DD298016A5 - Selbsthemmendes differentialgetriebe - Google Patents

Abstract

Selbsthemmend der achsparallelen Ausgleichsraeder mit einem der beiden Achswellenraeder und eine zweite Gruppe der Ausgleichsraeder mit dem anderen der beiden Achswellenraedern und Raeder beider Gruppen zumindest paarweise miteinander im Eingriff stehen und in einander durchdringenden Bohrungen des Differentialkorbes gehalten sind, wobei die Ausgleichsraeder unsymmetrisch ueber dem Umfang des Differentialkorbes verteilt sind und die Achswellenraeder gleitend in Ausnehmungen des Differentialkorbes gehalten sind. Fig. 1 a{Differentialgetriebe; Differentialkorb; Achswellenraeder; Ausgleichsraeder; Umfangsverzahnung; Schnecken; Schneckenraeder; kreuzende bzw. parallele Achsen; Auswuchtung; Traeger}

Description

müssen, und/oder aus stirnseitigen Ringscheibin bestehen. Letztere sind dann vorzusehen, wenn z. B. durch Schrägverzahnung oder durch Verwendung von Druckfedern zus. izliche Reibungskräfte an den Stirnseiten der Achswellenräder und der Ausgleichsräder erzeugt werden.

Ferner ist möglich, daß die Achswellenräder und die Ausgleichsräder Schnecken und Schneckenräder sind. In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die Achswellenräder und die Ausgleichsräder einander kreuzende Achsen haben und daß die Ausgleichsräder über an den Enden der Schneckenteile angeordnete Stirnradverzahnungen miteinander im Eingriff sind.

Vorteilhaft ist es, daß die Achswellenräder und die Ausgleichsräder parallele Achsen haben und die Ausgleichsräder über jeweils dazwischen angeordnete Schneckenräder mit kreuzender Achse mittelbar miteinander im Eingriff sind. Zweckmäßig ist es auch, daß die Achswellenräder und die Ausgleichsräder parallele Achsen haben und schraubenförmig oder schräg verzahnt sind.

Weiterhin ist es zweckmäßig, daß die Achswellenräder und die Ausgleichsräder parallele Achsen haben und geradverzahnte Stirnräder sind. Anders ausgedrückt ist es möglich, doß Reibmaterialeinsätze für die Achswellenräder und/oder die Ausgleichsräder in Form von längsgeschlitzten Buchsen oder stirnseitigen Reibscheiben oder Reibkonen in die Ausnehmungen des Differentialkorbes eingesetzt sind.

Da die mit den Achswellenrädern verbundenen Wellen üblicherweise im Gehäuse des Differentialgeti iebes gelagert sind, ist eine Radialbewegung der Achswellenräder im Differentialkorb ohne weitere Maßnahmen nur dann möglich, wenn die Lagerung einen nennenswerten axialen Abstand von den Achswellenrädern hat. Ist dies nicht der Fall, so ist nach einer ergänzenden Weiterbildung vorzusehen, das im Differentialkorb ein Träger für die Ausgleichsräder und die Achswellenräder vorgesehen ist, der in Richtung der durch die unsymmetrische Anordnung der Ausgleichsräder bestimmten Resultierenden der Radkräfte im Differentialkorb verschiebbar gehalten ist. Unter Drehmoment wird hierbei die entsprechende zusätzliche Reibung zwischen Achswellenrädern und diesem Träger auch bei unveränderter Lage der Achswellenräder möglich, indem nämlich der Träger durch die Reaktionskräfte der Ausgleichsräder radial verschoben wird.

Nach einer besonderen Ausgestalten wird eino in Richtung dieser Resultierenden verlaufenden Radialführung zwischen Differentialkorb und Träger vorgesehun. In vorteilhafter Ausgestaltung ist es möglich, daß eine in Richtung der resultierenden Radkräfte verlaufende Längsführung für den Träger im Differentialkorb vorgesehen ist, Um durch die ungleiche Anordnung der Ausgleichsräder im Differentialkorb keine Unwucht entstehen zu lassen, ist es vorteilhaft, Ausgleichsbohrungen in der den Ausgleichsrädern gegenüberliegenden Korbhälfte oder Ausgleichsgewichte auf der Korbhälfte mit den Ausgleichsrädern vorzusehen, die im Volumen etwa den Zahnausnehmungen der Ausgleichsräder, soweit sie in ihre Ausnehmungen im Differentialkorb eingreifen, entsprechen müssen.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist es möglich, daß im Differentialkorb Bohrungen zur Auswuch'.ung vorgesehen sind, bzw., daß am Differentialkorb angegossene oder befestigte Ausgleichsgewichte angeordnet sind.

Durch die vorstehend beschriebenen erhöhten Reibungskräfte an den Achswellenrädern bei Drehzahldifferenz zwischen den Achswellenrädern unter Drehmoment ist es häufig möglich, bei einem Getriebe der zuerst genannten Art mit einer einfachen Stirnverzahnung der Räder auszukommen. Durch eine Schrägverzahnung lassen sich jedoch auch hierbei zusätzliche Reibkräfte an den Stirnflächen der Zahnräder erzeugen, die die Sperrwirkung erhöhen.

Die zuerst genannte Art, bei der sie mit je einem der Achswellenräder in Eingriff befindlichen achsparallelen Ausgleichsräder zumindest paarweise miteinander kämmen sollen, schließt Ausführungen ein, nach denen die Ausgleichsräder z. B. in Dreiergruppen oder im geschlossenen Ring miteinander kämmen.

Die Größe der Ausgleichsräder ist bei dieser Art des Getriebes nicht notwendigerweise gleich, aus Platzgründen kann es günstig sein, diese mit unterschiedlichem Durchmesser auszuführen. Bei untereinander gleicher Größe der Achswellenräder ändert dies nichts am ausgeglichenen Drehmomentverhältnis an den Achswellenrädern. Durch eine unterschiedliche Größe der Achswellenräder untereinander, die ebenfalls gewählt werden kann, ist eine ungleiche Drehmomentverteilung an den Achswellenrädern grundsätzlich ebenfalls möglich.

Ausführungsbelsplel

Zv/ei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 a: zeigt ein erfindungsgemäßes Sperrdifferential mit gleicher Drehmomentverteilung im Querschnitt, Fig. 1 b: zeigt ein erfindungsgemäßes Sperrdifferential nach Fig. 1 a im Längsschnitt, Fig. 2a: zeigt ein erfindungsgemäßes Sperrdifferential mit ungleicher Drehmomentverteilung im Querschnitt, Fig. 2b: zeigt ein erfindungsgemäßes Sperrdifferential nach Fig.2a im Längsschnitt.

In Fig. 1 a ist ein Differentialkorb 1 mit einem daran befestigten Flansch 2 dargestellt. In diesem ist ein erstes Achswellenrad 3 gehalten, das mit vier über den Umfang ungleich verteilten Ausgleichsrädern 4 unmittelbar kämmt, die ihrerseits jeweils paarweise mit vier weiteren Ausgleichsrädern 5 in Eingriff sind. Diese sind mit einem zweiten im Querschnitt nicht dargestellten Achswellenrad 11 in Eingriff. Eine Zwischenhülse 6 stützt die beiden Achswellenräder 3,11 gegeneinander ab. Im Differentialkorb 1 ist ein Träger 7 radial verlagerbar gehalten, so daß eine radiale Verlagerung der Ausgleichsräder 4,5 den Träger 7 auf der Gegenseite an die Achswellenräder 3,11 andrückt. Alle Ausgleichsräder 4,5 und die Achswellenräder 3,11 sind unmittelbar in dem Träger 7 gleitend aufgenommen. Im Differentialkorb 1 sind sich gegenüberliegende Nuten 8 vorgesehen, in die mit dem Träger 7 über Schrauben 9 verbundene Paßstücke 10 eingreifen, die etwa in Richtung der resultierenden der Radkräfte der Ausgleichsräder 4,5 einander gegenüberliegend angeordnet sind und eine radiale Führung bilden. In Fig. 1 b ist über die mit gleichen Ziffern versehenen entsprechenden Teile aus Fig. 1 a hinaus das dem Achswellenrad 3 gegenüberliegende Achswellenrad 11 erkennbar, wobei die Abstützung beider gegeneinander über die Zwischenhülse 6 deutlich wird. Ein Schraubbolzen 12 dient der Verbindung der beiden Hälften des Differentialkorbes 1.

In Fig, 2 a ist ein Difforentialkorb 1 mit einem daran befestigten Flansch 2 dargestellt. In diesen ist ein erstes Achswellenrad gehalten, das mit vier über den Umfang ungleich verteilten Ausgleichsrädern 4 unmittelbar kämmt, die ihrerseits jeweils paarweise mit vier weiteren Ausgleichsrädern 5 in Eingriff sind. Diese sind mit einem zweiten im Querschnitt nicht dargestellten Achswellenrad 11 in Eingriff. Eine Ausgleichsbohrung 13 ist in der den Ausnehmungen für die Ausgleichsräder 4,5 gegenüberliegenden Gehäusehälfte vorgesehen. Zu jedem der Ausgleichsräder 5 führt eine Schmiermittelbohrung 14. In Fig. 2b ist über die mit gleichen Ziffern versehenen entsprechenden Teile aus Fig.2a hinaus das dem Achswelienrad 3 gegenüberliegende Achswellenrad 11 erkennbar. Ein Schraubbolzen 12 dient der Verbindung des dreiteiligen Differentialkorbes 1.Es ist erkennbar, daß die Achswellenräder 3,11, die unmittelbar mit Achswellen 15,16 verbunden sind, sich nach innen gegenüber dem Mittelteil des Differentialkorbes 1 abstützen. Die Achswellenräder 3,11 sind zur ungleichen Drehmomentverteilung von unterschiedlichem Durchmesser.

Claims (20)

1. Selbsthemmendes Differentialgetriebe, bei dem zwei Achswellenräder (3,11) mit Umfangsverzahnung koaxial in einem Differentialkorb (1) gehalten sind und bei dem eine erste Gruppe der Ausgleichsräder (4) mit einem der beiden Achswellenräder (3) und eine zweite Gruppe der Ausgleichsräder (5) mit dem anderen der beiden Achselwellenrädern (11) und Räder (4,5) beider Gruppen zumindest mittelbar miteinander im Eingriff stehen und im Differentialkorb (1) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsräder (4,5) unsymmetrisch über dem Umfang des Differentialkorbes (1) verteilt sind und daß die Achswellenräder (3,11) gleitend in Ausnehmungen des Differentialkorbes (1) radial gegenüber diesen verlagerbar gehalten sind.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsräder (4, 5) auf einer Umfangshälfte des Differentialkorbes angeordnet sind.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achswellenräder (3,11) unmittelbar auf ihren Zahnköpfen gleitend in den Ausnehmungen des Differntialkorbes (1) gehalten sind.

4. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achswellenräder über an den Enden der Verzahnungsteile liegende Zapfenteile gleitend in den Ausnehmungen des Differentialkorbes gehalten sind.

5. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achswellenräder über an den Enden der Verzahnungsteile liegende Konusflächen in Gegenkonusflächen de·"; Differentialkorbes gehalten sind.

6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsräder (4, 5) unmittelbar auf ihren Zahnköpfen gleitend in den Ausnehmungen des Differentialkorbes (1) gehalten sind.

7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdgleichsräder über an den Enden liegende glatte Zapfenabschnitte gleitend in Bohrungen des Differentialkorbes gehalten sind.

8. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsräder als Hülsen ausgeführt und auf im Differentialkorb eingesetzten Lagerzapfen gleitend gehalten sind.

9. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Achswellenräder und die Ausgleichsräder Schnecken und Schneckenräder sind.

10. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Achswellenräder und die Ausgleichsräder einander kreuzende Achsen haben und daß die Ausgleichsräder über r.n den Enden der Schneckenteile angeordnete Stirnradverzahnungen miteinander im Eingriff sind.

11. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Achswellenräder und die Ausgleichsräder parallele Achsen haben und die Ausgleichsräder über jeweils dazwischen angeordnete Schneckenräder mit kreuzender Achse mittelbar miteinander im Eingriff sind.

12. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Achswellenräder und die Ausgleichsräder parallele Achsen haben und schraubenförmig oder schräg verzahnt sind.

13. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Achswellenräder (3, 11) und die Ausgleichsräder (4,5) parallele Achsen haben und geradverzahnte Stirnräder sind.

14. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Differentialkorb (1) Bohrungen (13) zur Auswuchtung vorgesehen sind.

15. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Differentialkorb angegossene oder befestigte Ausgleichsgewichte angeordnet sind.

16. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Differentialkorb (1) ein Träger (7) für die Ausgleichsräder (4,5) und die Achswellenräder (3,11) vorgesehen ist, der im wesentlichen in Richtung der durch die unsymmetrische Anordnung der Ausgleichsräder (4,5) bestimmten resultierenden Radkräfte senkrecht zur Korbachse verschiebbar gehalten ist.

17. Getriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Richtung der resultierenden Radkräfte verlaufende Längsführung (8,9,10) für den Träger (7) im Differentialkorb (1) vorgesehen ist.

18. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß Reibmaterialeinsätze für die Achswellenräder und/oder die Ausgleichsräder in Form von längsgeschlitzten Buchsen oder stirnseitigen Reibscheiben oder Reibkonen in die Ausnehmungen des Differentialkorbes eingesetzt sind.

19. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsräder der ersten Gruppe gegenüber den Ausgleichsrädern der zweiten Gruppe unterschiedlichen Durchmesser aufweisen.

20. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Achselwellenräder (3,11) zur Erzeugung ungleicher Drehmomentverteilung unterschiedlichen Durchmesser haben.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein selbsthemmendes Differentialgetriebe, bei dem zwei Achswellenräder mit Umfangsverzahnung koaxial in einem Differentialkorb gehalten sind und boi dem eine erste Gruppe der Ausgleichsräder mit einem der beiden Achswellenräder und eine zweite Gruppe der Ausgleichsräder mit dem anderen der beiden Achswellenrädern und Bäder beider Gruppen zumindest mittelbar miteinander im Eingriff stehen und im Differentialkorb gehalten sind.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Differentialgetriebe dieser Art sind aus der DE-PS2206107 bekannt. Die teilsperrende Wirkung unter Drehmomentbeaufschlagung und bei einer Drehzahldifferenz zwischen den Achswellenrädern entsteht zum überwiegenden Teil durch die Reibung der Ausgleichsräder in ihren Bohrungen, die sich als Reaktionskräfte aufgrund der Verlagerung durch die Zahnkräfte ergeben. Die Achswellenräder selber befinden sich dabei durch die symmetrische Anordnung der Ausgleichsräder im wesentlichen im Gleichgewicht.

Differentialgetriebe der oben genannten Art sind weiterhin aus der WO 89/03943 bekannt. Die teilsperrende Wirkung wird weiterhin in den schraubenförmigen Verzahnungseingriffen erzeugt. Dergegenseitige Eingriff der Ausgleichsräder miteinander erfolgt in äußeren geradverzahnten Abschnitten. Es sind weiterhin Differentialgetriebe der eingangs genannten Art aus der WO87/00900 bekannt. Auch hier wird die teilsperrende Wirkung in den schraubenförmigen Verzahnungsaingriffen erzeugt. Der gegenseitige Eingriff der Ausgleichsräder miteinander erfolgt mittelbar über ein mit kreuzender Drehachse angeordnetes Zwischenrad.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein selbsthemmendes Differentialgetriebe So auszubilden, daß mit geringem Aufwand eine hohe Funktionalität erreichbar ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein selbsthemmendes Differentialgetriebe der eingangs genannten Art bereitzustellen, das bei im wesentlichem unveränderten baulichem Aufwand eine erhebliche Steigerung der Sperrwirkung zuläßt. Die Lösung hierfür besteht darin, daß die Ausgleichsräder im Differentialkorb unsymmetrisch über dem Umfang verteilt sind, und daß die Achswellenräder gleitend in Ausnehmungen des Differentialkorbes radial gegenüber diesen verlagerbar geführt sind. In bevorzugter Ausführung beschränkt sich die Anordnung der Ausgleichsräder im wesentlichen auf eine Umfangshälfte des Differentialkorbes. Die erfindungsgemäße Wirkung dieser Lösung besteht darin, daß sich die Zahnkräfte der Ausgleichsräder in bezug auf die Achswellenräder nicht ausgleichen, sondern daß sich die Komponenten in Richtung auf die weniger oder gar nicht von Ausgleichsrädern besetzte Hälfte des Differentialkorbes addieren. Dies führt dazu, daß sich in dieser Richtung bei entsprechenden Radialverlagerungen der Achswellenräder Reibkräfte an dafür vorgesehenen Reibflächen ergeben, während umgekehrt jedes einzelne der Ausgleichsräder radial nach außen gedrückt wird und in bekannter Weise Rv bkräfte an seinen Gleitflächen erzeugt.

ausgebildet sein. Nach einer ersten Möglichkeit sind zylindrische Taschen vorgesehen, in denen die Achswellenräder unmittelbar auf ihren Zahnköpfen gleiten. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Verzahnungsbereiche mit Spiel laufen zu lassen und die Reibung in Zylinderbohrungen durch an die Achswellenräder anschließende Zapfenteile zu erzeugen. Nach einer dritten Möglichkeit können an die Achswellenräder relativ stumpfwinkelige Konen angesetzt werden, dio in entsprechenden Gegenkonen des Differentialkorbes gleiten, wodurch bei radialer Verlar grung der Achswellenräder eine besonders hohe Sperrwirkung erzielt wird. Sind die Konen nicht in symmetrischer Anordnung voi gesehen, entsteht außerdem ein Axialschub, der zusätzliche Reibung an einer entgegenliegenden Stirnfläche erzeugen kann. Für die Ausbildung der Reibungsflächen der Ausgleichsräder im Differentialkorb sind im wesentlichen die gleichen Möglichkeiten gegeben, die vorstehend in bezug auf die Achswellenräder genannt sind. Danach ist es im Sinne der Erfindung, daß die Ausgleichsräder unmittelbar auf ihren Zahnköpfen gleitend in den Ausnehmungen des Differentialkorbes gehalten sind. Vorteilhaft ist , daß die Ausgleichsräder über an den Enden liegende glatte Zapfenabschnitte gleitend in Bohrungen des Differentialkorbes gehalten sind. Darüber hinaus ist es möglich, die Ausgleichsräder hülsenförmig auszubilden und gleitend auf fest im Differentialkorb eingesetzten Zapfen laufen zu lassen. Die Gleitflächen können jeweils aus geeignetem Material bestehende, in den Differentialkorb eingesetzten Buchsen sein, die im Bereich der Verzahnungseingriffe längsgeschlitzt sein