技术领域
[0001] 本
发明涉及冠形齿轮，更具体地说，涉及用于
机动车辆的
传动系统的差动组件以及以冠形齿轮差动器形式的差动组件。
背景技术
[0002] EP1 203 900 A2谈到了一种冠形齿轮差动器，该冠形齿轮差动器具有一
差速器座架以及两个冠形齿轮形式的侧轴齿轮，这些侧轴齿轮布置在差速器座架内一旋
转轴线上，该冠形齿轮差动器还具在多个与冠形齿轮
啮合的正齿轮形式的差动齿轮。差动齿轮可旋转地被支承在一星形支承元件的轴颈上，该支承元件与差速器座架一起旋转。这些冠形齿轮包括一带齿部分及一
轮毂，该轮毂相对于带齿部分后缩并且在其中可以插入一用于
扭矩传送目的侧轴。
[0003] DE103 54 998 A1谈到了一种类似的冠形齿轮差动器，其中侧轴齿轮以冠形齿轮的形式设置并且包括一环形带齿部分以及一与之一体生产的轮毂。该轮毂轴向延伸超过带齿部分并且部分地突入轴颈星形件的一个中心孔。齿的根线与轮毂之间的过渡是弄圆的。
[0004] PCT/EP2004/009607谈到了冠形齿轮差动器形式的一有限滑动的差动器，其中侧轴齿轮以冠形齿轮的形式设置。该冠形齿轮包括一圆筒形轮毂，相对于轮毂的轴向延伸近似中心地连接着一环形带齿部分。在齿和轮毂的圆筒形外表面之间，设置有一环形凹切部。
[0005] EP787 055 B1提出了用于冠形
齿轮传动装置的冠形齿轮以及一种生产冠形齿轮的方法。该冠形齿轮基本上是环一圆盘形的，它的齿相对于环形圆盘是轴向突出的。该齿是由一种滚铣切削方法生产的，其中滚
铣刀相对于冠形齿轮轴线径向移动并且是轴向地馈入的。EP227 152 B1提出了一种类似的冠形齿轮，它也是用滚铣切削方法生产的。
[0006] US 6 129 793提出了一种
锻造冠形齿轮的方法，其中的锻造工具是用火花蚀刻加工生产的(EDM)。锻造出来的冠形齿轮是环一圆盘形的。
[0007] CH 448 629提示了一种齿轮，更具体地说，它是用塑料制成的。它包括正
轮齿，及一在一侧表面上的连续的有齿轮缘，其齿相对于齿轮的侧面后缩。
[0008] DE 102 35 677 A1揭示了具有一冠形齿轮及一
小齿轮的一对齿。该冠形齿轮是一环的形式，它包括一环状物，其轴向高度对应于冠形齿的齿顶平面。
[0009] DE 43 09 559A1揭示了具有一壳体的成
角度的传动装置，在壳体中支承有一小齿轮及一具有平面齿轮的平面轮形式的齿轮。
发明内容
[0010] 本发明的目的是提出用于差动组件的冠形齿轮，它可以具有较轻的重量和紧凑的设计。此外，本发明的目的还在于提出一种重量轻且短的差动组件。
[0011] 第一种解决方案在于提出一种本发明的冠形齿轮，它可以与正齿轮啮合，并且可以适用于机动车辆的传动系统中的差动组件中，该冠形齿轮包括：环形带齿部分，该环形带齿部分包括具有齿顶线的冠形齿部；以及轮毂，该轮毂轴向地突出超过冠形齿部的齿顶线，其中，在冠形齿部及轮毂之间形成了过渡部分，这些过渡部分邻接冠形齿部的齿顶线并变
化成轮毂。
[0012] 本发明的解决方法的有利之处是，冠齿和轮毂之间的过渡部分对冠形齿轮具有加强的效果，其结果是带齿部分可以具有较狭的形状而不失去任何强度。这样，冠形齿轮的重量可以较轻并且轴向长度也较短。
[0013] 根据一较佳的实施侧，在截面部分看，过渡部分邻接冠形齿的齿，其中两个相邻的过渡部分向着轮毂会聚。径向地在齿与轮毂之间从而得到了加强肋似的结构，它增加了冠形齿轮的
刚度。如果从纵向截面看，过渡部分的表面较佳地完全连续延伸以使
应力降低到最小。上面的“连续”一词应予以数学上的理解，即过渡区域(在穿过齿顶的纵向截面中)没有任何不连续或弯曲。在一具体的
实施例中，过渡部分(如果从纵向截面看)是弄圆的并且切向邻接轮毂。这一方式产生了具有低
应力的特别刚的结构。邻接过渡区域的轮毂较佳地是套筒形的。在与冠形齿方向相反的方向中，轮毂还可以从带齿部分轴向地突出，以实现一低应力的过渡，如果突出部分包括锥形外表面，那是有利的。然而，该突出部分也可以是套筒形的，并且包括至
接触面的弄圆的过渡。
[0014] 根据本发明的另一个较佳实施例，在径向接触面和齿的齿根线形成的平面之间轴向地形成带齿部分的环形区域，该环形区域包括一轴向厚度L3，该厚度在齿的模数的一到两倍之间，即m≤1.3≤2m。更具体地说，如果环形区域的轴向厚度L3近似地对应于齿的模数的1.0倍，即L3＝1.0m，这是有利的。这产生一特别短的冠形齿轮，同时它在齿根区包括较少的应力。在一个较佳的实施例中，齿在纵向延长范围内包括可变的横截面和一相对于齿根线可变的高度。这近似地对应于模数m的2.25倍，即L2-L3＝2.25m。齿径向地向外变宽以确保与正齿轮的齿的均匀啮合。冠形齿可以设置成直齿或
螺旋齿的形式。
[0015] 根据一较佳实施例，冠形齿轮是由成形工艺来生产的，此时，锻造或
挤压是特别合适的生产方法。或者，冠形齿轮可以通过一次成形产生，具体地说是作为
烧结件来生产。
[0016] 为了实现上述目的，第二种解决方法是提供一种冠形齿轮差动器形式的差动组件，更具体地说是用于机动车辆的传动系统中。该差动组件包括：差速器座架，其可围绕
旋转轴线A可旋转地驱动；两个侧轴齿轮，它们被支承在差速器座架中以便可以绕旋转轴线A转动；以及多个差动齿轮，它们与差速器座架一起绕着旋转轴线A旋转并与侧轴齿轮啮合；其中，侧轴齿轮按本发明上述任一实施例的冠形齿轮的形式设置，以及其中，差动齿轮是正齿轮。
[0017] 本发明的差动组件具有一特别短的轴向长度的优点，这是因为，由于冠形齿和轮毂之间的过渡部分，插入的冠形齿轮有一很高的刚度并且因此可以做得特别狭。此外，冠形齿轮差动器的轴向紧凑的设计可以减轻重量。
[0018] 根据一较佳的实施例，差速器座架是做成单件的，它包括对置的开孔以安装侧轴齿轮及差动齿轮。这有利地使零件的数量大为减小从而降低了生产成本及组装成本。在一个较佳实施例中，差动齿轮具有内端面，通过内端面，差动齿轮朝向旋转轴线被支承在侧轴齿轮的轮毂上。在另一个实施例中，差动齿轮被支承在轴颈上，该轴颈包括两个
轴承部分以及一个中间的中心部分，该中间中心部分截面相对于轴承部分减小。插进冠形齿轮的侧轴可进入该中心部分，从而再次减小了构件的长度。
附图说明
[0019] 下面将结合附图对本发明的一个较佳实施例作详细描述，附图中，[0020] 图1是本发明的一冠形齿轮的立体图；
[0021] 图2是根据图1的冠形齿轮的侧视图；
[0022] 图3是根据图1的冠形齿轮的纵向截面图；
[0023] 图4是带有两个本发明的冠形齿轮的一组差动齿轮的侧视图；
[0024] 图5是安装有根据图4的一组差动齿轮的一差动组件的侧视图；
[0025] 图6是根据图5的差动组件的纵向截面图。
具体实施方式
[0026] 下面将结合起来对图1至图3加以叙述，这些图中示出了本发明的冠形齿轮2。该冠形齿轮2基本上呈环一盘形并且包括一带齿部分3和一径向内轮毂4，后者通过一套筒形突出部轴向地突出超过带齿部分3。该轮毂4包括纵向的键5，一
传动轴(未图示)可以以旋转固定的方式插入以供传递扭矩之用。该冠形齿轮2是用成形方法生产的，更具体地说是用锻或
冷锻制成的。
[0027] 带齿部分3在其面侧包括冠形齿部6，其具有多个圆周分布的齿7。齿的齿顶线8及齿根线9相对于冠形齿轮2的旋转轴线A基本上径向延伸。这意味着冠形齿轮2包括一直齿部，它可以啮合圆筒形正齿轮(未图示)的直齿。从图中可以看出，齿7沿着它们的径向延伸范围包括一可变截面和一可变高度。在径向向
外延伸的方向，齿7加宽，使齿侧10相对于截面平面变得比较平。在齿7及轮毂4之间的径向区域，设置过渡部分12，它们无逢地邻接齿7并变化成轮毂4。过渡部分12以圆肋的形式设置，其外表面14一方面邻接齿的齿顶线8，另一方面切向地变化成轮毂4。两个邻接的肋12朝着轮毂4会聚，以使形成在肋12之间的凹处15在轮毂4处向外出去(ausl uft)，而凹处15的横向侧面无缝地邻接齿侧10。无缝的连续过渡确保应力得以最小化。
[0028] 在与冠形齿6的方向相反地延伸的方向，带齿部分3包括一接触面16，该接触面垂直于旋转轴线A上，并且通过该接触面，冠形齿轮2在内装的条件下抵靠着一支承面轴向地支承的。在径向内侧，接着设有一锥形面17，该锥形面构成轴向突出轮毂4的外表面。轮毂4的长度L1是根据待传递的扭矩及键连接结构5的直径计算而得的。上面已经提到过，轮毂4相对于带齿部分3在两个方向上轴向突出，即轮毂4的长度L1大于在接触面16与齿顶线8的最大值形成的平面之间的轴向延伸长度L2。在接触面16及齿的齿根线形成的平面之间，形成了一环形区域18，其轴向厚度L3近似地对应于齿7的齿高度。从数学上说，环形区域的厚度L3可以达到齿模数m一倍到两倍之间的数值，即，m≤L3≤2m。如果轴向厚度L3对应于齿7的一个模数m，即L3＝m，则可得到轴向特别短的冠形齿轮。
[0029] 下面将结合在一起来叙述图4到图6。图4以详图形式示出一差动齿轮组19，该差动齿轮组19包括两个本发明的冠形齿轮2、2’，以及两个差动齿轮20、20’，它们与冠形齿轮2、2’相啮合，并可转动地支承在一共同的轴颈22上。差动齿轮20、20’以带有直齿部23的圆筒形正齿轮的形式设置，其直齿部23与冠形齿轮2、2’的冠形齿部6相啮合。图5及图6是在一差速器座架24内处于装入状态中的差动齿轮组19。以这种方式形成的差动组件25必须要支承在一个差动传动装置的静止的壳体上(图中未示出)。为此目的，差速器座架24包括两个套筒形轴承突出部26，27，它们指向相反的方向并且在其上可安装滚动接触轴承。所述类型的差动传动装置更具体地说可以用于机动车辆的传动系统中并且用于把扭矩从
输入轴分配到两个
输出轴。为允许把扭矩引入差速器座架24，后者包括一形成在上面的凸缘28，一环形齿轮可以固定在其上。
[0030] 引入到差速器座架24的扭矩可以通过支承在轴颈22上并与差速器座架24一起绕旋转轴线A旋转的差动齿轮20、20’传送到冠形齿轮2、2’。从而，作用在轴向相反方向的扩展力可以通过冠形齿轮2、2’的接触面16引入差速器座架24，接触面支承在支承面21上。轴颈22被插入差速器座架24的径向孔29中并被一固定环1 3轴向固定。除了此固定环之外，别的固定装置也是可用的。轴颈22包括中心部分30，其直径D相对于轴承部分是减小的。这样，以旋转固定方式插入冠形齿轮2的侧轴可以进入中心部分30，其结果是节省了装配空间。当差动组件25旋转时，
离心力将负荷径向往外施加到差动齿轮20、20’上，并且，差动齿轮20、20’通过它们的球形接触面31抵靠在差速器座架24中一对应的中空球形相对面上。为了防止差动齿轮20、20’在低旋转速度下径向向内朝着旋转轴线A移动，差动齿轮20、20’通过它们的端面33邻接抵住冠形齿轮2的轮毂4的外抵面。因此，获得了一只有少数零部件的简单设计。差速器座架24形成为单个零件，并且包括用于安装冠形齿轮2及差动齿轮20的两个相对的开孔34。
[0031] 本发明的差动组件25的优点在于，它包括一特别短的轴向长度，因为插入的冠形齿轮2包括一最小的厚度。当差动组件25用于
前轮驱动的车辆时，这是特别有利的，因为前轮驱动车辆仅有一个很小的空间可用。
[0032] 编号一览表
[0033] 2 冠形齿轮
[0034] 3 带齿部分
[0035] 4 轮毂
[0036] 5 键齿部
[0037] 6 冠形齿部
[0038] 7 齿
[0039] 8 齿顶线
[0040] 9 齿根线
[0041] 10 齿侧
[0042] 11 -
[0043] 12 过渡部分
[0044] 13 固定环
[0045] 14 外表面
[0046] 15 凹处
[0047] 16 接触面
[0048] 17 锥形面
[0049] 18环形区域
[0050] 19差动齿轮组
[0051] 20差动齿轮
[0052] 21支承面
[0053] 22轴颈
[0054] 23直齿
[0055] 24差速器座架
[0056] 25差动组件
[0057] 26轴承突出部
[0058] 27轴承突出部
[0059] 28凸缘
[0060] 29孔
[0061] 30中心部分
[0062] 31接触面
[0063] 32相立面
[0064] 33端面
[0065] 34开孔
[0066] A旋转轴线
[0067] B轴颈轴线
[0068] D直径
[0069] L长度
[0070] m模数
