WO2005038306A1

WO2005038306A1 - Differentialanordnung mit durchbrüchen zur schmierung

Info

Publication number: WO2005038306A1
Application number: PCT/EP2004/010037
Authority: WO
Inventors: Werner Krude; Boris Kracheninnikov
Original assignee: Gkn Driveline International Gmbh
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2005-04-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Differentialanordnung, insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Diese umfaßt einen um die Drehachse X drehbaren Differentialkorb (2), ein in dem Differentialkorb zentriert gehaltenes Trägerelement (6), das gemeinsam mit dem Differentialkorb (2) um die Drehachse X umläuft und mehrere Zapfen (7) mit darauf drehbar gelagerten Ausgleichsrädern (8) aufweist, sowie zwei mit den Ausgleichsrädern (8) kämmende Seitenwellenräder (11, 12). Der Differentialkorb (2) umfaßt zwei Korbteile (3, 4) mit koaxial zur Drehachse X verlaufenden Hülsenansätzen (26, 27) zur Aufnahme von Wälzlagern (31, 32) in denen der Differentialkorb (2) zu lagern ist. In zumindest einem der Korbteile (3, 4) sind in radialer Überdekkung mit den Wälzlagern (31, 32) axiale Durchbrüche (28, 29) zum Eintritt von Schmiermittel in den Differentialkorb (2) vorgesehen.

Description

Differentialanordnung mit Durchbrüchen zur Schmierung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Differentialanordnung, die Teil eines Differentialgetriebes ist und insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dient.

Aus der EP 0 343 146 A2 ist ein Ausgleichsgetriebe in Form eines Kegelradgetriebes bekannt, wobei im Getriebegehäuse Durchtrittsöffnungen zum Durchtritt von Schmiermittel vorgesehen sind. Die Durchtrittsöffnungen sind radial außen von einem Schleudertopf überdeckt, um das Schmiermittel in die Durchtrittsöffnungen zu drängen. Dabei strömt das Schmiermittel aufgrund der Fliehkraft entlang der Wandung des Schleudertopfes zu den radial außen liegenden Eintrittsöffnungen. Es sind weiterhin Austrittsöffnungen vorgesehen, die einen Ölüberlauf und damit eine Anpassung an die gegebenen Schmierbedingungen ermöglichen.

Die DE 43 14 887 C2 zeigt ein Differentialgetriebe mit axialen Öffnungen im Gehäuse, die zum Einsetzen des Trägers für die Ausgleichsräder dienen. Aus der DE 37 20 280 C2 und der DE 199 83 800 T1 sind ähnliche Anordnungen von Kegelraddifferentialen mit axialen Durchbrüchen im Differentialgehäuse bekannt.

Die DE 198 54 215 A1 zeigt eine Differentialanordnung mit einem Differentialkorb, der in einem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist. Die Differentialanordnung weist mehrere Ausgleichsräder und mit diesen kämmende Seitenwellenräder auf, die zur Drehmomentübertragung auf zugehörige Seitenwellen dienen. Um eine geringe axiale Abmessung zu erreichen, sind die Ausgleichsräder als Stirnräder und die Seiten- wellenräder als Kronenräder gestaltet. Der Differentialkorb ist mehrteilig ausgeführt und umfaßt einen zylindrischen Abschnitt sowie zwei Deckel. Dabei ist einer der bei- den Deckel mittels einer Flanschverbindung mit dem zylindrischen Abschnitt verbunden, während der andere in den zylindrischen Abschnitt eingepreßt ist.

Aus der DE 101 44 200 A1 ist ein Kronenraddifferential bekannt, das zum Einsatz in einem Hinterachsgetriebe dient. Dieses weist einen Differentialkorb auf, in dem mehrere Ausgleichsräder und zwei hiermit kämmende Seitenwellenräder zur Drehmomentübertragung auf zugehörige Seitenwellen des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Die Seitenwellenräder sind in axialer Richtung mittels großen Axialsicherungsringen im Differentialkorb abgestützt. Die Axialsicherungsringe sind in innenseitige Ringnu- ten des Differentialkorbes eingesetzt, wobei zwischen dem jeweiligen Axialsicherungsring und dem zugehörigen Seitenwellenrad Distanzringe vorgesehen sind. Zur Lagerung des Kronenraddifferentials in einem Gehäuse weisen die Seitenwellenräder buchsenförmige Lageransätze auf. Ein ähnliches Kronenraddifferential ist aus der EP 1 203 900 A2 bekannt, wobei eine Schmiermittelversorgung hier nicht vorge- sehen ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Differentialanordnung mit einem Differentialkorb, insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, die kompakt ist und eine geringe axiale Baulänge aufweist und gleich- zeitig eine gute Schmiermittelversorgung für die rotierenden Teile im Differentialkorb gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfind ungsgemäß durch eine Differentialanordnung, insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, gelöst, umfassend einen um eine Drehachse X drehbaren Differentialkorb mit zur Drehachse X radialen Deckelteilen auf gegenüberliegenden Seiten des Differentialkorbs, mit daran koaxial zur Drehachse X verlaufenden Hülsenansätzen zur Aufnahme von Wälzlagern, in denen der Differentialkorb zu lagern ist, ein im Differentialkorb um die Drehachse X drehbar gelagertes erstes Seitenwellen- wellenrad, das axial gegenüber einem der Deckelteile abgestützt ist, sowie ein im Differentialkorb um die Drehachse X drehbar gelagertes zweites Seitenwellenrad, das axial gegenüber dem anderen der Deckelteile abgestützt ist, sowie zumindest zwei auf zur Drehachse X senkrechten Achsen Y im Differentialkorb dreh- bar gehaltene Ausgleichsräder, die zwischen dem ersten Seitenwellenrad und dem zweiten Seitenwellenrad mit diesen kämmend angeordnet sind, wobei in zumindest einem der Deckelteile in radialer Überdeckung mit dem zugehörigen Wälzlager axiale Durchbrüche zum Eintritt von Schmiermittel in den Differenti- alkorb ausgebildet sind, wobei zumindest eine Teilzahl der axialen Durchbrüche vollständig innerhalb der Radialerstreckung des zugehörigen Wälzlagers angeordnet sind.

Die Ausbildung von axialen Durchbrüchen in den Deckelteilen in radialer Zuordnung zu den Wälzlagern verhilft zu einem von den Wälzlagern verursachten Förderstrom von Schmiermittel aus einem Differentialgehäuse in das Innere des Differentialkorbs. Die Wälzlager können insbesondere Kegelrollenlager sein, wobei diese in X- Anordnung zueinander angeordnet sind. X-Anordnung bedeutet, daß die Kraftwirkungslinien eines Kegelrollenlagers, die die Kraftübertragung vom Innenring über die Wälzkörper auf den Außenring beschreiben, einen Winkel einschließen, der in Richtung vom Differentialkorb weg geöffnet ist. Dies hat zum einen den Vorteil einer guten Abstützung; zum anderen weisen Kegelrollenlager einen Pumpeffekt auf, so daß Schmiermittel von den Kegelrollenlagern in Richtung der Durchbrüche im Differentialkorb gepumpt wird. Die Wälzlager sind vorzugsweise axial nah zu den radialen Deckelteilen angeordnet, damit viel Schmiermittel durch die Pumpwirkung der Wälzlager in Richtung Differentialkorb gefördert wird. Hierfür sind die Hülsenansätze derart gestaltet, daß ein zwischen Wälzlagern und den radialen Deckelteilen gebildeter Radialspalt minimal ist. Die Durchbrüche werden insbesondere von mehreren auf dem gleichen Teilkreis angeordneten Bohrungen oder Umfangsschlitzen in den Dek- kelteilen gebildet. Dabei ist die die Durchbrüche umgebende Wandung des zumindest einen Deckelteils vorzugsweise derart gestaltet, daß bei Rotation Schmiermittel in den Differentialkorb gefördert wird. Dies kann durch eine gegenüber einer zur Drehachse senkrechten Ebene winklig angestellte Wandung erfolgen. Günstig ist es, wenn in Ergänzung zu den Durchbrüchen zum Eintritt von Schmiermittel in den Dek- kelteilen Austrittsöffnungen für Schmiermittel im Mantel des Differentialkorbs vorhanden sind. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die Deckelteile jeweils eine Stützfläche mit einem größten Durchmesser auf, gegen die das zugehörige Seitenwellenrad abgestützt ist, wobei die Durchbrüche radial innerhalb des größten Durchmessers der zugehörigen Stützfläche angeordnet sind. So wird gewährleistet, daß das in den Differentialkorb gelangte Schmiermittel, das aufgrund der Fliehkräfte nach radial außen fließt, zwingend zum Kontaktbereich zwischen den Seitenwellenrädern und den Deckelteilen gelangt und diesen schmiert. Dies ist insbesondere wichtig, wenn der Differentialkorb ungehärtet ist, so daß die Stützflächen ohne Schmierung einem erhöhten Verschleiß unterliegen würden. In Konkretisierung stützen sich die Seitenwel- lenräder über Anlaufscheiben an den Deckelteilen ab. Die Anlaufscheiben haben einen größten Durchmesser, wobei die axialen Durchbrüche radial innerhalb des größten Durchmessers der zugehörigen Anlaufscheibe angeordnet sind. So wird gewährleistet, daß die Kontaktflächen zwischen Seitenwellenrädern und Anlaufscheiben mit Schmiermittel versorgt werden. Die axialen Durchbrüche können auch mit radialer Überdeckung zu den Anlaufscheiben angeordnet sein, wobei in den Anlaufscheiben axiale Durchtrittsöffnungen zum Durchtritt von Schmiermittel vorgesehen sind.

In bevorzugter Weiterbildung sind in zumindest einem der Seitenwellenräder axiale Löcher zum Durchtritt von Schmiermittel vorgesehen. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß Schmiermittel auch zum Verzahnungseingriff zwischen Seitenwellenrädern und Ausgleichsrädern gefördert wird. Vorzugsweise sind die Löcher in dem zumindest einen Seitenwellenrad auf kleinerem Radius angeordnet als die Durchbrüche im Deckelteil, gegen das das Seitenwellenrad abgestützt ist. So fließt ein Teil des Schmiermittels zur Kontaktfläche zwischen Anlaufscheibe und Seitenwellenrad. Eine weitere Maßnahme zur Schmierung dieser Kontaktfläche ist, daß die Löcher eines Seitenwellenrads eine Gesamtdurchtrittsfläche bilden, die kleiner ist als eine Gesamtdurchtrittsfläche der Durchbrüche im entsprechenden Deckelteil, gegen das das Seitenwellenrad abgestützt ist.

Zum Aufbau des Differentialkorbs wird vorgeschlagen, daß das erste Deckelteil vom Boden eines topfförmigen ersten Korbteils des Differentialkorbs und das zweite Dek- kelteil von einem im wesentlichen scheibenförmigen zweiten Korbteil des Differenti- alkorbs gebildet wird. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß die Differentialanordnung insgesamt kompakt baut und eine geringe axiale Länge aufweist. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weist das erste Korbteil einen Flansch auf, der zum Anschließen eines Tellerrads ausgebildet ist und der axial im Bereich des zweiten Korbteils angeordnet ist. Dabei ist nach einer ersten Ausführungsform vorgesehen, daß das zweite Korbteil in axialer Überdeckung mit dem ersten Korbteil spielfrei in dieses eingesetzt ist. Nach einer hierzu alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, daß das das zweite Korbteil mit einem Flanschabschnitt an den Flansch des ersten Korbteils angeschraubt ist. Im letzten Fall kann das Deckelteil des zweiten Korbteils gegenüber dem Flanschabschnitt so axial versetzt sein, daß das Deckelteil im ersten Korbteil axial einsitzt.

In Konkretisierung der ersten Ausführungsform sind Verbindungsmittel zum spielfreien Verbinden des zweiten Korbteils im ersten Korbteil vorgesehen, die eine Ringnut in einer Innenwandung des ersten Korbteils sowie einen Sicherungsring zum Eingreifen in die Ringnut umfassen, wobei das zweite Korbteil axial zwischen einer Schulter des ersten Korbteils und dem Sicherungsring eingespannt ist. Hierfür weist die Ringnut nach einer bevorzugten Weiterbildung eine in Bezug auf die Ausgleichsräder entfernte seitliche Stützfläche auf, mit der der Sicherungsring mit einer Seitenfläche in Anlage ist, wobei die Stützfläche und/oder die Seitenfläche in Bezug auf die Drehachse konisch gestaltet ist, wobei der Sicherungsring axial in Richtung zur Schulter beaufschlagt ist. Durch diese Ausgestaltung ist das zweite Korbteil axial spielfrei mit dem ersten Korbteil verbunden. Die Stützfläche und die Seitenfläche sind derart gestaltet, daß eine Selbsthemmung gegen Lösen gewährleistet ist. Somit ist der Siche- rungsring sicher in der Ringnut gehalten. Vorzugsweise ist das radiale Deckelteil des zweiten Korbteils zwischen der Schulter und dem Sicherungsring eingespannt.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung sind die Ausgleichsräder in Form von Stirnrädern und die Seitenwellenräder in Form von Kronenrädern gestaltet. Auf diese Weise wird eine besonders kurze axiale Baulänge der Differentialanordnung erreicht. Dabei kann zumindest eines der beiden Seitenwellenräder auch in Form eines Gelenkaußenteils eines Gleichlaufgelenks gestaltet sein. Die Ausgleichsräder sind in einer bevorzugten Konkretisierung auf einem mit dem ersten Korbteil umlaufenden Trägerelement drehbar gelagert, wobei das Trägerelement eine zentrale Bohrung aufweist. Es ist ferner vorgesehen, daß zumindest eines der Seitenwellenräder einen hülsenförmigen Abschnitt mit einer Innenverzahnung zum drehfesten Verbinden mit einem Zapfen einer Seitenwelle aufweist, wobei der hülsenförmige Abschnitt teilweise in die zentrale Bohrung des Trägerelements eintaucht. Hierdurch wird ebenfalls eine kurze Baulänge der Differentialanordnung erreicht. Der bzw. die hülsenförmigen Abschnitte können an ihren vom Differentialkorb wegweisenden Enden Lagerabschnitte zum gleitenden Lagern der Seitenwellenräder im Differentialkorb aufweisen. Alternativ hierzu können die Seitenwellenräder auch mit radialem Spiel zu dem ersten und zweiten Korbteil des Differentialkorbs angeordnet sein.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend erläutert. Hierin zeigt

Figur 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Differentialanordnung im Längsschnitt;

Figur 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Differentialanordnung im Längsschnitt;

Figur 3 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Differentialanordnung im Längsschnitt;

Figur 4 eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Differentialanordnung im Längsschnitt;

Figur 5 eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Differentialanord- nung im Längsschnitt;

Figur 6 ein Trägerelement einer der Differentialanordnungen nach einer der Figuren 1 bis 5 in Draufsicht. Figur 7 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung in perspektivischer Explosionsdarstellung.

Die in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Differentialanordnungen entsprechen hinsicht- lieh ihres Aufbaus und ihrer Funktionsweise einander weitestgehend und werden daher im folgenden zunächst gemeinsam beschrieben. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Es ist eine Differentialanordnung 1 mit einem Differentialkorb 2 gezeigt, der in einem nicht dargestellten feststehenden Gehäuse zu lagern ist. Die Differentialanordnung 1 ist Teil eines Differentialgetriebes im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges und dient zur Drehmomentübertragung von einer nicht dargestellten Längsantriebswelle auf zwei Seitenwellen. Hierfür weist der Differentialkorb 2, welcher mehrteilig ausgebildet ist und ein topfförmiges erstes Korbteil 3 sowie ein deckeiförmiges zweites Korbteil 4 umfaßt, einen Flansch 5 auf, an dem ein nicht dargestelltes Tellerrad zum Einleiten eines Drehmomentes in die Differentialanordnung angeschraubt werden kann.

In dem Differentialkorb 2, der eine Drehachse X definiert, um die die beiden Seitenwellen drehbar sind, ist ein Trägerelement 6 angeordnet, welches gemeinsam mit dem Differentialkorb 2 um die Drehachse X umläuft. Wie insbesondere in Figur 6 er- sichtlich, ist das Trägerelement 6 sternförmig ausgeführt und hat drei Zapfen 7, 7', 7" mit zur Drehachse X senkrechten Zapfenachsen Y, Y', Y" sowie einen zentralen Durchbruch 9. Im ersten Korbteil 3 sind regelmäßig über den Umfang verteilt eine der Anzahl der Zapfen 7 entsprechende Anzahl von Ausnehmungen 10 vorgesehen, in die die Zapfen 7 eingreifen.

Auf jedem der Zapfen 7 ist jeweils ein Ausgleichsrad 8 in Form eines Stirnrades drehbar gelagert, wobei als Lagerung eine Gleitlagerung vorgesehen ist. Die Ausgleichsräder 8 sind auf dem zugehörigen Zapfen 7 axial begrenzt beweglich, wobei sie durch den Verzahnungseingriff mit den Seitenwellenrädern 11 , 12 auf dem Zap- fen 7 axial schwimmend gehalten sind. Bei Rotation des Differentialkorbes 2 und dadurch auftretenden Fliehkräften laufen die Ausgleichsräder 8 radial außen gegen eine Innenwandung 19 des Differentialkorbes 2 an. Bei stillstehendem Differentialkorb 2 sind die Ausgleichsräder 8 radial innen gegen eine den Zapfen 7 im Querschnitt vergrößernde Anlauffläche 34 abgestützt.

Über das Trägerelement 6 und die Ausgleichsräder 8 werden das erste Seitenwellenrad 11 und das zweite Seitenwellenrad 12 angetrieben. Dabei sind die Seitenwellen- räder 11 , 12 als Kronenräder ausgeführt, die mit den Ausgleichsrädern 8 kämmen. Die beiden Seitenwellenräder 11 , 12 haben jeweils Naben 13, 14 mit einer Innenverzahnung, in die jeweils ein Wellenzapfen 24, 25 (nur in Figur 4 gezeigt) der zugehörigen Seitenwellen drehfest eingesteckt werden kann. Dabei richtet sich die Länge der Naben 13, 14 nach dem zu übertragenden Drehmoment. Um die axiale Baulänge der Differentialanordnung 1 kurz zu halten, ragen die Naben 13, 14 in den zentralen Durchbruch 9 des Trägerelementes 6 hinein. Ausgehend von den Naben 13, 14 verjüngen sich die Seitenwellenräder 11, 12 nach radial außen, so daß die aufgrund der Drehmomentübertragung in den Seitenwellenrädern 11, 12 entstehenden Spannungen gering gehalten sind.

Das erste Seitenwellenrad 11 ist axial unter Zwischenschaltung einer reibmindernden Anlaufscheibe 15 mit einer Radialfläche gegen einen Boden bzw. ein Deckelteil 17 des ersten Korbteils 3 abgestützt. Gleichermaßen ist auf der axial gegenüberliegenden Seite das zweite Seitenwellenrad 12 mit einer Radialfläche unter Zwischenschal- tung einer zweiten Anlaufscheibe 16 gegen ein Deckelteil 18 des zweiten Korbteils 4 axial abgestützt. Dabei werden die Anlaufscheiben 15, 16 nach Messung der axialen Baulänge zwischen den beiden Seitenwellenrädern 11 , 12 derart ausgewählt, daß ein Mindestspiel für die Verzahnung zwischen den Ausgleichsrädern 8 und den Seitenwellenrädern 11, 12 gewährleistet ist.

Zur Lagerung der Differentialanordnung 1 in einem nicht dargestellten Differentialgehäuse hat der Differentialkorb 2 zwei einander entgegengesetzt gerichtete Lageransätze 26, 27 zur Aufnahme von Wälzlagern 31, 32. Benachbart zu den Wälzlagern 31 , 32, die vorzugsweise als Kegelrollenlager ausgeführt sind, befinden sich mehrere über den Umfang verteilte axiale Durchbrüche 28, 29 im Boden bzw. Deckelteil 17 des ersten Korbteils 3 sowie im Deckelteil 18 des zweiten Korbteils 4. Bei Rotation des Differentialkorbes 2 im Gehäuse wird durch die Wälzlager 31 , 32 Öl in Richtung Differentialkorb 2 gefördert, welches durch die Durchbrüche 28, 29 in den Differenti- alkorb 2 hineingelangt und dort zur Kühlung und Schmierung der drehenden Bauteile dient. Dabei schmiert das Öl zunächst die Gleitflächen zwischen den Seitenwellenrädern 11 , 12 und der jeweils zugehörigen Anlaufscheibe 15, 16. Das in dem Differentialkorb 2 vorhandene Öl schmiert ebenfalls die Lagerflächen zwischen den Zapfen 7 des Trägerelementes 6 und den jeweils hierauf gelagerten Ausgleichsrädern 8. Hierfür sind, wie insbesondere aus Figur 6 hervorgeht, an jedem Zapfen 7, 7', 7" parallel zur jeweils zugehörigen Zapfenachse Y, Y', Y" verlaufende Abflachungen 21 , 21', 21" vorgesehen. Entlang diesen fließt das Öl zu den Lagerflächen und unter Einfluß von Fliehkräften radial aus dem Differentialkorb 2.

Die Durchbrüche 28, 29 können als Bohrungen oder vorzugsweise als Umfangs- schlitze ausgeführt werden, deren Umfangserstreckung die radiale Erstreckung um ein mehrfaches übersteigt. Beispielsweise können mindestens drei Umfangsschlitze in jedem der Deckelteile vorgesehen sein. Wenn die Anlaufscheiben 15, 16 in Über- deckung mit den Durchbrüchen 28, 29 liegen, sind in den Anlaufscheiben Durchtrittsöffnungen gleicher Form oder vom Innenumfang ausgehende über den Umfang verteilte Ausbrechungen auszubilden.

Figur 7 zeigt eine Differentialanordnung 1 mit einem Differentialkorb 2, der in einem nicht dargestellten feststehenden Differentialgehäuse drehbar zu lagern ist. Die Differentialanordnung 1 ist Teil eines Differentialgetriebes im Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs und dient zur Drehmomentübertragung von einer nicht dargestellten Längsantriebswelle auf zwei Seitenwellen. Hierfür weist der Differentialkorb 2, welcher mehrteilig ausgebildet ist und ein topfförmiges erstes Korbteil 3 sowie ein dek- kelförmiges zweites Korbteil 4 umfaßt, einen Flansch 5 auf, an dem ein Tellerrad zum Einleiten eines Drehmoments in die Differentialanordnung angebracht werden kann.

In dem Differentialkorb 2, der eine Drehachse X definiert, um die die beiden Seiten- wellen drehbar sind, ist ein Trägerelement 6 angeordnet, das gemeinsam mit dem Differentialkorb 2 um die Drehachse X umläuft. Das Trägerelement 6 ist sternförmig ausgeführt und hat drei Zapfen 7 mit zur Drehachse X senkrechten Zapfenachsen Y sowie eine zentrale Bohrung 9. Auf jeweils einem Zapfen 7 ist ein Ausgleichsrad 8 in Form eines Stirnrads drehbar gelagert, wobei als Lagerung eine Gleitlagerung vorgesehen ist. im ersten Korbteil 3 ist eine der Anzahl der Zapfen 7 entsprechende Anzahl von Durchbrüchen 10 in Form von Radialbohrungen vorgesehen, in die Lagerscheiben 30 zur Aufnahme der Zapfen 7 eingesetzt sind. Die Ausgleichsräder 8 sind auf dem zugehörigen Zapfen 7 axial längs der Zapfenachsen Y begrenzt beweglich, wobei sie durch den Verzahnungseingriff mit den Seitenwellenrädern 11 , 12 auf dem Zapfen 7 axial schwimmend gehalten sind. Bei Rotation des Differentialkorbs 2 laufen die Ausgleichsräder 8, in Bezug auf die Drehachse X radial außen, aufgrund von Fliehkräften gegen die zugehörigen Lagerscheiben 30 an. Bei stillstehendem Diffe- rentialkorb 2 sind die Ausgleichsräder 8, in Bezug auf die Drehachse X radial innen, gegen eine den Zapfen 7 im Querschnitt vergrößernde Anlagefläche abgestützt. Zur Montage wird zunächst das Trägerelement 6 in den Differentialkorb 2 eingefädelt. Anschließend werden die Ausgleichsräder 8 durch die Durchbrüche 10 auf die Zapfen 7 aufgeschoben. Zuletzt werden die Lagerscheiben 30 in die Durchbrüche 10 eingesetzt, so daß die Zapfen 7 im Differentialkorb 2 gehalten sind und mit diesem um die Drehachse X umlaufen können.

Über das Trägerelement 6 und die Ausgleichsräder 8 werden ein erstes Seitenwellenrad und ein zweites Seitenwellenrad angetrieben. Die Seitenwellenräder sind als Kronenräder ausgeführt, die jeweils zur die Zapfenachsen Y enthaltenden Mittelebene gerichtete Kronenradverzahnungen aufweisen. Mit diesen Kronenradverzahnun- gen kämmen jeweils die Ausgleichsräder 8 mit entsprechenden Stirnradverzahnungen. In den Deckelteilen 17, 18 der Korbteile 3, 4 sind axiale Durchbrüche 28, 29 ausgebildet, die als in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze ausgeführt sind.

Im folgenden werden die Unterschiede der gezeigten Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 4 beschrieben, wobei unterschiedliche Ausführungen der Bauteile mit Bezugsziffern mit entsprechend der Figuren-Nummer vergebenen Indizes versehen sind.

Ein erster Unterschied besteht hinsichtlich der Fixierung des Trägerelements 6 im Differentialkorb 2. Dabei sind bei den Differentialanordnungen 1ι, 1₃ nach den Figuren 1 und 3 Ausnehmungen 10_T , 10₃ im ersten Korbteil 3 vorgesehen, die in Form von axialen Schlitzen gestaltet sind. In diese greifen die Zapfen 7 ein, so daß das Trägerelement 6 gemeinsam mit dem Differentialkorb umläuft. Zur Montage des Trägerelementes 6 wird dieses inklusive auf die Zapfen 7 aufgeschobenen Ausgleichsrädern 8 in das erste Korbteil 3 hineingeschoben. Anschließend wird das zweite Sei- tenwellenrad 12 in Verzahnungseingriff mit den Ausgleichsrädern 8 gebracht und zuletzt das zweite Korbteil 4 in das erste Korbteil 3 axial spielfrei eingesetzt. Hierzu alternativ zeigen die Figuren 2 und 4 Differentialanordnungen 1₂, 1₄ mit Ausnehmungen 10₂, 10 welche in Form von Radialbohrungen gestaltet sind. In die Ausnehmungen 10₂, IO₄ sind jeweils Lagerscheiben 30 zur Aufnahme eines zugehörigen Zap- fens 7 eingesetzt. Zur Montage wird zunächst das Trägerelement 6 in den Differentialkorb 2 eingefädelt. Anschließend werden die Ausgleichsräder 8 durch die Ausnehmungen 10₂, IO₄ auf die Zapfen 7 aufgeschoben. Zuletzt werden die Lagerscheiben 29, 30 in die Ausnehmungen 10₂, 10₄ eingesetzt.

Ein weiterer Unterschied besteht hinsichtlich der Ausgestaltung des deckeiförmigen zweiten Korbteils 4. Wie oben beschrieben umfassen die Differentialkörbe

2₂ nach den Figuren 1 und 2 jeweils ein zweites Korbteil 4., 4₂, das mit einem Deckelteil 18 in eine Eindrehung des ersten Korbteils 3-ι, 3₂ eingesetzt und mittels eines Sicherungsrings 23 axial spielfrei gehalten ist. Demgegenüber weisen die zweiten Korbtei- le 4₃, 4₄ jeweils einen Flanschabschnitt 33₃, 33₄ auf, der zum Verbinden mit dem Flansch 5 des zugehörigen ersten Korbteils 3₃, 3₄ dient. Dabei ist der Flanschabschnitt 33₃ nach Figur 3 in einer Radialebene mit dem Deckelteil 18₃, während der Flanschabschnitt 33₄ nach Figur 4 axial versetzt an das Deckelteil 18₄ angeschlossen ist.

Ein dritter Unterschied besteht in der Ausgestaltung der Naben 13, 14 der Seitenwellenräder 11 , 12. Zur Übertragung von größeren Drehmomenten ist auch eine längere Verzahnung zwischen Nabe 13, 14 und zugehörigem Wellenzapfen 24, 25 erforderlich. Die Naben 13, 14 nach den Figuren 1 bis 3 haben größere axiale Längen zur Übertragung von größeren Drehmomenten. Hierfür weisen die Naben 13, 14 jeweils gegenüber den gegen die Anlaufscheiben 15, 16 abgestützten Radialflächen axial nach außen abstehende Abschnitte auf. Mit diesem Abschnitten können die Seitenwellenräder 11 , 12 in dem Differentialkorb 2 radial gelagert sein. Demgegenüber ha- ben die Seitenwellenräder 11₄, 12 gemäß Figur 4 axial kürzer bauende Naben 13₄, 14 zur Übertragung von kleineren Drehmomenten. Dabei schließen die Naben 13₄, 14₄ in Richtung Boden bzw. Deckelteil 17 bzw. Deckelteil I8₄ axial bündig mit den Radialflächen ab, welche gegen die Anlaufscheiben 15, 16 abgestützt sind. Die Sei- tenwellenräder 11 , 12₄ sind in diesem Fall über die eingesteckten Seitenwellen radial gehalten, welche in den Lageransätzen 26, 27 gleitend gelagert sind.

Ein weiterer Unterschied besteht hinsichtlich der Ausgestaltung der Seitenwellenräder. Es ist ersichtlich, daß in den Seitenwellenrädern 11 , 12 gemäß Figur 1 axiale Löcher 48, 49 zum Durchtritt von Schmiermittel vorgesehen. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß Schmiermittel zum Verzahnungseingriff zwischen Seitenwellenrädern 11, 12 und Ausgleichsrädern 8 gefördert wird. Die Löcher 48, 49 sind in den Seitenwellenrädern 11 , 12 auf kleineren Radien angeordnet als die Durchbrüche 28, 29 in den Deckelteilen 17, 18 des Differentialkorbs 2, gegen die die Seitenwellenrä- der abgestützt sind. So fließt ein Teil des Schmiermittels zur Kontaktfläche zwischen Anlaufscheibe 15, 16 und zugehörigem Seitenwellenrad 11, 12. Eine weitere Maßnahme zur Schmierung dieser Kontaktfläche ist, daß die Löcher 48, 49 eine Gesamtdurchtrittsfläche bilden, die kleiner ist als eine Gesamtdurchtrittsfläche der Durchbrüche 28, 29 im entsprechenden Korbteil 3, 4.

Es versteht sich, daß die in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiele mit untereinander beliebigen Merkmalskombinationen ausgeführt sein können. Beispielsweise können die deckeiförmigen zweiten Korbteile 4₃, 4 mit integrierten Flanschabschnitten 33₃, 33₄ gemäß den Figuren 3 und 4 auch in Differentialanord- nungen nach den Figuren 1 oder 2 eingesetzt werden können. Gleichermaßen können auch Seitenwellenräder 11 , 12 mit axial länger bauenden Naben 13, 14 gemäß den Figuren 1 bis 3 in einer Differentialanordnung 14 gemäß Figur 4 mit zweitem Korbteil 4₄ mit zum Deckelteil 18₄ axial versetztem Flanschabschnitt 33₄ eingesetzt werden. Auch die Gestaltung der Ausnehmungen 10 zum Halten der Zapfen 7 des Trägerelements 6 in Form von Radialbohrungen oder Längsschlitzen sind beliebig austauschbar. Die Ausführungsbeispiele nach den Figuren 2 bis 4 können ebenfalls Seitenwellenräder 11 , 12 mit Löchern 48, 49 aufweisen. In Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Differentialanordnung gezeigt. Diese entspricht hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktionsweise weitestgehend den Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 bis 4, auf deren Beschreibung insofern Bezug genommen wird. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern und unterschiedliche Bauteile mit entsprechend der Figuren-Nummer tiefergestellten Indizes versehen.

Im Unterschied zu den oben beschriebenen Ausführungsformen weist die Differentialanordnung nach Figur 5 anstelle eines zweiten Seitenwellenrads in Form eines Kronenrads mit einteiliger Nabe ein Seitenwellenrad 12₅ in Form eines Gelenkaußenteils eines Gleichlaufgelenks 35 auf. Eine derartige Differentialanordnung dient insbesondere zum Einsatz in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen mit in Bezug auf eine Fahrzeuglängsachse außermittig versetzt angeordneter Antriebswelle, beispielsweise bei vorderradgetriebenen Kraftfahrzeugen mit quer eingebautem Motor. Dabei wird mit dem Gleichlaufgelenk 35 eine nicht dargestellte Seitenwelle antriebsverbunden, welche gegenüber der Drehachse X des Differentialkorbs 2₅ Winkelbewegungen ausführen kann. Mit dem in Bezug auf die Mittelebene M gegenüberliegenden Seitenwellenrad 11₅ wird ein nicht dargestellter sogenannter "Linkshaft" drehfest verbunden, an dessen der Differentialanordnung abgewandtem Ende eine zweite Seitenwelle über ein Gleichlaufgelenk angeschlossen ist.

Das gezeigte Gleichlaufgelenk 35 ist in den Differentialkorb 2₅ integriert, wobei das Gelenkaußenteil 12₅ gegen eine Anlaufscheibe 16 und diese wiederum gegen das Deckelteil 18₅ des zweiten Korbteil 4₅ abgestützt ist. Das Gleichlaufgelenk 35 umfaßt neben dem Gelenkaußenteil 12₅ mit Außenbahnen 36 ein Gelenkinnenteil 37 mit Innenbahnen 38 sowie in jeweils einem Paar von Außenbahnen 36 und Innenbahnen 38 eine drehmomentübertragende Kugel 39. Dabei sind die Kugeln 39 von einem Käfig 41 in der Winkelhalbierenden Ebene gehalten. In das Gelenkinnenteil 37 ist ein Wellenzapfen 25₅ zur Drehmomentübertragung auf die zugehörige nicht dargestellte Seitenwelle drehfest eingesteckt und mittels eines Sicherungsrings 42 axial gesichert. Das zweite Korbteil 4s hat einen Flanschabschnitt 33s, der mit dem Flansch 5 des ersten Korbteils 3₅ sowie mit einem Tellerrad 43, über das ein Drehmoment in den Differentialkorb 2₅ eingeleitet wird, durch Verbindungsmittel 44 verbunden ist. Das zweite Korbteil 4₅ hat ferner einen zweiten Lageransatz 27, auf dem ein Lagerinnen- ring des Wälzlagers 32 zum Lagern des Differentialkorbs 2s im Gehäuse 45 aufsitzt. Im zweiten Korbteil 4₅ sind radial im Bereich des Wälzlagers 32 Durchbrüche nach obiger Art vorgesehen, welche zum Einlaß von Schmiermittel aus dem Gehäuse 45 in den Differentialkorb 2₅ dienen. Das Seitenwellenrad H₅ hat ebenfalls Löcher 48 zum Durchtritt von Schmiermittel nach oben beschriebener Art, damit Schmiermittel zur Verzahnung zwischen Seitenwellenrad H₅ und Ausgleichsrädern 8 gelangen kann. Um zu verhindern, daß Schmiermittel aus dem Gehäuse 45 heraus- bzw. Schmutz hineingelangt, ist gelenkseitig eine Faltenbalganordung 46 mit Dichtung 47 vorgesehen, welche den Ringraum zwischen dem Gehäuse 45 und dem Wellenzapfen 25s abdichtet.

Das Gelenkaußenteil 12₅ hat eine Kronenradverzahnung, die mit den Ausgleichsrädern 8 zur Drehmomentübertragung kämmt. Dabei wird das Gelenkaußenteil 12₅ durch die drei Ausgleichsräder 8, wie bereit oben beschrieben, auf der Drehachse X zentriert gehalten, so daß es keiner zusätzlichen radialen Zentriermittel bedarf. Es ist selbstverständlich, daß jedes der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiele auch mit einem integrierten Gleichlaufgelenk gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Figur 5 ausgeführt sein kann. Die gezeigten Merkmale sind untereinander beliebig austauschbar.

Differentialanordnung mit Durchbrüchen zur Schmierung

Bezugszeichenliste 1 Differentialanordnung

2 Differentialkorb

3 erstes Korbteil

4 zweites Korbteil

5 Flansch

6 Trägerelement

7 Zapfen

8 Ausgleichsrad / Stirnrad

9 Durchbruch

10 Ausnehmung

11 erstes Seitenwellenrad / Kronrad

12 zweites Seitenwellenrad / Kronrad

13 Nabe

14 Nabe

15 Anlaufscheibe

16 Anlaufscheibe

17 Boden / Deckelteil

18 Deckelteil

19 Innenwandung

20 Schulter

21 Abflachung

22 Ringnut 23 Sicherungsring

24 Wellenzapfen

25 Wellenzapfen

26 erster Lageransatz

27 zweiter Lageransatz

28 Durchbruch

29 Durchbruch

30 Lagerscheibe

31 Wälzlager

32 Wälzlager

33 Flanschabschnitt

34 Anlauffläche

35 Gleichlaufgelenk

36 Außenbahn

37 Gelenkinnenteil

38 Innenbahn

39 Kugel

41 Käfig

42 Sicherungsring

43 Tellerrad

44 Verbindungsmittel

45 Gehäuse

46 Faltenbalganordung

47 Dichtung

48 Loch

49 Loch

X Drehachse

Y Zapfenachse

Claims

Differentialanordnung mit Durchbrüchen zur SchmierungPatentansprüche

1. Differentialanordnung, insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen um eine Drehachse X drehbaren Differentialkorb (2) mit zur Drehachse X radialen Deckelteilen (17, 18) auf gegenüberliegenden Seiten des Differentialkorbs (2), mit daran koaxial zur Drehachse X verlaufenden Hülsenansätzen (26, 27) zur Aufnahme von Wälzlagern (31 , 32), in denen der Differentialkorb (2) zu lagern ist, ein im Differentialkorb (2) um die Drehachse X drehbar gelagertes erstes Seitenwellenrad (11), das axial gegenüber einem der Deckelteile (17) abgestützt ist, sowie ein im Differentialkorb (2) um die Drehachse X drehbar gelagertes zweites Seitenwellenrad (12), das axial gegenüber dem anderen der Deckelteile (18) abgestützt ist, sowie zumindest zwei auf zur Drehachse (X) senkrechten Achsen (Y) im Differentialkorb (2) drehbar gehaltene Ausgleichsräder (8), die axial zwischen dem ersten Seitenwellenrad (11) und dem zweiten Seitenwellenrad (12) mit diesen kämmend angeordnet sind, wobei in zumindest einem der Deckelteile (17, 18) in radialer Überdeckung mit dem zugehörigen Wälzlager (31 , 32) axiale Durchbrüche (28, 29) zum Eintritt von Schmiermittel in den Differentialkorb (2) ausgebildet sind, wobei zumindest eine Teilzahl der axialen Durchbrüche (28, 29) vollständig innerhalb der Radialerstreckung des zugehörigen Wälzlagers (31 , 32) angeordnet sind.

2. Differentialanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelteile (17, 18) jeweils eine Stützfläche mit einem größten Durchmesser aufweisen, gegen die das zugehörige Seitenwellenrad (11, 12) abgestützt ist, wobei die Durchbrüche (28, 29) radial innerhalb des größten Durchmessers der zugehörigen Stützfläche angeordnet sind.

3. Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlager (31 , 32) Kegelrollenlager sind.

4. Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlager (31 , 32) auf den Hülsenansätzen (26, 27) in X-Anordnung angeordnet sind.

5. Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Seitenwellenräder (11 , 12) über Anlaufscheiben (15, 16) an den Korbteilen (3, 4) abstützen.

6. Differentialanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufscheiben (15, 16) einen größten Durchmesser aufweisen, wobei die axialen Durchbrüche (28, 29) radial innerhalb des größten Durchmessers der zugehörigen Anlaufschreibe (15, 16) angeordnet sind.

7. Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsenansätze (26, 27) derart gestaltet sind, daß ein zwischen den Wälzlagern (31 , 32) und den radialen Deckelteilen (17, 18) gebildeter Radialspalt minimal ist.

8. Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einem der Seitenwellenräder (11 , 12) axiale Löcher (48, 49) zum Durchtritt von Schmiermittel vorgesehen sind.

9. Differentialanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (48, 49) in dem zumindest einen Seitenwellenrad (11, 12) auf kleinerem Radius angeordnet sind als die Durchbrüche (28, 29) im Deckelteil (17, 18), gegen das das Seitenwellenrad (11 , 12) abgestützt ist.

10. Differentialanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (48, 49) eines Seitenwellenrads (11 , 12) eine Gesamtdurchtrittsfläche bilden, die kleiner ist als eine Gesamtdurchtrittsfläche der Durchbrüche (28, 29) im entsprechenden Deckelteil (3, 4), gegen das das Seitenwellenrad (11 , 12) abgestützt ist.

11. Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Deckelteil (17) vom Boden eines topfförmigen ersten Korbteils (3) des Differentialkorbs (2) und das zweite Deckelteil (18) von einem im wesentlichen scheibenförmigen zweiten Korbteil (4) des Differentialkorbs (2) gebildet wird.

12. Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Seitenwellenräder (11 , 12) einen hülsenförmigen Abschnitt (13, 14) mit einer Innenverzahnung zum drehfesten Verbinden mit einer Seitenwelle aufweist, wobei der hülsenförmige Abschnitt (13, 14) teilweise in eine zentrale Bohrung (9) eines mit dem ersten Korbteil (3) umlaufenden Trägerelements (6) zur Lagerung der Ausgleichsräder (8) eintaucht.

13. Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsräder (8) in Form von Stirnrädern und die Seitenwellenräder (11 , 12) in Form von Kronenrädern gestaltet sind.

4. Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Seitenwellenräder (11, 12) in Form eines Gelenkaußenteils eines Gleichlaufgelenks (35) gestaltet ist.