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Title:
DIFFERENTIAL SPUR GEAR MECHANISM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/146631
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a differential spur gear mechanism having a first sun gear (1) and a second sun gear (2) which is arranged coaxially adjacently with respect thereto, wherein the first sun gear (1) is assigned a first set of planetary gears (3a-3c) and the second sun gear (2) is assigned a second set of planetary gears (4a-4c) which meshes with the first set of planetary gears (3a-3c), and all the planetary gears (3a-3c; 4a-4c) are mounted rotationally on a planetary carrier arrangement which is fastened in a stationary manner to a drive gear (5), wherein the flank (13) of the first and/or the second sun gear (1; 2) has a plurality of apertures (15).

Inventors:
YOSHIDA HITOSHI (JP)
LOMBARDO SIMONE (DE)
FERNANDEZ INAKI (DE)
Application Number:
DE2013/200369
Publication Date:
September 25, 2014
Filing Date:
December 16, 2013
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16H48/10
Domestic Patent References:
WO2008092526A12008-08-07
WO2012041551A12012-04-05
Foreign References:
DE102009032286A12010-06-24
US20120245012A12012-09-27
Other References:
ANONYMOUS: "First Attack - Tuning - Erleichtern", 16 March 2013 (2013-03-16), XP055107473, Retrieved from the Internet [retrieved on 20140313]
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Claims:
1 , Stimraldrfsrenzialgatrlebe mit einem ^irt^bs ©!isg n ersten Sonnenrad (1) und einem koaxial herw fcart hierzu angeordnetes abtriebsseligan zweite Sonnenrad {21 öM as erste Sonnenrad (1) einen ersten Sate PiaiötenrÄr pa~3:ü) und das zweite Sonnenrad £ } einen mit dem ersten Satz: Pianetenräder (3a~3e) kämmenden zweiten Satz Pianetenräde .(4a-4c) zugeordnet Ist, und alte Pianetenräder (3a~3os 4a-4o) an einer ortsfest an einem angetriebenen

Antriebsrad (5) gefestigten Planetenfrägamnordnyng drehend gelagert sind, dadurc ekenn eciiin <fa$&$* Flanke |13} des ersten ynd/öder des zweite Sannenrads (1; 2) mehrere Ourershniohe (15) aufweist.

2, Stirn raddlflerenziaigetnebe η&φ Anspruch 1 ,

1S1 des Sonnenrads (1 ; 2) auf demselben Umtangskreis (14) angeordnet sind.

3, Stirnr ddifferenzla^getriabe naoh Anspruch 1 <

dad rc g#kö n eipl i tf dass die Dorohbrüche (15; 15": 15") des Sonnenrad (1 ; 2} äquidistani zueinander angeordnet sind.

4. Stirn raddlfferan ialgetrlebe naeb Anspruch 1 ,

d dyreh gakartrs f l hnet, dass zpmindeEt ein Teiider Duro brüche (15) eine krelsbegenförmigen Querschnitt aufweisen,

5. Sflmraddifferenzialgetnebe: nach Anspruch 1

da urch gakenn^el laet? dass sich die Dyrohbrüch® '{Wt 16i:>) desSonnenrads (1; 2) in Radiairehtong von Innen na fi Auller! erweitern.

6. Stlrnraddifferen ialgetriebe nach Anspruch 5,

dadurch gek nn eichn t, da umindest ein Teil der Durehbröebe (15!; 15i) einen draiec fömlgan Querscbnl aufweisen.

Stimraddifferenzlalgetnebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, daduch g kemi lctmei dass lumladeef ® Teil der Dumhbrüeha {15} eine bezüglich einer mittleren Radlalaohs CR) symmetrische Gesalt aufweisen .

8, Strnra ölfleren ialgatrie e nach enem der v stellen en Ansprüche, d dyrcsli göi mi icb et, dass beide Sennenrider (1 f 2} einen zentral angeformte und hohlzyllnderadig ausgeclidefen Axfa eg (11: 12} zur Aufnahme von je zugeordneten lAellenendeo: aufweisen.

Stimraddiffemnzia!getnedo nach einem der vorstehenden Ansprüche, Bildung eines Getnehegehäuses zwei beidseits der Sätze Pianetenrlder (3a--3c; 4a c) angeordnata Trigerringsc ehen (ia, 8b) umfisst, die Im Bereich das

Außenumfangs lösbar am Antriebsrad (5) befestigt sind, 10, Stimraddiferen ialgefrieb nach einem der vorstehende Ansprüche, d rs gekam^aie «at5 dass an dem m eo r ÄuHenv^TOhö ^ 8} versebenen Antriebsrad {$) mehrere radial nach Innen gerichtete

Flanschabschnitte (?) zu Befestigung der Trägemn§$eheihen (8a, 8i5) angeformt sind, die in Ümfengsrichtung je zwischen zwei benachbarten Pianetenrad paaren (3a, 4a; 3b, 4b; 3c, 4c) angeordnet sind.

Description:
; s£eie ysig dar E findung

Oefeiat der Erfindung Ose Erfindung betrifft ein StirnraddiWerenzialgetriebe mit einem abtfiebsseitigen ers en Sonnenrad und einem koaxial toiaehb rf hierzu angeordnete abtnebsse itgen zweite Sonnenrad, wobei das erst Sonnenrad einen ersten Satz Planetenrader und das zweite Sonnenrad einen mit dem ersten Satz Planetenräder kämmenden zweiten Satz Planetenradar abgeo d e ist und alle Planetenräder an eine ortsfest: an einem Antnehsfad befestigten Planetenräderanordnung drehend gelagert, sind.

Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sieb vornehmlich- auf die raifahrzeugtechnik, Olfferenzlaigetnebe der bier Interessierenden Art kommen beispielsweise als Aohsd er nziai mm Einsatz. Neben den bislang zu diesem Einsatzzweck gebräuchlichen Kegelraddifferenzialen kommen

spezielle Sfirnradalf!erenziate zum Einsatz, welch sieh bei gleicher Leistung durch einen relativ kleineren Bauraum sowie geringes Gewicht auszeichnen:. Ein Stirnraddlfferenzlalgetnebe Ist ein ' Getriebe naeh Art eines Planetangefriebes, bei welchem die miteinander Im Zabneingrlff stehenden Ausgleichselement Zahnräder mit Sümv^ ahnypg sind. Das Konzept eines Stlmraddifferenzlals stell ein rfJckkehrendes lnusgetriebe m einer Sfandy ersetzung ' ψ dar. Die Einleitung des Drehmoments erfolgt Ober ein mit einer Außenverzshnung ; versehendes Antriebsrad und einen Planetenträger auf wefoheni paarweise Ausgleichs-- oder Planetenrider angeordnet sind. Die Planetenrider eines Paares kämmen Ober einen Teil r Verzabnungshrelie miteinander. Jeweils ein Pl ete ?^ eines Pia netenradpaares ist sätzlleh mit einem ersten SonrWW^el das a idere mit einem zweiten Bonnenrad verzahnt. Ba de Sönnenr ter -^in l meis als Ahfriebshohlrider ausg feilcf i

Ziel dieser Zal adanordnung des St rnfaddffef rr ials st, die Belastung im V rzahnungskantaki im s e iel en die Zahnflankefpressung zwischen Planeten- und Antriebsrad durch die Paarung von innen» und AuSenver a niing;, zu minimieren. Die Im V rgleic zum KegalraddlfTerenzial geringere Verzahnungskraffe ermögliche einen extrem schmalen Verzahnungskontakt, dar eine Bauraiim- und Ge ie isreduzieamg gegenüber dem Kegelraddlfferenzial ermöglicht,

Stand der Technik;

Aus dar US 2012/0246012 geht ein demdiges Stimraddlferan ialgatrie e hervor.: Die eiden, je eine Abtriadsseit ^ugecrdreten Sonnenrider besitzen Je einen Safe zugeordneter Planeten rader, wobei der ernt Satz Planeienräder mit deni zweiten Safe Planatanrader kämm und: dabei die Anzahl der Zähne des ersten Sonnanrads: gleich der Anzahl dar Zahne des zweiten Sonnenrads Ist, wobei durch Prafilverscbiebeng der Zähne des ersten Sonnenrads an einem epfkrels mit in m Kcplk:relsdurchrne^ r angeordnet sind, der anden? Ist als der riop&reisdi rebmesser eines Xopflcrelses, a dem die Zahne des z eite Sonnenrads angeordnet sind:. De erste Satz Planetenridar kämmt nur ml dam ersten Sonnenrad und der zweite Safe Planetenräder Mmmt nur ml! dem zweiten Sonnenrad, weiche beide dem Antrieb zweier gleinhachstger drehbarer Welten dienen.

Die beide Sonnenrider das Stimraddiffe enziaigetriebes besitzen In de egei einen el ti greifen Durchmesser und werden als Gussbau teile hergestellt was Insgesamt der Zielsetzung eines Leiohthaps entgegensteht. Q^nrig e zur GewichtsredüElerung hellragende Wandstärken dar Sannenräder können wegen der währ nd des Betriebes auftretenden Bauteilspanncngen nicht realisiert werden. 0ffe«baft$rs de rirÄtr

Es is daher die Aufgabe der versiegenden: Erfindung, die Gasleitung der Sonnenräder eines Stirnraddiffei'euzialgetrieries d hingehend: welter u 5 verbessern, dass eine Gewichtsreduzleiung ohne Einbußen bei der Bautstlfestlgkelt ermöglicht wird. öle Aufgabe wird ausgehend von einem Stirn addlflferenzialgetriebe gemiß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden 10 Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen de Erfindung wieder.

Die Erfindung schließt d e technische Lehre ein, dass di Flanke des ersten und/oder des zweiten Sonnenrads des StlrnraddlfferenElalgetrie es mehrere 15 Dyrchbrüche auf eisl

Versuche haben ergeben, dass sieh den Flanken der Sonnenrader fvlatehaleinspar ngen in Form von Durchbrüeben anbringen lassen, ohne dabei die Baufeilfesfigkelf zu gefährden.

<i. "

Vorzugsweise sind die Durchhröche des Sonnenrad auf demselben ymfah skreis angeordnet. Hierdurch lassen sich diese entlang dee Spannungsverlaufs, von radial Innen nach auien optimal platzleren. Es Ist jedoch aueb denkbar, DurehhrOehe · ■- beispielsweise bwechselnd - auf verschiedenen 2$ Umfangskrelsen des; Sonnenrads anzuordnen, falls beispielsweise zwischen benachbarten Durchbrochen eine ausreichende Matehalhrücke verbleiben mu .

Vorzugsweise sind die Durohbryphe des Sonnenrads äqoidisfant zueinander angeo? Jnet f um eine Unwucht bei Rotation zu vermeiden und eine einheitliche 0 Stab llltät siehe rzustellen .

Geniäi einer ersten AnsfOhrungsform eines erflndungsgemiBen Sennenrads Ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Ourohbrüche sne n kreisooge nf cr gen öuersebnlti aufweisen. Die Durchbrljche vwlaufen dabei entlang eines eissegments auf derselben Umfangsllnie des Sonnenr s. Die aferlalhrucken zwischen henadibarten kreisbogenförmigen Durc röcnen sind dabei anhand der Sta ilitilskriterien auszulegen,

6

Oem S einer besonders bevorzugten Auslibrungsferm der Erfindung sind die Durcnhruehe des Sonnenrads in Rad!a!ncifens von innen nach außen e weitert gestaltet , Mit anderen Worte vergrößert: sieh der: Durchhryeh mit zunehmendem Radios des Sonnenrads. Durch diese anekele ees altung des DuTshbruebs Rann Ö gegenüber der vorstehend beschriebenen Äosiubrungsform bei gleichbleibender Bauteiistabiiitat eine grofSe Gewicliteeinsparung e-rÄjt werden, insbesondere mit einem im Wesentlichen drelecHlorrnlgeri Querschnitt iässt sich gegenüber einem kreisbögenfötmlge Querschnitt eine höhere aterialeinsparung bei gleichbleibender Bauteilstabliität realisieren. Bei ein m: solchen dmieekfermigen§ Oue?^ nlt : sind die Quersehnittseeken abgerundet ausgebildet.: um an diesen Stellen keine eibspannungen zu erzeugen.

Verzugsweise weisen die Durohbriiche eine bezüglich einer gedachten mittleren Radlataehee s mmetrlsct e Gestalt auf. Dies bedeutet dass die beiden Seiten des0 dreleckfbrmigen Querschnitte spiegelsymmetrisch sind. Diese Durcbbruehst rm wird besonders dann oevorzugi wenn das maximale Eingangs- und Äysc angsmement des Sttrnraddifterenzialgefriehes annähernd konstant Ist,

Gemäß> einer alternativen Äusfubrungsform können di Öurehbrüche auoh eine unsymmetrische Gestalt aufweisen, Diese Variante ist dann bevorzugt wenn eine: gräfkre Differenz de ©ngangsmorneots zwischen Vorwärts- und öickwir sdrehung besteht, Dureb den In jed m: Fall dreleekfbrmlgen Querschnitt kann (gegenüber der k? isbogen!dm lgen Variante) eine Reduzierung der Bautellspannyng um mehr als 40% erzielt werden,

GemäS einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird Vörpesohlagen, dass beide Soenenrider einen zentrai angeformten und hohl^yllndemrtlg ausgebildeten Äxlalsleg zur Annahme, von Je zugeordneten δ

Weilenenden au e sen. Die innenwandang Jedes ohJ ll deisrtige Axiälsteges kann dabei mit einem Verzabnungsprotii verseilen werden, in weichem sich die Wellenenden formsc issig einstecken lassen, Zur Bildung eines Getriebegehäuses kennen vodelthafterwaise die beidseits der M Pl m er In Form von Irägerrlngschelben angeordnet sind, die im Bereich des Auilenurnfangs lesbar am Antriebsrad befestigt sind. Durc diese FunklionslntegratiensniaEna nie entfällt ein separates Getriebegehäuse,

Verzugswelse sind an dem mit einer ÄySenver ahnung versehenen Antriebsrad mehrer radial nach Innen gerichtete Flanaeha eebnitte vorgesehen, welche der Befestigung der Trägarhngscheiben dienen. Die Flanschahschnitte können dabei In timfangsrlebtung je : zwischen zwei benachbarten Planetenradpaaren .angeordnet sein, um sich bauraumsparend In d e Qesamtkenstryktien ein uordnen..

Bevorzugte Ansführnngsformen der Erfindung werden nachfolgend anband der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:

Flg, 1 eine schematiche Draufsicht eines Stlrnraddifteren ialgelriebes,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Sti nraddifferen iaigetriebe, Fig. S elrie Vörderanslcht eines ml! Durchbrachen versehenden Sennenrades in einer ersten AysiQhryngsforrr

Flg, eine Vorderansieht eines m II Durchbrochen versehenden Sennenrades in einer zweiten Ausfahre hgsforrrr

Fig. 5 eine Verderansicht eines mit Durchbrechen versehenden Sennenrades In einer dritten AiisrObrungsferm. β

Ä y sfütirlicbe Baa.ehr^ibp i d^r 2efel n ngen

Pas io: der Fig, 1 sehamailseb

erstes Scnnenrad 1 und ein Koaxial benachbart hierzu angeordnetes z eites Sonnenrad 2 auf. Während dem erste Sonnenrad 1 ein erstes Satz Flanetenrider 3a s 3c zugeordnet ist, ist dem zweiten Sonnenrad 2 ein wei e Satz Planetenradet 4a feie 4 s zugeo d et. Farner kämmen benachbarte Planeienradpaare 3a s 4a υίηά -$h, 4h und 3e s 4c miteinender. Alle P an0»räCief 3a bis 3o und 4a bis 4c sind an einer ortsfest: an einem Antriebsrad 5 befestigten ~ nicht weiter dargestellten - Planetenträgerenoidneng drehend gelagert An den mit einer AulSenvecEahnung 8 versehenen Antriebsrad 5 sind mehrere radial nach innen gerichtete Flanschahsohnitte 7 (exemplarisch) zur Befestlgnng an de Planetenträgeranerdnun angeferrrt. Die Flanschabschnitte 7 sind in Ümfangsrichtung gesehen je zwischen zwei benachbarten Pianetenradpeareii 3a s 4 a und 3fe : 4b. und 3c, 4c angeordnet.: Fig. 2 erstreckt sich i Radialrlehiung gesehen zwischen den beiden Scnnenridem 1 önd 2 und dem Antriebsrad 5 zu beiden Selten der Planeten der 3a, 4a (exemplarisch) eine aus gegenüberliegenden Trägerhngscheiben 8a und h bestehende Planetenfrigeranerdnung die gleichzeitig auch die Punktlen eines Gethebegehäuses übernimmt Beide Trigerscheiben Sa und 8b sind Ober Schrauben 10 lesbar an den Pianschabecli nitten 7 des Höhlrades 5 befestigt Zur Aufnahme von je - hier nicht weiter dargestellten - Wellenenden weist das Stlrnr ddifferenzialgetriebe an beiden Sennenrädern 1 und 2 je einen zentral angefochten und boh zylinderartlg ausgebildeten Axialsteg 11 bzw. 12 auf, der mit einer Steckverzabnung versehen Ist

Mach Flg. 3 weist eine hier exemplarisch dargestellte Flanke 13 eines Sonnenrades V m h Q auf demselben Umfdngskreis; af eor ts et® 16 aut die iquldlstant zueinande positioniert einen krelsbcienfdrmlg n Querschnitt aufweisen, Nach Fig. 4 erweitern s ch d e Oym hrüche 1S f des Sonnenracies ' Γ \®. Radialrichtung von innen mch auEen und weise Hier einen im Wesentibhen dfeieefn hilge Querschnitt auf. Dieser Drefeck tuersohniit ist hei dieser Ausfuhrung orm bezüglic der mitlleren adlatachse symmetrisch ausgeführt.

Im Unterschied cfeu sind gemäS Fig. 5 die Durchbrüche !§" des Sonnenrades ' unsymmetrisch ausgeführt, was sich Insbesondere- hei untersch ediichen Selastungen in beiden Drehrichtungen eignet.

1 erstes Soonenraci

2 zweites Sonne nrad

3

4 Planetenrnd

5 Hot ad

6 AüEen er ahriyng

7 Ftansehaisseiinit!

8 Tragerringscheibe

9 P iiel otfägemnordnung

10 Schraube

11 innenv r ahnurg

12 !nne yefEah^img

13 Flanke

14 Umfarsgskresa

15