheibe (51) und eine Kegeltellerfeder (52) werden zwischen einem Absatz (26) eines jeden Hinterachswellenrades und dem Gehäuse angeordnet. Eine sekundäre Druckscheibe (53) wird zwischen dem Vorsprung des Hinterachswellenrades und dem Gehäuse angeordnet. Wenn die distale Stirnfläche des Vorsprungs des Hinterachswellenrades das Gehäuse mittels der sekundären Druckscheibe berührt, ist der Abstand zwischen dem Absatz des Hinterachswellenrades und der inneren Fläche des Gehäuses größer als die gesamte Dicke der primären Druckscheibe und der Kegeltellerfeder.

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe, das für einen Einsatz in Fahrzeugen, usw. geeignet ist.

Das Differentialgetriebe für Fahrzeuge umfaßt ein Gehäuse, das drehbar durch einen Motor angetrieben wird, ein Paar Hinterachswellenräder, die drehbar im und koaxial zum Gehäuse aufgenommen werden, und drei Paar beispielsweise Zahnräder, die drehbar innerhalb des Gehäuses gehalten werden und bzw. mit dem Paar Hinterachswellenrädern in Eingriff kommen. Die paarweise angeordneten Schaltelementzahnräder sind miteinander in Eingriff. Zwischen den Stirnflächen des Paares Hinterachswellenräder und zwischen den Stirnflächen des Paares Hinterachswellenräder und dem Gehäuse werden Druckscheiben angeordnet. Das Paar Hinterachswellenräder ist mit den Endabschnitten eines Paares koaxial er Abtriebswellen entsprechend verbunden.

Bei dem so konstruierten Differentialgetriebe würde, wenn beispielsweise ein mit einer Abtriebswelle verbundenes Fahrzeugrad, keine Berührung mehr mit der Straße aufweisen sollte, die Abtriebswelle leerlaufen (hohe Drehzahl), und es könnte kein Drehmoment auf das andere Fahrzeugrad übertragen werden. Als Folge dessen gibt es ein Problem derart, daß der Zustand ohne Straßenberührung nicht aufgehoben werden kann.

Um das vorangegangene Problem zu lösen, wird in einem Differentialgetriebe, das in den offengelegten Japanischen Patentanmeldungen Nr. Hei 2-66341 und Hei 2-142947 offenbart wird, ein Paar Kegeltellerfedern zwischen einem Paar Hinterachswellenrädern und einem Gehäuse entsprechend eingesetzt, und die Hinterachswellenräder werden axial durch die Kegeltellerfedern so vorgespannt, daß eine sogenannte "Vorspannung" auf die Hinterachswellenräder wirkt. Da ein Reibungswiderstand zwischen den Hinterachswellenrädern und den Druckscheiben durch diese Vorspannung erzeugt wird, kann ein Drehmoment auf eine Abtriebswelle übertragen werden, selbst wenn die andere Abtriebswelle mit hoher Drehzahl leerläuft.

Als Folge davon wirkt, da jedes Hinterachswellenrad mit einer entsprechenden Abtriebswelle mittels Paßfeder verbunden ist, wenn ein Drehmoment auf das Hinterachswellenrad durch einen Eingriff mit dem Zahnrad übertragen wird, ein axialer Vektor des Drehmomentes auf das Hinterachswellenrad als Schubkraft. In dem Fall, wo diese Schubkraft nach außen wirkt, wird das Hinterachswellenrad zum Gehäuse bewegt und übt auf die Kegeltellerfeder mittels der Druckscheibe einen Druck aus. Wenn bewirkt wird, daß diese Kegeltellerfeder eine flache, tellerartige Konfiguration annimmt, wird das Hinterachswellenrad an jeglicher weiterer Bewegung in der axialen Richtung gehindert. Danach wird, wenn die Schubkraft aufgehoben wird, das Hinterachswellenrad wieder in seine Ausgangsposition durch die Kraft der Kegeltellerfeder zurückgebracht. Zu diesem Zeitpunkt besteht die Möglichkeit, daß die Lage der Kegeltellerfeder gelegentlich verändert wird. Beispielsweise wird die Lage der Kegeltellerfeder aus einem Zustand, bei dem sich der äußere periphere Rand der Kegeltellerfeder auf der Gehäuseseite befindet, wobei ihr innerer peripherer Rand mit einer Stirnfläche eines jeden Hinterachswellenrades mittels der Druckscheibe in Berührung ist, in einen Zustand geändert, bei dem der innere periphere Rand wiederum auf der Gehäuseseite zu finden ist, wobei ihr äußerer peripherer Rand mit der Stirnfläche eines jeden Hinterachswellenrades mittels der Druckscheibe in Berührung ist.

Bevor die Lage der Kegeltellerfeder verändert wird, berührt der innere periphere Abschnitt der Druckscheibe die Stirnfläche des Hinterachswellenrades stärker als es durch den äußeren peripheren Abschnitt geschieht. Nachdem die Lage der Kegeltellerfeder verändert ist, berührt folglich der äußere periphere Abschnitt der Druckscheibe die Stirnfläche des Hinterachswellenrades stärker als es durch den inneren peripheren Abschnitt geschieht. Daher bewirkt die Veränderung der Lage der Kegeltellerfeder eine Veränderung der Reibung zwischen der Druckscheibe und dem Hinterachswellenrad und bringt eventuell eine Veränderung des Verteilungsverhältnisses des Drehmomentes mit sich.

Weiter zum gegenwärtigen Stand der Technik werden hierin das EPC Patent Nr. 0130806 und das U.S.Patent Nr. 5127889 vorgelegt. Das EPC Patent Nr. 0130896 offenbart ein Differentialgetriebe, bei dem eine Kegeltellerfeder zwischen einem Paar Hinterachswellenrädern angeordnet ist. Das U.S.Patent Nr. 5127889 offenbart ein Differentialgetriebe, bei dem Druckscheiben zwischen den gegenüberliegenden Enden eines jeden Zahnrades und des Gehäuses angeordnet sind.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Differentialgetriebe zur Verfügung zu stellen, das die Veränderung der Lage einer Kegeltellerfeder, die eine Vorspannung ausübt, verhindern kann, und das ebenfalls die Veränderung des Verteilungsverhältnisses des Drehmomentes verhindern kann, die durch diese Veränderung der Lage hervorgerufen wird.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Paar sekundärer Druckscheiben jeweils zwischen einer distalen Stirnfläche des Vorsprungs des entsprechenden Hinterachswellenrades und der Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung angeordnet. Die vordere Stirnfläche des Vorsprungs eines jeden Hinterachswellenrades ist mit der Bodenfläche der entsprechenden aufnehmenden Aussparung mittels der sekundären Druckscheibe in Berührung, wodurch verhindert wird, daß sich das Hinterachswellenrad weiter bewegt. Beim vorangegangenen Zustand des Hinterachswellenrades ist der Abstand zwischen dem Absatz des Hinterachswellenrades und der inneren Fläche des Gehäuses größer als die gesamte Dicke der primären Druckscheibe und der Kegeltellerfeder.

Jede Druckscheibe kann einen Vorsprung aufweisen, der zur inneren Fläche des Gehäuses hin vorsteht. Der Vorsprung ist an mindestens einer von der Innenseite und der Außenseite der Kegeltellerfeder in der radialen Richtung angeordnet. Die Abmessung des vorstehenden Teils des Vorsprungs ist größer als die Dicke der Kegeltellerfeder.

Eines der Hinterachswellenräder kann einen Vorsprung mit reduziertem Durchmesser aufweisen, der an einer von deren Stirnflächen gebildet und in die Kegeltellerfeder eingesetzt wird. Der Vorsprung berührt das andere Hinterachswellenrad mittels der Druckscheibe. Die Abmessung des vorstehenden Teils des Vorsprungs ist größer als die Dicke der Kegeltellerfeder.

Eine der Druckscheiben kann einen ausgebildeten Vorsprung aufweisen. Der Vorsprung ist an mindestens einer von der Innenseite und der Außenseite der Kegeltellerfeder in der radialen Richtung angeordnet und berührt die andere Druckscheibe. Die Abmessung des vorstehenden Teils des Vorsprungs ist größer als die Dicke der Kegeltellerfeder.

Jede Druckscheibe kann einen ausgebildeten Vorsprung aufweisen, und dieser steht zur inneren Fläche des Gehäuses hin vor. Der Vorsprung ist an mindestens einer von der Innenseite und der Außenseite der Kegeltellerfeder angeordnet und berührt die Innenseite des Gehäuses. Die Abmessung des vorstehenden Teils des Vorsprungs ist größer als die Dicke der Kegeltellerfeder.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine vertikale Schnittdarstellung eines Differentialgetriebes für Fahrzeuge entsprechend einer Ausführung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Differentialgetriebes. Bei dieser Darstellung wurde das Gehäuse weggelassen, und es wird nur ein Paar Zahnräder gezeigt,

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung, die eine Konstruktion zur Verhinderung einer möglichen Veränderung der Lage einer Kegeltellerfeder zeigt, und die beim Differentialgetriebe anwendbar ist. Im veranschaulichten Zustand wirkt die Schubkraft, die durch einen axialen Vektor des Drehmomentes hervorgerufen wird, nicht auf das Hinterachswellenrad,

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittdarstellung, die die Konstruktion zur Verhinderung der Veränderung der Lage zeigt. Im veranschaulichten Zustand wirkt eine Schubkraft, die durch einen axialen Vektor des Drehmomentes hervorgerufen wird, auf das Hinterachswellenrad,

Fig. 6 eine vergrößerte Schnittdarstellung, ähnlich Fig. 4, von einer Konstruktion zur Verhinderung der Veränderung der Lage entsprechend einer modifizierten Ausführung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 7 eine vergrößerte Schnittdarstellung, ähnlich Fig. 5, von einer Konstruktion zur Verhinderung der Veränderung der Lage,

Fig. 8 eine vergrößerte Schnittdarstellung, ähnlich Fig. 4, von einer Konstruktion zur Verhinderung der Veränderung der Lage entsprechend einer weiteren modifizierten Ausführung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 9 eine Schnittdarstellung einer Konstruktion zur Verhinderung der Veränderung der Lage, die zwischen einem Paar Hinterachswellenrädern eingesetzt ist,

Fig. 10 eine Schnittdarstellung einer Konstruktion zur Verhinderung der Veränderung der Lage entsprechend einer modifizierten Ausführung der vorliegenden Erfindung, die zwischen einem Paar Hinterachswellenrädern eingesetzt ist,

Fig. 11 eine Schnittdarstellung einer Konstruktion zur Verhinderung der Veränderung der Lage, die an den entgegengesetzten Enden eines Zahnrades angeordnet ist.

Eine Ausführung der vorliegenden Erfindung wird jetzt mit Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 beschrieben.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Differentialgetriebe mit parallelen Achsen für Fahrzeuge, das ein Gehäuse 10 aufweist. Dieses Gehäuse 10 umfaßt einen Buchsenabschnitt 11, eine Stirnwand 12, die mit einem Ende des Buchsenabschnittes 11 in einem Teil ausgebildet ist, und einen Verschluß 13 für das Verschließen einer Öffnung im anderen Ende des Buchsenabschnittes 11. Die Stirnwand 12 und der Verschluß 13 des Gehäuses 10 sind mit den Zapfenabschnitten 12a und bzw. 13a ausgebildet. Das Gehäuse 10 wird drehbar um eine Achse L mittels der Zapfenabschnitte 12a und 13a getragen, die wiederum in Lagern aufgenommen werden. Ein Innenzahnrad (nicht gezeigt) ist am Verschluß 13 des Gehäuses 10 gesichert. Das Gehäuse 10 nimmt ein Antriebsmoment von einem Motor auf und wird mittels des Innenzahnrades und eines Zahnrades, das mit dem Innenzahnrad in Eingriff ist, drehbar angetrieben.

Ein Paar zylindrische Hinterachswellenräder 20 wird drehbar im Gehäuse 10 aufgenommen und ist koaxial mit diesem angeordnet. Jedes Hinterachswellenrad 20 besitzt einen Zahnabschnitt 21, der mit Schrägzähnen 21a ausgebildet ist (siehe Fig. 3). Ein Paar Achsen 30 (Abtriebswellen) erstreckt sich durch die Zapfenabschnitte 12a und 13a, wobei deren Endabschnitte mit den Paßfederabschnitten 22 der Hinterachswellenräder 20 entsprechend mit Paßfedern verbunden sind. Infolge dieser Anordnung können die Hinterachsenwellenräder 20 axial mit Bezugnahme auf die Abtriebswellen 30 entsprechend bewegt werden.

Wie im typischen Fall in Fig. 2 gezeigt wird, werden drei Paar Auflageflächen 11a in der inneren peripheren Oberfläche des Buchsenabschnittes 11 des Gehäuses 10 mit gleichen Zwischenräumen in der Umfangsrichtung gebildet. Jede Auflagefläche 11a bildet einen Teil einer zylindrischen Fläche. Paarweise angeordnete Zahnräder 40 werden drehbar durch die entsprechenden paarweise angeordneten Auflageflächen 11a getragen. Die Drehungsachsen der Zahnräder 40 zeigen eine parallele Beziehung zur Achse L. Jedes Zahnrad 40 weist einen langen Zahnabschnitt 41 und einen kurzen Zahnabschnitt 42 an deren entgegengesetzten Endabschnitten auf. Wie am besten in Fig. 3 gezeigt wird, befindet sich der lange Zahnabschnitt 41 des einen der paarweise angeordneten Zahnräder 40 in Eingriff mit dem Zahnabschnitt 21 des linken Hinterachswellenrades 20 und ebenfalls mit dem kurzen Zahnabschnitt 42 des anderen Zahnrades 40. Gleichermaßen ist der lange Zahnabschnitt 41 des anderen Zahnrades 40 in Eingriff mit dem Zahnabschnitt 21 des rechten Hinterachswellenrades 20 und ebenfalls mit dem kurzen Zahnabschnitt 42 des zuerst erwähnten Zahnrades 40.

Eine Druckscheibe 50 ist zwischen den gegenüberliegenden Stirnflächen des Paares Hinterachswellenräder 20 angeordnet. Wie in Fig. 2 gezeigt wird, besitzt diese Druckscheibe 50 drei Vorsprünge 50a, die an deren äußerem peripherem Rand gebildet werden und sich von dort aus radial nach außen zu erstrecken. Jeder Vorsprung 50a kann zwischen den paarweise angeordneten Zahnrädern 40 eingesetzt werden. Infolge dieser Anordnung wird die Drehung der Druckscheiben 50 mit Bezugnahme auf das Gehäuse 10 verhindert, und deren Bewegung wird nur in der axialen Richtung gestattet. Infolge dessen dienen die gegenüberliegenden Flächen der Druckscheibe 50 als Reibungsgleitflächen mit Bezugnahme auf die Hinterachswellenräder 20.

Die Stirnwand 12 und der Verschluß 13 besitzen ringförmige, aufnehmende Aussparungen 10y, die in deren inneren Oberflächen entsprechend ausgebildet sind. Eine ringförmige, aufnehmende Aussparung 10x mit reduziertem Durchmesser wird in der Bodenfläche jeder aufnehmenden Aussparung 10y gebildet.

Jedes Hinterachswellenrad 20 besitzt einen Vorsprung 25 mit reduziertem Durchmesser, der sich axial nach außen zu erstreckt, nämlich in Richtung der Stirnwand 12 und des Verschlusses 13. Die Vorsprünge 25 werden entsprechend in den aufnehmenden Aussparungen 10x der Stirnwand 12 und des Verschlusses 13 aufgenommen. Jedes Hinterachswellenrad 20 besitzt einen ringförmigen Absatz 26, der an der Grenzfläche zwischen dem Vorsprung 25 und dem anderen Teil des Hinterachswellenrades 20 gebildet wird. Die Absätze 26 liegen den Bodenflächen der aufnehmenden Aussparungen 10y entsprechend gegenüber.

Eine ringförmige Druckscheibe 51 und eine Kegeltellerfeder 52 werden in dieser Reihenfolge auf dem äußeren Umfang des Vorsprungs 25 eines jeden Hinterachswellenrades 20 nach außen zu in der axialen Richtung angeordnet. Die Druckscheiben 51 und die Kegeltellerfedern 52 werden entsprechend zwischen den Absätzen 26 der Hinterachswellenräder 20 und den Bodenflächen der aufnehmenden Aussparungen 10y angeordnet. Das Paar Kegeltellerfeder 52 spannt das Paar Hinterachswellenräder 20 in Richtung zueinander mittels der Druckscheiben 51 entsprechend vor.

Jene Fläche einer jeden Druckscheibe 51, die dem entsprechenden Hinterachswellenrad 20 gegenüberliegt, dient als Reibungsgleitfläche. Das heißt, da der Reibungswiderstand zwischen jeder Druckscheibe 51 und jeder Kegeltellerfeder 52 groß ist, wird die Druckscheibe 51 zusammen mit der Kegeltellerfeder 52 und dem Gehäuse 10 und relativ zum Absatz 26 eines jeden Hinterachswellenrades 20 gedreht.

Eine Druckscheibe 53 wird ebenfalls zwischen einer distalen Stirnfläche des Vorsprungs eines jeden Hinterachswellenrades 20 und einer Bodenfläche einer jeden aufnehmenden Aussparung 10x angeordnet. Beispielsweise ist jene Fläche dieser Druckscheibe 53, die dem Absatz 26 des Hinterachswellenrades 20gegenüberliegt, glatter als die andere Fläche, die der Stirnwand 12 oder dem Verschluß 13 gegenüberliegt, und sie dient als Reibungsgleitfläche. Infolge dieser Anordnung, die in Fig. 5 gezeigt wird, wird, wenn der Vorsprung 25 des Hinterachsellenrades 20 mit der Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung 10x mittels der Druckscheibe 53 in Berührung gebracht wird, die Druckscheibe 53 zusammen mit dem Gehäuse 10 und relativ zum Hinterachswellenrad 20 gedreht.

Was hierbei wichtig ist, ist die Tatsache, daß, wie in Fig. 5 gezeigt wird, in dem Zustand, in dem der Vorsprung 25 des Hinterachswellenrades 20 mit der Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung 10x mittels der Druckscheibe 53 in Berührung ist, der Abstand zwischen dem Absatz 26 des Hinterachswellenrades 20 und der Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung 10y größer ist als der Gesamtwert der Dicke T&sub1; der Druckscheibe 51 und der Dicke T&sub2; der Kegeltellerfeder 52. Mit anderen Worten, der Abstand zwischen der Druckscheibe 51 und der Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung 10y ist in dem Zustand der Fig. 5 größer als die Dicke T&sub2; der Kegeltellerfeder 52.

Bei dem so konstruierten Differentialgetriebe läuft, wenn eines der Fahrzeugräder keine Straßenberührung hat (wenn die Reibung zwischen dem Rad und der Straße null ist), die mit diesem Rad verbundene Abtriebswelle 30 mit hoher Drehzahl im Leerlauf. Zu diesem Zeitpunkt kommt es zu keiner Übertragung des Drehmomentes, die durch den Eingriff zwischen dem Hinterachswellenrad 20 und dem Zahnrad 40 bewirkt wird, auf das Hinterachswellenrad 20. Infolge dessen wird keine Schubkraft, die durch einen axialen Vektor des Drehmomentes hervorgerufen wird, erzeugt. Wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt wird, werden jedoch unter dem Einfluß der Vorspannungen des Paares Kegeltellerfedern 52, da das Paar Druckscheiben 51 in Richtung des Paares Hinterachswellenräder 20 vorgespannt wird, und da das Paar Hinterachswellenräder 20 wiederum in Richtung der Druckscheiben 50 vorgespannt wird, Reibungen zwischen den Hinterachswellenrädern 20 und den Druckscheiben 50, 51 erzeugt. Aus diesem Grund wird ein Drehmoment auf die andere Abtriebswelle 30 verteilt.

Wenn ein Fahrzeug geradeaus fährt, werden das Gehäuse 10, die Zahnräder 40 und die Hinterachswellenräder 20 in Übereinstimmung gedreht. Das Antriebsmoment, das von den Innenzahnrädern auf das Gehäuse 10 übertragen wird, wird gleichmäßig auf das Paar Achsen 30 durch die drei Paar Zahnräder 40 und das eine Paar Hinterachswellenräder 20 verteilt.

Wenn das Fahrzeug wendet, werden die Zahnräder 40 relativ zum Gehäuse 10 gedreht, und eines der Hinterachswellenräder 20 wird mit einer höheren Drehzahl als das andere gedreht. Infolge dessen wird ein Differential erzeugt. Selbst während der Zeit, in der das Differential erzeugt wird, wird, da die Schubkraft auf die Hinterachswellenräder 20 durch den Eingriff zwischen den Zahnrädern 40 und den Hinterachswellenrädern 20 wirkt und eine Reibung zwischen den Hinterachswellenrädern 20 und den Druckscheiben 50, 51 erzeugt wird, ein Drehmoment von der Abtriebswelle 30, die sich mit einer hohen Drehzahl dreht, auf die andere Abtriebswelle 30 übertragen, die sich mit einer niedrigen Drehzahl dreht.

Wenn das Fahrzeug geradeaus fährt oder wendet, werden die Hinterachswellenräder 20 manchmal zu den Kegeltellerfedern 53 durch eine externe Schubkraft, die auf diese angewandt wird, bewegt. In jenem Fall berührt die distale Stirnfläche des Vorsprungs 25 des Hinterachswellenrades 20 die Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung 10x mittels der Druckscheibe 53, wie in Fig. 5 gezeigt wird, wodurch verhindert wird, daß sich das Hinterachswellenrad 20 axial weiter bewegt. In jenem Zustand wird eine Reibung zwischen der Druckscheibe 53 und der distalen Stirnfläche des Vorsprungs 25 des Hinterachswellenrades 20 zusätzlich zur Verteilung des Drehmomentes beitragen. Da der Abstand zwischen dem Absatz 26 des Hinterachswellenrades 20 und der Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung 10y größer ist als die Gesamtdicke T&sub1; + T&sub2; der Druckscheibe 51 und der Kegeltellerfeder 52, wird im vorangegangenen Zustand nicht bewirkt, daß die Kegeltellerfeder 52 eine flache Form aufweist. Statt dessen behält die Feder 52 ihre kegelförmige Form bei. Durch diese Merkmale wird die Lage der Kegeltellerfeder 52 nicht verändert. Genauer gesagt, es kann verhindert werden, daß die Kegeltellerfeder 52 ihre Lage von einem ersten Zustand, in dem ein äußerer peripherer Rand der Kegeltellerfeder 52 die Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung 10y berührt, und in dem ein innerer peripherer Rand die Druckscheibe 51 berührt, in einen zweiten Zustand verändert, in dem der innere periphere Rand die Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung 10y berührt und der äußere periphere Rand die Druckscheibe 51 berührt. Infolge dessen kann eine mögliche Veränderung des Verteilungsverhältnisses des Drehmomentes, die durch die Veränderung der Lage hervorgerufen wird, verhindert werden.

Weitere Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden jetzt beschrieben. Bei diesen Ausführungen werden die Bauteile, die denen der vorhergehenden Ausführung entsprechen, mit identischen Bezugszahlen bezeichnet, und deren Beschreibung wird weggelassen.

In einer Ausführung, die in den Fig. 6 und 7 gezeigt wird, ist keine Druckscheibe zwischen dem Vorsprung 25 des Hinterachswellenrades 20 und der Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung 10x angeordnet, und der Vorsprung 25 berührt nicht die Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung 10x. Bei dieser Ausführung wird ein Vorsprung 61a durch Pressen am inneren peripheren Rand einer Druckscheibe 61 gebildet, die zwischen dem Absatz 26 des Hinterachswellenrades 20 und der Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung 10y angeordnet ist. Der Vorsprung 61a ragt axial zur Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung 10y hin heraus. Bei dieser Ausführung wird der Vorsprung 61a in einem ringförmigen Muster an der Druckscheibe 61 über deren gesamten Umfang gebildet. Bei einer Alternative kann eine Vielzahl von Vorsprüngen am Umfang an der Druckscheibe 61 mit geeigneten Abständen gebildet werden.

Der innere periphere Rand einer Kegeltellerfeder 62 wird am äußeren Umfang des Vorsprungs 61a angeordnet. Es muß hierbei unterstrichen werden, daß die Abmessung P des vorstehenden Teils des Vorsprungs 61 größer ist als die Dicke T&sub2; der Kegeltellerfeder 62. Aus diesem Grund kann, wenn das Hinterachswellenrad 20 axial nach außen bewegt wird und der Vorsprung 61a der Druckscheibe 61 die Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung 10y berührt, der Abstand zwischen der Druckscheibe 61 und der Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung 10y größer gehalten werden als die Dicke T&sub2; der Kegeltellerfeder 62 (siehe Fig. 7). Infolge dessen kann verhindert werden, daß die Kegeltellerfeder 62 eine flache Form annimmt, und eventuell kann eine mögliche Veränderung der Lage der Kegeltellerfeder 62 verhindert werden.

Bei dieser Ausführung dient jene Fläche des Hinterachswellenrades 20 der Druckscheibe 61, die dem Absatz 26 gegenüberliegt, als Reibungsgleitfläche, und die Druckscheibe 61 wird zusammen mit der Kegeltellerfeder 62 und dem Gehäuse 10 gedreht. Infolge dieser Anordnung wird, wenn der Vorsprung 61 die Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung 10y berührt, die Fläche der Reibungsgleitfläche nicht vergrößert. Daher kann verhindert werden, daß das Verteilungsverhältnis des Drehmomentes diskontinuierlich zu dem Zeitpunkt oder etwa zu dem Zeitpunkt, zu dem der Vorsprung 61a das Gehäuse 10 berührt, verändert wird.

Bei einer Ausführung, die in Fig. 8 gezeigt wird, wird ein Vorsprung 71a am äußeren peripheren Rand einer Druckscheibe 71 gebildet. Dieser Vorsprung 71a ragt zur Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung 10y hin heraus. Der Vorsprung 71a wird radial von einer Kegeltellerfeder 72 aus nach außen angeordnet. Die Abmessung des vorstehenden Teils des Vorsprungs 71a ist größer als die Dicke der Kegeltellerfeder 72.

Bei einer Ausführung, die in Fig. 9 gezeigt wird, werden eine Druckscheibe 81 und eine Kegeltellerfeder 82 zwischen dem Paar Hinterachswellenrädern 20 angeordnet. Das Paar Hinterachswellenräder 20 wird in einer Richtung weg voneinander durch die Kegeltellerfeder 82 vorgespannt. Die Druckscheibe 81 wird drehbar vom Gehäuse 10 getragen. Der Vorsprung 29 mit reduziertem Durchmesser wird an der Stirnfläche des einen der Hinterachswellenräder 20 gebildet. Dieser Vorsprung 29 ragt zum anderen Hinterachswellenrad 20 hin heraus. Der innere periphere Rand der Kegeltellerfeder 82 wird am äußeren Umfang des Vorsprungs 29 angeordnet. Der äußere periphere Rand der Kegeltellerfeder 82 ist mit der Druckscheibe 81 in Berührung. Bei dieser Ausführung ist die Abmessung des vorstehenden Teils des Vorsprungs 29 größer als die Dicke der Kegeltellerfeder 82. Eine mögliche Veränderung der Lage der Kegeltellerfeder 82 kann dadurch verhindert werden, daß der Vorsprung 29 mit der Druckscheibe 81 in Berührung ist. Bei dieser Ausführung wird die Druckscheibe 81 zusammen mit der Kegeltellerfeder 82 und dem Hinterachswellenrad 20 auf der rechten Seite gedreht, und die linke Fläche der Druckscheibe 81 dient als Reibungsgleitfläche.

Bei einer Ausführung, die in Fig. 10 gezeigt wird, wird eine weitere Druckscheibe 83 zusätzlich zur vorangehend erwähnten Druckscheibe 81 und der Kegeltellerfeder 82 zwischen dem Paar Hinterachswellenrädern 20 angeordnet. Diese Druckscheibe 83 wird drehbar durch das Gehäuse 10 wie im Fall der Druckscheibe 81 getragen. Die Kegeltellerfeder 82 wird zwischen den Druckscheiben 81 und 83 angeordnet. Ein Vorsprung 83a wird am inneren peripheren Rand der Druckscheibe 83 gebildet. Die Abmessung des vorstehenden Teils des Vorsprungs 83a ist größer als die Dicke der Kegeltellerfeder 82. Bei dieser Ausführung kann eine mögliche Veränderung der Lage der Kegeltellerfeder 82 dadurch verhindert werden, daß der Vorsprung 83a der Druckscheibe 83 mit der Druckscheibe 81 in Berührung ist. Bei dieser Ausführung dient eine ausgewählte Fläche der linken Fläche der Druckscheibe 81 und die rechte Fläche der Druckscheibe 83 als Reibungsgleitfläche. Sie kann so ausgeführt sein, daß der Vorsprung 83a am äußeren peripheren Rand der Druckscheibe 83 gebildet und radial nach außen von der Kegeltellerfeder 82 aus angeordnet ist.

Bei einer Ausführung, die in Fig. 11 gezeigt wird, sind die Druckscheiben 91 und die Kegeltellerfedern 92 zwischen den gegenüberliegenden Stirnflächen eines jeden Zahnrades 40 und den inneren Flächen des Gehäuses 10 (eine innere Fläche der Stirnwand 12 und die innere Fläche des Verschlusses 13) entsprechend angeordnet. Ein Vorsprung 91a wird durch Pressen des mittleren Abschnitts einer jeden Druckscheibe 91 gebildet. Dieser Vorsprung 91a ragt axial zu einer inneren Fläche des Gehäuses 10 heraus. Die inneren peripheren Ränder der Kegeltellerfedern 92 sind mit den Druckscheiben 91 in Berührung und auf den äußeren Umfängen der Vorsprünge 91a entsprechend angeordnet, wohingegen deren äußeren peripheren Ränder entsprechend mit den inneren Flächen des Gehäuses 10 in Berührung sind. Bei dieser Ausführung dient jene Fläche einer jeden Druckscheibe 91, die dem Zahnrad 10 gegenüberliegt, als Reibungsgleitfläche. Die Abmessung des vorstehenden Teils des Vorsprungs 91a ist größer als die Dicke einer jeden Kegeltellerfeder 92. Bei dieser Ausführung wird ein Drehmoment durch die Reibung zwischen dem Zahnrad 10 und den Druckscheiben 91 verteilt. Wenn das Zahnrad 10 axial bewegt wird, berührt der Vorsprung 91a die innere Fläche des Gehäuses 10. Infolgedessen kann eine mögliche Veränderung der Lage einer jeden Kegeltellerfeder 92 verhindert werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorangehend angeführten Ausführungen begrenzt, und viele Veränderungen können in Übereinstimmung mit den Erfordernissen vorgenommen werden.

Beispielsweise ist bei den vorangegangenen Ausführungen, obgleich drei Paar Zahnräder eingesetzt werden, mindestens ein Paar Zahnräder ausreichend. Die vorliegende Erfindung ist gleichfalls bei einem Differentialgetriebe anwendbar, bei dem die Achsen der Zahnräder und der Hinterachswellenräder schräg sind.

Bei den Ausführungen, die in den Fig. 10 und 11 gezeigt werden, kann ein Vorsprung am äußeren Umfang einer jeden Druckscheibe gebildet werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Differentialgetriebe für Fahrzeuge, das aufweist:
    1. (a) ein Gehäuse, das drehbar um eine Rotationsachse bei Aufnahme eines Drehmomentes ist;
    2. (b) ein Paar zylindrische Hinterachswellenräder, die drehbar im Gehäuse aufgenommen werden und koaxial zu diesem angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar Hinterachswellenräder an deren inneren Umfang mittels Paßfeder mit den Endabschnitten eines Paares koaxialer Abtriebswellen entsprechend verbunden ist, und daß das Paar Hinterachswellenräder Schrägzahnabschnitte auf deren äußeren Umfängen aufweist, wobei das Hinterachswellenrad einen Vorsprung mit reduziertem Durchmesser, der an einem äußeren Ende dessen gebildet wird, und einen ringförmigen Absatz aufweist, der in der Grenzfläche zwischen dem Vorsprung und dem anderen Teil des Hinterachswellenrades gebildet wird, und dadurch, daß der Vorsprung in einer aufnehmenden Aussparung in der inneren Fläche des Gehäuses aufgenommen wird;
    3. (c) mindestens ein Paar Zahnräder, die drehbar im Gehäuse getragen werden und entsprechend mit dem Paar Hinterachswellenräder in Eingriff kommen, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise angeordneten Zahnräder miteinander in Eingriff kommen;
    4. (d) ein Paar primäre Druckscheiben, die jeweils am äußeren Umfang des Vorsprungs des entsprechenden Hinterachswellenrades und zwischen dem Absatz des entsprechenden Hinterachswellenrades und der inneren Fläche des Gehäuses angeordnet sind; und
    5. (e) ein Paar Kegeltellerfedern, die jeweils am äußeren Umfang des Vorsprungs des entsprechenden Hinterachswellenrades und zwischen dem Absatz des entsprechenden Hinterachswellenrades und der inneren Fläche des Gehäuses angeordnet sind;
  2. dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar sekundäre Druckscheiben (53) jeweils zwischen einer digitalen Stirnfläche des Vorsprungs (25) des entsprechenden Hinterachswellenrades (20) und der Bodenfläche der aufnehmenden Aussparung (10x) angeordnet ist, wobei die vordere Stirnfläche des Vorsprungs eines jeden Hinterachswellenrades mit der Bodenfläche der entsprechenden aufnehmenden Aussparung mittels der sekundären Druckscheibe in Berührung ist, wodurch verhindert wird, daß sich das Hinterachswellenrad weiter bewegt, und wobei im vorangegangenen Zustand des Hinterachswellenrades der Abstand zwischen dem Absatz (26) des Hinterachswellenrades und der inneren Fläche des Gehäuses (10) größer ist als die gesamte Dicke (T&sub1; + T&sub2;) der primären Druckscheibe (51) und der Kegeltellerfeder (52).
  3. 2. Differentialgetriebe für Fahrzeuge, das aufweist:
    1. (a) ein Gehäuse, das drehbar um eine Rotationsachse bei Aufnahme eines Drehmomentes ist;
    2. (b) ein Paar zylindrische Hinterachswellenräder, die drehbar im Gehäuse aufgenommen werden und koaxial zu diesem sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar Hinterachswellenräder an deren inneren Umfang mittels Paßfeder mit den Endabschnitten eines Paares koaxialer Abtriebswellen entsprechend verbunden ist, und daß das Paar Hinterachswellenräder Schrägzahnabschnitte auf deren äußeren Umfängen aufweist;
    3. (c) mindestens ein Paar Zahnräder, die drehbar im Gehäuse getragen werden und entsprechend mit dem Paar Hinterachswellenräder in Eingriff kommen, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise angeordneten Zahnräder miteinander in Eingriff kommen;
    4. (d) ein Paar Druckscheiben, die zwischen den Stirnflächen des Paares Hinterachswellenräder und der inneren Fläche des Gehäuses entsprechend angeordnet sind; und
    5. (e) ein Paar Kegeltellerfedern, die jeweils zwischen der Stirnfläche des entsprechenden Hinterachswellenrades und der Druckscheibe angeordnet sind;
  4. dadurch gekennzeichnet, daß die Druckscheiben (61) jeweils einen Vorsprung (61a) aufweisen, der zur inneren Fläche des Gehäuses (10) hin herausragt, wobei der Vorsprung an mindestens einer von der Innenseite und der Außenseite der Kegeltellerfeder (62) im Sinne einer radialen Richtung angeordnet ist und die Abmessung des vorstehenden Teils des Vorsprungs größer ist als die Dicke der Kegeltellerfeder.
  5. 3. Differentialgetriebe für Fahrzeuge, das aufweist:
    1. (a) ein Gehäuse, das drehbar um eine Rotationsachse bei Aufnahme eines Drehmomentes ist;
    2. (b) ein Paar zylindrische Hinterachswellenräder, die drehbar im Gehäuse aufgenommen werden und koaxial zu diesem sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar Hinterachswellenräder an deren inneren Umfang mittels Paßfeder mit den Endabschnitten eines Paares koaxialer Abtriebswellen entsprechend verbunden ist, und daß das Paar Hinterachswellenräder Schrägzahnabschnitte auf deren äußeren Umfängen aufweist;
    3. (c) mindestens ein Paar Zahnräder, die drehbar im Gehäuse getragen werden und entsprechend mit dem Paar Hinterachswellenräder in Eingriff kommen, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise angeordneten Zahnräder miteinander in Eingriff kommen;
    4. (d) eine Druckscheibe, die zwischen den gegenüberliegenden Stirnflächen des Paares Hinterachswellenräder angeordnet ist; und
    5. (e) eine Kegeltellerfeder, die zwischen der Druckscheibe und der Stirnfläche eines der Hinterachswellenräder angeordnet ist;
  6. dadurch gekennzeichnet, daß eines der Hinterachswellenräder (20) einen Vorsprung (29) mit reduziertem Durchmesser aufweist, der an deren Stirnfläche gebildet und in die Kegeltellerfeder (82) eingesetzt wird, wobei der Vorsprung das andere Hinterachswellenrad (20) mittels der Druckscheibe (81) berührt und die Abmessung des vorstehenden Teils des Vorsprungs größer ist als die Dicke der Kegeltellerfeder.
  7. 4. Differentialgetriebe für Fahrzeuge, das aufweist:
    1. (a) ein Gehäuse, das drehbar um eine Rotationsachse bei Aufnahme eines Drehmomentes ist;
    2. (b) ein Paar zylindrische Hinterachswellenräder, die drehbar im Gehäuse aufgenommen werden und koaxial zu diesem sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar Hinterachswellenräder an deren inneren Umfang mittels Paßfeder mit den Endabschnitten eines Paares koaxialer Abtriebswellen entsprechend verbunden ist, und daß das Paar Hinterachswellenräder Schrägzahnabschnitte auf deren äußeren Umfängen aufweist;
    3. (c) mindestens ein Paar Zahnräder, die drehbar im Gehäuse getragen werden und entsprechend mit dem Paar Hinterachswellenräder in Eingriff kommen, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise angeordneten Zahnräder miteinander in Eingriff kommen;
    4. (d) ein Paar Druckscheiben, die zwischen den gegenüberliegenden Stirnflächen des Paares Hinterachswellenräder angeordnet sind; und
    5. (e) eine Kegeltellerfeder, die zwischen dem Paar Druckscheiben angeordnet ist;
  8. dadurch gekennzeichnet, daß eine der Druckscheiben (83) einen Vorsprung (83a) darauf aufweist, wobei der Vorsprung an mindestens einer von der Innenseite und der Außenseite der Kegeltellerfeder (82) im Sinne einer radialen Richtung angeordnet ist und die andere Druckscheibe (81) berührt, wobei die Abmessung des vorstehenden Teils des Vorsprungs größer ist als die Dicke der Kegeltellerfeder.
  9. 5. Differentialgetriebe für Fahrzeuge, das aufweist:
    1. (a) ein Gehäuse, das drehbar um eine Rotationsachse bei Aufnahme eines Drehmomentes ist;
    2. (b) ein Paar zylindrische Hinterachswellenräder, die drehbar im Gehäuse aufgenommen werden und koaxial zu diesem sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar Hinterachswellenräder an deren inneren Umfang mittels Paßfeder mit den Endabschnitten eines Paares koaxialer Abtriebswellen entsprechend verbunden ist, und daß das Paar Hinterachswellenräder Schrägzahnabschnitte auf deren äußeren Umfängen aufweist;
    3. (c) mindestens ein Paar Zahnräder, die drehbar im Gehäuse getragen werden und entsprechend mit dem Paar Hinterachswellenräder in Eingriff kommen, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise angeordneten Zahnräder miteinander in Eingriff kommen;
    4. (d) ein Paar Druckscheiben, die jeweils zwischen der entsprechenden einen der gegenüberliegenden Stirnseiten der Zahnräder und der inneren Fläche des Gehäuses angeordnet sind; und
    5. (e) ein Paar Kegeltellerfedern, die jeweils zwischen der entsprechenden Druckscheibe und der inneren Fläche des Gehäuses angeordnet sind;
  10. dadurch gekennzeichnet, daß die Druckscheiben (91) jeweils einen Vorsprung (91a) darauf aufweisen, der zur inneren Fläche des Gehäuses (10) hin herausragt, wobei der Vorsprung an mindestens einer von der Innenseite und der Außenseite der Kegeltellerfeder (92) angeordnet ist und die Innenseite des Gehäuses berührt, und wobei die Abmessung des vorstehenden Teils des Vorsprungs größer ist als die Dicke der Kegeltellerfeder.






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