DE102016216269A1

DE102016216269A1 - differential gear

Info

Publication number: DE102016216269A1
Application number: DE102016216269.1A
Authority: DE
Inventors: Franz Kurth; Ralph Schimpf
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2018-03-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Differenzialgetriebe (1) für ein Kraftfahrzeug, welches ein erstes Sonnenrad (2) und ein zweites Sonnenrad (3) umfasst, wobei das erste Sonnenrad (2) und das zweite Sonnenrad (3) um eine gemeinsame Drehachse (4) drehbar gelagert sind, sowie einen ersten Planetensatz (5), umfassend mehrere Planeten (15, 25, 35) welche in einer ersten Verzahnungsebene (I) mit dem ersten Sonnenrad (2) in Eingriff stehen, und einen zweiten Planetensatz (6), umfassend mehrere Planeten (16, 26, 36), welche in einer zweiten Verzahnungsebene (II) mit dem zweiten Sonnenrad (3) in Eingriff stehen, wobei die Planeten (15, 25, 35) des ersten Planetensatzes (5) eine von den Planeten (16, 26, 36) des zweiten Planetensatzes (6) unterschiedliche Anzahl von Zähnen aufweisen.The invention relates to a differential gearbox (1) for a motor vehicle, which comprises a first sun gear (2) and a second sun gear (3), wherein the first sun gear (2) and the second sun gear (3) are rotatable about a common axis of rotation (4) are mounted, and a first planetary gear set (5) comprising a plurality of planets (15, 25, 35) in a first toothing plane (I) with the first sun gear (2) are engaged, and a second planetary gear set (6) comprising a plurality Planets (16, 26, 36) engaging the second sun gear (3) in a second gear plane (II), the planets (15, 25, 35) of the first planetary gear set (5) being one of the planets (16 , 26, 36) of the second planetary gear set (6) have different numbers of teeth.

Description

Die Erfindung betrifft ein Differenzialgetriebe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a differential gear according to the preamble of claim 1.

Neben der Verbesserung des Wirkungsgrades einzelner Antriebskomponenten und der effizienteren Energiewandlung leistet die Gewichtsreduktion des Antriebsstranges einen entscheidenden Beitrag zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauches sowie der Verbesserung der Fahrdynamik von Kraftfahrzeugen. Während in der Vergangenheit bereits an zahlreichen Komponenten des Antriebsstrangs durch den Einsatz leistungsfähigerer Werkstoffe Fortschritte in Bezug auf die Gewichtsreduktion erreicht werden konnten, so blieben entscheidende Verbesserungen im Bereich der Differenzialgetriebe bislang weitestgehend aus. Bei Achsdifferenzialen werden vorzugsweise Kegelraddifferenziale verwendet. Bei dieser Bauform ist eine weitere Gewichtsreduzierung durch den Austausch von Werkstoffen aufgrund der hohen Bauteilbelastung nicht oder nur unter unverhältnismäßigen Mehrkosten möglich.In addition to improving the efficiency of individual drive components and more efficient energy conversion, the weight reduction of the powertrain makes a decisive contribution to reducing fuel consumption and improving the driving dynamics of motor vehicles. While in the past, numerous weight-loss advances have been made on many powertrain components through the use of more efficient materials, significant improvements in the differential gearbox sector have so far been largely eliminated. For axle differentials, bevel gear differentials are preferably used. In this design, a further reduction in weight due to the exchange of materials due to the high component load is not possible or only at disproportionate additional costs.

Eine Alternative zu Kegelraddifferenzialen sind Stirnraddifferenziale, welche sich bei gleichen Anforderungen an die zu übertragenden Antriebsmomente leichter und kostengünstiger sowie mit geringerem Bauraumbedarf ausführen lassen. Das Stirnraddifferenzial ist von seinem konzeptionellen Aufbau seit mehr als 100 Jahren bekannt. Im Vergleich zum Kegelraddifferenzial sind die Verzahnungskräfte bei einem Stirnraddifferenzial geringer und ermöglichen somit einen schmalen Verzahnungskontakt, der eine Gewichts- und Bauraumreduzierung gegenüber dem Kegelraddifferenzial ermöglicht. An alternative to bevel gear differentials are spur gear differentials, which can be carried out more easily and less costly and with less space requirement for the same demands on the drive torque to be transmitted. The spur gear differential has been known from its conceptual design for more than 100 years. In comparison with the bevel gear differential, the toothing forces are lower in the case of a spur gear differential and thus make possible a narrow toothed contact, which makes it possible to reduce the weight and space compared with the bevel gear differential.

Aus der DE 10 2013 221 254 A1 ist ein Leichtbaudifferenzial für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches ein erstes und ein zweites Sonnenrad sowie jeweils einen dem entsprechenden Sonnenrad zugeordneten und mit diesem in Eingriff stehenden Planetenradsatz aufweist. Dabei weisen die Planeten des ersten Planetenradsatzes und des zweiten Planetenradsatzes eine gleiche Anzahl von Zähnen auf.From the DE 10 2013 221 254 A1 a lightweight differential for a motor vehicle is known, which has a first and a second sun gear and in each case one associated with the corresponding sun gear and meshing with this planetary gear. In this case, the planets of the first planetary gear set and the second planetary gear set to an equal number of teeth.

Nachteilig an dieser Lösung ist jedoch, dass der Achsabstand zwischen dem kleineren der beiden Sonnenräder und den dazugehörigen Planeten des Planetensatzes relativ gering ist. Die Bolzen zur Lagerung der Planeten müssen an dem größeren Sonnenrad vorbeigeführt werden, was zu Platzproblemen oder sehr dünnen Abstandshülsen führen kann, welche sich negativ auf die Dauerhaltbarkeit des Differenzials auswirken können.A disadvantage of this solution, however, is that the center distance between the smaller of the two sun gears and the associated planet of the planetary gear set is relatively low. The bolts for supporting the planets must be guided past the larger sun gear, which can lead to space problems or very thin spacer sleeves, which can adversely affect the durability of the differential.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Differenzialgetriebe vorzuschlagen, welches bei gleichem Platzbedarf eine höhere Robustheit aufweist und sich kostengünstig und fertigungstechnisch einfach herstellen lässt.The object of the invention is to propose a differential gear, which has a greater robustness with the same space requirements and can be produced inexpensively and easily in terms of manufacturing technology.

Die Aufgabe wird durch ein Differenzialgetriebe für ein Kraftfahrzeug gelöst, welches ein erstes Sonnenrad und ein zweites Sonnenrad umfasst, wobei das erste Sonnenrad und das zweite Sonnenrad um eine gemeinsame Drehachse drehbar gelagert sind, welche ferner einen ersten Planetensatz mit mehreren Planeten umfasst, welche in einer ersten Verzahnungsebene mit dem ersten Sonnenrad in Eingriff stehen, und mit einem zweiten Planetensatz mit mehreren Planeten, welche in einer zweiten Verzahnungsebene mit dem zweiten Sonnenrad in Eingriff stehen, wobei die Planeten des ersten Planetensatzes eine von den Planeten des zweiten Planetensatzes unterschiedliche Anzahl von Zähnen aufweisen. Durch die unterschiedlich großen Planeten lässt sich der Bauraum des Differenzialgetriebes besser nutzen und zudem können die Belastungen auf die Bauteile des Differenzialgetriebes reduziert werden. Darüber hinaus kann der Achsabstand der größeren Planeten zu dem korrespondierenden Sonnenrad entsprechend vergrößert werden, sodass die Lagerung der Planeten vereinfacht wird.The object is achieved by a differential gear for a motor vehicle, which comprises a first sun gear and a second sun gear, wherein the first sun gear and the second sun gear are rotatably mounted about a common axis of rotation, which further comprises a first planetary gear set with a plurality of planets, which in a first gear pair are engaged with the first sun gear, and with a second planetary gear set having a plurality of planets, which engage in a second gear plane with the second sun gear, wherein the planet of the first planetary gear set having a number of teeth different from the planets of the second planetary gear set , Due to the different sized planet, the space of the differential gear can be better used and also the loads on the components of the differential gear can be reduced. In addition, the center distance of the larger planets can be increased corresponding to the corresponding sun gear, so that the storage of the planets is simplified.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterentwicklungen und Verbesserung des im unabhängigen Anspruch angegebenen Differenzialgetriebes möglich.The features listed in the dependent claims advantageous developments and improvements of the independent claim specified differential gear are possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Differenzialgetriebes ist vorgesehen, dass das erste Sonnenrad einen größeren Durchmesser als das zweite Sonnenrad aufweist. Bei einem Differenzialgetriebe mit einem größeren Sonnenrad und einem kleineren Sonnenrad ergibt sich insbesondere auf der Seite des kleineren Sonnenrads das Problem, dass die Planeten des kleineren Sonnenrads oftmals durch Lagerbolzen gelagert werden, welche an dem größeren Sonnenrad vorbeigeführt werden müssen. Dabei kann ein Bauraumproblem entstehen, sodass nur sehr dünne Abstandshülsen verwendet werden können. Durch größere Planeten auf Seite des kleineren Sonnenrads kann hier der Achsabstand von dem Lager des zweiten Sonnenrads zum Lager der Planeten vergrößert werden, sodass die Lagerung der Planeten verstärkt werden kann.In a preferred embodiment of the differential gear is provided that the first sun gear has a larger diameter than the second sun gear. In a differential gearbox with a larger sun gear and a smaller sun gear, the problem arises, in particular on the side of the smaller sun gear, that the planets of the smaller sun gear are often supported by bearing bolts which must be guided past the larger sun gear. This can create a space problem, so that only very thin spacer sleeves can be used. Larger planets on the side of the smaller sun gear here can be used to increase the center distance from the bearing of the second sun gear to the bearing of the planets so that the bearing of the planets can be strengthened.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Planeten des ersten Planetensatzes eine kleinere Anzahl von Zähnen als die Planeten des zweiten Planetensatzes aufweisen. Dadurch, dass die Planeten des zweiten Planetensatzes mit größerem Durchmesser mehr Zähne aufweisen als die Planeten des ersten Planetensatzes, können die Zahnflanken der beiden Planetensätze ähnlich gestaltet werden, sodass ein besonders gleichmäßiges Abrollen der Planeten aufeinander möglich ist. Somit kann ein einseitiger Verschleiß von nur einem Planetensatz vermieden werden.It is particularly preferred if the planets of the first planetary gear set have a smaller number of teeth than the planets of the second planetary gear set. Due to the fact that the planets of the second planetary gear set with larger diameter have more teeth than the planets of the first planetary gear set, the tooth flanks of the two planetary gear sets can be made similar so that a particularly uniform rolling of the planets onto each other is possible. Thus, a One-sided wear of only one planetary gear set can be avoided.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Planeten des ersten Planetensatzes auf einem größeren Teilkreisdurchmesser als die Planeten des zweiten Planetensatzes angeordnet sind. Durch die Tatsache, dass das erste Sonnenrad einen größeren Durchmesser als das zweite Sonnenrad aufweist, sind bei aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen mit gleich großen Planeten in beiden Planetensätzen die Planeten des zweiten Planetensatzes dichter an der Mittelachse des Differenzialgetriebes angeordnet als die Planeten des ersten Planetensatzes. Dieser Umstand führt bei Planetensätzen mit gleicher Zähnezahl der Planeten zu dem eingangs genannten Bauraumproblem. Durch größere Planeten in dem zweiten Planetensatz kann dieser Unterschied zumindest teilweise ausgeglichen werden, ohne dass in radialer Richtung zusätzlicher Bauraum benötigt wird. Durch das in radialer Richtung nach außen Rücken der Planeten können zudem die Verzahnungskräfte im Kontaktbereich zwischen den Planeten verringert werden.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the planets of the first planetary gear set are arranged on a larger pitch circle diameter than the planets of the second planetary gear set. Due to the fact that the first sun gear has a larger diameter than the second sun gear, in prior art solutions with equal sized planets in both planetary gear sets, the planets of the second planetary gear set are closer to the center axis of the differential gear than the planets of the first planetary gear set. This fact leads in planetary gear sets with the same number of teeth of the planets to the space problem mentioned above. Larger planets in the second planetary gearset, this difference can be at least partially compensated without additional space is required in the radial direction. In addition, the toothing forces in the contact area between the planets can be reduced by the backs of the planets in the radial outward direction.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Planeten des ersten Planetensatzes und die Planeten des zweiten Planetensatzes von einem gemeinsamen Hüllkreis umhüllt werden. Werden die Planeten beider Planetensätze von einem gemeinsamen Hüllkreis umgeben, so wird trotz der größeren Planeten des zweiten Planetensatzes in radialer Richtung kein zusätzlicher Bauraumbedarf benötigt. Somit ist eine kompakte Ausführungsform des Differenzialgetriebes möglich, wobei der vorhandene Bauraum bestmöglich ausgenutzt wird.It is particularly preferred if the planets of the first planetary gear set and the planets of the second planetary gear set are enveloped by a common enveloping circle. If the planets of both planetary gear sets are surrounded by a common enveloping circle, no additional space requirement is required in the radial direction despite the larger planets of the second planetary gear set. Thus, a compact embodiment of the differential gear is possible, whereby the available space is utilized in the best possible way.

In einer weiteren, bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Planeten des ersten Planetensatzes und die Planeten des zweiten Planetensatzes einen gleichen Zahnmodul aufweisen. Dabei sind die Planeten des zweiten Planetensatzes größer als die Planeten des ersten Planetensatzes. Durch gleiche Zahnmodule ist eine in etwa gleiche Belastung zwischen den Zahnflanken der Zähne des ersten Planetensatzes und des zweiten Planetensatzes gegeben, wobei ein Eingreifen der Zahnflanken der Planeten des ersten Planetensatzes in die Zahnflanken der Planeten des zweiten Planetensatzes erleichtert wird.In a further preferred development of the invention, it is provided that the planets of the first planetary gear set and the planets of the second planetary gear set have a same tooth module. The planets of the second planetary set are larger than the planets of the first planetary set. By the same tooth modules an approximately equal load between the tooth flanks of the teeth of the first planetary gear set and the second planetary gear set is given, with an engagement of the tooth flanks of the planetary gear of the first planetary set is facilitated in the tooth flanks of the planets of the second planetary gear set.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Differenzialgetriebes ist vorgesehen, dass die Planeten des ersten Planetensatzes und die Planeten des zweiten Planetensatzes mittels Trägerblechen gelagert sind. Durch Trägerbleche ist eine einfache und kostengünstige Lagerung der Planeten in einem Gehäuse des Differenzialgetriebes möglich, wobei die Trägerbleche der Planeten eines Planetensatzes jeweils an dem Sonnenrad des anderen Planetensatzes vorbeigeführt werden können. According to a preferred embodiment of the differential gear is provided that the planets of the first planetary gear set and the planets of the second planetary gear set are mounted by means of carrier plates. By carrier plates a simple and inexpensive storage of the planet in a housing of the differential gear is possible, wherein the carrier plates of the planets of a planetary gear set can be guided past each of the sun gear of the other planetary gear set.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Achsabstände zwischen den Planeten des ersten Planetensatzes und dem ersten Sonnenrad und dem Planeten des zweiten Planetensatzes und dem zweiten Sonnenrad gleich gewählt sind. Dadurch können für die Planeten des ersten Planetensatzes und die Planeten des zweiten Planetensatzes gleiche Trägerbleche verwendet werden, wodurch die Anzahl der Gleichteile des Differenzialgetriebes steigt und die Fertigungskosten sinken.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the axial distances between the planets of the first planetary gear set and the first sun gear and the planet of the second planetary gear set and the second sun gear are selected equal. As a result, the same carrier plates can be used for the planets of the first planetary gear set and the planets of the second planetary gear set, whereby the number of identical parts of the differential gear increases and the production costs decrease.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Sonnenrad und das zweite Sonnenrad eine gegenläufige Schrägverzahnung aufweisen. Durch gegenläufige Schrägverzahnung ist ein besonders geräuscharmes und komfortables Abrollen der Planeten auf dem jeweiligen Sonnenrad möglich. Durch die gegenläufigen Schrägverzahnungen heben sich zusätzlich die Querkräfte zumindest weitestgehend gegenseitig auf, wodurch die mechanische Belastung auf das Differenzialgetriebe reduziert werden kann.According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the first sun gear and the second sun gear have an opposite helical toothing. By opposing helical gearing a particularly quiet and comfortable rolling of the planet on the respective sun gear is possible. Due to the counter-rotating helical gears in addition, the transverse forces at least largely cancel each other, so that the mechanical load on the differential gear can be reduced.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Weiterbildung des Differenzialgetriebes ist vorgesehen, dass die Breite des zweiten Sonnenrads größer als die Breite des ersten Sonnenrads ist. Durch den Größenunterschied zwischen dem ersten Sonnenrad und dem zweiten Sonnenrad wirken auf das kleinere, zweite Sonnenrad höhere Umfangskräfte im Vergleich zum größeren ersten Sonnenrad. Dies kann zumindest teilweise dadurch kompensiert werden, indem das zweite Sonnenrad und die Planeten des zweiten Sonnenrads breiter als das erste Sonnenrad ausgeführt werden.According to a further advantageous development of the differential gear is provided that the width of the second sun gear is greater than the width of the first sun gear. Due to the difference in size between the first sun gear and the second sun gear, higher circumferential forces act on the smaller, second sun gear in comparison to the larger first sun gear. This can be at least partially compensated for by making the second sun gear and the planets of the second sun gear wider than the first sun gear.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless otherwise stated in the individual case, advantageously combinable with each other.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention will be explained below in embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Differenzialgetriebe mit zwei unterschiedlich großen Sonnenrädern und zwei Planetensätzen mit Planeten, welche eine gleiche Anzahl von Zähnen aufweisen; 1 a known from the prior art differential gear with two different sized sun gears and two planetary gear sets with planets, which have an equal number of teeth;

2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Differenzialgetriebes mit zwei Sonnenrädern und zwei Planetensätzen, welche eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen aufweisen; 2 an embodiment of a differential gear according to the invention with two sun gears and two planetary gear sets, which have a different number of teeth;

3 ein Ausführungsbeispiel für ein Differenzialgetriebe mit zwei gegenläufig schrägverzahnten Sonnenrädern sowie schrägverzahnten Planeten; 3 an embodiment of a differential gear with two counter-helical sun gears and helical planets;

4 ein Ausführungsbeispiel für ein Differenzialgetriebe mit einer Gradverzahnung an den Sonnenrädern und den Planeten; 4 an embodiment of a differential gear with a degree of teeth on the sun gears and the planet;

5 eine weitere Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Differenzialgetriebes. 5 a further view of an embodiment of a differential gear according to the invention.

In 1 ist ein aus dem Stand der Technik bekanntes Differenzialgetriebe 1 dargestellt. Das Differenzialgetriebe 1 weist ein erstes Sonnenrad 2 und ein zweites Sonnenrad 3 auf, wobei der Durchmesser D₁ des ersten Sonnenrads 2 größer als der Durchmesser D₂ des zweiten Sonnenrads 3 ist. Das erste Sonnenrad 2 und das zweite Sonnenrad 3 weisen dabei eine gleiche Anzahl an Zähnen auf. Das Differenzialgetriebe 1 weist ferner ein Antriebsrad 8 auf. In einer ersten Verzahnungsebene I kämmt das erste Sonnenrad 2 mit einem ersten Planetensatz 5, der mehrere Planeten 15, 25, 35, 45 aufweist. In einer zweiten Verzahnungsebene II kämmt das zweite Sonnenrad 3 mit einem zweiten Planetensatz 6, welcher mehrere Planeten 16, 26, 36, 46 aufweist. Die Planeten 15, 25, 35, 45 des ersten Planetensatzes 5 stehen mit jeweils einem Planeten 16, 26, 36, 46 des zweiten Planentensatzes 6 in Eingriff. Die Planetenpaare 15, 16, 25, 26, 35, 36, 45, 46 sind gleichmäßig über den Umfang angeordnet. Die Planeten 15, 25, 35, 45 des ersten Planetensatzes 5 werden von einem ersten Hüllkreis H₁ umhüllt, welcher einen größeren Durchmesser als der Hüllkreis H₂ aufweist, welcher die Planeten 16, 26, 36, 46 des zweiten Planetensatzes 6 umhüllt.In 1 is a known from the prior art differential gear 1 shown. The differential gear 1 has a first sun gear 2 and a second sun gear 3 on, wherein the diameter D _{1 of} the first sun gear 2 larger than the diameter D _{2 of} the second sun gear 3 is. The first sun wheel 2 and the second sun wheel 3 have an equal number of teeth. The differential gear 1 also has a drive wheel 8th on. In a first toothing plane I, the first sun gear meshes 2 with a first planetary gear set 5 that is several planets 15 . 25 . 35 . 45 having. In a second toothing plane II the second sun gear meshes 3 with a second planetary gear set 6 , which has several planets 16 . 26 . 36 . 46 having. The planets 15 . 25 . 35 . 45 of the first planetary gear set 5 stand with one planet each 16 . 26 . 36 . 46 of the second planententate 6 engaged. The planet pairs 15 . 16 . 25 . 26 . 35 . 36 . 45 . 46 are arranged evenly around the circumference. The planets 15 . 25 . 35 . 45 of the first planetary gear set 5 are enveloped by a first enveloping circle H ₁ , which has a larger diameter than the enveloping circle H ₂ , which the planets 16 . 26 . 36 . 46 of the second planetary gear set 6 envelops.

In 2 ist ein erfindungsgemäßes Differenzialgetriebe 1 dargestellt. Das Differenzialgetriebe 1 weist ein erstes Sonnenrad 2 und ein zweites Sonnenrad 3 auf, welche um eine gemeinsame Drehachse 4 drehbar gelagert sind. Das Differenzialgetriebe 1 weist ferner ein Antriebsrad 8 auf, welches ebenfalls um die gemeinsame Drehachse 4 drehbar gelagert ist. Das erste Sonnenrad 2 weist dabei einen Durchmesser D₁ auf, welcher größer als der Durchmesser D₂ des zweiten Sonnenrads 3 ist. In einer ersten Verzahnungsebene I ist dem ersten Sonnenrad 2 ein erster Planetensatz 5 mit mehreren Planeten 15, 25, 35, 45, vorzugsweise mindestens drei Planeten 15, 25, 35, zugeordnet, welche gleichmäßig über den Umfang des ersten Sonnenrades 2 verteilt sind. Die Planeten 15, 25, 35, 45 des ersten Planetensatzes 5 sind auf einem Teilkreisdurchmesser D₃ angeordnet, wobei die Planeten 15, 25, 35, 45 über in 3 dargestellte Trägerbleche 7 in dem Gehäuse 9 des Differenzialgetriebes 1 gelagert sind.In 2 is an inventive differential gear 1 shown. The differential gear 1 has a first sun gear 2 and a second sun gear 3 on which around a common axis of rotation 4 are rotatably mounted. The differential gear 1 also has a drive wheel 8th on, which also about the common axis of rotation 4 is rotatably mounted. The first sun wheel 2 in this case has a diameter D ₁ , which is greater than the diameter D _{2 of} the second sun gear 3 is. In a first gearing plane I is the first sun gear 2 a first planetary gear set 5 with several planets 15 . 25 . 35 . 45 , preferably at least three planets 15 . 25 . 35 , which is uniform over the circumference of the first sun gear 2 are distributed. The planets 15 . 25 . 35 . 45 of the first planetary gear set 5 are arranged on a pitch diameter D ₃ , where the planets 15 . 25 . 35 . 45 about in 3 illustrated carrier plates 7 in the case 9 of the differential gear 1 are stored.

In einer zweiten Verzahnungsebene II ist dem zweiten Sonnenrad 3 ein zweiter Planetensatz 6 zugeordnet, welcher mehrere Planeten 16, 26, 36, 46, vorzugsweise mindestens drei Planeten 16, 26, 36, welche gleichmäßig über den Umfang des zweiten Sonnenrads 3 verteilt sind, umfasst. Die Planeten 16, 26, 36, 46 des zweiten Planetensatzes 6 sind auf einem Teilkreisdurchmesser D₄ angeordnet, welcher kleiner als der Teilkreisdurchmesser D₃ ist, auf dem die Planeten 15, 25, 35, 45 des ersten Planetensatzes 5 angeordnet sind. Zwischen dem ersten Sonnenrad 2 und dem zweiten Sonnenrad 3 ist eine Lücke 12 ausgebildet, durch welche das erste Sonnenrad 2 von dem zweiten Sonnenrad 3 beabstandet ist. Die Planeten 15, 25, 35, 45 des ersten Planetensatzes 5 sind breiter als das erste Sonnenrad 2 ausgebildet, wodurch sie zumindest in Richtung des zweiten Sonnenrads 3 über das erste Sonnenrad 2 hinausragen. Die Planeten 16, 26, 36, 46 des zweiten Planetensatzes 6 sind breiter als das zweite Sonnenrad 3 ausgebildet, wobei sie zumindest in Richtung des ersten Sonnenrads 2 über das zweite Sonnenrad 3 hervorstehen. In der Lücke 12 zwischen dem ersten Sonnenrad 2 und dem zweiten Sonnenrad 3 stehen die Planeten 15, 25, 35, 45 des ersten Planetensatzes 5 und die Planeten 16, 26, 36, 46 des zweiten Planetensatzes 6 in einer dritten Verzahnungsebenen III in Eingriff, wodurch eine Kräfte- und Momentenübertragung von dem ersten Planetensatz 5 auf den zweiten Planetensatz 6 möglich ist. Dazu stehen jeweils ein Planet 15, 25, 35, 45 des ersten Planetensatzes 5 mit einem Planeten 16, 26, 36, 46 des zweiten Planetensatzes 6 in Eingriff. Die Planeten 15, 16, 25, 26, 35, 36, 45, 46 werden von einem gemeinsamen Hüllkreis mit dem Durchmesser D₅ umhüllt.In a second toothing plane II is the second sun gear 3 a second planetary gear set 6 associated with which several planets 16 . 26 . 36 . 46 , preferably at least three planets 16 . 26 . 36 , which are even over the circumference of the second sun gear 3 distributed. The planets 16 . 26 . 36 . 46 of the second planetary gear set 6 are arranged on a pitch circle diameter D ₄ , which is smaller than the pitch circle diameter D ₃ , on which the planets 15 . 25 . 35 . 45 of the first planetary gear set 5 are arranged. Between the first sun wheel 2 and the second sun gear 3 is a gap 12 formed by which the first sun gear 2 from the second sun gear 3 is spaced. The planets 15 . 25 . 35 . 45 of the first planetary gear set 5 are wider than the first sun gear 2 formed, causing them at least in the direction of the second sun gear 3 over the first sun wheel 2 protrude. The planets 16 . 26 . 36 . 46 of the second planetary gear set 6 are wider than the second sun gear 3 formed, at least in the direction of the first sun gear 2 over the second sun wheel 3 protrude. In the gap 12 between the first sun gear 2 and the second sun gear 3 stand the planets 15 . 25 . 35 . 45 of the first planetary gear set 5 and the planets 16 . 26 . 36 . 46 of the second planetary gear set 6 engaged in a third gear planes III, whereby a force and torque transmission from the first planetary gear set 5 on the second planetary set 6 is possible. There are one planet each 15 . 25 . 35 . 45 of the first planetary gear set 5 with a planet 16 . 26 . 36 . 46 of the second planetary gear set 6 engaged. The planets 15 . 16 . 25 . 26 . 35 . 36 . 45 . 46 are enveloped by a common enveloping circle with the diameter D ₅ .

Da das zweite Sonnenrad 3 bei gleicher Anzahl von Zähnen einen geringeren Durchmesser als das erste Sonnenrad 2 aufweist, ist das zweite Sonnenrad 3 breiter als das erste Sonnenrad 2 ausgeführt, um die mechanische Belastbarkeit des zweiten Sonnenrads 3 auf das Niveau des ersten Sonnenrads 2 zu bringen. Die Planeten 15, 25, 35, 45 des ersten Planetensatzes 5 weisen eine kleinere Anzahl von Zähnen als die Planeten 16, 26, 36, 46 des zweiten Planetensatzes 6 auf, wobei die Zähnezahl des ersten Planetensatzes 5 vorzugsweise im Bereich zwischen 10 und 17 Zähnen und die Zähnezahl des zweiten Planetensatzes 6 vorzugsweise im Bereich zwischen 12 und 20 Zähnen liegt. Dargestellt ist ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel, bei dem die Planeten 15, 25, 35, 45 des ersten Planetensatzes 5 jeweils 13 Zähne und die Planeten 16, 26, 36, 46 des zweiten Planetensatzes 6 jeweils 15 Zähne aufweisen.Because the second sun wheel 3 with the same number of teeth a smaller diameter than the first sun gear 2 is the second sun gear 3 wider than the first sun gear 2 performed to the mechanical load capacity of the second sun gear 3 to the level of the first sun gear 2 bring to. The planets 15 . 25 . 35 . 45 of the first planetary gear set 5 have a smaller number of teeth than the planets 16 . 26 . 36 . 46 of the second planetary gear set 6 on, where the number of teeth of the first planetary gear set 5 preferably in the range between 10 and 17 teeth and the number of teeth of the second planetary gear set 6 preferably in the range between 12 and 20 teeth. Shown is a particularly preferred embodiment in which the planets 15 . 25 . 35 . 45 of the first planetary gear set 5 each 13 teeth and the planets 16 . 26 . 36 . 46 of the second planetary gear set 6 each have 15 teeth.

In 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Differenzialgetriebes mit einer Schrägverzahnung der Sonnenräder 2, 3 sowie der Planetensätze 5, 6 dargestellt. Zwischen dem ersten Sonnenrad 2 und dem zweiten Sonnenrad 3 ist eine Lücke 12 ausgebildet, in der eine dritte Verzahnungsebene III liegt, in der die Planeten 15, 25, 35 des ersten Planetensatzes 5 mit den Planeten 16, 26, 36, des zweiten Planetensatzes 6 in Eingriff stehen. Durch die Schrägverzahnung ist eine Selbsthemmung des Differentialgetriebes 1 möglich, wobei sich die Sperrwirkung mit zunehmendem Schrägungswinkel erhöht.In 3 is an embodiment of a differential gear according to the invention with a helical toothing of the sun gears 2 . 3 as well as the planetary gear sets 5 . 6 shown. Between the first sun 2 and the second sun gear 3 is a gap 12 formed, in which a third toothing plane lies III, in which the planets 15 . 25 . 35 of the first planetary gear set 5 with the planets 16 . 26 . 36 , the second planetary set 6 engage. Due to the helical gearing is a self-locking of the differential gear 1 possible, wherein the blocking effect increases with increasing helix angle.

Alternativ zu einer Schrägverzahnung ist wie in 4 dargestellt eine Gradverzahnung an den Zahnrädern des Differenzialgetriebes 1 möglich. Dabei können die beiden Sonnenräder 2, 3 noch dichter aneinanderrücken, was den Bauraumbedarf und das Gewicht des Differentialgetriebes 1 weiter reduziert. Bei einer Gradverzahnung kann die Lücke 12 zwischen den beiden Sonnenrädern 2, 3 weitestgehend reduziert werden, wobei die Verzahnungsebene III der Planeten 15, 16, 25, 26, 35, 36 und die Verzahnungsebene II der Planeten 16, 26, 36 mit dem zweiten Sonnenrad 3 im Wesentlichen überlappen.As an alternative to helical gearing, as in 4 illustrated a degree of toothing on the gears of the differential gear 1 possible. The two sun gears can do this 2 . 3 even closer together, what the space requirement and the weight of the differential gear 1 further reduced. At a degree of gearing, the gap 12 between the two sun wheels 2 . 3 be reduced as far as possible, the toothing plane III of the planets 15 . 16 . 25 . 26 . 35 . 36 and the gearing plane II of the planets 16 . 26 . 36 with the second sun gear 3 essentially overlap.

In 5 ist das Design eines Gehäuses 9 eines erfindungsgemäßen Differenzialgetriebes 1 dargestellt. Dabei bilden Stahlbleche das Gehäuse 9 des Differenzialgetriebes und stützen gleichzeitig das Antriebsrad 8. Die Planetenpaare 15, 16; 25, 26; 35, 36 sind auf einem möglichst großen Teilkreisdurchmesser D₃, D₄ angeordnet, um die Verzahnungskräfte zu minimieren. Das Antriebsrad 8 ist aus diesem Grund nicht vollständig am Umfang mit dem Differenzialgehäuse 9 verbunden, sondern lediglich über drei Flansche 11, die als Material zwischen den Planetenpaaren 15, 16; 25, 26; 35, 36 verblieben sind. Das Gehäuse 9 weist zwei Gehäusehälften auf, wobei jede Gehäusehälfte jeweils eine Stahlblechhalbschale umfasst. Die Planeten 15, 25, 35 des ersten Planetensatzes 5 sind dabei über Lagerbolzen 10 in der Gehäusehälfte gelagert, welche dem zweiten Sonnenrad 3 zugewandt ist, während die Planeten 16, 26, 36 des zweiten Planetensatzes 6 über Lagerbolzen 10 in der Gehäusehälfte gelagert sind, welche dem ersten Sonnenrad 2 zugewandt ist. In 5 is the design of a case 9 a differential gear according to the invention 1 shown. Steel sheets form the housing 9 of the differential gear and at the same time support the drive wheel 8th , The planet pairs 15 . 16 ; 25 . 26 ; 35 . 36 are arranged on the largest possible pitch circle diameter D ₃ , D ₄ in order to minimize the toothing forces. The drive wheel 8th For this reason, it is not completely on the circumference with the differential housing 9 connected, but only three flanges 11 acting as material between the planetary pairs 15 . 16 ; 25 . 26 ; 35 . 36 remain. The housing 9 has two housing halves, each housing half each comprising a steel sheet half-shell. The planets 15 . 25 . 35 of the first planetary gear set 5 are about bearing bolts 10 stored in the housing half, which the second sun gear 3 is facing while the planets 16 . 26 . 36 of the second planetary gear set 6 over bearing pin 10 are stored in the housing half, which the first sun gear 2 is facing.

Abschließend lässt sich festhalten, dass sich durch ein erfindungsgemäßes Differenzialgetriebe 1 die Belastung für die Bauteile des Differenzialgetriebes 1 reduzieren lässt, sodass die Robustheit des Differenzialgetriebes 1 gesteigert wird, wobei sich das Differenzialgetriebe 1 im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Differenzialgetrieben kostengünstig herstellen lässt.Finally, it can be stated that a differential gear according to the invention 1 the load on the components of the differential gear 1 reduces, so the robustness of the differential gear 1 is increased, with the differential gear 1 can be produced inexpensively compared to known from the prior art differential gears.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Differenzialgetriebe differential gear
22: Erstes Sonnenrad First sun wheel
33: Zweites Sonnenrad Second sun wheel
44: Drehachse axis of rotation
55: Erster Planetensatz First planetary set
66: Zweiter Planetensatz Second planetary set
77: Trägerblech support plate
88th: Antriebsrad drive wheel
99: Gehäuse casing
1010: Lagerbolzen bearing bolt
1111: Flansch flange
1212: Lücke gap
1313: Mittelachse eines Planeten des ersten Planetensatzes Central axis of a planet of the first planetary set
1414: Mittelachse eines Planeten des zweiten Planetensatzes Center axis of a planet of the second planetary set
1515: (erster) Planet des ersten Planetensatzes (first) planet of the first planetary gear set
1616: (erster) Planet des zweiten Planetensatzes (first) planet of the second planetary set
2525: (zweiter) Planet des ersten Planetensatzes (second) planet of the first planetary set
2626: (zweiter) Planet des zweiten Planetensatzes (second) planet of the second planetary set
3535: (dritter) Planet des ersten Planetensatzes (third) planet of the first planetary set
3636: (dritter) Planet des zweiten Planetensatzes (third) planet of the second planetary set
4545: (vierter) Planet des ersten Planetensatzes (fourth) planet of the first planetary set
4646: (vierter) Planet des zweiten Planetensatzes (fourth) planet of the second planetary set
D₁ D ₁: Durchmesser des ersten Sonnenrads Diameter of the first sun gear
D₂ D ₂: Durchmesser des zweiten Sonnenrads Diameter of the second sun gear
D₃ D ₃: Teilkreisdurchmesser des ersten Planetensatzes Pitch circle diameter of the first planetary gear set
D₄ D ₄: Teilkreisdurchmesser des zweiten Planetensatzes Pitch circle diameter of the second planetary gear set
D₅ D ₅: Hüllkreis enveloping circle
H₁ H ₁: erster Hüllkreis first envelope
H₂ H ₂: zweiter Hüllkreis second envelope

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102013221254 A1 [0004]

Claims

Differential gear ( 1 ) for a motor vehicle, comprising - a first sun gear ( 2 ) and a second sun gear ( 3 ), where - the first sun wheel ( 2 ) and the second sun gear ( 3 ) about a common axis of rotation ( 4 ) are rotatably mounted, - a first planetary gear set ( 5 ), comprising several planets ( 15 . 25 . 35 ) which in a first toothing plane (I) with the first sun gear ( 2 ), and - a second planetary gear set ( 6 ), comprising several planets ( 16 . 26 . 36 ), which in a second toothing plane (II) with the second sun gear ( 3 ), characterized in that - the planets ( 15 . 25 . 35 ) of the first planetary gear set ( 5 ) one of the planets ( 16 . 26 . 36 ) of the second planetary gear set ( 6 ) have different numbers of teeth.

Differential gear ( 1 ) according to claim 1, characterized in that - the first sun gear ( 2 ) has a larger diameter (D ₁ ) than the second sun gear ( 3 ) having.

Differential gear ( 1 ) according to claim 2, characterized in that - the planets ( 15 . 25 . 35 ) of the first planetary gear set ( 5 ) a smaller number of teeth than the planets ( 16 . 26 . 36 ) of the second planetary gear set ( 6 ) exhibit.

Differential gear ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that - the planets ( 15 . 25 . 35 ) of the first planetary gear set ( 5 ) on a larger pitch circle diameter (D ₃ ) than the planets ( 16 . 26 . 36 ) of the second planetary gear set ( 6 ) are arranged.

Differential gear ( 1 ) according to claim 4, characterized in that - the planets ( 15 . 25 . 35 ) of the first planetary gear set ( 5 ) and the planets ( 16 . 26 . 36 ) of the second planetary gear set ( 6 ) are enveloped by a common enveloping circle (D ₅ ).

Differential gear ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that - the planets ( 15 . 25 . 35 ) of the first planetary gear set ( 5 ) and the planets ( 16 . 26 . 36 ) of the second planetary gear set ( 6 ) have a same tooth module.

Differential gear ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that - the planets ( 15 . 16 . 25 . 26 . 35 . 36 ) of the first planetary gear set ( 5 ) and the second planetary gear set ( 6 ) by means of carrier plates ( 7 ) are stored.

Differential gear ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that - the center distances between the planets ( 15 . 25 . 35 ) of the first planetary gear set ( 5 ) and the first sun wheel ( 2 ) and the planet ( 16 . 26 . 36 ) of the second planetary gear set ( 6 ) and the second sun gear ( 3 ) are the same.

Differential gear ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that - the first sun gear ( 2 ) and the second sun gear ( 3 ) have an opposite helical toothing.

Differential gear ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that - the width (B ₂ ) of the second sun gear ( 3 ) greater than the width (B ₁ ) of the first sun gear ( 2 ).