Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zahnradstruktur, insbesondere für den Einsatz als Umlaufgehäuse, oder Abtriebsrad in einem Differentialgetriebe.The invention relates to a gear structure, in particular for use as a circulation housing, or output gear in a differential gear.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Differentialgetriebe werden allgemein als Umlaufrädergetriebe ausgeführt und dienen überwiegend der Verzweigung einer über einen Leistungseingang zugeführten Eingangsleistung auf zwei Wellen. Am häufigsten werden Differentialgetriebe als sog. Achsdifferentialgetriebe im Automobilbau verwendet. Hierbei wird die durch einen Antriebsmotor bereitgestellte Antriebsleistung über das Differentialgetriebe auf Radantriebswellen von getriebenen Laufrädern verteilt. Die beiden zu den Laufrädern führenden Radantriebswellen werden hierbei mit je gleich großem Drehmoment, d.h. ausgeglichen angetrieben. Bei Geradeausfahrt drehen beide Laufräder gleich schnell. Bei Kurvenfahrt unterscheiden sich die Drehzahlen der Laufräder voneinander. Das Achsdifferentialgetriebe ermöglicht diese Drehzahldifferenz. Die Drehzahlen können sich frei einstellen, nur der Mittelwert der beiden Geschwindigkeiten ist unverändert. In der Vergangenheit wurden diese Differentiale in großer Breite als sog. Kegelraddifferentiale ausgeführt. Neben dieser Bauform werden Differentialgetriebe auch in Form sog. Stirnraddifferentiale ausgeführt. Bei diesen Stirnraddifferentialen erfolgt die Koppelung der als Leistungsausgang fungierenden Ausgangsräder über zwei miteinander in Eingriff stehende Umlaufplaneten die typischerweise als zapfenartige Stirnräder ausgeführt sind und deren Achsen sich parallel zur Umlaufachse eines umlaufenden Planetenträgers erstrecken. Der Antrieb des Planetenträgers erfolgt üblicherweise über ein integral mit diesem ausgebildetes Zahnrad das überwiegend als Stirn- oder Kegelrad ausgeführt ist. Der Leistungsabgriff aus dem Differentialgetriebe erfolgt durch Zahnräder die als Kegel-, Stirn- oder Hohlräder ausgeführt sein können. Differential gears are generally designed as epicyclic gearbox and serve mainly the branching of a fed via a power input input power to two waves. Most commonly differential gears are used as so-called. Achsdifferentialgetriebe in automotive. Here, the drive power provided by a drive motor is distributed via the differential gear to the wheel drive shafts of driven wheels. The two leading to the wheels wheel drive shafts are hereby each with the same torque, i. balanced driven. When driving straight ahead, both wheels rotate at the same speed. When cornering, the speeds of the wheels differ from each other. The axle differential allows this speed difference. The speeds can be set freely, only the average of the two speeds is unchanged. In the past, these differentials were made in wide width as so-called bevel gear differentials. In addition to this design differential gears are also in the form of so-called. Spurraddifferentiale executed. In these Stirnraddifferentialen the coupling acting as power output output wheels via two intermeshing circulating planets are typically carried out as a pin-like spur gears and their axes extend parallel to the axis of rotation of a rotating planet carrier. The drive of the planet carrier usually takes place via an integrally formed with this gear which is designed predominantly as a front or bevel gear. The Leistungsabgriff from the differential gear is made by gears that can be designed as conical, front or ring gears.
Aus DE 40 27 423 A1 ist beispielsweise ein Stirnraddifferential bekannt, das einen Planetenträger aufweist, in welchem mehrere auf einem Teilkreis abfolgende Stirnradzapfenpaare aufgenommen sind. Jedes Stirnradzapfenpaar besteht aus einem ersten und einem zweiten Stirnradzapfen. Beide Stirnradzapfen stehen miteinander über einen Eingriffsabschnitt in Eingriff und sind derart gegeneinander axial versetzt, dass jeder Stirnradzapfen einen Überstandsabschnitt bildet, welcher über ein Stirnende des jeweils anderen Stirnradzapfens übersteht. Auf die Überstandsabschnitte der ersten Stirnradzapfen ist ein erstes Hohlrad aufgesetzt und auf die Überstandsabschnitte der zweiten Stirnradzapfen ist ein zweites Hohlrad aufgesetzt. Beide Hohlräder sind gleichachsig zur Umlaufachse des Planetenträgers angeordnet und befinden sich auf einander abgewandten Seiten desselben. Out DE 40 27 423 A1 For example, a spur gear is known, which has a planet carrier, in which a plurality of spur on a pitch circle spur gear pairs are added. Each spur gear pair consists of a first and a second Stirnradzapfen. Both Stirnradzapfen engage each other via an engagement portion and are axially offset from one another such that each Stirnradzapfen forms a projection portion which projects beyond a front end of the respective other Stirnradzapfens. On the protrusion portions of the first Stirnradzapfen a first ring gear is placed and on the protrusion portions of the second Stirnradzapfen a second ring gear is placed. Both ring gears are arranged coaxially to the axis of rotation of the planet carrier and are located on opposite sides of the same.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zahnradstruktur, insbesondere für ein Differentialgetriebe zu schaffen, die sich durch eine hohe strukturmechanische Festigkeit auszeichnet und zudem kostengünstig herstellbar ist.The invention has for its object to provide a gear structure, in particular for a differential gear, which is characterized by a high structural mechanical strength and is also inexpensive to produce.
Erfindungsgemäße LösungInventive solution
Die vorangehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Zahnradstruktur mit:
- – einem zum Umlauf um eine Umlaufachse vorgesehenen Nabenteil, und
- – einem zu jener Umlaufachse konzentrisch angeordneten Zahnradring der mit dem Nabenteil gekoppelt ist, wobei
- – das Nabenteil als Blechumformteil gefertigt ist und eine zur Umlaufachse ebenfalls konzentrische Ringfläche bildet und der Zahnradring eine dieser Ringfläche zugewandte Zahnradringsitzfläche bildet, und
das Nabenteil und der Zahnradring innerhalb dieser Zahnradringsitzfläche miteinander verschweißt sind.The above object is achieved by a gear structure with: - - One provided for circulation around a revolving axis hub part, and
- - A concentric to that axis arranged gear ring which is coupled to the hub part, wherein
- - The hub part is made as Blechumformteil and forms a concentric to the axis of rotation annular surface and the gear ring forms a ring surface facing this gear ring seat surface, and
the hub part and the gear ring are welded together within this gear ring seat surface.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Zahnradstruktur zu schaffen, die kostengünstig herstellbar ist und sich durch ein geringes Eigengewicht und eine hohe Festigkeit im Bereich der Verzahnung auszeichnet. This makes it possible in an advantageous manner to provide a gear structure that is inexpensive to produce and is characterized by a low weight and high strength in the field of teeth.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Schweißverbindungszone derart ausgebildet, dass sich diese über den überwiegenden Teil der Zahnradringsitzfläche, vorzugsweise nahezu vollflächig über die Zahnradringsitzfläche erstreckt. Durch diese Maßnahme wird eine strukturmechanisch besonders vorteilhafte Koppelung des Zahnradringes mit dem Nabenteil erreicht. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the weld joint zone is formed such that it extends over the majority of the gear ring seat surface, preferably almost over the entire surface of the gear ring seat surface. By this measure, a structurally particularly advantageous coupling of the gear ring is achieved with the hub part.
Es ist in vorteilhafter Weise möglich, das Nabenteil und den Zahnradring so auszubilden, dass das Nabenteil und der Zahnradring zueinander komplementäre Fügeflächen erhalten und der Zahnrandring dann bei der Koppelung mit dem Nabenteil insbesondere beim Auf-, An- oder Einsetzen über diese Fügeflächen zur Umlaufachse des Nabenteils zentriert ist. Eine besonders wirkungsvolle Zentrierwirkung kann realisiert werden indem die Zahnradringsitzfläche eine Zylinderringfläche ist auf welche der Zahnradring aufgesetzt, oder in welche der Zahnradring eingesetzt wird. Alternativ hierzu, oder auch in Kombination mit dieser Maßnahme ist es auch möglich die Verbindung des Zahnradringes mit dem Nabenteil über eine Ringstirnfläche des Zahnradringes vorzunehmen. Soweit zwischen dem Nabenteil und dem Zahnradring keine Zentrierstrukturen vorgesehen sind ist es möglich, die Zentrierung durch Einsatz entsprechender Führungswerkzeuge sicherzustellen, indem beispielsweise der Zahnradring und das Nabenteil entsprechend gespannt und dann gegeneinander positioniert werden bis das Schweißverfahren abgeschlossen und eine stoffliche Verbindung geschaffen ist. It is possible in an advantageous manner, the hub part and the gear ring in such a way that the hub part and the gear ring to each other receive complementary joining surfaces and the toothed rim ring then in the coupling with the hub part in particular when mounting, or insertion on these joining surfaces to the axis of rotation of the Hub centered. A particularly effective centering effect can be realized by the gear ring seat surface is a cylindrical ring surface on which the gear ring is placed, or in which Gear ring is used. Alternatively, or in combination with this measure, it is also possible to make the connection of the gear ring with the hub part via an annular end face of the gear ring. As far as no centering structures are provided between the hub part and the gear ring, it is possible to ensure the centering by using appropriate guide tools by, for example, the gear ring and the hub part accordingly stretched and then positioned against each other until the welding process is completed and a material connection is created.
Die Ausbildung der Schweißverbindungsstelle erfolgt gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung durch Applikation energiereicher Strahlung. Insbesondere wird die Schweißverbindungsstelle als Elektronenstrahlschweißverbindungsstelle oder als Laserschweißverbindungsstelle ausgeführt.The formation of the weld joint takes place according to a particular aspect of the present invention by application of high-energy radiation. In particular, the weld joint is performed as an electron beam weld joint or as a laser weld joint.
Alternativ hierzu, und weniger bevorzugt ist es auch möglich, die Schweißverbindungsstelle als Pressschweißverbindungsstelle auszuführen. Dieser Ansatz eignet sich insbesondere bei Ausbildung der Schweißverbindungsstelle im Bereich von im wesentlichen radial ausgerichteten Kontaktflächen.Alternatively, and less preferably, it is also possible to perform the weld joint as a pressure weld joint. This approach is particularly suitable when forming the weld joint in the region of substantially radially aligned contact surfaces.
Die erfindungsgemäß durch ein spezielles Zusammenfügen eines Zahnradringes und eines als Blechumformteil gefertigten Nabenelementes geschaffene Zahnradstruktur kann gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Umlaufgehäuse für ein Stirnraddifferential und/oder auch ein Abtriebsrad dieses Stirnraddifferentiales bilden. The inventively created by a special assembly of a gear ring and a manufactured as Blechumformteil hub element gear structure can according to a particular aspect of the present invention form a circulation housing for a spur gear and / or a driven gear of this spur gear differential.
Dieses Stirnraddifferential, besteht dann insbesondere aus einem zum Umlauf um eine Umlaufachse vorgesehenen Planetenträger, einem ersten Abtriebsrad das achsgleich zur Umlauflachse angeordnet ist und eine erste Abtriebsradverzahnung bildet, einem zweiten Abtriebsrad das ebenfalls achsgleich zur Umlauflachse angeordnet ist und eine zweite Abtriebsradverzahnung bildet, einem Satz erster Umlaufplaneten die mit der ersten Abtriebsradverzahnung des ersten Abtriebsrades in Eingriff stehen, einem Satz zweiter Umlaufplaneten die mit der zweiten Abtriebsradverzahnung des zweiten Abtriebsrads in Eingriff stehen, wobei die ersten und zweiten Umlaufplanenten miteinander gegensinnig drehbar getrieblich gekoppelt sind. Der Planetenträger und/oder die Abtriebsräder können dann wie vorangehend beschrieben als zusammengesetzte und verschweißte Strukturen aufgebaut sein. This Stirnraddifferential, then consists in particular of a planetary gear provided for circulation about a planetary axis, a first output gear is arranged coaxially to the salmon and a first Abtriebsradverzahnung forms a second output gear which is also coaxially arranged to Uml salmon and forms a second Abtriebsradverzahnung, a set first Circulating planetary gear meshing with the first output gear of the first output gear, a set of second Umlaufplaneten which are engaged with the second Abtriebsradverzahnung the second driven gear, wherein the first and second Umlaufplanenten are rotatably coupled in opposite directions with each other. The planet carrier and / or the driven wheels can then be constructed as described above as composite and welded structures.
Der Planetenträger, das erste Abtriebsrad und/oder das zweite Abtriebsrad sind dann jeweils durch einen Zahnradring und ein den Zahnradring tragendes Nabenteil gebildet welches als Blechumformteil gefertigt ist. The planet carrier, the first driven gear and / or the second driven gear are then each formed by a gear ring and a hub bearing the hub ring which is made as a sheet metal forming part.
Bei der Ausbildung der Abtriebsräder als erfindungsgemäß aufgebaute Komponenten ist es möglich, das jeweilige Nabenteil so auszubilden, dass dieses einen inneren Buchsenabschnitt aufweist, der eine Wellenanschlussstruktur bildet und wobei sich dieser Buchsenabschnitt in das Axialniveau der entsprechenden Abtriebsradverzahnung hinein erstreckt. In the formation of the driven wheels as components constructed according to the invention, it is possible to design the respective hub part in such a way that it has an inner bushing section which forms a shaft connection structure and wherein this bushing section extends into the axial plane of the corresponding driven gear toothing.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein Differentialgetriebe zu schaffen, dessen Abtriebsräder relativ kostengünstig herstellbar sind und das sich durch eine kurze axiale Baulänge auszeichnet. This makes it possible in an advantageous manner to provide a differential gear, the output gears are relatively inexpensive to produce and which is characterized by a short axial length.
Das erfindungsgemäße Konzept zur Bildung des jeweiligen Abtriebsrades kann derart umgesetzt werden, dass das Nabenteil einen Umfangringabschnitt bildet, der den Zahnradring von außen her umgreift, wobei dann an dem Zahnradring eine Zahnradinnenverzahnung ausgebildet ist. Dieses Konzept eignet sich für die Fertigung von Abtriebsrädern in Form von vorzugsweise geradeverzahnten Hohlrädern.The inventive concept for forming the respective output gear can be implemented such that the hub part forms a peripheral ring portion which engages around the gear ring from the outside, in which case on the gear ring, a gear inner toothing is formed. This concept is suitable for the production of driven wheels in the form of preferably straight-toothed ring gears.
Alternativ zu der vorgenannten Ausführungsform ist es auch möglich, die Abtriebsräder so zu bilden, dass der Zahnradring auf den Umfangsringabschnitt von außen her aufgesetzt, insbesondere aufgepresst ist. Dieses Konzept eignet sich für die Fertigung von Abtriebsrädern in Form von Sonnenrädern.As an alternative to the aforementioned embodiment, it is also possible to form the driven wheels so that the gear ring is placed on the peripheral ring portion from the outside, in particular pressed. This concept is suitable for the production of output gears in the form of sun gears.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Abtriebsräder derart gefertigt, dass das Nabenteil und der Zahnradring neben der Schweißverbindung zusätzlich auch durch eine umformtechnisch gefertigte Struktur miteinander formschlüssig gekoppelt sind. Hierzu können beispielsweise am vorangehend genannten Umfangsringabschnitt nach dem Aufsetzen oder Einfügen des Zahnradringes entsprechende Halteschultern durch plastische Umformung von Überständen des Umfangsringabschnittes gebildet werden. Auch anderweitige Haltegeometrien können nach dem Aufsetzen oder Einfügen des Zahnradringes an dem Umfangsringabschnitt durch lokale plastische Umformung desselben gebildet werden.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the driven wheels are manufactured in such a way that the hub part and the gear ring are additionally coupled in a form-fitting manner to one another in addition to the welded connection by a structure produced by forming technology. For this purpose, for example, at the above-mentioned peripheral ring portion after placement or insertion of the gear ring corresponding holding shoulders are formed by plastic deformation of protrusions of the peripheral ring portion. Also other holding geometries can be formed by placing or inserting the gear ring on the peripheral ring portion thereof by local plastic deformation.
An dem Umformteil und an dem Zahnradring können geometrische Details ausgebildet sein, die als solche die Ausbildung jenes Verbindungsbereiches unterstützen und dessen mechanische Belastbarkeit optimieren.On the forming part and on the gear ring geometric details can be formed, which as such support the formation of that connection area and optimize its mechanical strength.
Das Nabenteil ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung so gestaltet, dass dieses einen planen, oder auch mit Sicken versehenen Tellerabschnitt umfasst, der sich zwischen dem Umfangsringabschnitt und dem Buchsenabschnitt erstreckt. Vorzugsweise erfolgt hierbei der Übergang zwischen dem Tellerabschnitt und dem Buchsenabschnitt über einen sich axial über den Tellerabschnitt erhebenden, zylindrischen Bund. Der Buchsenabschnitt kann dann auf einer dem Tellerabschnitt abgewandten Seite des Bunds an diesen angebunden sein und sich letztlich rückwärts wieder durch den Bund zurück erstrecken, so dass sich eine Doppelhülsenstruktur ergibt. Diese Art der Anbindung des Buchsenabschnitts an den Tellerabschnitt bietet unter strukturmechanischen Gesichtspunkten Vorteile und erlaubt es zudem die Außenumfangsfläche des Bunds als Sitzfläche für einen Lagerinnenring eines Wälzlagers, als unmittelbare Lauffläche für Wälzkörper (z.B. Nadeln), oder auch als Gleitlagerfläche zu nutzen.The hub part is designed according to a preferred embodiment of the invention so that this a plan, or with beads comprises provided plate portion extending between the peripheral ring portion and the sleeve portion. Preferably, in this case, the transition between the plate portion and the sleeve portion via an axially over the plate portion rising, cylindrical collar. The bushing section can then be connected to this on a side facing away from the plate portion of the collar to these and ultimately backwards back through the collar, so that there is a double-sleeve structure. This type of connection of the bushing portion of the plate portion offers advantages under structural mechanics and also allows the outer peripheral surface of the collar as a seat for a bearing inner ring of a rolling bearing to use as an immediate running surface for rolling elements (eg needles), or as a sliding bearing surface.
Bei einer Ausführung der Zahnradringe als innenverzahnte Zahnradringe, d.h. als Hohlradringe können die erfindungsgemäß als Blechumformteile gefertigten Nabenteile so gestaltet werden, dass diese im randnahen Bereich Reliefstrukturen bilden die axial von der Seite her leicht in die Verzahnung des entsprechenden Zahnradringes vordringen und damit eine Verdrehsicherung unterstützen. Der Zahnradring kann dann nach partiellem Eindringen in die Reliefgeometrie an dem Nabenteil fixiert werden indem ein Umfangsrandbereich des Umfangsringabschnitts derart umgeformt wird, dass dieser den Zahnradring umgreift und damit axial sichert.In an embodiment of the gear rings as internally toothed gear rings, i. as Hohlradringe the hub parts according to the invention manufactured as Blechumformteile can be designed so that they form relief structures in the near-edge region axially penetrate easily from the side into the toothing of the corresponding gear ring and thus support a rotation. The gear ring can then be fixed to partial penetration into the relief geometry of the hub part by a peripheral edge portion of the peripheral ring portion is transformed so that it engages around the gear ring and thus secures axially.
Im Innenbereich des Buchsenabschnittes kann durch plastische Umformung, oder auch auf spanabhebendem Wege eine Innenverzahnung ausgebildet sein, welche eine Drehmomentenübertragung auf einen entsprechend eingesteckten, komplementär verzahnten Wellenzapfen ermöglicht. Weiterhin kann auch im Innenbereich der Doppelbuchsenzone eine Verzahnungs- oder Mitnehmergeometrie ausgebildet werden die dann mit einem komplementär profilierten Hohlwellenzapfen einer Radantriebswelle in Eingriff bringbar ist. Dieser Hohlwellenzapfen taucht dann mit einem Mitnehmerprofil in einen komplementär konturierten Ringraum zwischen der Außenumfangsfläche des Buchsenabschnitts und der Innenumfangsfläche des Bundes ein und ist damit torsionssteif mit dem Nabenteil gekoppelt.In the inner region of the bushing section, an internal toothing can be formed by plastic deformation, or also on a metal-removing path, which enables a torque transmission to a correspondingly inserted, complementarily toothed shaft journal. Furthermore, a toothing or driving geometry can also be formed in the inner region of the double-beech zone which can then be brought into engagement with a complementarily profiled hollow-shaft journal of a wheel drive shaft. This hollow shaft journal then plunges with a driver profile in a complementary contoured annular space between the outer peripheral surface of the female portion and the inner peripheral surface of the collar and is thus torsionally coupled to the hub portion.
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 Axialschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Differentialgetriebes; 1 an axial sectional view of the differential gear according to the invention;
2 eine perspektivische Axialschnittdarstellung des Umlaufträgers des erfindungsgemäßen Differentialgetriebes in Verbindung mit den angesetzten Hohlrädern und den Umlaufplaneten; 2 a perspective Axialschnittdarstellung the circulation carrier of the differential gear according to the invention in conjunction with the scheduled ring gears and the planetary planets;
3a und 3b eine Axialschnittdarstellung und eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäß gefertigtes Abtriebsrad für das Stirnraddifferentialgetriebe nach den 1 und 2; 3a and 3b an axial sectional view and a plan view of an inventively manufactured output gear for the Stirnraddifferentialgetriebe after the 1 and 2 ;
4a und 4b eine Axialschnittdarstellung, eine Draufsicht einer Sonnenrad-Variante eines erfindungsgemäß gefertigten Abtriebsrades; 4a and 4b an axial sectional view, a plan view of a sun gear variant of an inventively manufactured output gear;
5 eine Detaildarstellung zur Veranschaulichung der Schweißverbindungsstelle bei einen Stirnraddifferential nach 1; 5 a detail illustration for illustrating the weld joint at a spur gear differential 1 ;
6 eine Axialschnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines unter Einschluss erfindungsgemäßer Zahnradstrukturen gebildeten Differentialgetriebes; 6 an axial sectional view of another embodiment of a differential gear according to the invention formed under inclusion of gear structures;
7a und 7b Detaildarstellungen zur weiteren Veranschaulichung der Schweißverbindungsstellen bei dem Stirnraddifferentialgetriebe nach 6; 7a and 7b Detailed representations for further illustrating the weld joints in the Stirnraddifferentialgetriebe after 6 ;
8 eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer als Planetenträger ausgebildeten erfindungsgemäß Zahnradstruktur; 8th an axial sectional view to illustrate the structure of a planetary carrier designed according to the invention gear structure;
9 eine Detaildarstellung der Schweißverbindungsstelle der Zahnradstruktur nach 8. 9 a detailed representation of the weld joint of the gear structure after 8th ,
Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures
Die Darstellung nach 1 zeigt ein unter Einschluss erfindungsgemäß gestalteter Zahnradstrukturen gefertigtes Stirnraddifferential im Axialschnitt. The representation after 1 shows a Stirnraddifferential manufactured under inclusion inventively designed gear structures in axial section.
Das dargestellte Stirnraddifferential umfasst einen zum Umlauf um eine Umlaufachse X vorgesehenen Planetenträger 3, sowie ein erstes Abtriebsrad R1 das achsgleich zur Umlauflachse X angeordnet ist und eine erste Abtriebsradverzahnung 1a bildet. Weiterhin umfasst das Stirnraddifferential ein zweites Abtriebsrad R2 das ebenfalls achsgleich zur Umlauflachse X angeordnet ist und eine zweite Abtriebsradverzahnung 2a bildet. The illustrated spur gear differential comprises a planet carrier provided for circulation about a revolving axis X. 3 and a first output gear R1 which is arranged coaxially with the revolving axis X and a first output gear toothing 1a forms. Furthermore, the spur gear differential comprises a second driven gear R2 which is also arranged coaxially with the revolving axis X and a second driven gear toothing 2a forms.
In dem vom ersten Abtriebsrad R1 umgriffenen Getriebeinnenbereich befindet sich ein Satz erster Umlaufplaneten P1 die mit der ersten Abtriebsradverzahnung 1a des ersten Abtriebsrades R1 in Eingriff stehen. In dem vom zweiten Abtriebsrad R2 umgriffenen Getriebeinnenbereich befindet sich ein Satz zweiter Umlaufplaneten P2 die mit der zweiten Abtriebsradverzahnung 2a des zweiten Abtriebsrads R2 in Eingriff stehen. Die vorgenannten ersten und zweiten Umlaufplanenten P1, P2 sind wie nachfolgend noch vertieft werden wird derart miteinander gekoppelt, dass sich diese gegensinnig drehen.In the gear inner region encompassed by the first output gear R1, there is a set of first planetary gears P1 which are connected to the first output gear toothing 1a of the first output gear R1 are engaged. In the gear inner region encompassed by the second driven gear R2, there is a set of second planetary gears P2 which are connected to the second driven gear toothing 2a the second output gear R2 engage. The aforementioned first and second planetary planets P1, P2 are as will be deepened below are coupled together so that they rotate in opposite directions.
Das erste Abtriebsrad R1 und das zweite Abtriebsrad R2 sind hinsichtlich der Verzahnungsgeometrie derart aufeinander abgestimmt, dass der Kopfkreis K1 der Abtriebsradverzahnung 1a des ersten Abtriebsrades 1 größer ist als der Fußkreis F2 der Abtriebsradverzahnung 2a des zweiten Abtriebsrades 2.The first output gear R1 and the second output gear R2 are matched with respect to the gear geometry such that the tip circle K1 of Abtriebsradverzahnung 1a of the first output gear 1 is greater than the root circle F2 of Abtriebsradverzahnung 2a the second output gear 2 ,
Die beiden Abtriebsräder R1, R2 sind als Hohlräder ausgeführt und derart ausgebildet, dass die Abtriebsradverzahnung 1a des ersten Abtriebsrades R1 und die Abtriebsradverzahnung 2a des zweiten Abtriebsrades R2 gleiche Zähnezahlen aufweisen. Auch die Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes und die Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes weisen gleiche Zähnezahlen auf.The two driven wheels R1, R2 are designed as ring gears and designed such that the Abtriebsradverzahnung 1a the first driven gear R1 and the driven gear 2a of the second output gear R2 have the same number of teeth. The circulation planets P1 of the first set and the circulation planets P2 of the second set also have the same number of teeth.
Die Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes und die Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes sind baugleich ausgeführt. Die Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes sind jeweils über einen Achszapfen 4 mit einem Koppelzahnrad PK2 gekoppelt, und das jeweilige Koppelzahnrand PK2 greift in ein Umlaufplanetenrad P1 des ersten Satzes ein.The circulation planets P1 of the first set and the circulation planets P2 of the second set are of identical construction. The planetary planets P2 of the second set are each about a journal 4 coupled to a coupling gear PK2, and the respective coupling tooth edge PK2 engages in a planetary gear P1 of the first set.
Die Umlaufplaneten P1, P2 sind über einen Abschnitt ihres jeweiligen Achszapfens 4 in dem Umlaufträger 3 radial gelagert. Der Eingriff jenes Koppelzahnrades PK2 in das entsprechende Planetenrad P1 des ersten Satzes erfolgt auf dem Axialniveau der ersten Abtriebsradverzahnung 1a. Die Abtriebsräder R1, R2 sind als zusammengesetzte Bauteile gefertigt und bestehen jeweils aus einem Zahnradring 1, 2 und einem Nabenteil 5, 6. Diese Nabenteile 5, 6 sind wie noch weiter vertieft werden wird als Blechumformteile gefertigt und mit dem jeweiligen Zahnradring 1, 2 über eine Sitzfläche flächig verschweißt. The planetary planets P1, P2 are over a portion of their respective journal 4 in the circulation carrier 3 radially mounted. The engagement of that coupling gear PK2 in the corresponding planetary gear P1 of the first set takes place at the axial level of the first driven gear 1a , The driven wheels R1, R2 are made as composite components and each consist of a gear ring 1 . 2 and a hub part 5 . 6 , These hub parts 5 . 6 are as further deepened as Blechumformteile made and with the respective gear ring 1 . 2 welded flat over a seat surface.
Der Planetenträger 3 selbst ist als Scheibenkorpus ausgebildet und weist einen integral mit diesem ausgebildeten Stirnradkranz 3a auf. Dieser Stirnradkranz 3a bildet eine erste und eine zweite Innenumfangswandung 3b, 3c. In diese Innenumfangswandungen sind Deckel-Nabenteile 7, 8 axial eingepresst. Über diese Deckel-Nabenteile 7, 8 werden die an den Umlaufträger 3 axial angesetzten Komponenten gesichert und zu einer Baueinheit vereinigt. Die Deckel-Nabenteilen 7, 8 sind als Blechumformteile ausgeführt und zentrisch in den Stirnradkranz 3a eingepresst. Die Deckel-Nabenteile 7, 8 bilden Bundabschnitte 7a, 8a die als Lagersitze fungieren über welche dieses Differentialgetriebe drehbar gelagert werden kann. Die Deckel-Nabenteile 7, 8 fungieren als Nabenteile die als solche in Verbindung mit einer hier nicht näher dargestellten Lagerung den Planetenträger 3 tragen. Die Deckel-Nabenteilen 7, 8 sind in den Stirnradkranz 3a eingepresst und mit diesem zu einer erfindungsgemäßen Zahnradstruktur im Bereich der Kontaktflächen verschweißt.The planet carrier 3 itself is designed as a disc body and has an integrally formed therewith spur gear 3a on. This spur gear wreath 3a forms a first and a second inner circumferential wall 3b . 3c , In these Innenumfangswandungen are lid hub parts 7 . 8th pressed axially. About these lid hub parts 7 . 8th become the circulation bearer 3 secured axially attached components and combined to form a unit. The lid hub parts 7 . 8th are designed as Blechumformteile and centric in the Stirnradkranz 3a pressed. The lid hub parts 7 . 8th form collar sections 7a . 8a which act as a bearing seats over which this differential gear can be rotatably mounted. The lid hub parts 7 . 8th act as hub parts as such in connection with a storage not shown here, the planet carrier 3 wear. The lid hub parts 7 . 8th are in the spur gear wreath 3a pressed and welded with this to a gear structure according to the invention in the region of the contact surfaces.
Die Einleitung der Antriebsleistung in das Differentialgetriebe erfolgt über die Stirnradverzahnung 3d des Stirnradkranzes 3a. Über die Umlaufplaneten P1, P2 erfolgt eine Leistungsverzweigung auf die Abtriebsräder R1, R2 und damit auf die Nabenteile 5, 6. An den Nabenteilen 5, 6 sind Bundabschnitte 5a, 6a ausgebildet. Diese Buchsenabschnitte 5a, 6a sind ziehtechnisch gefertigt und mit einer Verzahnung 5b, 6b versehen. In diese Verzahnung 5b, 6b können entsprechend komplementär verzahnte Endabschnitte von Radantriebswellen, oder anderweitiger Leistungstransferkomponenten des jeweiligen Radantriebsstranges eingefügt werden. Anstelle der hier gezeigten Verzahnung sind auch anderweitige Verbindungsgeometrien zur Drehmomentenübertragung und zentrierten Aufnahme entsprechender Komponenten möglich.The introduction of the drive power in the differential gear via the spur gear toothing 3d of the spur gear wreath 3a , About the planetary planets P1, P2 is a power split to the output wheels R1, R2 and thus to the hub parts 5 . 6 , At the hub parts 5 . 6 are covenant sections 5a . 6a educated. These socket sections 5a . 6a are made by drawing and with a toothing 5b . 6b Mistake. In this gearing 5b . 6b Accordingly, complementary toothed end portions of wheel drive shafts, or other power transfer components of the respective wheel drive train may be inserted. Instead of the teeth shown here also other connection geometries for torque transmission and centered recording of corresponding components are possible.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel eines Differentialgetriebes wird das erste Abtriebsrad R1 und auch das zweite Abtriebsrad R2 jeweils durch einen Zahnradring 1, 2 und ein den jeweiligen Zahnradring 1, 2 tragendes Nabenteil 5, 6 gebildet, wobei das Nabenteil 5, 6 als Blechumformteil gefertigt ist und einen inneren Buchsenabschnitt 5a, 6a aufweist, der eine Wellenanschlussstruktur bildet und wobei sich dieser Buchsenabschnitt 5a, 6a in das Axialniveau der entsprechenden Abtriebsradverzahnung 1a, 2a hinein erstreckt. In the embodiment of a differential gear shown here, the first output gear R1 and the second output gear R2 each by a gear ring 1 . 2 and a the respective gear ring 1 . 2 carrying hub part 5 . 6 formed, wherein the hub part 5 . 6 is manufactured as sheet metal forming part and an inner bushing section 5a . 6a which forms a shaft connection structure and wherein this bushing section 5a . 6a in the axial level of the corresponding Abtriebsradverzahnung 1a . 2a extends into it.
Das entsprechende Nabenteil 5, 6 bildet einen Umfangsringabschnitt 5c, 6c der den Zahnradring 1, 2 von außen her umgreift. An dem Zahnradring 1, 2 ist eine Zahnradinnenverzahnung 1a, 2a ausgebildet. Obgleich hier nicht dargestellt ist es möglich, das Nabenteil 5, 6 und den Zahnradring 1, 2 durch eine umformtechnisch gefertigte Struktur miteinander formschlüssig zu koppeln. Das jeweilige Nabenteil 5, 6 und der jeweilige Zahnradring 1, 2 sind miteinander stofflich verbunden, insbesondere miteinander verschweißt. The corresponding hub part 5 . 6 forms a peripheral ring section 5c . 6c the gear ring 1 . 2 from the outside surrounds. At the gear ring 1 . 2 is a gear toothing 1a . 2a educated. Although not shown here, it is possible to use the hub part 5 . 6 and the gear ring 1 . 2 be positively coupled with each other by a structure produced by forming technology. The respective hub part 5 . 6 and the respective gear ring 1 . 2 are materially connected to each other, in particular welded together.
Das jeweilige Nabenteil 5, 6 umfasst einen Tellerabschnitt 5d, 6d der sich zwischen dem Umfangsringabschnitt 5c, 6c und dem Buchsenabschnitt erstreckt. Der Übergang zwischen dem Tellerabschnitt 5d, 6d und dem Buchsenabschnitt 5a, 6a erfolgt über einen sich axial über den Tellerabschnitt 5d, 6d erhebenden Bund 5e, 6e. Der Buchsenabschnitt 5a, 6a ist auf einer dem Tellerabschnitt 5d, 6d abgewandten Seite des Bundes 5e, 6e an diesen angebunden und erstreckt sich durch den Bund 5e, 6e zurück. Der Bund 5e, 6e bildet eine Sitzfläche für eine hier nicht näher dargestellte Lagereinrichtung.The respective hub part 5 . 6 includes a plate section 5d . 6d extending between the peripheral ring portion 5c . 6c and the socket portion. The transition between the plate section 5d . 6d and the socket section 5a . 6a takes place via an axially over the plate section 5d . 6d uplifting covenant 5e . 6e , The socket section 5a . 6a is on a plate section 5d . 6d opposite side of the covenant 5e . 6e attached to these and extends through the covenant 5e . 6e back. The Bund 5e . 6e forms a seat for a bearing not shown here.
In 2 ist in Form einer perspektivischen Axialschnittdarstellung der Aufbau des Differentialgetriebes nach 1 weiter veranschaulicht. In dieser Darstellung sind nunmehr zumindest teilweise die Umlaufplaneten P1 erkennbar die in das erste Abtriebsrad R1 radial von innen her eingreifen. Die in 1 dargestellten Nabenteile 5, 6 sind in dieser Darstellung nicht gezeigt. Die Zahnradringe 1, 2 sind jedoch an diese Nabenteile 5, 6 starr angebunden und werden in Verbindung mit diesen Nabenteilen 5, 6 montiert. Die Weglassung der Nabenteile 5, 6 in dieser Darstellung erfolgt lediglich zur Veranschaulichung des Innenaufbaus des Differentialgetriebes. Die Umlaufplaneten P2 greifen radial von innen her in die das zweite Abtriebsrad R2 ein. Die Koppelung der mit dem zweiten Abtriebsrad R2 in Eingriff stehenden Umlaufplaneten P2 mit jenen, mit dem ersten Abtriebsrad R1 in Eingriff stehenden Umlaufplaneten P1 erfolgt wie bereits angesprochen über die Koppelplaneten PK2. Diese Koppelplaneten PK2 greifen nicht in die Verzahnung 1a des ersten Zahnradringes 1 ein. In 2 is in the form of a perspective Axialschnittdarstellung the structure of the differential gear to 1 further illustrated. In this illustration, at least partially the orbiting planets P1 are now recognizable which engage radially in the first driven wheel R1 from the inside. In the 1 shown hub parts 5 . 6 are not shown in this illustration. The gear rings 1 . 2 However, these are hub parts 5 . 6 rigidly connected and in conjunction with these hub parts 5 . 6 assembled. The omission of the hub parts 5 . 6 in this illustration, only to illustrate the internal structure of the differential gear. The planetary planets P2 engage radially from the inside into the second output gear R2. The coupling of the planetary gear P2 engaged with the second output gear R2 with those planetary gears P1 engaged with the first output gear R1 takes place via the coupling planet PK2, as already mentioned. These coupling planet PK2 do not interfere with the gearing 1a of the first gear ring 1 one.
Die Achsen XP1 der Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes sind auf einem ersten Teilkreis TK1 angeordnet und die Achsen XP2 der Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes sind auf einem zweiten Teilkreis TK2 angeordnet. Der zweite Teilkreis TK2 weist einen Durchmesser D2 auf, der kleiner ist als der Durchmesser D1 des ersten Teilkreises TK1. Die Durchmesserdifferenz der beiden Teilkreise TK1, TK2 entspricht in etwa der zweifachen Zahnhöhe h der Zähne Z1 der ersten Abtriebsradverzahnung 1a. Die Durchmesserdifferenzen der ersten und der zweiten Abtriebsradverzahnung 1a, 2a sind durch Profilverschiebung realisiert.The axes XP1 of the planetary planets P1 of the first set are arranged on a first pitch circle TK1 and the axes XP2 of the planetary gears P2 of the second set are arranged on a second pitch circle TK2. The second pitch circle TK2 has a diameter D2 which is smaller than the diameter D1 of the first pitch circle TK1. The diameter difference of the two pitch circles TK1, TK2 corresponds approximately to twice the tooth height h of the teeth Z1 the first output gear 1a , The diameter differences of the first and second Abtriebsradverzahnung 1a . 2a are realized by profile shift.
Wie bereits angesprochen wird die kinematische Koppelung der Umlaufplaneten P1, P2 erfindungsgemäß erreicht, indem die Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes jeweils über einen Achszapfen 4 mit einem Koppelzahnrad PK2 gekoppelt sind, und dann das jeweilige Koppelzahnrand PK2 in ein Umlaufplanetenrad P1 des ersten Satzes eingreift. Die Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes sitzen ebenfalls jeweils auf einem Achszapfen 4. Der die Umlaufplaneten P1 tragende Achszapfen 4 ist hier baugleich zu jenem Achszapfen 4 ausgeführt der die Umlaufplaneten P2 mit den Koppelplaneten PK2 koppelt. Die bei der Lagerung der Umlaufplaneten P1 frei bleibende Verzahnung der Achszapfen 4 greift nicht in die Verzahnung 2a des zweiten Abtriebsrades 2 ein. As already mentioned, the kinematic coupling of the planetary planets P1, P2 is achieved according to the invention by the planetary planets P2 of the second set in each case via a journal 4 are coupled to a coupling gear PK2, and then engages the respective coupling tooth edge PK2 in a planetary gear P1 of the first set. The planetary planets P1 of the first set also sit on a journal each 4 , The journal bearing the planetary planets P1 4 here is identical to that axle journal 4 executed the circulating planets P2 coupled with the coupling planet PK2. The teeth of the journals remaining free during the bearing of the planetary planets P1 4 does not engage in the gearing 2a the second output gear 2 one.
Wie erkennbar wird die Lagerung der Umlaufplaneten P1, P2 in dem Umlaufplanetenträger 3 bewerkstelligt, indem die Umlaufplaneten P1, P2 über einen zylindrischen Abschnitt 4a ihres jeweiligen Achszapfens 4 in entsprechenden Lagerbohrungen 3e in dem Umlaufträger 3 radial gelagert werden. Die entsprechende Lagerstelle ist hier als Gleitlagerstelle ausgeführt. Die Achszapfen 4 sitzen hier unter einem hinreichenden Bewegungsspiel unmittelbar in einer entsprechenden Bohrungswandung des Umlaufträgers 3. Die Achszapfen 4 können auch integral mit dem jeweiligen Umlaufplaneten P1, P2 ausgebildet sein. Vorzugsweise jedoch sind die Achszapfen 4 wie dargestellt als separate Bauteile gefertigt die eine Außenverzahnung 4b aufweisen und in eine hierzu komplementär konturierte Bohrung in den jeweiligen Umlaufplaneten P1, P2 einsteckbar sind. Die Steckverbindungsstrukturen sind vorzugsweise so dimensioniert, dass die Steckverbindung unter einem leichten Presssitz erfolgt. Die Außenverzahnung 4b jener Achszapfen 4 weist eine Teilung auf die von der Zahnteilung der Stirnradverzahnung des entsprechenden Umlaufplaneten P1, P2 abweicht, insbesondere feiner ist. How recognizable is the storage of the circulation planets P1, P2 in the circulation planet carrier 3 accomplished by the orbital planets P1, P2 via a cylindrical section 4a their respective axle journal 4 in corresponding bearing bores 3e in the circulation carrier 3 be stored radially. The corresponding bearing point is designed here as a sliding bearing. The axle journal 4 sit here under a sufficient motion play directly in a corresponding bore wall of the circulation carrier 3 , The axle journal 4 may also be formed integrally with the respective circulation planet P1, P2. Preferably, however, are the stub axle 4 as shown, manufactured as separate components which have an external toothing 4b have and in a complementary contoured hole in the respective planetary planets P1, P2 can be inserted. The connector structures are preferably dimensioned so that the connector takes place under a slight interference fit. The external toothing 4b that axle journal 4 has a pitch which differs from the pitch of the spur gear toothing of the corresponding planetary planets P1, P2, in particular is finer.
Durch das hier gezeigte Konzept der kinematischen Koppelung der Umlaufplaneten P1, P2 über achsgleich auf dem Achszapfen 4 sitzende Koppelzahnräder PK2 wird es möglich, dass der Eingriff jenes Koppelzahnrades PK2 in das entsprechende Planetenrad P1 des ersten Satzes auf dem Axialniveau der ersten Abtriebsradverzahnung 1a erfolgt.Due to the concept of the kinematic coupling of the planetary planets P1, P2 over the same axis on the journal 4 Sitting coupling gears PK2, it is possible that the engagement of that coupling gear PK2 in the corresponding planetary gear P1 of the first set on the axial level of the first driven gear 1a he follows.
In den 3a und 3b ist das bei dem Differentialgetriebe nach 1 vorgesehene zweite Abtriebsrad R2 in Form einer Axialschnittdarstellung sowie in Form einer Draufsicht dargestellt. In the 3a and 3b this is the case with the differential gear 1 provided second output gear R2 shown in the form of an axial section and in the form of a plan view.
Wie bereits bezüglich 1 ausgeführt ist das zweite Abtriebsrad R2 durch einen Zahnradring 2 und ein den jeweiligen Zahnradring 2 tragendes Nabenteil 6 gebildet. Das Nabenteil 6 ist als relativ dickwandiges Blechumformteil gefertigt und weist einen inneren Buchsenabschnitt 6a auf, der eine Wellenanschlussstruktur bildet. Dieser Buchsenabschnitt 6a erstreckt sich bezogen auf die Achse X in das Axialniveau X2 der entsprechenden Abtriebsradverzahnung 2a hinein, d.h. er durchquert den von der Abtriebsradverzahnung 2a umgriffenen Bereich. Die in dieser Darstellung eingetragenen Axialniveaus X2 und X6 überlagern sich damit. Konkret ist die Gestaltung hier derart getroffen, dass das Axialniveau X2 überwiegend, insbesondere vollständig innerhalb des Axialniveaus X6 der Verzahnung 6b liegt. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel schließt die innere Stirnfläche 6c im wesentlichen bündig mit einer Ebene ab, in welcher die durch den Zahnradring 2 definierte, dem Nabeteil 6 abgewandte Ringstirnfläche 2b verläuft. Es erfolgt also durch ziehtechnisch gefertigte Strukturen zunächst eine Heraushebung des Anschlussbereichs 6f des Buchsenabschnitts 6a und dann eine Zurückführung des Materiales bis auf das Axialniveau des von der Verzahnung 2a umsäumten Bereichs.As already regards 1 executed is the second driven gear R2 by a gear ring 2 and a the respective gear ring 2 carrying hub part 6 educated. The hub part 6 is manufactured as a relatively thick-walled sheet-metal forming part and has an inner bushing section 6a on, which forms a wave connection structure. This socket section 6a extends with respect to the axis X in the axial level X2 of the corresponding Abtriebsradverzahnung 2a into it, ie it passes through the of the Abtriebsradverzahnung 2a encompassed area. The axial levels X2 and X6 entered in this illustration are superimposed therewith. Specifically, the design is made here such that the axial level X2 predominantly, in particular completely within the axial level X6 of the toothing 6b lies. In the embodiment shown here, the inner end surface closes 6c substantially flush with a plane in which the through the gear ring 2 defined, the hub part 6 remote ring end face 2 B runs. Thus, by pulling-fabricated structures, a lifting of the connection region takes place 6f of the socket section 6a and then returning the material to the axial level of the toothing 2a fringed area.
Das Nabenteil 6 bildet weiterhin einen Umfangringabschnitt 6c der den Zahnradring 2 von außen her mit einem Presssitz umgreift. An dem Zahnradring 2 ist eine Zahnradinnenverzahnung 2a ausgebildet. Es ist möglich, das Nabenteil 6 und den Zahnradring 2 durch eine umformtechnisch gefertigte Struktur miteinander formschlüssig zu koppeln. Das Nabenteil 6 und der Zahnradring 2 sind miteinander stofflich verbunden, insbesondere miteinander zu verschweißt. The hub part 6 further forms a peripheral ring section 6c the gear ring 2 from engages around the outside with a press fit. At the gear ring 2 is a gear toothing 2a educated. It is possible the hub part 6 and the gear ring 2 be positively coupled with each other by a structure produced by forming technology. The hub part 6 and the gear ring 2 are materially connected to each other, in particular welded together.
Das Nabenteil 6 umfasst einen Tellerabschnitt 6d, der sich zwischen dem Umfangsringabschnitt 6c und dem Buchsenabschnitt 6a erstreckt. Der Übergang zwischen dem Tellerabschnitt 6d und dem Buchsenabschnitt 6a erfolgt über einen sich axial über den Tellerabschnitt 6d erhebenden Bund 6e. Der Buchsenabschnitt 6a ist auf einer dem Tellerabschnitt 6d abgewandten Seite des Bundes 6e über einen Ringabschnitt 6f an den Bund 6e angebunden und erstreckt sich durch den Bund 6e zurück. Der Bund 6e bildet eine Sitzfläche für eine Lagereinrichtung. Diese Ausführungen gelten sinngemäß auch für das in 1 gezeigte erste Abtriebsrad R1. The hub part 6 includes a plate section 6d extending between the peripheral ring section 6c and the socket section 6a extends. The transition between the plate section 6d and the socket section 6a takes place via an axially over the plate section 6d uplifting covenant 6e , The socket section 6a is on a plate section 6d opposite side of the covenant 6e over a ring section 6f to the federal government 6e tethered and extends through the federal government 6e back. The Bund 6e forms a seat for a storage facility. These explanations apply mutatis mutandis to the in 1 shown first output gear R1.
In 3b ist das erfindungsgemäß aus dem Zahnradring 2 und dem umformtechnisch aus einem Blechmaterial gefertigten Nabeteil 6 zusammengesetzte Abtriebsrad R2 in Form einer Draufsicht dargestellt. Es ist möglich, in dem Tellerabschnitt 6d eine flache, zur hier erkennbaren Kontur des Zahnradringes komplementäre Einsenkung auszubilden in welche der Zahnradring 2 eintaucht. Hierdurch wird eine Drehsicherung des Zahnradringes 2 an dem Nabenteil 6 und eine besonders vorteilhafte Ableitung der an dem Zahnradring 6 angreifenden Betriebskräfte in das Nabenteil 6 erreicht.In 3b is the invention of the gear ring 2 and the umschalttechnisch made of a sheet metal hub part 6 composite output gear R2 shown in the form of a plan view. It is possible in the plate section 6d form a flat, complementary to the here contour of the gear ring recess in which the gear ring 2 dips. As a result, a rotation of the gear ring 2 at the hub part 6 and a particularly advantageous derivation of the gear ring 6 engaging operating forces in the hub part 6 reached.
In den 4a und 4b ist eine Variante eines erfindungsgemäßen Abtriebsrades R3 für ein Stirnraddifferential gezeigt das sich in seinem Aufbau von der vorangehend beschriebenen Ausführungsform unterscheidet. Auch bei der hier gezeigten Variante ist das Abtriebsrad R2 durch einen Zahnradring 20 und ein den jeweiligen Zahnradring 20 tragendes Nabenteil 6 gebildet. Das Nabenteil 6 ist wiederum als relativ dickwandiges Blechumformteil gefertigt und weist einen inneren Buchsenabschnitt 6a auf, der eine Wellenanschlussstruktur bildet. Dieser Buchsenabschnitt 6a erstreckt sich ähnlich wie bei der Variante nach 3a in das Axialniveau der entsprechenden Abtriebsradverzahnung 20a hinein, d.h. er durchquert den von der Abtriebsradverzahnung 20a umsäumten Bereich. Das Nabenteil 6 bildet auch hier einen Umfangringabschnitt 6c. Auf diesem Umfangsringabschnitt 6c ist nunmehr der Zahnradring 20 von außen her mit einem Presssitz aufgesetzt. An dem Zahnradring 20 ist eine Zahnradaußenverzahnung 20a ausgebildet. Es ist auch hier möglich, das Nabenteil 6 und den Zahnradring 20 durch eine umformtechnisch gefertigte Struktur miteinander formschlüssig zu koppeln. Das Nabenteil 6 und den Zahnradring 20 sind miteinander stofflich verbunden, insbesondere miteinander zu verschweißt. In the 4a and 4b a variant of a driven wheel R3 according to the invention for a spur gear differential is shown which differs in its construction from the embodiment described above. Also in the variant shown here is the output gear R2 through a gear ring 20 and a the respective gear ring 20 carrying hub part 6 educated. The hub part 6 is again made as a relatively thick-walled sheet metal forming part and has an inner bushing section 6a on, which forms a wave connection structure. This socket section 6a extends similar to the variant after 3a in the axial level of the corresponding Abtriebsradverzahnung 20a into it, ie it passes through the of the Abtriebsradverzahnung 20a skirted area. The hub part 6 also forms a peripheral ring section here 6c , On this peripheral ring section 6c is now the gear ring 20 fitted from the outside with a press fit. At the gear ring 20 is a gear external toothing 20a educated. It is also possible here, the hub part 6 and the gear ring 20 be positively coupled with each other by a structure produced by forming technology. The hub part 6 and the gear ring 20 are materially connected to each other, in particular welded together.
Das Nabenteil 6 umfasst einen Tellerabschnitt 6d, der sich zwischen dem Umfangsringabschnitt 6c und dem Buchsenabschnitt 6a erstreckt. Der Übergang zwischen dem Tellerabschnitt 6d und dem Buchsenabschnitt 6a erfolgt wiederum über einen sich axial über den Tellerabschnitt 6d erhebenden Bund 6e der von einer Ringstirnfläche 6f begrenzt wird. Der Buchsenabschnitt 6a ist über jenen, die Ringstirnfläche bildenden Abschnitt mit dem Bund 6e verbunden und erstreckt sich auf einer der Ringstirnfläche 6f abgewandten Seite durch den Bund 6e zurück. The hub part 6 includes a plate section 6d extending between the peripheral ring section 6c and the socket section 6a extends. The transition between the plate section 6d and the socket section 6a again takes place via an axially over the plate section 6d uplifting covenant 6e that of an annular end face 6f is limited. The socket section 6a is above those, the ring end face forming section with the waistband 6e connected and extends on one of the ring end face 6f turned away by the federal government 6e back.
In 4b ist das Abtriebsrad R2 in Form einer Draufsicht dargestellt. Der Zahnradring 20 bildet eine als gerade Stirnradverzahnung 20a ausgebildete Zahnradaußenverzahnung 20a. Der Zahnradring 20 bildet eine zylindrische Innenumfangsfläche und sitzt über diese mit Presssitz auf dem Umfangsringabschnitt 6c.In 4b the output gear R2 is shown in the form of a plan view. The gear ring 20 forms as a straight spur gear teeth 20a trained gear external teeth 20a , The gear ring 20 forms a cylindrical inner peripheral surface and sits over this with a press fit on the peripheral ring portion 6c ,
Der Buchsenabschnitt 6a ist so ausgebildet, dass dieser das von der Stirnradverzahnung 20a erfasste, in Richtung der Radachse X betrachtete erfasste Axialniveau durchquert. Es wird damit „innerhalb“ der Stirnradverzahnung 20a eine für den Drehmomentenabgriff vorgesehene Innenverzahnung 6b bereitgestellt. Der Buchsenabschnitt ist ziehtechnisch gefertigt. Die Innenverzahnung 6b ist vorzugsweise durch plastische Materialumformung gebildet.The socket section 6a is designed so that this of the spur gear teeth 20a detected, viewed in the direction of the wheel axis X detected axial level traverses. It is thus "inside" the spur gear teeth 20a an intended for the torque tap internal teeth 6b provided. The bushing section is made by drawing technology. The internal toothing 6b is preferably formed by plastic material forming.
In 5 ist in Form einer Detaildarstellung ein Ausschnitt aus dem Differentialgetriebe nach 1 dargestellt. Bei den hier abschnittsweise dargestellten Komponenten handelt es sich um den Stirnradkranz 3a, das Deckel-Nabenteil 8, das Nabenteil 6 und den Zahnradring 2. Das Deckel-Nabenteil 8 und der Zahnradkranz 3a bilden eine erste erfindungsgemäße Zahnradstruktur Z1. Das Nabenteil 6 und der Zahnradring 2 bilden eine zweite erfindungsgemäße Zahnradstruktur Z2. Jede dieser Zahnradstrukturen besteht damit aus einem zum Umlauf um eine Umlaufachse X vorgesehenen Nabenteil und einem zu jener Umlaufachse X konzentrischen Zahnradring (Stirnradkranz 3a, Zahnradring 2) der mit dem Nabenteil 8, 6 gekoppelt ist, wobei das Nabenteil 8, 6 als Blechumformteil gefertigt ist und eine zur Umlaufachse X ebenfalls konzentrische Ringfläche F1, F2 bildet und der Zahnradring, bzw. der Stirnradkranz eine dieser Ringfläche NF1, NF2 zugewandte Zahnradringsitzfläche GF1, GF2 bildet, und das Nabenteil 8, 6 und der Zahnradring 3a, 2 innerhalb dieser Zahnradringsitzfläche NF1, NF2 miteinander verschweißt sind. Die jeweilige Schweißverbindungszone W1, W2 erstreckt sich über den überwiegenden Teil der Zahnradringsitzfläche GF1, GF2, insbesondere vollflächig über die Zahnradringsitzfläche GF1, GF2. In 5 is in the form of a detailed representation of a section of the differential gear 1 shown. The components shown here in sections are the spider ring 3a , the lid-hub part 8th , the hub part 6 and the gear ring 2 , The cover hub part 8th and the gear wreath 3a form a first gear structure Z1 according to the invention. The hub part 6 and the gear ring 2 form a second gear structure Z2 according to the invention. Each of these toothed wheel structures thus consists of a hub part provided for circulation about a revolving axis X and a toothed wheel ring concentric with that revolving axis X (spur gear rim) 3a , Gear ring 2 ) with the hub part 8th . 6 coupled, wherein the hub part 8th . 6 is manufactured as Blechumformteil and a concentric to the axis X concentric annular surface F1, F2 forms and the gear ring, or the spur ring one of this annular surface NF1, NF2 facing gear ring seat surface GF1, GF2 forms, and the hub part 8th . 6 and the gear ring 3a . 2 are welded together within this gear ring seat surface NF1, NF2. The respective weld zone W1, W2 extends over the majority of the gear ring seat surface GF1, GF2, in particular over the entire surface of the gear ring seat surface GF1, GF2.
Das Nabenteil 6, 8 und der Zahnradring 2, 3a bilden hier zueinander komplementäre zylindrische Fügeflächen und der Zahnrandring 2, 3a ist über diese Fügeflächen zur Umlaufachse X zentriert. Die jeweilige Schweißverbindungsstelle W1, W2 ist als Elektronenstrahlschweißverbindungsstelle ausgeführt. The hub part 6 . 8th and the gear ring 2 . 3a form here complementary cylindrical joining surfaces and the tooth rim ring 2 . 3a is centered over these joining surfaces to the revolving axis X. The respective weld joint W1, W2 is designed as electron beam welding joint.
Die durch das Gehäuse-Nabenteil 8 und den Stirnradkranz gebildete Zahnradstruktur bildet Bestandteil des Planetenträgers, oder auch Umlaufgehäuses des Stirnraddifferentiales. Die durch das Nabenteil 6 und den Zahnradring 2 gebildete erfindungsgemäße Zahnradstruktur fungiert als Abtriebsrad R2 das hier als Hohlrad ausgeführt ist.The through the housing hub part 8th and the Stirnradkranz formed gear structure forms part of the planet carrier, or even circulating the Stirnraddifferentiales. The through the hub part 6 and the gear ring 2 formed gear structure according to the invention acts as a driven gear R2 which is designed here as a ring gear.
In 6 ist eine gegenüber der Variante nach 1 leicht abgewandelte Ausführungsform eines Stirnraddifferentiales dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Abtriebsräder R1, R2 als erfindungsgemäße Zahnradstrukturen ausgeführt. Zum Zwecke der Veranschaulichungen sind hier in dieser Darstellung für das erste Abtriebsrad R1 und das zweite Abtriebsrad R2 unterschiedliche Konzepte umgesetzt. Bei dem ersten, als Hohlrad ausgeführten Abtriebsrad R1 ist das als Blechumformteil gefertigte Nabenelement 5 seitlich an eine Stirnfläche des ersten Zahnradringes 1 angesetzt und mit diesem über die Sitzfläche verschweißt. Bei dem zweiten, ebenfalls als Hohlrad ausgeführten Abtriebsrad R2 ist der Zahnradring 2 in den Umfangsringabschnitt 6c eingesetzt und im Bereich der Kontaktflächen mit diesem verschweißt. Der Aufbau des Differentialgetriebes in den in dieser Darstellung gekennzeichneten Bereichen A, B ist in den 7a und 7b weiter veranschaulicht.In 6 is one opposite to the variant 1 slightly modified embodiment of a Stirnraddifferentiales shown. In this embodiment, the driven wheels R1, R2 are designed as gear structures according to the invention. For purposes of illustration different concepts are implemented here in this illustration for the first output gear R1 and the second output gear R2. In the first, designed as a ring gear driven gear R1 is manufactured as Blechumformteil hub element 5 laterally on an end face of the first gear ring 1 attached and welded with this over the seat. In the second, also designed as a ring gear output gear R2 is the gear ring 2 in the peripheral ring section 6c used and welded to the contact surfaces with this. The structure of the differential gear in the marked in this illustration areas A, B is in the 7a and 7b further illustrated.
7a zeigt in Form einer Detaildarstellung den Verbindungsbereich zwischen dem Nabenteil 5 und dem Zahnradring 1 (6, Detail A). Die beiden Komponenten kontaktieren sich über einander zugewandte plane, ringartige Stirnflächen. Die beiden Komponenten sind im Bereich dieser Kontaktzone im wesentlichen vollflächig verschweißt. Diese Schweißstelle wird vorzugsweise als Elektronenstrahlschweißstelle ausgeführt, kann aber gerade bei dem hier gezeigten Aufbau auch als Pressschweißstelle ausgeführt sein. 7a shows in the form of a detailed representation of the connection area between the hub part 5 and the gear ring 1 ( 6 , Detail A). The two components contact each other over facing flat, ring-like end faces. The two components are welded in the area of this contact zone substantially over the entire surface. This weld is preferably carried out as an electron beam welding point, but can also be designed in the construction shown here as a pressure welding point.
7b zeigt in Form einer Detaildarstellung den Verbindungsbereich zwischen dem Nabenteil 6 und dem Zahnradring 2 (6, Detail B). Die beiden Komponenten kontaktieren sich über einander zugewandte zylindrische, ringartige Sitzflächen. Die beiden Komponenten sind im Bereich dieser Sitzflächen NF2, GF2 im wesentlichen vollflächig verschweißt. Diese Schweißstelle wird vorzugsweise als Elektronenstrahl- oder Laserschweißstelle ausgeführt. 7b shows in the form of a detailed representation of the connection area between the hub part 6 and the gear ring 2 ( 6 , Detail B). The two components contact each other over facing cylindrical, ring-like seats. The two components are essentially completely welded in the area of these seats NF2, GF2. This weld is preferably carried out as electron beam or laser welding.
8 zeigt in Form einer Axialschnittdarstellung eine Ausführungsform eines Stirnraddifferentiales bei welchem die Deckel-Nabenteile 7, 8 als Blechumformteile ausgeführt sind, und nach Einbau der Innenmechanik (vgl. 2) des Differentialgetriebes mit dem Stirnradkranz 3a über plane Sitzflächen flächig verschweißt sind. Die Deckel-Nabenteile 7, 8 bilden in Verbindung mit dem Stirnradkranz 3a eine erfindungsgemäße Zahnradstruktur die als Planetenträger und Umlaufgehäuse fungiert. Die Deckel-Nabenteile 7, 8 sind voneinander abgewandten Seiten an Stirnflächen des Stirnradkranzes 3a angesetzt. 8th shows in the form of an axial sectional view of an embodiment of a Stirnraddifferentiales in which the lid hub parts 7 . 8th are designed as Blechumformteile, and after installation of the internal mechanism (see. 2 ) of the differential gear with the Stirnradkranz 3a are welded flat over planar seating surfaces. The lid hub parts 7 . 8th form in conjunction with the spur gear rim 3a a gear structure according to the invention which acts as a planet carrier and circulation housing. The lid hub parts 7 . 8th are opposite sides of end faces of Stirnradkranzes 3a stated.
In 9 ist die Schweißverbindungsstelle zwischen dem Deckel-Nabenteil 8 und dem Stirnradkranz dargestellt. Die Zentrierung des Nabenteiles 8 und des Stirnradkranzes 3a zueinander erfolgt durch entsprechende Positionierung der Bauteile über Halteorgane der Schweißvorrichtung. Die Schweißnaht W1´ ist als Elektronenstrahlschweißnaht ausgeführt und führt zu einer stofflichen Verbindung des Deckel-Nabenteiles 8 mit dem Stirnradkranz 3a im gesamten Kontaktflächenbereich.In 9 is the weld joint between the lid hub part 8th and the Stirnradkranz shown. The centering of the hub part 8th and the spur wheel wreath 3a to each other by appropriate positioning of the components via retaining members of the welding device. The weld W1 'is designed as electron beam weld and leads to a material connection of the lid hub part 8th with the spur gear 3a in the entire contact surface area.
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DE 4027423 A1 [0003] DE 4027423 A1 [0003]
