DE102014221122A1

DE102014221122A1 - Differential device with top circle guide the planet gears and vehicle with the differential device

Info

Publication number: DE102014221122A1
Application number: DE102014221122.0A
Authority: DE
Inventors: Harald Martini; Thorsten BIERMANN
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2016-04-21

Abstract

Differenziale haben bei Fahrzeugen die Funktion, ein Antriebsdrehmoment auf zwei Ausgänge zu verteilen. So werden Querdifferenziale zur Verteilung eines Antriebsdrehmoments auf zwei angetriebene Räder einer gemeinsamen Achse eingesetzt sowie Längsdifferenziale verwendet, die das Antriebsdrehmoment zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse verteilen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Differenzialeinrichtung vorzuschlagen, welche einen kompakten Aufbau bei hoher Tragfähigkeit und niedrigen Fertigungskosten umsetzt. Hierzu wird eine Differenzialeinrichtung 1 mit einem Gehäuse 5, mit zwei Sätzen S1, S2 von Planetenrädern 9 und mit zwei Sonnenrädern 10, wobei die Planetenräder 9 und die Sonnenräder 10 in dem Gehäuse 5 angeordnet sind, wobei der eine Satz S1 Planetenräder 9 mit dem einen Sonnenrad 10 und der andere Satz S2 Planetenräder 9 mit dem anderen Sonnenrad 10 kämmt und wobei die Planetenräder 9 der zwei Sätze S1, S2 miteinander kämmen, wobei die Planetenräder 9 in dem Gehäuse 5 kopfkreisgeführt sind, wobei das Gehäuse 5 einen Topfabschnitt 6 und einen Deckelabschnitt 7 aufweist, wobei in dem Topfabschnitt 6 Aufnahmen 23 für die Planetenräder 9 angeordnet sind und wobei die Aufnahmen 23 in eine gemeinsame axiale Richtung geöffnet sind.Differentials on vehicles have the function of distributing a drive torque to two outputs. Thus, transverse differentials for distributing drive torque to two driven wheels of a common axis are used and longitudinal differentials are used, which distribute the drive torque between a front axle and a rear axle. The invention has for its object to propose a differential device, which implements a compact design with high load capacity and low production costs. For this purpose, a differential device 1 with a housing 5, with two sets S1, S2 of planetary gears 9 and two sun gears 10, wherein the planetary gears 9 and the sun gears 10 are arranged in the housing 5, wherein the one set S1 planetary gears 9 with the one Sun gear 10 and the other set S2 planetary gears 9 meshes with the other sun gear 10 and wherein the planetary gears 9 of the two sets S1, S2 mesh with each other, wherein the planetary gears 9 are head-guided in the housing 5, wherein the housing 5 a pot portion 6 and a lid portion 7, wherein in the pot portion 6 receptacles 23 are arranged for the planet gears 9 and wherein the receptacles 23 are open in a common axial direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Differenzialeinrichtung mit einem Gehäuse, mit zwei Sätzen von Planetenrädern und mit zwei Sonnenrädern, wobei die Planetenräder und die Sonnenräder in dem Gehäuse angeordnet sind, wobei der eine Satz Planetenräder mit dem einen Sonnenrad und der andere Satz Planetenräder mit dem anderen Sonnenrad kämmt und wobei die Planetenräder der zwei Sätze miteinander kämmen, und wobei die Planetenräder in dem Gehäuse kopfkreisgeführt sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit der Differenzialeinrichtung.The invention relates to a differential device with a housing, with two sets of planetary gears and two sun gears, wherein the planetary gears and the sun gears are arranged in the housing, wherein the one set planetary gears with one sun gear and the other set planetary gears with the other sun gear meshes and wherein the planetary gears of the two sets mesh with each other, and wherein the planetary gears are headed in the housing. The invention further relates to a vehicle with the differential device.

Differenziale haben bei Fahrzeugen die Funktion, ein Antriebsdrehmoment auf zwei Ausgänge zu verteilen. So werden Querdifferenziale zur Verteilung eines Antriebsdrehmoments auf zwei angetriebene Räder einer gemeinsamen Achse eingesetzt sowie Längsdifferenziale verwendet, die das Antriebsdrehmoment zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse verteilen.Differentials on vehicles have the function of distributing a drive torque to two outputs. Thus, transverse differentials for distributing drive torque to two driven wheels of a common axis are used and longitudinal differentials are used, which distribute the drive torque between a front axle and a rear axle.

Die Druckschrift DE 155887 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, betrifft ein Drehbegrenzungsdifferenzial in einer Planetenradbauweise, wobei die Planeten in dem Gehäuse des Drehbegrenzungsdifferenzials kopfreisgelagert sind.The publication DE 155887 , which is probably the closest prior art, relates to a rotation limiting differential in a Planetenradbauweise, wherein the planets are mounted head free in the housing of the rotation limiting differential.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Differenzialeinrichtung vorzuschlagen, welche einen kompakten Aufbau bei hoher Tragfähigkeit und niedrigen Fertigungskosten umsetzt. Diese Aufgabe wird durch eine Differenzialeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.The invention has for its object to propose a differential device, which implements a compact design with high load capacity and low production costs. This object is achieved by a differential device with the features of claim 1 and by a vehicle having the features of claim 10. Preferred or advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the accompanying drawings.

Im Rahmen der Erfindung wird somit eine Differenzialeinrichtung vorgeschlagen, welche für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich besonders bevorzugt um einen Personenkraftwagen, es kann sich jedoch auch um einen Bus, Lastkraftwagen oder ein anderes Mobil handeln. Die Differenzialeinrichtung kann als ein Längsdifferenzial ausgebildet sein, welches ein Antriebsdrehmoment auf zwei Achsen des Fahrzeugs verteilt. Es ist jedoch besonders bevorzugt, dass die Differenzialeinrichtung als ein Querdifferenzial ausgebildet ist, welches das Antriebsdrehmoment auf zwei Räder einer gemeinsamen Achse verteilt.In the context of the invention, a differential device is thus proposed, which is suitable and / or designed for a vehicle. The vehicle is more preferably a passenger car, but it may also be a bus, truck or other mobile. The differential device may be formed as a longitudinal differential, which distributes a drive torque on two axles of the vehicle. However, it is particularly preferred that the differential device is formed as a transverse differential, which distributes the drive torque to two wheels of a common axis.

Die Differenzialeinrichtung ist insbesondere als ein Planetengetriebe ausgebildet und umfasst ein Gehäuse, zwei Sätze von Planetenrädern sowie zwei Sonnenräder. Die Planetenräder und die Sonnenräder sind als Stirnzahnräder ausgebildet, welche an deren radial umlaufenden Stirnseiten verzahnt sind. Die Sonnenräder, insbesondere Rotationsachsen der Sonnenräder definieren eine Hauptdrehachse der Differenzialeinrichtung. Funktional betrachtet bildet das Gehäuse einen Eingang in die Differenzialeinrichtung zur Einleitung des Antriebsdrehmoments. Die zwei Sonnenräder bilden die Ausgänge oder die Abtriebsräder der Differenzialeinrichtung, wobei das verteilte Antriebsdrehmoment an die Räder oder Achsen des Fahrzeugs weitergeleitet wird. Die Planetenräder bilden die Ausgleichsräder in der Differenzialeinrichtung. Insbesondere werden die Planetenräder und die zwei Sonnenräder in dem Gehäuse angeordnet und/oder von dem Gehäuse gelagert oder getragen.The differential device is designed in particular as a planetary gear and comprises a housing, two sets of planetary gears and two sun gears. The planet gears and the sun gears are designed as spur gears, which are toothed at the radially encircling end faces. The sun gears, in particular rotation axes of the sun gears define a main axis of rotation of the differential device. Functionally, the housing forms an input to the differential device to initiate the drive torque. The two sun gears form the outputs or the output wheels of the differential device, wherein the distributed drive torque is forwarded to the wheels or axles of the vehicle. The planet gears form the differential gears in the differential device. In particular, the planet gears and the two sun gears are disposed in the housing and / or supported or supported by the housing.

Es ist vorgesehen, dass der eine Satz Planetenräder mit dem einen Sonnenrad und der andere Satz Planetenräder mit dem anderen Sonnenrad kämmt. Ferner kämmen die Planetenräder der beiden Sätze miteinander und bilden damit die Ausgleichsräder in der Differenzialeinrichtung. Die Drehachsen der Planetenräder sind parallel und radial nach außen versetzt zu der Hauptdrehachse der Differenzialeinrichtung angeordnet. It is envisaged that one set of planet gears will mesh with one sun gear and the other set planet gears with the other sun gear. Further, the planet gears of the two sets mesh with each other and thus form the differential gears in the differential device. The axes of rotation of the planetary gears are arranged parallel and radially outwardly offset from the main axis of rotation of the differential device.

Die Planetenräder sind in dem Gehäuse kopfkreisgeführt, insbesondere kopfkreisgelagert. Diese Art der Führung, insbesondere Lagerung wird auch als centerless bezeichnet. Insbesondere wird die radiale Position und optional ergänzend die Position der Planetenräder in Umlaufrichtung durch Führungsflächen des Gehäuses vorgegeben, welche die Planetenräder am Kopfkreis führen. Beispielsweise weist das Gehäuse als Führungsflächen Zylinderwände, insbesondere Zylinderwandteilabschnitte auf, welche sich parallel zu der Hauptdrehachse erstrecken. Insbesondere sind die Planetenräder drehachsenfrei geführt und/oder weisen keine mechanische Drehachse auf. Diese Realisierung hat den Vorteil, dass die Planetenräder bei gleicher Tragfähigkeit im Durchmesser kleiner dimensioniert werden können, da keine Kippmomente durch eine durch die Planetenräder durchgreifende Drehachse oder durchgreifenden Drehbolzen in die Planetenräder eingebracht werden.The planet gears are head-guided in the housing, in particular head-mounted. This type of leadership, especially storage is also referred to as centerless. In particular, the radial position and optionally additionally the position of the planetary gears in the direction of rotation is predetermined by guide surfaces of the housing, which guide the planet wheels on the head circle. For example, the housing has as guide surfaces cylinder walls, in particular cylinder wall sections, which extend parallel to the main axis of rotation. In particular, the planet gears are guided without rotation axes and / or have no mechanical axis of rotation. This realization has the advantage that the planetary gears can be dimensioned smaller in diameter with the same load-bearing capacity, since no tilting moments are introduced into the planetary gears by means of an axis of rotation that crosses through the planetary wheels or by pivot bolts.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse einen Topfabschnitt und einen Deckelabschnitt aufweist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Topfabschnitt und der Deckelabschnitt gemeinsam einen Getriebeinnenraum bilden, in dem die Sonnenräder und die Planetenräder angeordnet sind. In dem Topfabschnitt sind Aufnahmen für die Planetenräder, insbesondere für alle Planetenräder, angeordnet, wobei die Aufnahmen in eine gemeinsame axiale Richtung geöffnet sind. Insbesondere sind die Aufnahmen in Richtung des Deckelabschnitts geöffnet. Die Aufnahmen sind als Vertiefungen in dem Topfabschnitt ausgebildet, in die die Planetenräder eingelegt werden können. Insbesondere stellen die Aufnahmen die Führungsflächen für die Kopfkreisführung der Planetenräder zur Verfügung. Somit bildet der Topfabschnitt den Planetenträger für beide Sätze der Planetenräder.In the context of the invention it is proposed that the housing has a pot portion and a lid portion. It is preferably provided that the pot portion and the lid portion together form a transmission interior, in which the sun gears and the planetary gears are arranged. In the pot portion receptacles for the planetary gears, in particular for all planet gears, arranged, wherein the receptacles are opened in a common axial direction. In particular, the receptacles are open in the direction of the lid portion. The pictures are as Recesses formed in the pot portion into which the planetary gears can be inserted. In particular, the recordings provide the guide surfaces for the top circle guide of the planetary gears. Thus, the pot portion forms the planet carrier for both sets of planet gears.

Diese konstruktive Ausgestaltung hat den Vorteil, dass ein einfacher und zugleich kompakter Aufbau der Differenzialeinrichtung realisiert werden kann. Eine axiale Seite des Topfabschnitts ist frei für einen der Ausgänge der Differenzialeinrichtung. Insbesondere kann eine Ausgangswelle, insbesondere Steckwelle, durch die freie axiale Seite des Topfabschnitts hindurchgeführt werden. Dadurch, dass der Topfabschnitt und der Deckelabschnitt gemeinsam den Getriebeinnenraum ausbilden, sind nur zwei Gehäusehälften oder –teilabschnitte notwendig, sodass die Differenzialeinrichtung in axialer Richtung kompakt ausgeführt werden kann. Zudem können durch die Einsparung einer weiteren Abdeckung der Differenzialeinrichtung Fertigungskosten niedrig gehalten werden.This structural design has the advantage that a simple and at the same time compact construction of the differential device can be realized. An axial side of the pot portion is free for one of the outputs of the differential device. In particular, an output shaft, in particular stub shaft, can be passed through the free axial side of the pot section. Characterized in that the pot portion and the lid portion together form the gear interior, only two housing halves or -teilabschnitte are necessary, so that the differential device can be made compact in the axial direction. In addition, manufacturing costs can be kept low by saving a further cover of the differential device.

Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weisen der Topfabschnitt und der Deckelabschnitt jeweils einen Führungsbereich zur vorzugsweise radialen Führung, insbesondere radialen Lagerung der Sonnenräder auf. Der Führungsbereich kann als eine Gleitlagerung, insbesondere als ein Hülsenbereich ausgebildet sein. Besonders bevorzugt bilden eine Innenzylindermantelfläche des Topfabschnitts und eine Innenzylindermantelfläche des Deckelabschnitts eine Gleitlagerfläche zur Führung, insbesondere Lagerung der Sonnenräder. Bei weniger bevorzugten Ausführungsbeispielen können die Führungsbereiche auch als eine Aufnahme für Wälzlager zur Lagerung des Sonnenrads ausgebildet sein. Der Vorteil dieser konstruktiven Ausgestaltung ist, dass durch die Integration der Funktion der Führung, insbesondere Lagerung der Sonnenräder in den Topfabschnitt bzw. den Deckelabschnitt der Aufbau der Differenzialeinrichtung kompakt und die Fertigungskosten niedrig gehalten werden können.In a preferred structural embodiment of the invention, the pot portion and the lid portion each have a guide portion for preferably radial guidance, in particular radial mounting of the sun gears. The guide region can be designed as a plain bearing, in particular as a sleeve region. Particularly preferably, an inner cylinder jacket surface of the pot portion and an inner cylinder jacket surface of the lid portion form a sliding bearing surface for guiding, in particular mounting of the sun gears. In less preferred embodiments, the guide portions may also be formed as a receptacle for rolling bearings for supporting the sun gear. The advantage of this structural design is that compact and the manufacturing cost can be kept low by integrating the function of the guide, in particular storage of the sun gears in the pot section and the lid portion of the structure of the differential device.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen die Sonnenräder jeweils einen Führungsabschnitt und einen Verzahnungsabschnitt auf. Der Führungsabschnitt wird besonders bevorzugt durch den Führungsbereich des Topfabschnitts bzw. des Deckelabschnitts, insbesondere in radialer Richtung geführt oder gelagert. Insbesondere bilden Führungsabschnitt und Führungsbereich zusammen eine Lagereinrichtung. In dem Verzahnungsabschnitt ist die Verzahnung des Sonnenrads angeordnet. Der Außendurchmesser DV des Verzahnungsabschnitts – auch Kopfkreisdurchmesser zu nennen – ist größer, jedoch nur wenig größer als der Außendurchmesser DF des Führungsabschnitts. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Relation DF < 1,2·DF gewählt ist. Diese Weiterbildung hat zum einen den Vorteil, dass bei einer bevorzugten umformtechnischen Fertigung der Sonnenräder der Umformgrad im Bereich des Verzahnungsabschnitts gering gehalten werden kann. Unabhängig davon hat die Weiterbildung den Vorteil, dass die Differenzialeinrichtung in radialer Richtung kompakt bleibt. Damit reflektiert diese Weiterbildung den Grundgedanken, die Differenzialeinrichtung kompakt und zugleich fertigungstechnisch günstig zu halten. In a preferred development of the invention, the sun gears each have a guide section and a toothed section. The guide section is particularly preferably guided or supported by the guide region of the pot section or the cover section, in particular in the radial direction. In particular, guide section and guide section together form a bearing device. In the toothing section, the toothing of the sun gear is arranged. The outer diameter DV of the toothed section - also called head circle diameter - is larger, but only slightly larger than the outer diameter DF of the guide section. It is especially provided that the relation DF <1.2 · DF is selected. On the one hand, this development has the advantage that in the case of a preferred forming production of the sun gears, the degree of deformation in the area of the toothing section can be kept low. Regardless, the development has the advantage that the differential device remains compact in the radial direction. This refinement reflects the basic idea of keeping the differential device compact and at the same time favorable in terms of production engineering.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Differenzialeinrichtung drei Verzahnungsebenen zwischen den zwei Sätzen Planetenrädern und den zwei Sonnenrädern auf. Unter einer Verzahnungsebene wird ein sich in einer Radialebene zu der Hauptdrehachse erstreckender Bereich mit einer axialen Breite verstanden, wobei die axiale Breite als Verzahnungsbreite durch den Zahneingriff der Zahnpaarung der Verzahnungsebene definiert ist. In a preferred development of the invention, the differential device has three toothing planes between the two sets of planetary gears and the two sun gears. A toothing plane is understood to mean an area with an axial width extending in a radial plane to the main axis of rotation, the axial width being defined as the tooth width by the tooth engagement of the tooth pairing of the toothing plane.

Bei der bevorzugten Weiterbildung werden äußere Verzahnungsebenen, welche eine mittlere Verzahnungsebene in axialer Richtung klammerartig umschließen, durch die Verzahnung zwischen den Planetenrädern und den Sonnenrädern gebildet. Somit wird eine erste Verzahnungsebene durch die Verzahnung zwischen dem einen Satz Planetenräder und dem Sonnenrad gebildet und eine zweite Verzahnungsebene durch die Verzahnung von dem anderen Satz Planetenräder mit dem anderen Sonnenrad gebildet. In der mittleren Verzahnungsebene – auch dritte Verzahnungsebene zu nennen – kämmen die Planetenräder miteinander. Insbesondere sind die Sonnenräder auf die Verzahnungsbreite der mittleren oder dritten Verzahnungsebene verzahnungsfrei ausgebildet. Die drei Verzahnungsebenen sind in axialer Richtung, insbesondere überlappungsfrei, nebeneinander angeordnet. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist, dass zwar die axiale Breite der Differenzialeinrichtung durch die nebeneinander liegenden Verzahnungsebenen erhöht wird, dagegen wird die radiale Ausdehnung verringert. Betrachtet man die weniger bevorzugte Ausgestaltung, wobei nur zwei Verzahnungsebenen vorgesehen sind und die Verzahnung der Planetenräder untereinander überlappend zu einer der Verzahnungsebenen zwischen Planetenrad und Sonnenrad angeordnet ist, muss man diese konstruktive Ausgestaltung durch Profilverschiebungen bei den Sonnenrädern und/oder bei den Planetenrädern sowie durch Teilkreisdurchmesseränderungen für die Drehachsen der Planetenräder erkaufen. Diese weniger bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung kann im Gegensatz zu der bevorzugten Weiterbildung dazu führen, dass die Differenzialeinrichtung in radialer Richtung vergrößert wird.In the preferred development, external toothing planes, which enclose a central toothing plane in the axial direction like a clip, are formed by the toothing between the planetary gears and the sun gears. Thus, a first toothing plane is formed by the toothing between the one set planetary gears and the sun gear and a second toothing plane formed by the teeth of the other set planetary gears with the other sun gear. In the middle gearing plane - also called the third gearing plane - the planet gears mesh with each other. In particular, the sun gears are formed without teeth on the tooth width of the middle or third toothing plane. The three toothing planes are arranged next to one another in the axial direction, in particular without overlapping. The advantage of this development is that although the axial width of the differential device is increased by the adjacent toothing planes, however, the radial extent is reduced. Considering the less preferred embodiment, with only two teeth planes are provided and the teeth of the planetary gears is arranged overlapping one another to one of the teeth planes between the planet and sun, you have this structural design by profile shifts in the sun gears and / or planetary gears and by Teilkreisdurchmesseränderungen buy for the axes of rotation of planetary gears. This less preferred embodiment of the invention, in contrast to the preferred development lead to the fact that the differential device is increased in the radial direction.

Bei der konstruktiven Umsetzung dieser Weiterbildung ist es besonders bevorzugt, dass die Sonnenräder an ihren freien Enden jeweils eine insbesondere unverzahnte Abstandschulter aufweisen, wobei die Abstandschultern der beiden Sonnenräder in axialer Richtung aneinanderstoßen, um sich gegenseitig zu führen und zudem den axialen Bauraum für die dritte Verzahnungsebene zu schaffen. In the constructive implementation of this development, it is particularly preferred that the sun gears each have a particular untoothed distance shoulder at their free ends, wherein the distance shoulders of the two sun gears abut one another in the axial direction to guide each other and also the axial space for the third toothing plane to accomplish.

Es ist besonders bevorzugt, dass der Teilkreisdurchmesser, der durch die Positionen der Drehachsen der Planetenräder gebildet ist, für alle Planetenräder gleich ist. Diese konstruktive Ausgestaltung unterstreicht nochmals die Idee, die Differenzialeinrichtung robust zu halten, indem auf Maßnahmen wie Profilverschiebung oder Teilkreisdurchmesseränderung verzichtet wird.It is particularly preferred that the pitch circle diameter formed by the positions of the axes of rotation of the planetary gears is the same for all planetary gears. This constructive embodiment again emphasizes the idea of keeping the differential device robust by omitting measures such as profile displacement or pitch diameter change.

In Weiterbildung dieses Gedankens ist es bevorzugt, dass die Planetenräder jeweils als Gleichteile ausgebildet sind und/oder dass die Sonnenräder jeweils als Gleichteile ausgebildet sind. Diese Weiterbildung ist besonders einfach umsetzbar, wenn auf etwaige Profilverschiebungen verzichtet ist, da in diesem Fall die Verzahnung, insbesondere die Zahnanzahl und das Modul der Planetenräder jeweils gleich sind und zugleich die Zahnanzahl und das Modul der Sonnenräder jeweils gleich ist. Die Weiterbildung unterstützt den Gedanken, die Fertigungskosten bei hoher Robustheit niedrig zu halten.In a further development of this idea, it is preferred that the planet gears are each designed as identical parts and / or that the sun gears are each designed as identical parts. This development is particularly easy to implement when dispensing with any profile displacements, since in this case the teeth, in particular the number of teeth and the module of the planetary gears are the same and at the same time the number of teeth and the modulus of the sun gears are the same. The training supports the idea of keeping manufacturing costs low with high robustness.

Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung sind die Planetenräder und/oder die Sonnenräder mit einer Geradverzahnung ausgebildet. Die Geradverzahnung hat den Vorteil, dass im Betrieb keine axialen Kräfte zwischen den Planetenrädern und den Sonnenrädern und/oder zwischen den Planetenrädern entstehen, sodass eine hohe Tragfähigkeit der Differenzialeinrichtung bei zugleich kleinem Bauraum erreicht wird. Bei weniger bevorzugten Ausführungsformen kann anstatt der Geradverzahnung auch eine Schrägverzahnung, jedoch vorzugsweise mit einem Schrägungswinkel von kleiner als 20 Grad eingesetzt werden. Eine derartige Schrägverzahnung hat den Vorteil, dass die Geräuschentwicklung im Betrieb der Differenzialeinrichtung geringer ist. Da die Differenzialeinrichtung jedoch nur Ausgleichsbewegungen durch die Relativbewegung zwischen den Planetenrädern und den Sonnenrädern der Differenzialeinrichtung umsetzen muss, ist die tatsächliche Bewegung der Differenzialeinrichtung im Betrieb gering, sodass es mehr bevorzugt ist, eine besonders tragfähige und damit bauraumsparende Geradverzahnung zu verwenden.In a preferred embodiment of the invention, the planet gears and / or the sun gears are formed with a straight toothing. The spur toothing has the advantage that in operation no axial forces between the planetary gears and the sun gears and / or between the planetary gears arise, so that a high load capacity of the differential device is achieved at the same time with small space. In less preferred embodiments, helical gearing may be used instead of spur gearing, but preferably with a helix angle of less than 20 degrees. Such helical gearing has the advantage that the noise during operation of the differential device is lower. However, since the differential device only has to implement compensating movements by the relative movement between the planetary gears and the sun gears of the differential device, the actual movement of the differential device during operation is low, so that it is more preferable to use a particularly durable and thus space-saving spur toothing.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bilden die zwei Sätze der Planetenräder einen in Umlaufrichtung um die Hauptdrehachse durchgehenden Zahnkranz und/oder einen Vollkreiseingriff. Es ist dabei vorgesehen, dass eines, insbesondere jedes der Planetenräder des einen Satzes jeweils mit zwei Planetenrädern des anderen Satzes und eines, insbesondere jedes der Planetenräder des anderen Satzes mit zwei Planetenrädern des einen Satzes kämmt. Insbesondere sind die Planetenräder der beiden Sätze in Umlaufrichtung um die Hauptdrehachse abwechselnd angeordnet und/oder abwechselnd wirkverbunden. Dadurch ergibt sich der in Umlaufrichtung um die Hauptdrehachse durchgehende Zahnkranz von den Planetenrädern der zwei Sätze. Durch den in Umfangrichtung geschlossenen Zahnkranz können sich insbesondere bei einer Ersteinleitung des Antriebsdrehmoments (z.B. Anfahren), jedoch auch im Betrieb des Elektroantriebs, die Planetenräder in Umlaufrichtung an dem jeweils benachbarten Ausgleichsrad abstützen. Das beidseitige Abstützen führt bei einer Beaufschlagung der Differenzialeinrichtung mit dem Antriebsdrehmoment dazu, dass für die Planetenräder eine jeweilige Kraftresultierende erzeugt wird, die das jeweilige Planetenrad radial nach außen und nicht in die Verzahnung der Sonnenräder drückt. Insbesondere wird ein Verkippen der Planetenräder um deren Drehachse durch den durchgehenden Zahnkranz vermieden. Wie bereits erläutert, bilden die Planetenräder der zwei Sätze einen in Umfangsrichtung um die Hauptdrehachse des Elektroantriebs angeordneten Zahnkranz. Die Planetenräder sind dabei derartig miteinander wirkverbunden, dass immer ein Planetenrad des einen Satzes jeweils zur einen Seite hin und zur anderen Seite hin jeweils mit einem Planetenrad des anderen Satzes formschlüssig in einem ersten Zahneingriff steht. In Folge dessen steht das jeweilige Planetenrad des anderen Satzes jeweils zur einen Seite und zur anderen Seite hin mit jeweils einem Planetenrad des einen Satzes formschlüssig in dem ersten Zahneingriff. Daraus folgt, dass in Umfangsrichtung um die Hauptdrehachse betrachtet jedes Planetenrad des einen Satzes mit einem Planetenrad des anderen Satzes und dieses wiederum mit einem Planetenrad des einen Satzes in Zahneingriff steht. Folglich ist der Zahnkranz durch die sich einander abwechselnden und dabei mit dem Nachbarn im Zahneingriff stehenden Planetenräder der beiden Sätze umfangsseitig formschlüssig geschlossen.In a preferred development of the invention, the two sets of planetary gears form a toothed rim that is continuous in the direction of rotation about the main axis of rotation and / or full circle engagement. It is envisaged that one, in particular each of the planet gears of the one set in each case meshes with two planetary gears of the other set and one, in particular each of the planet gears of the other set with two planet wheels of the one set. In particular, the planet wheels of the two sets are arranged alternately in the direction of rotation about the main axis of rotation and / or alternately operatively connected. This results in the circumferential direction in the circumferential direction about the main axis of rotation gear from the planetary gears of the two sets. By closed in the circumferential direction sprocket can be supported in the circumferential direction of the respective adjacent pinion in particular in a first-line transmission of the drive torque (for example, start), but also during operation of the electric drive. The two-sided support leads to a loading of the differential device with the drive torque that for the planet gears a respective force resulting is generated, which presses the respective planet radially outward and not in the teeth of the sun gears. In particular, tilting of the planetary gears about their axis of rotation is avoided by the continuous sprocket. As already explained, the planet gears of the two sets form a ring gear arranged circumferentially around the main axis of rotation of the electric drive. The planetary gears are operatively connected to each other in such a way that always one planetary gear of the one set is in each case form-lockingly engaged with a planetary gear of the other set in a first toothed engagement toward the one side and toward the other side. As a result, the respective planetary gear of the other set is in each case to the one side and the other side with one planetary gear of the one set positively in the first tooth engagement. It follows that viewed in the circumferential direction about the main axis of rotation of each planetary gear of the one set with a planetary gear of the other set and this in turn with a planetary gear of the one set is in meshing. Consequently, the ring gear is circumferentially positively closed by the alternately and thereby standing with the neighbors in meshing planetary gears of the two sets.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Differenzialeinrichtung einen Stirnverzahnungsring auf. Der Stirnverzahnungsring ist auf einem Wandbereich des Topfabschnitts angeordnet, sodass dieser den Topfabschnitt vollumlaufend umgreift. Der Stirnverzahnungsabschnitt trägt eine Stirnverzahnung, welche den Eingang in die Differenzialeinrichtung bildet. Besonders bevorzugt ist die Stirnverzahnung als eine Geradverzahnung ausgebildet, um axiale Kräfte, welche in die Differenzialeinrichtung eingeleitet werden, gering zu halten, wie zuvor schon dargelegt wurde. Der Stirnverzahnungsring stabilisiert den Topfabschnitt in radialer Richtung und bildet insbesondere eine Armierung für diesen aus. Bildlich gesprochen wirkt der Stirnverzahnungsring wie ein Fassreifen, welcher den Topfabschnitt als Fass umlaufend umgreift, stabilisiert und zusammenhält Diese Weiterbildung ist besonders bevorzugt im Zusammenhang mit der Ausgestaltung der Differenzialeinrichtung mit dem durchgehenden Zahnkranz zu sehen. Wie zuvor beschrieben wurde, wird durch den durchgehenden Zahnkranz erreicht, dass resultierende Kräfte bei einer Übertragung eines Antriebsmoments in den Planetenrädern radial nach außen und somit gegen den Wandbereich des Topfabschnitts gerichtet sind. Um nun zu erreichen, dass der Wandbereich des Topfabschnitts nicht übermäßig stark dimensioniert werden muss, um insbesondere an den mit Bezug auf die Wanddicke in radialer Richtung dünnsten Stellen nicht nachgiebig zu sein, wird der Stirnverzahnungsring auf den Topfabschnitt aufgesetzt. Dieser bildet eine Doppelfunktion aus, nämlich zum einen den Eingang in die Differenzialeinrichtung und zum anderen die Armierung für den Topfabschnitt.In a preferred development of the invention, the differential device has a spur gear ring. The spur gear ring is arranged on a wall region of the pot section, so that it fully encompasses the pot section. The spur gear portion carries a spur gear, which forms the input to the differential device. Particularly preferably, the spur toothing is designed as a straight toothing, in order to keep axial forces, which are introduced into the differential device, low, as already stated above. The spur gear ring stabilizes the pot portion in the radial direction and in particular forms a reinforcement for this out. Figuratively speaking, the spur gear ring acts like a barrel rim which encompasses, stabilizes and holds together the pot portion as barrel. This refinement is particularly preferred in connection with the embodiment of the differential device with the continuous sprocket. As described above, it is achieved by the continuous sprocket that resulting forces are in a transmission of a drive torque in the planet gears radially outward and thus directed against the wall portion of the pot portion. In order to achieve that the wall portion of the pot portion does not have to be overly large in order not to be yielding, in particular at the thinnest in the radial direction with respect to the wall thickness, the spur gear ring is placed on the pot portion. This forms a double function, namely on the one hand the entrance to the differential device and on the other hand, the reinforcement for the pot section.

Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann der Stirnverzahnungsring in einen Verstärkungsabschnitt und optional ergänzend in einen Freiabschnitt unterteilt werden, wobei der Verstärkungsabschnitt konzentrisch und/oder in radialer Richtung überlappend zu den Planetenrädern angeordnet ist, um gerade diesen besonders belasteten Bereich des Topfabschnitts zu armieren. Der Freiabschnitt kragt dagegen in axialer Richtung aus und dient dazu, den Grundkörper des Stirnverzahnungsrings in axialer Richtung soweit zu verlängern, dass die Stirnverzahnung, insbesondere ausgebildet als Geradverzahnung, eine ausreichende axiale Breite erhält.In a preferred structural embodiment of the invention, the spur gear ring can be subdivided into a reinforcement section and optionally additionally into a free section, wherein the reinforcement section is arranged concentrically and / or in the radial direction overlapping the planetary gears in order to reinforce this particularly loaded area of the pot section. By contrast, the free section projects in the axial direction and serves to lengthen the base body of the spur gear ring in the axial direction to such an extent that the spur toothing, in particular formed as a straight toothing, obtains a sufficient axial width.

Bei einer besonders bevorzugten Realisierung der Erfindung sind der Topfabschnitt und/oder der Deckelabschnitt aus Metall, insbesondere aus Stahl oder aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Topfabschnitt als ein Gussteil, insbesondere als ein Sandgussteil ausgebildet. Dieses urformende Fertigungsverfahren hat den Vorteil, dass die komplexen Strukturen, wie die Aufnahmen für die Planetenräder, nicht nachträglich trennend oder abtragend eingearbeitet werden müssen, sondern bereits beim Urformvorgang berücksichtigt werden können, sodass hier Material und Fertigungskosten eingespart werden können.In a particularly preferred embodiment of the invention, the pot portion and / or the lid portion made of metal, in particular made of steel or aluminum or an aluminum alloy. Particularly preferably, the pot portion is formed as a casting, in particular as a sand casting. This urformende manufacturing method has the advantage that the complex structures, such as the shots for the planetary gears, must not be subsequently incorporated separating or erosive, but can be considered in the original molding process, so here material and manufacturing costs can be saved.

Ein weiterer Gegenstand betrifft ein Fahrzeug, wie es zuvor beschrieben wurde, mit der Differenzialeinrichtung, wie diese zuvor beschrieben wurde, wobei die Differenzialeinrichtung vorzugsweise als ein Querdifferenzial in dem Antriebsstrang ausgebildet ist. Another object relates to a vehicle as described above with the differential device as described above, wherein the differential device is preferably formed as a transverse differential in the drive train.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie den beigefügten Figuren. Dabei zeigen:Further features, advantages and effects of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of the invention and the accompanying drawings. Showing:

1 eine schematische Längsschnittdarstellung einer Differenzialeinrichtung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 a schematic longitudinal sectional view of a differential device as a first embodiment of the invention;

2 eine schematische dreidimensionale Ansicht einer Teilbaugruppe der Differenzialeinrichtung in der 1; 2 a schematic three-dimensional view of a subassembly of the differential device in the 1 ;

3 eine dreidimensionale Darstellung auf die Zahnräder der Differenzialeinrichtung der vorhergehenden Figuren; 3 a three-dimensional representation of the gears of the differential device of the preceding figures;

4 eine radiale Draufsicht auf die Zahnräder der Differenzialeinrichtung; 4 a radial plan view of the gears of the differential device;

5 eine schematische dreidimensionale Darstellung eines Sonnenrads der Differenzialeinrichtung der vorhergehenden Figuren; 5 a schematic three-dimensional representation of a sun gear of the differential device of the preceding figures;

6 eine dreidimensionale Darstellung eines Planetenrades der Differenzialeinrichtung der vorhergehenden Figuren. 6 a three-dimensional representation of a planetary gear of the differential device of the preceding figures.

Die 1 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung einer Differenzialeinrichtung 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei diese in einem nur als Block dargestellten Fahrzeug 2 angeordnet ist. Die Differenzialeinrichtung 1 dient dazu, ein von einem Eingang E eingeleitetes Antriebsdrehmoment auf zwei Ausgänge A der Differenzialeinrichtung 1 zu verteilen. Beispielsweise sind in den Ausgängen A Steckwellen 3 angeordnet, die das verteilte Antriebsdrehmoment zu schematisch dargestellten Rädern 4 einer gemeinsamen Achse des Fahrzeugs 2 weiterleiten.The 1 shows a schematic longitudinal sectional view of a differential device 1 as an embodiment of the invention, wherein this in a vehicle shown only as a block 2 is arranged. The differential device 1 is used, a initiated by an input E drive torque to two outputs A of the differential device 1 to distribute. For example, in the outputs A plug-in waves 3 arranged, the distributed drive torque to schematically illustrated wheels 4 a common axis of the vehicle 2 hand off.

Die Differenzialeinrichtung 1 weist ein Gehäuse 5 auf, welches aus einem Topfabschnitt 6 und einem Deckelabschnitt 7 gebildet ist. Topfabschnitt 6 und Deckelabschnitt 7 bilden zusammen einen Getriebeinnenraum 8 aus. In dem Getriebeinnenraum 8 sind Planetenräder 9 sowie zwei Sonnenräder 10 angeordnet. Wie sich insbesondere aus der 2 entnehmen lässt, welche eine schematische dreidimensionale Darstellung der Differenzialeinrichtung 1 der 1 zeigt, bei der der Deckelabschnitt 7 sowie eines der Sonnenräder 10 grafisch unterdrückt sind, können die Planetenräder 9 in zwei Sätze Planetenräder S1, S2 unterteilt werden, wobei die Planetenräder 9 der zwei Sätze S1, S2 Planetenräder 9 in axialer Richtung zueinander verschoben sind.The differential device 1 has a housing 5 on which from a pot section 6 and a lid section 7 is formed. pot section 6 and lid section 7 together form a transmission interior 8th out. In the transmission interior 8th are planet gears 9 as well as two sun wheels 10 arranged. As can be seen in particular from the 2 can be seen, which is a schematic three-dimensional representation of the differential device 1 of the 1 shows, in which the lid portion 7 as well as one of the sun wheels 10 graphically suppressed, the planetary gears can 9 be divided into two sets of planetary gears S1, S2, where the planetary gears 9 of the two sets S1, S2 planetary gears 9 are shifted in the axial direction to each other.

Diese Verschiebung der zwei Sätze S1, S2 Planetenräder 9 ist aus den 3 und 4 besonders gut zu erkennen, welche eine dreidimensionale Darstellung sowie eine radiale Draufsicht der Planetenräder 9 und Sonnenräder 10 zeigen. Mit Bezug auf die 4 ist zu erkennen, dass alle Planetenräder 9 des Satzes S1 in einer gemeinsamen axialen Position und alle Planetenräder 9 des Satzes S2 in einer zweiten axialen Position angeordnet sind, wobei die axialen Positionen des Satzes S1 und des Satzes S2 um den Betrag delta zueinander verschoben sind.This shift of the two sets S1, S2 planetary gears 9 is from the 3 and 4 to recognize particularly well, which is a three-dimensional representation and a radial plan view of the planetary gears 9 and sun gears 10 demonstrate. With reference to the 4 it can be seen that all planetary gears 9 of the set S1 in a common axial position and all planet wheels 9 of the set S2 are arranged in a second axial position, wherein the axial positions of the set S1 and the set S2 are shifted by the amount delta to each other.

Die axiale Verschiebung ist so bemessen, dass die Planetenräder des Satzes S1 mit dem Sonnenrad 10 des Topfabschnitts 6 und die Planetenräder 9 des Satzes S2 mit dem Sonnenrad 10 des Deckelabschnitts 7 kämmen. Wie sich insbesondere aus der 3 ergibt, kämmen die Planetenräder 9 des Satzes S1 zudem mit den Planetenrädern 9 des Satzes S2. Durch das gegenseitige Kämmen der Planetenräder 9 der Sätze S1 und S2 wird ein durchgehender Zahnkranz 11 (2) gebildet, welcher eine Hauptdrehachse H der Differenzialeinrichtung 1 umläuft. Anders ausgedrückt befinden sich die Planetenräder 9 der Sätze S1 und S2 in einem Vollkreiseingriff. Dabei sind in dem Zahnkranz 11 die Planetenräder 9 der Sätze S1 und S2 abwechselnd angeordnet, sodass ein Planetenrad des Satzes S1 stets mit zwei Planetenrädern des Satzes S2 und ein Planetenrad 9 des Satzes S2 stets mit zwei Planetenrädern des Satzes S1 kämmt.The axial displacement is such that the planet gears of the set S1 with the sun gear 10 of the pot section 6 and the planet wheels 9 of the set S2 with the sun wheel 10 the lid section 7 comb. As can be seen in particular from the 3 results, comb the planetary gears 9 of the S1 set also with the planet wheels 9 of the sentence S2. By the mutual combing of the planet wheels 9 the sets S1 and S2 is a continuous sprocket 11 ( 2 ), which is a main axis of rotation H of the differential device 1 circulates. In other words, the planetary gears are located 9 the sets S1 and S2 in a full circle engagement. Here are in the sprocket 11 the planet wheels 9 the sets S1 and S2 arranged alternately, so that a planetary gear of the set S1 always with two planetary gears of the set S2 and a planetary gear 9 of the set S2 always meshes with two planetary gears of the set S1.

Durch die axiale Verschiebung und das gegenseitige Kämmen der Planetenräder 9 ergeben sich drei Verzahnungsebenen VZ1, VZ2, VZ3, welche jeweils einen Bereich mit einer Verzahnungsbreite VB1, VB2, VB3 in axialer Richtung zu der Hauptdrehachse H einnehmen. Die Verzahnungsebenen VZ1, VZ2, VZ3 sind mit den Verzahnungsbreiten VB1, VB2, VB3 in axialer Richtung hintereinander angeordnet und überlappen nicht. Insbesondere sind die Planetenräder 9 in der Verzahnungsebene VZ3 über die gesamte Verzahnungsbreite VB3 eingriffsfrei zu den Sonnenrädern 10 angeordnet. In der ersten Verzahnungsebene VZ1 kämmen der erste Satz S1 Planetenräder 9 mit dem Sonnenrad 10 des Topfabschnitts 6. In der zweiten Verzahnungsebene VZ2 kämmen der zweite Satz S2 Planetenräder 9 mit dem Sonnenrad 10 des Deckelabschnitts 7. In der dritten, mittleren Verzahnungsebene VZ3 kämmen die Planetenräder der beiden Sätze miteinander. Insbesondere ist die dritte Verzahnungsebene VZ3 symmetrisch zwischen den Sonnenrädern 10 angeordnet. By the axial displacement and the mutual combing of the planet wheels 9 arise three toothing planes VZ1, VZ2, VZ3, each occupy a region having a tooth width VB1, VB2, VB3 in the axial direction to the main axis of rotation H. The toothing planes VZ1, VZ2, VZ3 are arranged one behind the other in the axial direction with the toothing widths VB1, VB2, VB3 and do not overlap. In particular, the planet gears 9 in the toothing plane VZ3 over the entire tooth width VB3 without engagement with the sun gears 10 arranged. In the first gearing plane VZ1, the first set S1 mesh planetary gears 9 with the sun wheel 10 of the pot section 6 , In the second toothing plane VZ2, the second set S2 mesh planetary gears 9 with the sun wheel 10 the lid section 7 , In the third, middle toothing plane VZ3, the planet gears of the two sets mesh with one another. In particular, the third toothing plane VZ3 is symmetrical between the sun gears 10 arranged.

In dieser Ausgestaltung ist es möglich, dass die Sonnenräder 10 als Abtriebsräder der Differenzialeinrichtung 1 und die Planetenräder 9 als Ausgleichsräder der Differenzialeinrichtung 1 arbeiten.In this embodiment, it is possible that the sun gears 10 as output gears of the differential device 1 and the planet wheels 9 as differential gears of the differential device 1 work.

Wie sich insbesondere aus der 5 ergibt, welche eine dreidimensionale Darstellung des Sonnenrads 10 zeigt, weist das Sonnenrad 10 einen Führungsabschnitt 12, einen Verzahnungsabschnitt 13 sowie eine Abstandsschulter 14 auf. In dem radialen Innenraum weist das Sonnenrad 10 eine in axialer Richtung zu der Hauptdrehachse H ausgerichtete Steckverzahnung 15 auf, welche zur Aufnahme der Steckwellen 3 ausgebildet ist. Der Führungsabschnitt 12 weist an der radialen Außenseite eine gerade, zylinderförmige Gleitlagerfläche auf. Die Abstandsschulter 14 weist an der axialen Stirnseite eine kreisringförmige Gleitlagerfläche auf. Der Verzahnungsabschnitt 13 weist eine Verzahnung auf, welche als eine Geradverzahnung ausgebildet ist, wobei sich die Zähne parallel zu der Hauptdrehachse H erstrecken.As can be seen in particular from the 5 which gives a three-dimensional representation of the sun gear 10 shows, points the sun gear 10 a guide section 12 , a gear section 13 as well as a distance shoulder 14 on. In the radial interior, the sun gear 10 an aligned in the axial direction to the main axis of rotation H spline 15 on which for receiving the stub shafts 3 is trained. The guide section 12 has on the radial outer side on a straight, cylindrical sliding bearing surface. The distance shoulder 14 has on the axial end face on an annular sliding bearing surface. The toothing section 13 has a toothing, which is formed as a spur toothing, wherein the teeth extend parallel to the main axis of rotation H.

In der 6 ist (nicht maßstabsgetreu) eines der Planetenräder 9 dargestellt, wobei zu erkennen ist, dass das Planetenrad 9 ebenfalls eine umlaufende Geradverzahnung trägt. In diesem Beispiel weist das Planetenrad 9 eine Durchgangsöffnung 16 auf, welche aber funktional nicht notwendig ist, sodass auf diese auch verzichtet werden kann.In the 6 is (not to scale) one of the planet gears 9 shown, wherein it can be seen that the planetary gear 9 also carries a circumferential spur toothing. In this example, the planet wheel points 9 a passage opening 16 on, but which is not functionally necessary, so that can be dispensed with.

Die Planetenräder 9 der beiden Sätze S1 und S2 sind jeweils als Gleichteile ausgebildet. Auch die Sonnenräder 10 sind zueinander als Gleichteile ausgebildet. Neben der günstigeren Fertigung ist dadurch zudem sichergestellt, dass die Übersetzung der Differenzialeinrichtung 1 zu den Ausgängen A jeweils gleich ist. The planet wheels 9 the two sets S1 and S2 are each formed as equal parts. Also the sun wheels 10 are mutually formed as equal parts. In addition to the cheaper production, this also ensures that the translation of the differential device 1 to the outputs A is the same.

Zurückkehrend zu der 1 ist zu erkennen, dass der Topfabschnitt 6 einen Wandbereich 17 aufweist, welcher in Bezug auf die axiale Position in gleicher Höhe wie die Planetenräder 9 angeordnet ist und sich parallel zu der Hauptdrehachse H erstreckt. Der Wandbereich 17 bildet eine radial äußere Begrenzung des Getriebeinnenraums 8. An den Wandbereich 17 schließt sich ein Topfbodenbereich 18 an, welcher zumindest abschnittsweise in einer Radialebene zu der Hauptachse H verläuft. An den Topfbodenbereich 18 schließt sich ein Topfführungsbereich 19 an, welcher als ein rohrförmiger Stutzen ausgebildet ist. Die radiale Innenseite des Topfführungsbereichs 19 ist an den Außendurchmesser des Führungsabschnitts 12 des Sonnenrads 10 derart angepasst, dass dieser eine Gegengleitlagerfläche für die zylinderförmige Gleitlagerfläche des Führungsabschnitts 12 bereitstellt. Durch die dadurch gebildete Gleitlagerung kann das Sonnenrad 10 in dem Führungsbereich 19 reibungsarm rotieren. Returning to the 1 it can be seen that the pot section 6 a wall area 17 which, with respect to the axial position, is at the same height as the planetary gears 9 is arranged and extends parallel to the main axis of rotation H. The wall area 17 forms a radially outer boundary of the transmission interior 8th , To the wall area 17 closes a pot bottom area 18 which runs at least in sections in a radial plane to the main axis H. To the bottom of the pot 18 closes a pot guide area 19 on, which is designed as a tubular neck. The radial inside of the pot guide area 19 is at the outer diameter of the guide section 12 of the sun wheel 10 adapted such that this a counter-sliding bearing surface for the cylindrical sliding bearing surface of the guide portion 12 provides. By thus formed slide bearing can the sun gear 10 in the management area 19 rotate with little friction.

Der Deckelabschnitt 7 weist einen in einer Radialebene zu der Hauptachse H verlaufenden Deckelbereich 20 auf, welcher in einen Deckelführungsbereich 21 mündet, welcher ebenfalls als ein rohrförmiger Stutzen ausgebildet ist. Auch der Deckelführungsbereich 21 weist radial innenseitig eine gerade, zylinderförmige Gegengleitlagerfläche auf, welche an den Außendurchmesser des Führungsabschnitts 12 des Sonnenrads 10 angepasst ist, sodass der Deckelführungsbereich 21 das Sonnenrad 10 reibungsarm lagert. Topfabschnitt 6 und Deckelabschnitt 7 sind jeweils als einstückige Bauteile hergestellt und werden über eine umlaufende Verbindungsstelle 22 miteinander verbunden.The lid section 7 has a lid region extending in a radial plane to the main axis H 20 which is in a lid guide area 21 opens, which is also designed as a tubular neck. Also the lid guide area 21 has radially inside a straight, cylindrical counter sliding bearing surface, which on the outer diameter of the guide portion 12 of the sun wheel 10 is adjusted so that the Cover guide area 21 the sun wheel 10 stores low in friction. pot section 6 and lid section 7 are each manufactured as one-piece components and have a circumferential connection point 22 connected with each other.

Der Topfabschnitt 6 weist eine der Anzahl der Planetenräder 9 angepasste Anzahl von Aufnahmen 23 auf, wobei die Aufnahmen 23 als zylinderförmige oder abschnittsweise zylinderförmige Vertiefungen in den Topfabschnitt 6 eingeformt sind. The pot section 6 indicates one of the number of planet gears 9 adjusted number of shots 23 on, taking the shots 23 as cylindrical or partially cylindrical depressions in the pot section 6 are formed.

Die axiale Tiefe der Aufnahmen 23 ist in Abhängigkeit der notwendigen axialen Position der Planetenräder 9, also in Abhängigkeit der Zugehörigkeit der Planetenräder 9 zu den Sätzen S1 oder S2 gestaltet. So sind die Aufnahmen 23, welche für Planetenräder 9 des Satzes S1 eingebracht sind, axial tiefer als die Aufnahmen 23 für die Planetenräder 9 des Satzes S2. Die Aufnahmen 23 sind in eine axiale Richtung und zwar in Richtung des Deckelabschnitts 7 geöffnet, sodass die Planetenräder 9 von einer axialen Seite in den Topfabschnitt 6 eingelegt werden können.The axial depth of the shots 23 is dependent on the required axial position of the planet gears 9 , that is, depending on the affiliation of the planet gears 9 designed to sets S1 or S2. That's how the shots are 23 , which for planet gears 9 of the set S1 are axially lower than the recordings 23 for the planet wheels 9 of the sentence S2. The pictures 23 are in an axial direction and in the direction of the lid portion 7 open, so the planetary gears 9 from an axial side into the pot section 6 can be inserted.

Die Planetenräder 9 sind in den Aufnahmen 23 kopfkreisgeführt, wobei die Aufnahmen 23 Führungsflächen 24 ausbilden, welche als Zylinderwandabschnitte gestaltet sind, wobei sich die Planetenräder 9 mit deren Kopfkreis an den Führungsflächen 24 lagernd anliegen. In Bezug auf die axiale Position werden die Planetenräder 9 durch Auflageflächen des Topfabschnitts 6 bzw. des Deckelabschnitts 7 positioniert. Damit sind die Planetenräder 9 kopfkreisgeführt, kopfkreisgelagert und/oder centerless ausgebildet. The planet wheels 9 are in the shots 23 guided by the head, taking pictures 23 guide surfaces 24 form, which are designed as cylinder wall sections, wherein the planetary gears 9 with its tip circle on the guide surfaces 24 in stock. With respect to the axial position, the planet gears 9 through bearing surfaces of the pot section 6 or the lid portion 7 positioned. This is the planetary gears 9 head-guided, head-mounted and / or centerless trained.

Der Außendurchmesser DV des Verzahnungsabschnitts 13 ist etwas größer, z.B. 10% größer gewählt als der Außendurchmesser DF des Führungsabschnitts 12. Diese Maßnahme führt zum einen zu einer vereinfachten Fertigung des Sonnenrads 10 und zum anderen zu einem geringen radialen Größe der Differenzialeinrichtung 1. The outer diameter DV of the gear section 13 is slightly larger, for example, 10% larger than the outer diameter DF of the guide section 12 , This measure leads to a simplified production of the sun gear 10 and on the other to a small radial size of the differential device 1 ,

Auf dem Wandbereich 17 des Topfabschnitts 6 sitzt ein Verzahnungsring 26, welcher zwar einteilig ausgebildet ist, jedoch gedanklich in einen Verstärkungsabschnitt 27 und einen Freiabschnitt 28 aufgeteilt werden kann. Mit dem Verstärkungsabschnitt 27 liegt der Verzahnungsring 26 umlaufend in einer zylindermantelförmigen Anlagefläche an dem Wandbereich 17 des Wandabschnitts 6 an und bildet funktional betrachtet eine Armierung. Die Verzahnung – ausgebildet als Geradverzahnung – erstreckt sich in axialer Richtung über den Verstärkungsabschnitt 27 und über den Freiabschnitt 28. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Freiabschnitt 28 entfallen und die Verzahnung nur auf dem Verstärkungsabschnitt 27 angeordnet sein. On the wall area 17 of the pot section 6 sits a gear ring 26 which is indeed formed in one piece, but mentally in a reinforcing section 27 and a free section 28 can be split. With the reinforcement section 27 lies the toothed ring 26 circumferentially in a cylindrical jacket-shaped contact surface on the wall area 17 of the wall section 6 and forms a reinforcement from a functional point of view. The toothing - designed as a straight toothing - extends in the axial direction over the reinforcing section 27 and over the free section 28 , In other embodiments, the free portion 28 omitted and the gearing only on the reinforcing section 27 be arranged.

Die Differenzialeinrichtung 1 ist besonders kompakt, tragfähig und zudem fertigungstechnisch günstig herstellbar ausgebildet. Diese Eigenschaften ergeben sich durch ein Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten:
Bereits durch die Funktionenverteilung Topfabschnitt 6 und Deckelabschnitt 7 wird erreicht, dass die Differenzialeinrichtung 1 in der axialen Breite sehr schmal ausfällt. Dies wird insbesondere dadurch umgesetzt, dass die Planetenräder 9 alle von einer axialen Seite in den Getriebeinnenraum 8 eingeführt werden können, wohingegen auf der gegenüberliegenden axialen Seite des Topfabschnitts 6 bereits der Topfführungsbereich 19 auskragen kann. Der Verzahnungsabschnitt 13 der Sonnenräder 10 sind im Durchmesser jeweils nur wenig größer als der Führungsabschnitt 12 ausgebildet. Dadurch wird erreicht, dass die radiale Ausdehnung der Differenzialeinrichtung 1 gering gehalten wird. Einen gewissen Kompromiss stellt die Nutzung der drei Verzahnungsebenen VZ1, VZ2, VZ3 dar. Durch die Nutzung von drei Verzahnungsebenen VZ1, VZ2, VZ3 wird zwar die axiale Breite etwas erhöht, dagegen werden die Tragfähigkeit verbessert und die radiale Ausdehnung der Differenzialeinrichtung 1 verringert, da weder Profilverschiebung noch unterschiedliche Teilkreisdurchmesser für die zwei Sätze S1, S2 der Planetenräder 9 benutzt werden müssen. Die Planetenräder 9 sind in dem Topfabschnitt 6 kopfkreisgeführt, sodass auf das Einbringen von Drehbolzen etc. verzichtet werden kann. Dies fördert die günstige Herstellungsweise und zudem die Kompaktheit der Differenzialeinrichtung 1. Um die Tragfähigkeit zu erhöhen, sind die Planetenräder 9 in einem geschlossenen Zahnkranz 11 angeordnet, sodass im Betrieb entstehende Kräfte auf die Planetenräder 9 als Radialkräfte in den Topfabschnitt 6 abgeleitet werden können, ohne Verkippungen in die Differenzialeinrichtung 1 einzubringen. Der Wandbereich 17 des Topfabschnitts 16 ist zwar in dem gezeigten Längsschnitt sehr schmal ausgebildet, er wird jedoch durch den Verzahnungsring 26 armiert, sodass die durch die Durchleitung von Antriebsdrehmomenten erzeugten Radialkräfte der Planetenräder 9 zunächst in den Wandbereich 17 und nachfolgend in den geschlossenen Verzahnungsring 26 eingeleitet und dadurch abgeleitet werden. Dadurch wird eine Verformung des Topfabschnitts 6 verhindert bzw. die Dimensionierung des Topfabschnitts 6 kann sehr klein gewählt werden, da die Ableitung der Radialkräfte sichergestellt ist. Ferner weisen die Sonnenräder 10 und die Planetenräder 9 jeweils eine Geradverzahnung auf, sodass auch keine Axialkräfte durch eine Schrägverzahnung erzeugt werden. Um ferner Axialkräfte durch das Einleiten des Antriebsdrehmoments über den Eingang E zu vermindern ist vorgesehen, dass auch die Verzahnung der Verzahnungsrings 26 als Geradverzahnung ausgebildet ist.The differential device 1 is particularly compact, stable and also manufactured manufacturing technology favorable to manufacture. These properties result from an interaction of the different components:
Already by the function distribution pot section 6 and lid section 7 is achieved that the differential device 1 in the axial width very narrow fails. This is in particular implemented by the planetary gears 9 all from one axial side into the transmission interior 8th can be introduced, whereas on the opposite axial side of the pot section 6 already the top management area 19 can stick out. The toothing section 13 the sun wheels 10 are each only slightly larger in diameter than the guide section 12 educated. This ensures that the radial extent of the differential device 1 is kept low. A certain compromise is the use of the three toothing planes VZ1, VZ2, VZ3. By using three toothing planes VZ1, VZ2, VZ3, the axial width is slightly increased, but the load bearing capacity and the radial extent of the differential device are improved 1 reduced, since neither profile displacement nor different pitch circle diameter for the two sets S1, S2 of the planetary gears 9 must be used. The planet wheels 9 are in the pot section 6 guided head, so that can be dispensed with the introduction of pivot pins, etc. This promotes the favorable production method and also the compactness of the differential device 1 , To increase the carrying capacity, the planetary gears 9 in a closed sprocket 11 arranged so that forces arising during operation on the planetary gears 9 as radial forces in the pot section 6 can be derived without tipping into the differential device 1 contribute. The wall area 17 of the pot section 16 Although in the longitudinal section shown is very narrow, but it is through the toothed ring 26 reinforced so that the radial forces generated by the transmission of driving torques of the planetary gears 9 first in the wall area 17 and subsequently into the closed toothed ring 26 initiated and thereby derived. This will cause a deformation of the pot section 6 prevents or sizing the pot section 6 can be chosen very small, since the derivative of the radial forces is ensured. Further, the sun wheels 10 and the planet wheels 9 each have a spur toothing, so that no axial forces are generated by a helical toothing. In order to further reduce axial forces by introducing the drive torque via the input E, it is provided that the toothing of the toothed ring 26 is designed as a straight toothing.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Differenzialeinrichtung differential device
22: Fahrzeug vehicle
33: Steckwellen stub shafts
44: Räder des Fahrzeugs Wheels of the vehicle
55: Gehäuse casing
66: Topfabschnitt pot section
77: Deckelabschnitt cover section
88th: Getriebeinnenraum Transmission interior space
99: Planetenräder planetary gears
1010: Sonnenräder sun gears
1111: Zahnkranz sprocket
1212: Führungsabschnitt guide section
1313: Verzahnungsabschnitt toothed section
1414: Abstandsschulter distance shoulder
1515: Steckverzahnung splines
1616: Durchgangsöffnung Through opening
1717: Wandbereich wall area
1818: Topfbodenbereich Pot base area
1919: Topfführungsbereich Pot guide region
2020: Deckelbereich cover region
2121: Deckelführungsbereich Cover guide area
2222: Verbindungsstelle junction
2323: Aufnahmen Recordings
2424: Führungsflächen guide surfaces
2525: leer empty
2626: Verzahnungsring toothed ring
2727: Verstärkungsabschnitt amplifying section
2828: Verzahnungsabschnitt toothed section
AA: Ausgänge der Differenzialeinrichtung Outputs of the differential device
Ee: Eingang der Differenzialeinrichtung Input of the differential device
S1S1: erster Satz Planetenräder first set of planet gears
S2S2: zweiter Satz Planenteräder second set of planetary wheels
VZ1, VZ2, VZ3VZ1, VZ2, VZ3: Verzahnungsebenen gearing levels
VB1, VB2, VB3VB1, VB2, VB3: Verzahnungsbreiten tooth widths

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 155887 [0003]

Claims

Differential device ( 1 ) with a housing ( 5 ), with two sets (S1, S2) of planet gears ( 9 ) and with two sun wheels ( 10 ), the planetary gears ( 9 ) and the sun wheels ( 10 ) in the housing ( 5 ), wherein the one set (S1) planetary gears ( 9 ) with the one sun wheel ( 10 ) and the other set (S2) planetary gears ( 9 ) with the other sun gear ( 10 ) and where the planetary gears ( 9 ) of the two sets (S1, S2) mesh with each other, wherein the planetary gears ( 9 ) in the housing ( 5 ) are head-guided, characterized in that the housing ( 5 ) a pot section ( 6 ) and a lid section ( 7 ), wherein in the pot portion ( 6 ) Recordings ( 23 ) for the planetary gears ( 9 ) and wherein the recordings ( 23 ) are opened in a common axial direction.

Differential device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the pot portion ( 6 ) a pot guide area ( 19 ) and the lid portion ( 7 ) a lid guide area ( 21 ) for radially guiding and / or supporting the sun gears.

Differential device ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the sun gears ( 10 ) each have a guide section ( 12 ) and a toothing section ( 13 ), wherein for the outer diameter DV of the toothing section ( 13 ) and for the outer diameter DF of the guide section (FIG. 12 ) applies:

DV <1.2 · DF

Differential device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the differential device ( 1 ) has three toothing planes (VZ1, VZ2, VZ3), wherein in the outer toothing planes (VZ1, VZ2) in each case the planetary gears ( 9 ) with the sun wheel ( 10 ) and in the middle toothing plane (VZ3) the planetary gears ( 9 ) comb each other.

Differential device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the planet gears ( 9 ) are each formed as equal parts and / or that the sun gears ( 10 ) are each formed as equal parts.

Differential device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the two sets (S1, S2) of the planet wheels ( 9 ) a continuous sprocket ( 11 ) form.

Differential device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized by a spur gear ring ( 26 ), wherein the spur gear ring ( 26 ) on a wall area ( 17 ) of the pot section ( 6 ) is arranged and this stabilized in the radial direction.

Differential device ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the spur gear ring ( 26 ) a reinforcing section ( 27 ) and optionally a free section ( 28 ), wherein the reinforcing portion ( 27 ) concentrically and / or in the radial direction overlapping to the planetary gears ( 9 ) is arranged.

Differential device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pot portion ( 6 ) is formed as a casting.

Vehicle ( 2 ) with the differential device ( 1 ) according to any one of the preceding claims.