DE102008057370A1

DE102008057370A1 - Hinterachsgetriebe für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102008057370A1
Application number: DE102008057370A
Authority: DE
Inventors: Martin Poenisch; Wolfgang Streinz; Huseyin Coban
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2010-05-20

Abstract

Um bei einem Differentialgetriebe für Fahrzeuge das Tellerrad mit dem Differentialgehäuse zu verbinden, wird vorgeschlagen, auf einem ersten Bereich der Innenbohrung des Tellerrades ein Zahnprofil anzubringen, anschließend diesen Bereich zu härten und dann das so vorbehandelte Tellerrad auf die Sitzfläche des Differentialgehäuses aufzupressen. Dadurch kann eine Verschweißung oder Verschraubung des Tellerrades mit dem Differentialgehäuse entfallen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.
Aus der DE 100 13 429 C1 ist ein gattungsgemäßes Hinterachsgetriebe bekannt. Hier wird das Tellerrad auf eine ebene Passfläche eines Differentialgehäuses aufgepresst, wobei das Tellerrad eine hierzu entsprechende Passfläche aufweist. Weiterhin ist das Differentialgehäuse an der Passfläche mit einem Flansch ausgerüstet, um den Aufpressweg des Tellerrades zu begrenzen.
Sobald das Tellerrad auf das Differentialgehäuse aufgepresst ist, wird es zusätzlich durch eine Schweißverbindung zwischen Tellerrad und Flansch gesichert.
Diese Verbindung von Tellerrad und Differentialgehäuse ist weit verbreitet, hat jedoch den Nachteil, dass durch die Schweißverbindung Wärme in die Bauteile eingeführt wird, was zu einem Verzug führen kann, der am Tellerrad bzw. Differentialgehäuse nicht zulässig ist.
Darüber hinaus ist es bekannt, das Tellerrad an dem Flansch des Differentialgehäuses über Schrauben anzuschrauben. Eine solche Schraubverbindung hat den Nachteil, dass an dem Ausgleichsgehäuse ein massiver Flansch notwendig ist. Außerdem wird für die Schraubenköpfe und die Montage Bauraum benötigt. Damit werden relativ großbauende Hinterachsgetriebe notwendig, die darüber hinaus noch schwer sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und eine sichere, das Drehmoment übertragende Verbindung zwischen Tellerrad und Differentialgehäuse vorzuschlagen, welche kleinbauend ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass durch ein Aufpressen des Tellerrades auf die Passfläche des Differentialgehäuses dann eine sichere Verbindung hergestellt werden kann, wenn das Tellerrad an seinem Innendurchmesser, mit dem es aufgepresst wird, ein Zahnprofil aufweist. Dadurch entfallen sowohl zusätzliche Schraubverbindungen als auch die bekannten Schweißverbindungen. Damit wird das Differentialgehäuse leichter und bleibt kleinbauend. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist es nicht erforderlich, dass ein Flansch vorhanden ist. Eine drehmomentsichere Verbindung wird sowohl mit Flansch als auch ohne Flansch erzielt.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 2 entsteht der Vorteil, dass eine optimale, drehmomentsichere Verbindung erzeugt wird.
Um ein Verformen der Zähne während des Aufschiebens zu verhindern, wird die Weiterbildung nach Anspruch 3 vorgeschlagen.
Um die beim Aufschieben des gezahnten Tellerrades auf die Passfläche entstehenden Schneidspänchen aufzufangen, ist die Weiterbildung nach Anspruch 4 vorteilhaft. Diese Kammer dient zur Aufnahme der Schneidspänchen und verhindert so, dass diese sich zwischen Flansch und Tellerrad festsetzen und so ein vollständiges Aufschieben des Tellerrades verhindern.
Die Ansprüche 5 bis 8 beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der Kammer.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es stellen dar:
1: einen schematisierten Längsschnitt durch ein auf einen Passsitz aufgeschobenes Tellerrad;
2: eine vergrößerte Ansicht des Zahnprofils des Tellerrades;
3a) bis c): schematisiert den Aufpressvorgang in drei Schritten;
4a) bis 4d): Alternativen der Ausgestaltung der Kammer.
1 zeigt einen schematisierten Längsschnitt durch ein Tellerrad 1, welches auf eine nicht dargestellte Passfläche eines Differentialgehäuses aufgeschoben werden kann. Hierzu weist das Tellerrad 1 in einem ersten Bereich seiner Innenbohrung eine umlaufende Zentrierfläche 2 auf, die mit der entsprechenden Passfläche des Differentialgehäuses korrespondiert.
Weiterhin weist die Innenbohrung des Tellerrades 1 in einem zweiten Bereich auf seinem gesamten Umfang ein Zahnprofil 3 auf.
Zwischen dem Zahnprofil 3 und der Zentrierfläche 2 befindet sich eine umlaufende Nut 4.
Am vorderen Ende 5 des Tellerrades 1 ist eine deutliche Fase 5a vorgesehen, deren Aufgabe es ist, zusammen mit dem Differentialgehäuse eine Kammer 6 zu bilden, wenn das Tellerrad 1 auf die Passfläche des Differentialgehäuses aufgeschoben ist.
In 2 ist ein vergrößerter Schnitt durch das Zahnprofil 3 des Tellerrades 1 dargestellt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Zahnflanken im Zahngrund unter einem Winkel von 90° auftreffen zu lassen, die Teilung zu 1 mm zu wählen und eine Zahnhöhe von 0,4 mm vorzusehen. Mit einer derartigen Anordnung ist es möglich, Antriebsmomente drehmomentstarker Fahrzeugmotoren mit einigen 100 Nm sicher zu übertragen, ohne dass zusätzliche Sicherungsmaßnahmen zwischen Tellerrad und Differentialgehäuse durchgeführt werden müssen.
Nachdem das Zahnprofil 3 erzeugt wurde, wird es gehärtet, damit es beim Aufschieben in das weichere Material des Differentialgehäuses korrespondierende Nuten eingraben kann.
3a bis 3 zeigt schematisiert den Montageprozess des Tellerrades 1 auf eine Passfläche 7 eines Differentialgehäuses 8. Die Passflächen des Differentialgehäuses 8 korrespondieren in ihren Durchmessern mit den beiden Bereichen der Innenbohrung des Tellerrades 1. Das Differentialgehäuse weist zur Begrenzung des Aufpressweges einen Flansch 9 als Anschlag auf.
Um das Tellerrad mit seinem Zahnprofil 3 sicher auf die Passfläche 7 aufpressen zu können, ist es sinnvoll, den Durchmesser der Zentrierfläche 2 im ersten Bereich der Innenbohrung kleiner auszugestalten als den der Passfläche 7, die mit dem Zahnprofil 3 des Tellerrades 1 zusammenwirkt.
Der Ausgangszustand der Montage ist in 3a dargestellt. Die beiden Zentrierflächen sind bereits in Kontakt, so dass ein Verkanten des Tellerrades beim weiteren Aufpressen auf die Passfläche des Differentialgehäuses vermieden wird.
In 3b ist dargestellt, wie das Zahnprofil sich in die Passfläche 7 des Differentialgehäuses 8 eindrückt. Die Aufpressrichtung 10 ist mit einem Pfeil gekennzeichnet.
Die beim Aufpressen des Tellerrades 1 durch das Zahnprofil 3 entstehenden Schneidspänchen schiebt das Tellerrad vor sich hin, soweit sie nicht von der Passfläche 7 herunterfallen.
Am Ende des Aufpressvorganges (3c) bildet die Fase 5a mit der Passfläche 7 und dem Flansch 9 eine Kammer 11, die zur Aufnahme der Schneidspänchen dient, die das Tellerrad 1 beim Aufpressen vor sich her schiebt.
Dementsprechend muss die Kammer 11 in ihrem Volumen so dimensioniert werden, dass sichergestellt ist, dass sie auch alle entstehenden Schneidspänchen aufnehmen kann. Andernfalls würden die Schneidspänchen das vollständige Aufpressen des Tellerrades auf den Passsitz erschweren oder gar behindern.
In 4a bis d sind unterschiedliche Ausgestaltungen der Kammer 11 sowie des Tellerrades 1 dargestellt.
In 4a wird die Kammer 11 durch die Fase 5a am Innendurchmesser des Tellerrades 1 gebildet. Hier ist im Unterschied zu der Ausgestaltung nach 3 die Zentrierfläche im Durchmesser wesentlich vergrößert und wirkt mit der äußeren Umfangsfläche des Flansches 9 am Differentialgehäuse 8 zusammen.
In 4b ist die Zentrierfläche benachbart dem Flansch angeordnet. Hier ist ihr Durchmesser ebenfalls größer als der Durchmesser der Passfläche 7 bzw. als der Innendurchmesser des Tellerrades 1 samt Zahnprofil 3.
Hier wird die Kammer 11 durch eine umlaufende Nut im Differentialgehäuse 8 am Absatz zwischen den beiden unterschiedlichen Durchmessern der Zentrierfläche und des Zahnprofiles des Tellerrades gebildet.
In 4c ist eine umlaufende Nut am Fuß des Flansches 9 im Differentialgehäuse 8 vorgesehen. Ansonsten ist die Anordnung ähnlich der Anordnung in 3.
4d zeigt eine Alternative zu 4c. Anstelle der umlaufenden Nut am Fuß des Flansches ist hier wiederum eine Fase am vorderen Ende 5 der Innenbohrung des Tellerrades 1 vorgesehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10013429 C1 [0002]

Claims

Differentialgetriebe für ein Fahrzeug mit einem Gehäuse, in dem ein aus Gusseisen hergestelltes Differentialgehäuse drehbar gelagert ist, das eine Passfläche aufweist, auf das ein aus einem härtbaren Werkstoff bestehendes Tellerrad mit seinem Innendurchmesser aufgepresst ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Tellerrad (1) zur Aufnahme auf dem Differentialgehäuse (8) zumindest in einem Bereich seines Innendurchmessers ein Zahnprofil (3) aufweist.
Differentialgetriebe für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnprofil (3) über einen gesamten ersten Bereich des Innendurchmessers des Tellerrades (1) angeordnet ist.
Differentialgetriebe für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Tellerrad (1) nach dem Anbringen des Zahnprofils (3) gehärtet wird.
Differentialgetriebe für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Passfläche (7) und einem Flansch (9) am Differentialgehäuse (8) eine Kammer (11) vorgesehen ist.
Differentialgetriebe für ein Fahrzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (11) als umlaufende Nut in dem Differentialgehäuse (8) angeordnet ist.
Differentialgetriebe für ein Fahrzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut am Übergang von der Passfläche (7) zu einer Zentrierfläche (2) vorgesehen ist.
Differentialgetriebe für ein Fahrzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut im Anschluss an der Passfläche (7) angeordnet ist.
Differentialgetriebe für ein Fahrzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (11) begrenzt wird von einer Abschrägung (Fase 5a) der Tellerradkante (5) im Anschluss an dem Zahnprofil (3), der Passfläche (7) und eine sich daran anschließende Anschlagschulter (Flansch 9).