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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Differenzial mit wenigstens einem Differenzialkorb, mit Ausgleichsrädern und mit Abtriebsrädern, wobei die Ausgleichsräder und die Abtriebsräder drehbar in dem Differenzialkorb gelagert sind und dabei miteinander im Zahneingriff stehen, und wobei der Differenzialkorb und die Abtriebsräder voneinander unabhängig rotierbar um eine gemeinsame Zentralachse des Differenzials rotierbar angeordnet sind, und die Abtriebsräder dabei jeweils mit zumindest einem Wellenabschnitt zu einer um die Zentralachse rotierbaren Einheit drehfest miteinander verbunden sind, wobei wenigstens eine der Einheiten an einer Lagerstelle um die Zentralachse spielfrei rotierbar gelagert ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Differenzialanordnung mit einem Differenzial, in welcher der Differenzialkorb drehbar in einem Gehäuse gelagert ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein derartiges Differenzial mit einer spielfreien Radiallagerung zur Verminderung der sogenannten Wummergeräusche bei Kurvenfahrten ist in
DE4440313A1 beschrieben. Das Radiallager weist eine äußere Wälzlaufbahn auf, die aufgrund ihrer polygonförmig gestalteten Umrisse Engstellen im Wälzlager bildet, die die Rollen des rotierenden Wälzlagers nacheinander passieren und dabei von radialen Spielen frei gegen die innere Wälzlaufbahn vorgespannt sind. Die Polygonform des Außenrings, die von den üblichen innenzylindrischen Formen der äußeren Wälzlaufbahnen abweicht, wird durch ein elastisch nachgiebige Hülse gebildet, deren Herstellung im Vergleich zu den innenzylindrischen Wälzlaufbahnen der üblichen Rollen- oder Nadellager aufwändiger und damit kostenintensiver sein kann.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Differenzial mit einer spielfreien Lagerung zu schaffen, dass sich einfach und kostengünstig herstellen lässt.
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Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung sieht vor, dass die Einheit mit einem Rollenlager spielfrei gelagert ist, welches mit wenigstens einer Reihe in Umfangsrichtung um die Zentralachse benachbarter Rollen und mit wenigstens einer elastischen Rolle verstehen ist, wobei die elastische Rolle einen größeren Durchmesser aufweist als die Rollen der Reihe.
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Elastisch sind die elastischen Rollen entweder dadurch, dass sie aus einem Werkstoff bestehen, der ein geringeres Elastizitätsmodul aufweist als die übrigen aus Stahl gefertigten Rollen des Rollenlagers, oder dadurch, dass deren Form und Struktur elastisch federnd nachgiebig gestaltet ist. Elastische Rollen können beispielsweise aus Elastomeren hergestellt oder, wie eine Ausgestaltung der Erfindung vorsieht, als hohle Rollen ausgebildet sein.
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Die Lagerstellen werden bei der Montage elastisch soweit vorgespannt, dass die elastischen Rollen elastisch zwischen den Laufbahnen eingespannt sind. Der Durchmesser der elastischen Rollen ist dazu geringfügig größer als der der benachbarten Rollen ausgeführt, wodurch die anderen Rollen in den Lastzonen unter Last erst dann tragen, wenn die elastischen Rollen auf das radiale Maß der Durchmesser der anderen Rollen eingefedert sind.
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So sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Einheit mit einem Rollenlager gelagert ist, welches als elastisch ausgebildete Rolle wenigstens eine Tunnelrolle aufweist, wobei die Tunnelrolle aus einem Hohlkörper mit einer umfangsseitig um die Rotationsachse der Rolle verlaufenden Wand ist, welche umfangsseitig durch einen sich radial vollständig durch die Wand erstreckenden und axial von einem Ende der Rolle zum anderen Ende der Rolle verlaufenden Längsschlitz einmal unterbrochen ist. Als geschlitzte Tunnelrollen sind im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildete Körper zu verstehen, die außen auch ballig ausgebildet sein können und die über ihre gesamte mit der Rotationsachse verlaufende Länge einmal am Umfang durch einen Längsschlitz unterbrochen sind.
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Die Umfangsbreite bzw. die tangentiale Abmessung des Schlitzes ist mindestens so groß, wie das geforderte Bogenmaß, um welches sich der Umfang der Tunnelrolle bei maximaler Einfederung der Rolle reduzieren soll.
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Die Tunnelrollen müssen nicht in jedem Fall hohlzylindrisch ausgebildet sein, sondern können auch innen konische oder ballige nach innen gewölbte hohle Formen aufweisen.
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Das Maß, um das die Tunnelrollen größer sind als die benachbarten Rollen, ist ein Korrekturmaß für den Ausgleich von Spielen in denen ggf. auch Spielvergrößerungen durch Temperatureinflüsse zu berücksichtigen sind. Das Korrekturmaß entspricht im Radiallager mit einer Tunnelrolle mindestens dem gesamten Korrekturmaß und in einem Rollenlager mit mindestens drei am Umfang gleichmäßig verteilten Rollen mindestens dem halben Korrekturmaß, um das sich das Spiel in den Lagerstellen oder im Lagersitz aufgrund von Wärmedehnung ändern kann, zuzüglich eines auszugleichenden Grundspieles im Lager.
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Rollenlager sind Wälzlager mit Rollen oder Nadeln. Nadeln sind Wälzkörper, deren Verhältnis ihrer axialen Länge zu ihrem Durchmesser gleich oder größer 3 ist. Rollen weisen dementsprechend ein Längen-Durchmesserverhältnis auf, das kleiner als 3 ist. Rollen sind außen zylindrisch oder ballig, beispielsweise auch tonnenförmig gewölbt.
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Die Rollenlager können eine, zwei oder mehr zueinander benachbarte Reihen Rollen aufweisen, von denen mindestens eine in zumindest einer Reihe eine Tunnelrolle ist. In Radiallagern sind die Rollen einer Reihe in Umfangsrichtung um die Rotationsachse des Rollenlagers zueinander angeordnet, wobei die Rollenachsen parallel oder aus der parallelen Lage heraus leicht verschränkt zur Rotationsachse des Rollenlagers angeordnet sind. Die Wälzlaufbahnen von Rollenlagern sind dementsprechend zylindrisch oder von der zylindrischen Form leicht abweichend ballig ausgebildet.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Einheit mit einem Rollenlager gelagert ist, in welchem der Längsschlitz in der Tunnelrolle mit mindestens einem Winkel α zu zur Rotationsachse der Tunnelrolle geneigt von dem einen zum anderen Ende verläuft, wobei der Längsschlitz vom ersten Ende zum zweiten Ende der Tunnelrolle entlang der Wandung einen Mittelpunktswinkel μ bezüglich des Querschnitts der Tunnelrolle bis 360° überstreicht.
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Der Verlauf des Längsschlitzes vom ersten Ende zum zweiten Ende der Tunnelrolle entlang der Wandung der Tunnelrolle ist dabei derart ausgestaltet, dass er einen Mittelpunktswinkel μ bezüglich des Querschnitts der Tunnelrolle von 360°, jedoch vorzugsweise von weniger als 180° an der äußeren Wandung der Tunnelrolle überstreicht. Der Mittelpunktswinkel kann auch als Teilwinkel eines Vollwinkels von 360° eines Kreises verstanden werden, dessen Kreislinie den Umfang der Tunnelrolle beschreibt. Der gesamte Umfang der Mantelfläche ist in beliebigen Querschnitten (quer zur Rotationsachse der Tunnelrolle) durch einen Vollwinkel von 360° beschrieben. Die Erfindung sieht also vor, dass sich der Schlitz höchstens über den gesamten Umfang zieht, oder dass der Schlitz sich über weniger als die Hälfte der Mantelfläche erstreckt, also vom ersten Ende zum zweiten Ende der Tunnelrolle entlang der Wandung der Tunnelrolle einen Mittelpunktswinkel μ bezüglich des Querschnitts der Tunnelrolle von weniger als 180° überstreicht. Vorzugsweise erstreckt sich der Schlitz also innerhalb einer Hälfte des Umfangs der Mantelfläche, so dass der Teilwinkel vom Vollwinkel 360° abweichend nur < / = 180° ist.
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Die europäische Patentanmeldung
EP 1 921 334 A2 zeigt ein Nadellager. Mindestens eine Nadel des Nadellagers ist dabei elastisch-nachgiebig ausgebildet, falls eine Last auf die äußere Fläche des Nadellagers ausgeübt wird. Die elastisch-verformbare Nadel besitzt dabei einen etwas größeren äußeren Durchmesser als die anderen nicht elastisch-verformbaren Nadeln. Die elastische Nachgiebigkeit der Nadeln wird dadurch erreicht, dass die Nadeln eine Hohlbohrung aufweisen und entlang der Länge der Nadeln parallel zu den Mantellinien und zur Rotationsachse ein Längsschlitz eingebracht ist, der geradlinig entlang der Wandung der Nadel verläuft. Die so ausgebildete elastisch-nachgiebige Nadel hat den einen Nachteil, dass der gerade Schlitz bei der Rollbewegung des Lagers über seine gesamte Länge mit den Rändern des Schlitzes im Wälzkontakt mit der Wälzlaufbahn steht. Derartige Wälzlager sind nur gering belastbar und dürfen nur mit geringen Drehzahlen rotieren oder nur Schwenken, weil die Kantenberührung im Wälzkontakt sehr hohe Spannungsspitzen erzeugt, wodurch die Rollen und Wälzlaufbahn beschädigt werden kann. Darüber hinaus erzeugt der pro Umdrehung einmal auf jede der Wälzlaufbahnen treffende Schlitz störende Geräusche.
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Unregelmäßigkeiten an der vorzugsweise sehr glatten Oberfläche von Wälzkörpern verursachen im Wälzkontakt Spannungsspitzen und fördern Verschleiß an Rollen und Wälzlaufbahnen. Das trifft auch für Schlitze zu. Der spiralförmig ausgebildete Schlitz der Rollen nach
DE 197 34 980 A1 steht permanent an mehreren Stellen und mit beiden Laufbahnen im Wälzkontakt, so dass die zuvor genannten Nachteile besonders zum Tragen kommen. Die Erfindungsgemäße Anordnung weist durch die Begrenzung des Winkels auf max. 360°, vorzugsweise 180°, mit dem der Schlitz die Rolle überstreicht, den Vorteil auf, dass die Anzahl der Kontaktstellen gegenüber diesem bekannten Stand der Technik stark reduziert ist und damit die Risiken erhöhten Verschleißes geringer sind.
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Die Begrenzung auf den Umfangsbereich von 180° wirkt sich auch vorteilhaft auf die Fertigung einer Tunnelrolle dieses Typs aus, die in diesem Fall aus Flachmaterial gebogen werden kann. Dabei werden die Schnittenden des zylindrisch gebogenen Flachmaterials solange aufeinander zugeführt bis diese sich in Umfangsrichtung mit Abständen gegenüberliegen, die die Breiten des Schlitz begründet. Tunnelrollen, deren Längsschlitz sich dagegen nahezu über den gesamten Umfang erstreckt (Mittelspunktswinkel bis 360°) müssen dagegen im Ansatz spiralförmig gewickelt werden, was fertigungstechnisch aufwändiger ist, wenn Rollen mit hohen Genauigkeiten hergestellt werden sollen.
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Die Tunnelrolle ist mit einem von einem ersten Ende der Tunnelrolle zu einem zweiten Ende der Tunnelrolle verlaufenden Längsschlitz versehen, der unter einem Winkel zu einer Achse, entweder der Rotationsachse oder zu einer Parallelen der Rotationsachse der Tunnelrolle in einer Wandung der Tunnelrolle geneigt. Also ist der Schlitz nicht achsparallel zur Rotationsachse der Tunnelrolle ausgerichtet, sondern verläuft so schräg zu dieser, dass der mit Winkeln α zu der Rotationsachse der Tunnelrolle von einem ersten Ende der Tunnelrolle zu einem zweiten Ende der Tunnelrolle verläuft, welche vorzugsweise 1° = / < α < / = 45° sind. Die Winkel müssen im Verlauf des Schlitzes nicht gleich zueinander sein. Es kann also auch sein, dass der Schlitz kurvenartig oder zackenartig verläuft oder beliebig die Richtung wechselnd auslenkt weil er in beliebige Richtungen und mit verschiedenen Winkeln von der parallelen Linie auslenkt. Der Vorteil der schrägen Ausrichtung des Schlitzes liegt darin, dass bei Rotation des Lagers und Abwälzen der Tunnelrolle nicht der gesamte Schlitz auf einmal im Linienkontakt mit der/den jeweiligen Wälzlaufbahnen steht, sondern nur der Teil des Schlitzes am Schnittpunkt mit der Kontaktlinie. Dadurch wird Verschleiß vermieden und es werden Geräusche reduziert.
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Das Verhältnis von Außendurchmesser zu Wanddicke bestimmt die Elastizität, mit der die Tunnelrolle ausgebildet ist. Einerseits muss die Tunnelrolle elastisch nachgiebig genug sein, um sich unter Vorspannung ins Lager montieren zu lassen und um unter hohen Lasten auch auf den Durchmesser der anderen Rollen einzufedern. Andererseits muss die Tunnelrolle auch steif genug ausgebildet sein, um die Spielfreiheit des Radiallagers zu gewährleisten. Die Tunnelrolle hat deshalb einen Außendurchmesser und eine Wanddicke, deren Quotient aus der Wanddicke und dem Außendurchmesser einen Wert zwischen 0,04 bis 0,2 ergibt. Der Typ der Rolle wird durch ein Verhältnis der Länge der Tunnelrolle zum Außendurchmesser bestimmt. Darüber hinaus hat dieses Verhältnis auch Einfluss auf die Steifigkeit bzw. Elastizität, wenn die Wandstärke mit berücksichtigt wird. Je länger die Rolle ist, um so steifer ist diese. Je kürzer, umso elastischer ist deren Reaktion. So ist es denkbar, die Steifigkeit der Tunnelrollen und damit den Grad der Spieleinstellung des Rollenlagers dadurch zu beeinflussen, dass die Tunnelrolle(n) im Lager länger oder kürzer als die üblichen Rollen sind. Vorzugsweise entspricht der Quotient aus der Länge der Tunnelrolle und deren Außendurchmesser einem Wert von 0,8 bis 4,0.
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Der Schlitz muss in Umfangsrichtung gerichtet so breit sein, dass die Tunnelrollen ungehindert radial und umfangsseitig auf das radiale Maß der übrigen Rollen einfedern können Der in der äußeren Wand der Tunnelrolle angebrachte Längsschlitz weist deshalb vorzugsweise eine Breite mit einem Wert von 0,1 mm bis 0,7 mm auf.
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Das Material aus dem die Tunnelrolle gefertigt ist, kann 16mnCr5 oder Ct45- oder 100Cr6 oder 100CrMn6 sein.
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Das Rollenlager/Nadellager weist einen Käfig auf, der eine Vielzahl von Nadeln und mindestens eine, vorzugsweise mindestens drei, Tunnelrollen haltert. Die mindestens drei Tunnelrollen sind dabei gleichmäßig verteilt am Umfang des Käfigs angeordnet. Die Tunnelrollen weisen einen größeren Außendurchmesser als die Nadeln auf. Somit sind die Tunnelrollen im unbelasteten Zustand in Kontakt mit der Lauffläche des Nadellagers.
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Die Lagerringe mit den inneren oder äußeren Wälzlaufbahnen des Rollenlagers/Nadellagers, können sowohl spanabhebend als auch spanlos hergestellt werden. Alternativ sind die inneren Laufbahnen direkt an der Oberfläche von Schäften der Abtriebsräder oder an Wellenabschnitten der Antriebswellen ausgebildet. Wahlweise sind auch die äußeren Wälzlaufbahnen direkt an zylindrischen Abschnitten der Lagerstelle ausgebildet, die zum Beispiel an dem Differenzialkorb/Planetenträger oder an einem Gehäuseabschnitt ausgebildet sind.
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Die Erfindung betrifft die Gattung Differenziale, in denen miteinander im Zahneingriff stehende Zahnräder oder Kupplungen und ähnliche Systeme zwischen zwei Antriebswellen ausgleichen, insbesondere zwischen zwei Abtriebswellen, die mit Antriebswellen von angetriebenen Fahrzeugrädern einer Fahrzeugachse verbunden sind. Jede der Antriebswellen ist über ein Gelenk oder eine Halbwelle oder über beliebige andere starre oder gelenkige Verbindungselemente mit einem der Abtriebsräder verbunden. Als Wellenabschnitt bezeichnet sind demnach mit den Abtriebsrädern verbundene Schäfte oder Wellenstümpfe, die geeignet sind Anschluss- oder Verbindungsstücke zu den Antriebswellen zu sein. Die Erfindung betrifft bevorzugt die klassischen Kegelraddifferenziale oder die Stirnraddifferenziale, die beide Umlaufgetriebe sind und die in Vorder- oder Hinterachsen von Fahrzeugen verbaut sind.
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Die Summenwelle der Differenziale ist der Differenzialkorb. Eine Summenwelle eines Differenzialgetriebes ist die Welle eines Umlaufgetriebes, an der die größte Summe aller im Differenzial zu verteilenden oder zusammengeführten Drehmomente anliegt. Der Differenzialkorb der Kegelraddifferenziale ist zumeist ein kugelkäfigartiges Gebilde, das um eine als Zentralachse des Differenzials bezeichnete Rotationsachse rotierbar in einem Gehäuse eines Achsgetriebes oder einer Achse gelagert ist und an dem ein zumeist als Kegelrad eines Winkeltriebs ausgebildetes und mit Antriebsleistungen beaufschlagbares Zahnrad sitzt. Als Kegelräder ausgebildete Ausgleichsräder sind jeweils um eine eigene Rotationsachse in dem Differenzialkorb drehbar gelagert, die zur Zentralachse quer gerichtet ist. Sie stehen im Zahneingriff mit Kegelrädern, die die Abtriebsräder sind und deren Rotationsachse die Zentralachse ist.
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Der Differenzialkorb eines Stirnraddifferenzials ist ein Planetenträger, an dem die Planetenräder als Ausgleichsräder um eigene Rotationsachsen drehbar gelagert sind, wobei die Rotationsachsen der Planetenräder im Unterschied zu den Ausgleichskegelrädern des Kegelraddifferenzials mit parallelem Abstand zur Zentralachse des Stirnraddifferenzials ausgerichtet sind. Die Zentralachse ist Rotationsachse des Planetenträgers. Die Ausgleichsräder sind Stirnräder, die im Zahneingriff mit Sonnenrädern stehen. Die Rotationsachse der als Stirnräder ausgebildeten Sonnenräder entspricht der Zentralachse des Stirnraddifferenzials. Der Planetenträger nimmt ein mit Antriebsleistungen beaufschlagbares Zahnrad auf, das ein Kegelrad oder ein Stirnrad sein kann.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Einheit mit mindestens einem Rollenlager radial an dem Differenzialkorb gelagert ist, welches wenigstens eine der elastischen Rollen aufweist. Der Differenzialkorb ist drehbar in einem Gehäuse gelagert und weist vorzugsweise einen innenzylindrischen Abschnitt auf, an welchem das Rollenlager mit der wenigstens einen elastischen Rolle zumindest radial abgestützt ist. In Differenzialen des Standes der Technik sitzen an diesen Lagerstellen häufig Gleitlager, die im Vergleich zu Rollenlagern höhere innere Reibung und Radialspiele aufweisen. Die erfindungsgemäße Anordnung ist spielfrei, so dass Geräusche bei Kurvenfahrten vermieden werden.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens eine Einheit an mindestens zwei Lagerstellen gelagert ist, wobei zumindest eine der Lagerstellen das Rollenlager mit der mindestens einen elastischen Rolle aufweist. Eine derartige Anordnung ist besonders von Vorteil, wenn, wie bei Frontantrieben, die eine Antriebswelle wesentlich länger ist als die andere Antriebswelle der Achse. Es ist denkbar, dass entweder das betreffende Abtriebsrad oder der mit dem Abtriebsrad verbundene Wellenabschnitt zweimal gelagert ist. Alternativ ist die Einheit einmal an dem Abtriebsrad und einmal an dem Wellenabschnitt gelagert. Dabei können beide Lagerstellen radial zwischen der Einheit und dem Differenzialkorb ausgebildet sein, so dass die Einheit über beide Lagerstellen radial an dem Differenzialkorb abgestützt ist. Alternativ können beide Lagerstellen radial zwischen der Einheit und Gehäuseabschnitten ausgebildet sein, so dass die Einheit mittels der beiden Lagerstellen radial gegenüber einem Gehäuse abgestützt ist, gegenüber dem auch der Differenzialkorb drehbar gelagert ist. Wahlweise weist die Einheit zwei Lagerstellen auf, von denen die eine radial am Differenzialkorb und die andere radial an einem Gehäuseabschnitt abgestützt ist. In den zuvor beschriebenen Fällen sind die Lagerstellen axial mit oder ohne Abstand nebeneinander angeordnet.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Lagerstellen radial ineinander geschachtelt sind. So ist es denkbar, dass das Rollenlager mit der wenigstens einen elastischen Rolle radial zwischen der Einheit und einem weiteren Wälzlager abgestützt ist. Dabei sitzt entweder der Außenring des Rollenlagers in einem Schaft des Differenzialkorbes, über welchen der Differenzialkorb mit dem Wälzlager gegenüber einem Gehäuse drehbar gelagert ist, oder eine Wälzlaufbahn des Rollenlagers ist direkt in dem Schaft ausgebildet. Die Lager der beiden Lagerstellen sind konzentrisch angeordnet und die Rotationsachsen identisch mit der Zentralachse. Mit derartigen Anordnungen ist der benötigte axiale Bauraum für beide Lagerstellen geringer als der üblicherweise für zwei axial nebeneinander angeordnete Lagerstellen benötigte.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass beide Einheiten des Differenzials jeweils spielfrei gelagert sind. Dabei kann jede der Einheiten wahlweise mit einem oder zwei der Rollenlager gelagert sein, wobei auch die eine Einheit mit einem und die andere Einheit mit zwei der Rollenlager gelagert sein kann.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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1 zeigt eine elastische Rolle 10, die als eine Tunnelrolle 1 ausgebildet ist, in einer Ansicht mit einer Stirnseite 2 an einem Ende 7 der Tunnelrolle 1. Die in entgegengesetzte Richtung gerichtete andere Stirnseite 3 ist dementsprechend in der Darstellung nach 1 verdeckt.
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2 zeigt die Tunnelrolle 1 in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse 4 der Tunnelrolle 1.
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3 zeigt die Tunnelrolle 1 in einer Hauptansicht mit Blick auf eine Abschnitt eines Längsschlitzes 5.
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Die Stirnseiten 2 und 3 begrenzen die Tunnelrolle 1 der Länge Lw an den Enden 6 und 7. Die Tunnelrolle 1 ist hohlzylindrisch mit einem mit der Rotationsachse 4 axial ausgerichteten zylindrischen Loch 12 und einer Wand 9 mit einer Wandstärke 8 ausgeführt. Die Außenmantelfläche 11, deren Durchmesser 14 dem Durchmesser der Tunnelrolle 1 entspricht, ist außenzylindrisch. Die Wand 9 ist umfangsseitig einmal durch den Längsschlitz 5 der Breite 13 unterbrochen, der sich radial und von einem Ende 6 zum anderen Ende 7 vollständig durch die Wand 9 erstreckt. Der Längsschlitz 5 ist zur Rotationsachse 4 bzw. zu Parallelen der Rotationsachse 4 mit einem Winkel α geneigt, der in dieser Darstellung konstant ist, aber an anderen Tunnelrollen im Verlauf zwischen den Enden auch seinen Wert ändern kann. Die Neigung des Längsschlitzes 5 beeinflusst den Bereich der Außenmantelfläche 11 der Tunnelrolle 1, den der Längsschlitz 12 in seinem Verlauf zwischen den Enden 6 und 7 überstreicht. Dieser Bereich kann durch den sogenannten Mittelpunktswinkel μ beschrieben werden, der auch als ein Teilwinkel μ des Vollwinkels von 360° eines Kreises bezeichnet werden kann – was aus 1 ersichtlich ist. Der Längsschlitz 5 beginnt in dieser Darstellung am verdeckten Ende 6 oben verläuft gegen den Uhrzeigersinn bis zum Ende 7 unten links.
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4 zeigt ein Rollenlager 15 in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse 16 des Rollenlagers 15. 5 zeigt das Rollenlager 15 in einem Querschnitt. Das Rollenlager 15 weist eine Reihe 17 Rollen 18 auf, von denen nur eine dargestellt ist, und zwischen denen wenigstens eine elastische Rolle 10 oder vorzugsweise drei oder mehr, in 5 sind fünf Stück dargestellt, am Umfang um die Rotationsachse 16 gleichmäßig verteilt angeordnete elastische Rollen 10 angeordnet sind. Die Rollen 18 und 10 sind in einem Käfig 19 geführt und mit dem Käfig 19 in einem Außenring 20 des Rollenlagers 15 aufgenommen. Der Außenring 20 ist massiv und spanabhebend hergestellt. Der Durchmesser 14 der elastischen Rollen 10 ist geringfügig größer als der Durchmesser 21 der anderen Rollen 18. Die elastischen Rollen sind beispielsweise Hohlrollen und insbesondere Tunnelrollen 1 nach dem Beispiel aus den 1 bis 3.
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6 zeigt ein weiteres Beispiel eines Rollenlagers 22 in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse 16 des Rollenlagers 22. Das Rollenlager 22 ist ein Nadellager und weist zwei Reihen 23 und 24 mit Rollen 25 bzw. 10 auf. Die eine Reihe 23 weist als Rollen 25 Nadeln auf, die in einem Käfig 26 gehaltert sind. Die andere Reihe 24 weist als Rollen elastische Rollen 10 auf, die beispielsweise Tunnelrollen 1 nach dem in den 1 bis 3 dargestellten Beispiel sind und die in einem weiteren Käfig 27 gehaltert sind. Die Rollen 25 und 10 sind von einer sogenannten Nadelhülse umgeben, die der Außenring 28 des Rollenlagers 22 ist und die spanlos beispielsweise durch Ziehen hergestellt ist.
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7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Differenzials 29, welches als ein Stirnraddifferenzial 30 ausgebildet ist. Das Stirnraddifferenzial 30 weist einen Planetenträger 32 auf. Der Planetenträger 32 trägt zwei Sätze Planetenräder 33 und 34. Jedes Planetenrad 33 ist jeweils auf einem Planetenbolzen 35 drehbar gelagert und steht im Zahneingriff mit jeweils einem Planetenrad 34 des anderen Satzes. Außerdem stehen die Planetenräder 33 des einen Satzes mit einem Sonnenrad 36 im Zahneingriff. Die Planetenräder 34 sind jeweils auf einem zum Planetenbolzen 35 separaten Planetenbolzen gelagert, der in der Darstellung verdeckt ist, und stehen im Zahneingriff mit einem Sonnenrad 37. Der Planetenträger 32 ist aus zwei schalenartig ausgebildeten Trägerhälften 31 und 38 gebildet, die stirnseitig miteinander verschraubt sind und die die Planetenräder 33 und 34 sowie die Sonnenräder 36 und 37 gehäuseartig umgeben. An dem Planetenträger 32 ist ein als Stirnrad gestaltetes Antriebsrad 39 befestigt.
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Der Planetenträger 32 ist der Differenzialkorb 40 des Differenzials 29. Die Planetenräder 33 und 34 sind die Ausgleichsräder 41 und 42 und die Sonnenräder 36 und 37 sind die Abtriebsräder 43 und 44 des Differenzials 29. Der Differenzialkorb 40 und die Abtriebsräder 43 und 44 sind voneinander unabhängig um die als Zentralachse 16 ausgebildete Rotationsachse 16 rotierbar. Die Abtriebsräder 43 und 44 sind jeweils mit einem Wellenabschnitt 45, der in diesem Falle auch ein Schaft der Sonnenräder 36 bzw. 37 ist, zu einer um die Zentralachse 16 rotierbaren Einheit 46 einmaterialig-drehfest miteinander verbunden. Beide Einheiten 46 sind jeweils an einer Lagerstelle 47 und 48 um die Zentralachse 16 spielfrei rotierbar an dem Differenzialkorb 40 gelagert. Die Lagerstellen 47 und 48 sind beispielsweise mit einem Rollenlager 15 oder 22 versehen, wobei die Außenringe 20 bzw. 28 in einem hohlzylindrischen Abschnitt 49 des Planetenträgers 32 sitzen und die Innenwälzlaufbahnen 51 für die Rollen 18 oder 25 und für die elastischen Rollen 10 aufweisen. Die Außenwälzlaufbahnen 52 der Rollen 18 oder 25 und der elastischen Rollen 10 sind direkt auf der Oberfläche des jeweiligen Wellenabschnittes 45 ausgebildet.
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8 zeigt stark vereinfacht einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Differenzialanordnung 59 mit einem Differenzial 29’, das als Kegelraddifferenzial dargestellt ist und dessen nachfolgende Beschreibung jedoch auch auf ein Stirnraddifferenzial bezogen werden kann. Das Differenzial 29’ weist den Differenzialkorb 40 auf, in dem die Ausgleichsräder 41 und 42 drehbar gelagert sind. In dem Differenzialkorb 40 sind auch die Abtriebsräder 43 und 44 drehbar gelagert. Die Abtriebsräder 43 und 44 sind jeweils mit einem Wellenabschnitt 45 drehfest, aber gemeinsam um die Zentralachse 16 des Differenzials 29 rotierbar zu einer Einheit 46 oder 47 verbunden. Der Differenzialkorb 40 ist an zwei Lagerstellen 50 und 53 gegenüber der Umgebungskonstruktion, z.B. gegenüber Gehäuseabschnitten 54 und 55 eines nicht weiter dargestellten Gehäuses gelagert. Die Lagerstelle 50 weist ein Kugellager 56 auf. An der Lagerstelle 53 sitzt ein Rollenlager 57. Eine der Einheiten 46 und 47, die Einheit 46, ist an einer weiteren Lagerstelle 58 mittels eines erfindungsgemäßen Rollenlagers, wie eines Rollenlagers 15 oder 22, mit wenigstens einer elastischen Rolle 10 drehbar gegenüber dem Gehäuseabschnitt 55 gelagert.
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9 zeigt stark vereinfacht einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Differenzialanordnung 60 mit einem Differenzial 29’’, das als Kegelraddifferenzial dargestellt ist und dessen nachfolgende Beschreibung jedoch auch auf ein Stirnraddifferenzial bezogen werden kann. Das Differenzial 29 weist den Differenzialkorb 40 auf, in dem die Ausgleichsräder 41 und 42 drehbar gelagert sind. In dem Differenzialkorb 40 sind auch die Abtriebsräder 43 und 44 drehbar gelagert. Die Abtriebsräder 43 und 44 sind jeweils mit einem Wellenabschnitt 45 drehfest aber gemeinsam um die Zentralachse 16 des Differenzials 29 rotierbar zu einer Einheit 46 oder 47 verbunden. Der Differenzialkorb 40 ist an zwei Lagerstellen 50 und 53’ gegenüber der Umgebungskonstruktion, z.B. gegenüber Gehäuseabschnitten 54 und 55 eines nicht weiter dargestellten Gehäuses gelagert. Die Lagerstelle 50 weist ein Kugellager 56 auf. An der Lagerstelle 53 sitzt ein Rollenlager 57. Eine der Einheiten 46 und 47, die Einheit 46 ist an der Lagerstelle 53’ mittels eines erfindungsgemäßen Rollenlagers, wie eines Rollenlagers 15 oder 22, mit wenigstens einer elastischen Rolle 10 drehbar gegenüber dem Gehäuseabschnitt 55 gelagert. Das Rollenlager 57 und das erfindungsgemäße Rollenlager sind zueinander konzentrisch angeordnet, wobei das erfindungsgemäße Rollenlager, beispielsweise ein Rollenlager 15 oder 22 vom dem Rollenlager 57 umgeben ist und ein hohlzylindrischer Abschnitt 49 des Differenzialkorbs 40 radial zwischen den Rollenlagern sitzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Tunnelrolle
- 2
- Stirnseite
- 3
- Stirnseite
- 4
- Rotationsachse
- 5
- Längsschlitz
- 6
- Ende
- 7
- Ende
- 8
- Loch
- 9
- Wand
- 10
- elastische Rolle
- 11
- Außenmantelfläche
- 12
- Loch
- 13
- Breite
- 14
- Durchmesser
- 15
- Rollenlager
- 16
- Rotationsachse
- 17
- Reihe
- 18
- Rolle
- 19
- Käfig
- 20
- Außenring
- 21
- Durchmesser
- 22
- Rollenlager
- 23
- Reihe
- 24
- Reihe
- 25
- Rolle
- 26
- Käfig
- 27
- Käfig
- 28
- Außenring
- 29, 29’,29’’
- Differenzial
- 30
- Stirnraddifferenzial
- 31
- Trägerhälfte
- 32
- Planetenträger
- 33
- Planetenrad
- 34
- Planetenrad
- 35
- Planetenbolzen
- 36
- Sonnenrad
- 37
- Sonnenrad
- 38
- Trägerhälfte
- 39
- Antriebsrad
- 40
- Differenzialkorb
- 41
- Ausgleichsrad
- 42
- Ausgleichsrad
- 43
- Abtriebsrad
- 44
- Abtriebsrad
- 45
- Wellenabschnitt
- 46
- Einheit
- 47
- Lagerstelle
- 48
- Lagerstelle
- 49
- hohlzylindrischer Abschnitt
- 50
- Lagerstelle
- 51
- Innenwälzlaufbahn
- 52
- Außenwälzlaufbahn
- 53, 53’
- Lagerstelle
- 54
- Gehäuseabschnitt
- 55
- Gehäuseabschnitt
- 56
- Kugellager
- 57
- Rollenlager
- 58
- Lagerstelle
- 59
- Differenzialanordnung
- 60
- Differenzialanordnung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4440313 A1 [0002]
- EP 1921334 A2 [0016]
- DE 19734980 A1 [0017]
