Bezeichnung der Erfindung

Stirn raddifferential

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Stirn raddifferential, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Antriebselement, das drehfest mit einem Planetenträger verbunden ist, wobei in dem Planetenträger mindestens ein Paar miteinander kämmender Planetenräder drehbar angeordnet ist und wobei die Planetenräder mit je ei- nem verzahnten Abtriebsrad kämmen.

Hintergrund der Erfindung

Ein Stirnraddifferential der gattungsgemäßen Art ist beispielsweise aus der EP 0 918 177 ä1 bekannt. Ein Antriebselement, beispielsweise in Form eines Stirnrads, treibt ein Ausgleichsgehäuse an, in dem mehrere Planetenräder drehbar gelagert sind. Dabei sind die Planetenräder paarweise miteinander und mit verzahnten Abtriebs rädern in Eingriff. Die ebenfalls im Ausgleichsgehäuse drehbar gelagerten Abtriebsräder sind mit Antriebswellen für die ange- triebenen Räder des Kraftfahrzeugs verbunden.

Derartige Stirnraddifferentiale stellen also eine Alternative zu den klassischen Differentialen dar, die mit Kegel radsätzen arbeiten. Es sei hierzu exemplarisch auf die DE 195 46 330 C1 hingewiesen.

Stirn raddifferentiale der eingangs genannten Art sehen für die Beölung des Differentialinnenraums gemäß einer vorbekannten Ausgestaltung öffnungen in den seitlichen Gehäusedeckeln vor. über derartige öffnungen in den Gehäu-

sedeckeln kann ein gewisser Volumenstrom öl ins Innere des Differentials gelangen und steht damit für die Schmierung der Getrieberäder zur Verfügung. Aufgrund der zumeist nur geringen Drehgeschwindigkeit der Planetenräder und der zugehörigen Lagerung ist diese Art der Schmiermittelversorgung in der Regel ausreichend.

Die öffnungen in den Gehäusedeckeln stellt jedoch eine Schwächung der Bauteilfestigkeit dar, was im Falle von als Planetenträger fungierenden seitlichen Gehäusedeckeln deshalb problematisch ist, weil über die Planetenträger das volle Drehmoment des Ausgleichsgetriebes übertragen werden muss. Die Gehäusedeckel tragen nämlich in einer vorbekannten Bauart mittels Bolzen die Planetenlagerung, so dass Drehmomente von den Gehäusedeckeln aufgenommen werden müssen.

Aufgabe der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Auf g ä be zugrunde, ein Stirnraddifferential der eingangs genannten Gattung so fortzubilden, dass die erwähnten Nachteile vermieden werden. Es soll also eine hinreichende ölversorgung des Inneren des Ausgleichsgetriebes sichergestellt werden, ohne dass die Dreh- moment-übertragenden seitlichen Deckel des Ausgleichsgetriebes geschwächt werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Lös u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement in einer radial nach außen gerichteten Fläche mindestens eine öleintrittsöffnung aufweist. Bevorzugt ist eine Anzahl öleintritts- öffnungen äquidistant um den Umfang des Antriebselements herum verteilt angeordnet.

Die mindestens eine öleintrittsöffnung ist bevorzugt - aus radialer Blickrichtung betrachtet - viereckig ausgebildet. Eine Begrenzungsfläche der ölein-

trittsöffnung kann dabei - wiederum aus radialer Blickrichtung betrachtet - unter einem Winkel zur Achsrichtung des Stirnraddifferentials verlaufen. Der Winkel liegt dabei vorzugsweise zwischen 10° und 40°. Die der unter Winkel angeordneten Begrenzungsfläche gegenüber liegende Begrenzungsfläche kann indes in Achsrichtung verlaufen.

Zumindest eine der die öleintrittsöffnung in Umfangsrichtung begrenzenden Begrenzungsflächen kann - in Achsrichtung betrachtet - bogenförmig ausgebildet sein. Hierbei ist insbesondere an eine konkave Oberfläche gedacht. Die der konkaven Begrenzungsfläche gegenüber liegende Begrenzungsfläche kann eine ebene Oberfläche aufweisen.

Das Antriebselement ist zumeist ein außenverzahntes Stirnrad. Dabei kann vorgesehen sein, dass sich die Verzahnung des Stirnrads nur über einen Teil der Breite des Antriebselements erstreckt und die mindestens eine öleintrittsöffnung im nicht verzahnten Bereich des Antriebselements angeordnet ist. Die Verzahnung des Stirnrads ist bevorzugt in einem axialen Endbereich des Antriebselements angeordnet.

Der Planetenträger wird vorzugsweise durch zwei im Abstand und parallel zueinander angeordnete scheibenförmige Träger gebildet, die mit dem Antriebselement verbunden sind. Die scheibenförmigen Träger sind dabei bevorzugt mit dem Antriebselement vernietet. Die für die Vernietung zum Einsatz kommenden Niete durchsetzen bevorzugt beide scheibenförmigen Träger. In den scheibenförmigen Trägern können dann Bolzen zur Lagerung der Planetenräder befestigt sein.

Alternativ zu der Nietlösung kann auch vorgesehen sein, dass die scheibenförmigen Träger mit dem Antriebselement verschweißt sind. Eine weitere Alter- native ist die Verlötung der scheibenförmigen Träger mit dem Antriebselement. Auch ist die Verschraubung der Träger möglich.

Die scheibenförmigen Träger sind bevorzugt in den beiden axialen Endbereichen des Antriebselements angeordnet.

Bevorzugt bestehen die scheibenförmigen Träger aus Blech. In diesem Falle ist mit Vorteil vorgesehen, dass die scheibenförmigen Träger hülsenförmige Fortsätze aufweisen, die teilweise wellenförmige Abschnitte der Abtriebsräder umhüllen. Die hülsenförmigen Fortsätze können dabei Lager, insbesondere Gleitlager, für die wellenförmigen Abschnitte bilden.

Das Stirn raddifferential hat bevorzugt vier oder fünf Paare miteinander kämmender Planetenräder.

Mit der vorgeschlagenen Konzeption wird es möglich, ohne Schwächung der seitlichen Gehäusedeckel, die den Planetenträger bilden, eine gute ölversor- gung des Innenraums des Differentials sicherzustellen.

Kurze Beschreibung der Figuren

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 a eine perspektivische Darstellung eines Stirnraddifferentials, wobei ein den Planetenträger des Differentials mit bildender scheibenförmiger Träger demontiert ist, um den inneren Aufbau des Differentials ersichtlich zu machen,

Fig. 1 b dieselbe Darstellung wie Fig. 1 a, jedoch im vollständig montierten Zustand mit dem in Fig. 1 a weggelassenen scheibenförmigen Träger und

Fig. 2 die Vorderansicht des Stirnraddifferentials gemäß Fig. 1.

Ausführliche Beschreibung der Figuren

In den Figuren ist ein Stirn raddifferential 1 zu sehen, das in bekannter Weise für den Ausgleich unterschiedlicher Drehgeschwindigkeiten der Abtriebswellen eines Kraftfahrzeugs bei der Kurvenfahrt sorgt. Das Stirn raddifferential 1 hat ein Antriebselement 2 in Form eines Stirnrades. Das Stirnrad wird über ein

Schaltgetriebe und eine Gelenkwelle von einer Brennkraftmaschine über ein nicht dargestelltes Ritzel angetrieben, das in eine Verzahnung 12 eingreift, die in das Stirnrad 2 eingearbeitet ist. Ritzel samt Stirn raddifferential 1 sind in ei- nem nicht dargestellten Gehäuse angeordnet.

Zur Ermöglichung der Differential-Ausgleichsbewegung ist - was nicht näher dargestellt, als solches aber bekannt ist (s. EP 0 918 177 A1) - vorgesehen, dass das Stirnrad 2 mit einem Planetenträger 3 drehfest verbunden ist.

Der Planetenträger 3 wird durch zwei im Abstand und parallel zueinander angeordnete scheibenförmige Träger 13 und 14 gebildet. Es sei in diesem Zusammenhang angemerkt, dass sich die beiden Figuren 1a und 1 b nur darin unterscheiden, dass der Träger 14 in Fig. 1a nicht dargestellt ist, so dass dort der innere Aufbau des Differentials ersichtlich ist.

Die beiden Träger 13, 14 sind dabei über eine Nietverbindung mit dem Stirnrad 2 verbunden. Hierfür sind Niete 15 vorgesehen, die äquidistant über den Umfang der Träger 13, 14 verteilt angeordnet sind. Die Niete 15 durchsetzen da- bei die Träger 13 und 14 und das Stirnrad 2. Die beiden Träger 13, 14 sind dabei in den axialen Endbereichen des Stirnrads 2 angeordnet.

In den beiden Trägem 13, 14 sind acht Bolzen 16 (s. Fig. 1 ) angeordnet, die (nicht dargestellte) Planetenräder tragen, wobei je zwei benachbarte Planeten- räder miteinander kämmen. Die Planetenräder kämmen wiederum mit Verzahnungen in Abtriebsrädern 4 und 5, die drehfest mit den Antriebswellen der Räder des Fahrzeugs verbunden sind.

Wesentlich ist, dass das Antriebselement 2 in Form des Stirnrades in einer radial nach außen gerichteten Fläche 6 mindestens eine öleintrittsöffnung 7 aufweist.

Vorliegend sind insgesamt 12 öleintrittsöffnungen 7 über dem Umfang U des Stirnrades 2 herum angeordnet. Die öleintrittsöffnungen 7 sind dabei in einen axialen Bereich eingebracht, in dem die Verzahnung 12 nicht angeordnet ist.

Die spezielle Form und Ausgestaltung der öleintrittsöffnungen 7 geht dabei aus der Zusammenschau der beiden Figuren hervor:

Die öleintrittsöffnungen 7 sind - aus radialer Richtung betrachtet - viereckig ausgebildet (s. am besten die mittlere öleintrittsöffnung 7 in Fig. 2). Dabei begrenzen insgesamt vier Begrenzungsflächen die öleintrittsöffnung 7. Die bei- den die öleintrittsöffnung 7 in Umfangsrichtung U begrenzenden Begrenzungsflächen sind mit 8 und 9 bezeichnet.

Die eine Begrenzungsfläche 8 ist dabei unter einem Winkel α zur Achsrichtung A des Stirnraddifferentials 1 schräg angeordnet. Der Winkel liegt im Ausfüh- rungsbeispiel bei ca. 20°. Die der Begrenzungsfläche 8 gegenüber liegende Begrenzungsfläche 9 verläuft indes in Achsrichtung A.

Ferner ist zu erkennen, dass die Begrenzungsflächen 8 und 9 so ausgeformt ist, dass es einen ölfördereffekt nach einer Art ergibt, der durch eine Turbinen- schaufei erreichbar ist. Die Begrenzungsfläche 9 ist nämlich (was in Fig. 1 gesehen werden kann) eine - in Achsrichtung gesehen - bogenförmige und konkav ausgebildete Oberfläche.

Die gegenüber liegende Begrenzungsfläche 8 verläuft indes eben, allerdings um einen kleinen Winkel zur radialen Richtung geneigt nach innen.

Die öleintrittsöffnungen 7 sind dabei zwischen den Vernietungen angeordnet.

Gemäß der bevorzugten und dargestellten Ausgestaltung der Erfindung werden die ölzuführungen also vergleichbar einem Turbinenrad gestaltet. Damit kann erreicht werden, dass das öl entgegen der Fliehkraft ins Innere des Differentialgehäuses geleitet wird. Die „Schaufeln" sind dabei nicht im rechten Win- kel in das Stirnrad eingebracht, sondern weisen eine definierte Neigung auf, sowohl was den erläuterten Winkel α anbelangt als auch die Neigung zur radialen Richtung.

Der ölstand des Getriebes bewegt sich üblicherweise im Bereich der Mit- telachse des Differentials. Bei mittleren und hohen Drehzahlen werden aufgrund der schräg gestellten Begrenzungsflächen der öleintrittsöffnungen bei der ölzuführung ein zusätzliches Kippmoment und axiale Schubkräfte erzeugt, die dem Kippmoment und den Schubkräften des schräg verzahnten Final Drive entgegenwirken (s. Pfeile in Fig. 2). Die Lagerung des Differentials wird so bei mittleren und hohen Drehzahlen entlastet.

Bezugszeichenliste

1 Stirn raddifferential

2 Antriebselement

3 Planetenträger

4 Abtriebsrad

5 Abtriebsrad

6 radial nach außen gerichtete Fläche

7 öleintrittsöffnung

8 Begrenzungsfläche

9 Begrenzungsfläche

10 konkave Oberfläche

11 ebene Oberfläche

12 Verzahnung

13 scheibenförmiger Träger

14 scheibenförmiger Träger

15 Niet

16 Bolzen

α Winkel

A Achsrichtung

U Umfangsrichtung