DE102012213396A1

DE102012213396A1 - Spur gear differential for use as axle gear box for passenger car, has spur gear whose tip circle is smaller than root circle of another spur gear, where connection zones of gears extend on axial level of intervention zones

Info

Publication number: DE102012213396A1
Application number: DE201210213396
Authority: DE
Inventors: Thorsten BIERMANN; Anja Kürzdörfer; Sebastian Welker
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2014-02-06
Also published as: CN103573961A

Abstract

The differential has circulation planetary gears (P1) of one group (G1) embedded with circulation planetary gears (P2) of another group (G2) over planetary gear connection zones (EP). An output spur gear (1) forms a toothing in which tooth flanks are concavely curved in a radial section. Another output spur gear (2) forms another toothing in which the flanks are convexly curved in the radial section. A tip circle (K1) of the spur gear is smaller than a root circle of another spur gear. The connection zones of gears extend on an axial level of output spur gear intervention zones (EW1).

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stirnraddifferential zur Aufteilung eines seitens eines Antriebsystems generierten Antriebsdrehmomentes auf ein erstes und auf ein zweites Ausgangsstirnrad, wobei dieses Stirnraddifferential einen Planetenträger mit mehreren mit diesem umlaufende Umlaufplanetenrädern aufweist, die eine erste und eine zweite Umlaufplanetenradgruppe bilden. Die Umlaufplanetenräder der ersten Umlaufplanetenradgruppe stehen dabei mit dem ersten Ausgangsstirnrad in Eingriff und die Umlaufplanetenräder der zweiten Umlaufplanetenradgruppe stehen mit dem zweiten Ausgangsstirnrad in Eingriff, zudem steht jeweils ein Umlaufplanetenrad der ersten Gruppe mit einem Umlaufplanetenrad der zweiten Gruppe über eine Planetenpaareingriffszone in Eingriff, so dass sich die derart gepaarten Umlaufplanetenräder dieser beiden Umlaufplanetenradgruppen gegensinnig drehen und damit auch die beiden Ausgangsstirnräder gegensinnig gekoppelt sind.The invention relates to a spur gear differential for splitting a drive torque generated by a drive system to a first and to a second output spur gear, said spur gear has a planet carrier with a plurality of this revolving planetary gears forming a first and a second Umlaufplanetenradgruppe. The Umlaufplanetenräder the first Umlaufplanetenradgruppe are engaged with the first Ausgangsstirnrad and the Umlaufplanetenräder the second Umlaufplanetenradgruppe are engaged with the second Ausgangsstirnrad, also is each a Umlaufplanetenrad the first group with a planetary planetary gear of the second group via a Planetenpaareingriffszone engaged, so that the so-paired planetary gears of these two Umlaufplanetenradgruppen rotate in opposite directions and thus the two output spur gears are coupled in opposite directions.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Aus DE 10 2009 032 286 A1 ist ein Stirnraddifferential der eingangs genannten Art bekannt. Bei diesem Stirnraddifferential befindet sich die Planetenpaareingriffszone auf dem Axialniveau des ersten Ausgangsstirnrades. Dies wird ermöglicht, indem sich die Umlaufplanetenräder der beiden Gruppen auf hinsichtlich ihres Durchmessers unterschiedlich groß bemessenen Teilkreisen befinden und am ersten Ausgangsstirnrad eine negative Profilverschiebung und am zweiten Ausgangsstirnrad eine positive Profilverschiebung realisiert ist. Out DE 10 2009 032 286 A1 is a Stirnraddifferential of the aforementioned type known. In this spur gear differential, the planetary pair engagement zone is at the axial level of the first output spur gear. This is made possible by the planetary planetary gears of the two groups are located on different sized in terms of diameter pitch circles and the first Ausgangsstirnrad a negative profile shift and the second Ausgangsstirnrad a positive profile shift is realized.

Aus DE 10 2010 047 143 A1 ist ein weiteres Stirnraddifferential der eingangs genannten Art bekannt. An den Sonnen- und Planetenrädern ist eine Verzahnung in der Art Wildhaber/Novikov vorgesehen, bei welcher ein Zahnrad Zähne mit im Radialschnitt konvexen Flanken und das mit diesem kämmende andere Zahnrad Zähne mit im Radialschnitt konkaven Flanken bildet. Theoretische Grundlagen zu dieser Verzahnung sind insbesondere in GB 266,163 A beschrieben. Out DE 10 2010 047 143 A1 is another spur gear of the aforementioned type known. At the sun and planetary gears a teeth in the type Wildhaber / Novikov is provided, in which a gear teeth with convex edges in the radial section and the meshing with this other gear teeth with concave flanks in radial section. Theoretical bases for this gearing are in particular in GB 266,163 A described.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stirnraddifferential zu schaffen, das sich durch eine kompakte Bauform, eine hohe innere Steifigkeit und ein vorteilhaftes mechanisches Betriebsverhalten auszeichnet.The invention has for its object to provide a spur gear, which is characterized by a compact design, high internal stiffness and advantageous mechanical performance.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Stirnraddifferential, mit:

– einem zum Umlauf um eine Differentialachse vorgesehenen Planetenträger,
– einem ersten Ausgangsstirnrad das koaxial zur Differentialachse angeordnet ist,
– einem zweiten Ausgangsstirnrad das ebenfalls koaxial zur Differentialachse angeordnet ist,
– einer ersten Gruppe von Umlaufplanetenrädern die mit dem ersten Ausgangsstirnrad jeweils über eine erste Ausgangsstirnradeingriffszone in Eingriff stehen, und
– einer zweiten Gruppe von Umlaufplanetenrädern die mit dem zweiten Ausgangsstirnrad jeweils über eine zweite Ausgangsstirnradeingriffszone in Eingriff stehen,
– wobei jeweils ein Umlaufplanetenrad der ersten Gruppe mit jeweils einem Umlaufplanetenrad der zweiten Gruppe über eine Planetenradeingriffszone in Eingriff steht,
– wobei das erste Ausgangsstirnrad eine Verzahnung bildet deren Zahnflanken im Radialschnitt konkav gekrümmt sind,
– wobei das zweite Ausgangsstirnrad eine Verzahnung bildet deren Zahnflanken im Radialschnitt konvex gekrümmt sind, und der Kopfkreis des ersten Ausgangsstirnrades kleiner ist als der Fußkreis des zweiten Ausgangsstirnrades, und
– jene die Umlaufplanetenräder der beiden Umlaufplanetenradgruppen koppelnden Planetenradeingriffszonen sich auf dem Axialniveau der ersten Ausgangsstirnradeingriffszonen erstrecken.

This object is achieved by a Stirnraddifferential, with:

A planetary carrier provided for circulation about a differential axis,
A first output spur gear arranged coaxially with the differential axis,
A second output spur gear also coaxial with the differential axis,
A first group of planetary gears engaging with the first output spur gear via a first output spur wheel engaging zone, respectively, and
A second group of planetary gears engaging with the second output spur gear via a second output spur engagement zone, respectively;
Wherein in each case one planetary gear wheel of the first group is in engagement with one planetary gear wheel of the second group via a planetary gear meshing zone,
- wherein the first Ausgangsstirnrad forms a toothing whose tooth flanks are concavely curved in the radial section,
- Wherein the second Ausgangsstirnrad forms a toothing whose tooth flanks are convexly curved in the radial section, and the top circle of the first Ausgangsstirnrades is smaller than the root circle of the second Ausgangsstirnrades, and
- That the Umlaufplanetenräder the two Umlaufplanetenradgruppen coupling Planetenradeingriffszonen extend at the axial level of the first Ausgangssstirnradeingriffszonen.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, bei einer moderaten Axiallänge des Differentials die axiale Länge der Eingriffszonen zwischen den Umlaufplanetenrädern der beiden Umlaufplanetenradgruppen zu vergrößern und die Belastung der Verzahnung der Umlaufplanetenräder zu reduzieren. Die an den Umlaufplanetenrädern und an den Ausgangsstirnrädern verwirklichten Verzahnungen sind als sog. Wildhaber/Novikov Verzahnung ausgeführt. This advantageously makes it possible, with a moderate axial length of the differential, to increase the axial length of the engagement zones between the planetary planet wheels of the two planetary planet gear groups and to reduce the load on the teeth of the planetary planetary gears. The realized on the planetary gears and the output spur gears are designed as so-called. Wildhaber / Novikov gearing.

Das erfindungsgemäße Stirnraddifferential ist gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung derart gestaltet, dass dieses vier Planetenradpaare aufweist deren Planetenradachsen einander bezüglich der Differentialachse achsensymmetrisch (d.h. bei Betrachtung im Radialschnitt diametral) gegenüberliegen. Die Positionen der Planetenradachsen der Umlaufplanetenräder sind derart festgelegt, dass die durch das jeweilige Achspaar eines Planetenradpaares definierten Ebenen zueinander parallel, bzw. senkrecht ausgerichtet sind und damit im Radialschnitt ein Quadrat darstellen. Durch dieses Konzept wird es möglich, die kinematische Koppelung der beiden Ausgangsstirnräder mit moderaten Zahnkräften und im wesentlichen tangential an den Ausgangsstirnrädern angreifenden Zahnkräften zu realisieren. Hierdurch ergeben sich gegenüber herkömmlichen Bauformen deutlich geringere Zahnfußspannungen insbesondere auch im Zahnkontakt Planet-Planet, d.h. der die Planeten eines Planetenpaares koppelnden Planetenradeingriffszone.According to a particular aspect of the present invention, the spur gear differential according to the invention is designed in such a way that it has four planetary gear pairs whose planet wheel axles face one another axially symmetrically with respect to the differential axis (ie diametrically opposite when viewed in radial section). The positions of the planetary gear axes of the planetary planetary gears are set such that the planes defined by the respective pair of axles of a pair of planetary gears are aligned parallel to one another or vertically and thus represent a square in the radial section. This concept makes it possible to realize the kinematic coupling of the two output spur gears with moderate tooth forces and tooth forces acting essentially tangentially on the output spur gears. This results clearly compared to conventional designs lower Zahnfußspannungen especially in the tooth contact planet-planet, ie the planetary engagement zone coupling the planets of a pair of planets.

Durch das erfindungsgemäße Lösungskonzept wird es möglich, die kinematische Koppelung der Ausgangsstirnräder über zwei einander jeweils diametral gegenüberliegende Planetenradpaare zu bewerkstelligen und damit den Kontaktdruck zwischen den Planeten zu reduzieren, bzw. das Moment der Planeten zu verringern, was zu niedrigeren Spannungen führt.By the solution according to the invention, it is possible to accomplish the kinematic coupling of the output spur gears via two mutually diametrically opposite Planetenradpaare and thus to reduce the contact pressure between the planet, or to reduce the moment of the planet, resulting in lower voltages.

Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Ausgangsstirnräder vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Zähnezahl der Ausgangsstirnräder durch die Anzahl der Planetenpaare teilbar. Hierdurch wird es möglich, die jeweiligen Planetenpaare gleichmäßig im entsprechenden Winkel (hier 90°) um die Ausgangsstirnräder anzuordnen. Die beiden für den Leistungsabgriff vorgesehenen Ausgangsstirnräder haben identische Zähnezahlen. Die beiden Planeten- bzw. Ausgleichsräder haben ebenfalls gleiche, gegenüber den Ausgangsstirnrädern jedoch geringere Zähnezahlen. According to a particular aspect of the present invention, the output spurs are preferably designed such that the number of teeth of the output spur gears is divisible by the number of planetary pairs. This makes it possible to uniformly arrange the respective pairs of planets at the corresponding angle (in this case 90 °) around the output spur gears. The two intended for the power tap output spur gears have identical numbers of teeth. The two planetary or differential gears also have the same number of teeth compared to the output spur gears.

Das Übersetzungsverhältnis i zwischen Ausgangsstirnrad und Planetenrad liegt vorzugsweise im Bereich von 2,5 ± 20%. Vorzugsweise werden die Planeten mit Zähnezahlen ausgelegt, die nur durch eins und sich selbst teilbar sind (Primzahlen). Die hier konkret vorgeschlagenen Zähnezahlen betragen beispielsweise für die Ausgangsstirnräder 32 und für die Planeten 13. Das Verhältnis von Gesamtdurchmesser des Hüllkreises der Planetenräder zur Verzahnungsbreite der „langen” Planetenräder liegt vorzugsweise im Bereich von 3 ± 20% bei diesem Verhältnis ergibt sich ein besonders vorteilhaftes Verhältnis des Bauraumbedarfs und des Bauteilgewichts zum Tragvermögen des Differentialgetriebes.The gear ratio i between Ausgangsstirnrad and planetary gear is preferably in the range of 2.5 ± 20%. Preferably, the planets are designed with numbers of teeth that are only divisible by one and themselves (primes). The specifically proposed here tooth numbers, for example, for the output spur gears 32 and for the planets 13 , The ratio of the overall diameter of the enveloping circle of the planet gears to the tooth width of the "long" planet gears is preferably in the range of 3 ± 20% at this ratio results in a particularly advantageous ratio of the space requirement and the weight of the component to the carrying capacity of the differential gear.

Das erfindungsgemäße Stirnraddifferenzial mit Wildhaber/Novikov Verzahnung eignet sich insbesondere als Ausgleichsgetriebe für Personenkraftwagen. Das erfindungsgemäße Konzept eignet sich weiterhin auch für Differentialgetriebe von Nutzfahrzeugen und anderweitige Schwerlastapplikationen insbesondere bei Zugfahrzeugen. The spur gear differential according to the invention with Wildhaber / Novikov gearing is particularly suitable as a differential for passenger cars. The concept according to the invention is furthermore also suitable for differential gearboxes of commercial vehicles and other heavy duty applications, especially in towing vehicles.

Das erfindungsgemäße Differenzial mit vier Wildhaber/Novikov-Planetenpaaren, kann in montagetechnisch vorteilhafter Weise aus kostengünstig herstellbaren Einzelkomponenten zusammengesetzt werden und eignet sich insbesondere für die Fertigung in Großserie. The differential according to the invention with four wild-owner / Novikov planetary pairs can advantageously be combined in an assembly-technically advantageous manner from individual components which can be produced cost-effectively and is particularly suitable for large-scale production.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Stirnraddifferential derart ausgebildet, dass die Planetenachsen der ersten Umlaufplanetenradgruppe auf einem ersten Teilkreis angeordnet sind und die Planetenachsen der zweiten Umlaufplanetenradgruppe auf einem zweiten Teilkreis angeordnet sind, und der erste Teilkreis und der zweite Teilkreis im wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweisen.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the Stirnraddifferential is formed such that the planetary axes of the first Umlaufplanetenradgruppe are arranged on a first pitch circle and the planetary axes of the second Umlaufplanetenradgruppe are arranged on a second pitch circle, and the first pitch circle and the second pitch circle substantially the same Have diameter.

Die Ausgangsstirnräder sind vorzugsweise so gestaltet, dass diese gleiche Zähnezahlen aufweisen. Die Umlaufplanetenräder selbst sind vorzugsweise so gestaltet, dass diese untereinander gleiche Zähnezahlen aufweisen. Innerhalb einer Gruppe werden die Umlaufplanetenräder als baugleiche Komponenten ausgeführt, wodurch sich Kostenvorteile hinsichtlich der Fertigung der Planetenräder und auch Vereinfachungen beim Einbau derselben ergeben. The output spurs are preferably designed to have equal numbers of teeth. The planetary gears themselves are preferably designed so that they have mutually equal numbers of teeth. Within a group, the planetary gear wheels are designed as identical components, resulting in cost advantages in terms of the production of the planet gears and also simplifications in the installation of the same.

Soweit an den Umlaufplanetenrädern eine Profilverschiebung vorgesehen ist, erfolgt dies vorzugsweise derart, dass die Umlaufplaneten der ersten Umlaufplanetenradgruppe eine positive Profilverschiebung aufweisen und die Umlaufplaneten der zweiten Umlaufplanetenradgruppe eine negative Profilverschiebung aufweisen. Durch diese Maßnahme wird es möglich, den Radialabstand des Kopfkreises der Umlaufplanetenräder der zweiten Umlaufplanetenradgruppe vom Kopfkreis des ersten Ausgangsstirnrads zu vergrößern.If a profile shift is provided on the planetary planet gears, this is preferably done such that the planetary planets of the first planetary gear group have a positive profile shift and the planetary planets of the second planetary gear group have a negative profile shift. By this measure, it is possible to increase the radial distance of the top circle of the planetary planetary gears of the second Umlaufplanetenradgruppe from the top circle of the first Ausgangsstirnrads.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Planetenträger so gestaltet, dass dieser unmittelbar ein zur Einleitung eines Antriebsdrehmomentes vorgesehenes Antriebszahnrad trägt. Dieses Antriebszahnrad kann als massive Ringstruktur ausgeführt sein. Vorzugsweise ist dabei das Antriebszahnrad so gestaltet, dass dieses eine Innenöffnung bildet, wobei diese Innenöffnung derart konturiert ist, dass die Umlaufplaneten an der Innenöffnungswandung eine Kopfkreisführung erhalten. Bei dieser Ausführungsform wird das am Antriebszahnrad anliegende Antriebsdrehmoment über mehrere Kopfkreiskontaktzonen unmittelbar als Querkraft auf die Umlaufplanetenräder übertragen. Die strukturmechanische Belastung des Planetenträgers wird damit reduziert. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the planet carrier is designed so that it directly carries a provided for initiating a drive torque drive gear. This drive gear can be designed as a solid ring structure. Preferably, the drive gear is designed so that it forms an inner opening, said inner opening is contoured such that the circulating planets receive a top circle guide on the inner opening wall. In this embodiment, the drive torque applied to the drive gear is transmitted directly over several head circle contact zones as a lateral force on the planetary gears. The structural mechanical load of the planet carrier is thus reduced.

Der Planetenträger ist vorzugsweise als Blechumformteil ausgeführt. Der Planetenträger kann dabei aus zwei scheiben-, tassen-, oder topfartigen, tiefgezogenen Blechschalen zusammengesetzt sein, die von beiden Seiten an das Antriebszahnrad angesetzt sind. Alternativ hierzu, kann der Planetenträger auch als Umlaufgehäuse ausgeführt sein, das anderweitige Befestigungszonen für ein Antriebszahnrad, oder anderweitige Zonen zur Einleitung eines Antriebsdrehmomentes bildet. The planet carrier is preferably designed as a sheet metal forming part. The planet carrier can be composed of two disc, cup, or pot-shaped, deep-drawn sheet metal shells, which are recognized from both sides of the drive gear. Alternatively, the planet carrier can also be designed as a circulation housing, which forms otherwise fastening zones for a drive gear, or other zones for initiating a drive torque.

Alternativ zu der oben beschriebenen Übertragung des Antriebsmomentes in den Planetenräderkranz durch Kopfkreiskontakt ist es gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung auch möglich, die einzelnen Umlaufplanetenräder an dem Planetenträger zu lagern. Diese Lagerung kann entweder durch Zapfenstrukturen erfolgen die an den Umlaufplanetenrädern ausgebildet sind und die in entsprechende Bohrungen des Planetenträgers eingreifen, oder – wie bevorzugt – durch Lagerbolzen die im Planetenradträger verankert sind und sich durch die Umlaufplanetenräder hindurch erstrecken.Alternatively to the above-described transmission of the drive torque in the planetary gear ring by top contact, it is according to a Another aspect of the present invention also possible to store the individual planetary planet wheels on the planet carrier. This storage can be done either by pin structures which are formed on the planetary gears and which engage in corresponding holes of the planet carrier, or - as preferred - by bearing bolts which are anchored in the planet and extending through the planetary gears through.

Durch das erfindungsgemäße Konzept wird es möglich, ein als Achsgetriebe vorgesehenes Stirnraddifferential zu schaffen, das sich durch eine extrem kurze axiale Baulänge und eine relativ geringe Zahnflankenbelastung auszeichnet.The concept according to the invention makes it possible to provide a spur gear differential provided as an axle transmission, which is distinguished by an extremely short axial length and a relatively low tooth flank loading.

Die sich aus jeweils vier Planetenrädern zusammensetzende, am jeweiligen Ausgangsstirnrad angreifende Planentenradgruppe ermöglicht eine Drehmomenteinleitung in das Ausgangsstirnrad ohne dass hierbei das Ausgangsstirnrad mit erheblichen radialen Lagerkräften abgestützt werden muss. The planetary gear group, which is composed of four planetary gears and acts on the respective output spur wheel, enables a torque introduction into the output spur gear without the output spur wheel having to be supported with considerable radial bearing forces.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:Further details and features of the invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the drawings. It shows:

1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Stirnraddifferential in teilmontiertem Zustand; 1 a plan view of an inventive Stirnraddifferential in partially assembled state;

2 eine perspektivische Darstellung der miteinander in Eingriff stehenden Stirnräder eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferentiales; 2 a perspective view of the mutually engaged spur gears of a spur gear according to the invention;

3 eine Draufsicht auf den Umlaufplanetenträger des Stirnraddifferentialgetriebes nach 1; 3 a plan view of the Umlaufplanetenträger the Stirnraddifferentialgetriebes after 1 ;

4 eine Draufsicht auf das teilmontierte Stirnraddifferentialgetriebe nach 1 in Verbindung mit einem Antriebsstirnrad; 4 a plan view of the semi-mounted Stirnraddifferentialgetriebe after 1 in conjunction with a drive spur gear;

Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Stirnraddifferential dargestellt. Dieses Stirnraddifferential, umfasst einen zum Umlauf um eine Differentialachse X vorgesehenen Planetenträger 3, ein erstes Ausgangsstirnrad 1 das koaxial zur Differentialachse X angeordnet ist, sowie ein zweites, hier nur hinsichtlich seines Zahnkranzes erkennbares Ausgangsstirnrad 2 das ebenfalls koaxial zur Differentialachse X angeordnet ist. Die beiden Ausgangsstirnräder 1, 2 sind über Umlaufplanetenräder P1, P2 kinematisch gekoppelt. Die Planentenachsen XG1, XG2 dieser Umlaufplanetenräder P1, P2 sind parallel zur Differentialachse X ausgerichtet.In 1 an inventive spur gear is shown. This spur gear differential comprises a planet carrier provided for circulation about a differential axis X. 3 , a first output spur gear 1 which is arranged coaxially to the differential axis X, and a second, here only with regard to its sprocket recognizable Ausgangsstirnrad 2 which is also arranged coaxially to the differential axis X. The two output spurs 1 . 2 are kinematically coupled via planetary gears P1, P2. The planetary axes XG1, XG2 of these planetary planetary gears P1, P2 are aligned parallel to the differential axis X.

Die Umlaufplanetenräder P1 die mit dem ersten Ausgangsstirnrad 1 jeweils über eine erste Ausgangsstirnradeingriffszone EW1 in Eingriff stehen, bilden Teil einer ersten Gruppe G1. Die Umlaufplanetenrädern P2 die mit dem zweiten Ausgangsstirnrad 2 jeweils über eine zweite Ausgangsstirnradeingriffszone EW2 in Eingriff stehen, bilden Teil einer zweiten Gruppe G2. Jeweils ein Umlaufplanetenrad P1 der ersten Gruppe G1 steht mit einem Umlaufplanetenrad P2 der zweiten Gruppe G2 über eine Planetenradeingriffszone EP in Eingriff. The planetary planetary gears P1 with the first Ausgangsstirnrad 1 each engage over a first Ausgangsstirnradingriffszone EW1 form part of a first group G1. The planetary planetary gears P2 with the second Ausgangsstirnrad 2 each engage over a second Ausgangsstirnradingriffszone EW2 form part of a second group G2. In each case a planetary gear P1 of the first group G1 is engaged with a planetary gear P2 of the second group G2 via a Planetenradeingriffszone EP.

Das erste Ausgangsstirnrad 1 ist derart gestaltet, dass dieses eine Verzahnung bildet, deren Zahnflanken im Radialschnitt konkav gekrümmt sind. Das zweite Ausgangsstirnrad 2 ist derart gestaltet, dass dieses eine Verzahnung bildet deren Zahnflanken im Radialschnitt konvex gekrümmt sind, wobei zudem der Kopfkreis des ersten Ausgangsstirnrades 1 kleiner ist als der Fußkreis des zweiten Ausgangsstirnrades 2. Jene die Umlaufplanetenräder P1, P2 der beiden Umlaufplanetenradgruppen G1, G2 koppelnden Planetenradeingriffszonen EP erstrecken sich auf dem Axialniveau der ersten Ausgangsstirnradeingriffszonen EW1. The first output spur gear 1 is designed such that it forms a toothing whose tooth flanks are concavely curved in the radial section. The second output spur gear 2 is designed such that it forms a tooth whose tooth flanks are convexly curved in the radial section, wherein also the top circle of the first Ausgangsstirnrades 1 is smaller than the root circle of the second Ausgangsstirnrades 2 , Those Planetenlaufingriffszonen EP, the Umlaufplanetenräder P1, P2 of the two Umlaufplanetenradgruppen G1, G2 EP extend at the axial level of the first Ausgangssstirnradeingriffszonen EW1.

Die Umlaufplanetenräder P1, P2 bilden jeweils ein Planetenpaar C1, C2, C3, C4. Diese Paare sind derart angeordnet, dass sich diese bezüglich der Differentialachse X diametral gegenüberliegen. Es liegen sich also die Paare C1/C3 und die Paare C2/C4 diametral gegenüber. Die Umfangsteilung der Paare C1...C4 beträgt 90°. The planetary planetary gears P1, P2 each form a planetary pair C1, C2, C3, C4. These pairs are arranged such that they are diametrically opposed with respect to the differential axis X. Thus, the pairs C1 / C3 and the pairs C2 / C4 are diametrically opposite each other. The circumferential pitch of the pairs C1 ... C4 is 90 °.

Wie aus der Darstellung ersichtlich stehen die Umlaufplanetenräder P1 der ersten Umlaufplanetenradgruppe G1 mit dem ersten Ausgangsstirnrad 1 in Eingriff. Die Umlaufplanetenräder P2 der zweiten Umlaufplanetenrädergruppe G2 stehen mit dem zweiten Ausgangsstirnrad 2 in Eingriff. As can be seen from the illustration, the planetary planetary gears P1 of the first planetary gear group G1 are connected to the first output helical gear 1 engaged. The planetary planet wheels P2 of the second planetary gear group G2 are at the second output spur gear 2 engaged.

Die Eingriffszonen EP zwischen den Umlaufplanetenrädern P1, P2 der beiden Umlaufplanetenradgruppen G1, G2 überlagern sich axial mit den Eingriffszonen EW1 zwischen den Umlaufplanetenrädern P1 der ersten Planetengruppe G1 und dem ersten Ausgangsstirnrad 1, d.h. sie befinden sich auf dem gleichen Axialniveau wie die Eingriffszonen EW1 des ersten Ausgangsstirnrades 1. Wie eingangs angegeben wird es hierdurch möglich, die axiale Länge der Eingriffszonen EP zwischen den Umlaufplanetenrädern P1, P2 der beiden Umlaufplanetenradgruppen G1, G2 zu vergrößern und die Belastung der Verzahnung der Umlaufplanetenräder G1, G2 zu reduzieren. An den Umlaufplanetenrädern P1 der ersten Gruppe G1 ergeben sich praktisch keine Kippmomente um etwaige zur jeweiligen Planetenradachse XG1 unparallele Achsen. Auch die an den Umlaufplanetenrädern P2 der zweiten Gruppe G2 angreifenden Kippmomente sind gegenüber herkömmlichen Bauformen reduziert. Insgesamt ergibt sich eine axial eng gedrängte Mechanik mit hoher innerer Steifigkeit. The engagement zones EP between the planetary planetary gears P1, P2 of the two planetary gear groups G1, G2 axially overlap with the engagement zones EW1 between the planetary planetary gears P1 of the first planetary group G1 and the first output helical gear 1 ie they are at the same axial level as the engagement zones EW1 of the first output spur gear 1 , As stated at the outset, this makes it possible to increase the axial length of the engagement zones EP between the planetary planet wheels P1, P2 of the two planet gear groups G1, G2 and to reduce the load on the teeth of the planet gears G1, G2. Virtually no tilting moments about any axes that are not parallel to the respective planetary gear axis XG1 arise on the planetary planetary gears P1 of the first group G1. The tilting moments acting on the planetary planetary gears P2 of the second group G2 are also conventional Designs reduced. Overall, there is an axially tightly compressed mechanism with high internal stiffness.

Die Planetenachsen XG1 der ersten Umlaufplanetenradgruppe G1 sind auf einem ersten Teilkreis T1 angeordnet und die Planetenachsen XG2 der zweiten Umlaufplanetenradgruppe G2 sind auf einem zweiten Teilkreis T2 angeordnet. Der erste Teilkreis T1 und der zweite Teilkreis T2 haben bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel den gleichen Durchmesser. Die Verzahnungsgeometrie des ersten Ausgangsstirnrades 1 und der Planetenräder P2 der zweiten Gruppe G2 ist so aufeinander abgestimmt, dass der Kopfkreis KG2 der Umlaufplanetenräder P2 der zweiten Umlaufplanetenrädergruppe G2 nicht in den Kopfkreis K1 des ersten Ausgangsstirnrades 1 eintaucht. The planetary axes XG1 of the first planetary gear group G1 are arranged on a first pitch circle T1, and the planetary axes XG2 of the second planetary gear group G2 are arranged on a second pitch circle T2. The first pitch circle T1 and the second pitch circle T2 have the same diameter in the embodiment shown here. The gearing geometry of the first output spur gear 1 and the planetary gears P2 of the second group G2 is so matched to each other that the top circle KG2 of the planetary planetary gears P2 of the second planetary gear group G2 does not fall into the top circle K1 of the first output spur gear 1 dips.

Die Ausgangsstirnräder 1, 2 sind bei diesem Ausführungsbeispiel so gestaltet, dass diese gleiche Zähnezahlen aufweisen. Das erste Ausgangsstirnrad 1 und die Planetenräder P2 der zweiten Gruppe G2 bilden eine Konkavverzahnung nach Wildhaber/Novikov. Das das zweite Ausgangsstirnrad 2 und die Planetenräder P1 der ersten Gruppe G1 bilden eine Konvexverzahnung nach Wildhaber/Novikov. Die Umlaufplanetenräder P1, P2 selbst sind hier so gestaltet, dass diese gleiche Zähnezahlen aufweisen.The output spurs 1 . 2 are designed in this embodiment, that they have the same number of teeth. The first output spur gear 1 and the planetary gears P2 of the second group G2 form a concave toothing according to Wildhaber / Novikov. That the second output spur gear 2 and the planetary gears P1 of the first group G1 form a convex teeth according to Wildhaber / Novikov. The planetary planetary gears P1, P2 themselves are here designed so that they have the same number of teeth.

Der Planetenträger 3 ist so gestaltet, dass dieser unmittelbar ein zur Einleitung eines Antriebsdrehmomentes vorgesehenes, in dieser Darstellung nicht eingezeichnetes Antriebszahnrad 5 (vgl. 4) trägt. Dieses Antriebszahnrad 5 kann als massive Ringstruktur ausgeführt werden. Der Planetenträger 3 selbst ist hier als Blechumformteil ausgeführt und setzt sich aus zwei Blechschalen zusammen, die von beiden Seiten an den Ringkorpus des nicht näher dargestellten Antriebzahnrads 5 angesetzt sind. Die Lagerung der Umlaufplanetenräder P1, GP2 erfolgt hier durch Lagerbolzen 6G1, 6G2 die im Planetenradträger 3 verankert sind und sich durch die Umlaufplanetenräder 3 verankert sind und sich durch die Umlaufplanetenräder P1, P2 hindurch erstrecken und diese drehbar lagern.The planet carrier 3 is designed so that this immediately provided for the initiation of a drive torque, not shown in this illustration drive gear 5 (see. 4 ) wearing. This drive gear 5 can be executed as a massive ring structure. The planet carrier 3 itself is designed here as a sheet metal forming part and is composed of two sheet metal shells, from both sides to the ring body of the drive gear, not shown 5 are attached. The storage of Umlaufplanetenräder P1, GP2 takes place here by bearing pin 6G1 . 6G2 those in the planet carrier 3 are anchored and through the planetary gears 3 are anchored and extend through the planetary gears P1, P2 and rotatably support them.

Das hier gezeigte Stirnraddifferential eignet sich insbesondere als Achsgetriebe für ein mehrspuriges Kraftfahrzeug. Das Stirnraddifferential zeichnet sich durch eine extrem kurze axiale Baulänge und eine relativ geringe Zahnflankenbelastung aus.The spur gear differential shown here is particularly suitable as axle drive for a multi-track motor vehicle. The spur gear differential is characterized by an extremely short axial length and a relatively low tooth flank load.

Die Verzahnungen und die Lagerungen können so ausgebildet sein, dass diese ein hinreichendes Spiel bieten um etwaige innere Verspannungen aufgrund statischer Überbestimmung zu vermeiden. Die Stirnradverzahnungen selbst sind vorzugsweise als Schrägverzahnungen ausgeführt.The teeth and the bearings can be designed so that they provide a sufficient clearance to avoid any internal tension due to static overdetermination. The spur gears themselves are preferably designed as helical gears.

In 2 sind das Eingriffskonzept und die Zahnradgeometrie des erfindungsgemäßen Stirnraddifferentiales weiter veranschaulicht. Diese Umlaufplanetenräder P2 stehen mit dem zweiten Ausgangsstirnrad 2 in Eingriff. Dieses Ausgangsstirnrad 2 ist integral, d.h. einstückig mit einem Nabenbuchsenabschnitt 2a ausgeführt. Dieser Nabenbuchsenabschnitt 2a trägt eine Innenverzahnung 2b und dient der Aufnahme des Einsteckabschnitts einer hier nicht weiter gezeigten Radantriebswelle. Auch das erste Ausgangsstirnrad 1 ist ebenfalls mit einem hier nicht weiter erkennbaren Nabenbuchsenabschnitt 1a (vgl. 5) versehen der eine Innenverzahnung aufweist. Die beiden Ausgangsstirnräder 1, 2 sind als Umformbauteile, insbesondere Fließpressteile gefertigt. In 2 the engagement concept and the gear geometry of the spur gear according to the invention are further illustrated. These planetary planetary gears P2 are connected to the second Ausgangsstirnrad 2 engaged. This output spur gear 2 is integral, ie integral with a hub bushing section 2a executed. This hub bushing section 2a carries an internal toothing 2 B and serves to receive the insertion portion of a wheel drive shaft not shown here. Also the first output spur gear 1 is also with a here not further recognizable Hubbuchsenabschnitt 1a (see. 5 ) which has an internal toothing. The two output spurs 1 . 2 are manufactured as Umformbauteile, in particular extrusions.

Die „längeren” Umlaufplanetenräder P2 der zweiten Gruppe G2 sind hinsichtlich ihrer Axiallänge so gestaltet, dass diese die Konkavflanken-Verzahnung des ersten Abtriebsrades 1 und die Konvexflankenverzahnung des zweiten Abtriebszahnrades 2 axial überdecken. Aufgrund der Gestaltung und Anordnung der Umlaufplanetenräder P2 und des ersten Ausgangsstirnrades 1 gelangt die Konkavflanken-Verzahnung der Umlaufplanetenräder P2 der zweiten Gruppe G2 nicht mit der Konkavflankenverzahnung des ersten Ausgangsstirnrades 1 in Eingriff. Die kinematische Koppelung zwischen dem Ausgangsstirnrad 1 und den Umlaufplanentenrädern G2 der zweiten Gruppe G2 erfolgt unter Zwischenschaltung der mit einer Konvexflankenverzahnung ausgestatteten Umlaufplanetenräder P1 der ersten Gruppe G1 (vgl. 1). Die Axiallänge der Konvexflanken-Stirnradverzahnung der der Umlaufplanetenräder P1 der ersten Gruppe G1 ist wesentlich kürzer als die Axiallänge der Konkavflanken-Stirnradverzahnung der Umlaufplanetenräder P2 der zweiten Gruppe G2. Jene Axiallänge der Konvexflanken-Stirnradverzahnung der ersten Umlaufplanetenräder P1 entspricht vorzugsweise im wesentlichen der Axiallänge der Konkavflanken-Stirnradverzahnung des ersten Ausgangsstirnrades 1. The "longer" planetary gears P2 of the second group G2 are designed with respect to their axial length, that this the concave flank toothing of the first driven gear 1 and the convex flank teeth of the second output gear 2 overlap axially. Due to the design and arrangement of Umlaufplanetenräder P2 and the first Ausgangsstirnrades 1 does not reach the concave edge teeth of the planetary gears P2 of the second group G2 with the concave side teeth of the first Ausgangsstirnrades 1 engaged. The kinematic coupling between the output spur gear 1 and the planetary planet wheels G2 of the second group G2 takes place with the interposition of the planetary gears P1 of the first group G1 equipped with a convex flank toothing (cf. 1 ). The axial length of the convex flank spur gear teeth of the planetary gears P1 of the first group G1 is substantially shorter than the axial length of the concave flank gear teeth of the planetary gears P2 of the second group G2. The axial length of the convex flank spur gear teeth of the first planetary gear wheels P1 preferably corresponds substantially to the axial length of the concave flank spur gear teeth of the first output spur gear 1 ,

Die Umlaufplanetenräder P1 der ersten Gruppe G1 sind so ausgebildet und gelagert, dass diese nicht mit der Konvexflanken-Stirnradverzahnung des zweiten Ausgangsstirnrades 2 in Eingriff treten können. Ggf. kann in das Differentialgetriebe ein mit Durchbrechungen oder Ausklinkungen versehenes Trennblech eingesetzt werden, das die Stirnseiten der Umlaufplanetenräder P1 der ersten Gruppe G1 von der Verzahnung des zweiten Ausgangsstirnrades 2 abschirmt. The planetary planetary gears P1 of the first group G1 are formed and supported so that they do not interfere with the convex flank spur gear teeth of the second output spur gear 2 can intervene. Possibly. can be used in the differential gear provided with openings or notches separating plate, the front sides of the planetary gears P1 of the first group G1 of the teeth of the second Ausgangsstirnrades 2 shields.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Zähnezahl der Sonnenräder 1, 2 durch die Anzahl der Planetenpaare, d.h. „durch vier” teilbar. Hierdurch wird es wie bereits ausgeführt möglich, die jeweiligen Planetenpaare gleichmäßig im entsprechenden Winkel (hier 90°) um die Sonnenräder 1, 2 anzuordnen. Die beiden für den Leistungsabgriff vorgesehenen Ausgangsstirnräder 1, 2 haben identische Zähnezahlen. Die beiden Planeten- bzw. Ausgleichsräder P1, P2 haben ebenfalls gleiche Zähnezahlen. In the illustrated embodiment, the number of teeth of the sun gears 1 . 2 divisible by the number of planet pairs, ie "by four". This makes it possible, as already stated, the respective pairs of planets evenly at the appropriate angle (here 90 °) to the sun gears 1 . 2 to arrange. The two intended for the power tap output spur gears 1 . 2 have identical numbers of teeth. The two planetary or differential gears P1, P2 also have the same number of teeth.

Das Übersetzungsverhältnis i zwischen Ausgangsstirnrad 1, 2 und entsprechenden Planetenrad P1, P2 liegt vorzugsweise im Bereich von 2,5 ± 20%. Die Planeten P1, P2 werden mit Zähnezahlen ausgelegt, die nur durch eins und sich selbst teilbar sind (Primzahlen). Die hier gezeigten Zähnezahlen betragen beispielsweise für die Sonnenräder 1, 2 „32” und für die Planetenräder P1, P2 „13”. Das Verhältnis von Gesamtdurchmesser D des Hüllkreises der Planetenräder P2 zur Verzahnungsbreite B der „langen” Planetenräder P2 liegt vorzugsweise im Bereich von 3 ± 20% bei diesem Verhältnis ergibt sich ein besonders vorteilhaftes Verhältnis des Bauraumbedarfs und des Bauteilgewichts zum Tragvermögen des Differentialgetriebes.The gear ratio i between Ausgangsstirnrad 1 . 2 and corresponding planetary gear P1, P2 is preferably in the range of 2.5 ± 20%. The planets P1, P2 are designed with numbers of teeth that are only divisible by one and themselves (primes). The numbers of teeth shown here are, for example, for the sun gears 1 . 2 "32" and for the planetary gears P1, P2 "13". The ratio of the overall diameter D of the envelope circle of the planet gears P2 to the tooth width B of the "long" planet gears P2 is preferably in the range of 3 ± 20% at this ratio results in a particularly advantageous ratio of the space requirement and the weight of the component to the carrying capacity of the differential gear.

In 3 ist der Planetenradträger für sich dargestellt. Aus dieser Darstellung ist die Lage der Planetenradachsen XG1, XG2 ersichtlich. Das erfindungsgemäße Stirnraddifferential ist derart gestaltet, dass dieses vier Planetenradpaare aufweist deren Planetenradachsen XG1, XG2 einander bezüglich der Differentialachse X achsensymmetrisch (d.h. im Radialschnitt diametral) gegenüberliegen. Die Positionen der Planetenradachsen XG1, XG2 der Umlaufplanetenräder sind dabei derart festgelegt, dass die durch das jeweilige Achspaar XG1, XG2 eines Planetenradpaares definierten Ebenen E1, E2, E3, E4 zueinander parallel, bzw. senkrecht ausgerichtet sind und damit wie erkennbar im Radialschnitt ein Quadrat darstellen. Wie eingangs ausgeführt wird es durch dieses Konzept möglich, die kinematische Koppelung der beiden Ausgangsstirnräder 1, 2 mit moderaten Zahnkräften und im wesentlichen tangential angreifenden Zahnkräften zu realisieren. Hierdurch ergeben sich gegenüber herkömmlichen Bauformen deutlich geringere Zahnfußspannungen. Die Planetenradachsen XG1, XG2 liegen auf Teilkreisen T1, T2 die hinsichtlich ihrer Durchmesser identisch sind. Die Umfangsteilung der Achspaare XG1, XG2 beträgt 90°.In 3 the planet carrier is shown for itself. From this representation, the position of the Planetenradachsen XG1, XG2 can be seen. The spur gear according to the invention is designed such that this has four Planetenradpaare whose Planetenradachsen XG1, XG2 axisymmetric with respect to the differential axis X (ie diametrically opposed in radial section). The positions of the planetary gear axes XG1, XG2 of the planetary planetary gears are set such that the planes E1, E2, E3, E4 defined by the respective pairs of axles XG1, XG2 of a pair of planetary gears are aligned parallel to one another or perpendicularly and thus, as can be seen, in the radial section a square represent. As stated above, this concept makes possible the kinematic coupling of the two output spur gears 1 . 2 with moderate tooth forces and tangentially attacking tooth forces. This results in significantly lower tooth root stresses compared to conventional designs. The Planetenradachsen XG1, XG2 are on pitch circles T1, T2 which are identical in terms of their diameter. The circumferential pitch of the axle pairs XG1, XG2 is 90 °.

In 4 ist das erfindungsgemäße Stirnraddifferential in geöffnetem Zustand dargestellt. Der Planetenträger 3 der hier als zweischaliges Blechbauteil gefertigt ist, bildet einen hier nicht näher erkennbaren Bundabschnitt. Dieser Bundabschnitt bildet eine Lagerstruktur in welcher das entsprechende beiden Ausgangsstirnrad 1, 2, genauer dessen Nabenbuchsenabschnitt radial gelagert wird. Da sich aus der erfindungsgemäßen Anordnung der Planetenradpaare an den beiden Abtriebsrädern 1, 2 eine in sich im wesentlichen ausgeglichene Querkraftverteilung ergibt, ergibt sich keine signifikante lastabhängige Radialbelastung dieser Lagerstrukturen. Obgleich hier nicht dargestellt, ist es möglich, den Planetenradträger 3 und die Nabenbuchsenabschnitte 1a, 2a so abzudichten und den Innenraum des Planetenträgers mit einem Schmierstoff zu befüllen, so dass das Differentialgetriebe eine in sich geschlossene dauergeschmierte Baugruppe bildet. In 4 the spur gear according to the invention is shown in the open state. The planet carrier 3 which is made here as a two-shell sheet metal component, forms a not more clearly recognizable collar section. This collar portion forms a bearing structure in which the corresponding two Ausgangsstirnrad 1 . 2 , More specifically, the hub bushing portion is supported radially. As can be seen from the arrangement according to the invention of Planetenradpaare on the two output wheels 1 . 2 results in a substantially balanced transverse force distribution, there is no significant load-dependent radial load of these bearing structures. Although not shown here, it is possible to use the planet carrier 3 and the hub bushing sections 1a . 2a so seal and fill the interior of the planet carrier with a lubricant, so that the differential gear forms a self-contained, permanently lubricated assembly.

Die Axialsicherung der Lagerbolzen 6G1, 6G2 erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel durch Kappenelemente 7 die von innen her in entsprechende Bohrungen des Planetenträgers 3 eingesetzt sind und die Stirnseiten der Lagerbolzen 6G1, 6G2 übergreifen. Das Antriebszahnrad 5 ist als schräg verzahntes Stirnrad ausgebildet und zwischen den beiden, den Planetenträger 3 bildenden Blechschalen aufgenommen oder an diese seitlich angesetzt.The axial securing of the bearing bolts 6G1 . 6G2 takes place in this embodiment by cap elements 7 the inside of corresponding holes in the planet carrier 3 are used and the front sides of the bearing pin 6G1 . 6G2 spread. The drive gear 5 is designed as a helical spur gear and between the two, the planet carrier 3 forming sheet metal shells added or attached to this side.

Die Ausgangsstirnräder 1, 2 sind so gestaltet und angeordnet, dass sich die Stirnradverzahnungen derselben in enger Nachbarschaft befinden. Die Kopfkreisdurchmesser dieser beiden Ausgangsstirnräder 1, 2 sind derart unterschiedlich, dass der Kopfkreisdurchmesser des ersten Ausgangsstirnrades 1 in etwa dem Fußkreisdurchmesser des zweiten Ausgangsstirnrades 2 entspricht. Insgesamt sind die Verzahnungsgeometrien dieser beiden Ausgangsstirnräder 1, 2 so aufeinander abgestimmt, dass jedes der mit dem zweiten Ausgangsstirnrad 2 in Eingriff stehenden Umlaufplanetenräder P2 nicht in die Stirnradverzahnung des ersten Ausgangsstirnrades 1, wohl aber auf dessen Axialniveau in die Stirnradverzahnung der ersten Umlaufplanetenräder P1 eingreifen kann.The output spurs 1 . 2 are designed and arranged so that the spur gears of the same are in close proximity. The tip diameter of these two output spur gears 1 . 2 are so different that the tip diameter of the first Ausgangsstirnrades 1 in about the root diameter of the second Ausgangsstirnrades 2 equivalent. Overall, the gearing geometries of these two output spur gears 1 . 2 matched so that each of the second Ausgangsstirnrad 2 engaged planetary gears P2 not in the spur gear of the first Ausgangsstirnrades 1 , but may intervene at the axial level in the spur gear teeth of the first planetary gears P1.

Bei dem erfindungsgemäßen Stirnraddifferential überlagern sich die Eingriffszonen EP zwischen den Umlaufplanetenrädern P1, P2 der beiden Umlaufplanetenradgruppen G1, G2 axial mit den Eingriffszonen EW1 zwischen den Umlaufplanetenrädern P1 der ersten Planetengruppe G1 und dem ersten Ausgangsstirnrad 1 d.h. die Eingriffszonen EP, befinden sich bezüglich der Differentialachse X auf dem Axialniveau der Stirnradverzahnung des ersten Ausgangsstirnrades 1, ohne dass hierbei die Umlaufplanetenräder P2 der zweiten Gruppe G2 in die Verzahnung des ersten Ausgangsstirnrades 1 eingreifen können. In the spur gear differential according to the invention, the engagement zones EP between the planetary planetary gears P1, P2 of the two Umlaufplanetenradgruppen G1, G2 overlap axially with the engagement zones EW1 between the planetary planetary gears P1 of the first planetary group G1 and the first Ausgangsstirnrad 1 ie the engagement zones EP, are located with respect to the differential axis X at the axial level of the spur gear toothing of the first Ausgangsstirnrades 1 , without in this case the planetary planetary gears P2 of the second group G2 in the toothing of the first Ausgangsstirnrades 1 can intervene.

Die Umlaufplanetenräder P1, P2 der beiden Gruppen G1, G2 drehen sich zueinander gegensinnig. Die Umlaufplanetenräder P1, P2 bilden insgesamt vier Einzelpaare die derart angeordnet sind, dass sich diese bezüglich der Differentialachse X diametral gegenüberliegen.The planetary planet wheels P1, P2 of the two groups G1, G2 rotate in opposite directions. The planetary planetary gears P1, P2 form a total of four individual pairs which are arranged such that they are diametrically opposed with respect to the differential axis X.

Im Betrieb des Stirnraddifferentiales wird ein am Antriebszahnrad 5 anliegendes Antriebsmoment zunächst auf den Planetenträger 3 übertragen. In diesem Planetenträger 3 sitzen die Lagerbolzen 6G1, 6G2 der Umlaufplanetenräder P1, P2. Die Umlaufplanetenräder P1, P2 bilden zwei Gruppen G1, G2, wobei die Umlaufplanetenräder P1 der ersten Gruppe G1 mit dem ersten Ausgangsstirnrad 1 und die Umlaufplanetenräder G2 der zweiten Gruppe G2 mit dem zweiten Ausgangsstirnrad 2 über eine Wildhaber/Novikov Verzahnung in Eingriff stehen bei welcher das erste Ausgangsstirnrad 1 eine Konkavflanken-Stirnradverzahnung und das zweite Ausgangsstirnrad 2 eine Konvexflanken-Stirnradverzahnung aufweist. Die Umlaufplanetenräder P1, P2 stehen unter Bildung von jeweils einem Planetenradpaar über die Eingriffszonen EP miteinander in Eingriff. Die Umlaufplanetenräder P1, P2 der beiden Gruppen G1, G2 sind damit gegensinnig gekoppelt. Die Radialpositionen der Achsen XG2, die Kopfkreisdurchmesser der Umlaufplanetenräder G2 der zweiten Gruppe G2 und der Kopfkreisdurchmesser des ersten Ausgangsstirnrades 1 sind so abgestimmt, dass ausschließlich die Umlaufplanetenräder P1 der ersten Gruppe G1 in das erste Ausgangsstirnrad 1 eingreifen. Die Umlaufplanetenräder G1 der ersten Gruppe 1 weisen einen Stirnradverzahnungsabschnitt auf dessen Axiallänge im wesentlichen der Axiallänge der Stirnradverzahnung des ersten Ausgangsstirnrades 1 entspricht. Die Umlaufplanetenräder P2 der zweiten Gruppe weisen einen Stirnradverzahnungsabschnitt auf, dessen Axiallänge in etwa der doppelten Länge des Stirnradverzahnungsabschnitts der ersten Umlaufplanetenräder P1 der ersten Gruppe G1 entspricht. Die Umlaufplanetenräder P2 der zweiten Gruppe G2 erstrecken sich damit axial über die Stirnradverzahnungen der beiden Abtriebszahnräder 1, 2 ohne dabei in das erste Ausgangsstirnrad 1 einzugreifen.During operation of the spur gear differential becomes one on the drive gear 5 applied drive torque initially on the planet carrier 3 transfer. In this planet carrier 3 sit the bearing bolts 6G1 . 6G2 the planetary gears P1, P2. The Circulating planet wheels P1, P2 form two groups G1, G2, wherein the planetary planetary gears P1 of the first group G1 with the first Ausgangsstirnrad 1 and the planetary planet gears G2 of the second group G2 with the second output spur gear 2 about a Wildhaber / Novikov gearing are engaged in which the first Ausgangsstirnrad 1 a concave flank spur gear and the second output spur gear 2 having a convex flank spur gear teeth. The planetary planet gears P1, P2 are engaged with each other by forming a pair of planetary gears via the engagement zones EP. The planetary planetary gears P1, P2 of the two groups G1, G2 are thus coupled in opposite directions. The radial positions of the axles XG2, the tip circle diameter of the planetary gears G2 of the second group G2 and the tip diameter of the first output spur gear 1 are tuned so that only the planetary planetary gears P1 of the first group G1 in the first Ausgangsstirnrad 1 intervention. The planetary gears G1 of the first group 1 have a Stirnradverzahnungsabschnitt on the axial length substantially the axial length of the spur gear teeth of the first Ausgangsstirnrades 1 equivalent. The planetary planetary gears P2 of the second group have a spur gear portion whose axial length is approximately twice the length of the spur gear portion of the first planetary gears P1 of the first group G1. The planetary gears P2 of the second group G2 thus extend axially over the spur gear teeth of the two driven gears 1 . 2 without being in the first Ausgangsstirnrad 1 intervene.

Die beiden Abtriebszahnräder 1, 2 sind über insgesamt vier Planetenradpaare gegensinnig, d.h. mit dem Übersetzungsverhältnis „–1” gekoppelt. Die gesamte am ersten Ausgangsstirnrad 1 angreifende Verzahnung der Umlaufplanetenräder P1 der ersten Gruppe G1 greift auf dem selben Axialniveau auch in die Verzahnung der Umlaufplanetenräder P2 der zweiten Gruppe ein. Aufgrund auf dem Axialniveau der Umfangsverzahnung des ersten Ausgangsstirnrades 1 herrschenden Kräfteverhältnisse ergibt eine besonders vorteilhafte innere Kräftekompensation und damit eine reduzierte Belastung der Zahnflanken und der Lagerungen der Umlaufplanetenräder P1, P2.The two output gears 1 . 2 are in opposite directions over a total of four Planetenradpaare, ie coupled to the gear ratio "-1". The entire at the first Ausgangsstirnrad 1 engaging toothing of Umlaufplanetenräder P1 of the first group G1 engages on the same axial level in the teeth of the planetary planetary gears P2 of the second group. Due to the axial level of the peripheral teeth of the first Ausgangsstirnrades 1 prevailing force relationships results in a particularly advantageous internal force compensation and thus a reduced load on the tooth flanks and the bearings of the planetary planetary gears P1, P2.

Die Wildhaber/Novikov Verzahnung der Umlaufplaneten P1, P2 und der hiermit in Eingriff stehenden Abtriebszahnräder 1, 2 ist als Schrägverzahnung ausgeführt. The Wildhaber / Novikov gearing of the planetary planets P1, P2 and the driven gears meshing therewith 1 . 2 is designed as helical gearing.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009032286 A1 [0002]
DE 102010047143 A1 [0003]
GB 266163 A [0003]

Claims

Spur gear differential, comprising: - a planetary gear carrier provided for circulation about a differential axis (X) ( 3 ), - a first output spur gear ( 1 ) which is arranged coaxially to the differential axis (X), - a second Ausgangsstirnrad ( 2 ) which is also arranged coaxially to the differential axis (X), - a first group (G1) of planetary planetary gears (P1) with the first Ausgangsstirnrad ( 1 ) engage in each case via a first output spur wheel engagement zone (EW1), and - a second group (G2) of planetary gear wheels (G2) which engage with the second output spur gear (G2) 2 ) in each case via a second Ausgangsstirnradingriffszone (EW2) are engaged, - wherein each one Umlaufplanetenrad (P1) of the first group (G1) with a Umlaufplanetenrad (P2) of the second group (G2) via a Planetenradeingriffszone (EP) is engaged, the first output spur gear ( 1 ) a toothing whose tooth flanks are concavely curved in the radial section, - wherein the second Ausgangsstirnrad ( 2 ) forms a toothing whose tooth flanks are convexly curved in the radial section, and the top circle (K1) of the first output spur gear ( 1 ) is smaller than the root circle of the second output spur gear ( 2 ), and - the planetary gear meshing zone (EP) planetary planetary gears (P1, P2) of the two planetary gear sets (G1, G2) extend at the axial level of the first output meshing meshing zones (EW1).

Spurraddifferential according to claim 1, characterized in that the planetary axes (XG1) of the first Umlaufplanetenradgruppe (G1) on a first pitch circle (T1) are arranged and the planetary axes (XG2) of the second Umlaufplanetenradgruppe (G2) on a second pitch circle (T2) are arranged , and the first pitch circle (T1) and the second pitch circle (T2) have the same diameter.

Spurradifferential according to claim 1 or 2, characterized in that the output spur gears ( 1 . 2 ) have the same number of teeth.

Spurraddifferential according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that in each case one Umlaufplanetenrad (P1) of the first group (G1) with a Umlaufplanetenrad (P2) of the second group (G2) to a Umlaufplanetenpaar (C1, C2, C3, C4) is summarized, and that a total of four such Umlaufplanetenpaare (C1, C2, C3, C4) are provided.

A spur gear according to claim 4, characterized in that each two Umlaufplanetenpaare gegenüberer the differential axis (X) diametrically opposite.

Spurraddifferential according to claim 5, characterized in that the axes (XG1, XG2) of the planetary orbits (P1, P2) are arranged such that each pair of axes of a planetary pair (C1, C2, C3, C4) a plane (E1, E2, E3, E4), and that these planes (E1, E2, E3, E4) in a sectional plane radial to the differential axis X describe a square concentric with the differential axis (X).

A spur gear according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the planetary planets (P1, P2) have the same number of teeth.

A spur gear according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the number of teeth of the output spur gears ( 1 . 2 ) is divisible by four.

Spurraddifferential according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the diameter of the Planetenradachsen (XG1, XG2) detecting pitch circle (T1, T2), the tip circle diameter (KG2) of the planet gears (P2) of the second group (G2) and the Axial length (B) of these planetary gears (P2) are tuned such that the ratio of the enveloping circle diameter (D) of the planetary gears (P2) to said axial length (B) in the range of 3: 1 +/- 20%.

A spur gear according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the number of teeth of the planet gears (P1, P2) is a prime number.