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Dokumentenidentifikation DE102007029129A1 03.01.2008
Titel Differentialvorrichtung
Anmelder GKN Driveline Torque Technology KK, Tochigi, JP
Erfinder Yamazaki, Nobushi, Auburn Hills, Mich., US
Vertreter Viering, Jentschura & Partner, 81675 München
DE-Anmeldedatum 25.06.2007
DE-Aktenzeichen 102007029129
Offenlegungstag 03.01.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.01.2008
IPC-Hauptklasse F16H 48/10(2006.01)A, F, I, 20070625, B, H, DE
Zusammenfassung Eine Diffentialvorrichtung ist mit einem drehbar um eine Achse angeordneten Gehäuse versehen; weiter ist ein Eingangsteil zur Aufnahme des Drehmoments von der Eingangswelle vorgesehen, wobei das Eingangsteil in dem Gehäuse aufgenommen ist und einen äußeren Eingriffsumfang aufweist, der antriebsmäßig mit dem Gehäuse in Eingriff steht; erste und zweite Ausgangszahnräder sind antriebsmäßig mit den Ausgangswelen verbunden, wobei die ersten und zweiten Ausgangszahnräder drehbar in dem Gehäuse aufgenommen sind, um eine Reihe mit dem Eingangsteil längs der Achse zu bilden; ein oder mehrere erste Ritzel sind drehbar in dem Gehäuse parallel zur Achse aufgenommen und kämmen mit dem ersten Ausgangszahnrad, wobei die ersten Ritzel keine Überschneidung mit dem äußeren Eingriffsumfang des Eingangsteils und den zweiten Ausgangszahnrädern aufweisen; weiter sind ein oder mehrere zweite Ritzel drehbar in dem Gehäuse parallel zur Achse aufgenommen und kämmen mit den zweiten Ausgangszahnrädern und den ersten Ritzeln, wobei sich die zweiten Ritzel über das Eingangsteil zum Erreichen der ersten Ritzel erstrecken.

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Differentialvorrichtung zur Anwendung bei Fahrzeugen, wie zum Beispiel Automobilen.

STAND DER TECHNIK

Es ist bekannt, dass ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs eine oder mehrere Differentialanordnungen benötigt, um das von einem Motor erzeugte Drehmoment differentiell auf mehrere Wellen oder Achswellen zu verteilen, von denen jede die relative Drehung zwischen einem Paar Ausgangswellen erleichtert. Eine Art von Differentialvorrichtung ist als eine parallelaxige schräg verzahnte Differentialvorrichtung bekannt, die ein Planetengetriebesatz mit schräg verzahnten Zahnrädern und paarweise vorgesehene Sätze von schräg verzahnten Ritzeln aufweist.

Die japanische Offenlegungsschrift Nr. H07-77263 (insbesondere 3) beschreibt eine Art eines parallelaxigen schräg verzahnten Differentials, bei dem ein mittleres Teil ein Drehmoment von einem Motor aufnimmt und das aufgenommene Drehmoment auf linke und rechte Abtriebszahnräder über ein Differentialgehäuse und paarweise vorgesehene Sätze von Ritzelzahnrädern verteilt. In jedem Paar der Ritzel kämmt ein Ritzel mit dem linken Abtriebszahnrad und das andere Ritzel kämmt mit dem rechten Abtriebszahnrad. Zum gegenseitigen Kämmen der Ritzelzahnräder erstrecken sich beide Ritzel in axialer Richtung zur Mitte des Differentialgehäuses und weisen rings um das mittlere Teil Überschneidungen auf.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Das mittlere Teil benötigt einen festen Eingriff mit dem Differentialgehäuse, um das Drehmoment auf das Differentialgehäuse zu übertragen. Die Überschneidungen der Ritzelzahnräder begrenzen eine Struktur und die Abmessungen des Eingriffs zwischen dem mittleren Teil und dem Differentialgehäuse. Die Eingriffsabschnitte des mittleren Teils und des Differentialgehäuses müssen so ausgelegt werden, dass Überschneidungen vermieden werden, sodass es schwierig ist, alle rings um das mittlere Teil auszubilden. D.h., die Eingriffsabschnitte sind begrenzt, wodurch diese strukturelle und dimensionsmäßige Beschränkung eine Übertragung eines relativ großen Drehmoments schwierig macht.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dieses Problem zu lösen.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Differentialvorrichtung zur Differentialübertragung eines Drehmoments von einer Eingangswelle zu einem Paar Ausgangswellen geschaffen. Die Differentialvorrichtung umfasst ein um eine Achse drehbares Gehäuse, ein Eingangsteil zur Aufnahme des Drehmoments von der Eingangswelle, das in dem Gehäuse aufgenommen ist, und einen äußeren Eingriffsumfang, der mit dem Gehäuse in Eingriff steht, erste und zweite Ausgangszahnräder zum entsprechenden Antrieb der Ausgangswellen, wobei die ersten und zweiten Ausgangszahnräder zur Bildung einer Reihe mit dem Eingangsteil längs der Achse drehbar in dem Gehäuse aufgenommen sind, ein oder mehrere drehbar in dem Gehäuse aufgenommene erste Ritzel, die parallel zur Achse angeordnet sind und mit dem ersten Ausgangszahnrad kämmen, wobei die ersten Ritzel keine Überschneidung mit dem äußeren Eingriffsumfang des Eingangsteils und den zweiten Ausgangszahnrädern aufweist, und ein oder mehrere drehbar in dem Gehäuse aufgenommene zweite Ritzel, die parallel zur Achse angeordnet sind und mit den zweiten Ausgangszahnrädern und den ersten Ritzeln kämmen, wobei sich die zweiten Ritzel über das Eingangsteil zum Erreichen der ersten Ritzel erstrecken.

Vorzugsweise weist das Gehäuse eine erste Endwand auf, die die Eingangswelle und eine der Ausgangswellen durchdringen, und weist eine zweite Endwand auf, die der ersten Endwand axial gegenüberliegend die andere der Ausgangswellen durchdringt. Bevorzugt ist das Eingangsteil zwischen den mittels der ersten und zweiten Endwand gelagerten Ausgangszahnrädern angeordnet und wird von ihnen gelagert.

Vorzugsweise umfasst das Gehäuse einen Gehäusekörper zur drehbaren Lagerung der Außenumfänge der ersten und zweiten Ritzel, eine erste Endwand, eine der ersten Endwand axial gegenüberliegend angeordnete zweite Endwand, und einen oder mehrere Bolzen zur Befestigung der ersten und zweiten Endwand am Gehäuse, wobei die Ritzel rings um die Außenumfänge der Ausgangszahnräder und die Bolzen in Umfangsrichtung der Ritzel angeordnet sind.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Differentialvorrichtung zur Differentialübertragung eines Drehmoments von einer Eingangswelle zu einem Paar Ausgangswellen geschaffen, umfassend ein um eine Achse drehbares Gehäuse mit einem zur Achse senkrechten ersten Ende und einem axial gegenüberliegenden zweiten Ende, eine im Gehäuse längs der Achse ausgebildete mittlere Bohrung mit einem inneren Eingriffsumfang, eine oder mehrere sich vom ersten Ende parallel zur Achse erstreckende erste Bohrungen ohne den inneren Eingriffsabschnitt, eine oder mehrere sich von dem ersten Ende parallel zur Achse zum zweiten Ende erstreckende zweite Bohrungen, ein Eingriffsteil zur Aufnahme des Drehmoments von der Eingangswelle, das in der mittleren Bohrung aufgenommen ist und einen äußeren Eingriffsumfang aufweist, der mit dem inneren Eingriffsumfang der mittleren Bohrung in Eingriff steht, erste und zweite Ausgangszahnräder zum Antrieb der Ausgangswellen, wobei die ersten und zweiten Ausgangszahnräder drehbar in der mittleren Bohrung zur Ausbildung einer Reihe mit dem Eingangsteil längs der Achse aufgenommen sind, ein oder mehrere erste Ritzel, die drehbar in den ersten Bohrungen aufgenommen sind und mit dem ersten Ausgangszahnrad kämmen, und ein oder mehrere zweite Ritzel, die drehbar in den zweiten Bohrungen aufgenommen sind, und mit dem ersten Ritzel und dem zweiten Ausgangszahnrad kämmen.

Vorzugsweise umfasst das Gehäuse eine erste Endwand zur Abdeckung des ersten Endes, die die Eingangswelle und eine der Ausgangswellen durchdringt, und eine zweite Endwand zur Abdeckung des zweiten Endes, die die andere Ausgangswelle durchdringt. Vorzugsweise lagert die erste und zweite Endwand die Reihe des ersten Ausgangszahnrades, des Eingangsteils und des zweiten Ausgangszahnrades.

Vorzugsweise umfasst das Gehäuse einen Gehäusekörper zum drehbaren Lagern der Außenumfänge der ersten und zweiten Ritzel, eine erste Endwand, eine zweite Endwand, die der ersten Endwand axial gegenüber liegt, und einen oder mehrere Bolzen zum Befestigen der ersten und zweiten Endwand am Gehäusekörper, wobei die Ritzel rings um die Außenumfänge der Ausgangszahnräder und die Bolzen in Umfangsrichtung der Ritzel angeordnet sind.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen:

1 eine Schnittansicht einer Differentialvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechend der Linie I-I von 2;

2 eine Seitenansicht der Differentialvorrichtung, gesehen in Richtung des Pfeils II von 1;

3 eine teilweise geschnittene Ansicht der Differentialvorrichtung entsprechend der Linie III-III von 2;

4 eine Seitenansicht der Differentialvorrichtung, gesehen in Richtung des Pfeils IV von 1;

5 eine teilweise geschnittene Ansicht der Differentialvorrichtung entsprechend der Linie V-V von 4;

6 eine Seitenansicht eines Eingangsteils der Differentialvorrichtung zur Aufnahme des Drehmoments;

7 eine Schnittansicht des Eingangsteils;

8 eine Seitenansicht eines Gehäusekörpers der Differentialvorrichtung, gesehen in Richtung des Pfeils VIII von 9;

9 eine Schnittansicht des Gehäusekörpers entsprechend der Linie IX-IX von 8;

10 eine Seitenansicht des Gehäusekörpers, gesehen in Richtung des Pfeils X von 9;

11 eine teilweise geschnittene Ansicht des Gehäusekörpers entsprechend der Linie XI-XI von 8;

12 eine perspektivische Ansicht der Differentialvorrichtung;

13 eine perspektivische Ansicht des Gehäusekörpers;

14 eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs eines beispielhaften Kraftfahrzeugs mit der Differentialvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform als mittleres Differential; und

15 eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs mit der Differentialvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

In der folgenden Beschreibung wird eine Differentialvorrichtung als ein mittleres Differential eines Antriebsstrangs beispielhaft bei einem Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb beschrieben, ist jedoch nicht darauf begrenzt. 14 zeigt einen derartigen Antriebsstrang.

Der Antriebsstrang ist mit einer Übersetzung 103 zur Übersetzung eines von einem Motor 101 des Kraftfahrzeugs erzeugten Drehmoments auf eine Übertragung 105 über eine Ausgangswelle 139 der Übersetzung 103 versehen. Die Übertragung 105 ist mit einer vorderen Antriebswelle 109 und einer hinteren Antriebswelle 121 zur Verteilung des Drehmoments auf die Antriebswellen 109 und 121 verbunden. Das zur vorderen Antriebswelle 109 verteilte Drehmoment treibt ein vorderes Differential 111 zum Antrieb der linken und rechten vorderen Achswellen 113 und 115 an, die mit dem linken und rechten Vorderrad 117 bzw. 119 verbunden sind. Das auf die hintere Antriebswelle 121 verteilte Drehmoment treibt ein hinteres Differential 123 zum Antrieb der linken und rechten hinteren Achswellen 125 und 127 an, die mit dem linken bzw. rechten Hinterrad 129 und 131 verbunden sind.

Die Übertragung 105 ist mit einer mit der Ausgangswelle 139 der Übersetzung 103 verbundenen Eingangswelle 21, einem mittleren Differential mit der Differentialvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform und einem Kettenglied 107, die beide in einem Übertragungsgehäuse 141 angeordnet sind, versehen. Die Differentialvorrichtung 1 ist so angeordnet, dass ihre Achse in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs gerichtet ist, wobei sie von dem Übertragungsgehäuse 141 drehbar um die Achse gelagert wird. Die Differentialvorrichtung 1 ermöglicht unterschiedliche Drehzahlen zwischen der vorderen Antriebswelle 109 und der hinteren Antriebswelle 121, wobei die Differentialvorrichtung 1 das Drehmoment darauf verteilt. Die Differentialvorrichtung 1 ist antriebsmäßig mit der Ausgangswelle 139 der Übersetzung über eine Eingangswelle verbunden. Die Differentialvorrichtung 1 ist mit einem Paar Ausgangswellen 23 und 25 verbunden. Die Ausgangswelle 23 ist als hohler Zylinder ausgebildet, sodass eine koaxiale Anordnung mit der Eingangswelle 21 möglich ist. Die Ausgangswelle 23 ist mit einem Kettenrad 133 versehen, das mit einem Kettenrad 135 über eine Kette 137 des Kettengliedes 107 verbunden ist. Die Ausgangswelle 25 ist mit der Antriebswelle 121 verbunden.

Wie in 1 gezeigt, ist die Differentialvorrichtung 1 mit einem Gehäuse 3, einem Eingangsteil 11 zur Aufnahme des Drehmoments von der Einganswelle 21, ein Paar Ausgangszahnrädern 5 und 7 zur entsprechenden Ausgabe des verteilten Drehmoments auf die Ausgangswellen 23 und 25 und mehreren (vier in diesem Beispiel) Paaren von kürzeren Ritzeln 13 und längeren Ritzeln 15 zur unterschiedlichen Verteilung des Drehmoments auf das Ausgangszahnrad 5 und 7 versehen. Das Eingangsteil 1 und die Ausgangszahnräder 5 und 7 bilden eine Reihe längs einer Mittelachse der Differentialvorrichtung 1 und sind um die Achse drehbar.

Das Differentialgehäuse 3 ist mit einem Gehäusekörper 27 versehen, wie in den 8 bis 11 gezeigt. Der Gehäusekörper 27 bildet eine mittlere Bohrung in seiner Mitte längs der Achse und mehrere (vier in diesem Beispiel) Paaren von längeren Gehäusebohrungen 31 und kürzeren Gehäusebohrungen 33 parallel zu der mittleren Bohrung aus. Der Gehäusekörper 27 bildet weiter mehrere (vier in diesem Beispiel) durchgehende Bohrungen 47, in die Bolzen 29 eingesetzt sind, aus.

Wie in 2 gezeigt, nimmt die mittlere Bohrung die Ausgangszahnräder 5 und 7 und das Eingangsteil 11 längs der Achse auf. Die mittlere Bohrung weist einen inneren Eingriffsumfang 45 zum Eingriff mit dem Eingangsteil 11 auf. Der innere Eingriffsumfang 45 bildet eine zylindrische Aussparung rings um die Achse aus und ist rings um die Aussparung mit Keilnuten versehen. Benachbart zu dem inneren Eingriffsumfang 45 umfasst die mittlere Bohrung weiter einen Gehäuseabschnitt 41 zur drehbaren Aufnahme des Ausgangszahnrads 5 und einen weiteren Gehäuseabschnitt 43 zur drehbaren Aufnahme des Ausgangszahnrads 7, wie in den 1 und 3 gezeigt. Der Gehäuseabschnitt 43 weist einen größeren Durchmesser als der Gehäuseabschnitt 41 auf.

Wie in 2 gezeigt, nehmen die längeren Gehäusebohrungen 31 die längeren Ritzel 15 und die kürzeren Gehäusebohrungen 33 die kürzeren Ritzel 13 entsprechend auf. Die Gehäusebohrungen 31 und 33 erstrecken sich parallel zur Achse des Gehäuses 3. Jedes Paar der Gehäusebohrungen 31 und 33 steht mit jedem anderen in Verbindung, um den Eingriff zwischen dem darin aufgenommenen Ritzel 15 und dem Ritzel 13 zu ermöglichen. Die kürzeren Gehäusebohrungen 33 sind in gleichen Abständen auf einen Kreis rings um die Achse angeordnet. Die längeren Gehäusebohrungen 31 sind ebenfalls in gleichen Abständen auf einem anderen Kreis, der ein wenig größer als der Kreis ist, auf dem die kürzeren Gehäusebohrungen 33 angeordnet sind, angeordnet. Die längeren Gehäusebohrungen 31 erstrecken sich von dem vorderen Ende zum hinteren Ende des Gehäusekörpers 27. Wie in den 1, 3 und 5 gezeigt, stehen die längeren Gehäusebohrungen 31 in der Nähe des hinteren Endes mit dem Gehäuseabschnitt 43 in Verbindung, sodass der Eingriff zwischen dem Ausgangszahnrad 7 und den längeren Ritzeln 15 ermöglicht wird. Die kürzen Gehäusebohrungen 33 erstrecken sich von dem vorderen Ende des Gehäusekörpers 27 in Richtung des hinteren Endes, jedoch ohne den inneren Eingriffsumfang 45. Die kürzeren Gehäusebohrungen 33 stehen mit dem Gehäuseabschnitt 41 in Verbindung, um den Eingriff zwischen dem Ausgangszahnrad 5 und den kürzen Ritzeln 13 zu ermöglichen.

Da die kürzeren Gehäusebohrungen 33 keinen inneren Eingriffsabschnitt 45 aufweisen, weisen die Gehäusebohrungen 33 keine Überschneidungen mit dem inneren Eingriffsumfang 45 auf. Da die längeren Gehäusebohrungen 31 von der mittleren Bohrung beabstandet sind, stören die längeren Gehäusebohrungen 31 nicht die Ausbildung des inneren Eingriffsumfangs 45. Der innere Eingriffsumfang 45 muss daher nicht durch die Gehäusebohrungen 31 und 33 weggeschnitten werden, und trägt daher zum Eingriff mit dem Eingangsteil 11 bei.

Der Gehäusekörper 27 bildet weiter Öffnungen 65 am Seitenumfang und der hintere Deckel 19 bildet Öffnungen 67 aus, wie in 4 gezeigt. Diese Öffnungen 65 und 67 ermöglichen ein Eintreten und Austreten eines Übertragungsöls. Das Öl schmiert die verschiedensten Stellen, wo die Zahnräder miteinander kämmen, und Teile, die auf anderen Teilen gleiten.

Das Differentialgehäuse 3 ist weiter mit einem vorderen Deckel 17 und einem hinteren Deckel 19 zur Abdeckung des vorderen Endes bzw. des hinteren Endes des Gehäusekörpers 27 versehen. Der vordere Deckel 17 und der hintere Deckel 19 passen auf den Gehäusekörper 27 an Passabschnitten 51 bzw. 53. Die Eingangswelle 21 und die koaxiale Ausgangswelle 23 durchdringen den vorderen Deckel 17 und sind entsprechend mit dem Eingangsteil 11 und dem Ausgangszahnrad 5 verbunden. Die Ausgangswelle 25 durchdringt den hinteren Deckel 19und ist mit dem Ausgangszahnrad 7 verbunden. Der hintere Deckel 19 bildet mehrere Gewindeöffnungen 49 aus, in denen die Bolzen 29 befestigt sind. Der hintere Deckel 19 ist mit einem Ansatz 61 zur drehbaren Lagerung durch das Übertragungsgehäuse 141 mit dazwischen angeordneten Lagern versehen.

Wie in 6 bis 7 gezeigt, weist das Eingangsteil 11 einen mit Keilnuten versehenen äußeren Umfang 9 zum Eingriff mit dem inneren Eingriffsumfang 45 des Gehäusekörpers 27 auf. Ein innerer Umfang des Eingangsteils 11 ist ebenfalls mit Keilnuten versehen, um mit der Eingangswelle 21 in Eingriff zu treten und das Drehmoment aufzunehmen. Wie in den 1 bis 5 gezeigt, ist das Eingangsteil 11 in die mittlere Bohrung eingesetzt und im Wesentlichen in der Mitte des Gehäusekörpers 27 angeordnet, wo das Eingangsteil 11 mit dem Gehäusekörper 27 in Eingriff tritt.

Die Ausgangszahnräder 5 und 7 weisen ebenfalls mit Keilnuten versehene innere Umfänge zur Verbindung mit den Ausgangswellen 23 und 25 auf. Das Ausgangszahnrad 7 ist größer ausgebildet, um mit den längeren Ritzeln 15, die von der mittleren Bohrung entfernt angeordnet sind, zu kämmen. Die Ausgangszahnräder 5 und 7 sind ebenfalls in die mittlere Bohrung eingesetzt und in den Gehäuseabschnitten 41 bzw. 43 der mittleren Bohrung angeordnet. Die Ausgangszahnräder 5 und 7 sind in den Gehäuseabschnitten 41 und 43 drehbar.

Das Ausgangszahnrad 5 weist einen Lagerabschnitt 55 zur drehbaren Lagerung des Eingangsteils 11 auf, das auf einer Schulter des Eingangsteils 11 sitzt. Ähnlich weist das Ausgangszahnrad 7 einen Lagerabschnitt 57 auf. Der hintere Deckel 19 weist einen Lagerabschnitt 59 auf, der auf einer Schulter des Ausgangszahnrads 7 sitzt. Druckscheiben 63 sind entsprechend zwischen den Ausgangszahnrädern 5 und 7, dem Eingangsteil 11 und den Deckeln 17 und 19 zur Aufnahme der auf das Eingangsteil 11 und die Ausgangszahnräder 5 und 7 wirkenden Druckkraft angeordnet. Das Eingangsteil 11 ist somit an beiden Enden durch die Deckel 17 und 19 gelagert, sodass es in axialer Richtung festgelegt ist.

Die kürzeren Ritzel 13 sind drehbar in die kürzeren Gehäusebohrungen 33 und die längeren Ritzel 15 sind drehbar in die längeren Gehäusebohrungen 31 eingesetzt. Die Länge der kürzeren Ritzel 13 ist im Wesentlichen auf einen Bereich der Zahnbreite W des Ausgangszahnrades 5 begrenzt, wie in 5 gezeigt. Jedes Ritzel 13 kämmt mit jedem Ritzel 15 und dem Ausgangszahnrad 7. Jedes Ritzel 15 erstreckt sich vom hinteren Ende zum vorderen Ende des Gehäusekörpers 27. Ein proximaler Abschnitt 35 jedes Ritzels 15 kämmt mit dem Ausgangszahnrad 5, und ein distaler Abschnitt 37 über einem mittleren Abschnitt 39 kämmt mit jedem Ritzel 13. Da sich die Ritzel 13 und 15 längs des Differentialgehäuses 3 drehen, wird das auf das Eingangsteil 11 wirkende Drehmoment zu den Ausgangszahnrädern 5 und 7 über die damit kämmenden Ritzel 13 und 15 übertragen. Da die Ausgangszahnräder 5 und 7 miteinander durch die Paare der Ritzel 13 und 15 verbunden sind, werden unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten zwischen den Ausgangszahnrädern 5 und 7 ermöglicht.

Alle Zahnräder 5 und 7 und die Ritzel 13 und 15 sind schräg verzahnt und kämmen miteinander. Während der Übertragung des Drehmoments nehmen die Ritzel 13 und 15 entsprechende durch das Kämmen der schräg verzahnten Zahnräder erzeugte Druckkräfte und Zentrifugalkräfte durch die Drehung des Differentialgehäuses 3 auf. Durch diese Kräfte werden die Ritzel 13 und 15 gegen die Wandflächen der Deckel 17 und 19 und die Gehäusebohrungen 31 und 33 gedrückt, wodurch ein Reibwiderstand gegen die Drehung der Ritzel 13 und 15 erzeugt wird. Da der Reibwiderstand die Differentialbewegung begrenzt, dient die Differentialvorrichtung 1 als ein Drehmoment empfindliches Schlupfbegrenzungsdifferential, das einen Vierradantrieb sicherstellt, wenn das Kraftfahrzeug ein relativ großes Drehmoment erfordert, zum Beispiel beim Start oder beim Beschleunigen.

Da die kürzeren Ritzel 13 keine Überschneidung mit dem mit Keilnuten versehenen äußeren Umfang 9 des Eingangsteils 11 aufweisen, und die längeren Ritzel 15 in radialer Richtung vom äußeren Umfang 9 mit Keilnuten entfernt angeordnet sind, ist der Eingriff des äußeren Umfangs 9 mit Keilnuten mit dem inneren Eingriffsumfang 45 nicht strukturmäßig oder abmessungsmäßig begrenzt. Die gesamte Länge des äußeren Umfangs 9 mit Keilnuten kann zum Eingriff mit dem Differentialgehäuse 3 beitragen und ist somit in der Lage, ein relativ großes Drehmoment zu übertragen.

Die Differentialvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht den Eingang von einem Ende und den Ausgang von beiden Enden, von denen einer zum Eingang koaxial verläuft. Die Verbindung des Eingangs mit dem Motor und des Ausgangs mit den vorderen und hinteren Achswellen ermöglicht eine Differentialverteilung des vom Motor erzeugten Drehmoments zu den vorderen und hinteren Achswellen durch die Differentialvorrichtung 1. Die Differentialvorrichtung 1 ermöglicht unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten zwischen beiden Ausgängen.

Die Lagerung des Eingangsteils 11 in axialer Richtung wird durch den vorderen und hinteren Deckel 17 und 19 über die dazwischen angeordneten Ausgangszahnräder 5 und 7, zwischen denen das Eingangsteil 11 angeordnet ist, sichergestellt.

Die Schrägverzahnung der Zahnräder 5 und 7 und der Ritzel 13 und 15 erzeugt eine Druckkraft, die zu einer Drehmoment empfindlichen Begrenzung der Differentialdrehung führt.

Weiter können die Bolzen 29 in entsprechenden Räumen zwischen den Paaren von Gehäusebohrungen 31 und 33 und auf einem ein wenig größeren Kreis als dem Kreis, auf dem die Gehäusebohrungen 31 angeordnet sind, angeordnet werden, wie in 2 gezeigt. Eine derartige Anordnung ermöglicht eine Befestigung, bei der die Bolzen 29 die Ritzel 13 und 15 vermeiden. Dies führt zu einer sicheren Befestigung. Eine derartige Anordnung ergibt keine Toträume, sodass das Differentialgehäuse 3 klein gebaut werden kann.

Die obige Ausführungsform kann zu einer zweiten Ausführungsform abgeändert werden, die im Folgenden beschrieben wird. Eine Differentialvorrichtung 201 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als mittleres Differential in einem Antriebsstrang gemäß 15 verwendet.

Der Antriebsstrang ist mit einer Übertragungsvorrichtung 253 zur Übertragung des von einem Motor 251 erzeugten Drehmoments auf eine Übertragungsvorrichtung 255 versehen. Die Übertragungsvorrichtung 253 kann ein geeignetes Getriebe umfassen, um die Drehzahl zu verändern. Die Übertragungsvorrichtung 255 nimmt das Drehmoment nach der Drehzahländerung auf. Die Übertragungsvorrichtung 255 ist mit einer vorderen Ausgangswelle 221 und einem Getriebe 257 verbunden. Das Getriebe 257 umfasst ein Antriebszahnrad 265 und ein Abtriebszahnrad 267, das mit dem Antriebszahnrad 265 kämmt und mit einer hinteren Antriebswelle 261 verbunden ist. Das Drehmoment wird dadurch zu den Wellen 221 und 261 aufgeteilt. Das auf die vordere Ausgangswelle 221 aufgeteilte Drehmoment treibt ein vorderes Differential 259 zum Antrieb der linken und rechten vorderen Achswellen (nicht gezeigt) an. Das zu der hinteren Antriebswelle 261 verteilte Drehmoment treibt ein hinteres Differential 263 zum Antrieb der linken und rechten hinteren Achswellen (nicht gezeigt) an.

Die Übertragungsvorrichtung 255 ist mit einem mittleren Differentialgetriebe versehen, das eine Differentialvorrichtung 201 gemäß der zweiten Ausführungsform aufweist. Die Differentialvorrichtung 201 nimmt ein Drehmoment über eine Eingangswelle 219 auf, die koaxial zur Ausgangswelle 221 verläuft.

Die Differentialvorrichtung 201 ist mit einem Differentialgehäuse 203, einem Eingangsteil 209 zur Aufnahme des Drehmoments von der Eingangswelle 219, einem Paar Ausgangszahnrädern 205 und 207 zur entsprechenden Ausgabe des auf die Ausgangswellen 221 und 223 verteilten Drehmoments und mehreren Paaren von kürzeren Ritzeln 211 und längeren Ritzeln 213 versehen.

Das Differentialgehäuse 203 weist einen Gehäusekörper 225 und Deckel 215 und 217 auf, die seine vorderen und hinteren Enden entsprechend abdecken. Die Deckel 215 und 217 sind mittels mehreren Bolzen 227 befestigt.

Wie bei der Differentialvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform erstreckt sich ebenfalls bei der Differentialvorrichtung 201 gemäß der zweiten Ausführungsform jedes längere Ritzel 213 vom hinteren Ende zum vorderen Ende des Gehäusekörpers 225, wobei sich jedoch jedes kürzere Ritzel 211 vom hinteren Ende in Richtung des vorderen Endes ohne das Eingangsteil 209 erstreckt. Jedes längere Ritzel 213 kämmt sowohl mit dem Ausgangszahnrad 207 als auch mit dem kürzeren Ritzel 211 und jedes kürzere Ritzel 211 kämmt sowohl mit dem Ausgangszahnrad 205 als auch mit dem längeren Ritzel 213. Da die Ritzel 213 und 215 drehbar längs des Differentialgehäuses angeordnet sind, wird das zum Eingangsteil 209 eingegangene Drehmoment auf die Ausgangszahnräder 205 und 207 übertragen.

Alle Zahnräder 205 und 207 und die Ritzel 211 und 213 weisen eine Schrägverzahnung auf und kämmen miteinander. Durch die unterschiedlichen Drehzahlen zwischen dem Ausgangszahnrad 5 und 7 behält man ebenfalls die Funktion eines Drehmoments empfindlichen begrenzten Schlupfdifferentials.

Da die kürzeren Ritzel 211 keine Überschneidung mit dem Eingangsteil 209 aufweisen und die längeren Ritzel 213 in radialer Richtung vom Eingangsteil 209 entfernt angeordnet sind, wird der Eingriff aller Bauteile rings um das Eingangsteil 209 sicher gestellt.

Im Gegensatz zu der Differentialvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform verlaufen die Eingangswelle 219 und die Ausgangswellen 221 und 223 gemeinsam koaxial und treten aus dem vorderen Ende des Differentialgehäuses 203 auf. Der Eingang und der Ausgang des Drehmoments wird daher gemeinsam am gleichen (vorderen) Ende durchgeführt.

Die Erfindung wurde anhand besonderer Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen begrenzt ist. Für den Fachmann geläufige Änderungen und Abänderungen der oben beschriebenen Ausführungsform sind möglich und fallen mit in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche.


Anspruch[de]
Differentialvorrichtung zur Differentialübertragung eines Drehmoments von einer Eingangswelle zu einem Paar Ausgangswellen, umfassend

ein um eine Achse drehbares Gehäuse,

ein Eingangsteil zur Aufnahme des Drehmoments von der Eingangswelle, das in dem Gehäuse aufgenommen ist und einen äußeren Eingriffsumfang umfasst, der mit dem Gehäuse in Eingriff steht,

erste und zweite Ausgangszahnräder zum entsprechenden Antrieb der Ausgangswellen, wobei die ersten und zweiten Ausgangszahnräder zur Bildung einer Reihe mit dem Eingangsteil längs der Achse drehbar in dem Gehäuse aufgenommen sind,

ein oder mehrere drehbar in dem Gehäuse aufgenommene erste Ritzel, die parallel zur Achse angeordnet sind und mit dem ersten Ausgangszahnrad kämmen, wobei die ersten Ritzel keine Überschneidung mit dem äußeren Eingriffsumfang des Eingangsteils und den zweiten Ausgangszahnrädern aufweisen, und

ein oder mehrere drehbar in dem Gehäuse aufgenommene zweite Ritzel, die parallel zur Achse angeordnet sind und mit den zweiten Ausgangszahnrädern und den ersten Ritzeln kämmen, wobei sich die zweiten Ritzel über das Eingangsteil zum Erreichen der ersten Ritzel erstrecken.
Differentialvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse eine erste Endwand aufweist, die die Eingangswelle und eine der Ausgangswellen durchdringen, und eine zweite Endwand aufweist, die der ersten Endwand axial gegenüber liegt, die eine andere der Ausgangswellen durchdringt. Differentialvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Eingangsteil zwischen den mittels der ersten und zweiten Endwand gelagerten Ausgangszahnrädern angeordnet ist und von ihnen gelagert wird. Differentialvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse einen Gehäusekörper zur drehbaren Lagerung der Außenumfänge der ersten und zweiten Ritzel eine erste Endwand, eine der ersten Endwand axial gegenüberliegend angeordnete zweite Endwand und einen oder mehrere Bolzen zur Befestigung der ersten und zweiten Endwand am Gehäuse umfasst, wobei die Ritzel rings um die Außenumfänge der Ausgangszahnräder und die Bolzen in Umfangsrichtung der Ritzel angeordnet sind. Differentialvorrichtung zur Differentialübertragung eines Drehmoments von einer Eingangswelle zu einem Paar Ausgangswellen, umfassend

ein um eine Achse drehbares Gehäuse mit einem zur Achse senkrechten ersten Ende und eine axial gegenüberliegenden zweiten Ende,

eine im Gehäuse längs der Achse ausgebildete mittlere Bohrung mit einem inneren Eingriffsumfang,

eine oder mehrere sich vom ersten Ende parallel zur Achse erstreckende erste Bohrungen ohne den inneren Eingriffsabschnitt,

eine oder mehrere sich von dem ersten Ende parallel zur Achse zum zweiten Ende erstreckende zweite Bohrungen,

ein Eingriffsteil zur Aufnahme des Drehmoments von der Eingangswelle, das in der mittleren Bohrung aufgenommen ist und einen äußeren Eingriffsumfang aufweist,

der mit dem inneren Eingriffsumfang der mittleren Bohrung in Eingriff steht,

erste und zweite Ausgangszahnräder zum Antrieb der Ausgangswellen, wobei die ersten und zweiten Ausgangszahnräder drehbar in der mittleren Bohrung zur Ausbildung einer Reihe mit dem Eingangsteil längs der Achse aufgenommen sind,

ein oder mehrere erste Ritzel, die drehbar in den ersten Bohrungen aufgenommen sind und mit dem ersten Ausgangszahnrad kämmen, und

ein oder mehrere zweite Ritzel, die drehbar in den zweiten Bohrungen aufgenommen sind und mit den ersten Ritzeln und dem zweiten Ausgangszahnrad kämmen.
Differentialvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Gehäuse eine erste Endwand zur Abdeckung des ersten Endes, die die Eingangswelle und eine der Ausgangswellen durchdringt, und eine zweite Endwand zur Abdeckung des zweiten Endes, die die andere Ausgangswelle durchdringt, umfasst. Differentialvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die erste und zweite Endwand die Reihe des ersten Ausgangszahnrads, des Eingangsteils und des zweiten Ausgangszahnrads lagern. Differentialvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Gehäuse einen Gehäusekörper zum drehbaren Lagern der Außenumfänge der ersten und zweiten Ritzel, eine erste Endwand, eine zweite Endwand, die der ersten Endwand axial gegenüber liegt, und einen oder mehrere Bolzen zum Befestigen der ersten und zweiten Endwand am Gehäusekörper umfasst, wobei die Ritzel rings um die Außenumfänge der Ausgangszahnräder und die Bolzen in Umfangsrichtung der Ritzel angeordnet sind.






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