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Patent Searching and Data


Title:
SPUR GEAR DIFFERENTIAL GEARING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/169311
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a spur gear differential, comprising a carrier (T) provided for rotating about an axis of rotation (X), a first ring gear (1), a second ring gear (2), a first set of first orbiting planets (P1), and a second set of second orbiting planets (P2), wherein the first and second orbiting planets are coupled to each other in a transmitting manner in such a way that the first and second orbiting planets can be rotated in opposite directions, that coupling in a transmitting manner occurring by means of coupling planets (PK), which mesh with the orbiting planets of the first set in the teeth plane of the first ring gear and are arranged coaxially to the orbiting planets of the second set, the axes (B) of the orbiting planets of the first set are arranged on a first axis circle and the axes (A) of the orbiting planets of the second set are arranged on a second axis circle whose diameter is less than the diameter of the first axis circle, and the diameter difference between the first axis circle and the second axis circle is coordinated in such a way that the enveloping circle of the coupling planets coaxial to the axis of rotation is less than the inner addendum circle of the first ring-gear internal set of teeth, wherein the first set of orbiting planets, the second set of orbiting planets, and the coupling planet set each have three planet gears, a first axis distance (D1) between each axis of the orbiting planets of the first set and the respective adjacent axis of the orbiting planets of the second set is less than a second axis distance (D2) between the axes of the orbiting planets of the second set, and the second axis distance between the axes of the orbiting planets of the second set corresponds at least to the addendum circle diameter (D3) of the planets of the second set.

Inventors:
KLAAR CHRISTOPH (DE)
BIERMANN THORSTEN (DE)
Application Number:
PCT/DE2015/200285
Publication Date:
November 12, 2015
Filing Date:
April 29, 2015
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16H48/11; F16H48/10
Foreign References:
DE102012219215A12014-04-24
US1869528A1932-08-02
DE102012219212A12014-04-24
DE102012219215A12014-04-24
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Claims:
Patentansprüche

1. Stirnraddifferential, mit:

- einem zum Umlauf um eine Umlaufachse (X) vorgesehenen Trager (T).

• einem ersten Hohlrad (1) das achsgteich zur Umlauflachse (X) angeordnet ist und eine erste Hohiradmnenverzahnung bildet.

• einem zweiten Hohlrad (2) das ebenfalls achsgleich zur Umlauflachse (X) angeordnet ist und eine zweite Hohiradmnenverzahnung bildet,

• einem ersten Satz erster Umlaufplaneten (P1) die mit der ersten Hohlradinnenverzahnung des ersten Hohlrades (1) in Eingriff stehen, und

• einem zweiten Satz zweiter Umlaufplaneten (P2) die mit der zweiten Hohlradinnenverzahnung des zweiten Hohirads (2) in Eingriff stehen.

- wobei die ersten und zweiten Umlaufplanenten (P1. P2) miteinander gegensinnig drehbar getrieblich gekoppelt sind.

- jene getriebiiche Koppelung durch Koppelpianeten (PK) erfolgt die mit den Umlauf planeten (P1) des ersten Satzes in der Verzahnungsebene des ersten Hohlrades (1) in Eingriff stehen und hierbei gleichachsig zu den Umlaufplaneten (P2) des zweiten Satzes angeordnet sind,

• die Achsen (B) der Umlaufplaneten (P1) des ersten Satzes auf einem ersten Achskreis und die Achsen (A) der Umlaufplaneten (P2) des zweiten Satzes auf einem zweiten Achskreis angeordnet sind dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des ersten Achskreises, und

- die Durchmesserdifferenz zwischen dem ersten Achskreis und dem zweiten Achskreis derart abgestimmt ist, dass der zur Umlaufachse koaxiale Hüllkreis der Koppelpianeten (PK) kleiner ist als der innere Kopfkreis der ersten Hohlradinnenverzahnung,

wöbei

- der erste Satz der Umlauf planeten (P1), der zweite Satz der Umlauf planeten (P2) und der Koppelplanetensatz (PK) jeweils drei Planetenrader aufweist,

• ein erster Achsabstand (D1) zwischen der Achse (8) eines Umlaufplaneten (P1) des ersten Satzes und der jeweils benachbarten Achse (A) der Umlaufplaneten (P2) des zweiten Satzes kleiner ist als ein zweiter Achsabstand (D2) zwischen den Achsen (A) der Umlaufplaneten (P2) des zweiten Satzes, und - der zweite Achsabstand (02) zwischen den Achsen (A) der Umlaufplaneten (P2) des zweiten Satzes wenigstens dem Kopfkreisdurchmesser (D3) der Umlaufplaneten (P2) des zweiten Satzes entspricht. 2. Stirnraddifferential nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Achsabstände (01. D2) und die Zähnezahlen der ersten Umlauf pfaneten (P1) derart aufeinander abgestimmt sind, dass der Innenwinkel eines Dreiecks dessen Schenkel sich von einer Achse (B) eines ersten Umlaufplaneten (P1) zu den benachbarten Achsen (A, A) der zweiten Planeten (P2) erstrecken, ein ganzzahliges Vielfaches des Zahnteilungswinkels des ersten Planeten (P1 ) darstellt.

3. Stirnraddifferential nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Achsabstände (D1, 02) und die Zähnezahlen der zweiten Planeten (P2) derart aufeinander abgestimmt sind, dass der Innenwinkel eines Dreiecks dessen Schenkel sich von einer Achse (A) eines zweiten Planeten (P2) zu den benachbarten Achsen (B. 8) der ersten Planeten (P1) erstrecken, ein ganzzahliges Vielfaches des Zahnteilungswinkels des zweiten Planeten (P2) darstellt. 4. Stirnraddifferential nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufplanetenräder (P1) des ersten Umlaufplanetensatzes (P1) und die Koppelplanetenräder (PK) miteinander wechselweise unter Bitdung eines in sich geschlossenen Zahnradkranzes in Eingriff stehen. 5. Stirnraddifferential nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufplaneten (P2) des zweiten Satzes und die Koppeipfaneten (PK) identische Kopfkreisdurchmesser aufweisen.

6. Stirnraddifferential nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufplaneten des zweiten Satzes (P2) und die Koppeipfaneten (PK) hinsichtlich des Querschnitts ihrer Verzahnung baugleich ausgeführt sind. 7. Stirnraddifferential nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Hohiradinnenverzahnung eine negative Profilverschiebung realisiert ist und dass an der zweiten Hohlradinnenverzahnung eine positive Profiiverschiebung realisiert ist. 8. Stirnraddifferentiai nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriff der Koppelplaneten (PK) in die Umlaufplaneten

(P1) des ersten Satzes auf dem Axialniveau der ersten Hohlradinnenverzahnung (1a) erfolgt 9. Stirnraddifferentiai nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfkreisdurchmesser der Umlauf Planeten (P1) des ersten

Satzes dem Kopfkreisdurchmesser (03) der Umlaufplaneten (P2) des zweiten Satzes entspricht.

10. Stirnraddifferentiai nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelpianeten (PK) und die Umlaufplaneten (P2) des zweiten Satzes miteinander über Wellenzapfen (4) gekoppelt sind, und dass über diese Weilenzapfen (4) die radiale Lagerung der Koppelpianeten (PK) und der Umlaufplaneten (P2) in dem Träger (T) bewerkstelligt wird.

Description:
Stimraddifferentialgetriebe Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stimraddifferentialgetriebe mit einem Leistungseingang und einem ersten und einem zweiten Leistungsausgang, wobei durch dieses Stimraddifferentialgetriebe die am Leistungseingang anliegende Antriebsteistung auf den ersten und auf den zweiten Leistungsausgang weitgehend momentengleich verzweigt werden kann Oer Leistungseingang wird bei diesem Stimraddifferentialgetriebe durch den Planetenträger gebildet Die beiden Leistungsausgänge werden durch Hohlräder gebildet, die über eine am Planetentrager gelagerte Planetenanordnung gegensinnig drehbar gekoppelt sind.

Hintergrund der Erfindung

Differentialgetriebe werden allgemein als Umlaufrädergetriebe ausgeführt und dienen überwiegend der Verzweigung einer über einen Leistungseingang zugeführten Eingangsleistung auf zwei Weilen. Am häufigsten werden Differentialgetriebe als sog. Verteifungs-, Verzweigungs-, bzw. Achsdifferentialgetriebe im Automobilbau verwendet. Hierbei wird die durch einen Antriebsmotor bereitgestellte Antriebsleistung übei das Differentialgetriebe auf abfolgende Achsen, oder die Radantriebswellen von getriebenen Laufrädern verteilt. Die beiden zu den Laufrädem führenden Radantriebsweilen werden hierbei mit je gleich großem Drehmoment d h. ausgeglichen angetrieben. Bei Geradeausfahrt drehen beide Laufrader gleich schnell. Bei Kurvenfahrt unterscheiden sich die Drehzahlen der Laufräder voneinander. Das Achsdifferentialgetriebe ermöglicht diese Drehzahldifferenz. Die erforderlichen Drehzahlen können sich frei einstellen. In der Vergangenheit wurden diese Differentiale in großer Breite als sog Kegelraddifferentiale ausgeführt. Neben dieser Bauform werden Differentialgetriebe auch in Form sog Stimraddifferentiale ausgeführt. Bei diesen Stirnraddifferentialen erfolgt die Koppelung der als Leistungsausgang fungierenden Ausgangsräder über zwei miteinander in Eingriff stehende Umlaufplaneten die typischerweise als Stirnräder ausgeführt sind Aus der auf die Anmelderin zurückgehenden DE 10 2012 210 215 A1 ist ein Stirnraddifferentialgetriebe bekannt, bei welchem die Leistungsverzweigung auf ein erstes und ein zweites Hohlrad erfolgt wobei die beiden Hohlräder axial abfolgende Verzahnungsebenen definieren und über eine Planetenanordnung mit einem Übersetzungsverhältnis von ,1° miteinander gekoppelt sind. Diese Koppelung wird über radial von innen her in die Hohlräder eingreifende, im Steg (d.h. dem Planetenträger) des Stirnraddifferentials gelagerte Planeten bewerkstelligt. Die in das erste Hohlrad eingreifenden ersten Planeten sind auf einem ersten Achskreis angeordnet und die in das zweite Hohlrad eingreifenden zweiten Planeten sind auf einem zweiten Achskreis angeordnet dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des ersten Achskreises. Die Durchmesserdifferenz der beiden Achskreise ist so bemessen, dass der Kopfkreis der zur Koppelung der ersten und zweiten Planeten vorgesehenen Koppelplaneten nicht in den Kopfkreis des ersten Hohlrades eingreift

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Differentialgetriebe zu schaffen, das sich durch ein vorteilhaftes mechanisches Betriebsverhalten und eine hohe Verschleißfestigkeit auszeichnet.

Erfindungsgemä&e Lösung Die vorangehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelost durch ein Stirnraddifferential, mit:

* einem zum Umlauf um eine Umlaufachse vorgesehenen Träger.

* einem ersten Hohirad das achsgleich zur Umlauflachse angeordnet ist und eine erste Hohlradinnenverzahnung bildet

- einem zweiten Hohlrad das ebenfalls achsgleich zur Umlauflachse und zum ersten Hohirad axial versetzt angeordnet ist und eine zweite Hohlradinnenverzahnung bildet.

* einem ersten Satz erster Umiaufplaneten die mit der ersten Hohlradinnenverzahnung des ersten Hohlrades in Eingriff stehen, und - einem zweiten Satz zweiter Umiaufplaneten die mit der zweiten Hohlradinnenverzahnung des zweiten Hohlrads in Eingriff stehen,

- wobei die ersten und zweiten Umlaufplanenten miteinander gegensinnig drehbar getneblich gekoppelt sind :

- jene getriebliche Koppelung durch Koppelpianeten erfolgt, die mit den Umiaufplaneten des ersten Satzes in der Verzahnungsebene des ersten Hohlrades in Eingriff stehen und hierbei gleichachsig zu den Umlaufplaneten des zweiten Satzes angeordnet sind,

die Achsen der Umlaufplaneten des ersten Satzes auf einem ersten Achskreis und die Achsen der Umlaufplaneten des zweiten Satzes auf einem zweiten

Achskreis angeordnet sind dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des ersten Achskreises, und

die Durchmesserdifferenz zwischen dem ersten Achskreis und dem zweiten Achskreis derart abgestimmt ist. dass der zur Umiaufachse koaxiale Höllkreis der Koppelplaneten kleiner ist als der innere Kopfkreis der ersten

Hohlradinnenverzahnung.

wobei

- der erste Satz der Umlaufplaneten, der zweite Satz der Umiaufplaneten und der Koppelplanetensatz jeweils drei Planetenräder aufweist.

- ein erster Achsabstand zwischen den Achsen der Umlaufplaneten des ersten Satzes und der jeweils benachbarten Achse der Umiaufplaneten des zweiten Satzes kleiner ist. als ein zweiter Achsabstand zwischen den Achsen der Umiaufplaneten des zweiten Satzes, und

- der zweite Achsabstand zwischen den Achsen der Umiaufplaneten des zweiten Satzes wenigstens dem Kopfkreisdurchmesser der Planeten des zweiten

Satzes entspricht.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein Differentialgetriebe zu schaffen, das sich durch eine relativ kurze axiale Baulänge auszeichnet, das unter fertigungs- und montagetechnischen Gesichtspunkten besonders vorteilhaft herstellbar ist und bei welchem sich relativ gennge Radialbelastungen an den Lagerstellen der Planeten, insbesondere den Lagerstellen der Koppelpianeten ergeben.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Stirnraddifferentialgetriebe derart ausgebildet, dass die ersten und die zweiten Achsabstände und die Zähnezahlen der ersten Planeten derart aufeinander abgestimmt sind : dass der Innenwinkel eines Dreiecks dessen Schenkel eich von einer Achse eines ersten Planeten zu den benachbarten Achsen der zweiten Planeten erstrecken, ein ganzzahiiges Vielfaches des Zahnteilungswinkels ( d.h. 360° : (Anzahl der Zähne des Planeten)) des ersten Planeten darstellt.

Weiterhin ist vorzugsweise das Stimraddifferentialgetriebe auch derart ausgebildet, dass die ersten und die zweiten Achsabstände und die Zähnezahlen der zweiten Planeten derart aufeinander abgestimmt sind, dass der Innenwinkel eines Dreiecks dessen Schenkel sich von einer Achse eines zweiten Planeten zu den benachbarten Achsen der ersten Planeten erstrecken ein ganzzahliges Vielfaches des Zahnteilungswinkefs des zweiten Planeten darstellt.

Der Eingriff der Koppelplaneten in die Umlaufplaneten des ersten Satzes erfolgt auf dem Axialniveau der ersten Hohlradinnenverzahnung. Die Axiallänge der Verzahnung der Koppelplaneten entspricht dabei vorzugsweise relativ exakt der Axiallänge der Stirnradverzahnung der Umlaufplaneten des ersten Satzes. Die Axiallänge der ersten Hohlradinnenverzahnung wiederum entspricht im wesentlichen der Axiallänge der Stirnradverzahnungen der ersten Umlaufplaneten, sowie der Koppelplaneten

Das erfindungsgemäße Differentialgetriebe ist so gestaltet, dass der erste Umlaufplanetensatz und der zweite Umlaufplanetensatz jeweils drei Umlaufplaneten aufweisen. Die Achsen der jeweiligen Umiaufplaneten eines Satzes liegen auf den drei Ecken eines gleichseitigen Dreiecks dessen Um* oder Hüllkreis zur Umlaufachse des Pianetenträgers konzentrisch ist. Das durch die Achsen des ersten Umlaufplanetensatzes gebildete gleichseitige ,große' Dreieck weist eine größere Schenkellänge auf als das durch die Achsen der Umlaufplaneten des zweiten Umlaufplanetensatzes gebildete .kleine" Dreieck. Der Achsabstand zwischen zwei Planeten des ersten Satzes, d.h. die Schenkellänge des großen Dreiecks ist kleiner als der zweifache Achsabstand zwischen den Achsen eines ersten Planeten und eines zweiten Planeten. Die Achsen der Planeten des zweiten Umiaufpianetensatzes, d.h. die Ecken des kleinen Dreiecks liegen zudem auf einer der Umlaufachse abgewandten Seite des jeweiligen Schenkels des großen Dreiecks. Die Achsen der Planeten des zweiten Umiaufpianetensatzes liegen zudem auf einer Geraden welche durch die Umlaufachse verlauft und den zugeordneten Schenkel des großen Dreiecks senkrecht schneidet. Die Achsen der Umlaufplaneten des ersten Umlaufplanetensatzes liegen jeweils auf einer Geraden welche durch die Umlaufachse verlauft und einen Schenkel des Kleinen Dreiecks senkrecht schneidet. Das erfindungsgemäße Differentialgetriebe ist weiterhin so ausgebildet, dass die drei Umlaufplanetenräder des ersten Umlaufplanetensatzes und die drei Koppelplanetenrader miteinander wechselweise unter Bildung eines in sich geschlossenen Zahnradkranzes in Eingriff stehen. Hierdurch ergibt sich über die Koppelplanetenräder eine besondere kinematische Koppelung der Umlaufplaneten des ersten Satzes untereinander. Diese kinematische Koppelung ist aufgrund des Eingriffs der Umlaufplaneten des ersten Satzes in die erste Hohlradinnenverzahnung und der Koppelung innerhalb des geschlossenen Zahnradkranzes an sich statisch uberbestimmt. Die Verzahnung der ersten Umlaufplaneten, die Verzahnung der ersten Hohlradinnenverzahnung und, die Koppelplaneten und die Lagerstrukturen dieser Getriebekomponenten sind geometrisch so aufeinander abgestimmt, dass sich ein hinreichend ieichtgangiger Eingriff der Zahnräder ergibt. Vorzugsweise sind die Zahnezahlen der Hohlräder und auch die Zähnezahlen der Umlaufplaneten jeweils durch 3 teilbar. Der Achsabstand zwischen den Achsen der Koppelplaneten ist vorzugsweise so abgestimmt dass sich die Kopfkreise der Koppeiplaneten möglichst nahe kommen. Die Differenz der Durchmesser des ersten und des zweiten Achskreises ist zudem so abgestimmt, dass die Koppeiplaneten nicht in die erste Hohlradinnenverzahnung eingreifen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Stimraddifferentiai derart ausgebildet, dass die Umlaufplaneten des zweiten Satzes und die Koppeiplaneten identische Kopfkreisdurchmesser aufweisen. Hierbei ist es insbesondere möglich, die Umlaufplaneten des zweiten Satzes und die Koppeiplaneten miteinander einstückig, insbesondere als kopfkreisgeiagerte Steckzapfen auszuführen. Gemäß einem weiteren, besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise an der ersten Hohlradinnenverzahnung eine negative Profilverschiebung realisiert, so dass diese einen vergrößerten inneren Kopfkreisdurchmesser erhält und zugleich an der zweiten Hohlradinnenverzahnung eine positive Profilverschiebung realisiert, so dass diese einen verringerten inneren Kopfkreisdurchmesser erhält. Bei diesem Ansatz ist es möglich, die Umlaufplaneten des ersten Satzes ebenfalls als zu den Umlaufplaneten des zweiten Satzes und den Koppelplaneten hinsichtlich des Zahnradquerschnitts baugleiche Komponenten auszuführen.

Es ist auch möglich, an den Umiaufpianeten des zweiten Satzes und an den Koppelplaneten eine negative Profilverschiebung zu realisieren, wobei diese Profirverschiebung so abgestimmt werden kann, dass die Differenz zwischen den Innendurchmessern der beiden Hohlradinnenverzahnungen reduziert, insbesondere minimiert wird An den Umiaufpianeten des ersten Umlaufplanetensatzes ist dann vorzugsweise eine positive Profilverschiebung realisiert.

Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Koppelplaneten und die Umiaufpianeten des zweiten Satzes vorzugsweise miteinander Ober Weilenzapfen gekoppelt, wobei über diese Wellenzapfen auch die radiale Lagerung der Koppelplaneten und der Umlaufplaneten in dem Träger bewerkstelligt wird Jene Weilenzapfen können in dem Träger über eine Gleit* oder Walzlagerung gelagert sein.

Die Koppelplaneten und die Umlaufplaneten des zweiten Satzes sind miteinander torsionssteif gekoppelt. Diese torsionssteife Koppelung kann durch entsprechende Verankerung der Wellenzapfen in den Umlaufplaneten bzw. den Koppelplaneten erreicht werden. Der Wellenzapfen kann integral mit einem der Koppelplaneten oder einem der Umiaufpianeten ausgeführt sein, so dass die drehfeste Verankerung nur im Bereich der Verbindungsstelle mit dem anderweitigen an- oder aufgesetzten Planenten realisiert werden muss Die drehfeste Koppelung der Umiaufpianeten des zweiten Satzes mit den Koppelplaneten erfolgt hierbei vorzugsweise über eine Steckverzahnung. Bei dieser Variante können die Wellenzapfen so ausgebildet sein, dass diese einen ersten Steckverzahnungsabschnitt und einen zweiten Steckverzahnungsabschnitt, sowie einen zwischen diesen beiden Abschnitten liegenden Lagerabschnitt aufweisen Die Verzahnung dieser Steckverzahnungsabschnitte sowie die hierzu in den entsprechenden Planetenrädern ausgebildeten, zur Drehmomentenubertragung vorgesehenen Komplementärgeometrien sind vorzugsweise so gestaltet, dass die Steckverbindung unter einem ausgeprägten Presssitz mit Zentrierwirkung erfolgt. Das erfindungagemaße Differential umfasst zwei Planetensätze, sowie Koppelplaneten die an einem gemeinsamen Planetenträger geiagert sind. Der Abtrieb erfolgt wie ausgeführt über die beiden Hohirader. Der erste Planetensatz bildet in Verbindung mit den Koppelplaneten einen in sich geschlossenen Zahnkranz, d.h. jeder Koppelplanet steht mit zwei Umlaufplaneten des ersten Satzes in Eingriff. Die Umlaufplaneten des ersten Satzes und die Koppelplaneten haben vorzugsweise gleiche Kopf- und Teilkreisdurchmesser und gleiche Zähnezahlen Die Hohlräder können durch Profilverschiebung oder leicht unterschiedliche Zähnezahlen so gestaltet werden, dass das mit den Umlaufplaneten des ersten Satzes in Eingriff stehende Hohlrad einen großen inneren Kopfkreisdurchmesser aufweist, wogegen das zweite Hohlrad über positive Profilverschiebung einen kleinen inneren Kopfkreisdurchmesser aufweist.

Das erfindungsgemäße Differentialgetriebe kann so aufgebaut werden, dass die Umlaufpianeten des ersten Satzes und die Umlaufplaneten des zweiten Satzes letztlich baugleich sind.

Um das Übersetzungsverhältnis von -1 zu erreichen haben beide Hohlräder die gleiche Zahnezahl. Die Umlaufpianeten und die Koppelplaneten haben ebenfalls die gleiche Zahnezahl und werden als Gleichteile ausgeführt. Das System weist lediglich zwei Verzahnungsebenen auf. Da die Koppelplaneten nicht an den Kopfkreis der ersten Hohlradinnenverzahnung anstoßen, kann keine Kollision von gegenläufig rotierenden Verzahnungselementen erfolgen. Die Hohlräder können auch geringfügig unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen, insbesondere einen Zahnezahlunterschted von 3 oder max, 6 Zähnen.

Kurzbeschreibung der Figuren

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:

Figur 1 eine Schemadarstellung des erfindungsgemäßen Differentialgetriebes zur Veranschaulichung der Eingriffsverhältnisse zwischen den Planeten und den zugeordneten Hohlrädern: Figur 2 eine weitere Schemadarstellung zur Veranschaulichung der Anordnung der Hohlräder und der Lage der Verzahnungsebenen.

Ausführliche Beschreibung der Figuren

Die Darstellung nach Figur 1 veranschaulicht in Form einer Schemadarstellung den Aufbau und die Anordnung der Komponenten eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferentialgetriebes. Das erfindungsgemaβe Stirnraddifferential umfasst einen zum Umlauf um eine Umlaufachse X vorgesehenen Träger T (vgl. auch Fig.2), ein erstes Hohirad 1 das achsgleich zur Umlauflachse X angeordnet ist und eine erste Hohlradinnenverzahnung bildet. Weiterhin umfasst das Stirnraddifferentiai ein zweites Hohirad 2. das ebenfalls achsgleich zur Umlauflachse X angeordnet ist und eine zweite Hohlradinnenverzahnung bildet. In dem vom ersten Hohlrad 1 umgriffenen Getriebeinnenbereich befindet sich ein erster Satz von drei nachfolgend als „erste Umlauf planeten P1° bezeichneten Umlaufplaneten, die mit der ersten Hohlradinnenverzahnung des ersten Hohlrades 1 tn Eingriff stehen. In dem vom zweiten Hohlrad 2 umgriffenen Getriebeinnenbereich befindet sich ein zweiter Satz von drei, nachfolgend als .zweite Umlaufplaneten P2° bezeichneten Umlaufplaneten: die mit der zweiten Hohlradinnenverzahnung 2a des zweiten Hohirads 2 in Eingriff stehen. Die vorgenannten ersten und zweiten Umlaufplanenten P1, P2 sind Ober die hier deckungsgleich mit den zweiten Umiaufplaneten P2 dargestellten Koppelplaneten PK derart miteinander gekoppelt, dass sich diese gegensinnig drehen. Die Koppelplaneten PK erstrecken sich in der Verzahnungsebene des ersten Hohlrades 1 und können einstückig mit den zweiten Umlaufplaneten P2 ausgebildet sein.

Die beiden Hohlrader 1 2 sind hier derart ausgebildet, dass die Hohlradinnenverzahnung des ersten Hohlrades 1 und die Hohlradinnenverzahnung des zweiten Hohlrades 2 gleiche Zahnezahlen aufweisen. Auch die Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes, die Umiaufplaneten P2 des zweiten Satzes und die Koppelpianeten PK weisen ebenfalls gleiche Zahnezahien auf.

Die Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes und die Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes sind bei diesem Ausführungsbeispiel hinsichtlich des Querschnitts der Verzahnung baugleich ausgeführt. Die Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes sind jeweils Ober einen Achszapfen 4 (vgl. Fig. 2) mit einem zugeordneten Koppelzahnrad PK gekoppelt, und das jeweilige Koppelzahnrand PK greift jeweils in zwei Umiaufplaneten P1 des ersten Satzes ein Hierdurch koppelt das Koppelzahnrad PK einerseits zwei benachbarte Umlaufplanetenräder P1 und zudem koppelt es die zweiten Umiaufplaneten P2 gegensinnig mit den ersten Umlaufplaneten P1. Der Eingriff jenes Koppelzahnrades PK in das entsprechende Planetenrad P1 des ersten Satzes erfolgt auf dem Axialniveau der ersten Hohlradinnenverzahnung 1a. Das erfindungemäße Stimraddifferentialgetriebe umfasst insgesamt 9 Planetenräder P1 : P2. PK und zwei Hohlräder 1, 2 Durch eine Profilverschiebung an einem oder an beiden Hohlrädem 1, 2 sowie den Planeten P1 : P2, PK ist es möglich. Hohiräder 1, 2 mit unterschiedlichen Kopfkreisdurchmessern aber gleichen Grundkreisdurchmessem und Zähnezahlen zu verwenden.

Die unterschiedlichen Durchmesser der Hohiräder 1, 2 ermöglichen es, die sechs Planeten P1. PK unterhalb des größeren Hohlrades 1 miteinander kämen zu lassen und somit ein Moment von einem auf das andere Hohlrad 1. 2 zu ubertragen. Da sich die Verzahnung beider Hohlrader 1, 2 nur hinsichtlich der Profilverschiebung unterscheidet, kann so ein Übersetzungsverhältnis von i = -1 zwischen den Hohlrädem 1. 2 realisiert werden. Die axiale Breite der Verzahnung setzt sich ausschließlich aus der axialen Breite der zwei Hohiräder 1. 2 und des Planetenträgers T , der einteilig mit dem Antriebsrad 3 verbunden ist, zusammen. Der Kontakt zwischen den Planeten P1, PK erfolgt Ober sechs Verzahnungskontakte, während die Hohlräder 1. 2 mit ihren jeweiligen Planeten P1, P2 über drei Kontakte im Eingriff sind. Das erfindungsgemäße Stirnraddifferentialgetriebe ist gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung derart ausgebildet, dass ein erster Achsabstand D1 zwischen der Achse 8 eines Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes und der jeweils benachbarten Achse A der Umiaufplaneten P2 des zweiten Satzes kleiner ist als ein zweiter Achsabstand D2 zwischen den Achsen A der Umlauf planeten P2 des zweiten Satzes. Zudem entspricht der zweite Achsabstand D2 zwischen den Achsen A der Umiaufplaneten P2 des zweiten Satzes wenigstens dem Kopfkreisdurchmesser D3 der Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes. in der Schemadarstellung nach Figur 1 sind die Hohlräder 1, 2 vereinfacht dargestellt und dabei auf den Kopf- und Wälzkreie reduziert. Die zwei Hohlräder 1 2 stellen die Abtriebsräder des Differentials dar. Zudem wird in Figur 1 veranschaulicht, dass jeweils drei Planeten P1 oder P2 mit diesen Hohlrädern 1, 2 im Eingriff sind. Die äuße- ren Planeten P1 erstrecken sich nur auf den Bauraum des großen Hohlrades 1. Die inneren Planeten P2. PK sind beidseitig des Steges T angeordnet. Die Koppelplaneten PK und die ersten Planeten P1 erstrecken sich in dem Bauraum des ersten Hohlrades 1. wobei die Planeten P2 sich nur mit dem Weinen Hohlrad 2 im Verzahnungseingriff befinden.

Die Achsen B der Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes und die Achsen A der Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes sind auf hinsichtlich ihres Durchmessers unterschiedlich bemessenen, jedoch jeweils zur Umlaufachse X koaxialen Achskreisen angeordnet. Der Durchmesser des die Achsen A tragenden zweiten Achskreises ist kleiner dimensioniert als der Durchmesser des die Umlaufplanetenachsen B des ersten Um(aufplanetensat2es P1 tragenden Teilkreises. Die gleichachsig zu den Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes angeordneten Koppelplaneten PK kommen damit aus der ersten Hohlradinnenverzahnung des ersten Hohlrades 1 frei. Die Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes, die Koppelplaneten PK und auch die Umlaufplaneten P2 des zweiten Umlaufplanetensatzes sind hier baugleich ausgeführt.

An dem ersten Hohlrad 1 ist eine negative Profilverschiebung ausgeführt es hat also einen etwas vergrößerten Kopfkreisdurchmesser. An dem zweiten Hohlrad 2 ist eine positive Profilverschiebung realisiert es hat also einen etwas verringerten Kopfkreisdurchmesser. Die durch Profilverschiebung realisierte Differenz zwischen dem Kopfkreisdurchmesser des ersten Hohlrades 1 und dem Kopfkreisdurchmesser des zweiten Hohirades entspricht wenigstens der zweifachen Zahnhöhe der Zähne der ersten Hohlradinnenverzahnung 1a. Der Eingriff der Koppelplaneten PK in die Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes erfolgt auf dem Axialniveau der ersten Hohlradinnenverzahnung 1a.

Die Umlaufplanetenräder P1 des ersten Umiaufpianetensatzes und die Koppeipianetenrader PK stehen miteinander wechselweise unter Bildung eines in sich geschlossenen Zahnradkranzes mit sechs Zahnrädern in Eingriff. In Figur 2 ist in Form einer vereinfachten Axialschnittdarstellung der Aufbau des erfindungsgemäßen Stirnraddifferentialgetriebes weiter veranschaulicht. Die Koppelplaneten PK und die Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes sind wie angegeben über Wellenzapfen 4 gekoppelt, wobei über diese Wellenzapfen 4 die radiale Lagerung der Koppelplaneten PK und der Umlaufplaneten P2 in dem Träger T bewerkstelligt wird. Die Koppelplaneten PK und die Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes sind hier über eine an den Wellenzapfen 4 ausgebildete Steckverzahnung miteinander torsionssteif gekoppelt. Die Koppelplaneten PK und die Umlaufplaneten P2 können auch über eine Kopfkreislagerung in dem Planetenträger T radial abgestutzt werden. Der Planetenträger T und das von diesem getragene Antriebsstimrad 3 können als Integralteil gefertigt werden. Die Koppelung jenes das Antriebsstimrad 3 bildenden Zahnkranzes mit den von den beiden Hohlrädern 1, 2 umgriffenen Strukturen des Trägers T kann über einen Ringspatt erfolgen, der sich zwischen der Außenumfangsfläche des zweiten Hohirades 2 und dem Innenkopfkreis des ersten Hohlrades 1 ergibt Die Hohlräder 1. 2 können an dem Träger T sowohl über ihre Außenumfangsflächen, als auch über ihre inneren Kopfkreisflächen gelagert werden.

Die Erfindung ist nicht auf das vorangehend konkret beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es insbesondere möglich, die Umlaufplanetenräder P1 des ersten Umlaufplanetensatzes P1 und die Koppelplanetenräder PK so zu gestalten, dass diese unterschiedliche Kopfkreisdurchmesser aufweisen, insbesondere so : dass der Kopfkreisdurchmesser der Koppelplaneten größer ist als der der Umlaufplaneten des ersten Umlaufplanetensatzes. Die Auslegung der Koppelpianetenräder PK wird dann vorzugsweise so getroffen, dass diese untereinander möglichst geringe Achsabstände aufweisen und sich zudem möglichst nahe an den inneren Kopfkreis des ersten Hohlrades heran erstrecken. Die Umlaufplaneten P1 und die Koppelplaneten PK können dabei auch unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen. Das sich hierbei vom ersten Hohlrad H1 zum Koppeiplaneten PK ergebende Übersetzungsverhältnis wird dann in der Verzahnungsebene des zweiten Hohlrades H2 durch das Übersetzungsverhältnis zwischen den dem zweiten Hohlrad H2 und den Umlaufplaneten P2 des zweiten Umlaufplanetensatzes kompensiert, so dass sich zwischen den beiden Hohirädern Hl. H2 eine Übersetzung von zumindest annähernd - 1 ergibt. Konkret könnten dann die Koppelplaneten PK jeweils drei Zähne mehr aufweisen als die Umlaufplaneten P1 des ersten Umlaufplanetensatzes, die Umlaufplaneten P2 des zweiten Umlaufplanetensatzes wären baugleich zu den Koppelplaneten PK und das zweite Hohlrad H2 hatte wieder die gleiche Zähnezahl wie das erste Hohlrad H1. Auf Grundlage des erfindungsgernäβen Konzeptes ist es auch möglich, die beiden Hohlräder H1 ; HZ baugleich auszulegen. Hierzu wird an den Umlaufpianeten P2 des zweiten Umlaufplanetensatzes eine positive Profilverschiebung und an den Koppelplaneten PK eine negative Profilverschiebung vorgenommen.