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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Differentialgetriebe. Konkret betrifft die vorliegende Erfindung ein Differentialgetriebe mit einer integrierten Planetenradgruppe und ein Fahrzeug mit einem solchen Differentialgetriebe.
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Allgemeiner Stand der Technik
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In Fahrzeugen werden Differentialgetriebe verwendet, durch die eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem linken und rechten Antriebsrad realisiert wird, wenn das Fahrzeug nicht geradeaus fährt, sodass das Fahrzeug problemlos fahren kann. Bei Differentialgetrieben des Stands der Technik werden im Wesentlichen die beiden Teile einer Planetenradgruppe und eines Kegelrad-Differentialgetriebes integriert. Dabei sind das Planetenrad und das Differentialgetriebegehäuse fest miteinander verbunden und das Planetenrad ist in der Regel über ein relativ langes Nadellager auf der Planetenradwelle abgestützt, wobei der Durchmesser der Innenbohrung des Planetenrads durch die Abmessungen der Planetenradwelle und des Nadellagers begrenzt ist und wobei auch der Außendurchmesser des Planetenrads entsprechend begrenzt ist, weshalb es schwierig ist, kleinere Planetenräder zu verwenden. Dies schränkt wiederum das Übersetzungsverhältnis der gesamten Planetenradgruppe ein, sodass es schwierig ist, bei eingeschränkten Platzverhältnissen größere Übersetzungsverhältnisse zu erreichen. Gleichzeitig werden aufgrund der Anordnung der Planetenradwelle und des relativ langen Nadellagers relativ viele und teure Bauteile benötigt, was die Herstellungskosten erhöht. Außerdem wird bei Differentialgetrieben des Stands der Technik ein Stift in eine Stiftbohrung der Linearwelle und des Differentialgetriebegehäuses gesteckt und so die Linearwelle am Differentialgetriebegehäuse befestigt. Ein solche Struktur ist in der Regel schwierig zu demontieren und wenn die Passung zwischen Stift und Stiftbohrung zu eng ist, kann das Differentialgetriebe beschädigt werden; wenn dagegen die Passung zu locker ist, kann sich der Stift aus der Stiftbohrung lösen, sich dadurch die Linearwelle lösen und die abgefallene Linearwelle kann zu Sekundärschäden an anderen Bauteilen des Differentialgetriebes führen.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Daher ist die von der vorliegenden Erfindung zu lösende technische Aufgabe die Bereitstellung eines Differentialgetriebes, das von den Abmessungen her flexibel, einfach herzustellen und bequem zu montieren ist.
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Die obenstehende technische Aufgabe kann mit einem Differentialgetriebe der vorliegenden Erfindung gelöst werden. Das Differentialgetriebe umfasst ein Differentialgetriebegehäuse und eine Planetenradgruppe, die das Differentialgetriebegehäuse antreibt, wobei die Planetenradgruppe ein als Ausgangsende der Antriebskraft fungierendes Planetenrad, eine Planetenradwelle und einen Planetenträger umfasst und wobei das Planetenrad über die Planetenradwelle den Planetenträger antreibt und der Planetenträger mit dem Differentialgetriebegehäuse drehfest verbunden ist, sodass das Planetenrad das Differentialgetriebegehäuse antreibt. Nach der technischen Lösung der vorliegenden Erfindung bildet das Planetenrad mit der Planetenradwelle eine Einheit und das Differentialgetriebe umfasst weiterhin einen Differentialgetriebedeckel, der an der dem Planetenträger entgegengesetzten Seite das Planetenrad abdeckt, wobei der Differentialgetriebedeckel am Differentialgetriebegehäuse befestigt ist und die beiden Enden der Planetenradwelle jeweils rotationsübertragend in den Differentialgetriebedeckel und Planetenträger eingefügt sind, sodass das Planetenrad rotierbar zwischen dem Differentialgetriebedeckel und dem Planetenträger befestigt ist. Da das Planetenrad mit der Planetenradwelle eine Einheit bildet, unterliegt der Gesamtdurchmesser des Planetenrads nicht mehr den Beschränkungen durch die Planetenradwelle und das Nadellager und es kann somit mit einem kompakten Aufbau ein relativ großes Übersetzungsverhältnis erzielt werden.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die beiden Enden der Planetenradwelle jeweils über Nadellager im Differentialgetriebedeckel und im Planetenträger abgestützt. Da das Planetenrad mit der Planetenradwelle eine Einheit bildet, benötigt das Planetenrad im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht mehr wie beim Stand der Technik ein langes Nadellager, sondern es wird an den beiden Enden der Planetenradwelle jeweils eine Gruppe relativ kurzer Nadellager angeordnet und so der Verschleiß zwischen der Planetenradwelle und dem Planetenträger bzw. dem Differentialgetriebedeckel verringert, wodurch die Herstellungskosten in einem bestimmten Umfang gesenkt werden können. Vorzugsweise ist zwischen der radialen Endfläche des Planetenrads und dem Differentialgetriebedeckel und/oder zwischen der radialen Endfläche des Planetenrads und dem Planetenträger eine Unterlegscheibe angeordnet. Da sich das Planetenrad und der Differentialgetriebedeckel bzw. der Planetenträger jeweils gegeneinander bewegen, kann die Unterlegscheibe den Verschleiß an den Kontaktflächen von Planetenrad, Differentialgetriebedeckel und Planetenträger verringern.
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In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist zwischen dem Planetenrad und dem Differentialgetriebedeckel bzw. zwischen dem Planetenrad und dem Planetenträger jeweils eine Hülse angeordnet, wobei die Hülsen jeweils einen Axialteil und einen Radialteil aufweisen, die Axialteile jeweils zwischen der Planetenradwelle und dem Differentialgetriebedeckel bzw. zwischen der Planetenradwelle und dem Planetenträger montiert sind und die Radialteile jeweils zwischen der radialen Endfläche des Planetenrads und dem Differentialgetriebedeckel bzw. zwischen der radialen Endfläche des Planetenrads und dem Planetenträger montiert sind. Die Hülsen können den Verschleiß zwischen dem rotierenden Planetenrad und dem Differentialgetriebedeckel bzw. dem Planetenträger verringern.
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In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Differentialgetriebe weiterhin eine Linearwelle, wobei die Linearwelle am Differentialgetriebegehäuse befestigt ist und durch das Differentialgetriebegehäuse zu einer Rotation angetrieben werden kann, wobei an den mit den beiden Enden der Linearwelle verbundenen Stellen des Differentialgetriebegehäuses jeweils eine Konkavnut angeordnet ist, in den Konkavnuten Klemmringe montiert sind und die Klemmringe jeweils mit den Endflächen der Linearwelle verbunden sind, wodurch verhindert wird, dass sich die Linearwelle bei der Rotation aus dem Differentialgetriebegehäuse löst. Vorzugsweise sind die Klemmringe aus einem elastischen Material gefertigt. Wenn die elastischen Klemmringe für die Befestigung der beiden Enden der Linearwelle verwendet werden, müssen an der Linearwelle und an dem Differentialgetriebegehäuse keine Bohrungen angebracht werden und eine Beeinträchtigung der Festigkeit der Struktur des Differentialgetriebes wird vermieden, wobei gleichzeitig die Demontage einfach ist und das Risiko für Sekundärschäden durch ein Herabfallen der Linearwelle verringert wird.
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In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Differentialgetriebedeckel mit einer Schraube am Differentialgetriebegehäuse befestigt. Vorzugsweise bilden der Planetenträger und das Differentialgetriebegehäuse eine Einheit. Der Differentialgetriebedeckel ist direkt mit dem Differentialgetriebegehäuse verbunden und das Planetenrad kann gleichzeitig über den Planetenträger und den Differentialgetriebedeckel das Differentialgetriebegehäuse zu einer Rotation antreiben. Eine solche Kombination macht eine Demontage des Differentialgetriebes noch bequemer.
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Die obenstehende Aufgabe kann mit einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst werden, wobei das Fahrzeug ein Differentialgetriebe mit den oben beschriebenen Merkmalen umfasst.
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Figurenliste
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren näher beschrieben. In den Figuren stehen gleiche Bezugszeichen für Bauteile mit der gleichen Funktion.
- 1 zeigt eine Schnittdarstellung des Differentialgetriebes im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt eine Schnittdarstellung eines Differentialgetriebes in einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsformen
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1 zeigt eine Schnittdarstellung des Differentialgetriebes im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 gezeigt, sind bei dem Differentialgetriebe der vorliegenden Erfindung eine Planetenradgruppe und ein Kegelrad-Differentialgetriebe integriert. Dabei ist der Planetenzahnring 8 der Planetenradgruppe mithilfe eines Klemmrings 10 an einem Getriebegehäuse 9 befestigt, ein Sonnenrad 1 und der Planetenzahnring 8 sind koaxial angeordnet und das Planetenrad 2 ist jeweils mit der Innenseite des Planetenzahnrings 8 und dem Sonnenrad 1 verzahnt. Das Planetenrad 2 bildet mit seiner Planetenradwelle eine Einheit und die beiden Enden der Planetenradwelle des Planetenrads 2 können jeweils rotationsübertragend in den Differentialgetriebedeckel 5 und den Planetenträger 19 eingefügt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zwischen der Planetenradwelle und dem Differentialgetriebedeckel 5 ein Nadellager 15 angeordnet und entsprechend ist zwischen der Planetenradwelle und dem Planetenträger 19 ein Nadellager 16 angeordnet und das Planetenrad 2 rotiert mithilfe der Nadellager 15 und 16 gegenüber dem Differentialgetriebedeckel 5 bzw. dem Planetenträger 19 um die eigene Rotationsachse. Der Differentialgetriebedeckel 5 und der Planetenträger 19 bilden in Richtung auf die eine Seite des Planetenrads 2 jeweils eine stufenförmige Struktur, wobei zwischen der stufenförmigen Struktur und dem Planetenrad 2 ein Raum zur Aufnahme der Nadellager 15 und 16 gebildet wird und die stufenförmige Struktur gemeinsam mit den Endflächen des Planetenrads 2 die axiale Bewegung der Nadellager 15 und 16 begrenzt. Zwischen der radialen Endfläche der einen Seite des Planetenrads 2 und dem Differentialgetriebedeckel 5 ist eine Unterlegscheibe 3 angeordnet und entsprechend ist zwischen der radialen Endfläche der anderen Seite des Planetenrads 2 und dem Planetenträger 19 eine Unterlegscheibe 4 angeordnet und wenn das Planetenrad 2 gegenüber dem Differentialgetriebedeckel 5 und dem Planetenträger 19 rotiert, können die Unterlegscheiben 3 und 4 den Verschleiß zwischen den Endflächen verringern. Am Differentialgetriebedeckel 5 und am Differentialgetriebegehäuse 7 sind einander gegenüberliegende Bohrungen angeordnet und die Schraube 6 ist durch diese Bohrungen geführt und befestigt so den Differentialgetriebedeckel 5 am Differentialgetriebegehäuse 7. Der Planetenträger 19 und das Differentialgetriebegehäuse 7 bilden eine Einheit. Das Sonnenrad 1 fungiert als Eingangsende und treibt das Planetenrad 2 zu einer Bewegung an und das Planetenrad 2 kann gleichzeitig mit dem Umlaufen des Sonnenrads 1 eine Eigenrotation um die Planetenradwelle ausführen. Das Umlaufen des Planetenrads 2 lässt den Differentialgetriebedeckel 5 und den Planetenträger 19 rotieren und treibt somit das gesamte Differentialgetriebegehäuse 7 zu einer Rotation an.
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An der anderen Seite des Differentialgetriebegehäuses ist eine Kegelradgruppe montiert, wobei die Linearwelle 11 des Kegelrads 14 in senkrechter Richtung zur Achse des Sonnenrads im Differentialgetriebegehäuse 7 befestigt ist. An den mit den beiden Enden der Linearwelle 11 verbundenen Stellen des Differentialgetriebegehäuses 7 ist jeweils eine Konkavnut angeordnet, an der jeweils aus einem elastischen Material gefertigte Klemmringe 12 und 13 montiert sind. Wenn die Linearwelle 11 im Differentialgetriebegehäuse 7 montiert ist, sind die Klemmringe 12 und 13 jeweils mit den Endflächen an den beiden Seiten der Linearwelle 11 verbunden und begrenzen somit die axiale Bewegung der Linearwelle 11 und verhindern, dass diese sich aus dem Differentialgetriebegehäuse 7 löst. Da die Klemmringe 12 und 13 aus einem elastischen Material gefertigt sind, erlauben sie außerdem eine bestimmte Montagetoleranz und beeinträchtigen gleichzeitig nicht die Festigkeit der Struktur des Differentialgetriebes.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung eines Differentialgetriebes in einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Unterscheide des in 2 gezeigten Differentialgetriebes zu dem in 1 bestehen lediglich darin, dass zwischen dem Planetenrad 2 und dem Differentialgetriebedeckel 5 sowie dem Planetenträger 19 keine Nadellager 15 und 16 oder Unterlegscheiben 3 und 4 angeordnet sind, sondern dass Hülsen 17 und 18 angeordnet sind. Die Hülsen 17 und 18 weisen jeweils einen Axialteil und einen Radialteil auf, wobei die Axialteile jeweils zwischen der Planetenradwelle und dem Differentialgetriebedeckel 5 bzw. zwischen der Planetenradwelle und dem Planetenträger 19 montiert sind und die Radialteile jeweils zwischen der radialen Endfläche des Planetenrads 2 und dem Differentialgetriebedeckel 5 bzw. zwischen der radialen Endfläche des Planetenrads 2 und dem Planetenträger 19 montiert sind. In einer solchen Anordnung weist der Differentialgetriebedeckel 5 an der auf das Planetenrad 2 weisenden Seite keine stufenförmige Struktur auf. Die Hülsen 17 und 18 können den Verschleiß zwischen dem rotierenden Planetenrad 2 und dem Differentialgetriebedeckel 5 bzw. dem Planetenträger 19 verringern. Diese Anordnung ist aber nicht für Anwendungen mit hohen Drehzahlen und hohen Belastungen geeignet.
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Obwohl in der obigen Beschreibung mögliche Ausführungsbeispiele zur Veranschaulichung erläutert wurden, muss doch klar sein, dass durch alles bereits Bekannte und die darüber hinausgehenden Kombinationen aus technischen Merkmalen und Ausführungsformen, die für einen technischen Fachmann einfach vorstellbar sind, umfangreiche Veränderungen der Ausführungsbeispiele existieren. Darüber hinaus muss klar sein, dass die veranschaulichenden Ausführungsformen nur als Beispiel dienen und dass diese Ausführungsbeispiele in keiner Weise den Schutzumfang, die Anwendung und die Konstruktion der vorliegenden Erfindung einschränken. Durch die oben stehende Beschreibung wird einem technischen Fachmann eine zusätzliche technische Anleitung für eine Transformation mindestens einer veranschaulichenden Ausführungsform bereitgestellt, wobei insbesondere in Bezug auf die Funktion und den Aufbau der angeführten Bauteile alle Arten von Veränderungen durchgeführt werden können, ohne den Schutzumfang der Patentansprüche zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1 -
- Sonnenrad
- 2 -
- Planetenrad
- 3, 4 -
- Unterlegscheibe
- 5 -
- Differentialgetriebedeckel
- 6 -
- Schraube
- 7 -
- Differentialgetriebegehäuse
- 8 -
- Planetenzahnring
- 9 -
- Getriebegehäuse
- 10, 12, 13 -
- Klemmring
- 11 -
- Linearwelle
- 14 -
- Kegelrad
- 15, 16 -
- Nadellager
- 17, 18 -
- Hülse
- 19 -
- Planetenträger
