WO2006074673A1 - Differentialanordnung mit integriertem gleichlaufgelenk - Google Patents

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WO2006074673A1
WO2006074673A1 PCT/EP2004/014657 EP2004014657W WO2006074673A1 WO 2006074673 A1 WO2006074673 A1 WO 2006074673A1 EP 2004014657 W EP2004014657 W EP 2004014657W WO 2006074673 A1 WO2006074673 A1 WO 2006074673A1
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WO
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differential
gears
arrangement according
joint part
outer joint
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/014657
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English (en)
French (fr)
Inventor
Heinzwilli Fuchs
Werner Krude
Michael Engelmann
Original Assignee
Gkn Driveline International Gmbh
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Publication date
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Priority to PCT/EP2004/014657 priority patent/WO2006074673A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/16—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of differential gearing
    • B60K17/165—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of differential gearing provided between independent half axles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/10—Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears
    • F16H2048/102—Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears with spur gears engaging face gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/08—Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/10—Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears

Definitions

  • the invention relates to a differential assembly for use in the drive train of a motor vehicle with at least one integrated sliding joint.
  • DE 101 25 793 C2 shows a differential assembly with a differential carrier with integrated constant velocity joints, which is rotatably mounted in a transmission housing.
  • the differential assembly comprises a plurality of differential gears and side meshing gears meshing therewith for torque transmission to associated side shafts.
  • the outer joint parts are fixedly connected to the sowellenceptn arranged completely within the differential carrier.
  • the differential carrier has two reduced in diameter bearing lugs for storage in the transmission housing.
  • DE 10352904.7-12 shows a differential assembly with a differential cage with an integrated constant velocity joint, which is designed in the form of a sliding joint.
  • the sliding joint has on the bottom side a pin which is plugged into the associated sowellenrad for torque transmission.
  • the spreading forces acting in the direction away from the center plane due to torque transmission are axially supported by the side gear wheel against a recess in the differential carrier.
  • the sliding joint has on its outer peripheral surface a cylindrical portion for mounting in the differential carrier.
  • a differential assembly for use in the drive train of a motor vehicle, comprising a rotationally driven about a rotational axis A differential cage, a plurality of differential gears which are rotatably supported in the differential carrier on the axis of rotation A perpendicular axes B and rotate together with this and two mutually opposite in the differential carrier and rotatably supported on the rotation axis A side tenwellenz which mesh with the differential gears, characterized in that at least one of the two side gears is integrally formed with an outer joint part of a constant velocity joint, said supporting means between the Rifference basket and the Joint outer part for axially supporting the constant velocity joint are provided, which are arranged axially in the region of a bottom of the outer joint part.
  • the support in the region of the bottom is particularly favorable, because the outer joint part has there a large wall thickness and high rigidity.
  • the support means preferably comprise a locking ring which engages in an annular groove in an outer peripheral surface of the outer joint part.
  • the annular groove is arranged axially in the region of the toothing of the integral sowellenrads. In this way, a particularly short axial length of the outer joint part results.
  • the support means further comprise a support ring against which the retaining ring is axially supported, wherein the support ring in turn is axially supported in the differential cage.
  • the use of a support ring allows a flat application of the locking ring, which thus also strong Spreading forces maintains its shape.
  • the support ring viewed in longitudinal section, has an L-shaped profile.
  • the support ring preferably has a radially outer and extending in the axial direction section. In this way, a high deformation rigidity is ensured, so that the integral sowellenrad is securely supported axially.
  • the support means preferably comprise a friction-reducing thrust washer, which is arranged between the support ring and the differential carrier.
  • the constant velocity joint is designed in the form of a sliding joint, in particular a tripod joint.
  • the outer joint part is preferably made integral with the Sowellenrad by massive forming, in particular by forging.
  • the differential carrier is designed in two parts and has a pot-shaped basket part and a decker-shaped basket part.
  • the two basket parts are preferably connected to one another axially in the area of the support means.
  • the support means can be easily mounted.
  • the support means are accommodated in an installation space of the differential carrier, wherein the installation space is formed by grooves in both basket parts.
  • the support means are axially supported against the basket part, in which the outer joint part is received. This also serves for easy installation.
  • the differential carrier can also be designed in three parts, which is advantageous in particular in the case of star-shaped carrier elements, wherein a separation of the basket parts should be in the area of the supporting means.
  • the gear housing in which the differential carrier is rotatably mounted, a coaxial to the outer joint approach, to which a standing bellows arrangement can be connected, which is mounted on a non-rotatably connected to the outer joint part shaft journals.
  • the outer joint part can have a section on the opening side for fastening a co-rotating bellows arrangement.
  • the differential assembly may be in the form of a bevel gear differential, with the side shaft gears and the differential gears being in the form of bevel gears.
  • the differential assembly can also be designed in the form of a crown wheel differential, wherein the side shaft wheels are designed in the form of crown wheels and the differential gears in the form of spur gears.
  • the crown wheel differential offers the advantage of an axially short installation space, which is particularly favorable in special applications.
  • Figure 1 shows a differential assembly according to the invention with an integrated constant velocity joint in a first embodiment in longitudinal section
  • Figure 2 shows a differential assembly according to the invention with an integrated constant velocity joint in a second embodiment in longitudinal section;
  • the differential assembly 2 is mounted in a stationary transmission housing 3 shown only partially and used in the drive train of a motor vehicle for transmitting torque from a drive shaft, not shown, via two side shaft gears 4, 5 on each associated shaft journal 6, of which only one is shown.
  • Differential arrangements with one-sided integrated Verschegelegelenk 7 are used in particular in drive trains of motor vehicles with respect to a vehicle longitudinal axis eccentrically arranged drive shaft used, as is the case for example in front-wheel drive vehicles with transversely mounted engine.
  • the differential cage 8 is of multi-part design and comprises a cup-shaped first basket part 9 with a flange 12 and a lid-shaped second basket part 10 with a flange 13, wherein on the flanges a not shown here ring gear for introducing a torque in the differential assembly 2 can be attached ,
  • a support member 14 is arranged, which rotates together with the differential carrier 8 about the longitudinal axis A.
  • the carrier element 14 has a plurality of pins 15 with the axis of rotation A perpendicular pin axes B.
  • the pins are included in radial openings 16 in the first basket part 9.
  • the carrier element 14 is integrally formed and comprises two pins 15, wherein the carrier element is inserted for mounting through the radial openings 16.
  • a compensating wheel 17 is rotatably supported, wherein a sliding bearing is provided as storage.
  • the differential gears 17 are axially limited to the associated pin 15, wherein they are held by the teeth engagement with the side gears 4, 5 on the pin 15 axially floating.
  • the first seewel- lenrad 4 and the second Sowellenrad 5 are driven.
  • Differential gears and side shaft gears 4, 5 are designed in the form of bevel gears.
  • the left-hand side of the two side-shaft gears has a hub 18 with internal toothing, into which a shaft journal, not shown here, can be inserted in a torque-proof manner for transmitting torque.
  • the sowellenrad 4 is axially supported with the interposition of a Reibmindernden thrust washer 22 with a radial surface against the first basket part 9.
  • the right of the two side-shaft gears is integrally formed with an outer joint part 23 of the sliding joint 7, which is shaped in the shape of a tripod joint.
  • Tripod joints are basically known and described for example in DE 43 14 503 C1, to which reference is made.
  • the sliding joint comprises in addition to the outer joint part 23, a star-shaped inner joint part 24 with three pins 25, on each of which a roller unit 26 is rotatably supported.
  • the roller units 26 engage in parallel to the axis of rotation A tracks 27 of the outer joint part 23 for torque transmission to the inner joint part 24 a.
  • the shaft journal 6 is inserted into the inner joint part 24 of the sliding joint 7 and can perform relative to the outer joint part 23, whose longitudinal axis coincides with the axis of rotation A of the differential carrier 8, angular movements and axial displacements.
  • the outer joint part 23 is cup-shaped and has a bottom 28 and an opening 29 into which the shaft journal 6 is inserted with the inner joint part 24.
  • the bevel gear of the sowellenrads 5 is formed with which the differential gears 17 mesh.
  • support means 29 are provided on an outer peripheral surface of the outer joint part.
  • the support means 29 comprise a securing ring 30 which is seated in an annular groove 32 of the outer joint part 23 and axially supported against a support ring 33 with the interposition of a thrust washer 34 in the differential carrier 8.
  • the thrust washer 34 is selected after measuring the axial length between the two sowel- lenziern 4, 5 such that a minimum clearance for the teeth between the differential gears 17 and the side gears 4, 5 is ensured.
  • the support ring 33 has a longitudinal section L-shaped profile. In this way it is prevented that the locking ring 30 deformed plate-shaped.
  • the cup-shaped basket part 9 and the ceiling-shaped basket part 10 are connected to each other by means of a flange connection.
  • This embodiment has the advantage that the differential cage 8 is modular, wherein instead of the lid-shaped basket member 12 for receiving the outer joint part 23 and a lid for receiving a conventional sowel- lenrads can be connected to the cup-shaped basket part.
  • each recesses 19, 20 are provided, which together form an installation space for the support means 29, so that a simple assembly is guaranteed.
  • the gear housing 3 coaxial with the outer joint part 23 has a cylindrical projection 39. This is used for attachment a first collar 40 of a bellows assembly 41. At its opposite end, the bellows assembly 41 is connected with a second collar 42 to a bearing assembly 43 in which the shaft journal 6 is rotatably mounted.
  • This so-called standing Faltenbalgan extract 41 spans the annular space between the gear housing 3 and the shaft journal 6, so that the ingress of Dirt in the differential assembly 2 and the leakage of lubricant from the differential assembly 2 is prevented.
  • the differential arrangement 2 'according to FIG. 2 largely corresponds in terms of structure and function to that of FIG. 1. Inasmuch as we refer to the above description, in which case the same components are provided with reference numbers which have been deleted by one.
  • the present differential arrangement 2 ' differs from the differential arrangement of FIG. 1 in that, instead of a bevel gear differential, a crown wheel differential is used.
  • the two side-shaft gears 4 ', 5' are designed in the form of crown wheels and the differential gears 17 'meshing with the side-shaft wheels 4', 5 'are designed in the form of spur gears.
  • the support member 14' is star-shaped and has three radial pins 15 'and a central aperture 44 into which the hub 18' of the left side shaft gear 4 'is partially immersed.
  • the star-shaped carrier element 14 ' is inserted axially into the differential assembly 2'.
  • the differential cage 8 ' is a total of three parts and comprises a cup-shaped basket part 9', a cylindrical intermediate part 45 which receives in axial slots 46, the pins 15 'and the flange 12' carries, as well as a decker-shaped basket part 10 '.
  • the support element 14 'with its balancing wheels 17' is inserted into the intermediate part 45, which is then welded to the cup-shaped basket part 9 '.
  • the intermediate part 45 is connected to the ceiling-shaped basket part 10 'via the flanges 12', 13 'by means of screws, not shown here.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Differentialanordnung zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Diese umfasst einen um eine Drehachse A drehend antreibbaren Differentialkorb (8), mehrere Ausgleichsräder (17), die im Differentialkorb (8) auf zur Drehachse A senkrechten Achsen B drehbar gehalten sind und gemeinsam mit diesem umlaufen, sowie zwei einander im Differentialkorb (8) gegenüberliegende und auf der Drehachse A drehbar gehaltene Seitenwellenräder (4, 5), die mit den Ausgleichsrä­dern (17) kämmen. Zumindest eines der beiden Seitenwellenräder (4, 5) ist einstöckig mit einem Gelenkaussenteil (23) eines Gleichlaufgelenks (7) gestaltet ist, wobei Abstützmittel (29) zum axialen Abstützen des Gleichlaufgelenks (7) zwischen dem Diffe­rentialkorb (8) und dem Gelenkaussenteil (23) vorgesehen sind. Die Abstützmittel (29) sind axial im Bereich eines Bodens (28) des Gelenkaussenteils (23) angeordnet.

Description

Differentialanordnung mit integriertem Gleichlaufgelenk
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Differentialanordnung zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einem integrierten Verschiebegelenk.
Die DE 101 25 793 C2 zeigt eine Differentialanordnung mit einem Differentialkorb mit darin integrierten Gleichlaufgelenken, der in einem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist. Die Differentialanordnung umfaßt mehrere Ausgleichsräder und mit diesen kämmende Seitenwellenräder, die zur Drehmomentübertragung auf zugehörige Sei- tenwellen dienen. Um den axialen Bauraum der Differentialanordnung gering zu halten, sind die Gleichlaufgelen.ke, deren Gelenkaußenteile mit den Seitenwellenrädern fest verbunden sind, vollständig innerhalb des Differentialkorbs angeordnet. Axial benachbart zu den Gleichlaufgelenken, die in Form von Festgelenken gestaltet sind, hat der Differentialkorb zwei im Durchmesser reduzierte Lageransätze zur Lagerung im Getriebegehäuse.
Die DE 10352904.7-12 zeigt eine Differentialanordnung mit einem Differentialkorb mit einem integrierten Gleichlaufgelenk, das in Form eines Verschiebegelenks gestaltet ist. Das Verschiebegelenk hat bodenseitig einen Zapfen, der in das zugehöri- ge Seitenwellenrad zur Drehmomentübertragung eingesteckt ist. Die aufgrund Drehmomentübertragung in Richtung von der Mittelebene weg wirkenden Spreizkräfte werden über das Seitenwellenrad gegen eine Eindrehung im Differentialkorb axial abgestützt. Das Verschiebegelenk hat an seiner Außenumfangsfläche einen zylindrischen Abschnitt zur Lagerung im Differentialkorb. Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Differentialanordnung mit zumindest einem integrierten Gleichlaufgelenk vorzuschlagen, das kompakt aufgebaut ist und gleichzeitig eine gute Abstützung der aufgrund Drehmomentübertragung von der Mittelebene weg wirkenden Spreizkräfte gewährleistet.
Diese Aufgabe wird nach einer erfindungsgemäßen Lösung durch eine Differentialanordnung zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gelöst, umfassend einen um eine Drehachse A drehend antreibbaren Differentialkorb, mehrere Ausgleichsräder, die im Differentialkorb auf zur Drehachse A senkrechten Achsen B drehbar gehalten sind und gemeinsam mit diesem umlaufen, sowie zwei einander im Differentialkorb gegenüberliegende und auf der Drehachse A drehbar gehaltene Sei- tenwellenräder, die mit den Ausgleichsrädern kämmen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der beiden Seitenwellenräder einstückig mit einem Gelenkaußenteil eines Gleichlaufgelenks gestaltet ist, wobei Abstützmittel zwischen dem Diffe- rentialkorb und dem Gelenkaußenteil zum axialen Abstützen des Gleichlaufgelenks vorgesehen sind, die axial im Bereich eines Bodens des Gelenkaußenteils angeordnet sind.
Durch die integrale Gestaltung des Seitenwellenrads und des Gelenkaußenteils kön- nen Fertigungs- und Montageschritte eingespart werden, so daß die Herstellungskosten insgesamt reduziert werden können. Außerdem ist die Abstützung im Bereich des Bodens besonders günstig, weil das Gelenkaußenteil dort eine große Wandungsdicke und hohe Steifigkeit aufweist.
Die Abstützmittel umfassen vorzugsweise einen Sicherungsring, der in eine Ringnut in einer Außenumfangsfläche des Gelenkaußenteils eingreift. Die Ringnut ist axial im Bereich der Verzahnung des integralen Seitenwellenrads angeordnet ist. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders kurze axiale Baulänge des Gelenkaußenteils.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung umfassen die Abstützmittel weiterhin einen Stützring, gegen den der Sicherungsring axial abgestützt ist, wobei der Stützring seinerseits im Differentialkorb axial abgestützt ist. Die Verwendung eines Stützrings ermöglicht ein flächiges Anlegen des Sicherungsrings, der somit auch bei starken Spreizkräften seine Form beibehält. Der Stützring hat im Längsschnitt betrachtet ein L-füi-miges Profil. Dabei hat der Stützring vorzugsweise einen radial außen liegenden und sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt. Auf diese Weise wird eine hohe Verformungssteifigkeit gewährleistet, so daß das integrale Seitenwellenrad sicher axial abgestützt wird. Weiterhin umfassen die Stützmittel vorzugsweise eine rei- bungsmindemde Anlaufscheibe, die zwischen dem Stützring und dem Differentialkorb angeordnet ist.
In Konkretisierung ist das Gleichlaufgelenk in Form eines Verschiebegelenks, insbe- sondere eines Tripodegelenks, gestaltet. Das Gelenkaußenteil ist vorzugsweise integral mit dem Seitenwellenrad durch Massivumformen, insbesondere durch Schmieden, hergestellt ist.
In bevorzugter Ausgestaltung ist der Differentialkorb zweiteilig gestaltet und weist ein topfförmiges Korbteil und ein deckeiförmiges Korbteil auf. Dabei sind die beiden Korbteile vorzugsweise axial im Bereich der Abstützmittel miteinander verbunden. Auf diese Weise lassen sich die Abstützmittel einfach montieren. Die Abstützmittel sind in einem Einbauraum des Differentialkorbs aufgenommen, wobei der Einbauraum durch Eindrehungen in beiden Korbteilen gebildet ist. Vorzugsweise sind die Abstützmittel gegen das Korbteil axial abgestützt, in dem das Gelenkaußenteil aufgenommen ist. Dies dient ebenfalls einer einfachen Montage. Der Differentialkorb kann auch dreiteilig gestaltet sein, was insbesondere bei sternförmigen Trägerelementen vorteilhaft ist, wobei eine Trennung der Korbteile im Bereich der Abstützmittel liegen sollte.
Vorzugsweise hat das Getriebegehäuse, in dem der Differentialkorb drehbar gelagert ist, einen zum Gelenkaußenteil koaxialen Ansatz, an dem eine stehende Faltenbalg- anordnung anschließbar ist, die auf einem mit dem Gelenkaußenteil drehfest verbundenen Wellenzapfen lagerbar ist. Alternativ hierzu kann das Gelenkaußenteil öff- nungsseitig einen Abschnitt zum Befestigen einer mitrotierenden Faltenbalganord- nung aufweisen. Die Differentialanordnung kann in Form eines Kegelraddifferentials gestaltet sein, wobei die Seitenwellenräder und die Ausgleichsräder in Form von Kegelrädern gestaltet sind. Alternativ hierzu kann die Differentialanordnung auch in Form eines Kro- nenraddifferentials gestaltet sein, wobei die Seitenwellenräder in Form von Kronen- rädern und die Ausgleichsräder in Form von Stirnrädern gestaltet sind. Das Kronen- raddifferential bietet den Vorteil eines axial kurzen Bauraums, was in speziellen Anwendungsfällen besonders günstig ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnung erläu- tert. Hierin zeigt
Figur 1 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung mit einem integrierten Gleichlaufgelenk in einer ersten Ausführungsform im Längsschnitt;
Figur 2 eine erfindungsgemäße Differentialanordnung mit einem integrierten Gleichlaufgelenk in einer zweiten Ausführungsform im Längsschnitt;
Die Differentialanordnung 2 ist in einem nur teilweise dargestellten feststehenden Getriebegehäuse 3 gelagert und dient im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur Drehmomentübertragung von einer nicht dargestellten Antriebswelle über zwei Seitenwellenräder 4, 5 auf je einen zugehörigen Wellenzapfen 6, von denen hier nur einer dargestellt ist. Differentialanordnungen mit einseitig integriertem Verschiebegelenk 7 kommen insbesondere in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen mit in Bezug auf eine Fahrzeuglängsachse außermittig versetzt angeordnete Antriebswelle zum Einsatz, wie es beispielsweise bei vorderradangetriebenen Kraftfahrzeugen mit quer eingebautem Motor der Fall ist.
Der Differentialkorb 8 ist mehrteilig ausgebildet und umfaßt ein topfförmiges erstes Korbteil 9 mit einem Flansch 12 sowie ein deckeiförmiges zweites Korbteil 10 mit ei- nem Flansch 13, wobei an den Flanschen ein hier nicht dargestelltes Tellerrad zum Einleiten eines Drehmoments in die Differentialanordnung 2 befestigt werden kann. In dem Differentialkorb 8 ist ein Trägerelement 14 angeordnet, welches gemeinsam mit dem Differentialkorb 8 um die Längsachse A umläuft. Das Trägerelement 14 hat mehrere Zapfen 15 mit zur Drehachse A senkrechten Zapfenachsen B. Die Zapfen, deren Anzahl beliebig sein kann, sind in radialen Durchbrüchen 16 im ersten Korbteil 9 aufgenommen. Vorliegend ist das Trägerelement 14 integral gestaltet und umfaßt zwei Zapfen 15, wobei das Trägerelement zur Montage durch die radialen Durchbrü- che 16 eingeschoben wird. Auf jedem der Zapfen 15 ist jeweils ein Ausgleichsrad 17 drehbar gelagert, wobei als Lagerung eine Gleitlagerung vorgesehen ist. Die Ausgleichsräder 17 sind auf dem zugehörigen Zapfen 15 axial begrenzt beweglich, wobei sie durch den Verzahnungseingriff mit den Seitenwellenrädern 4, 5 auf dem Zapfen 15 axial schwimmend gehalten sind.
Über das Trägerelement 14 und die Ausgleichsräder 17 werden das erste Seitenwel- lenrad 4 und das zweite Seitenwellenrad 5 angetrieben. Ausgleichsräder und Sei- tenwellenräder 4, 5 sind in Form von Kegelrädern gestaltet. Das linke der beiden Sei- tenwellenräder hat eine Nabe 18 mit einer Innenverzahnung, in die ein hier nicht dar- gestellter Wellenzapfen zur Drehmomentübertragung drehfest eingesteckt werden kann. Das Seitenwellenrad 4 ist unter Zwischenschaltung eines reibmindernden Anlaufscheibe 22 mit einer Radialfläche gegen das erste Korbteil 9 axial abgestützt.
Das rechte der beiden Seitenwellenräder ist integral mit einem Gelenkaußenteil 23 des Verschiebegelenks 7 ausgebildet, das in Form eines Tripodegelenks gestaltet ist. Tripodegelenke sind grundsätzlich bekannt und beispielsweise in der DE 43 14 503 C1 beschrieben, auf die insofern Bezug genommen wird. Das Verschiebegelenk umfaßt neben dem Gelenkaußenteil 23 ein sternförmiges Gelenkinnenteil 24 mit drei Zapfen 25, auf denen jeweils eine Rolleneinheit 26 drehbar gehalten ist. Die Rollen- einheiten 26 greifen in zur Drehachse A parallel verlaufende Bahnen 27 des Gelenkaußenteils 23 zur Drehmomentübertragung auf das Gelenkinnenteil 24 ein. Der Wellenzapfen 6 ist in das Gelenkinnenteil 24 des Verschiebegelenks 7 eingesteckt und kann gegenüber dem Gelenkaußenteil 23, dessen Längsachse mit der Drehachse A des Differentialkorbs 8 zusammen fällt, Winkelbewegungen und Axialverschiebungen ausführen.
Das Gelenkaußenteil 23 ist topfförmig gestaltet und hat einen Boden 28 sowie eine Öffnung 29, in die der Wellenzapfen 6 mit dem Gelenkinnenteil 24 eingeschoben ist. Am Boden 28 ist die Kegelradverzahnung des Seitenwellenrads 5 angeformt, mit der die Ausgleichsräder 17 kämmen. Bei Drehmomentübertragung vom Differentialkorb 8 auf die Seitenwellenräder 4, 5 entstehen Spreizkräfte, die die Seitenwellenräder 4, 5 von der Mittelebene weg beaufschlagen. Um diese Kräfte abzustützen sind an einer Außenumfangsfläche des Gelenkaußenteils 23 Abstützmittel 29 vorgesehen. Die Abstützmittel 29 umfassen einen Sicherungsring 30, der in einer Ringnut 32 des Gelenkaußenteils 23 einsitzt und gegen einen Stützring 33 unter Zwischenschaltung einer Anlaufscheibe 34 im Differentialkorb 8 axial abgestützt ist. Die Anlaufscheibe 34 wird dabei nach Messung der axialen Baulänge zwischen den beiden Seitenwel- lenrädern 4, 5 derart ausgewählt, daß ein Mindestspiel für die Verzahnung zwischen den Ausgleichsrädern 17 und den Seitenwellenrädern 4, 5 gewährleistet ist. Der Stützring 33 hat ein im Längsschnitt betrachet L-förmiges Profil. Auf diese Weise wird verhindert, daß sich der Sicherungsring 30 tellerförmig verformt.
Axial im Überdeckungsbereich mit den Abstützmitteln 29 sind das topfförmige Korbteil 9 und das deckeiförmige Korbteil 10 mittels einer Flanschverbindung miteinander verbunden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der Differentialkorb 8 modular aufgebaut ist, wobei anstelle des deckeiförmigen Korbteils 12 zur Aufnahme des Gelenkaußenteils 23 auch ein Deckel zur Aufnahme eines konventionellen Seitenwel- lenrads mit dem topfförmigen Korbteil verbunden werden kann. In dem topfförmigen Korbteil 9 und dem deckeiförmigen Korbteil 10 sind jeweils Eindrehungen 19, 20 vorgesehen, welche gemeinsam einen Einbauraum für die Abstützmittel 29 bilden, so daß eine einfache Montage gewährleistet ist.
Der Differentialkorb 8 hat am topfförmigen Korbteil 9 und am deckeiförmigen Korbteil 12 jeweils hülsenfömige Ansätze 35, 36 zur Aufnahme von Wälzlagern 37, 38. Axial benachbart zum gelenkseitigen Wälzlager 38 hat das Getriebegehäuse 3 koaxial zum Gelenkaußenteil 23 einen zylindrischen Ansatz 39. Dieser dient zur Befestigung eines ersten Bundes 40 einer Faltenbalganordnung 41. An ihrem entgegengesetzten Ende ist die Faltenbalganordnung 41 mit einem zweiten Bund 42 an eine Lageranordnung 43 angeschlossen, in der der Wellenzapfen 6 drehbar gelagert ist. Diese sogenannte stehende Faltenbalganordnung 41 überspannt den Ringraum zwischen dem Getriebegehäuse 3 und dem Wellenzapfen 6, so daß das Eindringen von Schmutz in die Differentialanordnung 2 bzw. das Austreten von Schmiermittel aus der Differentialanordnung 2 verhindert wird.
Die Differentialanordnung 2' nach Figur 2 entspricht hinsichtlich Aufbau und Funkti- onsweise weitestgehend derjenigen aus Figur 1. Insofern wir auf die obige Beschreibung bezug genommen, wobei hier gleiche Bauteile mit um eins gestrichenen Bezugsziffern versehen sind.
Die vorliegende Differentialanordnung 2' unterscheidet sich von der Differentialan- Ordnung aus Figur 1 dadurch, daß anstelle eines Kegelraddifferentials ein Kronen- raddifferential zum Einsatz kommt. Dabei sind die beiden Seitenwellenräder 4', 5' in Form von Kronenrädern gestaltet und die mit den Seitenwellenrädern 4', 5' kämmenden Ausgleichsräder 17' sind in Form von Stirnrädern gestaltet. In der vorliegenden Differentialanordnung 2' ist das Trägerelement 14' sternförmig gestaltet und hat drei radiale Zapfen 15' und einen zentralen Durchbruch 44, in den die Nabe 18' des linken Seitenwellenrads 4' teilweise eintaucht. Das sternförmige Trägerelement 14' wird axial in die Differentialanordnung 2' eingesetzt. Daher ist der Differentialkorb 8' insgesamt dreiteilig und umfaßt ein topfförmiges Korbteil 9', ein zylindrisches Zwischenteil 45, das in axialen Schlitzen 46 die Zapfen 15' aufnimmt und den Flansch 12' trägt, sowie ein deckeiförmiges Korbteil 10'. Zur Montage wird zunächst das Trägerelement 14' mit seinen Ausgleichsrädern 17' in das Zwischenteil 45 eingesetzt, das anschließend mit dem topfförmigen Korbteil 9' verschweißt wird. Zuletzt wird das Zwischenteil 45 mit dem deckeiförmigen Korbteil 10' über die Flansche 12', 13' mittels hier nicht dargestellten Schrauben verbunden. Durch Ausgestaltung in Form ei- nes Kronenraddifferentials kann der axiale Bauraum der Differentialanordnung 2' minimiert werden, was in speziellen Anwendungsfällen besonders günstig ist.
Differentialanordnung mit integriertem Gleichlaufgelenk
Bezugszeichenliste
2 Differentialanordnung
3 Getriebegehäue
4 Seitenwellenrad
5 Seitenwellenrad
6 Wellenzapfen
7 Gleichlaufgelenk / Verschiebegelenk
8 Differentialkorb
9 topfförmiges Korbteil
10 deckeiförmiges Korbteil
12 Flansch
13 Flansch
14 Trägerelement
15 Zapfen
16 Durchbruch
17 Ausgleichsrad
18 Nabe
19 Eindrehung
20 Eindrehung
22 Anlaufscheibe
23 Gelenkaußenteil
24 Gelenkinnenteil
25 Zapfen 26 Rolleneinheiten
27 Bahnen
28 Boden
29 Abstützmittel
30 Sicherungsring
31 hülsenförmigen Abschnitt
32 Ringnut
33 Stützring
34 Anlaufscheibe
35 Ansatz
36 Ansatz
37 Wälzlager
38 Wälzlager
39 Ansatz
40 erster Bund
41 Faltenbalganordnung
42 zweiter Bund
43 Lageranordnung
44 Durchbruch
45 Zwischenteil
46 Schlitz
A Drehachse
B Zapfenachse

Claims

Differentialanordnung mit integriertem GleichlaufgelenkPatentansprüche
1. Differentialanordnung zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend
einen um eine Drehachse A drehend antreibbaren Differentialkorb (8), mehrere Ausgleichsräder (17), die im Differentialkorb (8) auf zur Drehachse A senkrechten Achsen B drehbar gehalten sind und gemeinsam mit diesem umlaufen, sowie zwei einander im Differentialkorb (8) gegenüberliegende und auf der Drehachse A drehbar gehaltene Seitenwellenräder (4, 5), die mit den Ausgleichsrädern (17) kämmen,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der beiden Seitenwellenräder (4, 5) einstückig mit einem Gelenkaußenteil (23) eines Gleichlaufgelenks (7) gestaltet ist, wobei Abstützmittel (29) zwischen dem Differentialkorb (8) und dem Gelenkaußenteil (23) zum axialen Abstützen des Gleichlaufgelenks (7) vorgesehen sind, die axial im Bereich eines Bodens (28) des Gelenkaußenteils (23) angeordnet sind.
2. Differentialanordnung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstützmittel (29) einen Sicherungsring (30) umfassen, der in eine Ringnut (32) in einer Außenumfangsfläche des Gelenkaußenteils (23) eingreift.
3. Differentialanordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringnut (32) axial im Bereich der Verzahnung des integralen Seiten- wellenrads (5) angeordnet ist.
4. Differentialanordnung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstützmittel (29) einen Stützring (33) umfassen, gegen den der Sicherungsring (30) axial abgestützt ist, wobei der Stützring (33) seinerseits im Differentialkorb (8) axial abgestützt ist.
5. Differentialanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stützring (33) im Längsschnitt betrachtet ein L-förmiges Profil aufweist.
6. Differentialanordnung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stützring (33) einen radial außen liegenden sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt (31) aufweist.
7. Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützmittel (29) eine reibungsmindernde Anlaufscheibe (34) umfassen, die zwischen dem Stützring (33) und dem Differentialkorb (8) angeordnet ist.
8. Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gleichlaufgelenk (7) in Form eines Verschiebegelenks, insbesondere eines Tripodegelenks, gestaltet ist.
9. Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gelenkaußenteil (23) integral mit dem Seitenwellenrad (5) durch Massivumformen, insbesondere durch Schmieden, hergestellt ist.
10. Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Differentialkorb (8) zumindest zweiteilig gestaltet ist und ein topfförmi- ges Korbteil (9) und ein deckeiförmiges Korbteil (10) aufweist.
11. Differentialanordnung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Korbteile (9, 10) axial im Bereich der Abstützmittel (29) miteinander verbunden sind.
12. Differentialanordnung nach Anspruch 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstützmittel (29) in einem Einbauraum des Differentialkorbs (8) aufgenommen sind, wobei der Einbauraum durch Eindrehungen (19, 20) in beiden Korbteilen (9, 10) gebildet ist.
13. Differentialanordnung nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstützmittel (29) gegen das Korbteil (10) axial abgestützt ist, in dem das Gelenkaußenteil (23) aufgenommen ist.
14. Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Getriebegehäuse (3), in dem der Differentialkorb (8) drehbar gelagert ist, einen zum Gelenkaußenteil (23) koaxialen Ansatz (39) aufweist, an dem eine stehende Faltenbalganordnung (41) anschließbar ist, die auf einem mit dem Gelenkaußenteil (23) drehfest verbundenen Wellenzapfen (6) lagerbar ist.
15. Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Seitenwellenräder (14, 15) und die Ausgleichsräder (17) in Form von Kegelrädern gestaltet sind.
16. Differentialanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Seitenwellenräder (14, 15) in Form von Kronenrädern und die Ausgleichsräder (17) in Form von Stirnrädern gestaltet sind.
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