DE102008063013B3

DE102008063013B3 - Differential unit for use in axle drive of motor vehicle for torque distribution, has housing parts provided with flange sections that comprise multiple recesses, and ring wheel attached radially outside recesses at one of housing parts

Info

Publication number: DE102008063013B3
Application number: DE200810063013
Authority: DE
Inventors: Joachim Naas; Georg Sommerhage; Rainer Kueck; Ralf Kuehn
Original assignee: Getrag Ford Transmissions GmbH
Current assignee: Getrag Ford Transmissions GmbH
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2008-12-23
Publication date: 2010-08-12
Anticipated expiration: 2028-12-24

Abstract

The differential unit (2) has two housing parts (7, 8) provided with two flange sections (9, 18) that comprise multiple recesses (32, 33) in proximity of a joining point (23). The recesses lie on different radii (R1, R2) within and outside the joining point, respectively, and are distributed across the circumference of the sections. A ring wheel (6) is attached radially outside the recesses at one of the housing parts. The two flange sections are provided with two annular collars (24, 25) that project over sides of the flange sections, respectively.

Description

Die Erfindung betrifft eine Differentialeinheit, insbesondere zum Einsatz im Achsantrieb eines Kraftfahrzeugs. Derartige Differentialeinheiten werden um eine Drehachse drehbar gelagert und dienen zur Drehmomentverteilung von einem Eingangsrad auf zwei Ausgangsräder, wobei zwischen den Ausgangsrädern eine Ausgleichswirkung besteht.The The invention relates to a differential unit, in particular for use in the final drive of a motor vehicle. Such differential units are rotatably mounted about a rotation axis and serve for torque distribution from an input wheel to two output wheels, between the output wheels one Equalization exists.

Die genannten Differentialeinheiten kommen beispielsweise im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur Drehmomentübertragung von einer Antriebswelle auf zwei Seitenwellen zum Einsatz. Sie umfassen mehrere Differential- oder Ausgleichsräder, die in einem 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.The mentioned differential units come for example in the drive train a motor vehicle for transmitting torque from a drive shaft on two side shafts for use. They include several differential or differential gears, which are rotatably mounted in a differential carrier and together revolve with this around the axis of rotation, as well as two opposing and on the axis of rotation rotatably mounted side shaft wheels, the with the balancing wheels are in meshing engagement.

Aus der EP 1 219 865 A1 ist eine Ausgleichsgetriebeeinheit bekannt, deren Differentialkorb ein topfförmiges erstes Gehäuseteil und ein deckelförmiges zweites Gehäuseteil aufweist, die zunächst separat durch Schmieden hergestellt und anschließend über eine umlaufende Schweißverbindung miteinander verbunden werden. Beim Gesenkschmieden des ersten Gehäuseteils wird eine ringförmige Ausnehmung sowie ein Lagerzapfen endkonturnah ausgeformt. Die ringförmige Ausnehmung dient zur Einspan nung des Gehäuseteils für eine nach dem Schmieden erfolgende spanabhebende Bearbeitung.From the EP 1 219 865 A1 a differential unit is known, the differential carrier has a cup-shaped first housing part and a cover-shaped second housing part, which are first prepared separately by forging and then connected to each other via a circumferential weld joint. When drop forging the first housing part an annular recess and a bearing pin is formed close to the final contour. The annular recess is used for Einspan tion of the housing part for a taking place after forging machining.

Aus der EP 0 628 441 B1 ist ein Differentialgehäuse für den Achsantrieb eines Kraftfahrzeugs bekannt, das ein Antriebsrad und zwei Gehäuseteile umfaßt. Das erste Gehäuseteil ist als topfförmiges Teil mit einer Öffnung und als einer diese umgebenden Flansch gestaltet. Das zweite Gehäuseteil, das als Deckel gestaltet ist, ist in die vom Flansch umfasste Öffnung des ersten Gehäuseteils eingesetzt und mit diesem verschweißt. Das Antriebsrad ist an der Außenseite des Flanschs gehalten und mit diesem verschweißt.From the EP 0 628 441 B1 a differential housing for the final drive of a motor vehicle is known which comprises a drive wheel and two housing parts. The first housing part is designed as a cup-shaped part with an opening and as a surrounding flange. The second housing part, which is designed as a lid, is inserted into the flange-covered opening of the first housing part and welded thereto. The drive wheel is held on the outside of the flange and welded to it.

Aus der WO 03/031843 A1 ist ein Differential und ein Verfahren zur Montage eines Differentials bekannt. Das Differential umfaßt ein Gehäuse mit einem topfförmigen Gehäuseteil, in dem der Zapfen für die Differentialräder drehfest gehalten ist, sowie mit einem deckelförmigen zweiten Gehäuseteil, das in eine Öffnung des topfförmigen Gehäuseteils eingesetzt ist. Die beiden Gehäuseteile werden nach der Montage des Differentialrädersatzes axial zueinander positioniert, um das Verzahnungsspiel zwischen den Seitenwellenrädern und den Differentialrädern einzustellen. Anschließend werden die beiden Gehäuseteile miteinander verblockt.From the WO 03/031843 A1 a differential and a method for mounting a differential is known. The differential comprises a housing with a pot-shaped housing part, in which the pin for the differential gears is rotatably held, as well as with a cover-shaped second housing part, which is inserted into an opening of the cup-shaped housing part. The two housing parts are positioned axially to each other after mounting the Differentialrädersatzes to adjust the gear play between the Seitenwellenrädern and the differential wheels. Subsequently, the two housing parts are blocked together.

Differentialeinheiten mit mehrteiligen Gehäuseteilen sind aus der DE 2 359 828 A , DE 692 007 und DE 10 2005 027 939 A9 bekannt. Ferner zeigt die US 3,872,741 A eine derartige Differentialeinheit, bei der ein Ringrad an einem der Gehäuseteile mittels Schraubmitteln befestigt ist.Differential units with multi-part housing parts are made of DE 2 359 828 A . DE 692 007 and DE 10 2005 027 939 A9 known. Furthermore, the shows US 3,872,741 A Such a differential unit in which a ring gear is fixed to one of the housing parts by means of screw means.

Bei der Montage von Gehäuseteilen einer aus mehreren Gehäuseteilen zusammengesetzten Differentialeinheit kann es, insbesondere bei der Durchführung von Schweißprozessen, zu unerwünschten Spannungen kommen. Diese können unter Umständen zu Wärmeverzügen führen.at the assembly of housing parts one of several housing parts Compound differential unit may, especially at the implementation of welding processes, too unwanted Tensions come. these can in certain circumstances lead to heat distortion.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Differentialeinheit vorzuschlagen, die einfach aufgebaut ist und bei der das Auftreten von Spannungen in Gehäuseteilen reduziert ist.Of the The present invention is therefore based on the object, a differential unit to propose, which is simple and in appearance of stresses in housing parts is reduced.

Die Lösung besteht in einer Differentialeinheit, die ein erstes Gehäuseteil mit einem ersten Flanschabschnitt und einer zentralen Öffnung und ein zweites Gehäuseteil mit einem zweiten Flanschabschnitt aufweist, der in die Öffnung des ersten Gehäuseteils eingesetzt und mit dem ersten Gehäuseteil an einer Fügestelle fest verbunden ist, wobei der erste Flanschabschnitt und der zweite Flanschabschnitt jeweils in der Nähe der Fügestelle zumindest eine Ausnehmung aufweisen. Vorzugsweise weisen der erste und zweite Flanschabschnitt mehrere Ausnehmungen auf. Während das erste Gehäuseteil topfförmig ausgebildet sein kann, kann das zweite Gehäuseteil deckelförmig sein. Eine besonders günstige Spannungsverteilung wird dadurch erreicht, dass die Flanschabschnitte mehrere über den Umfang verteilte Ausnehmungen aufweisen. Dabei liegen die Ausnehmungen des ersten Flanschabschnitts und die Ausnehmungen des zweiten Flanschabschnitts auf unterschiedlichen Radien, und zwar innerhalb und außerhalb der Fügestelle zwischen den genannten Gehäuseteilen. Ein Ringrad ist radial außerhalb der Ausnehmungen an dem ersten Gehäuseteil angefügt. Ein beim Schweißen auftretendes Ausdehnen und Zusammenziehen der Gehäuseteile ist durch diese Ausgestaltung besonders gut möglich, so dass die Gefahr von Rissbildung im Bereich der Schweißnaht reduziert ist. Wie bereits angedeutet, wird die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil vorzugsweise mittels Schweißen bewerkstelligt. Es sind jedoch prinzipiell auch andere Befestigungsmöglichkeiten, beispielsweise eine Pressverbindung, denkbar.The solution consists in a differential unit, which is a first housing part with a first flange portion and a central opening and a second housing part having a second flange portion which in the opening of the first housing part used and with the first housing part at a joint is firmly connected, wherein the first flange portion and the second Flange portion each near the joint at least one recess exhibit. Preferably, the first and second flange portion several recesses. While the first housing part cup-shaped may be formed, the second housing part may be cover-shaped. A particularly cheap Stress distribution is achieved by the flange sections several over Have the circumference distributed recesses. Here are the recesses the first flange portion and the recesses of the second flange portion at different radii, inside and outside the joint between the mentioned housing parts. A ring gear is radially outside the recesses attached to the first housing part. One when welding occurring expansion and contraction of the housing parts is particularly well possible by this configuration, so that the risk of Cracking in the area of the weld is reduced. As already indicated, becomes the connection between the first and the second housing part preferably by welding accomplished. However, there are in principle other attachment options, For example, a press connection, conceivable.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Differentialeinheit besteht darin, dass die Ausnehmungen der Flanschabschnitte beim Fügen der beiden Gehäuseteile miteinander zu einer Reduktion der Spannungen führt. Dies gilt insbesondere für das Verbinden der beiden Gehäuseteile mittels Schweißen, da Wärmeverzüge verringert werden, was sich wiederum günstig auf die Ausbildung der Schweißnaht und die Maßhaltigkeit der Differentialeinheit auswirkt. Durch die Ausnehmungen erhalten die Flanschabschnitte eine gewisse Elastizität, so dass die Quereigenspannungen reduziert werden.The advantage of the differential unit according to the invention is that the recesses of the flange sections when joining the two housing parts together leads to a reduction of the voltages. This applies in particular to the connection of the two housing parts by means of welding, since heat be reduced distortions, which in turn has a favorable effect on the formation of the weld and the dimensional accuracy of the differential unit. Through the recesses, the flange sections receive a certain elasticity, so that the transverse tensions are reduced.

Die Ausnehmungen sollen in der Nähe der Fügestelle vorgesehen sein, damit sie zur Elastizität der Fügestelle bzw. des Bereiches um die Fügestelle beitragen können. Beispielsweise können die Ausnehmungen in etwa in einer gemeinsamen Ebene mit der Fügestelle liegen. Die Ausnehmungen können dabei, bezogen auf die Außenabmessungen der beiden Gehäuseteilen, in einem gemeinsamen Drittel oder Viertel mit der Fügestelle liegen, wobei sich dies in radialer und/oder axialer Richtung beziehen kann.The Recesses are supposed to be nearby the joint be provided so that they to the elasticity of the joint or the area contribute to the joint can. For example, you can the recesses approximately in a common plane with the joint lie. The recesses can, based on the external dimensions the two housing parts, in a common third or fourth with the joint lie, wherein these relate in the radial and / or axial direction can.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weisen der erste Flanschabschnitt und der zweite Flanschabschnitt jeweils einen Ringbund auf, wobei die beiden Ringbunde über eine Seitenfläche des ersten bzw. zweiten Flanschabschnitts axial vorstehen und die Fü gestelle zwischen dem ersten und zweiten Flanschabschnitt bilden. Die beiden aneinander anliegenden, axial vorstehenden Ringbunde unterstützen die Reduktion von Quereigenspannungen im Fügebereich, was die Reduktion von Wärmeverzügen unterstützt. Der Radius der Fügestelle zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil ist vorzugsweise etwa mittig zwischen einem mittleren Radius der Ausnehmungen des ersten Flanschabschnitts und einem mittleren Radius der Ausnehmungen des zweiten Flanschabschnitts angeordnet. In diesem Zusammenhang wird unter „etwa mittig” verstanden, dass die Fügestelle in einem mittleren Drittel der Radialerstreckung zwischen den mittleren Radien der inneren bzw. äußeren Ausnehmungen liegt.To In a preferred embodiment, the first flange section and the second flange portion each have a collar, wherein the two ring collars over a side surface axially projecting the first and second flange portion and the For frames form between the first and second flange portion. The two abutting, axially projecting annular collars support the Reduction of transverse stresses in the joining area, what the reduction supported by heat distortion. Of the Radius of the joint between the first and second housing part is preferably about centrally between a mean radius of the recesses of the first Flange portion and a mean radius of the recesses of the arranged second flange portion. In this context will under "about centered " that the joint in a middle third of the radial extent between the middle Radii of the inner and outer recesses lies.

Vorzugsweise hat der zweite Flanschabschnitt eine zylindrische Außenfläche, die gemeinsam mit einer zylindrischen Innenfläche der zentralen Bohrung die Fügestelle zwischen dem zweiten Gehäuseteil und dem ersten Gehäuseteil bildet. Durch die zylindrische Flächenpaarung zwischen dem zweiten Flanschabschnitt und der Bohrung wird auch eine zylindrische Fügestelle erzeugt, das heißt die Schweißnaht erstreckt sich im Längsschnitt betrachtet in axiale Richtung. Dies hat den Vorteil, dass die Maßhaltigkeit der Differentialeinheit in axiale Richtung besonders hoch ist, so dass der Schweißprozeß allenfalls geringe Auswirkungen auf das Verzahnungsspiel zwischen den Differentialrädern und den Seitenwellenrädern hat.Preferably the second flange portion has a cylindrical outer surface which together with a cylindrical inner surface of the central bore the joint between the second housing part and the first housing part forms. Due to the cylindrical surface pairing between the second Flange portion and the bore will also be a cylindrical joint generated, that is the weld extends in longitudinal section considered in the axial direction. This has the advantage that the dimensional accuracy the differential unit in the axial direction is particularly high, so that the welding process at best little effect on the gear play between the differential wheels and the side-wave wheels Has.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Fügestelle weist zumindest eine der Flächen, Außenfläche bzw. Innenfläche, eine Ringnut auf, die von einer Stirnseite der Fügestelle axial beabstandet ist. Die Ringnut bewirkt in vorteilhafter Weise ein Entgasen beim Schweißprozess, was sich günstig auf die Ausbildung der Schweißnaht, insbesondere im Bereich der Wurzel, auswirkt. Ein besonders guter Entgasungseffekt wird erzielt, wenn sowohl die Außenfläche als auch die Innenfläche Ringnuten aufweisen, wobei die Ringnut der Außenfläche und die Ringnut der Innenfläche in eingesetztem Zustand des zweiten Gehäuseteils in das erste Gehäuseteil einen gemeinsamen Ringraum bilden.To a preferred embodiment of the joint has at least one the surfaces, Outer surface or Inner surface, an annular groove axially spaced from an end face of the joint is. The annular groove causes a degassing in an advantageous manner Welding process, which is cheap on the formation of the weld, especially in the root area. A particularly good one Degassing effect is achieved when both the outer surface as also the inner surface Have annular grooves, wherein the annular groove of the outer surface and the annular groove of the inner surface in inserted Condition of the second housing part in the first housing part form a common annulus.

Darüber hinaus reduziert die Ringnut bzw. der Ringraum die Kerbwirkung des Fügespalts in der Schweißnaht. Dies funktioniert besonders gut, wenn der tiefste Punkt der Schweißnaht in der Ringnut bzw. in dem Ringraum zu liegen kommt. Nachfolgend wird im Zusammenhang mit einer Ringnut bzw. einem Ringraum lediglich der Entga sungseffekt beschrieben. Eine Reduzierung der Kerbwirkung geht damit natürlich einher.Furthermore reduces the annular groove or the annulus the notch effect of the joint gap in the weld. This works especially well when the deepest point of the weld is in the annular groove or in the annulus comes to rest. Below is in the Connection with an annular groove or an annular space only the Entga sung effect described. A reduction of the notch effect goes with that, of course associated.

Der zweite Flanschabschnitt kann mit axialer Überdeckung innerhalb des ersten Flanschabschnitts angeordnet sein, was sich günstig auf die Baurauraumverhältnisse auswirkt. Alternativ hierzu können der zweite Flanschabschnitt und der erste Flanschabschnitt auch zumindest teilweise axial versetzt zueinander angeordnet sein, was zu einer Erhöhung der Steifigkeit führt.Of the second flange portion may be axially overlapped within the first Can be arranged flange, which is beneficial to the space requirements effect. Alternatively, you can the second flange portion and the first flange portion also at least partially axially offset from each other, which to an increase the stiffness leads.

Für eine gleichmäßige Spannungsverteilung in den Flanschabschnitten sind die Ausnehmungen vorzugsweise in Form von Durchgangsöffnungen gestaltet. Weiter ist es für eine gleichmäßige Masseverteilung günstig, wenn die Ausnehmungen regelmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind. Die Anzahl der über den Umfang verteilten Ausnehmungen ist generell beliebig und muss unter Berücksichtigung der Steifigkeit bzw. der Spannungen in den Flanschabschnitten ausgelegt werden. Für eine hohe Steifigkeit ist es günstig, wenn die zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Ausnehmungen gebildeten Stege eine variable Breite über ihrer Radialerstreckung aufweisen, und sich insbesondere von radial innen nach radial außen verjüngen. Weiter ist es im Hinblick auf eine hohe Steifigkeit besonders vorteilhaft, wenn die Ausnehmungen des ersten Flanschabschnitts zu den Ausnehmungen des zweiten Flanschabschnitts in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind bzw. im Bereich der Stege des zweiten Flanschabschnitts liegen.For an even stress distribution in The flange portions, the recesses are preferably in shape of passage openings designed. Next it is for a uniform mass distribution Cheap, if the recesses regularly over the Circumference distributed. The number of recesses distributed over the circumference is Generally arbitrary and must take into account the rigidity or the voltages in the flange sections are designed. For one high rigidity it is favorable when the between two circumferentially adjacent recesses formed webs a variable width over its radial extent have, and in particular taper from radially inward to radially outward. Further it is particularly advantageous in terms of high rigidity, when the recesses of the first flange portion to the recesses the second flange portion arranged offset in the circumferential direction are or lie in the region of the webs of the second flange portion.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist der erste Flanschabschnitt in eine Bohrung eines Ringrads eingesetzt und mit diesem fest verbunden. Auch hier gilt, dass die beiden Bauteile vorzugsweise mittels Schweißen miteinander verbunden werden, wobei andere Verbindungsmittel nicht ausgeschlossen sind. Das Ringrad, das zur Einleitung eines Drehmoments in die Differentialeinheit dient, kann eine Kegelrad- oder Stirnradverzahnung aufweisen. Für eine axiale Positionierung des ersten Gehäuseteils gegenüber dem Ringrad ist vorgesehen, dass das Ringrad eine ringförmige Schulter aufweist, gegen die der erste Flanschabschnitt in Anlage gebracht werden kann.According to a preferred embodiment, the first flange portion is inserted into a bore of a ring gear and fixedly connected thereto. Again, it is true that the two components are preferably connected to one another by means of welding, wherein other connecting means are not excluded. The ring gear, which serves to introduce a torque into the differential unit, may have a bevel or spur gear teeth. For an axial positioning of the first housing part relative to the ring gear is provided, that the ring gear has an annular shoulder against which the first flange portion can be brought into abutment.

Vorzugsweise ist die Fügestelle zwischen dem Ringrad und dem ersten Flanschabschnitt zylindrisch ausgebildet, wodurch Wärmeverzüge in axialer Richtung gering gehalten werden. Das heißt der erste Flanschabschnitt hat eine zylindrische Außenfläche, die gemeinsam mit einer zylindrischen Innenfläche des Ringrads die zu verschweißende Verbindungsstelle zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem Ringrad bildet. Wie schon bei der Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Flanschabschnitt, ist es auch bei der Fügestelle zum Ringrad günstig, wenn zumindest eine der Flächen Außenfläche und Innenfläche eine Ringnut aufweist, welche ein Entgasen beim Schweißprozess fördert. Die Fügestelle ist gegenüber einer Seitenfläche des Ringrads nach innen zurückversetzt. Durch diese einseitige Freilegung wird die Gefahr von Wärmeverzüge in der Laufverzahnung reduziert.Preferably is the joint between the ring gear and the first flange portion cylindrical formed, whereby heat distortion in the axial Direction are kept low. That is, the first flange portion has a cylindrical outer surface that together with a cylindrical inner surface of the ring gear to be welded joint between the first housing part and forms the ring gear. As with the connection between the first and second flange, it is also at the joint favorable to the ring gear, if at least one of the surfaces Outer surface and inner surface one Has annular groove, which is a degassing during the welding process promotes. The joint is opposite a side surface the ring gear set back inwards. Through this one-sided exposure, the risk of heat distortion in the Running teeth reduced.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Es zeigt:preferred embodiments will be explained below with reference to the drawing figures. It shows:

1 eine erfindungsgemäße Differentialeinheit im Halblängsschnitt; 1 a differential unit according to the invention in half longitudinal section;

2 einen Teilausschnitt der Differentialeinheit aus 1 in Axialansicht; 2 a partial section of the differential unit 1 in axial view;

3 die Differentialeinheit aus 1 in einer ersten perspektivischen Ansicht von einer ersten Seite; und 3 the differential unit off 1 in a first perspective view from a first side; and

4 die Differentialeinheit auf 1 in einer zweiten perspektivischen Ansicht von einer zweiten Seite. 4 the differential unit 1 in a second perspective view from a second side.

Die 1 bis 4 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Es ist eine erfindungsgemäße Differentialeinheit 2 gezeigt, die mittels zweier Wälzlager 3, 4 in einem Getriebegehäuse um die Drehachse A zu lagern ist. Die Differentialeinheit 2 dient zur Drehmomentübertragung von einer nicht dargestellten Antriebswelle im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs auf zwei Seitenwellen, welche die Räder einer Antriebsachse antreiben und untereinander eine ausgleichende Wirkung haben. Die Differentialeinheit 2 umfaßt ein mehrteilig aufgebautes Gehäuse 5, an dem ein Antriebsrad 6 zur Einleitung eines Drehmoments befestigt ist. Das Antriebsrad 6 ist in Form eines Ringrads mit einer Stirnverzahnung gestaltet, das von einem nicht dargestellten Ritzel angetrieben wird.The 1 to 4 will be described together below. It is a differential unit according to the invention 2 shown by means of two rolling bearings 3 . 4 is to be stored in a transmission housing about the axis of rotation A. The differential unit 2 is used to transmit torque from a drive shaft, not shown, in the drive train of a motor vehicle on two side shafts, which drive the wheels of a drive axle and have a balancing effect with each other. The differential unit 2 comprises a multi-part housing 5 to which a drive wheel 6 is attached to initiate a torque. The drive wheel 6 is designed in the form of a ring gear with a spur gear, which is driven by a pinion, not shown.

Das Gehäuse 5 umfaßt ein topfförmiges erstes Gehäuseteil 7 und ein deckelförmiges zweites Gehäuseteil 8, welche fest miteinander verbunden sind. Das erste Gehäuseteil 7 weist einen ersten Flanschabschnitt 9 an einem axialen Ende, einen zentralen Anschnitt 10 und einen hieran einstückig angeformten Hülsenansatz 11 auf, auf dem ein Lagerinnenring des Wälzlagers 3 aufsitzt. In dem zentralen Abschnitt 10 sind Differentialräder 12 auf einer zur Drehachse A senkrechten Achse B drehbar gelagert, wobei sie gemeinsam mit dem Gehäuse 5 um die Drehachse A umlaufen. Zur Lagerung der Differentialräder 12 im Gehäuse 5 sind Zapfen 13 vorgesehen, welche in entsprechende radiale Bohrungen 14 des ersten Gehäuseteils 7 eingesteckt sind. Die Differentialräder 12 kämmen jeweils mit zwei Seitenwellenrädern 15, 15', welche in axiale Richtung gegenüber dem Gehäuse 5 über Anlaufscheiben 16, 16' axial abgestützt sind. Die Seitenwellenräder 15, 15' weisen jeweils eine zentrale Bohrung mit einer Längsverzahnung 17, 17' auf, in die jeweils eine zugehörige Seitenwelle drehfest eingesteckt wird.The housing 5 comprises a cup-shaped first housing part 7 and a lid-shaped second housing part 8th , which are firmly connected. The first housing part 7 has a first flange portion 9 at one axial end, a central gate 10 and a sleeve approach integrally molded thereto 11 on, on which a bearing inner ring of the rolling bearing 3 seated. In the central section 10 are differential gears 12 rotatably supported on an axis B perpendicular to the axis of rotation A, where they together with the housing 5 revolve around the axis of rotation A. For storage of differential gears 12 in the case 5 are cones 13 provided, which in corresponding radial bores 14 of the first housing part 7 are plugged in. The differential wheels 12 each comb with two side-shaft gears 15 . 15 ' , which in the axial direction relative to the housing 5 over thrust washers 16 . 16 ' are axially supported. The side shaft wheels 15 . 15 ' each have a central bore with a longitudinal toothing 17 . 17 ' on, in each of which an associated side shaft is inserted non-rotatably.

Das zweite Gehäuseteil 8 umfaßt einen zweiten Flanschabschnitt 18 sowie einen einteilig angeformten Hülsenansatz 19, welcher einen Lagerinnenring des Wälzlagers 4 aufnimmt. Das erste Gehäuseteil 7 hat im Bereich seines ersten Flanschabschnitts 9 eine zentrale Öffnung 20 mit einer innenzylindrischen Innenfläche, in die das zweite Gehäuseteil 8 mit seinem zweiten Flanschabschnitt 18 eingesetzt ist. In der zylindrischen Außenfläche des Flanschabschnitts 18 und in der innenzylindrischen Innenfläche der Öffnung 20 sind jeweils umlaufende Ringnuten ausgebildet, welche gemeinsam einen Ringraum 22 definieren, der mit axialem Abstand zu einer Seitenfläche 36 des ersten Flanschabschnitts 9 angeordnet ist. Der Ringraum 22, der in etwa in einer Ebene einer Seitenfläche 37 des zweiten Flanschabschnitts 18 liegt, dient als Entgasungsraum für den Schweißprozess, was sich günstig auf die erzeugte Schweißnaht auswirkt.The second housing part 8th includes a second flange portion 18 and a one-piece molded sleeve approach 19 , which a bearing inner ring of the rolling bearing 4 receives. The first housing part 7 has in the area of its first flange section 9 a central opening 20 with an inner cylindrical inner surface into which the second housing part 8th with its second flange portion 18 is used. In the cylindrical outer surface of the flange portion 18 and in the inner cylindrical inner surface of the opening 20 each circumferential annular grooves are formed, which together form an annulus 22 define, with axial distance to a side surface 36 of the first flange portion 9 is arranged. The annulus 22 which is roughly in one plane of a side surface 37 the second flange portion 18 lies, serves as a degassing space for the welding process, which has a favorable effect on the weld produced.

Im Bereich einer Fügestelle 23 haben der erste Flanschabschnitt 9 und der zweite Flanschabschnitt 18 jeweils einen axial der Achse B wegweisenden Ringbund 24, 25, die jeweils über die Seitenfläche des zugehörigen Flanschabschnitts axial vorstehen. Diese aneinander anliegenden, axial vorstehenden Ringbunde 24, 25 unterstützen die Reduktion von Quereigenspannungen im Bereich der Fügestelle 23, was sich wiederum günstig auf den Wärmeverzug auswirkt. Am innen liegenden Ende der Bohrung 20 hat das erste Gehäuseteil 7 eine Schulter 21, gegen die das zweite Gehäuseteil 8 bei der Montage, vor dem Schweißprozess, axial zur Anlage gebracht werden kann. Durch ent sprechendes axiales Ausrichten des zweiten Gehäuseteils 8 relativ zum ersten Gehäuseteil 7 wird das Zahnspiel des Differenzialrädersatzes 12, 15 eingestellt. Nach dem axialen Ausrichten wird die Fügestelle 23 verschweißt, wobei als Schweißverfahren beispielsweise Laserstrahlschweißen oder Elektronstrahlschweißen zum Einsatz kommen kann.In the area of a joint 23 have the first flange section 9 and the second flange portion 18 in each case one axially of the axis B pioneering annular collar 24 . 25 each projecting axially beyond the side surface of the associated flange portion. These abutting, axially projecting annular collars 24 . 25 support the reduction of transverse stresses in the region of the joint 23 , which in turn has a favorable effect on the heat distortion. At the inside end of the hole 20 has the first housing part 7 one shoulder 21 , against which the second housing part 8th during assembly, before the welding process, can be brought axially to the plant. By ent speaking axial alignment of the second housing part 8th relative to the first housing part 7 becomes the backlash of the differential gear set 12 . 15 set. After axial off will judge the joint 23 welded, which can be used as a welding process, for example, laser beam welding or electron beam welding.

Der erste Flanschabschnitt 9 des ersten Gehäuseteils 7 ist in eine entsprechende Bohrung 27 des Ringrads 6 eingesetzt und mit einer Stirnfläche gegen eine radiale Schulter 28 des Antriebsrads 6 axial abgestützt. Dabei ist zwischen der zylindrischen Außenfläche des Flanschabschnitts 9 und der innenzylindrischen Bohrung 27 eine zweite Fügestelle 26 gebildet. Es ist ersichtlich, dass auch in der Innenfläche der Bohrung 27 eine Ringnut und an der Außenfläche des Flanschabschnitts 9 eine Ringnut vorgesehen ist, welche in axialer Überdeckung miteinander liegen und gemeinsam einen Ringraum 29 bilden, der als Entgasungsraum beim Schweißvorgang dient. Die zweite Fügestelle 26 ist gegenüber einer Seitenfläche 31 des Antriebsrads 6 axial zurückversetzt. Hierdurch wird die Gefahr von Wärmeverzügen in der Verzahnung des Antriebsrads 6 reduziert.The first flange section 9 of the first housing part 7 is in a corresponding hole 27 of the ring gear 6 used and with an end face against a radial shoulder 28 of the drive wheel 6 axially supported. It is between the cylindrical outer surface of the flange 9 and the inside cylindrical bore 27 a second joint 26 educated. It can be seen that even in the inner surface of the bore 27 an annular groove and on the outer surface of the flange portion 9 an annular groove is provided which lie in axial overlap with each other and together an annulus 29 form, which serves as a degassing during the welding process. The second joint 26 is opposite a side surface 31 of the drive wheel 6 set back axially. As a result, the risk of heat distortion in the toothing of the drive wheel 6 reduced.

Es ist insbesondere in den 3 und 4 ersichtlich, dass der erste Flanschabschnitt 9 und der zweite Flanschabschnitt 18 eine Mehrzahl von über den Umfang verteilten ersten Ausnehmungen 32 bzw. zweiten Ausnehmungen 33 aufweisen. Die Ausnehmungen 32, 33 sind in Form von Durchgangsöffnungen gestaltet. Die Ausnehmungen 32, 33 liegen dabei in etwa in einer gemeinsamen Ebene mit der Fügstelle 23, wobei die Ebene sich senkrecht zur Drehachse A erstrecktIt is especially in the 3 and 4 it can be seen that the first flange section 9 and the second flange portion 18 a plurality of circumferentially distributed first recesses 32 or second recesses 33 exhibit. The recesses 32 . 33 are designed in the form of through holes. The recesses 32 . 33 lie approximately in a common plane with the Fügstelle 23 wherein the plane extends perpendicular to the axis of rotation A.

Zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Ausnehmungen 32, 33 sind jeweils radial verlaufende Stege 34, 35 gebildet, so dass sich insgesamt eine speichenartige Struktur des Gehäuses 5 im Bereich der Anbindung des Antriebsrades 6 ergibt. Die über den Umfang verteilten Ausnehmungen 32, 33 führen beim Verschweißen der beiden Gehäuseteile 7, 8 miteinander, beziehungsweise des ersten Gehäuseteils 7 mit dem Ringrad 6, zu einer Reduzierung von Spannungen, die beim Schweißen durch Ausdehnen und Zusammenziehen der Gehäuseteile 7, 8 entstehen. Die Stege 34, 35 verjüngen sich über ihre radiale Erstreckung von innen nach außen, was zu einer erhöhten Steifigkeit führt. Es ist ersichtlich, dass der Radius R3 der Fügestelle 23 zwi schen dem ersten und zweiten Gehäuseteil 7, 8 etwa mittig zwischen einem mittleren Radius R1 der äußeren Ausnehmungen 32 und einem mittleren R2 der inneren Ausnehmungen 33 angeordnet ist. Durch diese Maßnahme werden Querspannungen besonders reduziert.Between two circumferentially adjacent recesses 32 . 33 are each radially extending webs 34 . 35 formed, so that in total a spoke-like structure of the housing 5 in the area of the connection of the drive wheel 6 results. The recesses distributed over the circumference 32 . 33 lead when welding the two housing parts 7 . 8th each other, or the first housing part 7 with the ring wheel 6 , to reduce stresses during welding by expanding and contracting the housing parts 7 . 8th arise. The bridges 34 . 35 taper from the inside to the outside over their radial extent, which leads to increased rigidity. It can be seen that the radius R3 of the joint 23 between tween the first and second housing part 7 . 8th approximately midway between a mean radius R1 of the outer recesses 32 and a middle R2 of the inner recesses 33 is arranged. By this measure, transverse voltages are particularly reduced.

Bei der erfindungsgemäßen Differentialeinheit 2 ist die Kombination der zylindrisch ausgebildeten Fügestellen 23, 26 mit den über den Umfang verteilten Ausnehmungen 32, 33, die auf unterschiedlichen Radien R1, R2 liegen, besonders günstig. Durch die zylindrischen Fügestellen 23, 26 wird erreicht, dass das Schweißen nur einen minimalen Einfluss auf die Maßhaltigkeit des Gehäuses 5 in axiale Richtung über die Länge L und damit auf das Verzahnungsspiel des Differentialrädersatzes hat. Gleichzeitig werden die beim Schweißen auftretenden Spannungen durch die auf zwei unterschiedlichen Radien R1, R2 verteilten Ausnehmungen 32, 33 gering gehalten.In the differential unit according to the invention 2 is the combination of cylindrically shaped joints 23 . 26 with the recesses distributed over the circumference 32 . 33 , which are at different radii R1, R2, particularly favorable. Through the cylindrical joints 23 . 26 is achieved that welding only a minimal impact on the dimensional accuracy of the housing 5 in the axial direction over the length L and thus has the teeth clearance of Differentialrädersatzes. At the same time, the stresses occurring during welding are divided by the recesses distributed on two different radii R1, R2 32 . 33 kept low.

Zur Montage der Differentialeinheit wird zunächst das Seitenwellenrad 15 sowie die Differentialräder 12 in das erste Gehäuseteil 7 eingesetzt und der Zapfen 13 zur Lagerung der Differentialräder 12 in die Bohrung 14 eingesteckt und axial gesichert. Dann wird auch das gegenüberliegende zweite Seitenwellenrad 15' eingesetzt. Anschließend wird das deckelförmige zweite Gehäuseteil 8 mit seinem Flanschabschnitt 18 in die Öffnung 20 des ersten Gehäuseteils 7 eingeschoben. Nach dem Einstellen des Verzahnungsspiels des Differentialrädersatzes durch entsprechendes axiales Ausrichten des zweiten Gehäuseteils 8 gegenüber dem ersten Gehäuseteil 7 wird die Fügestelle 23 verschweißt. In einem weiteren Fertigungsschritt wird die so zusammengefügte Baueinheit mit dem Antriebsrad 6 verbunden. Dies geschieht durch Aufschieben des Antriebsrades 6 auf den Flanschabschnitt 9 des ersten Gehäuseteils 7, wobei der Flanschabschnitt 9 gegenüber der Schulter 28 des Antriebsrads 6 zur Anlage gebracht wird. Anschließend wird der Fügebereich 26 verschweißt.To assemble the differential unit, the side gear is first used 15 as well as the differential wheels 12 in the first housing part 7 used and the pin 13 for storage of the differential wheels 12 into the hole 14 plugged in and secured axially. Then also the opposite second Seitenwellenrad 15 ' used. Subsequently, the lid-shaped second housing part 8th with its flange section 18 in the opening 20 of the first housing part 7 inserted. After adjusting the gear clearance of the differential gear set by appropriate axial alignment of the second housing part 8th opposite the first housing part 7 becomes the joint 23 welded. In a further manufacturing step, the assembly thus assembled with the drive wheel 6 connected. This is done by sliding the drive wheel 6 on the flange section 9 of the first housing part 7 , wherein the flange portion 9 opposite the shoulder 28 of the drive wheel 6 is brought to the plant. Subsequently, the joining area 26 welded.

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22: Differentialeinheitdifferential unit
33: Wälzlagerroller bearing
44: Wälzlagerroller bearing
55: Gehäusecasing
66: Antriebsraddrive wheel
77: erstes Gehäuseteilfirst housing part
88th: zweites Gehäuseteilsecond housing part
99: erster Flanschabschnittfirst flange
1010: mittlerer Abschnittmiddle section
1111: Hülsenansatzsleeve extension
1212: Differentialraddifferential gear
1313: Zapfenspigot
1414: Bohrungdrilling
1515: Seitenwellenradsideshaft
1616: Anlaufscheibethrust washer
1717: Längsverzahnungspline
1818: zweiter Flanschabschnittsecond flange
1919: Hülsenansatzsleeve extension
2020: Öffnungopening
2121: Schultershoulder
2222: Ringraumannulus
2323: Fügestellejoint
2424: Ringbundcollar
2525: Ringbundcollar
2626: Fügestellejoint
2727: Bohrungdrilling
2828: Schultershoulder
2929: Ringraumannulus
3030: zweite Fügestellesecond joint
3131: Seitenflächeside surface
3232: erste Ausnehmungfirst recess
3333: zweite Ausnehmungsecond recess
3434: Stegweb
3535: Stegweb
3636: Seitenflächeside surface
3737: Seitenflächeside surface
AA: Drehachseaxis of rotation
BB: Radialachseradial axis
LL: Längelength
RR: Radiusradius

Claims

Differential unit comprising a first housing part ( 7 ) with a first flange portion ( 9 ) and with a central opening ( 20 ), a second housing part ( 8th ) with a second flange portion ( 18 ), which is in the opening ( 20 ) of the first housing part ( 7 ) and with the first housing part ( 7 ) at a joint ( 23 ), wherein the first flange portion ( 9 ) and the second flange portion ( 18 ) a plurality of recesses distributed over the circumference ( 32 ) in the vicinity of the joint, wherein the recesses ( 32 ) of the first flange section ( 9 ) and the recesses ( 33 ) of the second flange portion ( 18 ) lie on different radii (R1, R2), namely inside and outside the joint ( 23 ), characterized in that a ring gear radially outside the recesses ( 32 . 33 ) is attached to the first housing part.

Differential unit according to claim 1, characterized in that the first flange portion ( 9 ) a first annular collar ( 24 ), which over a side surface of the first flange portion ( 9 ) projects axially, and that the second flange portion ( 18 ) a second annular collar ( 25 ), which over a side surface of the second flange portion ( 18 axially projecting, wherein the first and the second annular collar ( 24 . 25 ) adjacent to a joint ( 23 ) between the first and second flange portions ( 18 ) are arranged.

Differential unit according to one of the claims 1 or 2, characterized in that the second flange portion ( 18 ) has a cylindrical outer surface, which together with a cylindrical inner surface of the central opening ( 20 ) the joint ( 23 ) between the second housing part ( 8th ) and the first housing part ( 7 ).

Differential unit according to claim 3, characterized in that at least one of the surfaces outer surface and inner surface has an annular groove which extends from an end face of the joint ( 23 ) is axially spaced.

Differential unit according to one of the claims 2 to 4, characterized in that the joint ( 23 ) approximately centrally between a mean radius (R1) of the recesses ( 32 ) of the first flange section ( 9 ) and a mean radius (R2) of the recesses ( 33 ) of the second flange portion ( 18 ) is arranged.

Differential unit according to one of the claims 2 to 5, characterized in that the second housing part ( 8th ) and the first housing part ( 7 ) along the joint ( 23 ) are joined together by welding.

Differential unit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second flange portion ( 18 ) and the first flange portion ( 9 ) are axially offset from one another.

Differential unit according to one of claims 1 to 7, characterized in that the second flange portion ( 18 ) the first flange portion ( 9 ) partially covered axially.

Differential unit according to one of the claims 1 to 8, characterized in that the recesses ( 32 . 33 ) are designed in the form of through holes.

Differential unit according to one of the claims 1 to 9, characterized in that between each two circumferentially adjacent recesses ( 32 . 33 ) formed webs ( 34 . 35 ) have a variable width across their radial extent.

Differential unit according to claim 10, characterized characterized in that at least a part number of the webs opposite to a radial axis at an angle.

Differential unit according to one of the claims 1 to 11, characterized in that the first flange section ( 9 ) into a hole ( 27 ) of a ring gear ( 6 ) is used and firmly connected to this.

Differential unit according to claim 12, characterized in that the first flange portion ( 9 ) has a cylindrical outer surface which, together with a cylindrical inner surface of the ring gear ( 6 ) the joint ( 26 ) between the first housing part ( 7 ) and the ring gear ( 6 ) form.

Differential unit according to claim 13, characterized in that at least one of the surfaces outer surface and inner surface has an annular groove which extends from an end face of the joint ( 26 ) is axially spaced.

Differential unit according to one of the claims 12 to 14, characterized in that the first housing part ( 7 ) and the ring gear ( 6 ) along the joint ( 26 ) are joined together by welding.