DE102012204364A1

DE102012204364A1 - Doppeldifferenzialvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102012204364A1
Application number: DE201210204364
Authority: DE
Inventors: Thorsten BIERMANN; Harald Martini; Richard Grabenbauer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2013-09-26

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Längsdifferenzialabschnitt für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welcher besonders einfach zu integrieren ist. Es wird ein Längsdifferenzialabschnitt 3 für ein Fahrzeug vorgeschlagen, mit einem Längsdifferentialplanetenträger 13, mit einem Längsdifferentialplanetensatz 14, wobei die Planeten des Längsdifferentialplanetensatzes 14 an dem Längsdifferentialplanetenträger 13 gelagert sind, mit einem Längsdifferentialhohlrad 16 und mit einer Ausgangssonne 15, wobei die Planeten des Längsdifferentialplanetensatzes 14 zugleich mit dem Längsdifferentialhohlrad 16 und mit der Ausgangssonne 15 kämmen, wobei die Planeten des Längsdifferentialplanetensatzes 14 in Führungsaufnahmen 30 in dem Längsdifferentialplanetenträger 13 kopfkreisgelagert sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Längsdifferenzialabschnitt für ein Fahrzeug mit einem Längsdifferentialplanetenträger, mit einem Längsdifferentialplanetensatz, wobei die Planeten des Längsdifferentialplanetensatzes an dem Längsdifferentialplanetenträger gelagert sind, mit einem Längsdifferentialhohlrad und mit einer Ausgangssonne, wobei die Planeten des Längsdifferentialplanetensatzes zugleich mit dem Längsdifferentialhohlrad und mit der Ausgangssonne kämmen.
Bei allradangetriebenen Fahrzeugen wird ein von einem Motor bzw. eines dem Motor nachgeschalteten Getriebes stammendes Antriebsdrehmoment zwischen der Vorderachse und der Hinterachse in einem Zwischenachsdifferenzial aufgeteilt.
Aus der Druckschrift US 3,738,12 ist ein Querdifferenzial zur Verteilung eines Antriebsdrehmoments auf zwei Räder einer Achse bekannt. Das Querdifferenzial ist in Planetenradbauweise umgesetzt, wobei zwei Sätze Planetenräder mit zwei Sonnenrädern kämmen, die den Rädern der angetriebenen Achse zugeordnet sind. Um eine ausreichende Sperrwirkung bei dem Querdifferenzial zu erhalten, sind die Planetenräder kopfkreisgelagert.
In der Druckschrift DE 103 15 181 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, wird eine Antriebsanordnung für Kraftfahrzeuge beschrieben, welche ein Zwischenachsdifferential und ein Achsdifferential als Stirnradplanetengetriebe integriert in einer gemeinsamen Baugruppe zeigt. Ein Antriebsdrehmoment wird über ein umlaufendes Antriebsrad auf einen Planetenträger als Eingangsglied übertragen, der einen Planetensatz trägt, die über Bolzen auf dem Planetenträger gelagert sind. Der Planetensatz kämmt zum einen mit einem Sonnenrad, das ein erstes Ausgangsglied bildet, und mit einem Hohlrad, das das zweite Ausgangsglied bildet und einen Teil des Antriebsdrehmoment an das nachgeschaltete Achsdifferential leitet.
Gebiet der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Längsdifferenzialabschnitt für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welcher besonders einfach zu integrieren ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Längsdifferenzialabschnitt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Doppeldifferentialvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Erfindungsgemäß wird ein Längsdifferenzialabschnitt vorgeschlagen, welcher für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Insbesondere dient der Längsdifferenzialabschnitt zur Verteilung eines Antriebsdrehmoments in dem Fahrzeug.
Der Längsdifferenzialabschnitt hat die Funktion, ein Drehmoment, insbesondere das Antriebsdrehmoment eines Motors des Fahrzeugs bzw. das von einem Getriebe des Fahrzeugs umgesetzte Antriebsdrehmoment, auf zwei unterschiedliche, angetriebene Achsen des Fahrzeugs zu verteilen. Der Längsdifferenzialabschnitt kann als eine eigenständige oder separate Baueinheit ausgebildet sein, bevorzugt bildet der Längsdifferenzialabschnitt eine Baugruppe in einer Getriebevorrichtung, insbesondere einer Doppeldifferenzialvorrichtung, die nachfolgend beschrieben wird. Optional bildet das Fahrzeug mit dem Längsdifferenzialabschnitt oder der Doppeldifferenzialvorrichtung einen weiteren Gegenstand der Erfindung.
Der Längsdifferenzialabschnitt ist als ein Stirnradplanetengetriebe ausgebildet und umfasst einen Längsdifferentialplanetenträger. Besonders bevorzugt ist der Längsdifferentialplanetenträger als ein Längsdifferenzialeingang des Längsdifferenzialabschnitts ausgebildet. Auf dem Längsdifferentialplanetenträger sind Planeten eines Längsdifferentialplanetensatzes drehbar gelagert. Die Planeten sind als stirnseitig verzahnte Planetenräder ausgebildet.
Ferner umfasst der Längsdifferenzialabschnitt ein Längsdifferentialhohlrad und eine Ausgangssonne. Das Längsdifferentialhohlrad weist eine Innenverzahnung auf und kämmt mit den Planeten des Längsdifferentialplanetensatzes. Die Ausgangssonne ist als ein stirnseitig verzahntes Sonnenrad ausgebildet und kämmt ebenfalls mit den Planeten des Längsdifferentialplanetensatzes. In dieser Konstellation ist ein asymmetrisches Differenzial gebildet, welches als Ausgänge das Längsdifferentialhohlrad und die Ausgangssonne aufweist. Besonders bevorzugt ist die Ausgangssonne einer Hinterachse und das Längsdifferentialhohlrad einer Vorderachse des Fahrzeugs zugeordnet.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Planeten des Längsdifferentialplanetensatzes in Führungsaufnahmen in dem Längsdifferenzialplanetenträger kopfkreisgelagert sind. Die Kopfkreislagerung wird auch als centerless Lagerung bezeichnet. Bei dieser Lagerungsart werden die Planeten nicht durch zentrale Bolzen, Achsen oder Wellen gelagert. Die Planeten werden stattdessen zumindest abschnittsweise formschlüssig umgriffen und stützen sich mit ihren verzahnten Außenseiten an Führungsbereichen der Führungsaufnahmen in dem Längsdifferentialplanetenträger ab.
Diese erfindungsgemäße Ausbildung hat den Vorteil, dass in axialer Richtung zu einer Hauptdrehachse des Längsdifferenzialabschnitts betrachtet kein Bauraum für die Lagerung oder Festlegung der Bolzen etc. in dem Längsdifferenzialplanetenträger vorgesehen werden muss. Es sind auch keine Maßnahmen, wie z.B. beidseitige Trägerplatten zur Abstützung des Bolzens etc. erforderlich. Stattdessen liegen die Planeten in den formschlüssigen Führungsaufnahmen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird erreicht, dass der Längsdifferentialabschnitt in der axialen Breite schmal bemessen und folglich auch bei begrenztem Bauraum in Fahrzeuge, Getriebevorrichtungen und insbesondere in die Doppeldifferentialvorrichtung integrierbar ist.
Um das Kämmen der Planeten mit dem Längsdifferentialhohlrad und der Ausgangssonne zur Übertragung von Drehmomenten zu ermöglichen, sind die Führungsaufnahmen radial nach außen und radial nach innen geöffnet oder ausgespart.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Führungsaufnahmen für ein Getriebeöl strömungstechnisch zur Umgebung des Längsdifferenzialabschnitts geöffnet. Beispielsweise weist der Längsdifferentialplanetenträger Durchbrüche auf, so dass die Führungsaufnahmen durch den Längsdifferentialplanetenträger mit der Rückseite des Längsdifferentialplanetenträgers strömungstechnisch verbunden sind. Dieser Weiterbildung liegt die Überlegung zugrunde, dass Kopfkreislagerungen aufgrund eines hydrodynamischen Widerstands eine Sperrwirkung in dem Längsdifferentialabschnitt erzeugen können, so dass eine Ausgleichsdrehung der Planeten in den Führungsaufnahmen gebremst ist. Um eine derartige Sperrwirkung zu verkleinern und/oder den Wirkungsgrad des Längsdifferentialabschnitts zu verbessern wird der hydrodynamische Widerstands durch die strömungstechnische Verbindung verkleinert.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Längsdifferentialplanetensatz mehr als 5, 6, 7 oder 8 Planeten auf, die in Umlaufrichtung gleichmäßig verteilt sind. Insbesondere liegen die Drehachsen der Planeten auf einem gemeinsamen Kreis mit einem ersten Durchmesser um die Hauptdrehachse. Im Speziellen haben alle Planeten den oder die gleichen Drehmomentübertragungspartner. Diese konstruktive Ausgestaltung unterstreicht die Funktion des Längsdifferentialabschnitts als Zwischenachsdifferential zur Verteilung des Drehmoments auf zwei Achsen.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Längsdifferentialplanetenträger als ein Umformteil ausgebildet. Zur Umsetzung der Kopfkreislagerung umfasst der Längsdifferentialplanetenträger die Mehrzahl an Führungsaufnahmen, welche jeweils ausgebildet sind, genau einen Planeten aufzunehmen. Vorzugsweise umfassen die Führungsaufnahmen jeweils eine insbesondere ebene Rückwand, mit der das angeordnete Planetenrad in axialer Richtung formschlüssig abschließt und/oder an dem das angeordnete Planetenrad frei und/oder unverbunden anliegt. Der Auflagedurchmesser der Rückwände entspricht bevorzugt dem Kopfkreisdurchmesser des jeweiligen angeordneten Planeten, so dass diese deckungsgleich an der Rückwand aufliegen. Die Führungsaufnahmen weisen jeweils mindestens einen Führungsabschnitt auf, welcher zur seitlichen Führung des mindestens einen Planeten in der Führungsaufnahme ausgebildet ist. Die Planeten werden durch den mindestens einen Führungsabschnitt in einer radialen Richtung zu deren Drehachsen formschlüssig geführt. Vorzugsweise erstrecken sich die Führungsabschnitte in axialer Richtung zu der Hauptdrehachse des Planetenradgetriebes und/oder zu den Drehachsen der Planeten, so dass die Führungsabschnitte die Planeten in den Führungsaufnahmen in Umlaufrichtung zumindest abschnittsweise umgreifen. Das abschnittsweise Umgreifen erfolgt vorzugsweise über einen Winkelbereich um die Drehachse eines eingelegten Planten von mindestens 30°, vorzugsweise mindestens 45° und insbesondere mindestens 60°. Insbesondere sind die Führungsabschnitte in einem in Bezug auf die Drehachse eines Planeten in der Führungsaufnahme im radialen Endbereich der Rückwand der gleichen Führungsaufnahme angeordnet. Durch den axialen und radialen Formschluss mit der Rückwand und dem mindestens einen Führungsabschnitt wird das Planetenrad verliersicher und zugleich drehbar in der Führungsaufnahme gehalten. In der bevorzugten Ausgestaltung ist der jeweils mindestens eine Führungsabschnitt mittels Umformen erzeugt. Beim Umformen handelt es sich um ein Fertigungsverfahren, bei dem Materialien durch Umformkräfte gezielt plastisch in eine andere Form gebracht werden. Vorteilhaft an diesem Fertigungsverfahren ist die Bereitstellung eines präzisen Werkstücks mit geringen Fertigungstoleranzen. Besonders hervorzuheben sind die kurzen Fertigungszeiten und die gute Materialausnutzung z.B. im Vergleich zum Fräsverfahren. Der Führungsabschnitt kann beispielsweise mittels Biegeumformen, Zugdruckumformen, insbesondere Drücken oder Tiefziehen, oder Schubumformen, insbesondere Verschieben, realisiert werden. Jedoch sind auch weitere Umformverfahren wie Druckumformen, beispielsweise Prägen denkbar. Vorzugsweise werden alle Führungsabschnitte des Planetenträgers im selben Prozessschritt oder synchron hergestellt, insbesondere umgeformt.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Führungsabschnitte als umgebogene Laschen ausgebildet, welche sich in axialer Draufsicht als teilkreisförmige Führungsabschnitte entlang der jeweiligen Führungsaufnahme erstrecken. Die umgebogenen Laschen weisen im Kontaktierungsbereich mit dem mindestens einen Planeten eine hohlzylinderförmige Führungsfläche auf, welche vorzugsweise annähernd dem Kopfkreisdurchmesser des mindestens einen Planetenrades entspricht. Die teilkreisförmigen Führungsabschnitte können beispielsweise durch ein Biegen von Laschen aus der gleichen Blechebene wie die Rückwand der Führungsaufnahme erstellt werden. Insbesondere ist die Materialdicke der Führungsabschnitte gleich der Materialdicke der Rückwand. Durch die teilkreisförmige Ausbildung sind radiale Bereiche der Führungsaufnahme frei, so dass die Planetenräder mit der Ausgangssonne bzw. dem Längsdifferentialhohlrad kämmen können. Der mindestens eine Führungsabschnitt erstreckt sich axial zu der Rotationsachse und schließt vorzugsweise mit der axialen Breite des angeordneten, mindestens einen Planeten bündig ab.
In einer konstruktiven Ausgestaltung weist der Planetenträger eine Mehrzahl an Durchbrüchen auf, wobei diese zwischen den Führungsaufnahmen angeordnet sind. Die Durchbrüche ermöglichen zwar eine Gewichtseinsparung des Planetenträgers, führen jedoch auch zu einer Schwächung des Planetenträgers und können zudem aufgrund der mechanische Belastungen auch eine Materialermüdung der Planetenträgers zufolge haben. Daher ist vorteilhafterweise vorgesehen, die Durchbrüche jeweils durch ein den Planetenradträger verstärkendes Versteifungselement auszufüllen. Das Versteifungselement kann für eine dichtwirkende Ausbildung des Planetenträgers die Negativform des Durchbruchs aufweisen und wird im Planetenträger form-, stoff- und/oder kraftschlüssig gehalten.
Besonders bevorzugt ist das Versteifungselement so dimensioniert, dass es sich an den Führungsabschnitten der benachbarten Führungsaufnahmen abstützt, um diese zu stützen und dadurch eine Formhaltigkeit der Führungsaufnahmen bei einer dynamischen Belastung zu verbessern. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Doppeldifferentialvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 6, welche den Längsdifferenzialabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche und/oder wie dieser zuvor beschrieben wurde aufweist. Insbesondere dient die Doppeldifferenzialvorrichtung zur Verteilung eines Antriebsdrehmoments in dem Fahrzeug. Besonders bevorzugt ist das Fahrzeug als ein Allradfahrzeug, im Speziellen mit einem quer eingebauten Motor ausgebildet.
Die Doppeldifferenzialvorrichtung umfasst den Längsdifferenzialabschnitt und einen Querdifferenzialabschnitt. Der Längsdifferenzialabschnitt hat die Funktion, ein Drehmoment, insbesondere das Antriebsdrehmoment des Motors, auf zwei unterschiedliche, angetriebene Achsen des Fahrzeugs zu verteilen. Der Querdifferenzialabschnitt hat die Funktion, ein Drehmoment auf zwei Antriebswellen oder Räder einer gemeinsamen Achse zu verteilen. Der Querdifferenzialabschnitt weist hierfür einen Querdifferenzialeingang und zwei Abtriebsausgänge auf.
Wie bereits erläutert bildet der Längsdifferenzialeingang ein Eingangsglied für das in dem Fahrzeug zu verteilende Drehmoment. Der Achsausgang bildet ein erstes Ausgangsglied, welches ein Teil des Drehmoments an eine Achse, insbesondere an eine Hinterachse, oder einen Kardanantrieb abgibt. Die zwei Abtriebsausgänge des Querdifferenzialabschnitts bilden ein zweites und ein drittes Ausgangsglied der Doppeldifferenzialvorrichtung und geben jeweils einen Teil des Drehmoments, insbesondere auf Antriebswellen von Rädern einer gemeinsamen Achse, im speziellen der Vorderachse, aus.
Der Längsdifferenzialausgang gibt einen Teil des Drehmoments an den Querdifferenzialeingang und somit an die zwei Abtriebsausgänge aus. Somit teilt der Längsdifferenzialabschnitt das gesamte Drehmoment auf den Längsdifferenzialausgang und den Achsausgang auf und der Querdifferenzialabschnitt den Teil des Längsdifferenzialausgangs auf die zwei Abtriebsausgänge auf.
Zu Kopplung von Längsdifferenzial- und Querdifferenzialabschnitt ist vorgesehen, dass der Längsdifferenzialausgang mit dem Querdifferenzialeingang in Wirkverbindung steht, so dass ein Teil des Drehmoments von dem Längsdifferenzialabschnitt in den Querdifferenzialabschnitt übertragen wird.
Sowohl der Längsdifferenzialabschnitt als auch der Querdifferenzialabschnitt sind jeweils als ein Stirnradplanetengetriebe ausgebildet. Der Querdifferenzialabschnitt umfasst als Stirnradplanetengetriebe einen Querdifferenzialplanetenträger, welcher einen ersten und einen zweiten Querdifferenzialplanetensatz aufweist, welche jeweils mehrere Planeten umfassen, die drehbar auf dem Querdifferenzialplanetenträger gelagert sind.
Die beiden Stirnradplanetengetriebe sind koaxial zu einer gemeinsamen Hauptdrehachse angeordnet. Insbesondere wird die gemeinsame Hauptdrehachse durch eine Drehachse des Achsausgangs und/oder der zwei Abtriebsausgänge definiert. Im Speziellen wird die Hauptdrehachse auch durch die Drehachse des Längsdifferenzialeingangs und/oder des Längsdifferenzialausgangs und/oder des Querdifferenzialeingangs definiert.
Die beiden Stirnradplanetengetriebe sind vorzugsweise unmittelbar benachbart zueinander angeordnet. Besonders bevorzugt sind die beiden Stirnradplanetengetriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, insbesondere integriert. In dieser Ausgestaltung kann die Doppeldifferentialvorrichtung besonders bauraumsparend ausgebildet sein, da sich die axial platzsparende Kopfkreislagerung bestens in die koaxiale Anordnung der Stirnradplanetengetriebe einfügt.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der Längsdifferenzialplanetenträger und der Querdifferenzialplanetenträger in der Doppeldifferenzialvorrichtung zueinander verdrehbar angeordnet. Insbesondere kann die Doppeldifferenzialvorrichtung Betriebszustände annehmen, in der die Winkelgeschwindigkeit des Längsdifferenzialplanetenträgers anders als die Winkelgeschwindigkeit des Querdifferenzialplanetenträgers ist. Ergänzend ist vorgesehen, dass der Querdifferentialplanetenträger eine bauteil- und/oder bauraumsparende Doppelfunktion einnimmt, wobei dieser die kopfkreisgelagerten Planeten des Längsdifferentialplanetensatzes seitlich führt. Damit werden die Planeten einerseits durch die Führungsaufnahmen und andererseits durch den Querdifferentialplanetenträger geführt, so dass keine weitere Bauteile, wie z.B. Zwischenwände zwingend notwendig sind. Dies führt zu einer Platzersparnis in der axialen Baubreite und zudem zu einer Gewichtsersparnis. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Abtriebsausgänge des Querdifferentialabschnitts als Abtriebssonnen ausgebildet sind. Der Querdifferenzialabschnitt umfasst somit den Querdifferenzialplanetenträger, welcher den ersten und den zweiten Querdifferenzialplanetensatz trägt, wobei der erste Querdifferenzialplanetensatz mit einer ersten der beiden Abtriebssonnen und der zweite Querdifferenzialplanetensatz mit einer zweiten der beiden Abtriebssonnen kämmt. Ergänzend kämmen die Planeten der beiden Querdifferenzialplanetensätze paarweise miteinander, insbesondere so dass ein symmetrisches Differenzial gebildet ist. Der Vorteil dieser Anordnung, insbesondere im Vergleich zu der eingangs genannten DE 103 15 181 A1 ist darin zu sehen, dass die Abtriebssonnen und die Planeten der Querdifferenzialplanetensätze in axialer Richtung betrachtet nicht nebeneinander angeordnet sind, sondern in radialer Flucht zueinander positioniert sind. Diese Änderung der Anordnung führt zu einer erheblichen Bauraumersparnis in axialer Richtung.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die beiden Abtriebssonnen die gleiche Anzahl Zähne auf, unterscheiden sich jedoch hinsichtlich der Profilverschiebung. Insbesondere weist eine der Abtriebssonnen eine positive Profilverschiebung und die andere der Abtriebssonnen eine negative Profilverschiebung auf. Die Planeten des einen Querdifferenzialplanetensatzes erstrecken sich in der axialen Breite über beide Verzahnungen der Abtriebssonnen, kämmen jedoch ausschließlich mit der Abtriebssonne, die eine positive Profilverschiebung aufweist. Die Planeten des anderen Planetensatzes erstrecken sich dagegen in axialer Richtung nur über die Verzahnung der Abtriebssonnen mit negativer Profilverschiebung und kämmen mit dieser. Insbesondere ist der Querdifferenzialabschnitt im Hinblick auf die Anordnung der Planeten und der Sonnen ausgebildet, wie dies in der Druckschrift DE 10 2009 032 286 A1 beschrieben ist, deren diesbezüglicher Inhalt via Referenzierung in die vorliegende Anmeldung übernommen wird. Diese spezifische Ausgestaltung der Abtriebssonnen sowie der Planeten erlaubt einen in axialer Breite sehr schmal bauenden Querdifferenzialabschnitt.
In einer bevorzugten Konkretisierung der Erfindung ist der Längsdifferenzialausgang als das Längsdifferenzialhohlrad ausgebildet, welches mit dem Planeten des Längsdifferenzialplanetensatzes kämmt, und der Querdifferenzialeingang als der Querdifferenzialplanetenträger ausgebildet. Längsdifferenzialhohlrad und Querdifferenzialplanetenträger sind miteinander drehfest verbunden. Bei der Verbindung kann es sich z. B. um eine stoffschlüssige oder auch um eine in Umlaufrichtung um die Hauptdrehachse formschlüssige Verbindung handeln. Besonders bevorzugt ist das Längsdifferenzialhohlrad so ausgebildet, dass dieses den Querdifferenzialplanetenträger zumindest abschnittsweise in axialer Richtung überragt oder übergreift, so dass die Kopplung in Bezug auf die axiale Breite der Doppeldifferenzialvorrichtung sehr schmal ausgeführt sein kann.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist der Querdifferenzialplanetenträger zwei Trägerplatten auf, zwischen denen der erste und der zweite Querdifferenzialplanetensatz angeordnet sind, wobei das Längsdifferenzialhohlrad als eine Ringkomponente ausgebildet ist, welche mit der zu dem Längsdifferenzialplanetenträger benachbarten Planetenträgerplatte drehfest gekoppelt ist. Insbesondere ist die radiale Überdeckung von Längsdifferenzialhohlrad mit dem Querdifferenzialplanetenträger in axialer Richtung auf den schmalen Bereich der benachbarten Trägerplatte begrenzt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Längsdifferenzialhohlrad in axialer Richtung sehr schmal und damit leicht und kostengünstig ausgeführt werden kann. Es ist besonders bevorzugt, dass das Längsdifferenzialhohlrad in axialer Richtung so schmal ausgeführt ist, dass dieses nur die kopfkreisgelagerten Planeten des Längsdifferenzialplanetensatzes sowie die dazu benachbarte Trägerplatte des Querdifferenzialplanetenträgers übergreift.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des zuvor beschriebenen Längsdifferenzialabschnitts und/oder der Doppeldifferentialvorrichtung ist der Längsdifferenzialeingang als ein mit dem Längsdifferenzialplanetenträger gekoppeltes Antriebsrad ausgebildet. Insbesondere weist das Antriebsrad eine die Doppeldifferenzialvorrichtung umlaufende Verzahnung auf. Das Drehmoment wird über das Antriebsrad als Längsdifferenzialeingang in die Doppeldifferenzialvorrichtung eingeleitet, an den Längsdifferenzialplanetenträger weitergeleitet, von diesem auf den Längsdifferenzialplanetensatz übertragen, welcher das Drehmoment auf die Ausgangssonne und das Längsdifferenzialhohlrad als Längsdifferenzialausgänge überträgt. Besonders bevorzugt ist die Doppeldifferenzialvorrichtung in axialer Breite so schmal ausgeführt, dass das Antriebsrad bzw. dessen Verzahnung in axialer Richtung das Längsdifferenzialhohlrad und den Querdifferenzialplanetenträger übergreift.
Diese kompakte Weiterbildung wird auch dadurch ermöglicht, dass die Ausgangssonne und der Längsdifferenzialplanetensatz in radialer Richtung überdeckend angeordnet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Längsdifferenzialplanetensatz sowie der erste und der zweite Querdifferenzialplanetensatz auf unterschiedlichen Durchmessern um die Hauptdrehachse angeordnet. Die Durchmesser werden dabei durch die Drehachsen der Planeten der verschiedenen Planetensätze definiert. Dem Längsdifferenzialplanetensatz wird der erste Durchmesser, dem ersten Querdifferenzialplanetensatz ein zweiter Durchmesser und dem zweiten Querdifferenzialplanetensatz ein dritter Durchmesser in Bezug auf die Hauptdrehachse zugeordnet. Es ist dabei vorzugsweise vorgesehen, dass der erste Durchmesser ungleich zu dem zweiten Durchmesser und/oder der erste Durchmesser ungleich zu dem dritten Durchmesser ausgebildet ist. Es ist besonders hervorzuheben, dass die Durchmesser der Planetensätze unabhängig voneinander gewählt werden können, da die Lagerungen der Planeten der Planetensätze unabhängig voneinander ausgebildet sind. Insbesondere werden optional Doppelbelegungen von Planetenbolzen vermieden, die zu einer zwingenden Festlegung der Durchmesser führen. Damit können die Übertragungsverhältnisse der Doppelträgerdifferenzialvorrichtung dem jeweiligen Fahrzeug frei angepasst werden, so dass neben der schmalen axialen Baugröße eine besonders flexible Anpassung durch die Erfindung möglich ist.
Ein weiterer Beitrag zur Verringerung der axialen Breite kann dadurch erreicht werden, dass der Längsdifferenzialplanetenträger als eine Seitenwand des Längsdifferentialabschnitts und/oder der Doppeldifferenzialvorrichtung ausgebildet ist. Der Längsdifferenzialplanetenträger nimmt somit eine Doppelfunktion ein, nämlich zum einen als funktionales Element zur Drehmomentübertragung und zum anderen zum Abschluss oder zur räumlichen, seitlichen Begrenzung des Längsdifferentialabschnitts und/oder der Doppeldifferenzialvorrichtung.
Dabei ist es besonders bevorzugt, dass der Längsdifferenzialplanetenträger auch die Funktion der Seitenwand übernimmt, wobei zum einen vorgesehen sein kann, dass sich der Querdifferenzialplanetenträger über den als Ausgangssonne ausgebildeten Achsausgang an dem als Seitenwand ausgebildeten Längsdifferenzialplanetenträger abstützt. Dies wird beispielsweise durch zwischen den Komponenten angeordnete Axiallager erreicht. Durch diese konstruktive Ausgestaltung übernimmt der Längsdifferenzialplanetenträger als Seitenwand eine Stützfunktion von Belastungen aus der Doppeldifferenzialvorrichtung. Alternativ oder ergänzend sind an dem als Seitenwand ausgebildeten Längsdifferenzialplanetenträger Lagereinrichtungen zur Lagerung der Doppeldifferenzialvorrichtung in einer Umgebungskonstruktion angeordnet. Derartige Lagereinrichtungen sind beispielsweise als Radiallager realisiert. Insbesondere ist der Längsdifferentialplanetenträger als das Umformteil ausgebildet. In diesem Fall ist es besonders bevorzugt, wenn der Lagersitz für die Lagereinrichtung als ein umformtechnisch hergestellter Kragenabschnitt ausgebildet ist, so dass durch Umformen sowohl die Führungsaufnahmen als auch der Lagersitz in einem gemeinsamen Umformteil realisiert sind. Dies führt zu niedrigen Toleranzen sowie zu geringen Fertigungskosten.
Ein Gehäuse der Doppeldifferenzialvorrichtung wird somit bevorzugt durch den Längsdifferenzialplanetenträger als Seitenwand und durch eine weitere Seitenwand auf der gegenüberliegenden Seite gebildet, wobei beide Seitenwände radial außenseitig mit dem Antriebsrad insbesondere stoffschlüssig verbunden sind und radial innenseitig jeweils eine Lagereinrichtung zur Abstützung der Doppeldifferenzialvorrichtung an der Umgebungskonstruktion aufweisen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergebene sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Doppeldifferenzialvorrichtung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 in schematischer dreidimensionaler Darstellung eine Teilbaugruppe eines Querdifferenzialabschnitts in der Doppeldifferenzialvorrichtung der 1;
3 in gleicher Darstellung wie die 2 den Querdifferenzialabschnitt mit weiteren Komponenten;
4 in gleicher Darstellung wie die 2 und 3 in teilgeschnittener Darstellung eine Teilbaugruppe eines Längsdifferenzialabschnitts in der 1;
5 in gleicher Darstellung wie die 4 den Übergang zwischen dem Längsdifferenzialabschnitt und dem Querdifferenzialabschnitt;
6 eine schematische dreidimensionale und teilgeschnittene Darstellung der Doppeldifferenzialvorrichtung 1 in der 1 von der Seite des Längsdifferenzialabschnitts;
7 in gleicher Darstellung wie 6 die Doppeldifferenzialvorrichtung von der anderen Seite;
8 in Draufsicht schematisch eine Abwandlung des Querdifferentialplanetenträgers aus 1 für einen Querdifferenzialabschnitt.
In der 1 ist eine Doppeldifferenzialvorrichtung 1 in einem schematischen Längsschnitt durch eine Hauptdrehachse 2 der Doppeldifferenzialvorrichtung 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt.
Die Doppeldifferenzialvorrichtung 1 ist z. B. als ein Verteilerdifferenzial für Front-Quer-Getriebe bei Kraftfahrzeugen mit Allradfunktion ausgebildet. Funktional betrachtet kann die Doppeldifferenzialvorrichtung 1 in einen Längsdifferenzialabschnitt 3 und in einen Querdifferenzialabschnitt 4 unterteilt werden. Über einen Längsdifferenzialeingang 5 wird ein Drehmoment eines Antriebsmotors eingeleitet. Das Drehmoment wird auf einen Achsausgang 6 und auf einen Längsdifferenzialausgang 7 verteilt. Der Achsausgang 6 ist beispielsweise mit einer Kardanwelle oder einem anderen Drehmomentübertragungsglied gekoppelt und überträgt einen Teil des Drehmoments zu einer Hinterachse des Fahrzeugs. Der Längsdifferenzialausgang 7 ist mit einem Querdifferenzialeingang 8 des Querdifferenzialabschnitts 4 gekoppelt und überträgt einen Teil des Drehmoments darüber auf den Querdifferenzialabschnitt 4. Der Querdifferenzialabschnitt 4 verteilt das verbliebene Drehmoment auf zwei Abtriebsausgänge 9, 10. Die Abtriebsausgänge 9, 10 sind mit Antriebswellen von Rädern einer gemeinsamen Achse, insbesondere der Vorderachse des Fahrzeugs gekoppelt. Der Längsdifferenzialabschnitt 3 bildet somit ein Zwischenachsdifferenzial, der Querdifferenzialabschnitt 4 bildet dagegen ein Achsdifferenzial.
Der Längsdifferenzialabschnitt 3 und der Querdifferenzialabschnitt 4 sind jeweils als ein Stirnradplanetengetriebe ausgebildet und in einem gemeinsamen Gehäuse 11 angeordnet. Das Gehäuse 11 ist – wie es sich auch aus den 6 und 7 ergibt – scheibenförmig ausgebildet und weist mittig koaxial zu der Hauptdrehachse 2 einen freien Durchgangsbereich auf. Der Längsdifferenzialabschnitt 3 und der Querdifferenzialabschnitt 4 sind in dem Gehäuse 11 unmittelbar benachbart zueinander baulich integriert.
Der Längsdifferenzialabschnitt 3 weist als den Längsdifferenzialeingang 5 ein Antriebsrad 12 auf, welches mit einem Längsdifferenzialplanetenträger 13 drehfest gekoppelt ist. Der Längsdifferenzialplanetenträger 13 lagert einen Längsdifferenzialplanetensatz 14, welcher zum einen mit dem als Ausgangssonne 15 ausgebildeten Achsausgang 6 kämmt. Zudem kämmt der Längsdifferenzialplanetensatz 14 mit dem als Längsdifferenzialhohlrad 16 ausgebildeten Längsdifferenzialausgang 7.
Der Querdifferenzialabschnitt 4 weist einen als Querdifferenzialeingang 8 ausgebildeten Querdifferenzialplanetenträger 17 auf, der mit dem Längsdifferenzialhohlrad 16 drehfest gekoppelt ist. Der Querdifferenzialplanetenträger 17 trägt einen ersten und einen zweiten Querdifferenzialplanetensatz 18, 19 (verdeckt), welche mit als Abtriebssonnen 20, 21 ausgebildeten Abtriebsausgängen 9, 10 kämmen.
Vom Drehmomentfluss betrachtet wird das Drehmoment über das Antriebsrad 12 in den Längsdifferenzialabschnitt 3 eingeleitet, über den Längsdifferenzialplanetenträger 13 an den Längsdifferenzialplanetensatz 14 übertragen, der das Drehmoment auf die Ausgangssonne 15 und das Längsdifferenzialhohlrad 16 verteilt. Von dort aus wird das Drehmoment auf den Querdifferenzialplanetenträger 17 übertragen, der das verbleibende Drehmoment auf die zwei Querdifferenzialplanetensätze 18, 19 verteilt, die das verteilte Drehmoment auf die Abtriebssonnen 20, 21 übertragen.
Der Querdifferenzialplanetenträger 17 weist zwei sich in einer Radialebene zu der Hauptdrehachse 2 erstreckende Trägerplatten 22, 23 auf, welche über Bolzen 24 miteinander verbunden sind. Zwischen den Trägerplatten 22, 23 sind die Querdifferenzialplanetensätze 18, 19 sowie die Abtriebssonnen 20, 21 angeordnet. In radialer Richtung zu der Hauptdrehachse 2 betrachtet befinden sich die Querdifferenzialplanetensätze 18, 19 in Flucht zu den Abtriebssonnen 20, 21, so dass die axiale Breite B des Querdifferenzialplanetenträgers 17 sehr schmal ist.
In der 2 ist eine dreidimensionale Darstellung einer Teilbaugruppe des Querdifferenzialabschnitts 4 gezeigt, wobei die zum Längsdifferenzialabschnitt 3 angrenzende Trägerplatte 22 mit den Bolzen 24, dem ersten und dem zweiten Querdifferenzialplanetensatz 18, 19 sowie die Abtriebssonnen 20, 21 gezeigt sind. Die Trägerplatte 22 ist von der Grundplatte als eine kreisrunde Metallscheibe ausgebildet, welche an der umlaufenden Stirnseite eine Verzahnung 25, insbesondere eine Passverzahnung oder eine Formschlussverzahnung trägt. Die Bolzen 24 sind in vier Gruppen aufgeteilt, wobei in jeder Gruppe ein Planet des ersten und ein Planet des zweiten Querdifferenzialplanetensatzes 18, 19 angeordnet sind, die innerhalb der Gruppe miteinander und somit paarweise kämmen. Die beiden Abtriebssonnen 20, 21 weisen die gleiche Zahnzahl auf, wobei jedoch die zu dem Längsdifferenzialabschnitt 3 benachbarte Abtriebssonne 21 eine negative Profilzahnverschiebung und die andere Abtriebssonne 20 eine positive Profilzahnverschiebung besitzt, so dass deren Kopfkreisdurchmesser unterschiedlich sind. Die Planeten des ersten Querdifferenzialplanetensatzes 18 erstrecken sich in der axialen Breite B über beide Abtriebssonnen 20, 21, kämmen jedoch nur mit der Abtriebssonne 20 und zusätzlich mit einem Planeten des zweiten Querschnittdifferenzialplanetensatzes 19. Die Planeten des zweiten Querdifferenzialplanetensatzes 19 sind in der axialen Breite B schmaler ausgeführt und angeordnet, so dass diese mit der Abtriebssonne 21 kämmen, die Abtriebssonne 20 jedoch nicht kontaktieren.
Die 3 zeigt den Querdifferenzialabschnitt 4 in der gleichen Darstellung, wobei zu erkennen ist, dass die zweite Trägerplatte 23 als ein konturiertes Blechformteil ausgebildet ist, welches Aufnahmebereiche für die Planeten der Querdifferenzialplanetensätze 18, 19 aufweist und Senken aufweist, über die die Trägerplatte 23 mit der Trägerplatte 22 mechanisch fest verbunden ist.
Durch die Anordnung der Planeten der Querdifferenzialplanetensätze 18, 19 innerhalb des gleichen axialen Bauraumes wie die Abtriebssonnen 20, 21 kann die axiale Breite B des Querdifferenzialabschnitts 4 und somit auch der Doppeldifferenzialvorrichtung 1 schmal gehalten werden.
Die 4 zeigt eine Teilbaugruppe des Längsdifferenzialabschnitts 3 und zwar den Längsdifferenzialplanetenträger 13, die Planeten des Längsdifferenzialplanetensatzes 14, das Längsdifferenzialhohlrad 16 sowie die Ausgangssonne 15. Die Komponenten sind teilgeschnitten oder teilweise zeichnerisch unterdrückt. Aus der Darstellung ist zu entnehmen, dass die Planeten des Längsdifferenzialplanetensatzes 14 in dem Längsdifferenzialplanetenträger 13 kopfkreisgelagert – auch centerless – angeordnet sind. Die Planeten des Längsdifferenzialplanetensatzes 14 sind in Umlaufrichtung gleichmäßig und/oder äquidistant verteilt. Zur Aufnahme der Planeten weist der Längsdifferenzialplanetenträger 13 Führungsaufnahmen 30 auf, wobei jede Führungsaufnahme einen Planeten trägt. Die Führungsaufnahmen 30 weisen eine durchgängige ebene Rückwand 31 auf, auf der die Planeten flächig aufliegen sowie zwei in axialer Richtung erstreckende Führungsabschnitte 32, welche in einem Kontaktbereich zu den Planeten eine in axialer Draufsicht kreisrund gekrümmte Führungsfläche für die Planeten aufweisen. Jede Führungsaufnahme 30 weist zwei Führungsabschnitte 32 auf, welche die Planeten in Umlaufrichtung führen. Dagegen sind Bereiche der Führungsaufnahme 30, welche radial nach außen und nach innen weisen frei, so dass die Planeten mit der Ausgangssonne 15 bzw. dem Längsdifferenzialhohlrad 16 kämmen können. Insbesondere erstrecken sich die Führungsabschnitte 32 über einen Winkelbereich von zwischen 50 und 90 Grad um eine Drehachse der Planeten in der Führungsaufnahme 30, und in Umlaufrichtung ausgerichtet und umgreifen die Planeten jeweils klammerartig.
Der Längsdifferenzialplanetenträger 13 ist als ein Umformteil ausgebildet. Aus einem ebenen Blechabschnitt werden die Außenkontur sowie Stanzkonturen zur Vorbereitung der Führungsaufnahmen 30 ausgestanzt. In einem nächsten Schritt werden die Stanzkonturen umgeformt, so dass die als Kragen oder Wangen ausgebildeten Führungsabschnitte 32 entstehen. Die Führungsabschnitte 32 sind somit in Draufsicht als senkrecht zu der Längsdifferenzialträgerplatte 13 abstehende Krägen oder gekrümmte Stege ausgebildet. Durch die Gestaltung der Führungsaufnahme 30 können die Planeten des Längsdifferenzialplanetensatzes 14 von dem Längsdifferenzialplanetenträger 13 in Umlaufrichtung bewegt werden, um das Drehmoment von dem Längsdifferenzialplanetenträger 13 auf den Längsdifferenzialplanetensatz 14 zu übertragen. Zwischen den Führungsabschnitten 32 sind Durchbrüche 34 angeordnet. Die Durchbrüche 34 bilden strömungstechnische Verbindungen zwischen den Führungsaufnahmen 30 und z.B. einer Rückseite des Längsdifferentialplanetenträgers 13. Somit ist der Innenraum der Doppeldifferentialvorrichtung 1 bzw. dessen Gehäuse 11 durch die Durchbrüche 30 und ggf. anderen Aussparungen mit der Umgebung der Doppeldifferentialvorrichtung 1 verbunden. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich im Betrieb hydrodynamische Widerstände zwischen den Planeten des Längsdifferentialplanetensatzes 14 und dem Längsdifferentialplanetenträger 13 bilden, die zu einer ungewünschten Sperrwirkung des Längsdifferentialabschnitts 3 führen würden. Der Achsausgang 6 ist einstückig als ein Umformteil mit der Ausgangssonne 15 ausgebildet.
Das Längsdifferenzialhohlrad 16 ist in seinem Außendurchmesser kleiner als der Längsdifferenzialplanetenträger 13 ausgebildet, so dass sich dieses reibungsfrei unter oder in dem Antriebsrad 12 drehen kann. Das Längsdifferenzialhohlrad 16 weist eine in axiale Richtung verlaufende Innenverzahnung 35 auf, über die das Längsdifferenzialhohlrad 16 mit den Planeten des Längsdifferenzialplanetensatzes 14 kämmt. Zugleich bildet die Innenverzahnung 35 einen Formschlusspartner zu der Verzahnung 25 der Trägerplatte 22, wobei Innenverzahnung 35 und Verzahnung 25 zusammen eine drehfeste Steckverzahnung bildet, wie dies in der 5 deutlich zu erkennen ist, die die Baugruppe aus der 4 mit eingesetzter Trägerplatte 22 zeigt.
Es wird unterstrichen, dass für das Kämmen mit den Planeten des Längsdifferenzialplanetensatzes 14 und zur Verzahnung mit der Verzahnung 25 eine in axiale Richtung durchgehende Innenverzahnung 35 verwendet wird, welche fertigungstechnisch einfach und kostengünstig herzustellen ist. Aufgrund der geringen axialen Breite der Kopflagerung der Planeten des Längsdifferenzialplanetensatzes 14 ist auch der Längsdifferenzialabschnitt 3 in der axialen Breite B sehr eng gebaut. Insbesondere ist das Längsdifferenzialhohlrad 16 in der axialen Breite B sehr schmal ausgeführt, da es sich nur über den axialen Bereich der Trägerplatte 22 und der Planeten des Längsdifferenzialplanetensatzes 14 erstreckt.
In der 6 ist die Doppeldifferenzialvorrichtung 1 in einer dreidimensionalen Darstellung teilgeschnitten dargestellt, wobei zu erkennen ist, dass in den Durchbrüchen 34 Versteifungselemente 33 eingesetzt sind, welche das Längsdifferenzialplanetenrad 13 in Umlaufrichtung stützen. Insbesondere stützen die Versteifungselemente 33 die angrenzend an einem Durchbruch 34 angeordneten und als Kragen ausgebildeten Führungsabschnitte 32 gegen Belastungen in Umlaufrichtung. Nachdem das gesamte eingeleitete Drehmoment über den Längsdifferenzialplanetenträger 13 auf den Längsdifferenzialplanetensatz 14 übertragen wird und die Durchbrüche 34 die Steifigkeit des Längsdifferenzialplanetenträgers 13 schwächen können, kann durch die optionalen Versteifungselemente 33 die strukturelle Steifigkeit dieses Bauteils erhöht werden.
Die 7 zeigt die Doppeldifferenzialvorrichtung 1 in einer dreidimensionalen Darstellung von der anderen Seite.
Wie sich insbesondere wieder aus der 1 ergibt, nimmt der Längsdifferenzialplanetenträger 13 eine Mehrfachfunktion ein. Neben seiner Lagerungs- und Führungsfunktion für die Planeten des Längsdifferenzialplanetensatzes 14 bildet dieser zusätzlich eine Seitenwand 36 für das Gehäuse 11. In dieser Funktion ist der Längsdifferenzialplanetenträger 13 mit dem Antriebsrad 12 fest, insbesondere stoffschlüssig und optional ergänzend in axialer Richtung bündig abgeschlossen. An einem auskragenden Kragenabschnitt 29 im radialinneren Bereich ist eine Lagereinrichtung 37 aufgesetzt, welche die Doppeldifferenzialvorrichtung 1 gegenüber einer stationären Umgebungskonstruktion in radialer Richtung lagert, so dass sich das Gehäuse 11 relativ zu der Umgebungskonstruktion drehen kann. Der Kragenabschnitt 29 ist durch ein umformendes Verfahren erzeugt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Doppeldifferenzialvorrichtung 1 ist eine weitere Seitenwand 38 angeordnet, welche in gleicher Weise eine Lagereinrichtung 39 trägt. das Antriebsrad 12, der Längsdifferenzialplanetenträger 13 und die weitere Seitenwand bilden das Gehäuse 11, in dem der Längsdifferenzialabschnitt 3 und der Querdifferenzialabschnitt 4 integriert sind.
In der Schnittzeichnung ist weiter zu erkennen, dass zwischen der Seitenwand 38 und der Trägerplatte 23 eine erste axiale Lagereinrichtung 40, zwischen der Trägerplatte 23 und der Abtriebssonne 20 eine zweite axiale Lagereinrichtung 41, zwischen der Abtriebssonne 20 und der Abtriebssonne 21 eine dritte axiale Lagereinrichtung 42, zwischen der Abtriebssonne 21 und der Trägerplatte 22 eine vierte axiale Lagereinrichtung 43, zwischen der Trägerplatte 22 und der Ausgangssonne 15 eine fünfte axiale Lagereinrichtung 44 und zwischen der Ausgangssonne 15 und der als Seitenwand 36 ausgebildete Längsdifferenzialplanetenträger 13 eine sechste axiale Lagereinrichtung 45 angeordnet ist.
8 zeigt eine Abwandlung des Querdifferentialplanetenträgers 17 aus der 1, der analog zu dem Längsdifferentialplanetenträger 3 als umgeformter Planetenträger ausgebildet ist, so dass auf die vorhergehenden Beschreibung verwiesen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Querdifferentialplanetenträger 17 keine Bolzen 24 auf, da die Planeten des Querdifferentialplanetensatzes 18, 19 kopfkreisgelagert sind. Für die Kopfkreislagerung umfasst der Querdifferentialplanetenträger 17 in jeder Führungsaufnahme 30 die durchgängige, ebene Rückwand 31, auf der die Planeten flächig aufliegen. In dem Außenbereich der Rückwand 31 befinden sich abschnittsweise die sich in axialer Richtung erstreckenden, teilkreisförmigen Führungsabschnitte 32. Jede Führungsaufnahme 30 umfasst zwei Führungsabschnitt 32, welcher die kämmenden Planeten des Querdifferentialplanetensatzes 18, 19 in Umlaufrichtung führt. Da beim Querdifferentialabschnitt 4 kein Hohlrad vorliegt, erstrecken sich die Führungsabschnitte 32 durchgängig auf der radialen Außenseite des Querdifferentialplanetenträgers 17. Dabei entspricht der Durchmesser der Führungsabschnitte 32 mindestens dem Kopfkreisdurchmesser der Planeten der Querdifferentialplanetensatzes 18, 19, so dass eine enge, jedoch frei bewegliche Führung der Planeten erfolgt. Im radialen unteren Bereich hingegen schließt der Führungsabschnitt 32 ab dem Kopfkreisdurchmesser 46 der Abtriebssonne 20 ab, so dass die Planeten miteinander und mit den zugeordneten Abtriebssonnen 20, 21 kämmen können. Die Führungsabschnitte 32 erstrecken sich über die gesamte axiale Breite beider Planeten, so dass der Führungsabschnitt 32 bündig mit dem Planeten des Querdifferentialplanetensatzes 18 abschließt.
Der Querdifferentialplanetenträger 17 weist im Zentrum eine kreisförmige Ausnehmung 47 auf, welche zur Durchführung der Abgänge der Abtriebssonne 21 vorgesehen ist. Des Weiteren umfasst der Querdifferentialplanetenträger 17 im Randbereich optional einen Randabschnitt 48, welcher axial ausgerichtet ist und vorzugsweise die gleiche axiale Breite wie die Führungsabschnitte 32 aufweist.
Wie der Längsdifferenzialträger 13 aus 4, ist auch der Querdifferenzialträger 17 mit den Führungsabschnitten 32 und dem Randabschnitt 48 mittels eines Umformverfahrens hergestellt. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Führungsabschnitte 32 und ggf. der Randabschnitt 48 im selben Prozessschritt umgeformt werden.
Bezugszeichenliste

1: Doppeldifferenzialvorrichtung
2: Hauptdrehachse
3: Längsdifferenzialabschnitt
4: Querdifferenzialabschnitt
5: Längsdifferenzialeingang
6: Achsausgang
7: Längsdifferenzialausgang
8: Querdifferenzialeingang
9: Abtriebsausgang
10: Abtriebsausgang
11: Gehäuse
12: Antriebsrad
13: Längsdifferenzialplanetenträger
14: Längsdifferenzialplanetensatz
15: Ausgangssonne
16: Längsdifferenzialhohlrad
17: Querdifferenzialplanetenträger
18: Querdifferenzialplanetensatz
19: Querdifferenzialplanetensatz
20: Abtriebssonne
21: Abtriebssonne
22: Trägerplatte
23: Trägerplatte
24: Bolzen
25: Verzahnung
26: fehlt
27: fehlt
28: fehlt
29: Kragenabschnitt
30: Führungsaufnahmen
31: Rückwand
32: Führungsabschnitte
33: Versteifungselemente
34: Durchbrüche
35: Innenverzahnung
36: Seitenwand
37: Lagereinrichtung
38: Seitenwand
39: Lagereinrichtung
40: Lagereinrichtung
41: Lagereinrichtung
42: Lagereinrichtung
43: Lagereinrichtung
44: Lagereinrichtung
45: Lagereinrichtung
46: Kopfkreisdurchmesser der Abtriebssonne 20
47: Ausnehmung
48: Randabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 373812 [0003]
DE 10315181 A1 [0004, 0027]
DE 102009032286 A1 [0028]

Claims

Längsdifferenzialabschnitt (3) für ein Fahrzeug, mit einem Längsdifferentialplanetenträger (13), mit einem Längsdifferentialplanetensatz (14), wobei die Planeten des Längsdifferentialplanetensatzes (14) an dem Längsdifferentialplanetenträger (13) gelagert sind, mit einem Längsdifferentialhohlrad (16) und mit einer Ausgangssonne (15), wobei die Planeten des Längsdifferentialplanetensatzes (14) zugleich mit dem Längsdifferentialhohlrad (16) und mit der Ausgangssonne (15) kämmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Planeten des Längsdifferentialplanetensatzes (14) in Führungsaufnahmen (30) in dem Längsdifferentialplanetenträger (13) kopfkreisgelagert sind.
Längsdifferenzialabschnitt (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Planeten öldruckfrei gelagert sind und/oder dass die Führungsaufnahmen (30) strömungstechnisch offen mit einer Umgebung des Längsdifferenzialabschnitts (3) kommunizieren.
Längsdifferentialabschnitt (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetensatz mehr als 5, vorzugsweise mehr als 7, insbesondere mehr als 8 Planeten umfasst, welche in Umlaufrichtung äquidistant zueinander angeordnet sind.
Längsdifferentialabschnitt (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsdifferentialplanetenträger (13) als ein Umformteil ausgebildet ist.
Längsdifferentialabschnitt (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Längsdifferentialplanetenträger (13) zwischen den Führungsaufnahmen (30) Durchbrüche (34) in dem Längsdifferentialplanetenträger (13) eingebracht sind, wobei in den Durchbrüchen (34) Versteifungselemente (33) angeordnet sind, die die Führungsaufnahmen (30) in Umlaufrichtung stützen.
Doppeldifferentialvorrichtung (1) für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch einen Längsdifferentialabschnitt (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Längsdifferentialabschnitt (3) einen Längsdifferentialeingang (5), einen Längsdifferentialausgang (7) und einen Achsausgang (6) aufweist, mit einem Querdifferentialabschnitt (4), wobei der Querdifferentialabschnitt (4) einen Querdifferentialeingang (8) und zwei Abtriebsausgänge (9, 10) aufweist, wobei der Längsdifferentialausgang (7) mit dem Querdifferentialeingang (8) in Wirkverbindung steht, wobei der Längsdifferentialabschnitt (3) und der Querdifferentialabschnitt (4) jeweils als ein Stirnradplanetengetriebe ausgebildet sind, wobei der Querdifferentialabschnitt (4) einen Querdifferentialplanetenträger (17) aufweist, welcher einen ersten und einen zweiten Querdifferentialplanetensatz (18, 19) trägt, wobei die Stirnradplanetengetriebe koaxial zu einer gemeinsamen Hauptdrehachse (2) angeordnet sind.
Doppeldifferentialvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsdifferentialplanetenträger (13) und der Querdifferentialplanetenträger (17) zueinander verdrehbar angeordnet sind, wobei der Querdifferentialplanetenträger (17) die Planeten des Längsdifferentialplanetensatzes (14) seitlich führt.
Doppeldifferenzialvorrichtung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abtriebsausgänge (9, 10) des Querdifferentials als Abtriebssonnen (20, 21) ausgebildet sind.
Doppeldifferentialvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsdifferentialplanetenträger (13) als eine Seitenwand der Doppeldifferentialvorrichtung (1) ausgebildet ist.
Doppeldifferentialvorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querdifferentialplanetenträger (17) über den als Ausgangssonne (15) ausgebildeten Achsausgang an dem als Seitenwand ausgebildeten Längsdifferentialplanetenträger (13) abstützt und/oder dass an dem als Seitenwand ausgebildeten Längsdifferentialplanetenträger (13) Lagereinrichtungen zur Lagerung der Doppeldifferentialvorrichtung (1) in einer Umgebungskonstruktion angeordnet sind.