DE102014203948A1 - Axial positioning of a sun gear in a lightweight differential - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe (1) mit zumindest einem Sonnenrad (2), das einen Verzahnungsbereich (4) mit einer Außenverzahnung (5) aufweist, mit zumindest einem koaxial und verdrehbar zu dem Sonnenrad (2) angeordneten Planetenträger (6), wobei zwischen Planetenträger (6) und dem Sonnenrad (2) eine Gleithülse (13) angeordnet ist, die zum einen eine Axialanschlagfläche (15) zum Begrenzen einer Axialverlagerung des Sonnenrades (2) aufweist und zum anderen eine hohlzylindrische Radialanschlagfläche (14) zum Begrenzen einer Radialverlagerung des Sonnenrades (2) aufweist, wobei am Sonnenrad (2) ein Axialanschlag (16) zum bedarfsweise in Kontakt gelangen mit der Axialanschlagfläche (15) der Gleithülse (13) vorhanden ist, wobei der Axialanschlag (16) in Axialrichtung vom Verzahnungsbereich (4) des Sonnenrades (2) weg beabstandet ist.The invention relates to a planetary gear (1) having at least one sun gear (2), which has a toothed region (4) with external teeth (5), with at least one coaxial and rotatable to the sun gear (2) planet carrier (6), wherein between Planet carrier (6) and the sun gear (2) a sliding sleeve (13) is arranged, on the one hand an axial stop surface (15) for limiting an axial displacement of the sun gear (2) and on the other a hollow cylindrical radial stop surface (14) for limiting a radial displacement of the Sun gear (2), wherein at the sun gear (2) an axial stop (16) comes into contact with the axial stop surface (15) of the sliding sleeve (13) as needed, wherein the axial stop (16) in the axial direction of the toothed region (4) of the Sun gear (2) is spaced away.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit zumindest einem Sonnenrad, das einen Verzahnungsbereich mit einer Außenverzahnung aufweist, mit zumindest einem koaxial und verdrehbar zu dem Sonnenrad angeordneten Planetenträger, wobei zwischen dem Planetenträger und dem Sonnenrad eine Gleithülse angeordnet ist, die zum einen eine Anschlagfläche zum Begrenzen einer Axialverlagerung des Sonnenrades aufweist und zum anderen eine hohlzylindrische Radialanschlagfläche zum Begrenzen einer Radialverlagerung des Sonnenrades besitzt, wobei des Weiteren am Sonnenrad ein Axialanschlag zum bedarfsweisen in Kontakt gelangen mit der Axialanschlagfläche der Gleithülse vorhanden ist. The invention relates to a planetary gear with at least one sun gear, which has a toothed region with external teeth, with at least one coaxial and rotatable to the sun gear arranged planet carrier, between the planet carrier and the sun gear, a sliding sleeve is arranged, on the one hand a stop surface for limiting a Axialverlagerung of the sun gear has and on the other hand has a hollow cylindrical radial stop surface for limiting a radial displacement of the sun gear, wherein further on the sun gear an axial stop to come in contact with the axial stop surface of the sliding sleeve is available.
Üblicherweise werden Planetengetriebe an einem stillstehenden Gehäuse gelagert. Bei einer Ausgestaltung eines Planetengetriebes als Differenzial, haben sich in den letzten Jahren sog. O-Anordnungen bewährt. Diese haben Vorteile in puncto Stabilität gegenüber vorher verwendeten klassischen X-Anordnungen.Usually planetary gear are stored on a stationary housing. In one embodiment of a planetary gear as a differential, so-called O-arrangements have been proven in recent years. These have advantages in terms of stability over previously used classical X-arrays.
Planetenradgetriebe sind bspw. aus der
Ähnliche Getriebekombinationen sind bspw. aus der
Ein weiteres Planetengetriebe ist auch aus der
Auch die Druckschriften
Dass Teile von Planetenträgern auch miteinander verschweißt werden können, ist auch aus den Druckschriften
Ein ähnliches Verteilergetriebe für Kraftfahrzeuge ist auch aus der
Die bisher bekannten Planetenradgetriebe und Getriebekombinationen haben jedoch den Nachteil, dass sie aus sehr vielen Bauteilen bestehen und relativ viel Bauraum benötigen. Das Herstellen ist relativ kostenintensiv und die Montage relativ aufwändig.However, the previously known planetary gear and gear combinations have the disadvantage that they consist of many components and require a relatively large amount of space. The production is relatively expensive and the installation relatively expensive.
Die momentan favorisierte, aktuelle Konstruktion von Leichtbaudifferenzialen ist so gestaltet, dass die Hauptlagerung eine sog. O-Anordung aufweist, d.h. ein Differenzialgehäuse ist an Außenringen eines Wälzlagers fixiert, wobei die Sonnenräder über separate Stützhülsen axial geführt sind. Dies ist sicherlich kein Nachteil, sondern stellt aus heutiger Sicht ein Optimum dar. Allerdings gibt es immer noch auch Anforderungen nach klassischen X-Anordnungen, trotz gewissen Nachteilen bzgl. Reibung und Steifigkeit.The currently favored, current design of lightweight differentials is designed so that the main storage has a so-called O-arrangement, i. a differential housing is fixed to outer rings of a rolling bearing, wherein the sun gears are axially guided via separate support sleeves. This is certainly not a disadvantage, but from today's perspective is an optimum dar. However, there are still requirements for classic X-arrangements, despite certain disadvantages in terms of friction and stiffness.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, insbesondere bei einer klassischen X-Lageranordnung, also bei einem Verbauen von Wälzlagern, insbesondere Schrägkugel- oder Kegellagern in X-Anordung Reibungsnachteile und Steifigkeitsverlust zu minimieren oder gar zu beseitigen. It is the object of the present invention to minimize or even eliminate friction disadvantages and stiffness loss, in particular in the case of a classic X-bearing arrangement, that is to say when installing roller bearings, in particular angular ball bearings or tapered bearings in an X arrangement.
Eine alternative Konstruktion mit entsprechender Abstützung der Sonnen als bisher bekannt ist gewünscht. Es sollen Lagerpostionen gefunden werden, um eine maximale Stützbreite zu erzielen, und axial möglichst weit voneinander beabstandet zu sein. Dadurch wird die axiale Positionierung der Sonnenräder / Sonnen problematisch, so dass genau hier eine neue Lösung aufzufinden ist. Hierin besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe.An alternative construction with appropriate support of the sun as previously known is desired. It should be found storage locations to achieve maximum support width, and axially spaced as far as possible from each other. As a result, the axial positioning of the sun gears / suns becomes problematic, so that a new solution can be found right here. This is the problem underlying the invention.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Planetengetriebe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Axialanschlag des Sonnenrades in Axialrichtung vom Verzahnungsbereich des Sonnenrades weg beabstandet ist. Eine solche Gestaltung einer axialen Anlaufgeometrie wird gefunden, die keinen hohen Gewichtszuwachs bedeutet. Das Sonnenrad kann nach wie vor sehr leicht bauen.This object is achieved in a generic planetary gear transmission according to the invention in that the axial stop of the sun gear in the axial direction of the toothed portion of the sun gear is spaced away. Such a design of an axial starting geometry is found, which means no high weight gain. The sun wheel can still build very easily.
Sollte das Gewicht keine große Rolle spielen, kann auch generell ein einfacher Absatz an der Sonne vorgesehen werden. Dies führt allerdings unweigerlich zu mehr Gewicht an dem Sonnenrad, was in diesem hier abgebildeten Erfindungsfall jedoch vermeidbar ist. Eine axiale Abstützung eines Sonnenrades in einem Ausgleichsgetriebe mit einer Stirnverzahnung und einer Hauptlagerung in X-Anordung wird dadurch zielgerecht möglich.If the weight does not play a major role, a simple paragraph in the sun can also be provided in general. However, this inevitably leads to more weight on the sun gear, which is, however, avoidable in this invention case shown here. An axial support of a sun gear in a differential with a spur gear teeth and a main bearing in X-arrangement is thus targeted.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert. Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.
So ist es von Vorteil, wenn der Abstand des Axialanschlages vom wälzlagernächsten Bereich der Außenverzahnung des Sonnenrades mehr als die Verzahnungslänge im Bereich der Außenverzahnung des Sonnenrades ist, vorzugsweise 1,5, 1,8, 2,0, 2,2, 2,5 bis 3,0 mal so groß. Auch ist es von Vorteil, wenn der besagte Abstand in etwa dem Innendurchmesser des Sonnenrades im Bereich des Schafts des Sonnenrades entspricht.Thus, it is advantageous if the distance of the axial stop from the rolling bearing nearest portion of the outer toothing of the sun gear is more than the tooth length in the region of the outer toothing of the sun gear, preferably 1.5, 1.8, 2.0, 2.2, 2.5 up to 3.0 times bigger. It is also advantageous if the said distance corresponds approximately to the inner diameter of the sun gear in the region of the shaft of the sun gear.
Auch ist es von Vorteil, wenn der Planetenträger aus zwei Planetenträgerhälften aufgebaut ist, die vorzugsweise zueinander symmetrisch ausgestaltet sind, also zu einer Transversalebene spiegelsymmetrisch ausgestaltet sind und einen zumindest teilweise in Axialrichtung verlaufenden Übergangsbereich zwischen einem Anbindungsbereich an einem Stirnrad und einem Lagerbereich für das Wälzlager aufweist. Der Übergangsbereich kann schräg zur Radial- und Axialrichtung ausgebildet sein.It is also advantageous if the planet carrier is composed of two planetary carrier halves, which are preferably designed symmetrically to each other, so are configured mirror-symmetrical to a transverse plane and has an at least partially extending in the axial direction transition region between a connection region on a spur gear and a bearing region for the rolling bearing , The transition region may be formed obliquely to the radial and axial directions.
Es ist auch von besonderem Vorteil, wen die Gleithülse aus Einsatzstahl besteht und / oder einsatzgehärtet ist. Der Verschleiß kann dadurch minimiert werden.It is also of particular advantage, if the sliding sleeve is made of case hardening steel and / or case hardened. The wear can be minimized.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Gleithülse als insbesondere spanlos gefertigtes Tiefziehblechteil ausgebildet ist. Die Fertigungszeiten lassen sich dadurch reduzieren, was sich positiv auf die Fertigungskosten auswirkt.Furthermore, it is advantageous if the sliding sleeve is designed as a deep-drawn sheet metal part manufactured in particular without cutting. The production times can be reduced thereby, which has a positive effect on the manufacturing costs.
Damit selbst bei häufiger auftretendem Rotieren des Schafts des Sonnenrades relativ zum Planetenträger, insbesondere im Einsatzfall eines Differenzials, kein großer Verschleiß auftritt, ist es von Vorteil, wenn die Radialanschlagfläche Gleitlagereigenschaften zum reibungsarmen Lagern eines Schaftbereichs des Sonnenrades aufweist. Thus, even with frequent rotation of the shaft of the sun gear relative to the planet carrier, especially in the case of a differential, no great wear occurs, it is advantageous if the radial stop surface has friction bearing properties for low-friction bearings of a shaft portion of the sun gear.
Dabei ist es von Vorteil, wenn ein Schmiermittelreservoir oder mehrere Schmiermittelreservoirs auf der dem Schaft des Sonnenrades zugewandten Seite des die Radialanschlagfläche ausbildenden Gleithülsenendabschnitts vorhanden ist / sind. Die Reibung zwischen den Reibungspartnern kann dann reduziert werden.It is advantageous if a lubricant reservoir or more lubricant reservoirs on the shaft of the sun gear facing side of the radial stop surface forming sliding sleeve end portion is / are present. The friction between the friction partners can then be reduced.
Auch ist es von Vorteil, wenn die Schmiermittelreservoirs als Sacklöcher oder vorzugsweise spanlos gefertigte Durchgangslöcher oder wenigstens abschnittsweise in Axialrichtung verlaufende Nuten / Kerben, etwa mäanderartige Schlitze ausgebildet sind. Öltaschen und Ölreservoirs lassen sich dann vorhalten. Die Durchgangslöcher können auch als Bohrungen ausgestaltet sein.It is also advantageous for the lubricant reservoirs to be designed as blind holes or preferably non-cutting through holes or at least partially grooves / notches extending in the axial direction, such as meandering slots are. Oil pockets and oil reservoirs can then be maintained. The through holes can also be designed as bores.
Die Gleiteigenschaften lassen sich weiter verbessern, wenn radial zwischen der Gleithülse und dem Schaft des Sonnenrades ein Kunststoffgleithohlzylinder vorhanden ist, etwa nach Art eines Gleitringeinsatzes.The sliding properties can be further improved if a Kunststoffgleithohlzylinder is present radially between the sliding sleeve and the shaft of the sun gear, as in the manner of a Gleitringeinsatzes.
Die Montage wird vereinfacht, wenn der Axialanschlag vom Schaft des Sonnenrades (vorzugsweise integral oder monolithisch) gebildet ist. Alternativ, insbesondere um Gewicht einzusparen, ist es von Vorteil, wenn der Axialanschlag von einem vom Sonnenrad z.B. stofflich gleich oder unterschiedlich ausgestalteten separaten oder getrennten (Distanz-)Ring gestellt wird.The assembly is simplified if the axial stop is formed by the shaft of the sun gear (preferably integral or monolithic). Alternatively, in particular to save weight, it is advantageous if the axial stop of one of the sun gear e.g. Substitute same or differently designed separate or separate (distance) ring is provided.
Ein chargenweises aufeinander Abstimmen der Einzelbauteile wird erleichtert, wenn der als Abstimmring ausbildbare (Distanz-)Ring an einem Absatz (am Schaft) des Sonnenrades spielfrei anliegt. A batch-wise matching of the individual components is facilitated if the (distance) ring which can be formed as a tuning ring rests without clearance on a shoulder (on the shaft) of the sun gear.
Die Erfindung betrifft insbesondere auch den Fall, dass das Planetengetriebe als (Leichtbau-)Stirnraddifferenzial ausgebildet ist.In particular, the invention also relates to the case where the planetary gear is designed as a (lightweight) spur gear differential.
Es ist von Vorteil, wenn sich die Schmierausnehmungen unterbrechungsfrei von einem Startbereich zu einem in Axialrichtung versetzten Endbereich erstrecken oder von einem Verstärkungssteg unterbrochen sind. It is advantageous if the lubrication recesses extend without interruption from a starting region to an axially offset end region or are interrupted by a reinforcing web.
Wenn die Schmierausnehmungen als durchgehende Nute ausgebildet sind oder eine Vielzahl von Verstärkungsstege vorhanden ist, die die Schmierausnehmungen in einzelne Schmiertaschen unterteilen, so kann ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel geschaffen werden.If the lubricating recesses are formed as a continuous groove or a plurality of reinforcing webs is present, which divide the lubricating recesses into individual lubrication pockets, so a further advantageous embodiment can be provided.
Es ist auch von Vorteil, wenn die Gleithülse spanlos hergestellt ist, insbesondere ein (Metall-)Blechbauteil, z.B. aus Einsatzstahl, ist. It is also advantageous if the sliding sleeve is produced without cutting, in particular a (metal) sheet-metal component, e.g. made of case-hardening steel, is.
Als zweckmäßig hat sich herausgestellt, wenn die Schmierausnehmung als Durchgangsloch ausgebildet ist, da es sich von einer radial inneren Oberfläche bis zu einer radial äußeren Oberfläche erstreckt.It has proven to be expedient if the lubricating recess is formed as a through hole, since it extends from a radially inner surface to a radially outer surface.
Die Schmierausnehmung kann auch als Durchgangsloch von innen nach außen angebracht sein. The lubrication recess may also be attached as a through hole from the inside out.
Die Gleithülse ist ferner in den Planetenträger / den Differenzialkorb kraft- und / oder formschlüssig eingesetzt, vorzugsweise eingepresst. The sliding sleeve is also used in the planet carrier / differential cage non-positively and / or positively, preferably pressed.
Es ist von Vorteil, wenn der Planetenträger mit einem Stirnrad verbunden ist, bspw. auf der radial äußeren Seite.It is advantageous if the planet carrier is connected to a spur gear, for example on the radially outer side.
Die Schmiertasche oder die Schmiertaschen können sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung erstrecken.The lubrication pocket or lubrication pockets may extend substantially circumferentially.
Die Konstruktion ist auch durch das spanlose oder auch spanende Herstellen des (Distanz-)Ringes gekennzeichnet, der auf dem zylindrischen Teil des Sonnenrades, also den Schaft, aufgepresst wird.The construction is also characterized by the non-cutting or machining of the (spacer) ring, which is pressed onto the cylindrical part of the sun gear, so the shaft.
Die Lagerhülse, die innen in dem Lagersitz des Gehäuses angebracht wird, dient somit als radiales und axiales Gleitlager. Deswegen wird die Lagerhülse auch als Gleithülse bezeichnet.The bearing sleeve, which is mounted inside the bearing seat of the housing, thus serves as a radial and axial sliding bearing. Therefore, the bearing sleeve is also referred to as a sliding sleeve.
Die Seitenfläche des Sonnenrades und die Position des (Distanz-)Ringes sind axial mindestens ca. 5mm, 7,5mm, 10 mm oder 12,5 mm voneinander beabstandet.The side surface of the sun gear and the position of the (spacer) ring are axially spaced at least about 5mm, 7.5mm, 10mm or 12.5mm apart.
Es kann als Ausgleichsgetriebe mit einer Hauptlagerung in X-Anordung eingesetzt werden. Bei Ausgestaltung als Ausgleichsgetriebe / Differenzialgetriebe, insbesondere als Stirnraddifferenzialgetriebe, können zwei Sonnenräder direkt nebeneinander angeordnet werden, wobei deren Ausgleichsverzahnung vorzugsweise über zwei Verzahnungsebenen verfügt. Das heißt, die Außenverzahnung des einen Sonnenrades ist radial weiter außen als die Außenverzahnung des anderen Sonnenrades, wobei jedoch dasselbe Zahnradmodul bei beiden Außenverzahnungen vorliegt. Der Verzahnungskontakt zwischen den als Ausgleichsrädern fungierenden Planetenrädern ist vorzugsweise radial über der kleineren Sonne vorhanden.It can be used as a differential with a main bearing in X-arrangement. In the embodiment as differential gear / differential gear, in particular as Stirnraddifferenzialgetriebe, two sun gears can be arranged directly next to each other, wherein the balancing teeth preferably has two toothing planes. That is, the outer teeth of the one sun gear is radially outward than the outer teeth of the other sun gear, but the same gear module is present in both external gears. The toothed contact between the planetary gears acting as differential gears is preferably present radially above the smaller sun.
Die Erfindung betrifft letztlich ein Differenzialgetriebe, insbesondere ein Leichtbaudifferenzial. Es wird klassische X-Anordnung eines herkömmlichen Leichtbaudifferenzials so weitergebildet, dass eine leichtbauende axiale Anlaufgeometrie ermöglicht wird. Die Anlaufgeometrie ist als Ring ausgestaltet, der auf dem zylindrischen Teil der Sonne angeordnet ist.The invention ultimately relates to a differential gear, in particular a lightweight differential. It is further developed classic X-arrangement of a conventional lightweight differential so that a lightweight axial start-up geometry is made possible. The starting geometry is designed as a ring, which is arranged on the cylindrical part of the sun.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Dabei wird ein erstes Ausführungsbeispiel näher betrachtet. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with the aid of a drawing. Here, a first embodiment is considered in more detail. Show it:
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente werden mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are only for the understanding of the invention. The same elements are given the same reference numerals.
In
Jedes der Sonnenräder
Jedes Sonnenrad
Der Axialanschlag
Der (Distanz-)Ring kann spanend oder spanlos hergestellt sein und auf den Schaft
In
In
Zurückkommend auf
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Planetengetriebe planetary gear
- 22
- Sonnenrad sun
- 33
- Planetenrad planet
- 44
- Verzahnungsbereich toothed area
- 55
- Außenverzahnung external teeth
- 66
- Planetenträger planet carrier
- 77
- erste Planetenträgerhälfte first planet carrier half
- 88th
- zweite Planetenträgerhälfte second planet carrier half
- 99
- Hohlbolzen hollow pin
- 1010
- Lagerhülse bearing sleeve
- 1111
- Übergangsbereich des Planetenträgers Transition region of the planet carrier
- 1212
- Schaft des Sonnenrades Shaft of the sun wheel
- 1313
- Gleithülse sliding sleeve
- 1414
- Radialanschlagfläche der Gleithülse Radial stop surface of the sliding sleeve
- 1515
- Axialanschlagfläche der Gleithülse Axial stop surface of the sliding sleeve
- 1616
- Axialanschlag axial stop
- 1717
- (Distanz-)Ring (Distance) Ring
- 1818
- Absatz paragraph
- 1919
- Kontaktfläche des (Distanz-)Ringes Contact surface of the (distance) ring
- 2020
- Abstand distance
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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CN111674258A (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-18 | 舍弗勒技术股份两合公司 | Electric bridge driving system and vehicle |
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