GKN Driveline International GmbH 20. Juli 2006

Hauptstraße 130 Oy/bec (2006008892)

53797 Lohmar Q05024W010

Differentialanordnung mit einteiligem Differentialkorb und vier Ausgleichsrädern

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Differentialanordnung, die Teil eines Differentialgetriebes ist und insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dient. Der- artige Differentialanordnungen sind hinreichend bekannt. Sie umfassen üblicherweise einen Differentialkorb, der um eine Drehachse drehend antreibbar ist, zwei Sei- tenwellenräder, die in dem Differentialkorb drehbar gehalten sind und zur Drehmomentübertragung auf zwei Seitenwellen dienen, sowie mehrere Ausgleichsräder, die gemeinsam mit dem Differentialkorb umlaufen und mit den Seitenwellenrädern in Verzahnungseingriff sind.

Aus der WO 2005/040641 A1 ist eine Differentialanordnung mit einem zweitteiligen Differentialkorb bekannt, der ein topfförmiges Korbteil mit einem ersten Lageransatz und ein dieses verschließendes deckeiförmiges Korbteil mit einem zweiten Lageran- satz umfaßt. Die Seitenwellenräder und die Ausgleichsräder werden axial in das topf- förmige Korbteil eingesetzt, das anschließend mit dem deckeiförmigen Korbteil verschlossen wird. Es sind vier Ausgleichsräder vorgesehen, die auf vier Zapfen eines Zapfenkreuzes gelagert sind. Dabei sind zwei der vier Zapfen integral gestaltet und bilden eine zentrale Queröffnung, in die die beiden übrigen Zapfen eingesteckt sind.

Aus der DE 101 44 200 A1 ist eine Differentialanordnung in Form eines Kronenrad- differentials bekannt. Der Differentialkorb hat vier öffnungen zur Montage der Ausgleichsräder. An zwischen den Montageöffnungen gebildeten Stegen sind radial nach innen gerichtete Rippen angeformt, die mit einem Zapfenelement verbunden sind. Die Zapfen ragen jeweils in die vier Montageöffnungen hinein und haben an ihren Enden Ringnuten, in die Axialsicherungsringe zum Fixieren der Ausgleichsrä-

der eingreifen. Die Kronenräder werden in die seitlichen Enden des Differentialkorbs axial eingesetzt und mittels großer Axialsicherungsringe gegenüber diesem fixiert.

Aus der US 5 951 431 ist eine Differentialanordnung in Form eines Kegelraddifferentials mit einem einteiligen Differentialkorb bekannt. Zur Montage des Rädersatzes hat der Differentialkorb zwei einander gegenüberliegende Montageöffnungen. In Um- fangsrichtung sind zwischen den Montageöffnungen Bohrungen vorgesehen, in die nach dem Einsetzen des Rädersatzes ein Zapfenteil zum Lagern von zwei Ausgleichsräder eingesteckt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Differentialanordnung vorzuschlagen, die eine hohe Festigkeit und Verdrehsteifigkeit aufweist, kompakt baut und somit kostengünstig herstellbar ist und die hohe Drehmomente übertragen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Differentialanordnung, insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, gelöst, umfassend einen Differentialkorb, der um eine Drehachse (A) drehend antreibbar ist und in einem Mantelabschnitt zumindest eine Montageöffnung und in zwei einander gegenüberliegenden Deckelabschnitten jeweils einen einstückig angeformten Lageransatz aufweist; Seitenwellenräder, die durch die Montageöffnung in den Differenti-alkorb einsetzbar sind und - in montiertem Zustand - im Differentialkorb auf der Drehachse drehbar gehalten; vier Ausgleichsräder, die durch die Montageöffnung in den Differentialkorb einsetzbar sind und - in montiertem Zustand - gemeinsam mit dem Differentialkorb um die Drehachse umlaufen und mit den Seitenwellen rädern in Verzahnungseingriff sind; eine Zapfenkreuzanordnung, die mit dem Differentialkorb im Umlaufsinn antriebsverbunden ist und vier Zapfen umfaßt, wobei die vier Zapfen - in montiertem Zustand -jeweils eines der Ausgleichsräder tragen und wobei zumindest zwei der vier Zapfen derart gestaltet sind, daß sie durch die Montageöffnung einsetzbar sind; der den Mantelabschnitt und die Deckelabschnitte umfassende Differentialkorb ist einteilig gestaltet.

Durch die Verwendung einer Zapfenkreuzanordnung mit vier Zapfen und vier Ausgleichsrädern können mit der erfindungsgemäßen Differentialanordnung verhältnismäßig hohe Drehmomente vom Differentialkorb auf die Seitenwellenräder übertragen werden. Für Anwendungsfälle, in denen die Nenndrehmomente geringer sind, bei-

5 spielsweise beim Einsatz der Differentialanordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit geringerer Motorisierung, kann auf den dritten und vierten Zapfen verzichtet werden ohne die Konstruktion des Differentialkorbs oder des ersten Zapfenteils zu verändern. Dies ist im Sinne eines Gleichteilekonzepts besonders günstig. Durch den einteiligen Differentialkorb wird eine hohe Festigkeit und Verdrehsteifigkeit

D erreicht, was sich günstig auf die Lebensdauer auswirkt. Unter "einteilig" wird in diesem Zusammenhang verstanden, daß die Ausgleichsräder und die Seitenwellenräder ausschließlich über die zumindest eine Montageöffnung im Mantelabschnitt montiert werden bzw. daß der Differentialkorb zwei integrale Deckelteile mit angeformten Lageransätzen zur Lagerung in einem stehenden Gehäuse hat, die nur von den Sei-

5 tenwellen durchsetzt sind. Die Differentialanordnung ist vorzugsweise als Kronen- raddifferential gestaltet, wobei die Seitenwellenräder eine Kronenverzahnung und die Ausgleichsräder eine Stirnradverzahnung haben. Dies hat den Vorteil einer kurzen axialen Baulänge und somit eines verhältnismäßig geringen Gewichts. Alternativ hierzu kann die Differentialanordnung auch als Kegelraddifferential gestaltet sein,

0 wobei die Seitenwellenräder und die Ausgleichsräder als Kegelräder gestaltet sind.

Der erste und der zweite Zapfen sind mit dem Differentialkorb im Umlaufsinn antriebsverbunden, wobei der dritte und der vierte Zapfen an ihren inneren Enden mit dem ersten und dem zweiten Zapfen verbunden sind. An ihren äußeren Enden sind :5 die dritten und die vierten Zapfen nach einer ersten Lösung im Umfangssinn abstüt- zungsfrei gegenüber dem Differentialkorb gehalten.

Dabei sind der erste und der zweite Zapfen nach einer ersten Ausführungsform einstückig gestaltet und bilden gemeinsam ein erstes Zapfenteil und der dritte und der (O vierte Zapfen sind einstückig gestaltet und bilden gemeinsam ein zweites Zapfenteil, das mit dem ersten Zapfenteil derart verbunden ist, daß Drehmoment vom ersten Zapfenteil auf das zweite Zapfenteil übertragen werden kann. Die Befestigung des ersten Zapfenteils im Differentialkorb kann auf verschiedene Weise bewerkstelligt

werden. Nach einer ersten Variante sind im Mantelabschnitt des Differentialkorbs einander diametral gegenüberliegende Bohrungen vorgesehen, in die das erste Zapfenteil mit seinem ersten und zweiten Zapfen eingesteckt ist; diese sind gegenüber der zumindest einen Montageöffnung in Umfangsrichtung versetzt angeordnet. Nach einer zweiten Variante sind zwei Montageöffnungen vorgesehen, in denen jeweils eine Lagerscheibe einsitzt, wobei das erste Zapfenteil mit seinem ersten und zweiten Zapfen in die Lagerscheiben eingesteckt ist. Dabei wird das Drehmoment im Umlaufsinne von dem Differentialkorb über die Lagerscheibe auf das erste Zapfenteil übertragen. Durch die Anordnung der Lagerscheiben in den Montageöffnungen ergibt sich eine hohe Verdrehsteifigkeit und Festigkeit des Differentialkorbs, da die Lagerscheiben eine aussteifende Wirkung in Umfangsrichtung aufweisen. Außerdem kann auf zusätzliche Bohrungen im Mantelteil des Differentialkorbs zum Einstecken von Zapfen verzichtet werden. Nach einer dritten Variante, die eine Kombination der ersten und zweiten Ausgestaltung darstellt, ist diametral gegenüberliegend zur Monta- geöffnung eine Bohrung vorgesehen, in die das erste Zapfenteil mit seinem ersten Zapfen eingesteckt ist; der zweite Zapfen ist mit einer Lagerscheibe verbunden, die in der Montageöffnung einsitzt. Dabei können der zweite Zapfen und die Lagerscheibe auch einstückig gestaltet sein, was sich günstig auf Herstellung und Montage auswirkt.

Nach einer zweiten Ausführungsform sind der erste und der zweite Zapfen separat voneinander ausgeführt und mit dem zweiten Zapfenteil zur übertragung eines Drehmoments verbunden.

Für beide Ausführungsformen gilt, daß bei Verwendung von zwei Montageöffnungen diese vorzugsweise um 180° umfangsversetzt zueinander angeordnet sind. Der dritte und vierte Zapfen stehen bevorzugt senkrecht auf dem ersten Zapfenteil. Es ist günstig, das erste Zapfenteil zylindrisch zu gestalten. Es kann einfach in die Bohrungen im Mantelabschnitt des Differentialkorbs bzw. in Bohrungen der in die Montageöff- nungen des Differentialkorbs eingesetzten Lagerscheiben eingesteckt und gegenüber diesen axial fixiert werden. Dies geschieht mittels zumindest eines Sicherungsrings, der in eine Ringnut des ersten Zapfenteils eingreift. Die Verwendung lediglich eines Sicherungsrings ist im Hinblick auf Fertigungs- und Montagekosten günstig. Es

können aber auch je Zapfen ein Sicherungsring verwendet werden.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung, die ebenfalls für beide Ausführungsformen gilt, ist das einstückige zweite Zapfenteil derart gestaltet, daß es durch eine der Montageöffnungen in den Differentialkorb einführbar ist. Bei der Variante, bei der das erste Zapfenteil in die Bohrungen im Mantelabschnitt des Differentialkorbs eingesteckt ist, ragen die Zapfen des zweiten Zapfenteils in die Montageöffnungen kontaktfrei hinein. Bei den Varianten, bei denen das erste Zapfenteil in zumindest einer Lagerscheibe aufgenommen ist, liegt das zweite Zapfenteil vollständig innerhalb des Differentialkorbs und weist mit seinen Zapfen in Richtung der in Umfangsrichtung zwischen den Montageöffnungen gebildeten Stege. Dabei haben der dritte und der vierte Zapfen vorzugsweise ballige Stirnflächen, deren Krümmung an eine innenzylindrische Fläche des Differentialkorbs angepaßt ist. Das zweite Zapfenteil hat vorzugsweise eine querverlaufende Durchgangsbohrung, in die das erste Zapfenteil eingesteckt ist. Dabei schließen die Achsen des ersten und des zweiten Zapfenteils insbesondere einen rechten Winkel miteinander ein. Das Ineinanderstecken der Zapfenteile hat den Vorteil, daß auf eine weitere Befestigung des zweiten Zapfenteils am Differentialkorb verzichtet werden kann und daß das zweite Zapfenteil ohne zusätzliche Bauteile koaxial zur Drehachse des Differentialkorbs gehalten wird. Vorzugsweise hat das zweite Zapfenteil im Anschluß an die Durchgangsbohrung Hülsenabschnitte, die Anlaufflächen für die auf den Zapfen des ersten Zapfenteils gelagerten Ausgleichsräder bilden. Weiterhin weisen der dritte und der vierte Zapfen bevorzugt Schultern auf, gegen die dritten und vierten Ausgleichsräder innen anlaufen können. Durch diese Maßnahmen wird mit einer geringstmöglichen Teilezahl erreicht, daß die Ausgleichsräder im Verzahnungsbereich der Kronenräder gehalten werden und nicht entlang der Zapfenachsen nach radial innen wandern. Um vorteilhaft zu erreichen, daß die Differentialanordnung axial besonders kurz baut, kann das zweite Zapfenteil - in Bezug auf die Drehachse A des Differentialkorbs - axiale Abflachungen aufweisen. In die so gebildeten Ausnehmungen können die in die Seitenwellenräder drehfest eingesteckten Seitenwellen eintauchen. Als Alternative zu den Abflachungen kann das zweite Zapfenteil auch eine zur Drehachse A koaxiale Durchgangsbohrung und das erste Zapfenteil kann einen zentralen Abschnitt mit in Bezug auf die Drehachse A reduzierter axialer Erstreckung aufweisen. Die Seitenwellen können somit in

die Durchgangsbohrung und die Ausnehmung des ersten Zapfenteils eintauchen, so daß eine kurze axiale Baulänge erreicht wird.

Der dritte und der vierte Zapfen sind gemäß einer zweiten Lösung an ihren äußeren Enden mit dem Differentialkorb im Umfangssinn antriebsverbunden. An ihren inneren Enden sind der dritte und der vierte Zapfen mit dem ersten und dem zweiten Zapfen verbunden.

Nach einer ersten Ausführungsform der zweiten Lösung sind der erste und der zwei- te Zapfen einteilig gestaltet und bilden gemeinsam ein erstes Zapfenteil und der dritte und der vierte Zapfen sind auch einteilig gestaltet und bilden gemeinsam ein zweites Zapfenteil. Das erste und das zweite Zapfenteil sind im wesentlichen gemäß der obigen Beschreibung gestaltet. Das erste Zapfenteil ist in die Durchgangsbohrung des zweiten Zapfenteils eingesteckt und sitzt mit seinen Zapfen in den Bohrungen des Mantelabschnitts. Der dritte und der vierte Zapfen sind vorzugsweise über in die Montageöffnungen des Differentialkorbs eingesetzte Lagerscheiben im Umfangssinn mit dem Differentialkorb antriebsverbunden. Das erste und das zweite Zapfenteil können jedoch auch unter Verzicht auf eine Bohrung miteinander verbunden werden. Beispielsweise können beide Zapfenteile gleich gestaltet sein und Quernuten aufwei- sen, mit denen sie ineinander greifen und gegeneinander axial gesichert sind.

Nach einer zweiten Ausführungsform der zweiten Lösung sind der dritte und der vierte Zapfen getrennt voneinander ausgeführt und an ihren innenliegenden Enden mit dem ersten Zapfenteil verbunden. Hierfür haben der dritte und der vierte Zapfen an ihren innenliegenden Enden vorzugsweise jeweils einen Steckansatz, mit dem sie in eine zentrale Durchgangsbohrung des ersten Zapfenteils eingesteckt sind. An ihren außenliegenden Enden haben der dritte und der vierte Zapfen vorzugsweise einstük- kig angeformte Lagerscheiben, mit denen sie in den Montageöffnungen des Differentialkorbs aufgenommen und im Umfangssinn antriebsverbunden sind.

Nach einer dritten Ausführungsform der zweiten Lösung sind der dritte und der vierte Zapfen getrennt voneinander ausgeführt und an ihren innenliegenden Enden mit einem an das erste Zapfenteil angeschlossenes Trägerelement verbunden. Dabei ist

das erste Zapfenteil mit seinem ersten und zweiten Zapfen vorzugsweise in Bohrungen im Mantelabschnitt eingesteckt sein, die gegenüber den Montageöffnungen in Umfangsrichtung versetzt sind. Das Trägerelement hat vorzugsweise eine senkrecht zur Drehachse verlaufende erste Durchgangsbohrung, in die das erste Zapfenteil eingesteckt ist, sowie zur Durchgangsbohrung quer verlaufend zwei weitere Bohrungen, in die der dritte und der vierte Zapfen eingesteckt sind. Es ist günstig, wenn das Trägerelement je Zapfen eine Schulter aufweist, gegen die die entsprechenden Ausgleichsräder zumindest mittelbar innen anlaufen können. Dabei kann zwischen der Schulter und dem Ausgleichsrad eine Anlaufscheibe zwischengeschaltet sein. Der dritte und der vierte Zapfen sind an ihren innenliegenden Enden jeweils mittels eines Sicherungsrings am Trägerelement befestigt. An ihren außenliegenden Enden haben der dritte und der vierte Zapfen vorzugsweise einstückig angeformte Lagerscheiben, mit denen sie in den Montageöffnungen aufgenommen sind.

Für alle vorgenannten Ausführungsformen der ersten und zweiten Lösung gilt, daß - bei Verwendung von zwei Montageöffnungen - diese gleich gestaltet, um unerwünschte Unwuchten zu vermeiden. Weiterhin sind die Montageöffnungen in Bezug auf die Längsmittelebene vorzugsweise symmetrisch gestaltet. Die Zapfen der Zapfenkreuzanordnung sind den Bohrungen der einander gegenüberliegenden Lagerscheiben bzw. des Mantelabschnitts axial fixiert; dies geschieht vorzugsweise mittels Sicherungsringen, die in Ringnuten der Zapfen eingreifen. Bei allen obengenannten Ausführungen mit Lagerscheiben sind diese zumindest in Umfangsrichtung des Differentialkorbs gegenüber diesem spielfrei gehalten. So wird eine spielfreie übertragung des eingeleiteten Drehmoments von dem Differentialkorb auf die Lagerscheiben und die hiermit verbundenen Zapfen gewährleistet. Vorzugsweise hat der Differentialkorb an jeder der Montageöffnungen zwei einander in Umfangsrichtung gegenüberliegende Stützflächen, mit der die zugehörige Lagerscheibe in montiertem Zustand in Anlage ist. Um eine in Umfangsrichtung gerichtete Kraftein leitung vom Differentialkorb in die Lagerscheiben zu erreichen, liegen die Stützflächen auf einer Querschnittsebene durch die Zapfenachse bzw. grenzen unmittelbar an diese an.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Differentialanordnung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Hierin zeigt

Figur 1 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in Radialansicht;

> Figur 2 die Differentialanordnung gemäß Schnittlinie H-Il aus Figur 1;

Figur 3 die Differentialanordnung gemäß Schnittlinie MI-III aus Figur 2;

Figur 4 die Differentialanordnung gemäß Schnittlinie IV-IV aus Figur 2;

Figur 5 die Zapfenkreuzanordnung aus Figur 1 in Draufsicht;

Figur 6 die Zapfenkreuzanordnung aus Figur 1 in Seitenansicht;

5 Figur 7 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in Radialansicht;

Figur 8 die Differentialanordnung aus Figur 7 gemäß Schnittlinie VIII-VIII;

0 Figur 9 die Differentialanordnung aus Figur 8 gemäß Schnittlinie IX-IX;

Figur 10 die Differentialanordnung aus Figur 8 gemäß Schnittlinie X-X;

Figur 11 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung gemäß einem dritten Aus- 5 führungsbeispiel im Querschnitt;

Figur 12 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel im Querschnitt;

0 Figur 13 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel im Querschnitt;

Figur 14 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel im Querschnitt;

Figur 15 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung gemäß einem siebten Aus- 5 führungsbeispiel in Radialansicht;

Figur 16 die Differentialanordnung aus Figur 15 gemäß Schnittlinie XVI-XVI;

Figur 17 die Differentialanordnung aus Figur 16 gemäß Schnittlinie XVII-XVII; D

Figur 18 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel in Radialansicht;

Figur 19 die Differentialanordnung aus Figur 18 gemäß Schnittlinie XIX-XIX;

5

Figur 20 die Differentialanordnung aus Figur 18 gemäß Schnittlinie XX-XX;

Figur 21 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel im Querschnitt; 0

Figur 22 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel im Querschnitt;

Figur 23 die Zapfenkreuzanordnung aus Figur 22 in perspektivischer Ansicht;

!5

Die Figuren 1 bis 6 werden im folgenden gemeinsam beschrieben. Es ist eine Differentialanordnung 2 mit einem einteiligen Differentialkorb 3 gezeigt, der in einem nicht dargestellten stehenden Gehäuse zu lagern ist. Hierfür sind an den Differentialkorb 3 zwei in entgegengesetzte Richtung weisende Lageransätze 4, 5 angeformt, auf die $0 jeweils ein hier nicht dargestelltes Wälzlager aufgeschoben wird. Der Differentialkorb 3 ist einstückig als Gußteil hergestellt, so daß er eine hohe Steifigkeit aufweist. Die Differentialanordnung 2 ist Teil eines Differentialgetriebes im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs und dient zur Drehmomentübertragung von einer Längsantriebswelle

auf zwei Seitenwellen. Hierfür ist an den Differentialkorb 3 ein Flansch 6 angeformt, an dem ein Tellerrad zum Einleiten des Drehmoments in die Differentialanordnung 2 befestigt werden kann. Das eingeleitete Drehmoment wird über vier auf einer Zapfenkreuzanordnung 7 drehbar gelagerte und gemeinsam mit dem Differentialkorb 3 umlaufende Ausgleichsräder 8 auf mit diesen kämmende Seitenwellenräder 9, 10 übertragen. Die Seitenwellenräder 9, 10 sind gegenüber dem Differentialkorb 3 üblicherweise mittels reibmindernder Anlaufscheiben 12, 13 axial abgestützt. Die Seitenwellen, die über eine Längsverzahnung 14, 15 mit den Seitenwellenrädern 9, 10 verbunden werden, liegen koaxial innerhalb der hülsenförmigen Lageransätze 4, 5 und durchdringen den Differentialkorb 3 in axiale Richtung.

Die Differentialanordnung 2 ist in Form eines Kronenraddifferentials gestaltet, wobei die Seitenwellenräder 9, 10 als Kronenräder und die Ausgleichsräder 8 als Stirnräder gestaltet sind. Hierdurch ergibt sich ein kompakter Aufbau und ein geringes Gewicht. Zur Montage der Seitenwellenräder 9, 10 und der Ausgleichsräder 8 sind Montageöffnungen 16 vorgesehen. Diese liegen einander diametral gegenüber, haben eine gleiche Kontur und sind jeweils in Bezug auf die Längsmittelebene symmetrisch gestaltet, um unerwünschte Unwuchten zu vermeiden. Jede der Montageöffnungen 16 ist gerade groß genug, um die Seitenwellenräder 9, 10 und die Ausgleichsräder 8 in den Differentialkorb 3 einzusetzen.

Zur übertragung des Drehmoments vom Differentialkorb 3 auf die Seitenwellenräder 9, 10 sind vier Ausgleichsräder 8 vorgesehen, die jeweils auf einem zugehörigen Zapfen 17, 18, 19, 20 der Zapfenkreuzanordnung 7 drehbar gelagert sind. Wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich, sind der erste und der zweite Zapfen 17, 18 einteilig gestaltet und bilden gemeinsam ein erstes zylindrisches Zapfenteil 22. Der dritte und der vierte Zapfen 19, 20 sind ebenfalls einteilig gestaltet und bilden gemeinsam ein zweites Zapfenteil 23. Das erste Zapfenteil 22 ist in Bohrungen 24, 25 im Mantelabschnitt 26 des Differentialkorbs 3 eingesteckt und mittels eines Sicherungsrings 27 gegenüber diesem axial gesichert. Das zweite Zapfenteil 23 ist im Umfangssinn mit dem ersten Zapfenteil 22 befestigt, so daß ein Drehmoment vom ersten auf das zweite Zapfenteil übertragen wird. Hierfür hat das zweite Zapfenteil 23 eine querverlaufende Durchgangsbohrung 21 , in die das erste Zapfenteil 22 eingesteckt ist. Die

Achsen B, C der beiden Zapfenteile 22, 23 schließen dabei einen rechten Winkel miteinander ein.

Das zweite Zapfenteil 23 ist gegenüber dem Differentialkorb 3 abstützungsfrei, so daß die Fertigungstoleranzen der Montageöffnungen 16 grob gehalten werden können. Um eine gute Abstützung und Steifigkeit zu gewährleisten, hat das zweite Zapfenteil 23 im Anschluß an die Durchgangsbohrung 21 zwei Hülsenabschnitte 28, 29, über die das Drehmoment im Umfangssinn des Differentialkorbs 3 übertragen wird. Die Hülsenabschnitte 28, 29 sind so lang gestaltet, daß ihre Stirnseiten Anlaufflächen 31 , 32 für die auf den Zapfen 17, 18 des ersten Zapfenteils 22 gelagerten Ausgleichsräder 8 bilden. Der dritte und der vierte Zapfen 19, 20 haben Schultern 33, 34, gegen die die dritten und vierten Ausgleichsräder 8 innen anlaufen können. So wird gewährleistet, daß die Ausgleichsräder 8 mit ihren Stirnverzahnungen im Bereich der Kronenverzahnungen der Seitenwellenräder 9, 10 gehalten werden. Wie insbesondere aus den Figuren 5 und 6 hervorgeht, hat das zweite Zapfenteil 23 - in Bezug auf die Drehachse A des Differentialkorbs - axiale Abflachungen 35. In die so gebildeten Ausnehmungen können die in die Seitenwellenräder 9, 10 drehfest eingesteckten Seitenwellen eintauchen. So wird erreicht, daß die Differentialanordnung 2 axial besonders kurz baut. Weiterhin sind in den Zapfen 18, 19, 20 Nuten 36 ersichtlich, in die Sicherungsringe zum axialen Fixieren der Ausgleichsräder 8 eingreifen.

Die Figuren 7 bis 10, welche ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfind ungsgemä- ßen Differentialanordnung zeigen, werden im folgenden gemeinsam beschrieben. Die gezeigte Differentialanordnung entspricht hinsichtlich ihres Aufbaus weitestge- hend derjenigen aus den Figuren 1 bis 6, weswegen im Hinblick auf die Gemeinsamkeiten auf obige Beschreibung Bezug genommen wird. Dabei sind einander entsprechende Bauteile mit um 50 erhöhten Bezugsziffern versehen. Das vorliegende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich durch die Form der Montageöffnungen 66, in denen jeweils eine ringscheibenförmige Lagerscheibe 87, 88 spielfrei einsitzt. Das erste Zapfenteil 72 ist in Bohrungen 74, 75 der Lagerscheiben 87, 88 eingesteckt und gegenüber diesen axial gesichert. Die Maße und Toleranzen sind so gewählt, daß ein Drehmoment im Umfangssinne von dem Differentialkorb 53 über die Lagerscheiben 87, 88 auf das erste Zapfenteil 72 übertragen wird. Der in Umfangsrichtung zwischen

den Montageöffnungen 66 gebildete Mantelabschnitt ist durchbruchfrei gestaltet, so daß sich eine hohe Steifigkeit des Differentialkorbs 53 ergibt. Die Zapfen 69, 70 des zweiten Zapfenteils 73 sind daher kürzer als die Zapfen 67, 68 des ersten Zapfenteils und haben ballige Stirnflächen. Mit diesen balligen Stirnflächen legen sich die Zapfen 69, 70, wie aus Figur 10 ersichtlich, abstützungsfrei gegen die innenzylindrische Fläche des Differentialkorbs 53 an. Dabei erfolgt keine unmittelbare Kraftübertragung vom Korb 53 auf das zweite Zapfenteil 73. In den Zapfen 67, 68 sind Ringnuten vorgesehen, in die jeweils ein Sicherungsring 86 zum Befestigen des ersten Zapfenteils 72 gegenüber den Lagerscheiben 87, 88 eingreift. Die Hülsenabschnitte 78 sind gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel verkürzt, damit das zweite Zapfenteil 73 in die abgewandelte Montageöffnung 66 eingefädelt werden kann. Um zu gewährleisten, daß sich die Ausgleichsräder 58 des ersten Zapfenteils 72 dennoch innen abstützen können, sind auf die Hülsenabschnitte 78 Distanzhülsen 30 aufgesetzt, gegen die die Ausgleichsräder 58 anlaufen.

Es ist insbesondere aus Figur 7 ersichtlich, daß die Montageöffnungen 66 durch überdeckung zweier Flächen gebildet sind, von denen eine erste Fläche 89 etwa einen Kreis einbeschreibt und von denen eine zweite Fläche 90 größer ist als eine radiale Projektion der Seitenwellenräder 59, 60. Der durch die erste Fläche 89 einbeschriebene Kreis entspricht in Radialansicht etwa dem Außenumfang der Lagerscheiben 87, 88. Die zweite Fläche 90 ist im wesentlichen in Form eines sich in Um- fangsrichtung erstreckenden Schlitzes gestaltet, dessen Form in Radialansicht etwa der Radialprojektion der Seitenwellenräder 59, 60 entspricht. Der Schlitz ist in Bezug auf eine durch die Zapfenachsen B, C aufgespannten Ebene vom Flansch 56 entfernt angeordnet. So ist der Bereich der Kraftübertragung zwischen dem Flansch 56 und den Kontaktstellen zu den Lagerscheiben 87, 88 nur einer geringen Schwächung unterworfen. Die Kontaktstellen sind durch zwei in Umfangsrichtung einander gegenüberliegende Stützflächen 92, 93 gebildet, gegen die die zugehörige Lagerscheibe 87, 88 im Umlaufsinne abgestützt ist. über die Stützflächen 92, 93 wird das Drehmoment vom Differentialkorb 53 auf die Lagerscheiben 87, 88 übertragen, und zwar in der durch die Zapfenachsen B, C aufgespannten Ebene. Die Lagerscheiben 87, 88 sind im Bereich des Schlitzes gegen den Differentialkorb axial abgestützt, wobei ein axial vom Flansch 56 entfernt liegender Stützabschnitt 94 durch einen Radius gebil-

det ist, der dem Radius der Lagerscheiben 87, 88 entspricht. So liegen die Lagerscheiben in diesem Bereich flächig gegen den Stützabschnitt 94 an. Im axial gegenüberliegenden Bereich zwischen den beiden Kontaktstellen 92, 93 sind die Lagerscheiben 87, 88 gegenüber dem Differentialkorb 53 nicht abgestützt. Es ist jeweils ein sichelförmiger Spalt 95 zwischen den Lagerscheiben 87, 88 und dem Differentialkorb 53 gebildet, so daß in diesem Bereich die Fertigungstoleranzen grob gehalten werden können. Die Toleranzen sind in den drei Kontaktbereichen 92, 93, 94 so gewählt, daß die Lagerscheiben 87, 88 mit leichter Preßpassung in der jeweiligen Montageöffnung 66 einsitzen. Nach außen werden die Lagerscheiben 87, 88 gegenüber dem Differentialkorb 53 mittels die Sicherungsringe 86 gehalten.

Das in Figur 11 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht weitestgehend demjenigen aus den Figuren 7 bis 10. Insofern wird hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf obige Beschreibung Bezug genommen, wobei einander entsprechende Bauteile mit nochmals um 50 erhöhten Bezugsziffern versehen sind. Die vorliegende Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkorb 103 eine Montageöffnung 116 und eine dieser diametral gegenüberliegende Bohrung 124 aufweist. Die Seitenwel- lenräder 119, 120 und die Ausgleichsräder 108 werden durch die eine Montageöffnung 116 in den Differentialkorb 103 eingesetzt. Das erste Zapfenteil 122 ist einstük- kig gestaltet und mit seinem ersten Zapfen 117 in die Bohrung 124 eingesteckt und mit seinem zweiten Zapfen 118 integral mit der Lagerscheibe 137 verbunden. Die Lagerscheibe 137 ist in der Montageöffnung 116 spielfrei gehalten.

Die in Figur 12 gezeigte Differentialanordnung entspricht hinsichtlich ihres Aufbaus ebenfalls weitestgehend derjenigen aus den Figuren 7 bis 10. Insofern wird hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf obige Beschreibung Bezug genommen, wobei einander entsprechende Bauteile um 100 gegenüber der Ausführungsform gemäß den Figuren 7 bis 10 erhöht sind. Der Unterschied besteht lediglich in der Ausgestaltung der Zapfenkreuzanordnung 157. Das zweite Zapfenteil 173 umfaßt ein Ringteil mit einer zur Drehachse A koaxialen Durchgangsbohrung 196, deren Durchmesser so gewählt ist, daß die Seitenwellen in diese eintauchen können. Das Ringteil hat eine massive Wandung und stützt mit seinen Hülsenabschnitten 179 das erste zylindrische Zapfenteil 172 relativ weit außen ab, so daß sich eine hohe Verdrehsteifigkeit

ergibt. Das erste Zapfenteil 172 hat einen zentralen Abschnitt 197 mit reduziertem Durchmesser, so daß sich in Bezug auf die Drehachse A eine reduzierte axiale Erstreckung ergibt. Die Seitenwellen können somit in die Durchgangsbohrung 196 des zweiten Zapfenteils 173 und die Ausnehmung 197 des ersten Zapfenteils 172 eintauchen, so daß eine kurze axiale Baulänge erreicht wird.

Die in Figur 13 gezeigte Differentialanordnung ist ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 7 bis 10, weswegen hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf obige Beschreibung Bezug genommen wird. Dabei sind einander entsprechende Bauteile mit um 150 gegenüber der in den Figuren 7 bis 10 gezeigten Ausführungsform erhöhten Bezugsziffern versehen. Der einzige Unterschied besteht darin, daß der erste und der zweite Zapfen 217, 218 getrennt voneinander ausgeführt sind. An ihren innenliegenden Enden sind sie in die Durchgangsbohrung 221 des zweiten Zapfenteils 223 eingesteckt und mittels Sicherungsringen 236 gegenüber diesem axial fixiert. An ihren außenliegenden Enden sind der erste und der zweite Zapfen 217, 218 integral mit der jeweiligen Lagerscheibe 237, 238 gestaltet. Die Lagerscheiben 237, 238 sitzen in den beiden einander im Mantelabschnitt 226 diametral gegenüberliegenden Montageöffnungen 216 spielfrei ein.

Die in Figur 14 gezeigte Differentialanordnung entspricht weitestgehend dem Ausführungsbeispiel aus Figur 12, auf deren Beschreibung insofern Bezug genommen wird. Einander entsprechende Bauteile sind gegenüber dieser um 100 erhöht. Der einzige Unterschied besteht in der Ausgestaltung des ersten und zweiten Zapfens 267, 268, die hier getrennt voneinander ausgeführt sind. Diese sind mit ihren inneren Enden in die Bohrungen 271 des zweiten Zapfenteils 273 eingesteckt und mittels Sicherungsringen gegenüber diesem axial gehalten. Dabei greifen die Sicherungsringe in den zentralen Durchbruch 296 ein und verhindern, daß die Zapfen 267, 268 nach außen wandern. An ihren außenliegenden Enden sind der erste und der zweite Zapfen 267, 268 integral mit den Lagerscheiben 287, 288 gestaltet, die in den Montageöffnungen 266 im Umlaufsinn spielfrei einsitzen.

Die Figuren 15 bis 17 werden im folgenden gemeinsam beschrieben. Die gezeigte Differentialanordnung entspricht hinsichtlich ihres Aufbaus weitgehend einer Kombi-

nation der ersten beiden Ausführungsbeispiele. Insofern wird hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen, wobei einander entsprechende Bauteile gegenüber der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 6 um 300 erhöht sind. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das erste Zapfenteil 322 als auch das zweite Zapfenteil 323, die gemeinsam die Zapfenkreuzanordnung 307 bilden, unmittelbar mit dem Differentialkorb 303 antriebsverbunden sind, wobei ein Drehmoment im Umfangssinn vom Differentialkorb 303 in die Zapfen 317, 318, 319, 320 eingeleitet wird. Dabei ist das erste Zapfenteil 322 in Bohrungen 324, 325 im Mantelabschnitt gehalten. Das zweite Zapfenteil 323 ist mit seinen Zapfen 319, 320 in Lagerscheiben 337, 338 aufgenommen, die ihrerseits in den Montageöffnungen 316 einsitzen. Die Lagerscheiben 337, 338 sind mit den Zapfen 319, 320 mittels Sicherungsringen 336 axial gesichert. Die Montageöffnungen 316 im Differentialkorb 303 sind dahingehend abgewandelt, daß die erste Fläche 339 durch einen Halbkreis gebildet ist, dessen Radius dem Radius der Lagerscheiben 337, 338 entspricht. So sind die Lagerscheiben 337, 338 in diesem Bereich gegen den Differentialkorb 303 flächig abgestützt, was zu einer höheren Steifigkeit führt. Die schlitzartige zweite Fläche 340 der Montageöffnungen 316 ist an ihrer dem Flansch 306 entfernten Seite durch drei Radien gebildet und hat einen zentralen Stützabschnitt 347. Der Radius dieses Stützabschnitts 347 entspricht dem Radius der Lagerscheiben 337, 338, so daß diese flächig gegen den Differentialkorb 303 anliegt.

Die Figuren 18 bis 20 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel und werden im folgenden gemeinsam beschrieben. Die gezeigte Differentialanordnung entspricht weitestgehend derjenigen nach den Figuren 15 bis 17. Insofern wird hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen, wobei entsprechende Bauteile mit um nochmals 50 erhöhten Bezugsziffern versehen sind. Hier sind der dritte und vierte Zapfen 369, 370 getrennt voneinander ausgeführt und sind an ihren innenliegenden Enden mit dem ersten Zapfenteil 372 verbunden. Hierfür haben der dritte und der vierte Zapfen 369, 370 an ihren innenliegenden Enden jeweils einen Steckansatz 398, 399, mit dem sie in eine zentrale Durchgangsbohrung 400 des ersten Zapfenteils 372 eingesteckt sind. Die axiale Sicherung der Zapfen 369, 370 gegenüber dem zweiten Zapfenteil 372 wird mittels Sicherungsringen 386

bewerkstelligt, die in Ringnuten in der Durchgangsbohrung 400 eingreifen. An ihren außenliegenden Enden haben der dritte und der vierte Zapfen 369, 370 einstückig angeformte Lagerscheiben 387, 388, die in den Montageöffnungen 366 des Differentialkorbs 353 einsitzen und mit diesem im Umfangssinn antriebsverbunden sind.

Figur 21 zeigt eine ähnliche Ausführungsform wie in Figur 14, auf deren Beschreibung insofern Bezug genommen wird. Die Bezugsziffern einander entsprechender Bauteile sind nochmals um 50 erhöht. Vorliegend sind alle vier Zapfen 417, 418, 419, 420 im Umfangssinn mit dem Differentialkorb 403 verbunden, so daß auf sie ein Drehmoment übertragen wird. Dabei bilden der erste und der zweite Zapfen 417, 418 ein gemeinsames zylindrisches erstes Zapfenteil 422, daß in einander diametral gegenüberliegende Bohrungen 424, 425 des Differentialkorbs 403 eingesteckt ist. Der dritte und der vierte Zapfen 419, 420 sind separat ausgeführt und mit ihren innenliegenden Enden in ein Trägerelement 423 eingesteckt. Das Trägerelement 423 ist im wesentlichen ringförmig gestaltet und hat einen zur Drehachse koaxialen Durchbruch 446 sowie vier hierzu radiale Bohrungen 421. Dabei liegen jeweils zwei der Bohrungen 421 auf einer gemeinsamen Achse, wobei das erste Zapfenteil 422 in ein erstes Bohrungspaar eingesteckt ist und der dritte und vierte Zapfen 419, 420 in die quer hierzu verlaufenden Bohrungen. Der dritte und der vierte Zapfen 419, 420 sind jeweils integral mit der dazugehörigen Lagerscheibe 437, 438 ausgebildet, die spielfrei in den Montageöffnungen 416 einsitzen

Die Figuren 22 und 23, welche im folgenden gemeinsam beschrieben werden, zweiten eine weitere Ausführungsform. Diese entspricht weitestgehend der in den Figuren 1 bis 6 beschriebenen Ausführungsform, auf deren Beschreibung hinsichtlich der Gemeinsamkeiten insofern Bezug genommen wird. Einander entsprechende Bauteile sind mit um 450 erhöhten Bezugsziffern versehen. Die hier gezeigte Differentialanordnung ist in Form eines Kegelraddifferentials anstelle eines Kronenraddifferentials gestaltet. Es ist ersichtlich, daß die Ausgleichsräder 458 und die Seitenwellenräder 459, 460 in Form von Kegelrädern gestaltet sind. Die Montageöffnungen befinden sich in einer anderen Schnittebene und sind daher hier nicht sichtbar. Wie aus Figur 23 erkennbar, entspricht die Zapfenkreuzanordnung 457 weitestgehend derjenigen aus Figur 2. Es versteht sich, daß der Erfindungsgedanke nicht auf das dargestellte

Kegelraddifferential beschränkt ist. Vielmehr ließen sich auch andere Merkmale der oben beschriebenen Kronenraddifferentiale auf ein Kegelraddifferential übertragen, ohne vom Erfindungsgedanken abzurücken.

Bezugszeichenliste

2, 52, ... Differentialanordnung

3, 53, ... Differentialkorb

4, 54, ... Lageransatz

5, 55, ... Lageransatz

6, 56, ... Flansch

7, 57, ... Zapfenkreuzanordnung

8, 58, ... Ausgleichsrad

9, 59, ... Seitenwellen rad

10,60,... Seitenwellen rad

12, 62, ... Anlaufscheibe

13,63,... Anlaufscheibe

14, 64, ... Längsverzahnung

15,65,... Längsverzahnung

16, 66, ... Montageöffnung

17,67,... Zapfen

18,68,... Zapfen

19,69,... Zapfen

20, 70, ... Zapfen

21,71,... Durchgangsbohrung

22, 72, ... erstes Zapfenteil

23, 73, ... zweites Zapfenteil

24, 74, ... Bohrung

25, 75, ... Bohrung

26, 76, ... Mantelabschnitt

27, 77, ... Sicherungsring

28, 78, ... Hülsenabschnitt

29, 79, ... Hülsenabschnitt

0, 80, ... Distanzhülse 1 , 81 , ... Anlauffläche 2, 82, ... Anlauffläche 3, 83, ... Schulter 4, 84, ... Schulter 5, 85, ... Abflachung 6, 86, ... Sicherungsring 7, 87, ... Lagerscheibe 8, 88, ... Lagerscheibe 9, 89, ... Fläche 0, 90, ... Fläche 1 , 91 , ... Bohrung 2, 92, ... Kontaktstelle 3, 93, ... Kontaktstelle 4, 94, ... Stützabschnitt

45, 95, ... Spalt

46, 96, ... Durchgangsbohrung

47, 97, ... Stützabschnitt

48, 98, ... Steckansatz

49, 99, ... Steckansatz

50, 100, ... Durchgangsbohrung

A Drehachse

B Zapfenachse

C Zapfenachse