DE102013215889A1 - differential assembly - Google Patents

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Abstract

Differenzialanordnung (1) mit einem Differenzialkorb (8, 9), in dem Ausgleichsräder und Abtriebsräder drehbar und miteinander in Eingriff stehend gelagert sind sowie mit einem axial neben einem Abtriebsrad angeordneten Zahnrad (11) eines mit der Differenzialanordnung (1) gekoppelten Getriebes, wobei an einer Seite des Differenzialkorbs (8, 9) ein eine Lagerstelle aufweisender, sich radial nach außen erstreckender Flansch (12) gebildet ist, der mit der Außenseite (16) des Differenzialkorbs (9) einen Freiraum (17) einschließt, in dem das Zahnrad (11) in radialer Richtung aufgenommen ist.Differential assembly (1) with a differential cage (8, 9) in which differential gears and driven wheels are rotatably mounted and engaged with each other and with an axially arranged next to a driven gear (11) coupled to the differential assembly (1) transmission, wherein one side of the differential cage (8, 9) is formed a radially outwardly extending flange (12) having a bearing, which with the outside (16) of the differential cage (9) includes a free space (17) in which the gear ( 11) is received in the radial direction.

Figure DE102013215889A1_0001
Figure DE102013215889A1_0001

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Differenzialanordnung mit einem Differenzialkorb, in dem Ausgleichsräder und Abtriebsräder drehbar und miteinander in Eingriff stehend gelagert sind sowie mit einem axial neben einem Abtriebsrad angeordneten Zahnrad eines mit der Differenzialanordnung gekoppelten Getriebes.The invention relates to a differential assembly with a differential cage in which differential gears and driven wheels are rotatably mounted and standing in engagement with each other and arranged with an axially adjacent to a driven gear of a gear coupled to the differential gear.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Eine gattungsgemäße Differenzialanordnung ist aus der US 7 041 023 B2 bekannt. Das Abtriebsrad einer dem Final Drive vorgeschalteten Getriebestufe ist dort axial neben dem Antriebsrad des Differenzials angeordnet. Bei einem derartigen Aufbau ergeben sich jedoch Platzprobleme, da sich das Zahnrad des mit der Differenzialanordnung gekoppelten Getriebes in den „normalen“ Bauraum der Differenzialanordnung erstreckt.A generic differential arrangement is from the US Pat. No. 7,041,023 B2 known. The output gear of a Final Drive upstream gear stage is located there axially adjacent to the drive wheel of the differential. In such a structure, however, space problems arise because the gear of the coupled with the differential assembly transmission extends into the "normal" space of the differential assembly.

Dies gilt insbesondere für eine besondere, von der Anmelderin entwickelte Differenzialanordnung, die als Leichtbaudifferenzial bezeichnet wird. Es handelt sich dabei um ein StirnradDifferenzial, das als Alternative zu einem herkömmlichen Kegelraddifferenzial eingesetzt werden kann. Das Stirnraddifferenzial umfasst zwei zentrale Sonnenräder, von denen jedes in eingebautem Zustand mit einer Achswelle als Abtriebswelle verbunden ist. Jedes Sonnenrad kämmt mit einem Planetenrad, die beiden Planetenräder kämmen wiederum miteinander. Ein derartiges Stirnraddifferenzial kann z. B. drei über den Umfang verteilte Planetensätze mit zwei Planeten aufweisen. Der Antriebs des Stirnraddifferenzials erfolgt durch ein mit einer Außenverzahnung versehenes Antriebsrad, das fest mit Planetenträgern, in denen die Planeten gelagert sind, verbunden ist.This applies in particular to a special, developed by the applicant differential assembly, which is referred to as a lightweight differential. It is a spur gear differential that can be used as an alternative to a conventional bevel gear differential. The Stirnraddifferenzial comprises two central sun gears, each of which is connected in the installed state with an axle shaft as the output shaft. Each sun gear meshes with a planetary gear, the two planetary gears mesh with each other again. Such a spur gear can be z. B. have three distributed over the circumference planetary gear sets with two planets. The drive of the spur gear differential is effected by a provided with an external toothing drive wheel, which is fixedly connected to planet carriers in which the planets are stored.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Differenzialanordnung anzugeben, die auch dann einfach und ohne Bauraumprobleme eingesetzt werden kann, wenn sich ein Zahnrad des mit der Differenzialanordnung gekoppelten Getriebes axial neben einem Abtriebsrad der Differenzialanordnung befindet.The invention has for its object to provide a differential assembly that can be used easily and without space problems even if a gear of the gearbox coupled to the differential assembly is located axially adjacent to a driven gear of the differential assembly.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Differenzialanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass an einer Seite des Differenzialkorbs ein eine Lagerstelle aufweisender, sich radial nach außen erstreckender Flansch gebildet ist, der mit der Außenseite des Differenzialkorbs einen Freiraum einschließt, in dem das Zahnrad in radialer Richtung aufgenommen ist.To solve this problem is inventively provided in a differential arrangement of the type mentioned that on one side of the differential cage a bearing bearing having, radially outwardly extending flange is formed, which includes a free space with the outside of the differential cage, in which the gear in Radial direction is added.

Erfindungsgemäß greift das Zahnrad radial soweit zwischen die Lagerstelle und die Außenseite des Differenzialkorbs, dass das Zahnrad axial zur Lagerstelle benachbart ist. die Außenkontur des Zahnrads befindet sich dabei zumindest näherungsweise in radialer Richtung auf gleicher Höhe wie die Lagerstelle. Im Gegensatz zu herkömmlichen Differenzialanordnungen ist erfindungsgemäß ein breiterer axialer Freiraum an einer Seite des Differenzialkorbs bis zu einem Flansch gebildet, in dem das Zahnrad aufgenommen ist. Dadurch kann die erfindungsgemäße Differenzialanordnung besonders platzsparend realisiert werden. Bei der erfindungsgemäßen Differenzialanordnung wird es besonders bevorzugt, dass der Flansch als trichterförmiger Lagerring ausgebildet ist und einen inneren axialen Abschnitt, einen mittleren trichterförmigen Abschnitt und einen äußeren, den Außenring der Lagerstelle bildenden Abschnitt aufweist. Der trichterförmige Abschnitt ist somit zur Längsachse der Differenzialanordnung geneigt, wodurch die axiale Steifigkeit erhöht wird. Der äußere Endabschnitt des Flansches ist als Lagerring ausgebildet und weist an seiner Innenseite eine Laufbahn für Wälzkörper, insbesondere Kugeln, auf. Der innere axiale Abschnitt ist mit dem Differenzialkorb verbunden.According to the invention, the gear engages radially between the bearing point and the outside of the differential cage so far that the gear wheel is axially adjacent to the bearing point. the outer contour of the gear is at least approximately in the radial direction at the same height as the bearing point. In contrast to conventional differential arrangements according to the invention a wider axial clearance is formed on one side of the differential cage up to a flange, in which the gear is received. As a result, the differential arrangement according to the invention can be realized in a particularly space-saving manner. In the differential assembly according to the invention, it is particularly preferred that the flange is formed as a funnel-shaped bearing ring and having an inner axial portion, a central funnel-shaped portion and an outer, the outer ring of the bearing forming portion. The funnel-shaped portion is thus inclined to the longitudinal axis of the differential assembly, whereby the axial stiffness is increased. The outer end portion of the flange is formed as a bearing ring and has on its inner side a raceway for rolling elements, in particular balls on. The inner axial section is connected to the differential cage.

Es hat sich als ganz besonders günstig herausgestellt, dass der trichterförmige Abschnitt des Lagerrings und die Längsachse einen Winkel zwischen 60° und 80° einschließen. Auf diese Weise kann die erforderliche Steifigkeit im Bereich des Flansches geschaffen werden.It has been found to be particularly advantageous that the funnel-shaped portion of the bearing ring and the longitudinal axis form an angle between 60 ° and 80 °. In this way, the required rigidity in the region of the flange can be created.

Aus Fertigungsgründen wird bevorzugt, dass an beiden Seiten des Differenzialkorbs derselbe Lagerring angeordnet ist. Dementsprechend verringert sich die Teilezahl und die Gefahr von Verwechslungen wird ausgeschlossen.For manufacturing reasons, it is preferred that the same bearing ring is arranged on both sides of the differential cage. Accordingly, the number of parts is reduced and the risk of confusion is excluded.

Eine besonders stabile Verbindung ergibt sich, wenn der wenigstens eine Lagerring und der Differenzialkorb durch eine Presspassung bzw. einen Presssitz miteinander verbunden sind. Durch das Einpressen werden beide Komponenten fest miteinander verbunden.A particularly stable connection results when the at least one bearing ring and the differential cage are connected to one another by a press fit or an interference fit. By pressing in both components are firmly connected.

Bei der erfindungsgemäßen Differenzialanordnung wird es bevorzugt, dass die Lagerstellen als angestellte Lagerung in O-Anordnung oder X-Anordnung ausgebildet sind. Als angestellte Lagerung wird eine Lagerung bezeichnet, die eine Vorspannkraft erzeugt. Die beiden Lager können dazu spiegelbildlich angeordnet sein, so dass die Drucklinien Kegel bilden, deren Spitzen bei der O-Anordnung nach außen und bei der X-Anordnung nach innen zeigen.In the differential arrangement according to the invention, it is preferred that the bearings are formed as an employee storage in O-arrangement or X-arrangement. As an employee storage a storage is called, which generates a biasing force. The two bearings can be arranged in mirror image, so that the pressure lines form cones, the tips of which point in the O-arrangement to the outside and in the X-arrangement inwards.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Differenzialanordnung eine als Stirnverzahnung ausgebildete Differenzialausgleichsverzahnung auf.Preferably, the differential assembly according to the invention has a differential toothing formed as a spur toothing.

Die erfindungsgemäße Differenzialanordnung ist primär für Planetentriebe geeignet, insbesondere für das von der Anmelderin entwickelte Leichtbaudifferenzial, das sich durch einen geringen axialen Bauraum auszeichnet. Die Erfindung ermöglicht den Einsatz eines derartigen Leichtbaudifferenzials auch dann, wenn sich ein Zahnrad eines mit der Differenzialanordnung gekoppelten Getriebes innerhalb des „normalen“ Bauraums befindet. Durch die spezielle Gestaltung des Flansches kann das Zahnrad des Getriebes in dem Freiraum aufgenommen werden. The differential assembly according to the invention is primarily suitable for planetary gears, in particular for the lightweight differential developed by the applicant, which is characterized by a small axial space. The invention also allows the use of such a lightweight differential, even if a gear of a coupled with the differential assembly transmission is within the "normal" space. Due to the special design of the flange, the gear of the transmission can be accommodated in the free space.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be described in more detail below.

Die einzige Figur zeigt eine geschnittene Ansicht der oberen Hälfte einer erfindungsgemäßen Differenzialanordnung.The single FIGURE shows a sectional view of the upper half of a differential assembly according to the invention.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

Die Figur ist eine geschnittene Ansicht und zeigt die obere Hälfte einer als Leichtbaudifferenzial ausgebildeten Differenzialanordnung 1 mit einem Planetentrieb. Der Planetentrieb umfasst drehbar auf Planetenbolzen 2 gelagerte Planetenräder 3. Das Planetenrad 3 kämmt mit einem weiteren Planetenrad, das in Umfangsrichtung daneben angeordnet und in der geschnittenen Ansicht nicht sichtbar ist. Die Planetenräder dienen als Ausgleichsräder des Planetentriebs. Zusätzlich kämmt das Planetenrad 3 mit einer Sonne (Sonnenrad) 4, das in der Figur nicht sichtbare weitere Planetenrad kämmt mit einer zweiten Sonne 5, die axial neben der Sonne 4 angeordnet ist. Die beiden Sonnen (Sonnenräder) 4, 5 weisen jeweils eine zentrale Innenverzahnung 6, 7 auf, in die eine Achswelle eingesteckt werden kann, die Sonnen 4, 5 dienen als Abtriebsräder des Planetentriebs. Die Differenzialanordnung 1 kann in einem Kraftfahrzeug verwendet werden, um unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten der Räder einer Achse auszugleichen.The figure is a sectional view showing the upper half of a differential assembly formed as a lightweight differential 1 with a planetary drive. The planetary gear includes rotatable on planet pins 2 stored planet gears 3 , The planet wheel 3 meshes with another planetary gear, which is arranged in the circumferential direction next to it and is not visible in the sectional view. The planet gears serve as differential gears of the planetary drive. In addition, the planetary gear meshes 3 with a sun (sun wheel) 4 , the not visible in the figure further Planetenrad meshes with a second sun 5 that are axially next to the sun 4 is arranged. The two suns (sun wheels) 4 . 5 each have a central internal toothing 6 . 7 in which an axle shaft can be inserted, the suns 4 . 5 serve as output gears of the planetary drive. The differential arrangement 1 can be used in a motor vehicle to compensate for different rotational speeds of the wheels of an axle.

Die Differenzialanordnung 1 umfasst aus umgeformtem Blech hergestellte Planetenträger oder Träger, die auch als Differenzialkorb 8, 9 bezeichnet werden, die einen Innenraum umschließen, in dem die Sonnenräder 4, 5 und die Planetenräder aufgenommen sind.The differential arrangement 1 Includes planet carrier made of formed sheet metal or carrier, which also serves as a differential cage 8th . 9 be designated, which enclose an interior, in which the sun gears 4 . 5 and the planet gears are included.

In der Figur erkennt man, dass das Planetenrad 3 mit dem Sonnenrad 4 und das zweite, in dieser Ansicht nicht sichtbare Planetenrad mit der Sonne 5 kämmt. Zusätzlich kämmen die beiden Planetenräder miteinander, wodurch ein Planetensatz gebildet wird. Die Differenzialanordnung 1 weist insgesamt drei über den Umfang verteilt angeordnete Planetensätze auf.In the figure you can see that the planetary gear 3 with the sun wheel 4 and the second, not visible in this view planetary gear with the sun 5 combs. In addition, the two planet gears mesh with each other, whereby a planetary gear set is formed. The differential arrangement 1 has a total of three distributed over the circumference arranged planetary gear sets.

Die Differenzialkörbe 8, 9 bilden ein Gehäuse und sind mit einem eine Außenverzahnung 10 aufweisenden Antriebszahnrad verbunden. Dieses Antriebszahnrad ist mit einem Getriebeausgang (Final Drive) gekoppelt.The differential baskets 8th . 9 form a housing and are with an external toothing 10 having connected drive gear. This drive gear is coupled to a transmission output (Final Drive).

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Getriebe, das unter anderem das Final Drive umfasst, ein Abtriebsrad einer dem Final Drive vorgeschalteten Getriebestufe. Dieses Zahnrad 11 ist axial neben dem als Abtriebsrad dienenden Sonnenrad 5 angeordnet.In the illustrated embodiment, the transmission, which includes, among other things, the Final Drive, a driven wheel of a Final Drive upstream gear stage. This gear 11 is axially adjacent to the sun gear serving as a driven wheel 5 arranged.

Die Differenzialanordnung 1 weist einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch 12 auf, der als trichterförmiger Lagerring ausgebildet ist und einen inneren axialen Abschnitt 13, einen mittleren trichterförmigen Abschnitt 14 und einen äußeren, den Außenring der Lagerstelle bildenden Abschnitt 15 auf.The differential arrangement 1 has a radially outwardly extending flange 12 on, which is designed as a funnel-shaped bearing ring and an inner axial section 13 , a middle funnel-shaped section 14 and an outer portion forming the outer ring of the bearing 15 on.

Der Flansch 12 schließt gemeinsam mit der Außenseite 16 des Differenzialkorbs 9 einen Freiraum 17 ein, in dem das Zahnrad 11 in radialer Richtung aufgenommen ist. Der äußere Abschnitt 15 des Flansches 12 ist von der Längsachse der Differenzialanordnung 1 weiter entfernt als die Außenseite 18 des Zahnrads 11. Demnach ist die Aufhängung der Differenzialanordnung 1 so gestaltet, dass das Zahnrad 11 radial zwischen den Differenzialkorb 9 und die Lagerstelle bzw. den den Lagerring aufweisenden Flansch 12 eintaucht.The flange 12 closes together with the outside 16 of the differential basket 9 a free space 17 one in which the gear 11 is received in the radial direction. The outer section 15 of the flange 12 is from the longitudinal axis of the differential assembly 1 farther away than the outside 18 of the gear 11 , Accordingly, the suspension of the differential assembly 1 designed so that the gear 11 radially between the differential cage 9 and the bearing or the bearing ring having flange 12 dips.

In der geschnittenen Ansicht erkennt man, dass der Flansch 12 trichterförmig ausgebildet ist und den trichterförmigen mittleren Abschnitt 14 aufweist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet dieser einen Winkel von ca. 70° mit der Längsachse der Differenzialanordnung 1. Der Flansch 12 ist mit seinem inneren axialen Abschnitt 13 über einen Presssitz mit dem Differenzialkorb 9 verbunden. In der Figur erkennt man, dass derselbe Flansch 12 auch an der gegenüberliegenden Seite angeordnet und mit dem Differenzialkorb 8 verbunden ist.In the sectioned view you can see that the flange 12 funnel-shaped and the funnel-shaped central portion 14 having. In the illustrated embodiment, this forms an angle of approximately 70 ° with the longitudinal axis of the differential assembly 1 , The flange 12 is with its inner axial section 13 via a press fit with the differential cage 9 connected. In the figure it can be seen that the same flange 12 also arranged on the opposite side and with the differential cage 8th connected is.

Die Lagerstelle umfasst den äußeren Abschnitt 15 des Flansches 12, an dessen Innenseite eine Laufbahn für Kugeln 19 ausgebildet ist. Bei anderen Ausführungen können auch als Rollen ausgebildete Wälzkörper vorgesehen sein. Ein Innenring 20 der Lagerstellte ist auf einem axialen Zapfen 21 angeordnet.The bearing includes the outer section 15 of the flange 12 on the inside of which is a track for balls 19 is trained. In other embodiments, trained as rollers rolling elements can be provided. An inner ring 20 the bearing is on an axial pin 21 arranged.

Der Flansch 12 ist so ausgelegt, dass der innere axiale Abschnitt 13 eine ausreichende Breite des Freiraums 17 sicherstellt, so dass das Zahnrad 11 an der Lagerstelle vorbei in den Freiraum 17 eintauchen kann. Daher wird die Neigung des mittleren trichterförmigen Abschnitts 14 so gewählt, dass genügend axialer Bauraum für die Zahnbreite des Zahnrads 11 zur Verfügung gestellt wird.The flange 12 is designed so that the inner axial section 13 a sufficient width of the free space 17 make sure so the gear 11 past the storage site into the open space 17 can dive. Therefore, the inclination of the middle funnel-shaped portion 14 chosen so that sufficient axial space for the tooth width of the gear 11 is made available.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Differenzialanordnung differential assembly
22
Planetenbolzen planet shaft
33
Planetenrad planet
44
Sonnenrad sun
55
Sonnenrad sun
66
Innenverzahnung internal gearing
77
Innenverzahnung internal gearing
88th
Differenzialkorb differential cage
99
Differenzialkorb differential cage
1010
Außenverzahnung external teeth
1111
Zahnrad gear
1212
Flansch flange
1313
Abschnitt section
1414
Abschnitt section
1515
Abschnitt section
1616
Außenseite outside
1717
Freiraum free space
1818
Außenseite outside
1919
Kugel Bullet
2020
Innenring inner ring
2121
Zapfen spigot

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 7041023 B2 [0002] US 7041023 B2 [0002]

Claims (8)

Differenzialanordnung (1) mit einem Differenzialkorb (8, 9), in dem Ausgleichsräder und Abtriebsräder drehbar und miteinander in Eingriff stehend gelagert sind sowie mit einem axial neben einem Abtriebsrad angeordneten Zahnrad (11) eines mit der Differenzialanordnung (1) gekoppelten Getriebes, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Seite des Differenzialkorbs (8, 9) ein eine Lagerstelle aufweisender, sich radial nach außen erstreckender Flansch (12) gebildet ist, der mit der Außenseite (16) des Differenzialkorbs (9) einen Freiraum (17) einschließt, in dem das Zahnrad (11) in radialer Richtung aufgenommen ist.Differential arrangement ( 1 ) with a differential basket ( 8th . 9 ), in which differential gears and output wheels are rotatably mounted and in engagement with each other and with an axially arranged next to a driven gear ( 11 ) one with the differential arrangement ( 1 ) coupled transmission, characterized in that on one side of the differential cage ( 8th . 9 ) a bearing point having, radially outwardly extending flange ( 12 ) formed with the outside ( 16 ) of the differential basket ( 9 ) a free space ( 17 ), in which the gear ( 11 ) is received in the radial direction. Differenzialanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (12) als trichterförmiger Lagerring ausgebildet ist und einen inneren axialen Abschnitt (13), einen mittleren, trichterförmigen Abschnitt (14) und einen äußeren, den Außenring der Lagerstelle bildenden Abschnitt (15) aufweist.Differential assembly according to claim 1, characterized in that the flange ( 12 ) is formed as a funnel-shaped bearing ring and an inner axial section ( 13 ), a central, funnel-shaped section ( 14 ) and an outer, the outer ring of the bearing forming section ( 15 ) having. Differenzialanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der trichterförmige Abschnitt (14) und die Längsachse einen Winkel zwischen 60° und 80° einschließen.Differential assembly according to claim 2, characterized in that the funnel-shaped portion ( 14 ) and the longitudinal axis an angle between 60 ° and 80 °. Differenzialanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Seiten des Differenzialkorbs (8, 9) derselbe Flansch (12) oder Lagerring angeordnet ist.Differential assembly according to one of the preceding claims, characterized in that on both sides of the differential cage ( 8th . 9 ) the same flange ( 12 ) or bearing ring is arranged. Differenzialanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Lagerring und der Differenzialkorb (8, 9) durch einen Presssitz miteinander verbunden sind. Differential assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one bearing ring and the differential cage ( 8th . 9 ) are joined together by a press fit. Differenzialanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstellen als angestellte Lagerung in O-Anordnung oder X-Anordnung ausgebildet sind.Differential assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the bearings are designed as an employee storage in O-arrangement or X-arrangement. Differenzialanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine als Stirnverzahnung ausgebildete Differenzialausgleichsverzahnung aufweist.Differential assembly according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a differential toothing formed as a spur toothing. Differenzialanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Planetentrieb ausgebildet ist.Differential arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed as a planetary drive.
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