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Title:
DIFFERENTIAL ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/021963
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a differential assembly (1), comprising a differential cage (8, 9), in which compensating gears and output gears are supported in such a way that the compensating gears and output gears can be rotated and mesh with each other, and comprising a gear (11) of a gearing coupled to the differential assembly (1), which gear is arranged axially adjacent to an output gear, wherein a flange (12) is formed on a side of the differential cage (8, 9), which flange has a bearing point and extends radially outward and encloses a free space (17) together with the outside (16) of the differential cage (9), in which free space the gear (11) is accommodated in a radial direction.

Inventors:
MARTINI HARALD (DE)
BIERMANN THORSTEN (DE)
Application Number:
DE2014/200287
Publication Date:
February 19, 2015
Filing Date:
June 30, 2014
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH (DE)
International Classes:
F16H48/00; F16H48/10; F16H48/11
Foreign References:
EP0091406A21983-10-12
USRE15711E1923-10-30
EP0177286A21986-04-09
US7041023B22006-05-09
US7041023B22006-05-09
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Claims:
Patentansprüche

Differenzialanordnung (1) mit einem Differenzialkorb (16), in dem Ausgleichsräder und Abtriebsräder drehbar und miteinander in Eingriff stehend gelagert sind sowie mit einem axial neben einem Abtriebsrad angeordneten Zahnrad (11) eines mit der Differenzialanordnung (1) gekoppelten Getriebes, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Seite des Oifferenzialkorbs (8, Θ) ein eine Lagerstelle aufweisender, sich radial nach außen erstreckender Flansch (12) gebildet ist, der mit der Außenseite des Oifferenzialkorbs (16) einen Freiraum (17) einschließt, in dem das Zahnrad (11) in radialer Richtung hineinragt.

Differenzialanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (12) als trichterförmiger Lagerring ausgebildet ist und einen inneren axialen Abschnitt (13), einen mittleren, trichterförmigen Abschnitt (14) und einen äußeren, den Außenring der Lagerstelle bildenden Abschnitt ( 5) aufweist.

Differenzialanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der trichterförmige Abschnitt (14) und die Längsachse einen Winkel zwischen 60° und 80° einschließen.

4. Differenzialanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet dass an beiden Seiten des Differenzialkorbs

(16) derselbe Flansch (12) oder Lagerring angeordnet ist.

5. Differenzialanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Lagerring und der Differenzialkorb (16) durch einen Presssilz miteinander verbunden sind.

6. Differenzialanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstellen als angestellte Lagerung in O-Anordnung oder X-Anordnung ausgebildet sind.

Differenzialanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da* durch gekennzeichnet, dass sie eine als Stimverzahnung ausgebildete Differenzialausgleichsverzahnung aufweist.

Differenzialanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Planetentrieb ausgebildet ist.

Description:
Bezeichnung der Erfindung

Differenztalanordnung Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Differenzialanordnung mit einem Differenzialkorb, in dem Ausgleichsräder und Abtriebsräder drehbar und miteinander in Eingriff stehend gelagert sind sowie mit einem axial neben einem Abtriebsrad angeordneten Zahnrad eines mit der Dtfferenzialanordnung gekoppelten Getriebes.

Hintergrund der Erfindung

Eine gattungsgemäße Differenzialanordnung ist aus der US 7 041 023 B2 bekannt. Das Abtriebsrad einer dem Final Drive vorgeschalteten Getriebestufe ist dort axial neben dem Antriebsrad des Differenzlals angeordnet. Bei einem derartigen Aufbau ergeben sich jedoch Platzprobleme, da sich das Zahnrad des mit der Differenzialanordnung gekoppelten Getriebes in den .normalen 0 Bauraum der Differenzialanordnung erstreckt Dies gilt insbesondere für eine besondere, von der Anmelderin entwickelte Differenzialanordnung, die als Leichlbaudifferenzlal bezeichnet wird. Es handelt sich dabei um ein StirnradDifferenzial, das als Alternative zu einem herkömmlichen Kegelraddifferenzial eingesetzt werden kann. Das Stirnraddifferenzial umfasst zwei zentrale Sonnenräder, von denen jedes in eingebautem Zustand mit einer Achswelle als Abtriebswelle verbunden ist. Jedes Sonnenrad kämmt mit einem Planetenrad. die beiden Planetenräder kämmen wiederum miteinander. Ein derartiges Stirnraddifferenzial kann z. B. drei über den Umfang verteilte Planetensätze mit zwei Planeten aufweisen. Der Antriebs des Stirnraddifferen- zials erfolgt durch ein mit einer Außenverzahnung versehenes Antriebsrad, das fest mit Planetenträgern, in denen die Planeten gelagert sind, verbunden ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Differenzialanordnung anzugeben, die auch dann einfach und ohne Bauraumprobleme eingesetzt werden kann, wenn sich ein Zahnrad des mit der Differenzialanordnung gekoppelten Getriebes axial neben einem Abtriebsrad der Differenzialanordnung befindet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Differenzialanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass an einer Seite des Differen- zialkorbs ein eine Lagerstelle aufweisender, sich radial nach außen erstreckender Flansch gebildet ist. der mit der Außenseite des Differenzialkorbs einen Freiraum einschließt, in dem das Zahnrad in radialer Richtung aufgenommen ist.

Erfindungsgemaß greift das Zahnrad radial soweit zwischen die Lagerstelle und die Außenseite des Differenzialkorbs, dass das Zahnrad axial zur Lagerstelle benachbart ist die Außenkontur des Zahnrads befindet sich dabei zumindest näherungsweise in radialer Richtung auf gleicher Höhe wie die Lagerstelle. Im Gegensatz zu herkömmlichen Differenzialanordnungen ist erfindungsgemäß ein breiterer axialer Freiraum an einer Seite des Differenzialkorbs bis zu einem Flansch gebildet, in dem das Zahnrad aufgenommen ist. Dadurch kann die erfindungsgemäße Differenzialanordnung besonders platzsparend realisiert werden. Bei der erfindungsgemäßen Differenzialanordnung wird es besonders bevorzugt, dass der Flansch als trichterförmiger Lagerring ausgebildet ist und einen inneren axialen Abschnitt, einen mittleren trichterförmigen Abschnitt und einen äußeren, den Außenring der Lagerstelle bildenden Abschnitt aufweist. Der trichterförmige Abschnitt ist somit zur Längsachse der Differenzialanordnung geneigt, wodurch die axiale Steifigkeit erhöht wird. Der äußere Endabschnitt des Flansches ist als Lagerring ausgebildet und weist an seiner Innen- Seite eine Laufbahn für Wälzkörper, insbesondere Kugeln, auf. Der innere axiale Abschnitt ist mit dem Differenzialkorb verbunden.

Es hat sich als ganz besonders günstig herausgestellt, dass der trichterförmige Abschnitt des Lagerrings und die Längsachse einen Winkel zwischen 60° und 80° einschließen. Auf diese Weise kann die erforderliche Steifigkeit im Bereich des Flansches geschaffen werden.

Aus Fertigungsgründen wird bevorzugt, dass an beiden Seiten des Differenzial- korbs derselbe Lagerring angeordnet ist. Dementsprechend verringert sich die Teilezahl und die Gefahr von Verwechslungen wird ausgeschlossen.

Eine besonders stabile Verbindung ergibt sich, wenn der wenigstens eine Lagerring und der Drfferenzialkorb durch eine Presspassung bzw. einen Presssrtz miteinander verbunden sind. Durch das Einpressen werden beide Komponenten fest miteinander verbunden.

Bei der erfindungsgemäßen Drfferenzialanordnung wird es bevorzugt, dass die Lagerstellen als angestellte Lagerung in O-Anordnung oder X-Anordnung aus- gebildet sind. Als angestellte Lagerung wird eine Lagerung bezeichnet, die eine Vorepannkraft erzeugt. Die beiden Lager können dazu spiegelbildlich angeordnet sein, so dass die Drucklinien Kegel bilden, deren Spitzen bei der O- Anordnung nach außen und bei der X-Anordnung nach innen zeigen. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Drfferenzialanordnung eine als Stirnverzahnung ausgebildete Differenzialausgleichsverzahnung auf.

Die erfindungsgemäße Differenzialanordnung ist primär für Planetentriebe geeignet, insbesondere für das von der Anmelderin entwickelte Leichtbaudifferen- zial, das sich durch einen geringen axialen Bauraum auszeichnet. Die Erfindung ermöglicht den Einsatz eines derartigen Leichtbaudifferenzials auch dann, wenn sich ein Zahnrad eines mit der Differenzialanordnung gekoppelten Getriebes innerhalb des .normalen" Bauraums befindet. Durch die spezielle Ge- staltung des Flansches kann das Zahnrad des Getriebes in dem Freiraum aufgenommen werden, das heißt, es steht axialer Bauraum zwischen dem Flansch und der Lagerstelle zur Verfügung, in dem das Zahnrad, radial hineinragend, angeordnet ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden naher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt eine geschnittene Ansicht der oberen Hälfte einer erfindungsgemäßen Differenzialanordnung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Die Figur ist eine geschnittene Ansicht und zeigt die obere Hälfte einer als Leichtbaudifferenzial ausgebildeten Differenzialanordnung 1 mit einem Planetentrieb. Der Planetentrieb umfasst drehbar auf Planetenbolzen 2 gelagerte Planetenräder 3. Das Planetenrad 3 kämmt mit einem weiteren Planetenrad, das in Umfangsrichtung daneben angeordnet und in der geschnittenen Ansicht nicht sichtbar ist. Die Planetenräder dienen als Ausgleichsräder des Planetentriebs. Zusätzlich kämmt das Planelenrad 3 mit einer Sonne (Sonnenrad) 4, das in der Figur nicht sichtbare weitere Planetenrad kämmt mit einer zweiten Sonne 5, die axial neben der Sonne 4 angeordnet ist. Die beiden Sonnen (Sonnenräder) 4, 5 weisen jeweils eine zentrale Innenverzahnung 6. 7 auf, in die eine Achswelle eingesteckt werden kann, die Sonnen 4, 5 dienen als Abtriebsräder des Planetentriebs. Die Differenzialanordnung 1 kann in einem Kraftfahrzeug verwendet werden, um unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten der Räder einer Achse auszugleichen

Die Differenzialanordnung 1 umfasst aus umgeformtem Blech hergestellte Pla- netenträger oder Träger, die auch als Differenzialkorb 8, 9 bezeichnet werden, die einen Innenraum umschließen, in dem die Sonnenräder 4, 5 und die Planetenräder aufgenommen sind.

In der Figur erkennt man. dass das Planetenrad 3 mit dem Sonnenrad 4 und das zweite, in dieser Ansicht nicht sichtbare Planetenrad mit der Sonne 5 kämmt. Zusätzlich kämmen die beiden Planetenräder miteinander, wodurch ein Planetensatz gebildet wird. Die Differenzialanordnung 1 weist insgesamt drei über den Umfang verteilt angeordnete Planetensätze auf. Die Dlfferenzialkörbe 8, 9 bilden ein Gehäuse und sind mit einem eine Außenverzahnung 10 aufweisenden Antriebszahnrad verbunden. Dieses Antriebszahnrad ist mit einem Getriebeausgang (Final Drive) gekoppelt.

In dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel umfasst das Getriebe, das unter an- derem das Final Drive umfasst, ein Abtriebsrad einer dem Final Drive vorgeschalteten Getriebestufe. Dieses Zahnrad 1 1 ist axial neben dem als Abtriebsrad dienenden Sonnenrad 5 angeordnet.

Die Differenzialanordnung 1 weist einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch 12 auf, der als trichterförmiger Lagerring ausgebildet ist und einen inneren axialen Abschnitt 13, einen mittleren trichterförmigen Abschnitt 14 und einen äußeren, den Außenring der Lagerstelle bildenden Abschnitt 15 auf.

Der Flansch 12 schließt gemeinsam mit der Außenseite 16 des Differenzial- korbe 9 einen Freiraum 17 ein, in dem das Zahnrad 1 in radialer Richtung aufgenommen ist. Der äußere Abschnitt 15 des Flansches 12 ist von der Längsachse der Differenzialanordnung 1 weiter entfernt als die Außenseite 18 des Zahnrads 1. Demnach ist die Aufhängung der Differenzialanordnung 1 so gestaltet, dass das Zahnrad 1 1 radial zwischen den Differenzialkorb 9 und die Lagerstelle bzw. den den Lagerring aufweisenden Flansch 12 eintaucht.

In der geschnittenen Ansicht erkennt man, dass der Flansch 12 trichterförmig ausgebildet ist und den trichterförmigen mittleren Abschnilt 14 aufweist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet dieser einen Winkel von ca. 70" mit der Längsachse der Differenzialanordnung 1. Der Flansch 12 ist mit seinem inneren axialen Abschnitt 13 über einen Presssitz mit dem Differenzialkorb Θ verbunden. In der Figur erkennt man, dass derselbe Flansch 12 auch an der gegenüberliegenden Seite angeordnet und mit dem Differenzialkorb 8 verbunden ist.

Die Lagerstelle umfasst den äußeren Abschnitt 15 des Flansches 12, an dessen Innenseite eine Laufbahn für Kugeln 19 ausgebildet ist. Bei anderen Aus- führungen können auch als Rollen ausgebildete Wälzkörper vorgesehen sein. Ein Innenring 20 der Lagerstellte ist auf einem axialen Zapfen 21 angeordnet.

Der Flansch 12 ist so ausgelegt, dass der innere axiale Abschnitt 13 eine ausreichende Breite des Freiraums 17 sicherstellt, so dass das Zahnrad 11 an der Lagerstelle vorbei in den Freiraum 17 eintauchen kann. Daher wird die Neigung des mittleren trichterförmigen Abschnitts 14 so gewählt, dass genügend axialer Bauraum für die Zahnbrette des Zahnrads 11 zur Verfügung gestellt wird.

Bezugszahlcnllste

1 Differenzlaianordnung

2 Planetenbolzen

3 Planetenrad

4 Sonnenrad

5 Sonnenrad

6 Innenverzahnung

7 Innenverzahnung

8 Drfferenzialkorto

9 DifFerenzialkorb

10 Außenverzahnung

11 Zahnrad

12 Flansch

3 Abschnitt

14 Abschnitt

15 Abschnitt

16 Außenseite

17 Freiraum

18 Außenseite

1Θ Kugel

20 Innenring

21 Zapfen