DE102006062200B4

DE102006062200B4 - Differentialanordnung mit mehrteiligem Differentialkorb und Verfahren zur Herstellung einer Differentialanordnung

Info

Publication number: DE102006062200B4
Application number: DE200610062200
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. Krude; Klaus Dr. Greulich; Michael Dipl.-Ing. Engelmann
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Automotive Ltd
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2026-12-23
Also published as: DE102006062200A1

Abstract

Differentialanordnung, insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend
einen Differentialkorb (3);
mehrere Ausgleichsräder (13), die im Differentialkorb (3) drehbar gehalten sind und gemeinsam mit diesem um die Drehachse A umlaufen;
zwei einander im Differentialkorb (3) gegenüberliegende und auf der Drehachse A drehbar gehaltene Seitenwellenräder (15, 16), die mit den Ausgleichsrädern (13) in Verzahnungseingriff sind;
wobei der Differentialkorb (3) ein rohrförmiges Mantelteil (6) und zwei Deckelteile (7, 8) umfaßt, wobei die Deckelteile (7, 8) umformend aus Blech hergestellt und durch Schweißen mit dem Mantelteil (6) verbunden sind; und
wobei zumindest eines der Deckelteile (7, 8) einen mit dem Mantelteil (6) verbundenen Scheibenabschnitt (19) und einen radial innen daran anschließenden Hülsenabschnitt (18) zum Lagern des Differentialkorbs (3) aufweisen;
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Scheibenabschnitt (19) des zumindest einen Deckelteils (7, 8) mehrere über den Umfang verteilte Versteifungsrippen (20) von innen eingeformt sind, die in...

Description

Die Erfindung betrifft eine Differentialanordnung mit einem aus mehreren Blechumformteilen hergestellten Differentialkorb sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Differentialanordnung. Differentialanordnungen der genannten Art werden üblicherweise in einem ortsfesten Gehäuse eines Differentialgetriebes um eine Drehachse drehbar gelagert und dienen zur Drehmomentverteilung von einem Eingang auf zwei Ausgänge, wobei zwischen den Ausgängen eine Ausgleichswirkung besteht. Die genannten Differentialanordnungen kommen beispielsweise im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur Drehmomentübertragung von einer Längsantriebswelle auf zwei Seitenwellen zum Einsatz. Sie umfassen mehrere Ausgleichsräder, die in dem Differentialkorb drehbar gelagert sind und gemeinsam mit diesem um die Drehachse umlaufen, sowie zwei einander gegenüberliegende und auf der Drehachse drehbar gelagerte Seitenwellenräder, die mit den Ausgleichsrädern in Verzahnungseingriff sind.
Aus der DE 40 42 173 A1 ist eine Differentialanordnung mit einem zweiteiligen Differentialkorb aus Blech bekannt. Die beiden Korbteile weisen einander zugewandte, nach außen gerichtete Flansche auf, die jeweils über ihren Umfang gemeinsam an einem Antriebsrad anliegen. Die beiden Korbteile sind mit dem Antriebsrad, das in der Mittenebene angeordnet ist, mittels eines geschweißten Parallelstoßes verbunden.
Die GB 1 461 023 A offenbart eine Differentialanordnung mit einem zweiteiligen Differentialkorb, der ein napfförmiges Korbteil und ein deckelförmiges Korbteil umfaßt.
Die beiden Korbteile sind miteinander verschweißt, wobei die Fügeebene außermittig in Bezug auf die durch die Drehachsen der Ausgleichsräder aufgespannte Ebene liegt.
Die DE 199 83 800 T1 zeigt ein Differentialgetriebe mit einem rohrförmigen Differentialgehäuse und zwei Abdeckungen.
Aus der DE 41 15 304 A1 ist es bekannt, Teile von Differentialgetrieben aus Blech herzustellen. Der Differentialkorb weist einen rohrförmigen Abschnitt und zwei Deckel auf.
Aus der DE 100 59 684 A1 ist ein Differentialgetriebe mit einem aus Blech hergestellten Ausgleichsgehäuse bekannt. Das Ausgleichsgehäuse hat zwei trompetenförmige Hülsen mit jeweils einem radial verlaufenden Führungsabschnitt das jeweils ein Achskegelrad abstützt. Bei der Montage werden die trompetenförmigen Hülsen so weit in Abschnitte des Differentialkorbs eingeschoben, bis die Kegelräder spielfrei ineinander eingreifen. Anschließend werden die Hülsen mit den Abschnitten verschweißt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Differentialanordnung mit einem mehrteiligen Differentialkorb, insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, die kompakt baut und einfach und kostengünstig herstellbar ist. Die Aufgabe besteht weiter darin, ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung einer solchen Differentialanordnung vorzuschlagen.
Die Lösung liegt in einer erfindungsgemäßen Differentialanordnung, insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Differentialkorb; mehrere Ausgleichsräder, die im Differentialkorb drehbar gehalten sind und gemeinsam mit diesem um die Drehachse A umlaufen; zwei einander im Differentialkorb gegenüberliegende und auf der Drehachse A drehbar gehaltene Seitenwellenräder, die mit den Ausgleichsrädern in Verzahnungseingriff sind; wobei der Differentialkorb ein rohrförmiges Mantelteil und zwei Deckelteile umfaßt, wobei das Mantelteil und die Deckelteile umformend aus Blech hergestellt und durch Schweißen mitein ander verbunden sind. Zumindest eines der Deckelteile weist einen mit dem Mantelteil verbundenen Scheibenabschnitt, an dessen äußerem Rand die ringförmige Gegenfläche gebildet ist, und einen radial innen daran anschließenden Hülsenabschnitt zur Lagerung auf. Um dem zumindest einen Deckelteil eine hohe Steifigkeit zu verleihen, sind in dem Scheibenabschnitt mehrere über den Umfang verteilte äußere Versteifungsrippen von innen eingeformt, die in den Hülsenabschnitt übergehen. Die Versteifungsrippen, die in Axialansicht betrachtet in radiale Richtung verlaufen, wirken den axialen Spreizkräften sowie den auftretenden Biege- und Torsionsmomenten des Differentials entgegen bzw. stützen diese ab.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Differentialanordnung besteht darin, daß die Deckelteile und gegebenenfalls auch das Mantelteil aus einfachen Umformteilen, nämlich Ronden und Platinen hergestellt werden können. Dies ermöglicht wiederum die Verwendung dickerer Bleche, woraus sich eine hohe Steifigkeit für den Differentialkorb ergibt. Die Verbindung der Korbteile mittels Schweißen wirkt sich ebenfalls vorteilhaft auf die Steifigkeit des Differentialkorbs aus. Die Verwendung eines rohrförmigen Mantelteils und zweier Deckelteile, die an den Enden des Mantelteils angeschweißt werden, hat weiter den Vorteil, daß die Deckelteile untereinander gleich gestaltet werden können. Dies wirkt sich günstig auf die Herstellungskosten aus. Ein weiterer Aspekt ist, daß die Einstellung der Verzahnungsspiele zwischen den Ausgleichsrädern und den Seitenwellenrädern unmittelbar bei der Fertigung des Differentialkorbs stattfinden kann, was zu einer rationellen Fertigung führt. Insgesamt erfüllt die erfindungsgemäße Differentialanordnung somit den hohen Anforderungen an einen modernen Antrieb in Bezug auf die technischen Anforderungen wie Baugröße, Verzahnungsspiel und Gewicht bei gleichzeitig kostengünstiger Herstellung.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Mantelteil an zumindest einem seiner Enden eine erste Ringfläche auf und zumindest eines der beiden Deckelteil weist eine ringförmige erste Gegenfläche auf, wobei das Mantelteil und das zumindest eine Deckelteil durch Schweißen entlang einer zwischen der ersten Ringfläche und der ringförmigen ersten Gegenfläche gebildeten Fügestelle miteinander verbunden sind. Die Schweißnaht befindet sich somit in einer Radialebene und kann von außen ein gebracht werden. Vorzugsweise sind beide Deckelteile nach der genannten Art mit dem Mantelteil verbunden, was sich günstig auf die Herstellung auswirkt.
Vorzugsweise hat der Scheibenabschnitt, oder auch Flanschabschnitt, radial außen eine ringförmige Ausnehmung, welche die ringförmige Gegenfläche umfaßt, an der nach dem Verschweißen die Fügestelle gebildet ist. Durch die Ausnehmung bzw. die damit gebildete innere Schulter wird verhindert, daß beim Schweißen entstehende Funken in das Innere des Differentialkorbs gelangen. Ferner kann die Schulter zum Zentrieren des Deckelteils gegenüber dem Mantelteil dienen. Die Hülsenabschnitte haben außen eine zylindrische Lagerfläche zum drehbaren Lagern des Differentialkorbs in einem ortsfesten Gehäuse und innen eine innenzylindrische Lagerfläche zum drehbaren Lagern von an die Seitenwellenräder angeformten Lageransätzen.
Es ist weiter vorgesehen, daß in dem Scheibenabschnitt des zumindest einen Deckelteils mehrere über den Umfang verteilte Vorsprünge von außen eingeformt sind, die gemeinsam eine Stützfläche zum axialen Abstützen der Seitenwellenräder bilden. Die Anzahl der Vorsprünge sollte zumindest drei über den Umfang betragen, damit eine gleichmäßige Abstützung erreicht wird. Zwischen der durch die Vorsprünge gebildeten Stützfläche und den Seitenwellenrädern können Gleitringe angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Versteifungsrippen, die auch als Schmiernuten dienen, und die Vorsprünge über dem Umfang abwechselnd angeordnet und regelmäßig über den Umfang verteilt.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Mantelteil über den Umfang mehrere radiale Bohrungen zur Aufnahme jeweils eines Zapfens auf, auf dem ein zugehöriges Ausgleichsrad drehbar gelagert ist. Zur Erhöhung der Steifigkeit des Differentialkorbs und zur Verminderung der Flächenpressung zwischen den Zapfen und dem Differentialkorb bei der Drehmomentübertragung können die Zapfen mit dem Mantelteil verschweißt sein. Ein positiver Nebeneffekt des Schweißens ist darin zu sehen, daß keine zusätzlichen Axialsicherungsmittel erforderlich sind. Die Schweißnaht befindet sich entlang des zwischen dem jeweiligen Zapfen und der Bohrung gebildeten umlaufenden Ringspalt. Bei dieser Ausführungsform hat das Mantelteil über seine Länge vorzugsweise einen gleichbleibenden Querschnitt bzw. eine gleichbleibende Wandungsdicke.
Das Mantelteil ist nach einer ersten Ausführungsform im Querschnitt betrachtet rund, wobei die Ausgleichsräder mittels Distanzhülsen zur Innenfläche des Mantelteils beabstandet gehalten sind. Die Distanzhülsen sind vorzugsweise aus Kunststoff oder einem anderen Werkstoff mit geringem Gewicht hergestellt. Nach einer hierzu alternativen Ausführungsform kann das Mantelteil über dem Umfang mehrere nach innen eingeformte Hülsenansätze zur Aufnahme jeweils eines Zapfens aufweisen, auf dem ein zugehöriges Ausgleichsrad drehbar gelagert ist. Durch die Hülsenansätze wird eine Erhöhung der Steifigkeit und eine Reduzierung der Flächenpressung erreicht. Nach einer weiteren alternativen Ausführungsform hat das Mantelteil im Querschnitt betrachtet, zumindest in einem axialen Teilabschnitt, über den Umfang verteilt eine der Anzahl der Ausgleichsräder entsprechende Anzahl von Abflachungen, gegen welche die Ausgleichsräder nach außen abgestützt sind. Auf Distanzhülsen kann bei den letztgenannten beiden Ausführungsformen verzichtet werden.
Das Mantelteil kann einen gestuften Endabschnitt aufweisen, an dem ein Antriebsrad zur Einleitung eines Drehmoments in den Differentialkorb befestigt ist. Das Antriebsrad wird dabei vorzugsweise mittels Schweißen mit dem Differentialkorb verbunden. Alternativ zur Verwendung eines gestuften Abschnitts kann an den Differentialkorb auch ein Adapterring angeschweißt sein, an dem das Antriebsrad befestigt wird. Dabei können übliche Befestigungsmittel zum Einsatz kommen, beispielsweise eine Schweißverbindung oder auch Schraubverbindungen.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Differential in Form eines Kronenraddifferentials gestaltet, das heißt die Ausgleichsräder sind als Stirnräder und die Seitenwellenräder als Kronenräder gestaltet. Kronenraddifferentiale haben den Vorteil einer besonders kurzen axialen Baugröße, was sich wiederum günstig auf den Platzbedarf und das Gewicht auswirkt. Außerdem entstehen bei Kronenraddifferentialen bei der Drehmomentübertragung lediglich axiale Spreizkräfte, die von den Deckelteilen abgestützt werden. Es entstehen keine auf das Mantelteil wirkenden Radialkräfte. Alternativ zur Ausgestaltung als Kronenraddifferential kann das Differential selbstverständlich auch in Form eines Kegelraddifferentials gestaltet sein, bei dem die Ausgleichsräder und die Seitenwellenräder als Kegelräder gestaltet sind.
Die erfindungsgemäße Differentialanordnung kann verschiedene Ausgestaltungen haben, beispielsweise als normales Differential ohne Sperrwirkung, das auch als sogenanntes offenes Differential bezeichnet wird, oder als Sperrdifferential Bei Sperrdifferentialen sind zwischen den Seitenwellenrädern und den Deckelteilen wirksame Reibmittel vorgesehen, die eine Relativdrehung der Seitenwellenräder gegenüber dem Differentialkorb bremsen und somit eine Drehzahlangleichung zwischen den Seitenwellenrädern bewirken. Die Reibmittel sind insbesondere zwischen den rückwärtigen Anlaufflächen der Seitenwellenräder und den Stützflächen der Deckelteile wirksam. Die Reibmittel können in Form von Reibkupplungen gestaltet sein, die jeweils mit dem Mantelteil drehfest verbundene Außenlamellen und mit einem zugehörigen Seitenwellenrad drehfest verbundene Innenlamellen aufweisen, wobei die Außenlamellen und die Innenlamellen axial abwechselnd angeordnet sind. Alternativ hierzu können die Reibmittel auch in Form von konischen Reibflächenpaarungen zwischen den Deckelteilen und den Seitenwellenrädern gebildet sein. Bei dieser Aus führungsform weisen die Scheiben- bzw. Flanschabschnitte der Deckelteile einen konischen Teilabschnitt auf, der eine konische Stützfläche bildet, gegen die sich die Seitenwellenräder mit einer gegengleichen konischen Anlagefläche abstützen können. Diese Sperrdifferentiale mit konischen Reibflächen werden auch als Super LSD Sperrdifferential bezeichnet.
Die Lösung der obengenannten Aufgabe besteht weiter in einem Verfahren zum Herstellen einer Differentialanordnung, insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Differentialkorb; mehrere Ausgleichsräder, die im Differentialkorb drehbar gehalten sind und gemeinsam mit diesem um die Drehachse umlaufen; zwei einander im Differentialkorb gegenüberliegende und auf der Drehachse drehbar gehaltene Seitenwellenräder, die mit den Ausgleichsrädern in Verzahnungseingriff sind; wobei der Differentialkorb ein rohrförmiges Mantelteil und zwei Deckelteile umfaßt, wobei die Deckelteile umformend aus Blech hergestellt und durch Schweißen mit dem Mantelteil verbunden sind, mit folgenden Verfahrensschritten:
Vormontieren der Ausgleichsräder in das Mantelteil; Vormontieren der Seitenwellenräder in die Deckelteile; Aufsetzen des vormontierten ersten Deckelteils auf das Mantelteil, wobei das zugehörige erste Seitenwellenrad mit den Ausgleichsrädern in Verzahnungseingriff gebracht wird; Einstellen des Verzahnungsspiels zwischen dem ersten Seitenwellenrad und den Ausgleichsrädern; Verschweißen des ersten Deckelteils mit dem Mantelteil; Aufsetzen des vormontierten zweiten Deckelteils auf das Mantelteil, wobei das zugehörige zweite Seitenwellenrad mit den Ausgleichsrädern in Verzahnungseingriff gebracht wird; Einstellen des Verzahnungsspiels zwischen dem zweiten Seitenwellenrad und den Ausgleichsrädern; Verschweißen des zweiten Deckelteils mit dem Mantelteil; wobei der Vorgang des Einstellens der Verzahnungsspiele durch axiales Einfahren des Deckelteils in das Mantelteil bis das jeweilige Seitenwellenrad mit den Ausgleichsrädern in spielfreiem Anlagekontakt ist und durch anschließendes Lüften des Deckelteils gegenüber dem Mantelteil um einen definierten axialen Weg bewerkstelligt wird. Dieser axiale Weg richtet sich nach dem erforderlichen Verzahnungsspiel und beträgt etwa einige Hundertstel Millimeter. Es sind somit keine separaten Distanzscheiben oder ähnliche Ausgleichsmittel erforderlich.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren bietet im wesentlichen dieselben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Differentialanordnung genannten Vorteile. Insbesondere lassen sich die Verzahnungsspiele zwischen den Ausgleichsrädern und den Seitenwellenrädern unmittelbar im Wege der Fertigung einstellen. Der Vorgang des Einsetzens der Seitenwellenräder in die Deckelteile erfolgt gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Gleit- oder Reibmitteln.
Die Deckelteile werden vor der Montage nach einer bevorzugten Ausgestaltung mittels Präzisionspressen umformend hergestellt. Dabei werden in die Deckelteile vor der Montage vorzugsweise von innen äußere Versteifungsrippen und von außen innere Vorsprünge eingeformt. Das Mantelteil wird nach einer bevorzugten Ausgestaltung aus einer Platine umformend hergestellt, wobei die durch das Umformen gebildeten Längskanten mittels Schweißen miteinander verbunden werden. Alternativ zur umformenden Herstellung des Mantelteils durch Rollen kann das Mantelteil auch aus einem abgelängten Rohr hergestellt werden, wobei das Rohr vorzugsweise nahtlos gezogen wird. Vor dem Aufsetzen eines Deckelteils auf das Mantelteil wird das zugehörige Seitenwellenrad, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Gleit- oder Reibmitteln, mit dem Deckelteil vorübergehend verspannt, um eine Montageeinheit zu bilden.
Nach einer bevorzugten Verfahrensausgestaltung erfolgt das Verschweißen der Deckelteile mit dem Mantelteil mittels Laserschweißen, Plasmaschweißen oder Elektronenstrahlschweißen. Es sind jedoch theoretisch auch andere Schweißverfahren denkbar, bei denen die Wärmeeinbringung in das Material gering ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt
1 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung in einer ersten Ausführungsform

a) im Längsschnitt;
b) im Querschnitt gemäß Schnittlinie A-A aus 1a);

2 den Differentialkorb mit Ausgleichsrädern aus 1 in Explosionsdarstellung im Längsschnitt;
3 eines der Deckelteile aus 1

a) im Längsschnitt;
b) in Axialansicht;

4 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung in einer zweiten Ausführungsform

a) im Längsschnitt;
b) gemäß Schnittlinie A-A aus 4a);

5 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung in einer dritten Ausführungsform

a) im Längsschnitt;
b) gemäß Schnittlinie A-A aus 5a);

6 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung in einer vierten Ausführungsform

a) im Längsschnitt;
b) gemäß Schnittlinie A-A aus 6a);

7 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung in einer fünften Ausführungsform

a) im Längsschnitt;
b) im Querschnitt gemäß Schnittlinie A-A aus 7a);

8

a) das Mantelteil aus 4 im Längsschnitt;
b) das Mantelteil aus 1 im Längsschnitt;
c) das Mantelteil aus 5 bzw. 6 im Längsschnitt;

9 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung in einer sechsten Ausführungsform im Längsschnitt;
10 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung in einer siebten Ausführungsform im Längsschnitt;
11 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung in einer achten Ausfüh rungsform im Längsschnitt;
12 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung in einer neunten Ausführungsform im Längsschnitt;
13 eine nicht erfindungsgemäße Differentialanordnung im Längsschnitt;
14 einen Differentialkorb mit Ausgleichsrädern für eine weitere erfindungsgemäße Differentialanordnung in Explosionsdarstellung im Längsschnitt;
Die 1 bis 3, welche im folgenden gemeinsam beschrieben werden, zeigen eine Differentialanordnung 2 zum drehbaren Lagern in einem hier nicht dargestellten ortsfesten Getriebegehäuse. Die Differentialanordnung 2 dient zur Drehmomentübertragung von einer nicht dargestellten Antriebswelle im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs auf zwei Seitenwellen, die untereinander eine ausgleichende Wirkung haben. Hierfür umfaßt die Differentialanordnung 2 einen mehrteilig aufgebauten Differentialkorb 3, an dem ein Antriebsrad 4 zur Einleitung des Drehmoments über einen Adapterring 5 befestigt ist. Das Antriebsrad 4 ist in Form eines Tellerrads gestaltet, das von einem nicht dargestellten Antriebsritzel angetrieben wird. Der Adapterring 5 ist als Blechumformteil herstellt und hat einen gekröpften Abschnitt, der eine Zylinderfläche 45 und eine radiale Schulter 36 zur Aufnahme des Antriebsrads 4 aufweist. Das Antriebsrad hat eine der Kröpfung entsprechende Kontur, nämlich einen ringförmigen Vorsprung 46, an den sich innen eine Eindrehung anschließt. Der Adapterring 5 ist mit dem Mantelteil 6 durch Schweißen verbunden, und zwar entlang einer zwischen einer innenzylindrischen Bohrungsfläche des Adapterrings 5 und einer außenzylindrischen Mantelfläche des Mantelteils 6. Das Antriebsrad 4 ist mit dem Adapterring 5 ebenfalls mittels Schweißen verbunden, wobei die umlaufende Fügestelle 48 zwischen dem Vorsprung 46 und der Schulter 36 in einer Radialebene liegt.
Der Differentialkorb ist aus mehreren Blechumformteilen hergestellt und umfaßt ein rohrförmiges Mantelteil 6 und zwei Deckelteile 7, 8, welche mit den axialen Enden des Mantelteils 6 verschweißt sind. Die Deckelteile 7, 8 sind untereinander gleich gestaltet, so daß eines stellvertretend für beide beschrieben werden kann. Die identische Gestaltung ist im Sinne eines Gleichteilekonzepts und führt zu günstigen Herstellungskosten. Das Mantelteil 6 hat zwei einander gegenüberliegende Bohrungen 9, in denen ein Zapfen 10 aufgenommen und mit dem Mantelteil 6 durch Schweißen verbunden ist. Der Zapfen 10 hat an seinen Zapfenenden zwei Lagerabschnitte 12, auf denen jeweils ein Ausgleichsrad 13 drehbar gelagert ist. Damit die Ausgleichsräder 13 bei Drehung des Differentialkorbs 3 in ordnungsgemäßem Verzahnungseingriff mit den Seitenwellenrädern 15, 16 bleiben und außerdem nicht mit der Innenfläche des Mantelteils 6 in Kontakt kommen, sind zwischen den Ausgleichsrädern 13 und dem Mantelteil 6 Distanzhülsen 14 vorgesehen, die auf den jeweiligen Lagerabschnitt 12 aufgeschoben sind.
Die beiden Ausgleichsräder 13 sind mit zwei einander im Differentialkorb 3 auf der Drehachse A drehbar gelagerten und einander gegenüberliegenden Seitenwellenrädern 15, 16 in Verzahnungseingriff und treiben diese an. Es ist ersichtlich, daß die Differentialanordnung 2 in Form eines Kronenraddifferentials gestaltet ist, wobei die Ausgleichsräder 13 als Stirnräder und die Seitenwellenräder 15, 16 als Kronenräder gestaltet sind. Um die Ausgleichsräder 13, welche auf den zugehörigen Lagerabschnitten 12 prinzipiell axial beweglich gehalten sind, in Richtung Drehachse A abzustützen, haben die Seitenwellenräder 15, 16 jeweils einen axial vorstehenden Hülsenansatz 31, gegen den die Ausgleichsräder 13 mit einer radialen Stirnfläche abgestützt sind. Weiter haben die Seitenwellenräder 15, 16 radial innen jeweils eine Nabe 17, mit der eine zugehörige Seitenwelle (nicht dargestellt) drehfest zu verbinden ist, beispielsweise mittels einer Keilwellenverbindung. Die Naben 17 sind hülsenförmig gestaltet und haben eine außenzylindrische Fläche, mit der sie koaxial innerhalb des zugehörigen Deckelteils 7 drehbar um die Drehachse A gelagert sind. Die Deckelteile 7, 8 haben jeweils einen etwa radial verlaufenden Scheiben- bzw. Flanschabschnitt 19 und einen radial innen daran anschließenden Hülsenabschnitt 18. Radial außen hat der Scheibenabschnitt 19 eine ringförmige Ausnehmung 24, die eine Zentrier- und Fügestelle zur Montage mit dem Mantelteil bildet.
Wie insbesondere aus 3 hervorgeht, sind in dem Deckelteil 7 mehrere Verstei fungsrippen 20 über den Umfang verteilt in dem Scheibenabschnitt 18 eingepreßt. Diese bilden äußere Stege, welche den Scheibenabschnitt 18 mit dem Hülsenabschnitt 19 verbinden und somit eine versteifende Wirkung in axialer und in Umfangsrichtung haben. Zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarten Versteifungsrippen ist jeweils ein nach innen vorstehender Vorsprung 22 gebildet, wobei die über den Umfang verteilten Vorsprünge 22 gemeinsam eine Stütz- oder Lagerfläche 54 zum Abstützen des jeweils zugehörigen Seitenwellenrads 15, 16 bilden. Die Vorsprünge 22 sind jeweils in Form von Kreisringabschnitten gebildet. Es sind insgesamt sechs Stück über dem Umfang verteilt angeordnet, die sich mit den dazwischenliegenden Versteifungsrippen 20 abwechseln. Mittels der Versteifungsrippen 20 wird eine aussteifende Wirkung erzielt, so daß sowohl in die Vorsprünge 22 eingeleitete Axialkräfte in die Hülsenabschnitte 18 eingeleitet, als auch von dem Antriebsrad 4 in den Differentialkorb 3 eingeleitete Drehmomente abgestützt werden. Weiter dienen die Versteifungsrippen auch als Schmiernuten, so daß die Stützfläche 54 mit Öl versorgt wird. Es ist erkennbar, daß zwischen den Stützflächen 54 der Deckelteile 7, 8 und den rückwärtigen Anlageflächen 40 der zugehörigen Seitenwellenräder 15, 16 jeweils reibungsmindernde Gleitscheiben 21 angeordnet sind.
Das Mantelteil 6 ist rohrförmig gestaltet und hat an seinen zwei Enden eine erste Ringfläche 25' und eine zweite Ringfläche 25'', die mit entsprechenden Gegenflächen 26', 26'' der zugehörigen Deckelteile 7, 8 zu verbinden sind. Dabei werden das Mantelteil 6 und die zwei Deckelteile 7, 8 durch Schweißen entlang einer jeweils zwischen der ersten Ringfläche 25' und der ringförmigen ersten Gegenfläche 26' gebildeten Fügestelle 27' bzw. durch Schweißen entlang einer zwischen der zweiten Ringfläche 25'' und der ringförmigen zweiten Gegenfläche 26'' gebildeten zweiten Fügestelle 27'' miteinander verbunden. Die Nähte befinden sich somit in Radialebenen, so daß der Schweißvorgang jeweils von radial außen aus durch Drehen des Schweißkopfes relativ zum vormontierten Differentialkorb 3 bewerkstelligt werden kann. Durch die Radialnähte werden die Auswirkungen von eventuell auftretenden Wärmespannungen minimiert.
Alle drei Bauteile des Differentialkorbes 3, nämlich das Mantelteil 6 und die beiden Deckelteile 7, 8 sind umformend aus Blechmaterial hergestellt. Zur Herstellung des Mantelteils 6 wird eine rechteckige Platine gewalzt oder gerollt und durch Schweißen entlang der aneinanderstoßenden Längskanten zu einem Mittelrohrstück verbunden. Die Schweißnaht 28 ist beispielsweise in 1b oder 2 ersichtlich. Vor dem Umformen der Platine werden alle erforderlichen Bohrungen, beispielsweise die Bohrungen 9 zum Lagern des Zapfens 10 oder Ölbohrungen, ausgestanzt. Nach dem Umformen und Längsschweißen zu einem Zylinderkörper, findet eine abschließende Feinbearbeitung statt, so daß der Zapfen 10 in den Bohrungen aufgenommen werden kann. Zur Erhöhung der Steifigkeit des Differentialkorbes 3 ist dabei vorgesehen, daß der Zapfen an seinen zwei Enden durch Schweißen entlang einer zwischen der Bohrungsinnenfläche 29 und der zylindrischen Außenfläche 30 gebildeten Fügestelle miteinander verbunden sind. Durch diese Maßnahme wird die Flächenpressung zwischen dem Zapfen 10 und dem Mantelteil 6 reduziert und insgesamt die Steifigkeit des Differentialkorbes 3 erhöht.
4 zeigt eine erfindungsgemäße Differentialanordnung in einer zweiten Ausführungsform, die derjenigen gemäß den 1 bzw. 2 weitestgehend entspricht. Auf die obige Beschreibung wird insofern Bezug genommen, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern und abgewandelte Bauteile mit Bezugszeichen mit um 2 tiefergestellten Indizes versehen sind. Der einzige Unterschied besteht darin, daß zur Lagerung der Zapfen 10 nach innen eingestülpte Hülsenansätze 32 im Mantelteil 62 vorgesehen sind. Diese werden nach dem Erzeugen des rohrförmigen Mantelteils 62 mittels eines Stempels nach innen eingeformt, wobei die beiden Hülsenansätze 32 koaxial zu einer zur Drehachse A senkrechten Zapfenachse B angeordnet sind. Die Hülsenansätze 32 bilden eine relativ große Anlagefläche für die darin zu lagernden Zapfen 10, so daß Spannungen und die Flächenpressung in diesen Kontaktbereichen reduziert werden. Des weiteren bilden die Hülsenansätze 32 einen Abstandhalter für die auf dem Zapfen 10 zu lagernden Ausgleichsräder 13, die mit Abstand zur Innenfläche des Mantelteils 6 gehalten werden. Die Verbindung zwischen dem Zapfen 10 und dem Mantelteil 6 kann beispielsweise mittels eines Sicherungsrings aber auch durch Schweißen erfolgen.
5 zeigt eine erfindungsgemäße Differentialanordnung 2₃ in einer dritten Ausführungsform. Diese entspricht in weiten Teilen der obengenannten Ausführungsform gemäß den 1 und 2, auf deren Beschreibung insofern Bezug genommen wird. Gleiche Bauteile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen, abgewandelte Bauteile mit Bezugszeichen mit um 3 tiefergestellten Indizes versehen. Im folgenden wird auf die Unterschiede eingegangen. Das Mantelteil 6₃ hat einen längeren Rohrabschnitt 35 mit gleichbleibendem Außendurchmesser und einem sich hieran anschließenden, gestuften Endabschnitt 33. An den nach radial außen erweiterten Endabschnitt 33 sind zum einen das Antriebsrad 4₃ und zum anderen das rechte Deckelteil 7₃ mittels Schweißen befestigt. Es ist ersichtlich, daß das Antriebsrad 4₃ in der vorliegenden Ausführungsform als Stirnrad gestaltet ist. Der Endabschnitt 33 bildet die erste Ringfläche 25', die auf einem größeren Durchmesser liegt, als bei den obengenannten Ausführungsformen. Insofern hat auch das Deckelteil 7₃ einen Scheibenabschnitt 18 mit größerem Durchmesser, der mit seiner ersten Gegenfläche 26' radial außen an die erste Ringfläche angeschweißt ist. Nach der Montage des Differentialrädersatzes 13, 15, 16 und des Differentialkorbes 3 sowie dem Verschweißen des Zapfens 10 mit dem Mantelteil 6 wird das Antriebsrad 4₃ auf das Mantelteil 6₃ axial aufgeschoben und gegen die radiale Schulter 36 des Endabschnitts 33 zur Anlage gebracht. Die Verbindung mit dem Differentialkorb 3₃ erfolgt durch Schweißen entlang einer zwischen dem Antriebsrad 4₃ und der Schulter 36 gebildeten umlaufenden Fügestelle. Die vorliegende Ausführungsform hat den Vorteil, daß ein separater Adapterring nicht erforderlich ist.
6 zeigt eine erfindungsgemäße Differentialanordnung in einer vierten Ausführungsform, die derjenigen aus 5 weitestgehend entspricht. Insofern wird auf obige Beschreibung Bezug genommen, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen und abgewandelte Bauteile mit Bezugszeichen mit Index 4 versehen sind. Das Antriebsrad ist hier nicht dargestellt. Die vorliegende Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß zur Übertragung größerer Drehmomente insgesamt vier Ausgleichsräder 13 vorgesehen sind, von denen zwei auf dem Zapfen 10₄ drehbar gelagert sind; zwei weitere Ausgleichsräder sind auf in den Zapfen 10₄ eingesteckten Querzapfen 11 drehbar gelagert. Die Zapfenachse B des Zapfens 10₄ und die Zapfenachsen C der Querzapfen 11 verlaufen senkrecht zueinander und senkrecht zur Drehachse A. Es ist ersichtlich, daß die Enden 37 der Querzapfen kegelig gestaltet sind und zur Zentrierung in entsprechend kegelig gestaltete seitliche Bohrungen 38 des Zapfens 10 eingreifen. Die die beiden Längskanten der Platine verbindende Längsnaht 28 befindet sich in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten Zapfen 10₄ , 11.
7 zeigt eine erfindungsgemäße Differentialanordnung 2₅ in einer fünften Ausführungsform. Diese entspricht der Ausführungsform aus 6 in weiten Teilen, auf deren Beschreibung insofern Bezug genommen wird. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen, abgewandelte Bauteile mit Bezugszeichen mit um 5 tiefergestellten Indizes versehen. Im folgenden wird auf die Unterschiede eingegangen. Es ist insbesondere in 7b ersichtlich, daß das Mantelteil 6₅ des Differentialkorbes 3₅ über den Umfang verteilt eine der Anzahl der Ausgleichsräder entsprechende Anzahl von Abflachungen 39 aufweist. Diese Abflachungen 39 bilden innen ebene Anlageflächen für die zugehörigen Ausgleichsräder 13. Wie aus dem Längsschnitt gemäß 7a hervorgeht, befinden sich die Abflachungen 39 im Bereich der durch die Zapfenachse aufgespannten Mittelebene der Differentialanordnung 2₅ . Seitlich benachbart zu den abgeflachten Bereichen hat das Mantelteil 6₅ zylindrische Endabschnitte 42, 43, an denen die beiden Deckelteile 7₅ , 8 angeschweißt sind. Dabei liegt der rechte Endabschnitt 42 auf einem größeren Durchmesser als der linke Endabschnitt 43, weswegen auch die beiden Deckelteile 7₅ , 8 einen unterschiedlichen Außendurchmesser aufweisen. Der nach außen erweiterte rechte Endabschnitt 42 bildet eine radiale Schulter 36₅ zum Anschließen des Antriebsrades 4₅ . In Abwandlung der vorliegenden Ausführungsform ist auch eine Ausgestaltung derart denkbar, daß sich die Abflachungen über die gesamte Länge des Mantelteils erstrecken, wobei die Deckelteile dann den unrunden Querschnittsflächen der Endabschnitte entsprechende Querschnitte aufweisen würden.
In 8 sind die Mantelteile in den unterschiedlichen Ausführungsformen nochmals als Einzelheit gezeigt, wobei die Zapfenbohrungen 9 in der Zeichnung 8c) nicht dargestellt sind. 8a) zeigt das Mantelteil der Differentialanordnung aus 4. 8b) zeigt das Mantelteil der Differentialanordnung gemäß den 1 und 2 und 8c) zeigt das Mantelteil der Differentialanordnung gemäß 5 bzw. 6. Es ist ersichtlich, daß alle drei Ausführungsformen eine Mehrzahl von über den Umfang verteilten Ölbohrungen 34 aufweisen, die zum Durchtritt von Öl zur Schmierung und Kühlung innerhalb des Differentialkorbes 3 liegenden Differentialrädersatzes 13, 15, 16 dienen. Die Anordnung der Ölbohrungen 34 innerhalb des Mantelteils 6 ist so gewählt, daß die Unwuchten minimal gehalten werden.
9 zeigt eine erfindungsgemäße Differentialanordnung 2₆ in einer weiteren Ausführungsform. Diese entspricht hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktionsweise weitestgehend derjenigen aus 1, weswegen hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf obige Beschreibung Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche Bauteile mit gleichen und abgewandelte Bauteile mit Bezugszeichen mit um 6 tiefergestellten Indizes versehen. Die Lager zur Lagerung des Differentialkorbes, der Adapterring sowie das Antriebsrad sind vorliegend nicht dargestellt. Der einzige Unterschied der vorliegenden Ausführungsform besteht darin, daß das Differential in Form eines Kegelraddifferentials gestaltet ist, wobei die Ausgleichsräder 13 und die Seitenwellenräder 15₆ , 16₆ als Kegelräder gestaltet sind. Die beiden einander gegenüberliegenden Seitenwellenräder 15₆ , 16₆ haben radiale Anlageflächen 40, mit denen sie unter Zwischenschaltung von Gleitringen 21 gegenüber den Deckelteilen 7, 8 axial abgestützt sind. Die Ausgleichsräder haben außen kugelige Anlageflächen 41, die einen kleineren Radius aufweisen, als die Innenwandung des Mantelteils 6. Insofern sind die Ausgleichsräder 13 mit ihren kugeligen Anlageflächen 41 unmittelbar gegenüber dem Mantelteil 6 radial abgestützt. Die Naben 17 der Seitenwellenräder 15₆ , 16₆ haben innere Längsverzahnungen 44, in die jeweils eine Seitenwelle zur Drehmomentübertragung einzustecken ist.
In 10 ist eine erfindungsgemäße Differentialanordnung 2₇ in einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Die vorliegende Differentialanordnung 2₇ entspricht in weiten Teilen der in den 1 bzw. 2 gezeigten Differentialanordnung, so daß auf obige Beschreibung Bezug genommen werden kann. Es sind dabei gleiche Bauteile mit gleichen und abgewandelte Bauteile mit Bezugszeichen mit um sieben tiefergestellten Indizes versehen. Im folgenden wird auf die Unterschiede eingegangen. Es ist ersichtlich, daß die Differentialanordnung 2₇ in Form eines Sperrdifferentials gestaltet ist, das eine Ausgleichsbewegung zwischen den beiden Seitenwellenrädern 15, 16, beispielsweise bei Schlupf am Rad mit der geringeren Bodenhaftung, bremst. Hierfür sind je Seitenwellenrad 15, 16 Reibmittel 49, 50 vorgesehen, die zwischen der rückwärtigen Anlagefläche 40 des jeweiligen Seitenwellenrads 15, 16 und der Stützfläche 54 des zugehörigen Deckelteils 7, 8 wirksam sind. Vorliegend sind die Reibmittel 49, 50 in Form von Lamellenkupplungen gestaltet. Die Lamellenkupplungen umfassen jeweils Außenlamellen 52, die mit dem Mantelteil 6 drehfest und axial beweglich verbunden sind, und Innenlamellen 53, die mit einem zugehörigen der beiden Seitenwellenräder 15, 16 drehfest und axial beweglich verbunden sind. Die Außenlamellen 52 und Innenlamellen 53 sind abwechselnd angeordnet und bilden gemeinsam ein Lamellenpaket. Das Mantelteil 6 hat an seiner Innenfläche eine Längsverzahnung zur drehfesten Verbindung mit dem Außenlamellen 52, und die Seitenwellenräder 15, 16 haben an den Außenflächen ihrer Naben Längsverzahnungen zur drehfesten Verbindung mit den Innenlamellen 53. Durch die im Differentialkorb 37 angeordneten Lamellenkupplungen 49, 50 hat das Mantelteil 6₇ eine größere axiale Länge als die obigen Ausführungsformen. Der Differentialkorb 3₇ ist aus Umformteilen aus Blech hergestellt, wobei das Mantelteil 6₇ und die Deckelteilen 7, 8 durch Schweißen miteinander verbunden sind. Hieraus ergeben sich die obengenannten Vorteile einer einfachen und kostengünstigen Fertigung und Montage.
Die Funktionsweise des Sperrdifferentials ist folgendermaßen. Bei Geradeauslauf und damit gleicher Drehzahl der beiden Seitenwellenräder laufen alle Bauteile gemeinsam als Block um die Drehachse A um. Bei auftretender Drehzahldifferenz zwischen den beiden Seitenwellenrädern 15, 16 bewirken die axialen Spreizkräfte, die von den Ausgleichsrädern 13 auf die Seitenwellenräder 15, 16 in Richtung der Deckelteile 7, 8 wirken, ein Schließen der Lamellenkupplungen 49, 50 und damit wiederum ein Angleichen der Drehzahlen der Seitenwellenrädern 15, 16. Dabei gilt, daß die Reibungskräfte in den Lamellenkupplungen bzw. das Sperrmoment von der Höhe des Antriebsmoments abhängig sind, weshalb dieser Typ von Sperrdifferential auch als 'drehmomentfühlend' bezeichnet wird.
11 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Differentialanordnung 2₈ , die ebenfalls in Form eines selbstsperrenden Sperrdifferentials gestaltet ist. Diese Ausführungsform ähnelt derjenigen aus 10, so daß hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Gleiche Bauteile sind mit gleichen, abgewandelte Bauteile mit Bezugsziffern mit um acht tieferge stellten Indizes versehen. Die vorliegende Differentialanordnung 2₈ ist dadurch gekennzeichnet, daß die Reibmittel 49₈ , 50₈ zum Bremsen der Ausgleichsbewegung zwischen den Seitenwellenräder 15₈ , 16₈ in Form von konischen Reibflächenpaarungen gebildet sind. Hierfür haben die Deckelteile 7₈ , 8₈ in ihrem Scheibenabschnitt 19 jeweils einen konischen Teilabschnitt 55, der eine konische Stützfläche 54₈ bildet, und die Seitenwellenräder 15₈ , 16₈ haben jeweils eine entsprechend konische Anlagefläche 40₈ , die gegen die zugehörige Stützfläche 54₈ abgestützt ist. Bei auftretender Drehzahldifferenz zwischen den Seitenwellenrädern 15₈ , 16₈ dienen die Konusflächen als Reibflächen, die eine Sperrwirkung und damit eine Drehzahlangleichung erzeugen. Wie schon bei den obigen Ausführungsformen ist der Differentialkorb 68 aus Blechumformteilen hergestellt, wobei das Mantelteil 6₈ und die Deckelteilen 78, 8₈ durch Schweißen miteinander verbunden sind. Die vorliegende Differentialanordnung 2₈ hat aufgrund der konischen Reibflächenpaarungen eine kurze axiale Baulänge, was sich günstig auf das Gewicht auswirkt.
12 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Differentialanordnung 2₉ , die auch als Sperrdifferential gestaltet ist. Die vorliegende Differentialanordnung 2₉ entspricht weitestgehend derjenigen aus 11, so daß hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Gleiche Bauteile sind mit gleichen, abgewandelte Bauteile mit Bezugsziffern mit um neun tiefergestellten Indizes versehen. Der einzige Unterschied besteht darin, daß zwischen den konischen Stützflächen 54₉ der Deckelteile 7, 8 und den konischen Anlageflächen 40₉ der Seitenwellenräder 15, 16 konische Reibscheiben 56 zwischengeschaltet sind, welche die Reibmittel 49₉ , 50₉ bilden. Hiermit wird eine gegenüber der obigen Ausführungsform nach 11 eine erhöhte Sperrwirkung erzielt. Die vorliegende Differentialanordnung wird auch als Super LSD ('Limited Slip Differential') bezeichnet.
13 zeigt den Differentialkorb 3₁₀ einer nicht erfindungsgemäßen Differentialanordnung 2₁₀ . Diese ist ohne Sperrwirkung, das heißt als offenes Differential gestaltet und entspricht hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise weitestgehend derjenigen aus 9. Insofern wird auf obige Beschreibung Bezug genommen, wobei gleiche Bauteile mit gleichen, und abgewandel te Bauteile mit Bezugszeichen mit um 10 tiefergestellten Indizes versehen sind. Die vorliegende Differentialanordnung 2₁₀ ist als Kegelraddifferential gestaltet, wobei der Differentialrädersatz bestehend aus Ausgleichsrädern und Seitenwellenrädern nicht dargestellt ist. Der einzige Unterschied der vorliegenden Differentialanordnung besteht in der Ausgestaltung des Differentialkorbs 3₁₀ . Dieser setzt sich nämlich aus einem sehr kurzen Mantelteil 6₁₀ und zwei glockenförmigen Deckelteilen 7₁₀ , 8₁₀ zusammen. Dabei weisen die Deckelteile 7₁₀ , 8₁₀ jeweils einen hohlkugelförmigen Wandungsabschnitt auf, der jeweils eine sphärische Stützfläche 54₁₀ für die entsprechend sphärische Anlagefläche des zugehörigen Seitenwellenrads aufweisen. Die beiden Deckelteile 7₁₀ , 8₁₀ sind untereinander gleich gestaltet. Die vorliegende Gestaltung des Differentialkorbs 3₁₀ bietet auch den Vorteil der Einstellung des Zahnspiels des Differentialrädersatzes während der Montage.
14 zeigt einen Differentialkorb 3₁₁ für eine Differentialanordnung, wie sie in 1 dargestellt ist. Der Differentialkorb 3₁₁ entspricht weitestgehend dem in 2 gezeigten Differentialkorb, auf deren Beschreibung hinsichtlich der Gemeinsamkeiten insofern Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche Bauteile mit gleichen und abgewandelte Bauteile mit um die Ziffer elf tiefergestellten Indizes versehen. Der einzige Unterschied besteht darin, daß bei der Differentialkorb 3₁₁ gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Deckelteile 7₁₁ , 8₁₁ in das rohrförmige Mantelteil 6₁₁ axial eingesetzt sind. Hierfür hat das Mantelteil 6₁₁ einen größeren Außendurchmesser als die Deckelteile 7₁₁ , 8₁₁ . Es ist ersichtlich, daß das Mantelteil 6₁₁ an seinen Enden umlaufende Ausnehmungen 57', 57'' aufweist, die jeweils eine innere Zylinderfläche 58', 58'' und eine diese begrenzende radiale Schulter 59', 59'' umfassen. Die Deckelteile 7₁₁ , 8₁₁ , die in eine zugehörige Ausnehmung 57', 57'' eingesetzt werden, weisen eine äußere Zylinderfläche 60', 60'' auf. Dabei werden das Mantelteil 6₁₁ und die zwei Deckelteile 7₁₁ , 8₁₁ durch Schweißen entlang einer jeweils zwischen der äußeren Zylinderfläche 60', 60'' und der inneren Zylinderfläche 58', 58'' gebildeten Fügestelle miteinander verbunden. Die Nähte erstrecken sich somit, im Längsschnitt betrachtet, in axiale Richtung. Um zu verhindern, daß beim Schweißen entstehende Funken in das Innere des Differentialkorbs 3₁₁ gelangen, sind die radialen Schultern 58', 58'' vorgesehen, die die zwischen den Zylinderflächen gebildeten Ringspalten begrenzen.

2: Differentialanordnung
3: Differentialkorb
4: Antriebsrad
5: Adapterring
6: Mantelteil
7: Deckelteil
8: Deckelteil
9: Bohrung
10: Zapfen
11: Querzapfen
12: Lagerabschnitt
13: Ausgleichsrad
14: Distanzhülse
15: Seitenwellenrad
16: Seitenwellenrad
17: Nabe
18: Hülsenabschnitt
19: Scheibenabschnitt
20: Versteifungsrippe
21: Gleitring
22: Vorsprung
23: Lagermittel
24: Ausnehmung
25: Ringfläche
26: Gegenfläche
27: Fügestelle
28: Schweißnaht
29: Bohrungsinnenfläche
30: Außenfläche
31: Hülsenansatz
32: Hülsenansatz
33: Endabschnitt
34: Ölbohrung
35: Rohrabschnitt
36: Schulter
37: Ende
38: Bohrung
39: Abflachung
40: Anlagefläche
41: Anlagefläche
42: Endabschnitt
43: Endabschnitt
44: Längsverzahnung
45: Zylinderfläche
46: Vorsprung
47: Schweißnaht
48: Schweißnaht
49: Reibmittel
50: Reibmittel
52: Außenlamellen
53: Innenlamellen
54: Stützfläche
55: Teilabschnitt
56: Reibscheibe
57: Ausnehmung
58: innere Zylinderfläche
59: Schulter
60: äußere Zylinderfläche
A: Drehachse
B: Zapfenachse
C: Zapfenachse

Claims

Differentialanordnung, insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Differentialkorb (3); mehrere Ausgleichsräder (13), die im Differentialkorb (3) drehbar gehalten sind und gemeinsam mit diesem um die Drehachse A umlaufen; zwei einander im Differentialkorb (3) gegenüberliegende und auf der Drehachse A drehbar gehaltene Seitenwellenräder (15, 16), die mit den Ausgleichsrädern (13) in Verzahnungseingriff sind; wobei der Differentialkorb (3) ein rohrförmiges Mantelteil (6) und zwei Deckelteile (7, 8) umfaßt, wobei die Deckelteile (7, 8) umformend aus Blech hergestellt und durch Schweißen mit dem Mantelteil (6) verbunden sind; und wobei zumindest eines der Deckelteile (7, 8) einen mit dem Mantelteil (6) verbundenen Scheibenabschnitt (19) und einen radial innen daran anschließenden Hülsenabschnitt (18) zum Lagern des Differentialkorbs (3) aufweisen; dadurch gekennzeichnet, daß in dem Scheibenabschnitt (19) des zumindest einen Deckelteils (7, 8) mehrere über den Umfang verteilte Versteifungsrippen (20) von innen eingeformt sind, die in den Hülsenabschnitt (18) übergehen.
Differentialanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelteil (6) an zumindest einem seiner Enden eine erste Ringfläche (25) aufweist und daß zumindest eines der beiden Deckelteile (7, 8) eine ringförmige erste Gegenfläche (26) aufweist, wobei das Mantelteil (6) und das zumindest eine Deckelteil (7, 8) durch Schweißen entlang einer zwischen der ersten Ringfläche (25) und der ringförmigen ersten Gegenfläche (26) gebildeten Fügestelle miteinander verbunden sind.
Differentialanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Scheibenabschnitt (19) des zumindest einen Deckelteils (7, 8) mehrere über den Umfang verteilte Vorsprünge (22) von außen eingeformt sind, welche gemeinsam eine Stützfläche (54) zum Abstützen der Seitenwellenräder (15, 16) bilden.
Differentialanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsrippen (20) und die Vorsprünge (22) über dem Umfang abwechselnd angeordnet sind.
Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenabschnitt (19) des zumindest einen Deckelteils (7, 8) radial außen eine ringförmige Ausnehmung (24) aufweist, welche die ringförmige Gegenfläche (26) umfaßt, die nach dem Verschweißen die Fügestelle (27) bildet.
Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelteil (6) im Querschnitt betrachtet rund ist, wobei die Ausgleichsräder (13) mittels Distanzhülsen (14) zur Innenfläche des Mantelteils (6) beabstandet gehalten sind.
Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelteil (6) im Querschnitt betrachtet, zumindest in einem axialen Teilabschnitt, über den Umfang verteilt eine der Anzahl der Ausgleichsräder (13) entsprechende Anzahl von Abflachungen (39) aufweist, gegen welche die Ausgleichsräder (13) nach außen abgestützt sind.
Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelteil (6) über den Umfang mehrere radiale Bohrungen (9) zur Aufnahme jeweils eines Zapfens (10) aufweist, auf dem ein zugehöriges Ausgleichsrad drehbar gelagert ist.
Differentialanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (10) mit dem Mantelteil (6) verschweißt sind.
Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelteil (6) über den Umfang mehrere nach innen eingeformte Hülsenansätze (32) zur Aufnahme jeweils eines Zapfens (10) aufweist, auf dem ein zugehöriges Ausgleichsrad (13) drehbar gelagert ist.
Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelteil (6) einen gestuften Endabschnitt (33) aufweist, an dem ein Antriebsrad (4) befestigt ist.
Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Differentialkorb (3) ein Adapterring (5) angeschweißt ist, an dem ein Antriebsrad (4) fest verbunden ist.
Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsräder (13) in Form von Stirnrädern und die Seitenwellenräder (15, 16) in Form von Kronenrädern gestaltet sind.
Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Seitenwellenrädern (15, 16) und den Deckelteilen (7, 8) wirksame Reibmittel (49, 50) vorgesehen sind.
Differentialanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibmittel (49, 50) in Form von konischen Reibflächenpaarungen zwischen den Deckelteilen (7, 8) und den Seitenwellenrädern (15, 16) gebildet sind.
Differentialanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibmittel (49, 50) in Form von Reibkupplungen gestaltet sind, die jeweils mit dem Mantelteil (6) drehfest verbundene Außenlamellen (52) und mit einem der Seitenwellenräder (15, 16) drehfest verbundene Innenlamellen (53) aufweisen, wobei die Außenlamellen (52) und die Innenlamellen (53) axial abwechselnd angeordnet sind.
Verfahren zum Herstellen einer Differentialanordnung, insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Differentialkorb (3); mehrere Ausgleichsräder (13), die im Differentialkorb (3) drehbar gehalten sind und gemeinsam mit diesem um die Drehachse A umlaufen; und zwei einander im Differentialkorb (3) gegenüberliegende und auf der Drehachse A drehbar gehaltene Seitenwellenräder (15, 16), die mit den Ausgleichsrädern (13) in Verzahnungseingriff sind; wobei der Differentialkorb (3) ein rohrförmiges Mantelteil (6) und zwei Deckelteile (7, 8) umfaßt, und wobei die Deckelteile (7, 8) umformend aus Blech hergestellt und durch Schweißen mit dem Mantelteil (6) verbunden sind, mit folgenden Verfahrensschritten: Einsetzen der Ausgleichsräder (13) in das Mantelteil (6); Einsetzen der Seitenwellenräder (15, 16) in die Deckelteile (7, 8); Aufsetzen des ersten Deckelteils (7, 8) auf das Mantelteil (6), wobei das zugehörige erste Seitenwellenrad (15, 16) mit den Ausgleichsrädern (13) in Verzahnungseingriff gebracht wird; Einstellen des Verzahnungsspiels zwischen dem ersten Seitenwellenrad (15) und den Ausgleichsrädern (13); Verschweißen des ersten Deckelteils (7) mit dem Mantelteil (6); Aufsetzen des zweiten Deckelteils (8) auf das Mantelteil (6), wobei das zugehörige zweite Seitenwellenrad (16) mit den Ausgleichsrädern (13) in Verzahnungseingriff gebracht wird; Einstellen des Verzahnungsspiels zwischen dem zweiten Seitenwellenrad (16) und den Ausgleichsrädern (13); Verschweißen des zweiten Deckelteils (8) mit dem Mantelteil (6), wobei die Verfahrensschritte des Einstellens des Verzahnungsspiels jeweils folgende Teilschritte umfaßt: axiales Einfahren des Deckelteils (7, 8) in das Mantelteil (6) bis das jeweilige Seitenwellenrad (15, 16) mit den Ausgleichsrädern (13) in spielfreiem Anlagekontakt ist; Lüften des Deckelteils (7, 8) gegenüber dem Mantelteil (6) um einen definierten axialen Weg.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelteile (7, 8) mit den zugehörigen Seitenwellenräder (15, 16) vor dem Aufsetzen auf das Mantelteil (6) vorübergehend miteinander verspannt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelteile (7, 8) mittels Präzisionspressen umformend hergestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß äußere Versteifungsrippen (20) von innen in die Deckelteile (7, 8) eingeformt werden, und innere Vorsprünge (22) von außen in die Deckelteile (7, 8) eingeformt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelteil (6) aus einer Platine umformend hergestellt wird, wobei die so gebildeten Längskanten mittels Schweißen miteinander verbunden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelteil (6) durch Ablängen eines Rohres hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschweißen der Deckelteile (7, 8) mit dem Mantelteil (6) mittels Laser- oder Plasmaschweißen erfolgt.