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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Differentialgetriebegehäuse und ein Differentialgetriebe.
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Differentialgetriebe sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und dienen beispielsweise in Fahrzeugen dazu, zwei Räder so anzutreiben, dass sie in Kurven unterschiedlich schnell, aber mit gleicher Vortriebskraft drehen können.
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Wesentliche Bestandteile eines Differentialgetriebes sind ein Gehäuse, in dem zur Ausbildung des Differentials Ausgleichszahnräder aufgenommen sind, und ein Antriebsrad. Typischerweise wird dabei das Antriebsrad an das Gehäuse angebunden, beispielsweise an dessen Außenseiten angeschweißt. Aus der
EP 1 219 865 A1 ist zudem ein Differentialgetriebe bekannt, bei dem das Antriebsrad Teil eines Gehäuseteils ist, das mit einem anderen Gehäuseteil zur Ausbildung des Gehäuses verschweißt wird.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Differentialgetriebegehäuse bereitzustellen, das gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten verbessert ist, insbesondere im Hinblick auf dessen Fertigung, Stabilität und Gewicht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Differentialgetriebegehäuse gemäß Anspruch 1 und ein Differentialgetriebe mit einem Differentialgetriebegehäuse gemäß Anspruch 11. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Erfindungsgemäß ist ein Differentialgetriebegehäuse vorgesehen, das ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil umfasst, die im montierten Zustand in einem Schnittstellenbereich miteinander stoffschlüssig verbunden sind, wobei das erste Gehäuseteil als einstückig geschmiedetes Bauteil ein Kragen zur Ausbildung eines Antriebrads umfasst und wobei das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil derart ausgeformt sind, dass im montierten Zustand das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil in Umlaufrichtung gesehen formschlüssig zusammenwirken.
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Gegenüber dem Stand der Technik wird im erfindungsgemäßen Differentialgetriebegehäuse eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil mit einem formschlüssigen Zusammenwirken zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil kombiniert. Dadurch wird mit Vorteil die Stabilität des gefertigten Differentialgetriebegehäuses erhöht, während gleichzeitig das Gewicht des gefertigten Differentialgetriebegehäuses reduziert wird, weil man beispielsweise auf ein zusätzliches Befestigungsmittel – wie z.B. eine Schraube – verzichten kann. Auch die Schweißung zur stoffschlüssigen Verbindung der beiden Gehäuseteile vereinfacht sich erheblich.
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Vorzugsweise wirken das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil im Schnittstellenbereich in Umlaufrichtung gesehen formschlüssig zusammen. Mit anderen Worten: Sowohl die stoffschlüssige Verbindung als auch der Formschluss sind im Schnittstellenbereich angeordnet. Außerdem lässt sich das zweite Gehäuseteil durch den Formschluss bei der Fertigung gegenüber dem ersten Gehäuseteil für eine anschließende Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung ausrichten bzw. fixieren. Als Schnittstellenbereich ist insbesondere derjenige Bereich zu verstehen, in dem das erste Gehäuseteil das zweite Gehäuseteil kontaktiert bzw. in axialer Richtung gesehen ein Übergang vom ersten Gehäuseteil zum zweiten Gehäuseteil erfolgt. Als besonders signifikant für die Gewichtsreduktion des gefertigten Differentialgetriebegehäuses erweist sich die gemeinsame Ausformung des ersten Gehäuseteils und des Antriebsrads als einstückiges Bauteil. Zudem wird dadurch die Anzahl der Bauteile zur Bildung des Differentialgetriebegehäuses reduziert, was sich vorteilhaft auf ein Zusammensetzen des Differentialgetriebegehäuses bei der Fertigung auswirkt.
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Insbesondere ist es vorgesehen, dass das erste Gehäuseteil eine Wölbung zur Ausbildung eines Hohlraums aufweist, in dem die Ausgleichszahnräder bzw. Planetenräder zur Bildung des Differentials angeordnet sind. Die Wölbung ist dabei im Wesentlichen konzentrisch zum äußersten Umfang des Kragens ausgeformt und in Radialrichtung bevorzugt stufig ausgebildet. Im gefertigten Zustand ist das zweite Gehäuseteil in axialer Richtung im Wesentlichen deckungsgleich bzw. symmetrisch zur Wölbung des ersten Gehäuseteils angeordnet und bildet zusammen mit der Wölbung den Hohlraum. Dabei wird die axiale Richtung durch eine Symmetrieachse des Differentialgetriebegehäuses festgelegt, zu der das Differentialgetriebegehäuse rotationssymmetrisch ist, insbesondere zu der der Kragen im Wesentlichen vollständig rotationsymmetrisch ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das ersten Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil warm umgeformt bzw. geschmiedet sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteile als Stecksatz zur Ausbildung des in Umlaufrichtung wirkenden Formschlusses ausgestaltet sind. Dadurch lassen sich das erste und zweite Gehäuseteil bei der Fertigung ineinanderstecken, wodurch sie in vorteilhafter Weise für einen anschließenden Schweißvorgang positionsfest zueinander angeordnet sind. Dies vereinfacht die Fertigung des Differentialgetriebegehäuses erheblich. Beispielsweise bildet das erste Gehäuseteil einen Lagersitz für das zweite Gehäuseteil aus. Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil im Sinne eines Schlüssel-Schloss-Prinzips ineinander steckbar sind. Dadurch werden mit Vorteil das erste und das zweite Gehäuseteil bereits beim Zusammensetzen in einer gewünschten Position zueinander ausgerichtet.
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In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das zweite Gehäuseteil mit einer Stirnseite in das erste Gehäuseteil eingreift. Vorzugsweise greift das zweite Gehäuseteil teilweise durch den Kragen des ersten Gehäuseteils hindurch. Für das Ein- bzw. Durchgreifen durch den Kragen sind insbesondere Aussparungen im ersten Gehäuseteil insbesondere in dessen Kragen vorgesehen. Durch diese sich in Umlaufrichtung partiell erstreckenden Aussparungen im ersten Gehäuseteil lässt sich das Gewicht des Differentialgetriebegehäuses mit Vorteil weiter reduzieren. Weiterhin ist es dabei vorgesehen, dass das zweite Gehäuseteil an seinem der Stirnseite, die im gefertigten Zustand in das erste Gehäuseteil eingreift, zugewandten Ende einen Einführfläche bzw. einen Einführbereich aufweist. Vorstellbar ist, dass die Einführfläche gegenüber der Symmetrieachse schräg, d. h. nicht parallel, verläuft, um ein Einführen des zweiten Gehäuseteils in das erste Gehäuseteil weiter zu vereinfachen.
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Zweckmäßig ist es vorgesehen, dass das zweite Gehäuseteil an seiner Stirnseite sich in Umlaufrichtung erstreckende bogenförmige Teilabschnitte bzw. Ringsegmente aufweist, die im montierten Zustand in komplementäre Aussparungen im ersten Gehäuseteil eingreifen, insbesondere durch den Kragen hindurchgreifen. Mit anderen Worten: die Stirnseite des ersten Gehäuseteils ist in Umlaufrichtung unterbrochen bzw. bildet Ringsegmente aus. Dabei erstreckt sich ein bogenförmiger Teilabschnitt bzw. Ringsegment vorzugsweise über einen Winkelbereich zwischen 10° und 140°, bevorzugt zwischen 30° und 130° und besonders bevorzugt zwischen 80° und 120°. Dabei sind besonders bevorzugt mehrere bogenförmige Teilabschnitte, insbesondere in Umlaufrichtung gesehen äquidistant zueinander angeordnete bogenförmige Teilabschnitte, vorgesehen. Im gefertigten Zustand wirken die bogenförmigen Teilabschnitte mit dem zweiten Gehäuseteil in Umlaufrichtung formschlüssig zusammen. Beispielsweise ist das zweite Gehäuseteil bügelförmig bzw. gabelförmig ausgestaltet. Weiterhin ist es vorstellbar, dass das zweite und das erste Gehäuseteil zusätzlich oder alternativ eine Stirnverzahnung zur Ausbildung des Formschlusses in Umlaufrichtung aufweisen. Weiterhin ist es vorstellbar, dass die bogenförmigen Teilabschnitte bzw. Ringsegmente gehärtet sind.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil über eine sich in axialer und/oder radialer Richtung erstreckende Stoffschlussnaht miteinander verbunden sind. Vorzugsweise ist die Stoffschlussnaht an einer Außenseite des Differentialgetriebegehäuses angebracht. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil derart ausgestaltet sind, dass das zusammengesetzte bzw. ineinander gesteckte System aus dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil, zumindest im Schnittstellenbereich, eine geschlossene Außenoberfläche ausbildet. Diese zumindest teilweise geschlossene Außenoberfläche bedeckt die innerhalb des Hohlraums angeordneten Bauteile, so dass diese geschützt sind gegenüber einem Stoffschlussnahtbildungsprozess, beispielsweise einem Verschweißen des ersten und des zweiten Gehäuseteils. Vorzugsweise handelt es sich um eine Stoffschlussnaht, die durch ein Laserschweißverfahren, beispielsweise unter Verwendung eines Zusatzdrahts, gebildet wird. Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, wenn die Stoffschlussnaht sich entlang des Umfangs des bogenförmigen Teilabschnitts erstreckt bzw. diese teilweise ummantelt. Dadurch wird mit Vorteil die Stabilität des gefertigten Differentialgetriebegehäuses weiter erhöht. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Stoffschlussnaht auf einer Seite des ersten Gehäuseteils angeordnet ist, die einer Seite gegenüberliegt, über die das zweite Gehäuseteil beim Zusammenstecken eingeführt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil derart gestaltet sind, dass zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil ein Einstich zur Aufnahme eines Stoffschlussmaterials ausgebildet ist, insbesondere ein in radialer Richtung gesehen zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil angeordneter Einstich, der dort in dem Schnittstellenbereich zu liegen kommt. Durch den Einstich wird mit Vorteil eine sich in axialer Richtung erstreckende, möglichst große Fläche zur Ausbildung der Stoffschlussnaht bereitgestellt, wodurch sich die Stabilität der Verbindung des ersten Gehäuseteils und des zweiten Gehäuseteils weiter verbessern lässt. Hierzu nimmt ein Verhältnis zwischen einer in axialer Richtung bemessenen Tiefe des Einstichs zu einer axialen Dicke des Kragens im Schnittstellenbereich einen Wert zwischen 0,1 und 0,5, bevorzugt zwischen 0,15 und 0,45 und besonders bevorzugt zwischen 0,25 und 0,35 an. Insbesondere wird der Einstich beim Verschweißen mit dem Material des Zusatzdrahts gefüllt, bevorzugt vollständig gefüllt. Zur Ausbildung des Einstichs umfasst die Aussparung und/oder die Einführfläche eine Schräge bzw. einen schräg zur Symmetrieachse verlaufenden Teilabschnitt. Vorzugsweise sind das erste und das zweite Gehäuseteil derart ausgestaltet, dass der Einstich im Schnittstellenbereich an der Außenoberfläche des zusammengesetzten Systems aus erstem und zweitem Gehäuseteil ausgebildet ist. Dadurch ist der Einstich für den Stoffschlussnahtbildungsprozess, beispielsweise das Schweißen, von außen einfach zugänglich, wodurch die Fertigung des Differentialgetriebegehäuses mit Vorteil weiter vereinfacht wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass in einem zusammengefügten Zustand zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil eine Spielpassung zwischen 0,05 und 0,5 mm, bevorzugt zwischen 0,1 und 0,4 mm und besonders bevorzugt zwischen 0,1 und 0,3 mm oder zumindest partiell eine Presspassung vorliegt. Durch diese Dimensionierungen lassen sich das erste und zweite Gehäuseteil besonders einfach ineinanderstecken. Bei einer Dimensionierung zwischen 0,1 und 0,3 mm hat sich mit Vorteil herausgestellt, dass die Spielpassung nicht nur ein einfaches Zusammensetzen sicherstellt, sondern auch eine positionsfeste Anordnung zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil ermöglicht, die die Handhabe beim stoffschlüssigen Verbinden des ersten und des zweiten Gehäuseteils vereinfacht. Alternativ ist auch eine Presspassung vorstellbar, mit der das zweite Gehäuseteil vor der Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung fixiert wird. Mittels einer Presspassung lässt sich mit Vorteil das zweite Gehäuseteil für die Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung gegenüber dem ersten Gehäuseteil fixieren. Dabei ist es vorstellbar, dass die Presspassung durch sich radial oder in Umlaufrichtung erstreckende Vorsprünge an der Innenseite der Aussparung oder an einer Außenseite der bogenförmigen Teilbereiche bedingt oder unterstützt wird. Insbesondere ist unter einem zusammengefügten Zustand ein Zustand zu verstehen, in dem das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil zusammengesetzt, aber noch nicht stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
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In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass in axialer Richtung gesehen, der Schnittstellenbereich auf Höhe des Kragens angeordnet ist. Dies erweist sich insbesondere als vorteilhaft für den Schmiedeprozess des ersten Gehäuseteils, da dadurch nur eine Wölbung in eine Richtung erforderlich ist. Zudem lassen sich für die Bildung des Hohlraums zwei im Wesentlichen gleich große Hälften bereitstellen, was sich als vorteilhaft für das Bestücken des Differentialgetriebegehäuses zeitlich vor dem Zusammenfügen erweist und für die in axialer Richtung angeordneten Massen.
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Zweckmäßig ist es vorgesehen, dass im montierten Zustand die Stirnseite des zweiten Gehäuseteils auf einer Auflagefläche des ersten Gehäuseteils aufliegt, wobei die Auflagefläche in axialer Richtung gesehen im Wesentlichen auf einer Höhe mit einer den Kragen in axialer Richtung begrenzenden Abschlussfläche angeordnet ist. Durch die Ausbildung einer Auflagefläche für das zweite Gehäuseteil kann sich das zweite Gehäuseteil während der Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung abstützen. Weiterhin ist es vorgesehen, dass der Kragen an seinem in radialer Richtung gesehen äußersten Umfang dicker ist als im Schnittstellenbereich. Dadurch kann mit Vorteil ein einfacher Zugang zum Schnittstellenbereich, beispielsweise für das Ausbilden der stoffschlüssigen Verbindung, realisiert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das erste Gehäuseteil aus einem anderen Material gefertigt ist als das zweite Gehäuseteil. Besonderes bevorzugt ist es vorgesehen, wenn ein Material, aus dem das erste Gehäuseteil gefertigt ist, 16MnCrS5 umfasst und/oder wenn ein Material, aus dem das zweite Gehäuseteil gefertigt ist, 30MnVS6 umfasst.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Differentialgetriebegehäuse mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil, die im montierten Zustand in einem Schnittstellenbereich miteinander stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden sind, wobei das erste Gehäuseteil als einstückig geschmiedetes Bauteil einen Kragen zur Ausbildung eines Antriebrads umfasst, wobei im gefertigten Zustand das erste Gehäuseteil einen größeren Anteil an dem zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil ausgebildeten Hohlraum als das zweite Gehäuseteil bereitstellt.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Differentialgetriebe mit einem Differentialgetriebegehäuse. Alle für das erfindungsgemäße Differentialgetriebegehäuse beschriebenen Merkmale und deren Vorteile lassen sich sinngemäß ebenfalls auf das erfindungsgemäße Differentialgetriebe übertragen und andersherum.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Differentialgetriebegehäuses, umfassend die Schritte:
- – Schmieden eines ersten Gehäuseteils und eines zweiten Gehäuseteils, wobei das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil derart geschmiedet werden, dass im montierten Zustand das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil in Umlaufrichtung gesehen formschlüssig zusammenwirken,
- – Zusammensetzen des ersten Gehäuseteils und des zweiten Gehäuseteils und
- – Ausbilden einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil. Alle für das erfindungsgemäße Differentialgetriebegehäuse beschriebenen Merkmale und deren Vorteile lassen sich sinngemäß ebenfalls auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen und andersherum.
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Insbesondere ist es vorgesehen, dass zeitlich vor dem Zusammensetzen des ersten Gehäuseteils und des zweiten Gehäuseteils Bauteile, wie z. B. Ausgleichszahnräder, innerhalb des ersten Gehäuseteils und/oder des zweiten Gehäuseteils angeordnet werden. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das erste Gehäuseteil und/oder das zweite Gehäuseteil nach dem Schmieden, vorzugsweise unmittelbar nach dem Schmieden, durch einen spanenden Prozess, beispielsweise ein Fräsen, weiterverarbeitet werden. Dadurch lässt sich beispielswiese eine Verzahnung für das Antriebsrad realisieren oder durch Bohrungen lassen sich Aufnahmen für Lagerbolzen, Ausgleichsräder oder Ähnliches bereitstellen.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstands mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Einzelne Merkmale der einzelnen Ausführungsform können dabei im Rahmen der Erfindung miteinander kombiniert werden.
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Es zeigt:
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1a und 1b: ein Differentialgetriebegehäuse gemäß einer bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Gesamtansicht (1a) und einer Schnittansicht (1b),
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2a und 2b: ein erstes Gehäuseteil für das Differentialgetriebegehäuse aus den 1a und 1b in einer perspektivischen Gesamtansicht (2a) und einer Schnittansicht (2b),
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3a und 3b: ein zweites Gehäuseteil für das Differentialgetriebegehäuse aus den 1a und 1b in einer perspektivischen Gesamtansicht (3a) und einer Schnittansicht (3b),
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4: eine Detailansicht des Schnittstellenbereichs des Differentialgetriebegehäuses aus den 1a und 1b und
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5: eine Schnittansicht eines Differentialgetriebegehäuses gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In der 1 ist ein Differentialgetriebegehäuse 1 gemäß einer bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Gesamtansicht (siehe 1a) und einer Schnittansicht (siehe 1b) dargestellt. Beispielsweise handelt es sich um ein Differentialgetriebegehäuse 1 für ein Differential in einem Fahrzeug. Solche Differentiale dienen insbesondere dazu, zwei Räder so anzutreiben, dass sie in Kurven unterschiedlich schnell, aber mit gleicher Vortriebskraft drehen können. Hierzu sind im innerhalb des Differentialgehäuses 1, d. h. innerhalb eines Hohlraums 15 des Differentialgetriebegehäuses, Ausgleichszahnräder des Differentials vorgesehen.
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Wesentliche Bestandteile des Differentialgetriebegehäuses 1 sind ein erstes Gehäuseteil 11, das in den 2a und 2b im Detail dargestellt ist, und ein zweites Gehäuseteil 12, das in den 3a und 3b im Detail dargestellt ist. Vorzugsweise bilden das erste Gehäuseteil 11 und das zweite Gehäuseteil 12 im Wesentlichen zwei Hälften des Differentialgetriebegehäuses 11, beispielsweise in dem sich die in axialer Richtung bemessenen Erstreckungen des ersten Gehäuseteils 11 und des zweiten Gehäuseteils 12 im Wesentlichen gleichen bzw. identisch sind.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das erste Gehäuseteil 11 als einstückiges Bauteil, beispielsweise durch ein Gesenkschmieden, geschmiedet ist und einen Kragen 13 zur Ausbildung eines Antriebrads umfasst. Im Rahmen des Schmiedens wird dabei im Wesentlich konzentrisch zum äußersten Umfang des Kragens eine Wölbung 14 realisiert, die ein Gegenstück zum zweiten Gehäuseteil 12 bildet. D. h. die Wölbung 14 und das zweite Gehäuseteil 12 legen den Hohlraum 15 des Differentialgetriebegehäuses 1 fest. Vorzugsweise ist das erste Gehäuseteil 11 durch einen warmen Umformungsprozess geschmiedet worden. Ferner weist der Kragen 13 an seinem Umfang vorzugsweise eine Verzahnung 18 auf, die insbesondere im Anschluss an den Schmiedevorgang realisiert wurde. Vorstellbar ist dabei, dass die Verzahnung 18 in den in radialer Richtung gesehen äußersten Umfang des Kragens 13 eingefräst wurde. Hierbei verlaufen Zahnkanten der Verzahnung 18 schräg zur Symmetrieachse S. Um den im Betrieb zu erwartenden Belastungen standzuhalten, ist das erste Gehäuseteil 11, insbesondere die Verzahnung 18 des ersten Gehäuseteils 11, gehärtet. Besonderes bevorzugt ist es vorgesehen, wenn ein Material, aus dem das erste Gehäuseteil 11 gefertigt ist, 16MnCrS5 umfasst.
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Um einen in Umlaufrichtung U wirkenden Formschluss zwischen dem ersten Gehäuseteil 11 und dem zweiten Gehäuseteil 12 zu veranlassen, umfasst das erste Gehäuseteil 11 Aussparungen 17, insbesondere im Bereich der Wölbung 14 bzw. am Fuß der Wölbung 14, d. h. in einem Übergangsbereich zwischen dem Kragen 13 und der Wölbung 14. Vorzugsweise sind die Aussparungen 17 taschenförmig bzw. schlitzförmig ausgestaltet und erstrecken sich partiell entlang der Umlaufrichtung U. Dabei erstreckt sich die Aussparung 17 im ersten Gehäuseteil 11 insbesondere nur über einen bestimmten bzw. festgelegten Winkelbereich. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei einander gegenüberliegende Aussparungen 17, die insbesondere in Umlaufrichtung U gesehen gleich lang sind, vorgesehen. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Aussparung 17 in axialer Richtung gesehen durch eine Auflagefläche 28 begrenzt ist. Durch diese Aussparungen 17 ist es mit Vorteil möglich, dass das zweite Gehäuseteil 12 mit dessen Stirnseite 22 in die Aussparung 17 eingeschoben werden kann bis die Stirnseite 22 auf der Auflagefläche 28 aufliegt. Die in die Aussparung 17 eingeschobenen Teile des zweiten Gehäuseteils 12 wirken dann mit den die Aussparung 17 in Umlaufrichtung U gesehen begrenzenden Seitenflächen 16 formschlüssig zusammen. Hierzu sind die Aussparungen 17 des ersten Gehäuseteils 11 und die in die Aussparung 17 eingreifenden Teile des zweiten Gehäuseteils 12 vorzugsweises derart ausgestaltet, dass eine Spielanpassung oder Pressanpassung zwischen ihnen vorliegt.
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Insbesondere sind die Aussparungen 17 im ersten Gehäuseteil 11 komplementär ausgestaltet zu der Form des zweiten Gehäuseteils 12 an dessen Stirnseite 22. Die in den 3a und 3b dargestellte Ausführungsform ist bügelförmig bzw. gabelförmig ausgestaltet. Vorzugsweise ist das zweite Gehäuseteil 22 ebenfalls geschmiedet, insbesondere einstückig geschmiedet. Vorzugsweise ist das zweite Gehäuseteil 22 ebenfalls durch einen warmen Schmiedeprozess umgeformt worden. Besonderes bevorzugt ist es vorgesehen, wenn ein Material, aus dem das zweite Gehäuseteil 22 gefertigt ist, 30MnVS6 umfasst. Weiterhin umfasst das zweite Gehäuseteil 22 eine Öffnung 35 zur Aufnahme einer Achse bzw. Welle, wobei die Öffnung 35 im verbauten Zustand konzentrisch zum äußersten Umfang des Kragens 13 verläuft und in axialer Richtung deckungsgleich zu einer weiteren Öffnung 35‘ im ersten Gehäuseteil 11 angeordnet ist. Zudem umfasst das zweite Gehäuseteil 12 Lagerungen 34, in denen beispielweise Ausgleichszahnräder des Differentials gelagert werden können. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das zweite Gehäuseteil 22 an einem der Stirnseite 22, die im montierten Zustand in die Aussparung 17 des ersten Gehäuseteils 11 eingreift, zugewandten Ende einen Einführbereich 31 aufweist. Es ist dabei vorstellbar, dass der Einführbereich 31 in axialer Richtung verjüngt bzw. eine schräg verlaufende Einführfläche aufweist. Denkbar ist beispielsweise auch, dass diese Einführfläche durch ein sich an das Schmieden anschließenden Spanvorgang, insbesondere ein Fräsen, realisiert wird.
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Zur Montage des Differentialgetriebegehäuses 10 ist es insbesondere vorgesehen, dass nach einer separaten Herstellung des ersten Gehäuseteils 11 und des zweiten Gehäuseteils 12, Planetenräder, Lagerbolzen oder Ähnliches montiert werden und anschließend zum Verschließen des Differentialgetriebegehäuses 1 das zweite Gehäuseteil 12 in das erste Gehäuseteil 11 entlang einer durch die Symmetrieachse S vorgegebenen Richtung eingeschoben wird bzw. positioniert wird. Vorteilhaft ist es hierbei zur Positionierung ein Spreizdorn zu verwenden. Vorzugsweise durchgreift ein Ende des zweiten Gehäuseteils 12 den Kragen 13 bis die Stirnseite 22 des zweiten Gehäuseteils auf der Auflagefläche 28 des ersten Gehäuseteils 11 aufliegt.
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Zum Verbinden des ersten Gehäuseteils 11 und des zweiten Gehäuseteils 12 ist vorzugsweise ein Stoffschluss vorgesehen, wie er in 4 in einer Detailansicht dargestellt ist. Besonderes bevorzugt ist es vorgesehen, dass das erste Gehäuseteil 11 mit dem zweiten Gehäuseteil 12 verschweißt wird. Hierzu sind das erste Gehäuseteil 11 und das zweite Gehäuseteil 12 in einem Schnittstellenbereich SB, d. h. insbesondere in einem Bereich, in dem das erste Gehäuseteil 11 und das zweite Gehäuseteil 12 ineinander eingreifen, verschweißt. Um den Zugang zum Schnittstellenbereich SB zu vereinfachen ist es insbesondere vorgesehen, dass eine in axialer Richtung bemessene Dicke DZ des Kragens 13 am äußeren Umfang größer ist als eine in axialer Richtung bemessene Dicke DK des Kragens 13 im Schnittstellenbereich SB. Vorzugsweise sind das erste Gehäuseteil 11 und das zweite Gehäuseteil 12 derart dimensioniert, dass sich ein Einstich 25, insbesondere ein sich in axialer Richtung erstreckender Einstich 25, zwischen dem ersten Gehäuseteil 11 und dem zweiten Gehäuseteil 12 ausbildet. Beispielsweise wird die Einführfläche des zweiten Gehäuseteils 12 derart gegenüber der Symmetrieachse S schräg ausgestalten, dass sich der Einstich 25 ausbildet. Weiterhin ist es vorgesehen, dass der Einstich 25 derart dimensioniert ist, dass ein Verhältnis zwischen einer in axialer Richtung bemessenen Tiefe ET des Einstichs zu der axialen Dicke DK des Kragens 13 im Schnittstellenbereich SB einen Wert zwischen 0,1 und 0,5, bevorzugt zwischen 0,15 und 0,45 und besonders bevorzugt zwischen 0,25 und 0,35 an.
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Besonderes bevorzugt ist es vorgesehen, ein Laserschweißen zum Verbinden des ersten Gehäuseteils 11 mit dem zweiten Gehäuseteil 12 zu nutzen, insbesondere unter Verwendung eines Zusatzdrahts. Hierbei wird mit Vorteil der Einstich 25 bzw. ein Schweißspalt vollständig gefüllt. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das erste Gehäuseteil 11 und das zweite Gehäuseteil 12 derart gestaltet sind, dass sie in einem zusammengesteckten Zustand eine geschlossene Außenfläche bilden. Dadurch lässt sich mit Vorteil von außen eine Stoffschlussnaht 20 zum Verbinden des ersten Gehäuseteils 11 und des zweiten Gehäuseteils 12 realisieren, wobei während des Stoffschlussprozesses, beispielsweise beim Schweißen, die Bauteile innerhalb des Gehäuses, d. h. im Hohlraum 15, geschützt sind, insbesondere gegenüber Schweißspritzern. Mit anderen Worten: die geschlossene Außenfläche des zusammengesetzten Systems aus dem ersten Gehäuseteil 11 und dem zweiten Gehäuseteil 12 deckt die Bauteile innerhalb des Gehäuses ab.
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In 5 ist eine Schnittansicht eines Differentialgetriebegehäuses 1 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gegenüber der Ausführungsform aus den 1 bis 4 unterscheidet sich das Differentialgetriebegehäuse 1 insbesondere dahingehend, dass das erste Gehäuseteil 11 und das zweite Gehäuseteil 12 derart ausgeformt sind, dass das erste Gehäuseteil 11 im zusammengesetzten Zustand einen größeren Anteil am Hohlraum 15 als das zweite Gehäuseteil 12 bereitstellt. Insbesondere ist das zweite Gehäuseteil 12 deckelartig ausgestaltet und bildet einen Abschluss des Differentialgetriebegehäuses 10 an dessen Stirnseite. Vorzugsweise nimmt ein Verhältnis zwischen einer in axialer Richtung bemessenen zweiten Höhe H2 des zweiten Gehäuseteils 12 zu einer in axialer Richtung bemessenen ersten Höhe H1 des ersten Gehäuseteils 11 einen Wert zwischen 0,3 und 0,7, bevorzugt zwischen 0,4 und 0,6 und besonderes bevorzugt im Wesentlichen 0,5 an. Dadurch lässt sich ein möglichst großer Bereich des Differentialgetriebegehäuses 1, der den Hohlraum 15 bildet, einstückig schmieden. Dies erweist sich insbesondere in Hinblick auf eine Moment-/Kraftübertragung im Differentialgetriebegehäuse 1 als besonders vorteilhaft. Insbesondere ist das deckelartige zweite Gehäuseteil 12 stoff-, kraft- und/oder formschlüssig mit dem ersten Gehäuseteil 11 verbunden. Um eine Bohrung, z. B. zur Bildung einer Lagerung 34, in das erste Gehäuseteil 11 einzulassen, verläuft der Kragen 13 gegenüber einer senkrecht zur Symmetrieachse S verlaufenden Ebene K schräg. Insbesondere ist der Kragen 13 gegenüber der senkrecht zur Symmetrieachse S verlaufenden Ebene um einen Winkel α zwischen 10° und 60°, bevorzugt zwischen 30° und 50° und besonders bevorzugt zwischen 35° und 45° geneigt. Alternativ ist es auch vorstellbar, dass auf einen schrägen Verlauf des Kragens 13 verzichtet wird, insbesondere wenn die Position für die Bohrung einfach zugänglich ist. Vorstellbar ist es auch, dass in das erste Gehäuseteil 11, insbesondere in den Kragen 13 des ersten Gehäuseteils 11 eine Aussparung, insbesondere eine taschenartige Aussparung, eingelassen ist, über die wiederum eine Bohrung zur Bildung der Lagerung 34 erfolgt. Ein weiterer Vorteil der deckelartigen Ausgestaltung des zweiten Gehäusedeckels 12 ist, dass sich ein solches zweites Gehäuseteil 12 vergleichsweise einfach schmieden lässt. Dabei ist es vorstellbar, dass das zweite Gehäuseteil 12 scheibenförmig oder gabelförmig ausgestaltet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Differentialgetriebegehäuse
- 11
- erstes Gehäuseteil
- 12
- zweites Gehäuseteil
- 13
- Kragen
- 14
- Wölbung
- 15
- Hohlraum
- 16
- Seitenflächen
- 17
- Aussparung
- 18
- Verzahnung
- 19
- Abschlussfläche
- 20
- Stoffschlussnaht
- 22
- Stirnseite
- 23
- bogenförmiger Teilbereich
- 25
- Einstich
- 28
- Auflagefläche
- 31
- Einführbereich
- 34
- Lagerungen
- 35
- Öffnung
- 35‘
- weitere Öffnung
- SB
- Schnittstellenbereich
- U
- Umlaufrichtung
- S
- Symmetrieachse
- H1
- erste Höhe
- H2
- zweite Höhe
- α
- WinkelDZ am äußeren Umfang bemessene Dicke des KragensDK im Schnittstellenbereich bemessene Dicke des Kragens
- TE
- Tiefe des Einstichs
- K
- Ebene
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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