DE102018130118A1 - Helical gear differential - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Stirnraddifferentialgetriebe mit einem Umlaufgehäuse, einem ersten Sonnenrad, einem zweiten Sonnenrad und einer Koppelplanetenanordnung mit ersten und zweiten Koppelplaneten zur gegensinnig drehbaren Koppelung der Sonnenräder, wobei die ersten Koppelplaneten radial von außen her in das erste Sonnenrad eingreifen, die zweiten Koppelplaneten radial von außen her in das zweite Sonnenrad eingreifen, die ersten Koppelplaneten in der Ebene des ersten Sonnenrades in die zweiten Koppelplaneten eingreifen und hinsichtlich ihrer Verzahnung axial kürzer bemessen sind als die zweiten Koppelplaneten, der Kopfkreisdurchmesser des ersten Sonnenrades kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser des zweiten Sonnenrades, die ersten Koppelplaneten jeweils über eine erste Lagereinrichtung radial abgestützt sind, deren Lagerflächen innerhalb eines Zylinderraumes realisiert sind, der zur Achse des jeweiligen ersten Koppelplaneten gleichachsig ausgerichtet ist und an den Fußkreis der Verzahnung der ersten Koppelplaneten heranragt, und die zweiten Koppelplaneten jeweils über eine zweite Lagereinrichtung radial in dem Umlaufgehäuse abgestützt sind und hierbei die jeweilige zweite Lagereinrichtung Lagerflächen umfasst, die durch die Kopfkreisflächen der zweiten Koppelplaneten gebildet werden.The invention relates to a spur gear differential gear with a revolving housing, a first sun gear, a second sun gear and a coupling planet arrangement with first and second coupling planets for coupling the sun gears in opposite directions, the first coupling planet engaging radially from the outside in the first sun gear, the second coupling planet engage radially from the outside in the second sun gear, engage the first coupling planet in the plane of the first sun gear in the second coupling planet and are axially shorter in terms of their toothing than the second coupling planet, the tip diameter of the first sun gear is smaller than the root diameter of the second sun gear , the first coupling planets are each supported radially via a first bearing device, the bearing surfaces of which are realized within a cylinder space which is aligned coaxially with the axis of the respective first coupling planet and on the base s the toothing of the first coupling planet protrudes, and the second coupling planets are each supported radially in the revolving housing by a second bearing device, and in this case the respective second bearing device comprises bearing surfaces which are formed by the tip circular surfaces of the second coupling planet.
Description
Gebiet der ErfindungField of the Invention
Die Erfindung bezieht sich auf ein Stirnraddifferentialgetriebe mit einem Umlaufgehäuse, einem ersten Sonnenrad, einem zweiten Sonnenrad und einer Koppelplanetenanordnung mit ersten und zweiten Koppelplaneten, wobei die ersten Koppelplaneten radial von außen her in das erste Sonnenrad eingreifen und die zweiten Koppelplaneten radial von außen her in das zweite Sonnenrad eingreifen, die ersten Koppelplaneten in der Ebene des ersten Sonnenrades in die zweiten Koppelplaneten eingreifen und der Kopfkreisdurchmesser des ersten Sonnenrades kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser des zweiten Sonnenrades.The invention relates to a spur gear differential gear with a revolving housing, a first sun gear, a second sun gear and a coupling planet arrangement with first and second coupling planet, the first coupling planet engaging radially from the outside in the first sun gear and the second coupling planet radially from the outside engage the second sun gear, engage the first coupling planet in the plane of the first sun gear in the second coupling planet and the tip diameter of the first sun gear is smaller than the root diameter of the second sun gear.
Ein Stirnraddifferentialgetriebe dieser Bauart ist aus der auf die Anmelderin zurückgehenden
Aus
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stirnradgetriebe der oben genannten Art zu schaffen, das sich durch einen robusten und kostengünstig realisierbaren Aufbau sowie ein vorteilhaftes mechanisches Betriebsverhalten auszeichnet.The invention has for its object to provide a spur gear of the type mentioned, which is characterized by a robust and inexpensive to implement construction and an advantageous mechanical operating behavior.
Erfindungsgemäße LösungSolution according to the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Stirnraddifferentialgetriebe mit:
- - einem Umlaufgehäuse,
- - einem ersten Sonnenrad,
- - einem zweiten Sonnenrad und
- - einer Koppelplanetenanordnung mit ersten und zweiten Koppelplaneten zur gegensinnig drehbaren Koppelung der Sonnenräder,
- - die ersten Koppelplaneten radial von außen her in das erste Sonnenrad eingreifen,
- - die zweiten Koppelplaneten radial von außen her in das zweite Sonnenrad eingreifen,
- - die ersten Koppelplaneten in der Ebene des ersten Sonnenrades in die zweiten Koppelplaneten eingreifen und hinsichtlich ihrer Verzahnung axial kürzer bemessen sind als die zweiten Koppelplaneten,
- - der Kopfkreisdurchmesser des ersten Sonnenrades kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser des zweiten Sonnenrades,
- - die ersten Koppelplaneten jeweils über eine erste Lagereinrichtung radial abgestützt sind, deren Lagerflächen innerhalb eines Zylinderraumes realisiert sind, der zur Achse des jeweiligen ersten Koppelplaneten gleichachsig ausgerichtet ist und an den Fußkreis der Verzahnung der ersten Koppelplaneten heranragt, und
- - die zweiten Koppelplaneten jeweils über eine zweite Lagereinrichtung radial in dem Umlaufgehäuse abgestützt sind und hierbei die jeweilige zweite Lagereinrichtung Lagerflächen umfasst, die durch die Kopfkreisflächen der zweiten Koppelplaneten gebildet werden.
- - a circulation housing,
- - a first sun gear,
- - a second sun gear and
- a coupling planet arrangement with first and second coupling planets for coupling the sun gears in opposite directions,
- - the first coupling planets engage radially from the outside in the first sun gear,
- - the second coupling planets engage radially from the outside in the second sun gear,
- the first coupling planets engage in the second coupling planet in the plane of the first sun gear and are axially shorter in terms of their toothing than the second coupling planet,
- the tip circle diameter of the first sun gear is smaller than the base circle diameter of the second sun gear,
- - The first coupling planets are each supported radially via a first bearing device, the bearing surfaces of which are realized within a cylinder space which is aligned coaxially with the axis of the respective first coupling planet and projects towards the root circle of the toothing of the first coupling planet, and
- - The second coupling planets are each supported radially in the revolving housing via a second bearing device and in this case the respective second bearing device comprises bearing surfaces which are formed by the tip circular surfaces of the second coupling planet.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein Stirnraddifferentialgetriebe zu schaffen, bei welchem die in das erste und hinsichtlich des Kopfkreisdurchmessers kleinere Sonnenrad eingreifenden kurzen Koppelplaneten unter Realisierung eines zum Umlaufgehäuse verbleibenden radialen Kopfspiels in dem Umlaufgehäuse angeordnet und gelagert sind und zugleich die in das zweite Sonnenrad eingreifenden zweiten Koppelplaneten über ihre gesamte Länge am Umlaufgehäuse abgestützt werden können.This advantageously makes it possible to create a spur gear differential transmission in which the short coupling planets which engage in the first sun gear and which are smaller in terms of the tip circle diameter are arranged and mounted in the circulation housing while realizing a radial head play remaining with the circulation housing and at the same time those in the second sun gear engaging second coupling planet can be supported over their entire length on the revolving housing.
Das erfindungsgemäße Stirnraddifferentialgetriebe ist hierzu vorzugsweise derart ausgebildet, dass die ersten Koppelplaneten zumindest einseitig durch axial über die Verzahnungsebene des ersten Sonnenrades hervorragende und mit den Koppelplaneten um deren Planetenachsen rotierende Strukturen in dem Umlaufgehäuse radial gelagert sind. Diese mit den ersten Koppelplaneten gemeinsam rotierenden Strukturen können als mit den Koppelplaneten integrale Zapfenabschnitte realisiert sein, die im Bereich der axialen Enden der Koppelplaneten axial über die Verzahnungsebene des ersten Sonnenrades hinausragen und in Strukturen des Umlaufgehäuses hinein vordringen und unter Realisierung eines Gleitlagers im Umlaufgehäuse drehbar gelagert sind. Der Außendurchmesser dieser Zapfenabschnitte ist gleich oder kleiner als der Fußkreis der ersten Koppelplaneten. Hierdurch wird es möglich, an den Zapfenabschnitten jeweils eine durchgängig zylindrische Umfangsfläche zu realisieren, die als Gleitlagerlauffläche fungiert.The spur gear differential gear according to the invention is preferably designed for this purpose in such a way that the first coupling planets are supported radially in the revolving housing at least on one side by structures which protrude axially over the toothing plane of the first sun gear and which rotate with the coupling planet about their planetary axes. These structures rotating together with the first coupling planets can be realized as integral peg sections with the coupling planet, which in the Extend the area of the axial ends of the coupling planets axially beyond the toothing plane of the first sun gear and penetrate into structures of the revolving housing and are rotatably supported in the revolving housing while realizing a sliding bearing. The outside diameter of these pin sections is equal to or smaller than the root circle of the first coupling planet. This makes it possible to implement a continuously cylindrical circumferential surface on the pin sections, which functions as a sliding bearing running surface.
Bei dem erfindungsgemäßen Stirnraddifferentialgetriebe sind die ersten Koppelplaneten vorzugsweise über eine Zapfenlagerung in dem Umlaufgehäuse gelagert und die zweiten Koppelplaneten sind über eine Kopfkreislagerung in dem Umlaufgehäuse gelagert.In the spur gear differential gear according to the invention, the first coupling planets are preferably mounted in the revolving housing via a journal bearing and the second coupling planet are supported in the revolving housing via a tip circle bearing.
Alternativ zu der oben genannten Lagerung der ersten Koppelplaneten durch axial überstehende Zapfenabschnitte ist es auch möglich, die Koppelplaneten innerhalb ihres Fußkreisniveaus durch axial in die ersten Koppelplaneten eintauchende oder diese durchdringende Strukturen oder Lagersysteme radial und vorzugsweise auch axial zu lagern.As an alternative to the above-mentioned mounting of the first coupling planet by means of axially projecting pin sections, it is also possible to support the coupling planet radially and preferably also axially within their base circle level by structures or bearing systems which penetrate axially into or penetrate the first coupling planet.
Das erfindungsgemäße Stirnraddifferentialgetriebe ist vorzugsweise derart aufgebaut, dass die axiale Länge der ersten Koppelplaneten der axialen Länge der Verzahnung des ersten Sonnenrades entspricht und zudem die axiale Länge der zweiten Koppelplaneten der Summe der axialen Längen der Verzahnungen des ersten und des zweiten Sonnenrades entspricht.The spur gear differential gear according to the invention is preferably constructed in such a way that the axial length of the first coupling planet corresponds to the axial length of the toothing of the first sun gear and also the axial length of the second coupling planet corresponds to the sum of the axial lengths of the toothing of the first and second sun gear.
Das Umlaufgehäuse setzt sich vorzugsweise aus einer Topfstruktur und einer Deckelstruktur zusammen. Hierbei sind die ersten und zweiten Koppelplaneten sowie das erste Sonnenrad und das zweite Sonnenrad in Bohrungen aufgenommen, die in der Topfstruktur ausgebildet sind. Die Deckelstruktur kann dabei so gestaltet sein, dass diese eine erste Achsbohrung bildet, durch welche eine erste Ausgangswelle in das erste Sonnenrad einführbar ist. In gleicher Weise kann die Topfstruktur so gestaltet sein, dass diese eine zweite Achsbohrung bildet, durch welche eine zweite Ausgangswelle in das zweite Sonnenrad einführbar ist. Die Deckelstruktur und die Topfstruktur sind vorzugsweise aneinander zentriert und das Umlaufgehäuse trägt ein Antriebsrad.The circulation housing is preferably composed of a pot structure and a lid structure. Here, the first and second coupling planets as well as the first sun gear and the second sun gear are received in bores which are formed in the pot structure. The cover structure can be designed so that it forms a first axle bore through which a first output shaft can be inserted into the first sun gear. In the same way, the pot structure can be designed such that it forms a second axis bore through which a second output shaft can be inserted into the second sun gear. The lid structure and the pot structure are preferably centered on one another and the circulating housing carries a drive wheel.
Innerhalb des Umlaufgehäuses werden die beiden Sonnenräder vorzugsweise radial gelagert. Es ist dabei möglich, am ersten Sonnenrad und am zweiten Sonnenrad zueinander komplementäre Strukturen auszubilden, die bewirken, dass die beiden Sonnenräder sich aneinander zentrieren und dabei zudem gegeneinander verdrehbar sind.The two sun gears are preferably mounted radially within the revolving housing. It is possible to form mutually complementary structures on the first sun gear and on the second sun gear, which have the effect that the two sun gears center on one another and can also be rotated relative to one another.
Bei dem erfindungsgemäßen Stirnraddifferentialgetriebe ist ein Satz der Koppelplaneten mit radialem Spiel des Verzahnungs-Kopfkreises zu den Taschen des Umlaufgehäuses gelagert und ein zweiter Satz der Koppelplaneten ist über den Kopfkreis am Umlaufgehäuse gelagert. Es können also die langen oder kurzen Planeten mit radialem Spiel des Kopfkreises berührungsfrei zum Differentialkorb im Differentialkorb/Planetenträger gelagert sein und die in diese Koppelplaneten eingreifenden entsprechend kurzen oder langen Koppelplaneten werden hingegen über den Kopfkreis ihrer Verzahnung berührend an dem Differentialkorb/Planetenträger abgestützt. Insbesondere weisen die kurzen Planeten einteilig mit ihnen gefertigte Zapfen oder einen oder zwei fest verbundene Zapfen auf und sind über diese Zapfen im Differenzialkorb gelagert. Die kurzen Planeten können auch drehbar auf Planetenbolzen sitzen, wobei dann diese Planetenbolzen drehfest im Differentialkorb sitzen. Das erfindungsgemäße Konzept bietet den Vorteil, dass nur für die langen Planeten, welche eine größere Stützfläche bilden als die kurzen Koppelplaneten, eine Kopfkreislagerung erfolgt. Dadurch verteilt sich die Last besser an der Kopfkreislagerung, außerdem wird ein Teil der Radialkräfte aus dem Zahneingriff aufgrund der erfindungsgemäßen Konstellation an die kleinen Zahnräder weitergegeben, sodass die Zahnkräfte generell nicht so hoch sind.In the spur gear differential gear according to the invention, a set of the coupling planets with radial play of the toothing tip circle is mounted to the pockets of the circulating housing and a second set of the coupling planet is supported on the rotating housing via the tip circle. Thus, the long or short planets with radial play of the tip circle can be stored contact-free to the differential cage in the differential cage / planet carrier and the correspondingly short or long coupling planets engaging in these coupling planets are, however, supported on the differential cage / planet carrier in a contacting manner via the tip circle of their teeth. In particular, the short planets have pins made in one piece with them or one or two fixed pins and are supported by these pins in the differential carrier. The short planets can also be rotatably seated on planet bolts, in which case these planet bolts are non-rotatably seated in the differential carrier. The concept according to the invention has the advantage that only for the long planets, which form a larger support surface than the short coupling planets, is a tip circle bearing. As a result, the load is better distributed at the tip circle bearing, and in addition a part of the radial forces from the tooth engagement are passed on to the small gears due to the constellation according to the invention, so that the tooth forces are generally not as high.
FigurenlisteFigure list
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt, bzw. zeigen:
-
1 eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferentialgetriebes in der Ebene der Achsen der ersten - d.h. der „kurzen“ - Koppelplaneten; -
2 eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferentialgetriebes in der Ebene der Achsen der zweiten - d.h. der „langen“ - Koppelplaneten; -
3a bis3j eine Darstellungsserie zur Veranschaulichung unterschiedlicher Varianten der ersten Lagereinrichtung der ersten Koppelplaneten; -
4 eine Skizze zur Veranschaulichung einer Lagerbohrung für einen Lagerzapfen eines kurzen Koppelplaneten mit einer vollumfänglich geschlossenen und zylindrischen Bohrungswand; -
5 eine Skizze zur Veranschaulichung einer Lagerbohrung für einen Lagerzapfen eines Koppelplaneten mit einer sektional aufgebrochenen und damit zur Verzahnung des zweiten Sonnenrades hin offenen, ansonsten ebenfalls zylindrischen, Bohrungswand.
-
1 an axial sectional view to illustrate the structure of a spur gear differential according to the invention in the plane of the axes of the first - ie the "short" - coupling planet; -
2nd an axial sectional view to illustrate the structure of a spur gear according to the invention in the plane of the axes of the second - ie the "long" - coupling planet; -
3a to3y a series of illustrations to illustrate different variants of the first bearing device of the first coupling planet; -
4th a sketch to illustrate a bearing bore for a journal of a short coupling planet with a completely closed and cylindrical bore wall; -
5 a sketch to illustrate a bearing bore for a journal Coupling planets with a sectionally broken and thus open to the teeth of the second sun gear, otherwise also cylindrical, bore wall.
Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures
Die Darstellung nach
Das erfindungsgemäße Stirnraddifferentialgetriebe zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die ersten Koppelplaneten
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die ersten Koppelplaneten
Das hier dargestellte erfindungsgemäße Stirnraddifferentialgetriebe ist insgesamt derart aufgebaut, dass die ersten Koppelplaneten
Die axiale Länge
Wie aus der Darstellung nach
Das Umlaufgehäuse
Die Deckelstruktur
Das erste Sonnenrad
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das erste Sonnenrad
Die Deckelstruktur
Die axiale Länge
Die Darstellungsserie nach den
Bei dem Ausführungsbeispiel nach
Bei dem Ausführungsbeispiel nach
Für das Ausführungsbeispiel nach
Bei dem Ausführungsbeispiel nach
Bei dem Ausführungsbeispiel nach
Bei dem Ausführungsbeispiel nach
Bei dem Ausführungsbeispiel nach
Für das Ausführungsbeispiel nach
Bei dem Ausführungsbeispiel nach
Bei dem Ausführungsbeispiel nach
Die Darstellung nach
Bei dem Ausführungsbeispiel nach
Bei dem erfindungsgemäßen Stirnraddifferential erfolgt die Lagerung der Koppelplaneten
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102014206528 A1 [0002]DE 102014206528 A1 [0002]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication |