WO2008092526A1 - Stirnraddifferenzial - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stirnraddifferential (18, 53, 62, 66) mit wenigstens einer Summenwelle (50) für die Verteilung von Drehmomenten an ein erstes Differenzglied (6) sowie an ein zweites Differenzglied (7) über mindestens drei aus jeweils einem ersten Planetenrad (21) und einem zweiten Planetenrad (22) gebildete Paare, wobei die Planetenräder (21, 22) eines Paares einander gegenüberliegen und wirkverbunden sind.

Description

Bezeichnung der Erfindung

Stirnraddifferenzial

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

EP O 918 177 A1 zeigt Stirnraddifferenziale des gattungsbildenden Standes der Technik. Die Schemata weiterer Differenziale sind zum besseren Verständnis nachfolgend in den Figuren 1 und 2 vereinfacht dargestellt und nachfolgend beschrieben. Das Prinzip entspricht denen der in EP 0 918 100 770 A1 be- schriebenen Differenziale,

Das Stirnraddifferenzial 1 des in Figur 1 dargestellten gattungsbildenden Standes der Technik weist ein Antriebsrad 2 auf, das, wie in EP 0 918 177 A1 beschrieben, durch ein Tellerrad gebildet ist aber auch als Stirnrad 3 vorzugswei- se mit Schrägverzahnung ausgeführt sein kann. Das Antriebsrad 2 ist zusammen mit einem Planetenträger 5 um die Drehachse 4 drehbar und dazu an dem Planetenträger 5 fest. Das Antriebsrad 2, das Gehäuse mit Planetenträger 5 und die Abtriebsräder 6 und 7 des Stirnraddifferenzials 1 weisen gemeinsam die Drehachse 4 auf. Über das Antriebsrad 2 werden Drehmomente in das Stirnraddifferenzial 1 zum Planetenträger 5 hin eingeleitet.

Der Planetenträger beziehungsweise das Gehäuse als Planetenträger der gattungsbildenden Art ist die so genannte Summenwelle des Differenzials. Die Summenwelle ist das Glied, das jeweils die größten Drehmomente führt. Die Abtriebswellen sind mit den Abtriebsrädern drehfest gekoppelt und sind die so genannten Differenzwellen. Die Differenzwellen geben jeweils einen Differenzbetrag der in das Differenzial eingeleiteten Drehmomente beispielsweise an das angetriebene Fahrzeugrad weiter. In dem zuvor und nachfolgend be- schriebenen gattungsbildenden Stand der Technik ist der Planetenträger 5 beziehungsweise das Gehäuse als Planetenträger 5 die Summenwelle 50 des Planetentriebs.

In den betrachteten Fällen sind entweder die Hohlräder 8 und 9 oder die Sonnenräder 40 und 41 als Abtriebsräder 6 und 7 den Differenzwellen gleichgesetzt, da diese jeweils drehfest mit den Abtriebswellen verbunden beziehungsweise über weitere Übertragungsglieder mit diesen gekoppelt sind. Die Abtriebsräder werden deshalb im Folgenden auch als Differenzglieder bezeich- net.

Nach EP 0 918 177 A1 ist das Ausgleichsgehäuse mit dem Planetenträger drehfest verbunden. Die auch als Lagerzapfen bezeichneten Planetenbolzen sind mittig ihrer Länge an dem Planetenträger nur einmal gelagert. Sie stehen beidseitig aus dem Planetenträger in das Ausgleichsgehäuse hervor und sind in an diesem drehbar gelagert. An den hervorstehenden Abschnitten der Planetenbolzen sind beidseitig des Planetenträgers Planetenräder fest ausgebildet oder mit dem jeweiligen Planetenbolzen fest verbunden.

In Figur 1 sitzt dazu alternativ jeweils eins der Planetenräder 14 oder 15 um die jeweilige Bolzenachse 16 und 17 drehbar gelagert auf einem der Abschnitte der Planetenbolzen 12 oder 13. Die Planetenbolzen 12 und 13 sind in diesem Fall an dem Planetenträger 5 fest. Die Planetenräder 14 und 15 mit Planetenbolzen 12 und 13 sind jeweils auf einer kreisringförmigen Umlaufbahn um die Drehachse 4 angeordnet.

Die Abtriebsräder 6 und 7 sind Hohlräder 8 und 9 mit Innenverzahnung, von denen jedes drehfest mit einer Abtriebswelle 10 und 11 gekoppelt ist. Die Abtriebswellen 10 und 11 stehen jeweils zumeist mit einem getriebenen Fahr- zeugrad in einer Wirkverbindung.

Jedes der Planetenräder 14 ist mit einem der Planetenräder 15 zu einem gegenseitigen Zahneingriff gepaart. Außerdem kämmen die mit Figur 1 gezeigten Planetenräder 14 einer Seite mit dem Hohlrad 8 und alle Planetenräder 15 der anderen Seite mit dem Hohlrad 9. Das Drehmoment wird über die Planetenräder 14 und 15 an die Hohlräder 8, 9 und somit an die Abtriebswellen 10 und 11 verteilt sowie von dort an die angetriebenen Fahrzeugräder weitergegeben.

Ein praktisches Beispiel des zuvor beschriebenen Stirnraddifferenzials ist in einem Fachaufsatz der ATZ 01/2006 "kompaktes Achsgetriebe für Fahrzeuge mit Frontantrieb und quer eingebautem Motor" der Autoren Höhn/Michaelis/Heizenröther beschrieben. Die Planetenräder eines Paares stehen in diesem Differenzial mit der in Längsrichtung halben Zahnbreite jeweils miteinander im Eingriff. Die in Längsrichtung äußere Hälfte der Zahnbreite eines jeden Zahnrads einer Paarung kämmt mit jeweils einem der innenverzahnten Hohlräder. Die Längsrichtung ist die Richtung, in die die Drehachse des Differenzials gerichtet ist.

Um den zuvor beschriebenen Zahneingriff zu ermöglichen, ist der Planetenträger aus Blech im Bereich der jeweiligen Planetenradpaarung wechselseitig in Längsrichtung durchgestellt und in radialer Richtung der Planetenräder durchbrochen, so dass der Planetenrädern einer Paarung in etwa längs mittig des Differenzials miteinander kämmen.

Ein Kriterium für die Beurteilung der Funktionsgenauigkeit eines Planetentriebes ist die Genauigkeit des Zahneingriffs der miteinander kämmenden Planetenpaarung Planeten - Sonne und Planeten - Hohlrad. Die Genauigkeit des Zahneingriffs wiederum ist über die üblichen Fertigungstoleranzen hinaus von Verlagerungen und Verformungen abhängig, die während des Betriebs des Stirnraddifferenzials auftreten. Mittig und generell auch seitlich nur einmal aufgenommene Planetenbolzen sind insbesondere bei hoch belasteten Differen- zialen anfällig gegen Durchbiegung und, daraus folgend, die auf dem Bolzen sitzenden Planetenräder sind anfällig gegen Verkippungen. Die Folgen können unzulässige Geräusche, ungenauer Zahneingriff und vorzeitiger Verschleiß sein. Auch deshalb kommen Differenziale des gattungsbildenden Standes der Technik vorzugsweise in Fahrzeugen zur Anwendung, in denen relativ geringe Drehmomente übertragen werden müssen.

Der Vorteil des Stirnraddifferenzials des Standes der Technik liegt in seiner leichten Bauweise aus Blech. Die Leichtbauweise mit Blech ist insbesondere, wie in dem Fachaufsatz beschrieben ist, für den Planetenträger sinnvoll. Die Durchstellungen der Lagerstellen und Durchbrüche für den Zahneingriff lassen sich einfach durch Ziehen oder Prägen und Stanzen ins Blech einbringen. Nachteilig kann sich jedoch das dünne Blech auf das anfangs erwähnte Verformungsverhalten des Planetenträgers auswirken, insbesondere weil die PIa- netenbolzen nur einmal an dem Träger aufgenommen sind und weil das Blech des Planetenträgers zusätzlich durch die Durchbrüche geschwächt ist. Demzufolge kann es auch wiederum nachteilig sein, wenn der Berührradius zu groß ist. Der Einsatz von dickerem Blech zur Kompensationen der Verformungsanfälligkeit würde in einem solchen Fall die Vorteile des Leichtbaudifferenzials zumindest teilweise zunichte machen.

In EP 0 918 177 A1 und in dem genannten Fachaufsatz der ATZ wird der zuvor beschriebene Ausführung des Stirnraddifferenzials gegenüber dem klassischen Kegel raddifferenzial und gegenüber Stirnraddifferenzialen 36 der Gat- tung nach Figur 2 der Vorzug gegeben, weil der Berührradius R1 zwischen An- und Abtrieb im Stirnraddifferenzial 1 bei gleichen radialen Außenabmessungen größer ist als der Berührradius R2 im Stirnraddifferenzial 36.

Das Stirnraddifferenzial 36 weist das Antriebsrad 2 auf, welches in diesem Fall als Tellerrad ausgebildet ist. Außerdem ist das Stirnraddifferenzial 36 aus einem zweiteiligen Gehäuse als Summenwelle 50 zusammengehalten, in dem Planetenräder auf Planetenbolzen (auch als Lagerzapfen bezeichnet) und zwei Sonnenräder 40 und 41 als Abtriebsräder 6 und 7 angeordnet sind.

Das Gehäuse ist durch einen topfförmigen Gehäuseabschnitt und einen scheibenförmigen Abschnitt gebildet. Jeder der Gehäuseabschnitte weist Aufnahmen für die Planetenbolzen auf. Der topfförmige Gehäuseabschnitt ist mit einem Radialflansch versehen, an dem gemäß EP 0 918 177 A1 der topfförmi- ge Gehäuseabschnitt und der scheibenförmige Abschnitt verschraubt oder verschweißt sind. Das Antriebsrad sitzt radial auf dem topfförmigen Gehäuseabschnitt.

Die Planetenräder 14 und 15 sind wieder paarweise angeordnet, wobei jeweils ein Planetenrad 14 mit einem Planetenrad 15 ein Paar bildet und auch mit diesen verzahnt ist. In den Figuren 1 und 2 ist der gegenseitige Eingriff der Planetenräder ineinander durch die gestrichelten Linien symbolisiert. Die Planetenräder 14 stehen gleichzeitig mit dem Sonnenrad 40 im Eingriff und die Plane- tenräder 15 mit dem Sonnenrad 41. Im Gegensatz zu dem Stirnraddifferenzial 1 weist das Stirnraddifferenzial 36 keine Hohlräder auf. Abtriebsräder und somit Differenzglieder sind die Sonnenräder 40 und 41. Der Berührradius R2 ist in Figur 2 dem Achsabstand zwischen den Bolzenachsen 16 beziehungsweise 17 und der Drehachse 4 der Abtriebsräder gleichzusetzen und von den radia- len Abmessungen der jeweiligen Paarung Planetenrad mit dem jeweiligen Sonnenrad 40 oder 41 abhängig.

Der Bauraum, der derartigen Differenzialen am Fahrzeug zur Verfügung steht, ist in der Regel gering, so dass die Differenziale relativ kleine äußeren Abmes- sungen aufweisen sollen. Die Fähigkeit Drehmomente zu übertragen wird dagegen, wie auch in EP 0 918 177 A1 beschrieben ist, außer von den Kriterien Zahnbreite, Geometrie und weiteren im wesentlichen von dem mittleren Berührradius bestimmt. Je größer der Berührradius ist, umso höher ist, vorbehaltlich des anfangs erwähnten Einflusses aus der Verformungsanfälligkeit, der Betrag übertragbaren Momente.

Auch wenn das in EP 0 918 177 A1 beschriebene Stirnraddifferenzial, dessen Planeten in Hohlräder eingreifen, aufgrund des außen liegenden Zahneingriffs zwischen Planeten und Abtrieb und damit hinsichtlich seiner Kapazität Dreh- momente zu übertragen gegenüber einem abmessungsgleichen klassischen Kegelraddifferenzial beziehungsweise gegenüber der mit Figur 2 beschriebenen Variante an sich im Vorteil ist, ist es nach wie vor Ziel, die Differenziale so leicht und klein wie möglich und sehr hoch belastbar zu gestalten. Die Bolzenachsen der Planetenbolzen eines Paares liegen umfangsseitig hintereinander. Wie viele Paare der Planetenräder umfangseitig angeordneten werden können, hängt von dem umfangsseitigen Abstand ab, der durch die Abmessungen der Planetenräder vorgegeben ist und der auch maßgeblich von der Gestaltung der Lagerstellen für die Planetenräder und von deren Umgebungskonstruktion abhängig ist.

Das in EP 0 918 177 A1 beschriebene Differenzial und das dazugehörige im vorgenannten Fachaufsatz umgesetzten Praxisbeispiel weisen jeweils drei symmetrisch am Umfang verteilte Paare Planetenräder auf - es wird jedoch in EP 0 918 177 A1 darauf verwiesen, dass bei höheren durch das Differenzial zu übertragenden Momenten mehr als drei Paare eingesetzt werden können. Sowohl der Einsatz von mehr als drei Paaren als auch die Übertragung von hohen Drehmomenten ist hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Bauraums in den Anordnungen beider Ausführungen des Standes der Technik nach EP 0 918 177 A1 , nach Figur 1 und auch nach Figur 2 schwierig. Hinzu kommen für die Leichtbaudifferentiale aus Blech die zuvor beschriebenen durch Verformungen bestimmten Belastungsgrenzen des mittig angeordneten Planetenträgers aus Blech. Sollen derartige Differenziale für höhere Belastungen ausgelegt werden, wird entsprechend mehr Bauraum benötigt. Das Differential wird schwerer und teurer. Deshalb sind diese Typen des gattungsbildenden Standes der Technik vorzugsweise in Differenzialen eingesetzt, mit denen relativ geringe Drehmomente übertragen werden müssen.

Wie anfangs erwähnt, ist auch die Zahnbreite ein Kriterium für die Höhe des übertragbaren Drehmoments. Je breiter der Zahneingriff ist, um so höhere Momente können übertragen werden. Durch breiter gestalteten Zahneingriff, benötigen die Differentiale längs, also axial, mehr Bauraum und werden somit insgesamt schwerer und teurer.

In den zuvor beschriebenen Stirnraddifferenzialen kämmen die Planetenräder eines Paares miteinander. Gleichzeitig steht jedes der Planetenräder eines Paares im verzahnenden Eingriff mit einem anderen Differenzglied als das andere Planetenrad der Paarung. Wenn in diesem Differenzial eins oder beide Planetenräder mit beiden Differenzgliedern (beispielsweise zugleich mit beiden Sonnenrädern) im Eingriff stehen würde, wäre der Ausgleich im Differenzial blockiert. Bei der Auslegung des Planetentriebes ist deshalb ausreichend Freiraum für die Verzahnung jeder der beiden Differenzglieder für sich gegenüber demjenigen Planetenrad vorzusehen, mit dem die Verzahnung dem jeweiligen Differenzglied nicht im Eingriff stehen darf. In dem Differenzial nach EP 09 918 177 A1 ist dafür ausreichend axialer Bauraum zwischen den Zahneingriff zur jeweiligen Sonne vorgesehen, indem das Planetenrad um den Betrag des axial benötigten Bauraums länger ist. Eine derartige Anordnung erfordert durch das axial längere Planetenrad zusätzlichen axialen Bauraum.

Es gibt die in DE196 12 234 A1 beschriebenen Stirnraddifferentiale, die wohl den nächstliegenden Stand der Technik zu betrachteten Gattung bilden. Diese Differenziale sind sehr kompakt ausgebildet, weil die miteinander im Eingriff stehende Planetenräder zwei Durchmesserstufen aufweisen und wechselseitig mit den Sonnenrädern „verschachtelt" sind.

Eine schon vor dem Anmeldetag von EP 09 918 177 A1 bekannte Anordnung in Stirnraddifferenzialen zeigt DE 196 12 234 A1 , indem die Sonnenräder die Differenzglieder sind. Die Sonnenräder stehen im Eingriff mit Planetenräderpaaren. Die Planetenräder eines Paares sind auch miteinander verzahnt. Um den Planetentrieb möglichst kompakt zu gestalten, weisen die Planetenräder längs mittig zwischen zwei verzahnten Abschnitten einen nicht verzahnten Abschnitt auf. Der nicht verzahnte Abschnitt weist einen geringeren Außendurchmesser auf als die beidseitig begrenzenden verzahnten Abschnitte. Der Außendurchmesser des nicht verzahnten Durchmessers ist dabei geringer als der kleinste Fußkreisdurchmesser der angrenzenden Verzahnung. Einer der verzahnten Abschnitte eines jeden der Planetenräder eines Paars ist für den Zahneingriff mit einem anderen der Sonnenräder. Über den anderen verzahnten Abschnitt sind die Planetenräder des Paars miteinander verzahnt. In die dazwischen liegende radiale Umfangslücke, die den verzahnungslosen Ab- schnitt umgibt, taucht berührungslos diejenige Verzahnung des Sonnenrades ein, mit der das jeweilige Planetenrad nicht verzahnt ist. Diese in der Anordnung nach DE196 12 234A1 gezeigten Planetenräder sind relativ aufwändig herzustellen, da zum einen die Zahnbreite der verzahnten Abschnitte nicht gleich ist und da der nicht verzahnte Abschnitt mit dem geringeren Außendurchmesser zwischen den beiden verzahnten Abschnitten angeordnet ist. Die unsymmetrische Anordnung der Planeten Räder eines Paares lässt auch keine optimale axiale Bauraumausnutzung zu, da axial zwischen den verzahnten Abschnitten jedes Planetenrades ausreichend axialer Bauraum für den Eingriff eines Sonnenrades vorhanden sein muss.

Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, Stirnraddifferenziale zu schaffen, die geringen Bauraum für sich beanspruchen und mit denen trotzdem hohe Drehmomente zu übertragen werden können und die sich einfachen kostengünstig herstellen lassen.

Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung ist in Stirnraddifferenzialen einsetzbar; deren Planetenräder mit Differenzgliedern im Eingriff sind. Die Differenzglieder sind, wie schon erwähnt, entweder Hohlräder oder Sonnenräder und vorstehend beschrieben.

Die Planetenräder und Sonnenräder sind in dem erfindungsgemäßen Differen- zial wie folgt beschrieben ausgebildet und angeordnet:

a. Jedes Planetenpaar weist zwei Planetenräder auf, die vorzugsweise i- dentisch als Gleichteile gestaltet sind.

b. Die Planetenräder weisen jeweils einen außenzylindrischen nicht verzahnten Abschnitt und längs daneben einen verzahnten Abschnitt auf. c. Die radialen äußeren Abmessungen (Außenradius) des nicht verzahnten Abschnitts sind geringer als die kleinstmöglichen radialen äußersten Abmessungen (beispielsweise Kopfkreisradius) des verzahnten Abschnitts. Dabei ist der Außendurchmesser des nicht verzahnten Ab- Schnitts mindestens kleiner als der Zahnkopfdurchmesser vorzugsweise aber gleich oder kleiner als der Zahnfußdurchmesser des verzahnten Abschnitts.

d. Der verzahnte Abschnitt der betrachteten Planetenräder ist als Stirnver- zahnung wie Geradverzahnung, Schrägverzahnung, Keilverzahnung oder schraubenförmige Verzahnung ausgebildet.

e. Jedes der Planetenräder sitzt entweder auf einem separaten Planetenbolzen, oder ist auf zwei Zapfen aufgenommen beziehungsweise weist selbst zwei axial aus dem Planetenrad hervorstehende Zapfen auf.

f. Der Planetenbolzen oder das Planetenrad mit Zapfen beziehungsweise das Planetenrad auf Zapfen ist beidseitig in oder an dem Gehäuse gelagert.

g. Die Zapfen, mit denen das jeweilige Planetenrad alternativ aufgenommen ist, sind entweder einteilig mit einem Blechgehäuse ausgebildet oder als separate Bauteile in dieses eingebracht.

h. Alternativ zu vorgenannten Ausführungen der Lagerung der Planetenräder sind ein oder mehrteilige Zapfen einmaterialig mit dem Planetenrad ausgebildet oder separat an dem jeweiligen Planetenrad befestigte Elemente.

i. Das Planetenrad ist in diesen Fällen entweder drehbar auf den Zapfen oder auf dem Planetenbolzen um die Bolzenachse oder mit dem Bolzen gelagert. j. Die nicht verzahnten Abschnitte der Planetenräder weisen längs in entgegengesetzte Richtung, so dass die Stirnseiten der nicht verzahnten Abschnitte jeweils längs nach außen, vorzugsweise zur Lagerung der Planetenbolzen im Gehäuse hin, weisen.

k. Jedes der Planetenräder eines Paares greift jeweils mit einem in Längsrichtung am Planetenrad außen liegenden Teilabschnitt seines verzahnten Abschnitts in die Verzahnung eines anderen der beiden Differenzglieder des Differenzials ein.

I. Der außen liegende Abschnitt (äußerer Teilabschnitt) geht in Längsrichtung des Planetenrades betrachtet, also gleichgerichtet mit der Bolzenachse, von einem Ende des Planetenrades aus bis an einen, in Längsrichtung mittleren Teilabschnitt der Verzahnung.

m. Die Breite des äußeren Teilabschnitts, mit dem das jeweilige Planetenrad in die Innen- beziehungsweise Außenverzahnung des Differenzglieds eingreift, entspricht vorzugsweise der Hälfte der Breite der Verzahnung in Längsrichtung des verzahnten Abschnitts.

n. In die Umfangslücke eines jeden Planetenrads eines Paares, die um den nicht verzahnten Abschnitt ausgebildet ist, taucht jeweils die Verzahnung jenes Differenzglieds der zwei Differenzglieder radial und axial berührungslos ein, welches mit dem äußeren Teilabschnitt der Verzahnung des anderen Planetenrades des gleichen Paares kämmt.

o. Die Umfangslücke ist axial in die eine Längsrichtung durch den längs innen liegenden mittleren Teilabschnitt der Verzahnung und in die andere Längsrichtung beispielsweise durch das Gehäuse oder durch einen an- deren Axialanschlag für das Planetenrad begrenzt.

p. Die Planetenräder eines Paares stehen jeweils an dem mittleren Teilabschnitt des verzahnten Abschnitts miteinander im Eingriff. q. Der mittleren Teilabschnitt ist in Längsrichtung zwischen dem äußeren Teilabschnitt der Verzahnung und dem nicht verzahnten Abschnitt ausgebildet.

r. Typ und die Abmessung der Verzahnung des äußeren Abschnitts können sich an dem mittleren Abschnitt fortsetzen alternativ aber auch andere sein.

s. Die Breite des mittleren Teilabschnitts, an dem die Planetenräder miteinander verzahnt sind, ist vorzugsweise die andere Hälfte der Breite der Verzahnung in Längsrichtung des verzahnten Abschnitts.

t. Pro Differenzial sind mindestens drei, vorzugsweise jedoch vier oder fünf Stück der Paare angeordnet.

Die Längsrichtung ist mit den Bolzenachsen gleich. Wenn zuvor und hiernach der Begriff Zahnbreite und gleichbedeutendes verwendet wird, ist die mit der Bolzenachse gleichgerichtete Abmessung der Verzahnung gemeint.

Jedes dieser Planetenräder weist den nicht verzahnten Abschnitt auf, damit in diesen Stirnraddifferenzialen jedes der Planetenräder eines Paares nicht mit beiden Differenzgliedern (mit beiden Sonnenrädern oder Hohlrädern) zugleich im Eingriff steht.

Aus den zuvor genannten Merkmalen folgt:

u. Die erforderliche Gesamtbreite des verzahnten Abschnitts eines jeden der Planetenräder ist vorzugsweise die Summe aus der Breite des Diffe- renzglieds, dass im Zahneingriff mit dem Planeten und steht und aus der

Breite des Teilabschnitts der Verzahnung, mit dem die Planetenräder des gleichen Paares miteinander kämmen - höchstens noch zuzüglich fertigungs-, montage- bzw. gestaltungsbedingter Abstände, Fasen, Ab- Standshalter und ähnlichem.

v. Die erforderliche Breite des nicht verzahnten Abschnitts des Planetenrades entspricht bevorzugt der Breite der Verzahnung des Differenz- glieds, welches mit dem anderen Planetenrad des gleichen Paares kämmt - höchstens noch zuzüglich fertigungs-, montage- bzw. gestaltungsbedingter Abstände, Fasen, Abstandshalter und ähnlichem.

w. Die Verzahnung des Differenzgliedes taucht möglichst soweit in die Um- fangslücke ein, dass sich das Differenzglied und das betreffende Planetenrad gerade noch nicht berühren.

Die Zahnbreite für den Zahneingriff der miteinander verzahnten Bauteile der erfindungsgemäßen Differenziale ist breiter als die des bisherigen gattungsbil- denden Stands der Technik gleicher Außenabmessungen - denn, die Planetenräder sind im Paar miteinander und mit den Differenzgliedern ohne weitere axiale Lücken verschachtelt. Höhere Drehmomente sind übertragbar. Die Planetenräder sind nicht an einem gesonderten längst mittig im Differenzial angeordneten Planetenträger sondern beidseitig im als Planetenträger fungierenden Gehäuse gelagert. Durch die zwei Lagerstellen anstelle nur einer ist die Konstruktion steifer und weniger anfällig gegen Verkippung und somit weniger anfällig gegen die durch Verkippung entstehenden Nachteile.

Die Paare eines Planetentriebs können umfangsseitig näher aufeinander ge- rückt werden, da zum einen die Belastungen pro Planeten auf jeweils zwei Lagerstellen im oder am Gehäuse verteilt werden und zum anderen die Gehäusekonstruktion an sich schon stabiler ist als dies ein mittig angeordneter scheibenförmiger Planetenträger aus Blech ist. Der Bauraum, der umfangseitig zwischen den einzelnen Lagerstellen für stützendes Material zur Verfügung stehen muss, ist gering. Der für einen mittig angeordneten Planetenträger benötigte axiale Bauraum entfällt durch die Lagerung im Gehäuse. Die Verzahnung kann um diesen Betrag zusätzlich breiter ausgeführt werden. Damit kann auch wieder der Berührradius verringert und auf die steifere Anordnung und somit ge- gen Verformungen weniger anfälliger Konstruktion wie die nach Figur 2 mit dem Eingriff der Planetenräder in Sonnenräder zurückgegriffen werden. Die Herstellung des Planetentriebs ist kostengünstiger, da die aufwändige Herstellung der Hohlräder entfällt. Aufwändig ist zum Beispiel die Innenbearbeitung der Innenverzahnung.

Sowohl die Gehäuseabschnitte, als auch die Sonnenräder sind auf einer gemeinsamen Drehachse des Differenzials koaxial zueinander angeordnet. Die Sonnenräder sind um die Drehachse wahlweise mit Gleitlagerungen oder mit Wälzlagerungen in dem Gehäuse drehbar gelagert. Das Gehäuse selbst ist gegenüber der Umgebungskonstruktion um die Drehachse vorzugsweise wälzgelagert, kann aber auch gleitgelagert sein.

(1 ) Das Gehäuse ist durch einen topfförmigen Gehäuseabschnitt und einen scheibenförmigen Abschnitt gebildet.

(2) Sowohl der topfförmige Gehäuseabschnitt und der scheibenförmige Abschnitt sind vorzugsweise Kaltumformteile, z. B. Zieh- und Stanzteile aus dünnem Blech, in die die Aufnahmen für die Planetenräder und auch für die Differenzglieder eingebracht sind. Derartige Bauteile lassen sich kostengünstig herstellen.

(3) Alternativ dazu ist das zweiteilige Gehäuse aus zwei vorzugsweise identischen Gehäuseabschnitten gebildet, die beide topfförmig sind und bei- de Flansche zur Befestigung aneinander aufweisen.

(4) Die Flansche weisen Durchgangslöcher auf, durch die Schraubenelemente wie Stehbolzen oder Schrauben hindurch greifen.

(5) An einem der Gehäuseabschnitte sind anstelle der Durchgangslöcher umfangsseitig zylindrische Führungszapfen ausgebildet. Die vorzugsweise innen hohlzylindrischen Führungszapfen stehen axial aus dem Flansch hervor. (6) Jeder Führungszapfen steckt jeweils in einem Durchgangsloch eines Lochflansches an dem anderen der Gehäuseabschnitte. Die im Querschnitt betrachtete Innenkontur des Durchgangsloches in dem Loch- flansch korrespondiert passgenau mit der Außenkontur des Führungszapfens.

(7) Der eine Gehäuseabschnitt sitzt mit dem Lochflansch auf dem Führungszapfen und ist auf diesem zentriert.

(8) Ein Verbindungselement greift vorzugsweise in den längs durch den Führungszapfen hindurch entweder in ein Gewinde in dem Antriebsrad hinein oder ist alternativ verschraubt bzw. vernietet. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Schraub- oder Nietverbindung auch separat zu den Führungszapfen an anderer Stelle angeordnet sein.

(9) Die Durchgangslöcher oder Zapfen einer Flanschverbindung sind entweder auf einem gemeinsamen Lochkreis oder einzeln auf sich voneinander im Durchmesser unterscheidenden Lochkreisen angeordnet.

(10) Der kleinste Lochkreis für Durchgangslöcher oder Zapfen einer Flanschverbindung ist größer als der größte Hüllkreis der radial am weitesten von der Drehachsen entfernten Planetenräder.

(11 ) Alternativ dazu ist der Durchmesser des größten Lochkreises immer noch kleiner als der größte Hüllkreis um die Planetenräder, d.h. die Löcher der Flanschverbindung sind ganz oder teilweise umfangsseitig zwischen den einzelnen Planetenpaaren innerhalb des Hüllkreises Aus- gebildet.

Der Lochkreis ist ein gedachter Kreis, dessen Zentrum von der Drehachse senkrecht durchstoßen wird und auf dessen Kreislinie die parallel zur Drehach- se ausgerichtete Mittelachse mindestens eines der Durchgangslöcher der Flanschverbindung liegt. In einer Flanschverbindung sind zumeist mehrere Mittellinien von Durchgangslöchern auf einem gemeinsamen Lochkreis angeordnet. Es ist jedoch auch denkbar, dass umfangsseitig zueinander benachbar- te der Durchgangslöcher einer Flanschverbindung mit unterschiedlichen radiale in Abständen zur Drehachse in dem Flansch eingebracht sind, so dass diese zwangsläufig unterschiedliche Lochkreise zueinander aufweisen.

Der Hüllkreis um die Planetenräder ist ein gedachter Kreis, dessen Zentrum senkrecht von der Drehachse durchstoßen wird und der außen um die umfangsseitig zueinander beabstandeten Planetenräder gelegt ist. Dabei umfasst der Hüllkreis mindestens zwei umfangsseitig zueinander benachbarte Planetenräder, deren Bolzenachsen radial gleich weit von der Drehachse entfernt sind. Der größte Hüllkreis ist demnach der Hüllkreis, der die Planetenräder außen umfasst, die radial am weitesten von der Drehachse entfernt sind.

Gehäuseabschnitte mit den Merkmalen (5) bis (11 ) sind über die Zapfenführung, insbesondere umfangsseitig, aneinander abgestützt, so dass die Schraubverbindung von umfangsseitigen Belastungen aus Drehmomenten (Scherbeanspruchung) frei ist. Die Anzahl der Befestigungselemente, wie Schraubenelemente oder Nieten kann reduziert werden.

An Gehäusen nach dem Merkmal (11 ) wird umfangsseitig zwischen den einzelnen Paaren der Planetenräder Bauraum für die Verbindung der Gehäuseab- schnitte genutzt. Die Verbindung der Gehäuseabschnitte untereinander wird steifer, so dass das ganze Differenzial steifer und weniger anfällig gegen Verformungen und Verlagerungen ist. Außerdem wird unter Umständen weniger radialer Bauraum für das Antriebsrad bzw. für seine Befestigung am Gehäuse benötigt, da die Befestigung radial nach innen zumindest teilweise zwischen die Planeten verlagert wurde.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung betreffen das Antriebsrad und dessen Befestigung auf dem Gehäuse gemäß nachfolgender Merkmale und beliebigen sinnvollen Kombinationen dieser:

i. Das Antriebsrad ist vorzugsweise ein Stirnrad mit Stirnverzahnung beliebigen Typs alle denkbaren Ausführungen.

ii. Das Antriebsrad ist alternativ ein Zahnring, der mit seinem Innenumfang zumindest teilweise auf einem außenkonische oder außenzylindrischen Abschnitt, vorzugsweise dem topfförmige Gehäuseabschnitt, sitzt.

iii. Der Zahnring ist axial an dem Radialflansch abgestützt.

iv. Der Sitz ist entweder mit einer Spielpassung, Übergangspassung oder Presspassung ausgeführt beziehungsweise durch die konische Verbindung selbst gehemmt.

v. Der Zahnring ist alternativ oder zusätzlich zu den vorgenannten Merkmalen iii. bis iv. auf dem Gehäuse durch Stoffschluss wie Schweißen befestigt beziehungsweise mittels einer Schraubverbindung gesichert.

vi. Die Schraubverbindung ist vorzugsweise gleichzeitig für die Verbindung der beiden Gehäuseteile miteinander vorgesehen.

vii. Der Zahnring weist alternativ zu der zuvor mit den Merkmalen i. bis vi. beschriebenen Variante zwei sich im Durchmesser voneinander unter- scheidende Innenumfangsflächen auf.

viii. Die Innenumfangsfläche mit dem größeren Innendurchmesser sitzt auf mindestens einem Radialflansch eines der Gehäuseabschnitte.

ix. Die Innenumfangsfläche mit dem kleineren Innendurchmesser sitzt auf einem der Gehäuseabschnitte.

x. Der Zahnring stützt sich mit einer zwischen den beiden Innenumfangs- flächen radial ausgerichteten Kreisringfläche an einem Radialflansch ab.

xi. Von der Kreisringfläche gehen axial Gewindebohrungen mit Innengewinde aus, in die entweder jeweils ein Stehbolzen oder eine Schraube zur Befestigung des Zahnrings an dem Gehäuse und/oder zur Befestigung der Gehäuseabschnitte aneinander eingeschraubt ist.

xii. Für alle zuvor genannten Ausführungen sind alternativ an einem der Gehäuseabschnitte oder wechselseitig an beiden Gehäuseabschnitten anstelle der Durchgangslöcher umfangsseitig zylindrische Führungszapfen angeordnet. Die innen hohlzylindrischen Führungszapfen stehen a- xial aus dem Flansch in Richtung des anderen Gehäuseabschnitts hervor.

xiii. Jeder Führungszapfen greift jeweils in ein Durchgangsloch eines gegenüberliegenden Lochflansches an dem anderen Gehäuseabschnitt ein. Die Außenkontur des Führungszapfens korrespondiert so mit der Innenkontur des Durchgangsloches, dass der Führungszapfen eng in dem Durchgangsloch geführt ist. Der Gehäuseabschnitt ist über mehrere am Umfang verteilte der Führungszapfen in den Durchgangslöchern des anderen Gehäuseabschnitts zur Drehachse und zu dem anderen Gehäuseabschnitt konzentrisch zentriert.

xiv. An dem Antriebsrad ist ein weiterer Führungszapfen ausgebildet. Der weitere Führungszapfen ist zumindest in seiner Außenkontur zu dem

Führungszapfen am Gehäuseabschnitt identisch und greift von der anderen Seite axial in das Durchgangsloch ein. Das Antriebsrad ist über mehrere am Umfang verteilte der weiteren Führungszapfen in den Durchgangslöchern zur Drehachse und zu dem Gehäuse konzentrisch zentriert. Jeweils ein Befestigungsmittel durchgreift die hohlen Führungszapfen und hält die Elemente axial aneinander. xv. Jeder Führungszapfen greift jeweils durch ein Durchgangsloch eines Lochflansches an dem anderen der Gehäuseabschnitte hindurch in ein Führungsloch des Zahnrings ein. Die im Querschnitt betrachtete Innenkontur des Führungslochs in dem Zahnring korrespondiert passgenau mit der Außenkontur des Führungszapfens. Zahnring und Gehäuse sind zueinander konzentrisch zur Drehachse zentriert.

xvi. In dem Führungsloch folgt auf den Führungsabschnitten ein Innengewinde oder ein Durchgangsloch für die axiale Befestigung der Gehäuse- abschnitte mit dem Zahnring mittels Schraub- oder Nietverbindung.

xvii. Der Führungszapfen ist einteilig mit dem Flansch des betreffenden Gehäuseabschnitts aus dessen Material ausgebildet.

xviii. Der Führungszapfen ist eine separate Hülse, die vorzugsweise mittels Presssitz und/oder Stoffschluss an dem Flansch des betreffenden Gehäuseabschnitts befestigt ist.

In das Antriebsrad eingeleitete Drehmomente werden von dem Antriebsrad über die Führungszapfen direkt an die Gehäuseabschnitte weitergegeben, ohne dass die Verbindungselemente durch Scherkräfte belastet sind. Die Diffe- renziale sind auch deshalb mit wesentlich höheren Drehmomenten belastbar.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung betreffen nachfolgend beschriebene Ausführungen der Sonnenräder:

I. Die Sonnenräder sind hinsichtlich ihrer Gestalt vorzugsweise Gleichteile.

II. Die Sonnenräder sind aus zwei hohlzylindrischen Abschnitten gebildet, die sich in ihren radialen Außenabmessungen voneinander unterscheiden. III. Der hohlzylindrische Abschnitt mit den radial größeren Außenab- messungen weist stirnseitig umlaufend eine Verzahnung für den Eingriff in Planetenräder auf.

IV. Die Sonnenräder sind jeweils mit einer Flanke in Längsrichtung a- xial an jeweils einem Gehäuseabschnitt mittels Gleitlagerung oder Wälzlagerung um die Drehachse des Stirnraddifferenzials drehbar gelagert. Die Flanke erstreckt sich radial zwischen der Außenverzahnung und dem hohlzylindrischen Abschnitt mit den radial kleine- ren Außenabmessungen.

V. Jedes der Sonnenräder ist radial jeweils in einer hohlzylindrischen Aufnahme eines der Gehäuseabschnitte mittels Gleit- oder Wälzlagerung um die Drehachse des Stirnraddifferenzials drehbar gela- gert.

VI. Die Sonnenräder sind Gleichteile, d.h., ihre Konstruktion und Abmessungen sind gleich.

VII. Die Sonnenräder sind einteilig ausgebildet.

VIII. Die Sonnenräder sind alternativ zu Merkmal VII zusammengesetzte Bauelemente aus einem Zahnring auf einem Grundkörper, wobei der Zahnring vorzugsweise der Abschnitt mit dem größeren radia- len Abmessungen und der Grundkörper der hohlzylindrische Zahnring mit den kleineren radialen Abmessungen ist.

IX. In die Sonnenräder sind alternativ und/oder gleichzeitig zu den Merkmalen I bis VIII Elemente von Antriebsgelenken, beispielswei- se die Glocken (Außengehäuse) mit Laufbahnen, für z. B. Tripoderollen, integriert. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Gattungsbildender Stand der Technik ist auch anhand der Figuren 1 und 2 im Kapitel Gebiet der Erfindung am Anfang dieses Dokuments und Ausführungs- beispiele der Erfindung sind ab Figur 3 wie folgt beschrieben:

Figur 1 zeigt das Prinzip eines Stirnraddifferenzials des der Erfindung zu

Grunde liegenden Standes der Technik, bei dem die Differenzglieder Hohlräder sind, schematisch,

Figur 2 zeigt das Prinzip eines Stirnraddifferenzials des der Erfindung zu

Grunde liegenden Standes der Technik, bei dem die Differenzglieder Sonnenräder sind, schematisch,

Figur 3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferenzials, längs entlang der Drehachse geschnitten dargestellt,

Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferenzials, längs entlang der Drehachse geschnitten darge- stellt,

Figur 5 die Anordnung von fünf Planetensätzen in erfindungsgemäßen

Stirnraddifferenzialen, wobei die rechte Seite des Differenzials dargestellt ist,

Figur 6 das Detail Z, die Anordnung eines Paares von Planetenrädern im

Stirnraddifferential, aus den Figuren 3 und 4 nicht maßstäblich und vergrößert,

Figur 6a ein Ausführungsbeispiel eines Planetenrads, als Einzelteil dargestellt, Figur 6b ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Planetenrads, als Einzelteil dargestellt

Figur 7 das Planetenpaar nach Figur 6 entlang der Linie VII-VII quer ge- schnitten,

Figur 8 das Planetenpaar nach Figur 6 entlang der Linie VIII-VIII quer geschnitten,

Figur 9 das Planetenpaar nach Figur 6 entlang der Linie IX-IX quer geschnitten,

Figur 10 einen Längsschnitt durch ein Planetenrad des Planetenpaares aus Figur 6, geschnitten entlang der Linie X-X in Figur 9,

Figur 11 einen Längsschnitt durch das andere Planetenrad das Planetenpaar was aus Figur 6, geschnitten entlang der Linie Xl-Xl in Figur 9,

Figur 12 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stirnraddiffe- renzials, längs entlang der Drehachse geschnitten dargestellt, dessen Aufbau im wesentlichen der Stirnraddifferenzials nach Figur 4 entspricht, dessen Sonnenräder jedoch gleichzeitig als Außenteile von Antriebsgelenken ausgebildet sind,

Figur 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferenzials, längs entlang der Drehachse geschnitten dargestellt,

Figur 14 die Verbindung der Gehäuseabschnitte mit dem Antriebsrad anhand des Details X aus den Figuren 4, 12 und 13 vergrößert und nicht maßstäblich, Figur 15 das Detail X aus den Figuren 4,12 und 13 vergrößert und nicht maßstäblich mit einer zu der nach Figur 14 alternativ gestalteten Verbindung,

Figur 16 eine Frontalansicht des Stirnraddifferenzials nach Figur 13 und

Figur 17 das Detail X aus den Figuren 4,12 und 13 vergrößert und nicht maßstäblich mit einer zu der nach Figur 14 weiteren alternativ gestalteten Verbindung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferenzials 18. Das Stirnraddifferenzial 18 weist ein Antriebsrad 19 auf, das ein ringförmiges Stirnrad ist. Weiterhin ist das Stirnraddifferenzial 18 in einem zweiteiligen Gehäuse 20 zusammengefasst. Das Gehäuse 20 ist die Summenwelle 50. In dem Gehäuse 20 sind fünf Paare Planetenräder 21 und 22 aufgenommen. Die Planetenräder 21 und 22 stehen im Eingriff mit Sonnenrädern 23 und 24. Die Sonnenräder 23 und 24 sind die Abtriebsräder 6 und 7 und somit die Differenzglieder des Planetentriebs. Die Abtriebsräder 6 und 7 sind separat zueinander um die Drehachse 4 drehbar in dem Gehäuse 20 gelagert und sind mit nicht dargestellten Gelenkwellen verbunden. Die Anordnung der Summenwelle und der Differenzwellen entspricht der nach Figur 2.

Das Gehäuse 20 ist durch einen topfförmigen Gehäuseabschnitt 27 und einen scheibenförmigen Abschnitt 28 gebildet. Sowohl der topfförmige Gehäuseabschnitt 27 und der scheibenförmige Abschnitt 28 sind vorzugsweise Kaltumformteile, z. B. Zieh- und Stanzteile aus dünnem Blech. Jeder der Gehäuseabschnitte 27 und 28 weist Aufnahmen 31 und 32 für Planetenbolzen 29 und 30 auf.

Der topfförmige Gehäuseabschnitt 27 ist mit einem Radialflansch 33 versehen. Das Antriebsrad 19 ist auf den hohlzylindrischen Abschnitt 25 aufgesetzt oder alternativ aufgepresst. Der Radialflansch 33 kann beim Aufpressen als Axialanschlag dienen. Das zahnringförmige Antriebsrad 19 liegt axial an dem Radialflansch 33 an. In das Antriebsrad 19 sind in axiale Gewindebohrungen Innengewinde 46 eingebracht. Der Lochkreis mit dem Durchmesser DL, auf dem die Innengewinde 46 angeordnet sind und die Teilung, mit der die Innengewinde 46 umfangsseitig zueinander benachbart sind, sind identisch zu dem Lochkreis in den gleichen Durchmesser DL und der Teilung, mit dem in dem Radialflansch 33 und in dem scheibenförmigen Abschnitt 27 Durchgangslöcher 35 für Schrauben 34 angeordnet und umfangsseitig zueinander benachbart sind (siehe auch Figur 4 und 5). Die Durchgangslöcher 35 der Flanschverbindung und das jeweilige dazugehörige Innengewinde 46 sind für eine Steckschraubverbindung mit jeweils einer Schraube 45 oder mit einem Stehbolzen zueinander ausgerichtet. Der Durchmesser DL des Lochkreise ist größer als der Durchmesser DP des gedachten Hüllkreises, der außen alle Planetenräder 21 und 22 umgibt.

Jedes der Planetenräder 21 und 22 ist separat auf dem Planetenbolzen 29 bzw. 30 gleit- oder wälzgelagert. Die Planetenräder 21 und 22 eines Paares stehen über die verzahnten Abschnitte 37 miteinander im Zahneingriff. Jedes der Planetenräder 21 und 22 eines Paares kämmt außerdem jeweils mit einem anderen der zwei als Sonnenrad 23 und 24 ausgebildeten Abtriebsräder 6 bzw. 7 als das andere Planetenrad 21 bzw. 22 des gleichen Paares.

In Figur 4 ist ein Stirnraddifferential 53 mit einem zweiteiligen Gehäuse 54 ge- zeigt, dessen Gehäuseabschnitte 55 sich von dem Gehäuse 20 des Stirnraddif- ferenzials 18 unterscheiden und das mit einer zum Stirnraddifferential 18 vergleichsweise anderen Aufnahme bzw. Befestigung eines Antriebsrads 56 versehen ist. Die Ausführung und Anordnung der Planetenräder 21 und 22 auf Planetenbolzen 29 beziehungsweise 30 sowie der Zahneingriff in Sonnenräder 23 und 24 sind mit dem Stirnraddifferential 18 vergleichbar.

Die Gehäuseabschnitte 55 des Stirnraddifferenzials 53 sind topfförmig ausgebildete und kalt geformte Teile aus Blech sowie zueinander identisch gestaltet. In den Gehäuseabschnitten 55 sind die Aufnahmen 31 bzw. 32 für die Planetenbolzen 29 oder 30 ausgebildet. Bei der Gehäuseabschnitte 55 sind jeweils mit einem Radialflansch 33 versehen, in dem Durchgangslöcher 35 für Befestigungselemente eingebracht sind.

Das Antriebsrad 56 ist ein Zahnring, der zwei sich im Durchmesser voneinander unterscheidende Innenumfangsflächen 57 und 58 aufweist. Die Innenum- fangsfläche 57 mit dem größeren Innendurchmesser sitzt auf mindestens einem Radialflansch 33 eines der Gehäuseabschnitte 55, ist jedoch vorzugswei- se auf beiden der Gehäuseabschnitte 55 zur Drehachse 4 zentriert und geführt. Die Innenumfangsfläche 58 mit dem kleineren Innendurchmesser sitzt entweder auf den hohlzylindrischen Abschnitt 25 oder ist durch einen Radialspalt von diesem getrennt. Der Zahnring stützt sich mit einer Kreisringfläche an einem Radialflansch 33 ab. Die Kreisringfläche 59 ist radial zwischen den beiden In- nenumfangsflächen 57 und 58 ausgerichteten.

Von der Kreisringfläche 59 gehen axial Gewindebohrungen mit jeweils einem Innengewinde 46 oder Durchgangsbohrungen für Niete beziehungsweise Führungshülsen aus, in die in diesem Fall eine Schraube 34 zur Befestigung des Antriebsrads 56 an dem Gehäuse 54 und zur Befestigung der Gehäuseabschnitte 55 aneinander eingeschraubt ist. Die Lochkreisdurchmesser DL für die Innengewinde 46 und Durchgangslöcher 35 ist gleich und ist größer als der Hüllkreisdurchmesser DP, der die Planeten radial am weitesten außen angeordneten Planetenräder 21 , 22 umgibt.

Die Sonnenräder 23 und 24 sind axial in die Längsrichtung nach außen jeweils mittels einer Gleitscheibe 26 an dem jeweiligen Gehäuse 20 beziehungsweise 54 abgestützt. In radialer Richtung sind die Sonnenräder 23 und 24 ebenfalls gleitgelagert.

Die Gestaltung und die Anordnung der Planetenräder 21 und 22 sowie der Zahneingriff dieser miteinander und in die Sonnenräder 23 und 24 ist in den Figuren 5 bis 11 gezeigt. Die nachfolgend beschriebenen Anordnungen sind in den Stirnraddifferenzialen 18, 53, 62 und 65 gleich ausgebildet, so dass die Beschreibungen der Figuren 6 bis 11 auch für die Stirnraddifferenziale 62 und 65 zutreffen.

Figur 5 zeigt die Gesamtansicht des geöffneten Stirnraddifferenzials 18 beziehungsweise 53, wobei in Figur 5 die rechte Seite des Differenzials mit dem Sonnenrad 24 ohne Gehäuse 20 beziehungsweise 54 dargestellt ist. Es sind fünf Paare der Planetenräder 21 und 22 umfangsseitig angeordnet.

Figur 6 zeigt das Detail Z nach Figur 3 und Figur 4 und auch den Verzahnungseingriff der Planetenräder 21 und 22 in die Außenverzahnung 51 beziehungsweise 52 der Sonnenräder 69, 70 des Stirnradgetriebes 66 nach den Figuren 13 und 16. Die Planetenräder 21 und 22 sind identisch zueinander ausgebildet und sind abgesetzt gestaltet. Figur 6a und 6b zeigen jeweils ein Planetenrad 21 beziehungsweise 22 als Einzelteil entweder mit Geradverzahnung oder mit Schrägverzahnung. Sie weisen einen vorwiegend zylindrisch ausgebildeten nicht verzahnten Abschnitt 43 auf, dessen Außendurchmesser DA geringer ist als der Außendurchmesser verzahnten Abschnitts 37 am Kopfkreis DK. Der verzahnungsfreie Abschnitt 43 und der verzahnte Abschnitt 37 sind unmittelbar zueinander benachbart. Der Außendurchmesser DA des nicht verzahnten Abschnitts 43 ist vorzugsweise auch kleiner als der Fußkreisdurchmesser FK der Verzahnung des verzahnten Abschnitts 37.

Die Planetenräder 21 und 22 eines Paares sind so auf dem Planetenbolzen 29 und 30 angeordnet, dass die nicht verzahnten Abschnitte 43 der Planetenräder 21 , 22 längs in entgegengesetzte Richtung weisen (siehe Figur 5). Die Stirnseiten 42 der nicht verzahnten Abschnitte 43 weisen jeweils längs nach außen, vorzugsweise zu den Aufnahmen 31 , 32 für die Planetenbolzen 29 und 30 im Gehäuse 20 bzw. 55 hin.

Jedes der Planetenräder 21 , 22 eines Paares greift jeweils mit einem in Längsrichtung am Planetenrad 21 , 22 außen liegenden Teilabschnitt 44 seines verzahnten Abschnitts 37 in die Verzahnung eines anderen Abtriebrads 6, 7 des Differenzials ein. In diesem ist die Verzahnung der Abtriebsräder 6 und 7 eine Außenverzahnung 51 beziehungsweise 52 an den Sonnenrädern 23 und 24.

Der außen liegende Teilabschnitt 44 (äußerer Teilabschnitt) erstreckt sich gleichgerichtet mit der Bolzenachse 29, von einem Ende des Planetenrades 21 bzw. 22 aus bis an einen, in Längsrichtung betrachtet, innen liegenden Teilabschnitt 48 (mittlerer Teilabschnitt) des verzahnten Abschnitts 37 (siehe auch Figur 6b). In Figur 6 ist das Planetenrad 21 geschnitten im Vordergrund dargestellt. Von dem Planetenrad 22 ist nur der außen liegende Teilabschnitt 44 durch die Umfangslücke 49 hindurch zu erkennen. Die Umfangslücke 49 umgibt in dieser Ansicht den nicht verzahnten Abschnitt 43 des Planetenrades 21. Der außen liegende verzahnte Teilabschnitt 44 ist in etwa so breit wie der radiale Absatz 60 mit Außenverzahnung 51 beziehungsweise 52 und muss nur so breit sein, wie die Außenverzahnung 51 längs breit ist. Der mittlere verzahnte Teilabschnitt 48 ist so breit wie der axiale Abstand zwischen den radialen Absätzen 60 der Sonnenräder 23 und 24. Wie insbesondere aus den Darstellungen der Figuren6b, 10 und 11 zu entnehmen ist, ist der Anteil eines jeden Abschnitts an der Gesamtbreite des jeweiligen Planetenrades 21 oder 22 in etwa 1/3. Die Breite des äußeren Teilabschnitts 44, mit dem das jeweilige Planeten- rad 21 bzw. 22 in die Außenverzahnung 51 beziehungsweise 52 des Differenzglieds eingreift, ist in diesem Fall in Längsrichtung die halbe Breite der Verzahnung des verzahnten Abschnitts 37.

Figur 7 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie VII-VII in Figur 6 und damit eine Darstellung des Zahneingriffs an der in Figur 6 rechten Seite des jeweiligen Stirnraddifferenzials 18 bzw. 53. Das Planetenrad 22 ist mit dem außen liegenden Teilabschnitt 44 mit der Außenverzahnung 52 des Sonnenrads 24, 70 verzahnt. Der Zahneingriff ist noch einmal in einer an anderen Ansicht in Figur 1 1 dargestellt. Der nicht verzahnte Abschnitt 43 des Planetenrades 21 steht rechts in Figur 6 mit dem Sonnenrad 24 nicht im Eingriff. Die Außenverzahnung 52 des Sonnenrads 24, 70 taucht an dieser Stelle in den durch die Umfangslücke 49 entstandenen Freiraum so ein, dass die Außenverzahnung 52 den nicht verzahnten Abschnitt 43 gerade noch nicht berührt. Figur 8 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Figur 6 und damit eine Darstellung des Zahneingriffs an der linken Seite des Stirnraddifferenzials 18 beziehungsweise 53 nach Figur 6. Das Planetenrad 21 kämmt mit dem außen liegenden Teilabschnitt 44 mit der Außenverzahnung 51 des Sonnenrads 23, 69. Der Zahneingriff des Planetenrads 21 ist noch einmal in Figur 10 dargestellt. Der nicht verzahnte Abschnitt 43 des Planetenrad 22 steht links in Figur 6 mit dem Sonnenrad 23 nicht im Eingriff. Die Außenverzahnung 51 des Sonnenrads 23, 69 taucht an dieser Stelle in den durch die Umfangslücke 49 ent- standenen Freiraum so ein, dass die Außenverzahnung 51 den nicht verzahnten Abschnitt 43 gerade noch nicht berührt.

Figur 9 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IX-IX in Figur 6 und damit eine Darstellung des Zahneingriffs im mittleren Bereich des jeweiligen Stirnraddiffe- renzials 18 beziehungsweise 53 nach Figur 6. Es ist dargestellt, wie die innen liegenden verzahnten Teilabschnitte 48 der Planetenräder 21 und 22 eines Paares miteinander kämmen. In der Darstellung ist zwar auch das Sonnenrad 24, 70 zu sehen, es steht jedoch nicht mit den Teilabschnitten 48 im Zahneingriff. Das Sonnenrad 24 ist in dieser Darstellung in die Bildebene senkrecht hinein nach den verzahnten Teilabschnitten 48 angeordnet. Der mittlere Teilabschnitt 48 ist in Längsrichtung zwischen dem äußeren Teilabschnitt 44 des mit Zähnen versehenen Abschnitts 37 und dem Abschnitt 43 ohne Zähne ausgebildet (siehe auch Fig. 6a).

Die Sonnenräder 23 und 24 sind hinsichtlich ihrer Gestalt vorzugsweise Gleichteile und aus zwei hohlzylindrischen Abschnitten gebildet, die sich in ihren radialen Außenabmessungen voneinander unterscheiden (Fig. 3 und 4). Der in Durchmessern kleinere hohlzylindrische Abschnitt ist der Grundkörper 61. Der radiale Absatz 60 mit Außenverzahnung 51 beziehungsweise 52 ist ein hohlzy- lindrischer Abschnitt mit einem größeren Außendurchmesser als der Grundkörper 61. Der radiale Absatz 60 ist einteilig mit dem Grundkörper 61 ausgebildet. Das Stirnraddifferential 62 nach Figur 12 ist, wie das in Figur 4 und folgende Zeichnungen gezeigte Stirnraddifferential 53 aufgebaut, weist jedoch anders gestaltete Sonnenräder 63 und 64 auf. Die Sonnenräder 63 und 64 weisen gleichzeitig Elemente 65 von Abtriebswellen (Differenzglieder) auf. In diesem Fall ist das Sonnenrad gleichzeitig das Gehäuse (Gelenkglocke) eines nicht weiter dargestellten Gleichlaufgelenks. Die Elemente 65 sind die Laufbahnen für Tripoderollen.

Das Stirnraddifferential 66 nach Figur 13 ist mit einem Antriebsrad 67 versehen und weist ein zweiteiliges Gehäuse 68 auf. In dem Gehäuse 68 sind die Planetenräder 21 und 22 paarweise angeordnet. Wie aus Figur 16 ersichtlich ist, weist das Stirnraddifferential 66 vier Stück der Paare auf. Die Planetenräder 21 und 22 stehen gemäß dem zuvor schon mit den Figuren 6 bis 11 gezeigten Prinzip im Zahneingriff mit Verzahnungen 51 beziehungsweise 52 an Sonnen- rädern 69 und 70. Der einzige Unterschied ist die Anzahl der Planetensätze, die an dem Stirnraddifferential 66 vier und an dem Stirnraddifferential 53 bzw. 18 fünf ist.

Die Sonnenräder 69 und 70 sind Gleichteile. Jedes Sonnenrad 69 bezie- hungsweise 70 ist zweiteilig aus einem hohlzylindrischen Abschnitt 71 und einem hohlzylindrischen Abschnitt 72 gebildet. Die radialen Abmessungen des hohlzylindrischen Abschnitts 71 sind kleiner als die radialen Abmessungen des hohlzylindrischen Abschnitts 72. Der hohlzylindrische Abschnitt 72 ist ein Zahnring entweder mit Außenverzahnung 51 oder 52. Der Zahnring ist auf den hohlzylindrischen Abschnitt 71 aufgepresst und/oder in anderer geeigneter Weise form- , kraft- und/oder stoffschlüssig befestigt. An dem jeweiligen Sonnenrad 69 beziehungsweise 70 sind Laufbahnen für Wälzlager 73 und 74 ausgebildet. Das Wälzlager 73 ist für die axiale Lagerung des jeweiligen Sonnenrades 69 beziehungsweise 70 und das Wälzlager 74 ist ein Radiallager.

Das Gehäuse 68 ist aus zwei zueinander identischen Gehäuseabschnitten 75 gebildet. Die Gehäuseabschnitte 75 sind im wesentlichen topfförmig ausgebildet und mit einem Radialflansch 77 versehen. Der Topf 76 des jeweiligen Ge- häuseabschnitts 75 ist am Umfang an mehreren Stellen nach innen in Richtung der Drehachse 4 eingeformt, so dass jeweils zwischen zwei umfangsseitig zueinander benachbarten Paaren aus Planetenrädern 21 und 22 radiale Einzüge 78 am Topf 76 entstehen. Die Form des Topfes 76 erinnert in der Ansicht nach Figur 16 an ein vierblättriges Kleeblatt. Der Radialflansch 77 erstreckt sich in Richtung der Drehachse 4 bis in die Einzüge 78 und weist dort die Durchgangslöcher 35 für die Befestigung der Gehäuseabschnitte 75 aneinander und für die Befestigung des Antriebsrads 67 an dem Gehäuse 68 auf. Befestigungselemente wie Schrauben 45 sind zumindest teilweise umfangsseitig zwi- sehen zwei benachbarten Paaren aus Planetenrädern 21 und 22 angeordnet.

Für alle zuvor genannten Ausführungen der Befestigung der Gehäuseabschnitte 55 bzw. 75 aneinander sind alternativ an einem der Gehäuseabschnitte 55 bzw. oder wechselseitig an beiden Gehäuseabschnitten 55 bzw. 75 anstelle der Durchgangslöcher 35 umfangsseitig zylindrische Führungszapfen 79, 80 und 81 angeordnet. Derartige Verbindungen sind in den Figuren 14,15 und 17 dargestellt und nachfolgend beschrieben. Die Figuren 14,15 und 17 sind vergrößerte und nicht maßstäbliche Darstellungen der Details X der Stirnraddifferentiale 18, 53 und 66. Die bevorzugt innen hohlzylindrischen Führungszapfen 79, 80, 81 stehen axial aus dem Flansch in Richtung des anderen Gehäuseabschnitts hervor.

Figur 14 zeigt einen stanzgezogenen Führungszapfen 79, dessen axiale Dicke im wesentlichen der Blechdicke des Radialflansches 33 beziehungsweise 77 entspricht. Es sind mehrere der Führungszapfen umfangsseitig des Gehäuseabschnitts 75 beziehungsweise 55 angeordnet. Der Führungszapfen 79 ist einteilig mit dem Radialflansch 33 bzw. 77 des betreffenden Gehäuseabschnitts 75 bzw. 55 und aus dessen Material ausgebildet.

Jeder der Führungszapfen 79 ragt in etwa bis zur Hälfte in ein Durchgangsloch 35 des gegenüberliegenden Radialflansches 33 hinein. In die andere Hälfte des Durchgangsloches 35 ragt ein weiterer Führungszapfen 82 hinein, der an einem der Antriebsräder 56, 67 ausgebildet ist. Beide Führungszapfen 79 und 82 sind hohl. Dem Führungszapfen 82 schließt sich an der von dem Führungszapfen 79 abgewandten Seite ein Durchgangsloch 83 beziehungsweise eine Gewindebohrung mit Innengewinde 84 an. Die Gehäuseabschnitte 55 beziehungsweise 75 und das jeweilige Antriebsrad sind mittels eines Befestigungs- elementes in diesem Fall in Form einer Schraube 45 axial miteinander befestigt.

In dem mit Figur 15 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung greift jeder Führungszapfen 80 durch ein Durchgangsloch 35 eines Lochflansches an dem anderen der Gehäuseabschnitte 55 bzw. 75 hindurch in ein Führungsloch 85 des betreffenden Zahnrings ein. Der Führungszapfen 80 ist gezogen und einteilig mit dem Radialflansch 33 des betreffenden Gehäuseabschnitts 55 bzw. 75 ausgebildet. Die im Querschnitt betrachtete Innenkontur des Führungslochs 85 in dem Zahnring korrespondiert passgenau mit der Außenkontur des Führungszapfens 80. Zahnring und Gehäuse 20 beziehungsweise 54 sind zueinander konzentrisch zur Drehachse 4 zentriert.

In dem Führungsloch 85 folgt auf den Führungsabschnitt ein Innengewinde 46 oder ein Durchgangsloch für die axiale Befestigung der Gehäuseabschnitte 55 bzw. 75 mit dem Zahnring mittels Schraub- oder Nietverbindung.

Der Führungszapfen 81 in der Darstellung nach Figur 17 ist eine separate Hülse, die in dem Radialflansch 33 des betreffenden Gehäuseabschnitts 55 bzw. 75 befestigt ist. Jeder Führungszapfen 81 greift durch ein Durchgangsloch 35 eines Lochflansches an dem anderen der Gehäuseabschnitte 55 bzw. 75 hindurch in ein Führungsloch 85 des betreffenden Zahnrings ein. Die im Querschnitt betrachtete Innenkontur des Führungslochs 85 in dem Zahnring korrespondiert passgenau mit der Außenkontur des Führungszapfens 81. Zahnring und Gehäuse 20 beziehungsweise 54 sind zueinander konzentrisch zur Dreh- achse 4 zentriert und mit einer Schraube 45 axial aneinander befestigt. Bezugszahlenliste

1 Stirnraddifferenzial des gattungsbildenden Standes der Technik

2 Antriebsrad

3 Stirnrad

4 Drehachse

5 Planetenträger

6 Abtriebsrad

7 Abtriebsrad

8 Hohlrad

9 Hohlrad

10 Abtriebswelle

11 Abtriebswelle

12 Planetenbolzen

13 Planetenbolzen

14 Planetenrad

15 Planetenrad

16 Bolzenachse

17 Bolzenachse

18 Stirnraddifferenzial

19 Antriebsrad

20 Gehäuse

21 Planetenrad

22 Planetenrad

23 Sonnenrad

24 Sonnenrad

25 hohlzylindrischer Abschnitt

26 Gleitscheibe

27 topfförmiger Gehäuseabschnitt

28 scheibenförmiger Gehäuseabschnitt

29 Planetenbolzen

30 Planetenbolzen 31 Aufnahme für Planetenbolzen

32 Aufnahme für Planetenbolzen

33 Radialflansch

34 Schraube 35 Durchgangsloch im Radialflansch

36 Stirnraddifferenzial des gattungsbildenden Standes der Technik.

37 verzahnter Abschnitt des Planetenrads

38 nicht vergeben

39 nicht vergeben 40 Sonnenrad

41 Sonnenrad

42 Stirnseite

43 nicht verzahnter Abschnitt des Planetenrads

44 äußerer Teilabschnitt des verzahnten Abschnitts 45 Schraube

46 Innengewinde

47 nicht vergeben

48 mittlerer Teilabschnitt des verzahnten Abschnitts

49 Umfangslücke 50 Summenwelle

51 Außenverzahnung des Sonnenrads

52 Außenverzahnung des Sonnenrads

53 Stirnraddifferential

54 Gehäuse 55 Gehäuseabschnitt

56 Antriebsrad

57 Innenumfangsfläche mit dem größeren Innendurchmesser.

58 Innenumfangsfläche mit dem kleineren Innendurchmesser

59 Kreisringfläche 60 radialer Absatz am Sonnenrad mit Außenverzahnung

61 Grundkörper des Sonnenrads.

62 Stirnraddifferential

63 Sonnenrad 64 Sonnenrad

65 Elemente von Antriebswellen

66 Stirnraddifferential

67 Antriebsrad 68 Gehäuse

69 Sonnenrad

70 Sonnenrad

71 hohlzylindrische Abschnitt des Sonnenrades.

72 Hohlzylindrische Abschnitt des Sonnenrades 73 Wälzlager

74 Wälzlager

75 Gehäuseabschnitt

76 Topf

77 Radialflansch 78 radialer Einzug im Topf

79 Führungszapfen

80 Führungszapfen

81 Führungszapfen

82 Führungszapfen 83 Durchgangsloch

84 Innengewinde

85 Führungsloch

Claims

Patentansprüche

Stirnraddifferential (18, 53, 62, 66) mit wenigstens einer Summen- welle (50) für die Verteilung von Drehmomenten an ein erstes Differenzglied (6) sowie an ein zweites Differenzglied (7) über mindestens drei aus jeweils einem ersten Planetenrad (21 ) und einem zweiten Planetenrad (22) gebildete Paare, wobei die Planetenräder (21 , 22) eines Paares sich so einander gegenüberliegen und wirkverbunden sind,

dass einem ersten nicht verzahnten Abschnitt (43) des ersten Planetenrads ( 21 ) umfangsseitig ein zweiter axial äu- ßerer Teilabschnitt (44) eines an dem zweiten Planetenrad

(22) ausgebildeten zweiten verzahnten Abschnitts (37) berührungslos gegenüberliegt,

dass einem zweiten nicht verzahnten Abschnitt (43) an dem zweiten Planetenrad (22) ein erster axial äußerer Teilabschnitt (44) eines an dem ersten Planetenrad (21 ) ausgebildeten ersten verzahnten Abschnitts (37) berührungslos gegenüberliegt,

- dass axial mittlere Teilabschnitte (48) der verzahnten Abschnitte (37) beider Planetenräder (21 , 22) miteinander verzahnt sind,

dass jeder der mittleren Teilabschnitte (48) jeweils axial zwischen dem nicht verzahnten Abschnitt (43) und dem verzahnten äußeren Teilabschnitt (44) des jeweiligen Planetenrads (21 , 22) ausgebildet ist und dass der äußere Teilabschnitt (44) des ersten Planetenrades (21 ) im Zahneingriff mit einer ersten Verzahnung (51 ) an dem ersten Differenzglied (6) und der äußeren Teilabschnitt (44) des zweiten Planetenrades (22) im Zahneingriff mit einer zweiten Verzahnung (52) an dem zweiten Differenzglied (7) steht.

2. Stirnraddifferential (18, 53, 62, 66) nach Anspruch 1 , in dem die erste Verzahnung (51 ) dem zweiten nicht verzahnten Abschnitt (43) radial und berührungslos zu dem zweiten Planetenrad (22) gegenüberliegt.

3. Stirnraddifferential (18, 53, 62, 66) nach Anspruch 1 , in dem die zweite Verzahnung (52) dem ersten nicht verzahnten Abschnitt (43) radial und berührungslos zu dem ersten Planetenrad (21 ) gegenüberliegt.

4. Stirnraddifferential (18, 53, 62, 66) nach Anspruch 1 , in dem die Planetenräder (21 , 22) identisch zueinander ausgebildet sind.

5. Stirnraddifferential (18, 53, 62, 66) nach Anspruch 1 , in dem die nicht verzahnten Abschnitte (43) außenzylindrisch ausgebildet sind.

6. Stirnraddifferential (18, 53, 62, 66) nach Anspruch 5, in dem der Außendurchmesser der nicht verzahnten Abschnitte (43) kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser der verzahnten Abschnitte (37), wobei an dem Fußkreisdurchmesser der Zahnfuß jedes der Zähne des verzahnten Abschnitts (37) aus dem Planetenrad (21 , 22) her- vorgeht.