DE102011087568A1

DE102011087568A1 - Bearing pin for planetary gear of spur gear in power train of motor vehicle e.g. truck, has main structure whose first region is provided on both sides of second region of main structure

Info

Publication number: DE102011087568A1
Application number: DE102011087568A
Authority: DE
Inventors: Thorsten BIERMANN; Rainer Schübel; Ernst Masur
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2013-06-06

Abstract

The bearing pin (2) has main structure (5) provided along longitudinal axis (6) of the bearing pin. The main structure has a first region (7) with first constant outer diameter (D1) which is smaller than a second outer diameter (D2) of second region (8) of main structure. The main structure is provided for receiving the planet wheel (3). The first region of main structure is provided on both sides of second region of main structure. An independent claim is included for spur gear for power train in motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lagerbolzen für ein Planetenrad eines Stirnraddifferenzials mit einem Körper, der sich entlang einer Längsachse des Lagerbolzens erstreckt, wobei der Körper einen ersten Bereich aufweist, der einen konstanten ersten Außendurchmesser aufweist, welcher kleiner ist, als ein zweiter Außendurchmesser des Körpers, der in einem zweiten Bereich vorhanden ist, wobei der Körper zu lagernden Aufnahme des Planetenrades ausgebildet ist.The invention relates to a bearing pin for a planetary gear of a Stirnraddifferenzials with a body which extends along a longitudinal axis of the bearing pin, wherein the body has a first portion having a constant first outer diameter which is smaller than a second outer diameter of the body is present in a second region, wherein the body is formed to be stored recording of the planetary gear.

Aus dem Stand der Technik sind Lagerbolzen bekannt, bspw. aus der DE 10 2009 001 985 A1 . Diese Druckschrift offenbart einen Planetenbolzen, der in Bolzenbohrungen eines Planetenträgers gelagert ist. Der Planetenträger weist an der Abtriebsseite eine Mitnahmeverzahnung für einen Kupplungskörper auf. Der Planetenträger ist dabei so ausgebildet, dass keine Unterbrechung der Verzahnung vorgesehen ist, wobei die Verarbeitung der Bolzenbohrung von der Abtriebsseite, d.h. von der der Mitnahmeverzahnung abgewandten Seite aus, erfolgt. Um den Werkzeugauslauf zu gewährleisten, ist der Übergang von der Mitnahmeverzahnung zum Planetenträger mit einem kleinen Außendurchmesser und somit mit einem kleinen Querschnitt ausgeführt, was hinsichtlich der Festigkeit jedoch kritisch ist. Die DE 10 2009 001 985 A1 schlägt nun vor, um die Festigkeit bei einer möglichen Bearbeitung der Bolzenbohrung von der Abtriebsseite, d.h. von der Mitnahmeverzahnung abgewandten Seite aus, zu erhöhen, die Planetenbolzen an dem der Mitnahmeverzahnung zugewandten Ende im Durchmesser abgesetzt auszuführen.From the state of the art bearing bolts are known, for example. From the DE 10 2009 001 985 A1 , This document discloses a planetary pin, which is mounted in pin bores of a planet carrier. The planet carrier has on the output side a driving toothing for a coupling body. The planet carrier is designed so that no interruption of the toothing is provided, wherein the processing of the pin bore from the output side, ie from the driving toothing side facing away, takes place. In order to ensure the tool outlet, the transition from the driving teeth to the planet carrier is designed with a small outer diameter and thus with a small cross-section, which is critical in terms of strength. DE 10 2009 001 985 A1 proposes, in order to increase the strength in a possible processing of the pin bore from the output side, ie side facing away from the entrainment toothing, to make the planet pin offset in diameter at the end facing the entrainment toothing.

Auch sind asymmetrische Differenziale mit Distanzhülsen bekannt, wobei dann häufig Stirnraddifferenziale zum Einsatz kommen.Also, asymmetric differentials are known with spacers, which then often spur differentials are used.

Solche Stirnraddifferenziale sind bspw. aus der DE 10 2007 040 475 A1 , der WO 2011/003747 A2 , der DE 10 2007 004 709 A1 und der DE 10 2007 004 712 A1 bekannt. Such Stirnraddifferenziale are, for example, from the DE 10 2007 040 475 A1 , of the WO 2011/003747 A2 , of the DE 10 2007 004 709 A1 and the DE 10 2007 004 712 A1 known.

Die DE 10 2007 004 709 A1 offenbart bspw. ein Stirnraddifferenzial mit wenigstens einer Summenwelle für die Verteilung von Drehmomenten an ein erstes Differenzialglied sowie an ein zweites Differenzialglied über mindestens drei aus jeweils einem ersten Planetenrad und einem zweiten Planetenrad gebildete Paare, wobei die Planetenräder eines Paares einander gegenüberliegend und wirkverbunden sind. Die Planetenräder und Sonnenräder sind dabei wie folgt beschrieben ausgebildet und angeordnet:

a Jedes Planetenpaar weist zwei Planetenräder auf, die vorzugsweise identisch als Gleichteile gestaltet sind.
b Die Planetenräder weisen jeweils einen außenzylindrischen nicht verzahnten Abschnitt und längs daneben einen verzahnten Abschnitt auf.
c Die radialen äußeren Abmessungen, bspw. ein Außenradius, des nicht verzahnten Abschnitts sind geringer, als die kleinstmöglichen radialen äußersten Abmessungen, bspw. verglichen zum Kopfkreisradius, des verzahnten Abschnitts. Dabei ist der Außendurchmesser des nicht verzahnten Abschnitts mindestens kleiner als der Zahnkopfdurchmesser, vorzugsweise aber gleich oder kleiner als der Zahnfußdurchmesser des verzahnten Abschnitts.
d Der verzahnte Abschnitt der betrachteten Planetenräder ist als Stirnverzahnung, Geradverzahnung, Schrägverzahnung, Keilverzahnung oder schraubenförmige Verzahnung ausgebildet.
e Jedes der Planetenräder sitzt entweder auf einem separaten Planetenbolzen, oder ist auf zwei Zapfen aufgenommen bzw. weist selbst zwei axial aus dem Planetenrad hervorstehende Zapfen auf.
f Der Planetenbolzen und das Planetenrad mit Zapfen bzw. das Planetenrad auf Zapfen ist beidseitig in oder an dem Gehäuse gelagert.
g Die Zapfen, mit denen das jeweilige Planetenrad alternativ aufgenommen ist, sind entweder einteilig mit einem Blechgehäuse ausgebildet oder als separate Bauteile in dieses eingebracht.
h Alternativ zu den vorgenannten Ausführungen der Lagerung der Planetenräder sind ein- oder mehrteilige Zapfen einmaterialig mit dem Planetenrad ausgebildet oder separat an dem jeweiligen Planetenrad befestigte Elemente.
i Das Planetenrad ist in diesen Fällen entweder drehbar auf dem Zapfen oder auf dem Planetenbolzen um die Bolzenachse oder mit dem Bolzen gelagert.
j Die nicht verzahnten Abschnitte der Planetenräder weisen längs in entgegengesetzte Richtung, so dass die Stirnseiten der nicht verzahnten Abschnitte jeweils längs nach außen, vorzugsweise zur Lagerung der Planetenbolzen im Gehäuse hin, weisen.
k Jedes der Planetenräder eines Paares greift jeweils mit einem in Längsrichtung am Planetenrad außen liegenden Teilabschnitt seines verzahnten Abschnitts in die Verzahnung eines anderen der beiden Differenzglieder des Differenzials ein.
l Der außen liegende Abschnitt, der auch als äußerer Teilabschnitt bezeichnet werden kann, geht in Längsrichtung des Planetenrades betrachtet, also gleichgerichtet mit der Bolzenachse, von einem Ende des Planetenrades aus bis an einen, in Längsrichtung mittleren Teilabschnitt der Verzahnung.
m Die Bereiche des äußeren Teilabschnitts, mit denen das jeweilige Planetenrad in die Innen- bzw. Außenverzahnung des Differenzglieds eingreift, entspricht vorzugsweise der Hälfte der Breite der Verzahnung in Längsrichtung des verzahnten Abschnitts.
n In die Umfangslücke eines jeden Planetenrads eines Paares, die um den nicht verzahnten Abschnitt ausgebildet ist, taucht jeweils die Verzahnung jenes Differenzglieds der zwei Differenzglieder radial und axial berührungslos ein, welches mit dem äußeren Teilabschnitt der Verzahnung des anderen Planetenrades des gleichen Paares kämmt.
o Die Umfangslücke ist axial in die eine Längsrichtung, durch den längs innenliegenden mittleren Teilabschnitt der Verzahnung, und in die andere Längsrichtung bspw. durch das Gehäuse oder durch einen anderen Axialanschlag für das Planetenrad begrenzt.
p Die Planetenräder eines Paares stehen jeweils an dem mittleren Teilabschnitt des verzahnten Abschnitts miteinander in Eingriff.
q Der mittlere Teilabschnitt ist in Längsrichtung zwischen dem äußeren Teilabschnitt der Verzahnung und dem nicht verzahnten Abschnitt ausgebildet.
r Die Wahl des Typs und der Abmaßung der Verzahnung des äußeren Abschnitts können sich an dem mittleren Abschnitt fortsetzen, alternativ aber auch andere sein.
s Die Breite des mittleren Teilabschnitts, an dem die Planetenräder miteinander verzahnt sind, ist vorzugsweise die andere Hälfte der Breite der Verzahnung in Längsrichtung des verzahnten Abschnitts.
t Pro Differenzial sind mindestens drei, vorzugsweise jedoch vier oder fünf Stück der Plantetenradpaare angeordnet.

The DE 10 2007 004 709 A1 discloses, for example, a spur gear differential with at least one sum shaft for distributing torques to a first differential member and to a second differential member via at least three formed from each a first planetary gear and a second planetary gear pairs, wherein the planetary gears of a pair are opposite to each other and operatively connected. The planet gears and sun gears are designed and arranged as follows:

a Each pair of planets has two planetary gears, which are preferably identically designed as identical parts.
b The planet gears each have an outer cylindrical non-toothed portion and along a toothed portion.
c The radial outer dimensions, for example, an outer radius, of the non-toothed portion are smaller than the smallest possible radial outmost dimensions, for example, compared to the tip circle radius, of the toothed portion. In this case, the outer diameter of the non-toothed portion is at least smaller than the tooth tip diameter, but preferably equal to or smaller than the Zahnfußdurchmesser the toothed portion.
d The toothed section of the considered planet wheels is designed as spur toothing, spur toothing, helical toothing, spline toothing or helical toothing.
e Each of the planetary gears is either located on a separate planetary pin, or is accommodated on two pins or even has two axially projecting from the pinion pin.
f The planetary pin and the planetary gear with pin or the planet gear on pin is mounted on both sides in or on the housing.
g The pins with which the respective planet gear is alternately received, either integrally formed with a sheet metal housing or introduced as a separate components in this.
h As an alternative to the above-mentioned embodiments of the bearing of the planet gears are one or multi-part pin einmaterialig formed with the planet or separately attached to the respective planetary gear elements.
i The planetary gear is in these cases either rotatably mounted on the pin or on the planet shaft about the pin axis or with the bolt.
j The non-toothed portions of the planet gears have longitudinally in the opposite direction, so that the end faces of the non-toothed portions each longitudinally outward, preferably for storage of the planet pins in the housing, point.
k Each of the planetary gears of a pair each engages with a longitudinally on the planetary gear outer portion of its toothed portion in the teeth of another of the two differential links of the differential.
The outer section, which can also be referred to as the outer section, is viewed in the longitudinal direction of the planetary gear, that is rectified with the pin axis, from one end of the planetary gear to an intermediate longitudinal section of the toothing.
m The areas of the outer section with which the respective planetary gear is moved into the inner or external toothing of the differential member, preferably corresponds to half the width of the toothing in the longitudinal direction of the toothed portion.
n In the circumferential gap of each planetary gear of a pair, which is formed around the non-toothed portion, each of the teeth of that difference element of the two differential elements radially and axially contactlessly dives, which meshes with the outer portion of the teeth of the other planetary gear of the same pair.
o The circumferential gap is axially limited in the one longitudinal direction, by the longitudinally inner central portion of the toothing, and in the other longitudinal direction, for example. By the housing or by another axial stop for the planet.
p The planet gears of a pair are engaged with each other at the middle portion of the toothed portion.
q The middle portion is formed longitudinally between the outer portion of the teeth and the non-toothed portion.
r The choice of the type and dimension of the teeth of the outer portion may continue at the middle portion, but may alternatively be others.
s The width of the central portion at which the planet gears are meshed with each other is preferably the other half of the width of the teeth in the longitudinal direction of the toothed portion.
At least three, but preferably four or five, pieces of the planetary wheel pairs are arranged per differential.

Die Längsrichtung stimmt dabei mit den Bolzenachsen überein. Aus diesen Merkmalen folgt:

u Die erforderliche Gesamtbreite des verzahnten Abschnitts eines jeden der Planetenräder ist vorzugsweise die Summe aus der Breite des Differenzglieds, das in Zahneingriff mit dem Planeten steht und aus der Breite des Teilabschnitts der Verzahnung, mit dem die Planetenräder des gleichen Paares miteinander kämmen, höchstens noch zuzüglich Fertigungs-, Montage- bzw. gestaltungsbedingter Abstände, Phasen, Abstandshalter und ähnlichem.
v Die erforderliche Breite des nicht verzahnten Abschnitts des Planetenrades entspricht bevorzugt der Breite der Verzahnung des Differenzgliedes, welches mit dem anderen Planetenrad des gleichen Paares kämmt, höchstens noch zuzüglich Fertigungs-, Montage- bzw. gestaltungsbedingte Abstände, Phasen, Abstandshalter und ähnlichem.
w Die Verzahnung des Differenzgliedes taucht möglichst so weit in die Umfangslücke ein, dass sich das Differenzglied und das betreffende Planetenrad gerade noch nicht berühren.

The longitudinal direction coincides with the pin axes. From these characteristics follows:

u The required total width of the toothed portion of each of the planetary gears is preferably the sum of the width of the differential member meshing with the planet and the width of the portion of the toothing with which the planetary gears of the same pair mesh with each other at most Manufacturing, assembly or design-related distances, phases, spacers and the like.
v The required width of the non-toothed portion of the planetary gear preferably corresponds to the width of the toothing of the differential member, which meshes with the other planetary gear of the same pair, at most plus manufacturing, assembly or design-related distances, phases, spacers and the like.
w The toothing of the differential element dives into the circumferential gap as far as possible so that the differential element and the respective planetary gear are just not touching.

Die Zahnbreite für den Zahneingriff der miteinander verzahnten Bauteile des in der DE 10 2007 004 709 A1 vorgestellten Differenzials, ist breiter als die bis dahin üblichen Außenabmessungen, denn, die Planetenräder sind im Paar miteinander und mit den Differenzgliedern ohne weitere axiale Lücken verschachtelt. Höhere Drehmomente sind übertragbar. Die Planetenräder sind nicht an einem gesonderten längsmittig im Differenzial angeordneten Planetenträger, sondern beidseitig eben als Planetenträger fungierenden Gehäuse gelagert. Durch die zwei Lagerstellen anstelle nur einer, ist die Konstruktion steifer und weniger anfällig gegen Verkippung und somit weniger anfällig gegen die durch Verkippung entstehenden Nachteile.The tooth width for the tooth engagement of the toothed components of the in DE 10 2007 004 709 A1 presented differential, is wider than the hitherto usual outer dimensions, because, the planetary gears are nested in pairs and with the differential links without further axial gaps. Higher torques are transferable. The planet gears are not mounted on a separate longitudinally arranged in the differential planet carrier, but on both sides just acting as a planet carrier housing. The two bearing points instead of just one, the construction is stiffer and less prone to tipping and thus less susceptible to the disadvantages caused by tilting.

Die Paare eines Planetentriebes können umfangseitig näher aneinander gerückt werden, da zum einen die Belastung pro Planeten auf jeweils zwei Lagerstellen im oder am Gehäuse verteilt werden und zum anderen die Gehäusekonstruktion an sich schon stabiler ist, als dies ein mittig angeordneter scheibenförmiger Planetenträger aus Blech ist. Der Bauraum, der umfangsseitig zwischen den einzelnen Lagerstellen für stützendes Material zur Verfügung stehen muss, ist gering. Der für einen mittig angeordneten Planetenträger benötigte axiale Bauraum entfällt durch die Lagerung im Gehäuse. Die Verzahnung kann um diesen Betrag zusätzlich breiter ausgeführt werden. Damit kann auch wieder der Berührradius verringert und auf die steifere Anordnung und somit die den Verformungen weniger anfälligen Konstruktionen zurückgegriffen werden. Die Herstellung eines solchen Planetentriebs ist kostengünstiger, da die aufwändige Herstellung der Hohlräder entfällt. Aufwändig ist z.B. die Innenbearbeitung der Innenverzahnung.The pairs of a planetary gear can be moved closer to each other on the circumference, since on the one hand the load per planet are distributed to two bearings in or on the housing and on the other hand, the housing construction itself is already more stable than this is a centrally located disc-shaped planet carrier made of sheet metal. The installation space, which must be available circumferentially between the individual bearing points for supporting material, is low. The axial space required for a centrally arranged planetary carrier is eliminated by the storage in the housing. The gearing can be made wider by this amount. Thus, the contact radius can be reduced again and resorted to the stiffer arrangement and thus the less susceptible to deformation structures. The production of such a planetary drive is cheaper, since the complex production of the ring gears is eliminated. Elaborate is e.g. the internal machining of the internal toothing.

Die DE 10 2007 004 712 A1 offenbart ebenfalls ein Stirnraddifferenzial mit einem mindestens zweiteiligen Gehäuse und mit einem an dem Gehäuse befestigten und mit dem Gehäuse zur Drehachse des Stirnraddifferenzials konzentrischen Antriebsrads, wobei ein erster Gehäuseabschnitt und ein zweiter Gehäuseabschnitt und ein Befestigungsabschnitt des Antriebsrads mittels Befestigungsmittels axial aneinander befestigt und an die Gehäuseabschnitte sowie das Antriebsrad dabei in Umfangsrichtung gegeneinander drehfest geführt und zur Drehachse aneinander fixiert sind. The DE 10 2007 004 712 A1 also discloses a spur gear differential with an at least two-part housing and with a drive wheel concentric with the housing and concentric with the housing to the axis of rotation of the spur gear differential, a first housing portion and a second housing portion and a mounting portion of the drive wheel secured axially by fasteners and to the housing portions the drive wheel guided in the circumferential direction against each other against rotation and are fixed to each other to the rotation axis.

Die DE 10 2007 040 475 A1 offenbart auch ein Stirnraddifferenzial, insbesondere ein solches für Kraftfahrzeuge, mit einem Antriebselement, das drehfest mit einem Planetenträger verbunden ist, wobei in dem Planetenträger mindestens ein Paar miteinander kämmender Planetenräder drehbar angeordnet ist, wobei die Planetenräder mit je einem verzahnten Abtriebsrad kämmen. Um bei einem solchen Stirnraddifferenzial einen hinreichenden Bauraum für die Planetenräder zu schaffen, sieht die DE 10 2007 040 475 A1 vor, dass der Planetenträger durch zwei im Abstand a) parallel zueinander angeordnete scheibenförmige Träger gebildet wird, die mit dem Antriebselement verbunden sind.The DE 10 2007 040 475 A1 also discloses a spur gear differential, in particular such for motor vehicles, with a drive element which is connected in a rotationally fixed manner to a planet carrier, wherein in the planet carrier at least a pair of meshing planetary gears is rotatably disposed, wherein the planetary gears mesh with a toothed driven gear. In order to provide sufficient space for the planet gears in such a spur gear, DE 10 2007 040 475 A1 provides that the planet carrier is formed by two spaced apart a) parallel to each other disc-shaped carrier, which are connected to the drive element.

Die WO 2011/003747 A2 offenbart auch ein Stirnraddifferenzial mit einer ersten Sonne und einer zweiten Sonne, wobei der ersten Sonne ein erster Satz Planetenräder und der zweiten Sonne ein zweiter Satz Planetenräder zugeordnet ist und der erste Satz Planetenräder mit dem zweiten Satz Planetenräder kämmt und dabei die Anzahl der Zähne der ersten Sonne gleich der Anzahl der Zähne der zweiten Sonne ist, wobei durch Profilverschiebung die Zähne der ersten Sonne an einem Kopfkreis mit einem Kopfkreisdurchmesser angeordnet sind, der anders ist, als der Kopfkreisdurchmesser eines Kopfkreises, an dem die Zähne der zweiten Sonne angeordnet sind, wobei der erste Satz Planetenräder nur mit der ersten Sonne kämmt und wobei der zweite Satz Planetenräder nur mit der zweiten Sonne kämmt, wobei ferner der Kopfkreisdurchmesser des Kopfkreises der Zähne der ersten Sonne durch positive Profilverschiebung und der Kopfkreisdurchmesser des Kopfkreises der Zähne der zweiten Sonne durch negative Profilverschiebung realisiert ist.The WO 2011/003747 A2 also discloses a spur gear differential having a first sun and a second sun, wherein the first sun is associated with a first set of planet gears and the second sun is associated with a second set of planet gears and the first set of planet gears mesh with the second set of planet gears, and the number of teeth of the first Sun is equal to the number of teeth of the second sun, wherein by profiling the teeth of the first sun are arranged on a tip circle with a tip diameter, which is different than the tip circle diameter of a tip circle on which the teeth of the second sun are arranged, the The first set of planetary gears meshes only with the first sun and wherein the second set of planetary gears meshes only with the second sun, wherein also the tip circle diameter of the top circle of the teeth of the first sun by positive profile shift and the tip circle diameter of the tip circle of the teeth of the second sun by negative profile shift r is realized.

Solche Stirnraddifferenzialausgestaltungen, wie sie bereits bekannt sind, sollen in dieser die vorliegende Erfindung betreffenden Ausarbeitung als umfasst gelten. Such Stirnraddifferenzialausstellungen, as they are already known, are considered to be included in this elaboration relating to the present invention.

Es sind allerdings auch Kegelraddifferenziale bekannt, bspw. aus der DE 10 2009 012 256 A1 . However, there are also bevel gear differentials known, for example. From the DE 10 2009 012 256 A1 ,

Während die Kegelraddifferenziale sehr viel Bauraum benötigen, weisen die bisher bekannten Stirnraddifferenziale noch Optimierungspotenzial bzgl. der Aufnahme von Axialkräften bei der Lagerung der Ausgleichsräder auf. Die dort bisher verwendeten Hülsen, die als Distanzhülsen bei einteiligen Bolzen verwendet werden, weisen nur geringe Anlageflächen zur Aufnahme von Axialkräften auf. Auch sind diese Distanzhülsen sehr dünnwandig, um eine Kollisionsgefahr mit den Sonnenrädern zu vermindern. Die bisher verwendeten Distanzhülsen rufen auch einen zusätzlichen Montageaufwand hervor. Auch ist es nachteilig, dass nur ein eingeschränkter Bauraum für die Außenverzahnung des Sonnenrades zur Verfügung steht.While the bevel gear differentials require a great deal of installation space, the previously known spur wheel differentials still have optimization potential with regard to the absorption of axial forces during the mounting of the differential gears. The hitherto used hoses, which are used as spacers in one-piece bolts, have only small contact surfaces for receiving axial forces. Also, these spacers are very thin walls to reduce the risk of collision with the sun gears. The spacer sleeves used so far also call for an additional assembly effort. It is also disadvantageous that only a limited installation space for the external toothing of the sun gear is available.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden. Insbesondere soll ein klein und schmal bauendes Differenzial zur Verfügung gestellt werden, bei dem die Ausgleichsräder besonders kostengünstig, montagefreundlich und langlebig gelagert sind.It is the object of the present invention to avoid the disadvantages of the prior art. In particular, a small and narrow differential is to be made available, in which the differential gears are mounted particularly cost-effective, easy to assemble and durable.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der erste Bereich beidseitig des zweiten Bereichs vorhanden ist. This object is achieved in that the first region is present on both sides of the second region.

Mittels des so erhaltenen einteiligen, abgesetzten Bolzens kann auf die sonst notwendige Distanzhülse verzichtet werden. Eine präzise Lagerung des Ausgleichsrades kann trotzdem erreicht werden.By means of the thus obtained one-piece, stepped bolt can be dispensed with the otherwise necessary spacer sleeve. A precise storage of the balance wheel can still be achieved.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.

So ist es von Vorteil, wenn der Körper aus Vollmaterial gefertigt ist, da dann besonders hohe Kräfte übertragbar sind, oder der Körper als Hohlbauteil ausgebildet ist, da dann das Gesamtgewicht eines Stirnraddifferenzials oder eines sonstigen Getriebes reduziert werden kann, was sich verbrauchsfreundlich für das Betreiben eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, eines Lkws, eines Busses oder eines Vans auswirkt.Thus, it is advantageous if the body is made of solid material, since then particularly high forces are transferable, or the body is designed as a hollow component, since then the total weight of a spur gear differential or other transmission can be reduced, which is consumption-friendly for operation of a motor vehicle, such as a car, a truck, a bus or a van.

Es ist möglich, dass ein abgesetzter Lagerbolzen für das Ausgleichsrad mit oder ohne Schale verwendet wird und eine solche als Axialscheibe ausgebildete Scheibe ganz oder teilweise unter der Ausgleichsradverzahnung befindlich ist. Bei einteiligen Lösungen haben sich unterschiedliche Durchmesserkombinationen als besonders vorteilhaft herausgestellt, insbesondere ist es von besonderem Vorteil, wenn der zweite Außendurchmesser ≥ 1,3-mal dem ersten Außendurchmesser ist. Ein Absatz kann ferner ganz oder teilweise unter der Ausgleichsradverzahnung befindlich sein.It is possible that a stepped bearing pin is used for the pinion with or without shell and such formed as an axial disc disc is wholly or partially located under the differential gear. In one-piece solutions, different diameter combinations have been found to be particularly advantageous, in particular it is particularly advantageous if the second outer diameter is ≥ 1.3 times the first outer diameter. A paragraph may also be located wholly or partially under the Ausgleichsradverzahnung.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich form-, stoff- und/oder kraftschlüssig mit dem den ersten Bereich ausbildenden Körper verbunden ist oder der Körper die beiden Bereiche als ein integrales, einstückiges Bauteil ausbildet. Die Flexibilität beim Abstimmen des Lagerbolzens auf unterschiedliche Planetenräder lässt sich dadurch erhöhen. Gleichzeitig oder alternativ lässt sich auch die Belastbarkeit des Lagerbolzens erhöhen und die Ausfallsicherheit verbessern. An advantageous embodiment is also characterized in that the second region is positively, materially and / or non-positively connected to the body forming the first region or the body forms the two regions as an integral, one-piece component. The flexibility in tuning the bearing pin on different planet gears can be increased. At the same time or alternatively, the load capacity of the bearing pin can be increased and the reliability can be improved.

Es ist ferner von Vorteil, wenn das den zweiten Bereich ausbildende Bauteil mit dem Körper verschweißt, verlötet, verklebt und/oder verpresst ist. Eine Kombination dieser Verbindungsvarianten ist besonders zweckmäßig. It is also advantageous if the component forming the second region is welded, soldered, glued and / or pressed to the body. A combination of these connection variants is particularly useful.

Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Körper aus einem eisenhaltigen, vorzugsweise gehärteten Werkstoff hergestellt ist. Die Fertigungskosten lassen sich dann verringern und die Lebensdauer des Aggregats erhöhen. Furthermore, it is expedient if the body is made of a ferrous, preferably hardened material. The manufacturing costs can then be reduced and increase the life of the unit.

Die Erfindung betrifft auch ein Stirnraddifferenzial für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem Planetenträger, innerhalb dessen zwei Sonnenräder angeordnet sind, von denen das erste Sonnenrad mit einem ersten Planetenrad eines Planetenradsatzes in drehmomentübertragenden Wirkeingriff befindlich ist und dieses erste Planetenrad mit einem zweiten Planetenrad desselben Planetenradsatzes im drehmomentübertragenden Wirkeingriff befindlich ist, wobei das zweite Planetenrad mit dem zweiten Sonnenrad im drehmomentübertragenden Wirkeingriff ist, wobei ferner einer der beiden Planetenträger mit dem Lagerbolzen, wie als erfindungsgemäß vorgestellt, in dem Planetenträger gelagert ist, eventuell drehbar gelagert ist. The invention also relates to a spur gear differential for a drive train of a motor vehicle, with a planet carrier, within which two sun gears are arranged, of which the first sun gear with a first planetary gear of a planetary gear is in torque transmitting operative engagement and this first planetary gear with a second planetary gear of the same planetary gear in torque-transmitting operative engagement is located, wherein the second planetary gear with the second sun gear in the torque-transmitting active engagement, wherein further one of the two planet carrier with the bearing pin, as inventively invented, is mounted in the planet carrier, possibly rotatably mounted.

Wenn der Körper an seinen Enden den ersten Bereich aufweist und zumindest eines der Enden in einer vorzugsweise gehärteten Lagerhülse, eventuell bei dann ungehärtetem Körper, im Planetenträger gelagert ist, lässt sich ein gutes Zusammenwirken der Einzelbauteile erreichen.If the body has at its ends the first area and at least one of the ends is mounted in a preferably hardened bearing sleeve, possibly in then uncured body, in the planet carrier, a good interaction of the individual components can be achieved.

Wenn in einem Übergangsbereich vom ersten Bereich zum zweiten Bereich eine Stirnfläche ausgebildet ist, die zum Festlegen einer Axialposition planetenartig ausgelegt ist, so wird die Präzision des Stirnraddifferenzials erhöht, ein Klappern, insbesondere eine dadurch bedingte Schallemission, verhindert. If, in a transition region from the first region to the second region, an end surface is formed which is designed planetary for setting an axial position, the precision of the spur gear differential is increased, rattling, in particular a consequent acoustic emission, prevented.

Es ist von Vorteil, wenn die Stirnfläche zur direkten Anlage mit einer Stirnfläche des Planetenrades ausgelegt ist oder zur Anlage an eine Scheibe ausgelegt ist, die ihrerseits an der Stirnfläche des Planetenrades in Anlage bringbar ist. Die axiale Festlegung lässt sich verbessern und das Auslegen einer Scheibe auf den zu erwartenden Verschleiß abstimmen.It is advantageous if the end face is designed for direct contact with an end face of the planet gear or is designed to rest on a disk, which in turn can be brought into contact with the end face of the planet gear. The axial fixation can be improved and adjust the layout of a disc to the expected wear.

Es ist besonders zweckmäßig, wenn sich das Planetenrad an der Stirnfläche zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich und an der Lagerbuchse axial abstützt.It is particularly useful when the planet gear is axially supported on the end face between the first region and the second region and on the bearing bush.

Die Erfindung wird auch nachfolgend mit Hilfe dreier Ausführungsbeispiele näher erläutert. The invention will be explained in more detail below with the aid of three exemplary embodiments.

Es zeigen:Show it:

1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferenzials mit einem erfindungsgemäßen Lagerbolzen in einer Teildarstellung, welche im Längsschnitt ausgeführt ist, 1 a first embodiment of a Stirnraddifferenzials invention with a bearing pin according to the invention in a partial view, which is designed in longitudinal section,

2 eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform eines Stirnraddifferenzials mit einem erfindungsgemäßen Lagerbolzen in einer der 1 entsprechenden Darstellung, und 2 a second embodiment of a Stirnraddifferenzials invention with a bearing pin according to the invention in one of 1 corresponding representation, and

3 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagerbolzens und eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferenzials in einer den 1 und 2 entsprechenden Darstellung. 3 a third embodiment of a bearing pin according to the invention and a Stirnraddifferenzials invention in one 1 and 2 corresponding representation.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are only for the understanding of the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Stirnraddifferenzial 1 mit einem erfindungsgemäßen Lagerbolzen 2 dargestellt. Auf dem Lagerbolzen 2 ist ein Planetenrad 3 drehbar gelagert. Entweder ist der Lagerbolzen 2 relativ zu einem Planetenträger 4 drehbar oder drehfest mit ihm verbunden. Auf dem Lagerbolzen 2 ist ein erstes Planetenrad 3, das die Funktion eines Ausgleichsrades in dem Stirnraddifferenzial 1 wahrnimmt gelagert und entweder drehfest mit dem Lagerbolzen 2 verbunden, oder so verbunden, dass das Planetenrad 3 relativ zum Lagerbolzen 2 drehbar ist. Der Lagerbolzen 2 weist dabei einen Körper 5 auf, der sich entlang einer Längsachse 6 erstreckt. Der Körper 5 weist einen ersten Bereich 7 auf, der sich beidseitig eines zweiten Bereiches 8 von diesem Bereich 8 einerseits bis zu einem ersten Ende 9 und andererseits bis einem zweiten Ende 10 erstreckt.In 1 is an inventive Stirnraddifferenzial 1 with a bearing pin according to the invention 2 shown. On the bearing bolt 2 is a planetary gear 3 rotatably mounted. Either the bearing pin 2 relative to a planet carrier 4 rotatable or non-rotatable connected to it. On the bearing bolt 2 is a first planetary gear 3 that performs the function of a differential gear in the spur gear differential 1 perceives stored and either rotatably with the bearing pin 2 connected, or connected so that the planetary gear 3 relative to the bearing pin 2 is rotatable. The bearing bolt 2 has a body 5 on, extending along a longitudinal axis 6 extends. The body 5 has a first area 7 on, which is on both sides of a second area 8th from this area 8th on the one hand to a first end nine and on the other hand to a second end 10 extends.

Im in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist der Körper 5 einstückig ausgestaltet und weist im ersten Bereich 7 einen ersten Außendurchmesser 11 auf, der auch als D₁ bezeichnet wird. Im zweiten Bereich 8 liegt ein zweiter Außendurchmesser 12 vor, der auch als D₂ bezeichnet wird. Zwischen dem ersten Bereich 7 und dem zweiten Bereich 8 ist ein Übergangsbereich 13 vorgesehen, der durch das Ausbilden einer Kante 14, eine in einer Radialebene liegende Stirnfläche 15 ausformt. Die Stirnfläche 15 ist mit einer Stirnfläche 16 des Planetenrades 3 in Anlage befindlich. Im in 1 The first embodiment shown is the body 5 designed in one piece and has in the first area 7 a first outer diameter 11 on, which is also referred to as D ₁ . In the second area 8th lies a second outer diameter 12 before, which is also referred to as D ₂ . Between the first area 7 and the second area 8th is a transition area 13 provided by the formation of an edge 14 , an end face lying in a radial plane 15 ausformt. The face 15 is with a face 16 of the planet wheel 3 in plant.

Je eine Lagerhülse 17 ist auf je eines der beiden Enden 9 und 10 aufgesetzt. Die Lagerhülsen weisen axiale Anschläge 18 für den Lagerbolzen 2 auf, d.h. sie begrenzen eine Bewegung entlang der Längsachse 6.One bearing sleeve each 17 is on either end nine and 10 placed. The bearing sleeves have axial stops 18 for the bearing pin 2 ie, they limit movement along the longitudinal axis 6 ,

Während in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Stirnfläche 15 des Bolzens 2 im Bereich der Kante 14 an der Stirnfläche 16 des Planetenrades 3 anliegt, ist in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel statt einer direkten Anlage eine indirekte Anlage gewählt, da eine Zusatzscheibe 19, die bei verkürzter Bezeichnung auch als Scheibe benannt werden kann, dazwischengeschaltet ist. In beiden Ausführungsbeispielen ist jedoch ein Flanschabschnitt 20 in Anlage mit dem Planetenträger 4 und einer weiteren Kante 21 des Lagerbolzens 2 befindlich.While in the in 1 illustrated embodiment, the end face 15 of the bolt 2 in the area of the edge 14 at the frontal area 16 of the planet wheel 3 is present in the in 2 illustrated embodiment instead of a direct system selected an indirect system, as an additional disc 19 , which can also be called a disc in abbreviated designation, is interposed. In However, both embodiments is a flange 20 in contact with the planet carrier 4 and another edge 21 of the bearing bolt 2 located.

Grundsätzlich ist es möglich, dass ein radial abstehender Abschnitt 22 der anderen Lagerhülse 17 in Anlage mit dem Planetenträger 4 befindlich ist und/oder in Anlage mit dem Planetenrad 3 befindlich ist.In principle, it is possible that a radially projecting section 22 the other bearing sleeve 17 in contact with the planet carrier 4 is located and / or in contact with the planetary gear 3 is located.

In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der zweite Bereich 8 besonders schmal ausgestaltet, wobei jedoch D₂ ≥ f·D₁ ist. Mit f ist ein Faktor bezeichnet, der den Wert von 1,1 bis 1,47 aufweisen kann, insbesondere ist für f der Wert 1,3 von besonderem Vorteil.In the in 3 illustrated embodiment is the second area 8th particularly narrow, but wherein D ₂ ≥ f · D ₁ . F denotes a factor which may have the value of 1.1 to 1.47, in particular the value 1.3 is of particular advantage for f.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Stirnraddifferenzial Spur gear
22: Lagerbolzen bearing bolt
33: Planetenrad planet
44: Planetenträger planet carrier
55: Körper body
66: Längsachse longitudinal axis
77: erster Bereich first area
88th: zweiter Bereich second area
99: erstes Ende first end
1010: zweites Ende second end
1111: erster Außendurchmesser D₁ first outer diameter D ₁
1212: zweiter Außendurchmesser D₂ second outer diameter D ₂
1313: Übergangsbereich Transition area
1414: Kante edge
1515: Stirnfläche des Bolzens an der Kante Face of the bolt on the edge
1616: Stirnfläche des Planetenrades Face of the planetary gear
1717: Lagerhülse bearing sleeve
1818: axialer Anschlag axial stop
1919: Zusatzscheibe additional disk
2020: Flanschabschnitt flange
2121: Kante edge
2222: Abschnitt section

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009001985 A1 [0002]
DE 102007040475 A1 [0004, 0010]
WO 2011/003747 A2 [0004, 0011]
DE 102007004709 A1 [0004, 0005, 0007]
DE 102007004712 A1 [0004, 0009]
DE 102009012256 A1 [0013]

Claims

Bearing pin ( 2 ) for a planetary gear ( 3 ) of a spur gear differential ( 1 ) with a body ( 5 ) extending along a longitudinal axis ( 6 ) of the bearing pin ( 2 ), wherein the body ( 5 ) a first area ( 7 ), which has a constant first outer diameter (D ₁ ) which is smaller than a second outer diameter (D ₂ ) of the body ( 5 ), which in a second area ( 8th ) is present, the body ( 5 ) for supporting the planetary gear ( 3 ), characterized in that the first region ( 7 ) on both sides of the second area ( 8th ) is available.

Bearing pin ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the body ( 5 ) is made of solid material or is designed as a hollow component.

Bearing pin ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the second region ( 8th ) positively, materially and / or non-positively with the first area ( 7 ) training body ( 5 ) or the body ( 5 ) the two areas ( 7 . 8th ) as an integral one-piece component.

Bearing pin ( 2 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second area ( 8th ) forming component with the body ( 5 ) is welded, soldered, glued and / or pressed.

Bearing pin ( 2 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the body ( 5 ) is made of a ferrous, preferably hardened material.

Helical differential ( 1 ) for a drive train of a motor vehicle, with a planet carrier ( 4 ) within which two sun gears ( 23 ) are arranged, of which the first sun ( 23 ) with a first planetary gear ( 3 ) of a planetary gear set is in torque-transmitting operative engagement and this first planetary gear ( 3 ) is located in a torque-transmitting operative engagement with a second planetary gear of the same planetary gear, wherein the second planetary gear with the second sun gear is in torque-transmitting operative engagement, characterized in that one of the two planet gears ( 3 ) with the bearing pin ( 2 ) according to one of claims 1 to 5 in the planet carrier ( 4 ) is stored.

Helical differential ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the body ( 5 ) at its ends ( nine . 10 ) the first area ( 7 ) and at least one of the ends ( nine ) in a preferably hardened bearing sleeve ( 17 ) in the planet carrier ( 4 ) is stored.

Helical differential ( 1 ) according to one of claims 6 or 7, characterized in that in a transition region ( 13 ) from the first area ( 7 ) to the second area ( 8th ) an end face ( 15 ) is formed, which for fixing an axial position of the planetary gear ( 3 ) is designed.

Helical differential ( 1 ) according to one of claims 6 to 8, characterized in that the end face ( 15 ) for direct contact with an end face ( 16 ) of the planetary gear ( 3 ) or for engagement with a disc ( 19 ), which in turn is attached to the end face ( 15 ) of the planetary gear ( 3 ) can be brought into contact.

Helical differential ( 1 ) according to one of claims 6 to 9, characterized in that the planetary gear ( 3 ) at the end face ( 15 ) between the first area ( 7 ) and the second area ( 8th ) and on the bearing bush ( 17 ) is axially supported.