DE102023102993A1 - Nasslaufendes Kegelraddifferential für einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang - Google Patents

Nasslaufendes Kegelraddifferential für einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang Download PDF

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Jochen Loeffelmann
Peter Welker
Andreas Rosenwald
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein nasslaufendes Kegelraddifferential (1), insbesondere für einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang (20) eines Kraftfahrzeugs (21), mit einem ersten Differentialkorb (3), der über einen Verbindungsbereich (4a, b) mit einem zweiten Differentialkorb (30) drehfest verbunden ist, und die beiden miteinander verbundenen Differentialkörbe (3, 30) zwei zueinander fluchtende Abtriebszahnräder (6a, 6b) beherbergen, die beide mit zumindest einem Ausgleichszahnrad (33) im Zahneingriff stehen, wobei die beiden miteinander verbundenen Differentialkörbe (3, 30) gemeinsam antreibbar sind, so dass sich diese um die Drehachse (15) der zueinander fluchtenden Abtriebszahnräder (6a, 6b) drehen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Differentialkörbe (3, 30) von einer beidseitig axial offenen und glockenförmigen Kappe (34) umgriffen ist, die auf der dem Differentialkorb (3, 30) zugewandten inneren Mantelfläche von dieser ausgebildeten Kanäle (11) aufweist, die Öl (10) in axialer Richtung innerhalb der Kappe (34) und damit in dem Zwischenraum zwischen der Kappe (34) und dem entsprechenden Differentialkorb (3, 30) leiten kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein nasslaufendes Kegelraddifferential, insbesondere für einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Ölförderung zwischen dem Differentialkorb des Kegelraddifferentials und einem weiteren Bauteil realisiert ist.
  • Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.
  • Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge, der wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der konzentrisch und koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist, wobei in dem Leistungsstrang zwischen Elektromotor und Kegelraddifferenzial ein schaltbarer 2-Gang-Planetenradsatz angeordnet ist, der ebenfalls koaxial zu dem E-Motor bzw. dem Kegelraddifferenzial oder Stirnraddifferential positioniert ist. Die Antriebseinheit ist sehr kompakt aufgebaut und erlaubt aufgrund des schaltbaren 2-Gang-Planetenradsatzes einen guten Kompromiss zwischen Steigfähigkeit, Beschleunigung und Energieverbrauch. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen oder elektrisch betreibarer Antriebsstrang/ Achsantriebsstrang bezeichnet.
  • Aus der DE 10 2010 048 837 A1 ist eine derartige Antriebsvorrichtung mit wenigstens einem Elektromotor und mindestens einem mit einem Rotor des Elektromotors antreibbaren Planetendifferenzial bekannt, wobei das Planetendifferenzial wenigstens einen Planententräger, der mit einem Rotor des Elektromotors wirkverbunden ist, erste Planetenräder und zweite Planetenräder, die drehbar an dem Planetenträger gelagert sind, sowie ein erstes Sonnenrad und ein zweites Sonnenrad, von denen jedes jeweils mit einer Abtriebswelle des Planetendifferenzials wirkverbunden ist, aufweist. Dabei stehen die ersten Planetenräder mit dem ersten Sonnenrad im Zahneingriff und steht jedes der zweiten Planetenräder mit dem zweiten Sonnenrad sowie mit einem der ersten Planetenräder im Zahneingriff. Ferner sind die Sonnenräder koaxial einer Rotationsachse des Rotors angeordnet.
  • Aus der Druckschrift EP 1 472 475 B1 ist ferner ein Kegelraddifferential bekannt, wie es beispielsweise auch bei E-Achsen zum Einsatz kommen kann. Das Kegelraddifferential umfasst ein Differenzialgehäuse, das über einen mit dem Gehäuse fest verbundenen Zahnkranz angetrieben werden kann, sowie Ausgleichsräder, die in dem Differenzialgehäuse drehbar gelagert sind, und ergänzend zwei Planetenräder, die ebenfalls im Differenzialgehäuse drehbar gelagert sind, mit denen die Ausgleichsräder kämmen und auf diese Weise die Abtriebe des Kegelraddifferentials bilden.
  • Bei der Entwicklung der für E-Achsen vorgesehenen elektrischen Maschinen und Getrieben besteht ein anhaltendes Bedürfnis daran, deren Leistungsdichten zu steigern, so dass der hierzu notwendigen Kühlung insbesondere der elektrischen Maschinen und der Getriebe wachsende Bedeutung zukommt. Aufgrund der notwenigen Kühlleistungen haben sich in den meisten Konzepten Hydraulikflüssigkeiten, wie Kühlöle, zum Abtransport von Wärme aus den thermisch beaufschlagten Bereichen einer elektrischen Maschine und/oder einem Getriebe durchgesetzt.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung ein verbessertes nasslaufendes Kegelraddifferential bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird in einem nasslaufenden Kegelraddifferential, insbesondere für einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem ersten Differentialkorb, der über einen Verbindungsbereich mit einem zweiten Differentialkorb drehfest verbunden ist, und die beiden miteinander verbundenen Differentialkörbe zwei zueinander fluchtende Abtriebszahnräder beherbergen, die beide mit zumindest einem Ausgleichszahnrad im Zahneingriff stehen, wobei die beiden miteinander verbundenen Differentialkörbe gemeinsam antreibbar sind, so dass sich diese um die Drehachse der zueinander fluchtenden Abtriebszahnräder drehen, dadurch gelöst, dass zumindest einer der Differentialkörbe von einer beidseitig axial offenen Kappe umgriffen ist, die eine Ölöffnung des Differentialkorbes beabstandet abdeckt, so dass im Betrieb des Kegelraddifferentials ein Füllstand innerhalb der Differentialkörbe sichergestellt ist.
  • Die Kappe hat zur (Öl-)Öffnung eine Beabstandung in Form eines spaltförmigen Zwischenraumes zwischen dem Differentialkorb und der Kappe selbst, damit Öl über diesen Zwischenraum durch die Öffnung hindurch in den Differentialkorb hinein geleitet werden kann. Jedoch umgreift diese Kappe den Differentialkorb zugleich in einem Umfang, so dass im drehenden Betrieb des Kegelraddifferentials ein Ölspiegel an der Innenmantelfläche der Kappe entsteht, welcher die Öffnung durchflutet und auch einen Ölspiegel innerhalb des Kegelraddifferentials entstehen lässt. Durch dieses Umgreifen deckt die Kappe die Öffnung ab beziehungsweise ummantelt den Differentialkorb.
  • Erreicht wird dies beispielsweise durch die kongruente Form zwischen Kappe und Differentialkorb, der von der Kappe umgriffen ist. Ein Differentialkorb eines Kegelraddifferential ist vorteilhafterweise glockenförmig ausgebildet. Seine Außenmantelfläche hat die Form einer Schale. Die dazu passende Kappe hat auch im Wesentlichen die Form einer Schale; also eine kongruente Gestalt zum Differentialkorb. So umgreift diese Kappe den Differentialkorb. Damit die Kappe zum einen auf den Differentialkorb montierbar ist, hat diese an einem axialen Ende eine kreisförmige, zentrale Öffnung. Das andere axiale Ende hat ebenfalls eine kreisförmige, zentrale Öffnung, so dass eine Abtriebswelle aus dem Differentialkorb hinausragend diese durchragen kann.
  • Radial zwischen der Kappe und dem Differentialkorb ist ein Spalt ausgebildet, welcher Öl von dem einen axialen Ende der Kappe zur Öffnung des Differentialkorbs leiten kann. Dieses öleinleitende axiale Ende der Kappe hat einen geringeren Innendurchmesser als das andere, dem gegenüberliegende axiale Ende der Kappe. Die Öffnung des Differentialkorbs befindet sich vorteilhafterweise im Bereich des anderen axialen Endes der Kappe, und damit aufgrund der Glockenform auf einem größeren radialen Niveau zur Drehachse als die umlaufende Kante des öleinleitenden Endes der Kappe. Das andere Ende ist öldicht an dem Differentialkorb oder einem Antriebsrad des Kegelraddifferentials befestigt. Damit bildet sich im Schnitt eine Wannenform aus, die in der Lage ist, einen Ölspiegel im drehenden Betrieb aufzubauen, in dem sich das im Kegelraddifferential befindliche Öl durch die Zentrifugalkraft in diesem Wannenboden sammelt.
  • Das Öl aus dem Zwischenraum der Kappe und dem Differentialkorb dringt über die zumindest eine Öffnung in das Innere des Differentialkorbes ein. Bis an diese Stelle oder Stellen leitet die Kappe das Öl ausgehend von bspw. einem Kegelrollenlager, welches den Differentialkorb zum Getriebegehäuse lagert.
  • Steht das Kegelraddifferential still, wird also nicht gedreht, so bildet sich ein Restölspiegel aufgrund der Schwerkraft, welche auf das Öl einwirkt, am geodätisch unteren Teil der Kappe aus.
  • Fängt das Kegelraddifferential an sich zu drehen, so wird zum einen dieser Restölspiegel aufgelöst und das Restöl verteilt sich im Kegelraddifferential - das Restöl wird verwirbelt. Frisches Öl wird im Betrieb über den Zwischenraum zwischen der Kappe und dem Differentialkorb zugeführt. Zuviel im Kegelraddifferential befindliches Öl wird tritt über die Kante des öleinleitenden Endes der Kappe aus und nimmt vorteilhafterweise Schmutz aus dem Kegelraddifferential mit. Das Kegelraddifferential kann folglich erfindungsgemäß gespült werden.
  • Es wird erfindungsgemäß der Vorteil erzielt, dass das Kegelraddifferential und deren beherbergte Zahnräder zuverlässig mit Öl versorgt wird beziehungsweise werden. Folglich kann eine verbesserte Schmierung beziehungsweise Kühlung des Kegelraddifferentials erfolgen. Ferner wird das Kegelraddifferential gegen mechanische äußere Einflüsse und Verschmutzungen geschützt.
  • Da das Innere des Kegelraddifferentials mit Öl versorgt wird, ist das Kegelraddifferential ein nasslaufendes Kegelraddifferential, welches im Betrieb das Öl innerhalb der Differentialkörbe derart verwirbelt, dass die Ausgleichs- und Abtriebszahnräder während des Betriebs ausreichend geschmiert werden.
  • So wird erfindungsgemäß ein Kegelraddifferential vorgeschlagen, welches für den Einsatz in einem Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Das Kegelraddifferential kann zum einen als ein Längsdifferenzial ausgebildet sein, mit dem ein Antriebsdrehmoment auf zwei Achsen des Fahrzeugs verteilt werden kann oder als ein Querdifferenzial beziehungsweise Achsdifferenzial ausgebildet sein, wobei ein Antriebsdrehmoment auf zwei Abtriebswellen der ein und derselben Achse verteilt wird.
  • Das erfindungsgemäße Kegelraddifferential kann insbesondere bei einem elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommen. Ein elektrischer Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfasst eine elektrische Maschine und eine Getriebeanordnung. Die Getriebeanordnung umfasst das erfindungsgemäße Kegelraddifferential.
  • Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung in einem gemeinsamen Antriebsstranggehäuse angeordnet sind. Alternativ wäre es auch möglich, dass die elektrische Maschine ein Motorgehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse besitzt, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung der Getriebeanordnung gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Diese bauliche Einheit wird auch als E-Achse oder als elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang bezeichnet.
  • Die Getriebeanordnung des elektrischen Achsantriebsstrangs ist insbesondere mit der elektrischen Maschine koppelbar, welche zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Antriebsdrehmoment handelt es sich um ein Hauptantriebsdrehmoment, sodass das Kraftfahrzeug ausschließlich durch das Antriebsdrehmoment der elektrischen Maschine angetrieben wird.
  • Der zumindest eine Differentialkorb des Kegelraddifferentials ist vorteilhafterweise glockenförmig ausgebildet. Es können beide Differentialkörbe die gleiche Glockenform aufweisen, wobei beide Differentialkörbe auch identisch sein können. Die vorteilhafte Wirkung dieser glockenförmigen Gestalt ist darin begründet, dass der Differentialkorb hierdurch eine besonders gute strukturelle Stabilität aufweist, wodurch auch die Ölführung durch den Zwischenraum (Spalt) mit der auf den Differentialkorb aufgesetzten glockenförmigen Kappe besonders kontrolliert erfolgen kann. Die Kappe ist vorteilhafterweise in seiner glockenförmigen Gestalt konkruent zum glockenförmigen Differentialkorb ausgebildet, wobei die Kappe an seinen beiden axialen Enden eine zentrale Öffnung hat, mit der zum Einen die Kappe auf den Differentialkorb aufgesteckt werden kann und andererseits der Differentialkorb von der Kappe nicht axial abgeschlossen wird.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Kappe auf seiner Innenumfangsfläche ölleitende Kanäle aufweisen, welche das Öl von dem öleinleitenden axialen Ende der Kappe durch den Zwischenraum hindurch zur Öffnung des Differentialkorbs einleiten.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist von einem Ende der Kappe über dort von der Kappe ausgebildete Kanalöffnungen eintretendes Öl mit Hilfe der Kanäle in den von der Kappe umgriffenen Differentialkorb hinein leitbar.
  • Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass der Differentialkorb, welcher die Kappe trägt, ebenfalls sich in axialer Richtung erstreckende Kanäle an seiner Außenumfangsfläche aufweist, deren jeweils Kanalöffnungen dem Kegelrollenlager zugewandt sind.
  • Eine weitere Ausführung der Erfindung sieht vor, dass der zumindest eine Differentialkorb an dem einem Ende über ein Kegelrollenlager drehbar gegenüber einer Anschlussstruktur des Getriebegehäuses gelagert ist, wobei im drehenden Betrieb des Kegelraddifferentials durch die Rotation des Kegelrollenlagers erzeugte Förderwirkung das Öl in axialer Richtung in die Kanalöffnungen der Kappe eingetragen wird.
  • Es ist vorteilhaft, dass die Kanalöffnungen (von der Kappe und/oder des Differentialkorbes) umfangsseitig auf dem Teilkreisdurchmesser liegen. Insbesondere kann dieser Teilkreisdurchmesser mit dem Teilkreisdurchmesser der Kegelrollen des Kegelrollenlagers positioniert sein, wodurch eine besonders gute Ölzuleitung vom Lager in die Kappe erreicht werden kann.
  • Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Kappe an einem Verbindungsbereich mit dem von der Kappe umgriffenen Differentialkorb mit dem Differentialkorb drehfest verbunden ist. Somit entsteht keine Relativdrehzahl zwischen dem Differentialkorb und der vom ihm getragenen Kappe.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Verbindungsbereich auch die drehfeste Verbindung der beiden Differentialkörbe zueinander umfasst. Die drehfeste Verbindung der beiden Differentialkörbe miteinander ist insofern vorteilhaft, dass von der Ausbildung der Verbindung die innerhalb des Kegelraddifferentials angeordneten Zahnräder vormontiert werden können und anschließend die beiden Differentialkörbe miteinander drehfest verbunden werden.
  • Zu Verbindung in den Verbindungsbereich hinein, weist der Differentialkorb einen sich koaxial zur Drehachse des Differentialkorbes erstreckenden, zylinderringartigen Anbindungsabschnitt auf.
  • in einer Weiterbildung der Erfindung ist die Kappe als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet. So lassen sich einfach und folglich wirtschaftlich die ölleitenden Strukturen der Kanäle und Kanalöffnungen herstellen.
  • In einer Ausgestaltung weiten sich die Kanalöffnungen die Kanäle in Umfangsrichtung trichterförmig auf. So kann effizient Öl in die Kanäle eingefangen werden, wenn sich die Kappe im Betrieb dreht.
  • In einer Ausführung der Erfindung sind die Kanäle der Kappe rinnenartig ausgebildet und bilden somit zwei sich axial erstreckende und sich umfangsseitig gegenüberliegende Wandungen, wobei die Kanäle auch eine zur Drehachse weisende Innenmantelfläche zum Leiten des Öls aufweisen. Durch die Zentrifugalkraft, welche im Betrieb auf das Öl einwirkt, wird das Öl an der Innenmantelfläche platziert, gleitet aufgrund der glockenförmigen Ausbildung zum durchmessergrößeren Ende der Kappe und wird durch die rinnenartig ausgebildeten Kanäle zügiger und genauer zu den Eintrittsstellen des Differentialkorbes, durch die das Öl zu den Zahnrädern gelangt, gefördert.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Kanäle von der Außenmantelfläche des von der Kappe umgriffenen Differentialkorbes begrenzt sind.
  • Schließlich kann die Aufgabe durch einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine elektrische Maschine und dem mit der elektrischen Maschine gekoppelten erfindungsgemäßen Kegelraddifferential gelöst sein.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
  • Es zeigt:
    • 1 einen erfindungsgemäßes Kegelraddifferential in einer Schnittdarstellung,
    • 2 das Kegelraddifferential nach 1 in einer perspektivischen Explosionsansicht,
    • 3 ein Kraftfahrzeug mit einem elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang in einer schematischen Blockschaltansicht.
  • Die 1 zeigt ein nasslaufendes Kegelraddifferential 1 innerhalb eines elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrangs 20 eines Kraftfahrzeugs 21, wie es auch in der 4 skizziert ist.
  • Das Kegelraddifferential 1 verfügt über ein Antriebsrad 2 und einen ersten und einen zweiten Differentialkorb 3 und 30, wobei der Differentialkorb 3 über einen Verbindungsbereich 4 (gepunktete Linie) mit dem Antriebsrad 2 und mit dem Differentialkorb 30 drehfest verbunden ist. Innerhalb des Kegelraddifferentials 1 sind die bekannten und in Zahneingriff stehenden Ausgleichsräder 33 und Abtriebsräder 6a, 6b angeordnet.
  • Der Differentialkorb 3 ist an einem dem Antriebsrad 2 abgewandten Ende 7 über ein Kegelrollenlager 8 mit Öl 10 befüllbar, in dem das Kegelrollenlager 8 im Betrieb durch seine Drehung das Öl verwirbelt und dem Ende 7 einleitet, so dass es in einem Zwischenraum 12 gelangt. Außen auf dem Differentialkorb 3 sitzt die Kappe 34 auf und ist drehfest mit dem Differentialkorb 3 verbunden. Zwischen der Kappe 34 und dem Differentialkorb 3 ist ein Zwischenraum 12, welcher das Öl 10 in axialer Richtung zur Öffnung 9 leiten kann. Dreht sich das Kegelraddifferential 1 im Betrieb, so wird das Öl 10 durch die bei Rotation des Kegelrollenlagers 8 erzeugte Förderwirkung in axialer Richtung ausgehend vom Kegelrollenlager 8 durch den verbliebenen Zwischenraum 12 zwischen den Differentialkorb 3 und der Kappe 34 hindurch gefördert, was durch den Pfeil angedeutet ist. Der ölleitende Zwischenraum 12 zwischen der Kappe 34 und dem Differentialkorb 3 kann durch Kanäle und Kanalöffnungen ausgestaltet sein.
  • Die Öffnung 9 kann mehrfach über den Umfang verteilt von dem Differentialkorb 3 beziehungsweise 33 ausgebildet sein. Um den Ölstand sowohl im Betrieb als auch bei Stillstand zu definieren, besitzen beide Differentialkörbe 3 und 33 eine solche erfindungsgemäße Kappe 34. Die Kappe 34 hat an dem öleinleitenden Ende 7 eine umlaufende Kante 11, welche den Füllstand bestimmt.
  • Die glockenförmig ausgebildete und beidseitig axial offene Kappe 34 kann in axialer Richtung sich durch diese erstreckende Kanäle aufweisen, wobei jeder Kanal eine sich trichterförmig aufweitende Kanalöffnung haben kann, welche dem Kegelrollenlager 8 zugewandt ist. Die Kanäle münden differentialkorbseitig in Öffnungen 9 des Differentialkorbes 3, damit das Öl 10 in das Innere des Kegelraddifferentials 1 gelangen kann. Daher ist das Kegelraddifferential 1 ein nasslaufendes Kegelraddifferential.
  • In 2 gut zu sehen, weist die Kappe 34 zur besseren Stabilität an seiner Außenmantelfläche über den Umfang verteilte sich in axialer Richtung erstreckende Rippen 14 auf. Das gezeigte Kegelraddifferential 1 besitzt, wie auch in 1 sichtbar, einen zweiten Differentialkorb 30, der an einem dem Antriebsrad 2 abgewandten Ende 31 über ein zweites Kegelrollenlager 32 drehbar gegenüber der Anschlussstruktur 9 des Getriebegehäuses 14 gelagert ist.
  • Im Verbindungsbereich 5 sind die Kappen 34 mit dem Antriebsrad 2 drehfest verbunden. Die beiden Differentialkörbe 3 und 33 sind ebenfalls innerhalb des Verbindungsbereiches 5 drehfest mit dem Antriebsrad 2 verbunden. Damit ist klar, dass jede Kappe 34, welche seinen Differentialkorb 3 beziehungsweise 33 umgreift, auch drehfest mit diesem mittelbar über das Antriebsrad 2 verbunden ist. Die Verbindung zwischen der Kappe 34 und dem Antriebsrad 2 ist vorteilhafterweise lediglich als Schnappverbindung ausgebildet, damit die Kappe 34 sich nicht axial zum Differentialkorb 3 beziehungsweise 33 bewegen kann. Eine Schnappverbindung kann vorteilhafterweise derart vorgespannt sein, dass auch eine oben genannte drehfeste Verbindung ausgebildet ist.
  • Der Zwischenraum 12 leitet das Öl von außerhalb des Differentialkorbes 3, 33 über die Öffnungen 9 in das Innere des Differentialkorbes 3, 33 und somit in das Innere des Kegelraddifferentials 1. Die Kante 11 stellt dabei einen Füllstand 16 sicher, welcher durch die gestrichelte horizontale Linie in der unteren Hälfte der Schnittdarstellung in 1 zu finden ist. Der Füllstand 16 ist bei Stillstand des Kegelraddifferentials 1 eben der solche abgebildete. Im Betrieb (bei Drehung) des Kegelraddifferentials 1 verteilt sich das Öl umfangsseitig, so dass der Füllstand 16 gespiegelt auch an demselben von der Kante 11 festgelegten radialen Abstand zur Drehachse 15 zu finden ist. Klarerweise ist das Ölvolumen im Betrieb größer als bei Stillstand. Überschüssiges Öl beim Zustandswechsel vom Betrieb in den Stillstand kann über die Kanten 11 in den von einem Getriebegehäuse umragten Getrieberaum beispielsweise zu einem Reservoir abfließen. Im Betrieb kann das Öl über eine Ölgalerie dem Kegelrollenlager 8, 32 zugeführt werden, welches es dann dem öleinleitenden Ende 7 der Kappe 34 in den Zwischenraum 12 übergibt.
  • Die Kante 11 hat einen größeren Durchmesser als der Durchmesser des Außenringes 18 des Kegelrollenlagers 8 beziehungsweise 32 (denn vorteilhafterweise sind beide Kegelrollenlager 8 und 32 Gleichteile). Da es auf die Zuführung von Öl aus dem Kegelrollenlager 8, 32 zur Kante 11 der Kappe 34 ankommt, ist mit dem Durchmesser des Außenringes 18 der für die Ölzufuhr funktional relevante gemeint. Gemäß der Darstellung in 1 ist der Durchmesser des Außenringes 18 auf der der Kappe 34 zugewandten Seite zu finden. Vorteilhafterweise ist der Durchmesser der Innendurchmesser des Außenringes 18.
  • Die 3 zeigt einen bevorzugten Anwendungsfall des nasslaufenden Kegelraddifferentials 1 in einem elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang 20 eines Kraftfahrzeugs 21, umfassend eine elektrische Maschine 22 und das mit der elektrischen Maschine 22 gekoppelte Kegelraddifferential 1.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kegelraddifferential
    2
    Antriebsrad
    3
    Differentialkorb
    4
    Verbindungsbereich
    5
    Aufnahme
    6a, 6b
    Abtriebszahnrad
    7
    Ende
    8
    Kegelrollenlager
    9
    Öffnung
    10
    Öl
    11
    Kante
    12
    Zwischenraum
    13
    Kegelrollen
    14
    Rippe
    15
    Drehachse
    16
    Füllstand
    17
    Innenring
    18
    Außenring
    20
    Achsantriebsstrang
    21
    Kraftfahrzeug
    22
    elektrische Maschine
    30
    Differentialkorb
    31
    Ende
    32
    Kegelrollenlager
    33
    Ausgleichszahnrad
    34
    Kappe
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010048837 A1 [0004]
    • EP 1472475 B1 [0005]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge, der wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet [0003]

Claims (9)

  1. Nasslaufendes Kegelraddifferential (1), insbesondere für einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang (20) eines Kraftfahrzeugs (21), • mit einem ersten Differentialkorb (3), der über einen Verbindungsbereich (4a, b) mit einem zweiten Differentialkorb (30) drehfest verbunden ist, • und die beiden miteinander verbundenen Differentialkörbe (3, 30) zwei zueinander fluchtende Abtriebszahnräder (6a, 6b) beherbergen, die beide mit zumindest einem Ausgleichszahnrad (33) im Zahneingriff stehen, wobei • die beiden miteinander verbundenen Differentialkörbe (3, 30) gemeinsam antreibbar sind, so dass sich diese um die Drehachse (15) der zueinander fluchtenden Abtriebszahnräder (6a, 6b) drehen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Differentialkörbe (3, 30) von einer beidseitig axial offenen Kappe (34) umgriffen ist, die eine Ölöffnung (9) des Differentialkorbes (3, 30) beabstandet abdeckt, so dass im Betrieb des Kegelraddifferentials (1) ein Füllstand innerhalb der Differentialkörbe (3, 30) sichergestellt ist.
  2. Kegelraddifferential (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Ende (7) der Kappe (34) eintretendes Öl (10) durch einen zwischen der Kappe (34) und dem Differentialkorb (3, 30) ausgebildeten Zwischenraum (12) in den von der Kappe (34) umgriffenen Differentialkorb (3, 30) hinein leitbar ist.
  3. Kegelraddifferential (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Differentialkorb (3, 30) an dem einem Ende (7) über ein Kegelrollenlager (8) drehbar gelagert ist, wobei im drehenden Betrieb des Kegelraddifferentials (1) durch die Rotation des Kegelrollenlagers (8) erzeugte Förderwirkung das Öl (10) in axialer Richtung in den Zwischenraum (12) eingetragen wird.
  4. Kegelraddifferential (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (34) an einem Verbindungsbereich (4) mit dem von der Kappe (34) umgriffenen Differentialkorb (3, 30) mit dem Differentialkorb (3, 30) drehfest verbunden ist.
  5. Kegelraddifferential (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (4) auch die drehfeste Verbindung der beiden Differentialkörbe (3, 30) zueinander umfasst.
  6. Kegelraddifferential (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (34) als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist.
  7. Kegelraddifferential (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (34) und der von ihr umgriffene Differentialkorb (3, 30) eine zueinander kongruente Form aufweisen.
  8. Kegelraddifferential (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (34) an dem öleinleitenden Ende (7) eine umlaufende Kante (11) aufweist, welche den Füllstand des Öls (10) bestimmt.
  9. Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang (20) eines Kraftfahrzeugs (21), umfassend eine elektrische Maschine (22) und ein mit der elektrischen Maschine (22) gekoppeltes Kegelraddifferential (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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