WO2008110425A2 - Spur gear differential comprising a superposition differential - Google Patents

Spur gear differential comprising a superposition differential Download PDF

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WO2008110425A2
WO2008110425A2 PCT/EP2008/051847 EP2008051847W WO2008110425A2 WO 2008110425 A2 WO2008110425 A2 WO 2008110425A2 EP 2008051847 W EP2008051847 W EP 2008051847W WO 2008110425 A2 WO2008110425 A2 WO 2008110425A2
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planet carrier
gears
planet
differential
planetary
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Thorsten Biermann
Ramon Jurjanz
Norbert Metten
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Schaeffler Kg
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a spur gear differential with a planetary gear and a superposition differential with the spur gear differential having a first planet carrier as the sum shaft and the two differential shafts, wherein at least a first set of rotatable planetary gears and a second set of rotatable planetary gears are mounted on the first planet carrier and planet gears of the engage first planetary gears of the second set and planet gears of the first set are engaged with the first differential shaft and planet gears of the second set with the second differential shaft engaged and wherein the spur gear has at least one second planet carrier with at least a third set of rotatably mounted planet gears and while the planet carrier axially adjacent to each other on a common axis of rotation and are rotatable relative to each other about the axis of rotation and a superposition differential with the Stirnraddifferenzial ,
  • a spur gear differential and a superposition differential with the spur gear differential of the generic type is described at the time when the invention described below is described in the German patent application DE 102006007351.7, not yet published by the Applicant.
  • the first planet carrier of the spur gear differential is the so-called sum shaft of the differential.
  • the sum wave is the link that carries the largest torques.
  • the output shafts are rotatably coupled to the output wheels and are the so-called difference shafts.
  • the differential waves each pass on a difference amount of the torques introduced into the differential, for example to the driven vehicle wheel.
  • the planet carrier made of sheet metal in the region of the respective Planetenradproung is alternately passed through in the longitudinal direction and broken in the radial direction of the planet gears, so that the planetary gears of a pairing approximately along the center of the differential mesh with each other.
  • a criterion for assessing the functional accuracy of a planetary gear is the accuracy of the meshing engagement of the meshing planet-sun and planet-ring gear pairing.
  • the accuracy of the meshing in turn is dependent on the usual manufacturing tolerances of displacements and deformations that occur during operation of the spur gear differential.
  • Planetary bolts which are received centrally only once and generally also laterally are susceptible to deflection, especially in the case of highly loaded differentials, and, as a result, the planet gears seated on the bolt are susceptible to tilting. The consequences can be improper noise, inaccurate meshing and premature wear be. For this reason, differentials of the generic state of the art are preferably used in vehicles in which relatively low torques must be transmitted.
  • the advantage of the spur gear differential of the prior art lies in its lightweight construction of sheet metal.
  • the lightweight construction with sheet metal is particularly useful, as described in the technical essay, for the planet carrier.
  • the settings of the bearing points and openings for the meshing can be easily by pulling or stamping and punching bring into the sheet.
  • the disadvantage may affect the thin sheet on the initially mentioned deformation behavior of the planet carrier, especially because the planet pins are added only once to the carrier and because the plate of the planet carrier is additionally weakened by the breakthroughs.
  • the use of thicker sheet to compensate for the susceptibility to deformation would at least partially offset the advantages of the lightweight differential in such a case.
  • the superposition differential has the spur gear differential with the first planet carrier of a first and second planetary gear set and with the differential waves and also at least one second planet carrier with at least a third set of rotatable planet gears mounted on the second planet carrier.
  • the second planetary carrier like the first planetary carrier, revolves around the axis of rotation of the planetary drive.
  • the planet gears of the third set are so permanently or temporarily engaged via ring gears with the first planet carrier, that between the first planet carrier and the second planet carrier via the third set of planetary torques are transferable.
  • the planetary gears of the third set and one of the differential shafts are temporarily or permanently engaged, so that torques can also be transmitted between the second planet carrier and the respective differential shaft.
  • the switchable temporary engagement is secured, for example, by a speed control member, for example in the form of a clutch, which dwells on the respective planet carrier.
  • the second planet carrier is independent of the differential shaft, with which the third planetary gear set is coupled or coupled rotatably mounted.
  • the planet carrier is arranged at any point around the axis of rotation circumferentially, for example, next to the corresponding differential shaft or on a portion of the differential shaft.
  • the first planet carrier is switchable, for example temporarily coupled via a clutch with the first planet carrier.
  • the circulating second planet carrier can be driven, braked or fixed relative to one of the differential shafts in the differential or to the environment of the differential by targeted external action of speed actuators.
  • the second planetary carrier is for example by belt or multi-plate clutches or in any other suitable manner braked and / or detectable or driven by power branching of the upstream drive or by a separate electric motor, internal combustion engine, hydraulic drive or other drives.
  • the object of the invention is to provide a spur gear differential and a superimposition differential which is particularly compact, whose components can be easily manufactured and which can be easily mounted.
  • the invention provides that the planetary gears of the third set are in mesh with the planetary gears of a further one of the sets of the spur gear differential with one and the same on one of the sun gears formed external teeth.
  • the further of the sets is preferably the set of the spur gear differential which is axially closest to the respective superposition set.
  • a superposition differential with two of the second (overlay) planet carrier of a third set of planetary gears are common and the first set planetary gears with one and the same teeth of the first sun gear in meshing engagement and the other third set planetary gears and the planetary gears of the second set are included and toothed the same toothing of the second sun gear.
  • Each of the third sets is also each toothed with a ring gear, wherein each of the ring gears rotatably coupled to the first planet carrier.
  • the invention provides that the first planet carrier is radially supported by means of the first set on the toothing on the first sun gear and by means of the second set on the toothing on the second sun gear and centered to the axis of rotation.
  • the planet carrier is therefore not stored by means of bearings but supported to the axis of rotation on the sun gears.
  • the sun gears in turn are mounted radially and axially rotatable about the axis of rotation on the second planet carriers.
  • the respective second planet carrier is then mounted rotatably about the axis of rotation in a stationary housing to the axis of rotation.
  • the second planet carrier are each coupled by means of at least one speed actuator with the surrounding construction and disengageable coupled.
  • the second planet carrier are each coupled by means of at least one speed actuator with one of the sun gears and disengageable.
  • the second planetary carrier are coupled by means of at least one speed control member with the first planet carrier and disengageable coupled.
  • a rotational speed difference is imposed on the rear wheels or on different axles via electronically or hydraulically operated superposition stages in the superposition differential. This also results in asymmetric torque distributions and driving forces.
  • the torque vectoring unit described above requires less installation space than those of the prior art and can therefore also be used in front-wheel drive vehicles.
  • the output can be made directly via articulated shaft joints integrated into the sun gears.
  • the second planet carrier is formed from at least two supporting sheet metal components.
  • the sheet metal components are preferably cold components produced by drawing, stamping and / or stamping.
  • the first sheet metal component and the second sheet metal component are fastened to each other and may differ in shape and shape from one another or be identical parts. Between the components is axially, circumferentially and radially space for the planet gears of the third set.
  • the circumferentially spaced apart about the axis of rotation planetary gears of the third set are mounted axially to one side on the first sheet metal component and axially opposite to the second sheet metal component.
  • the planetary gears either axially on both sides pin, with which they are rotatably mounted to one axial side in the one sheet metal component and the other side in the other sheet metal component.
  • the planet gears are rotatably mounted on planet pins and the bolts are preferably held against rotation with the two axial ends in the component.
  • bearings for pins or bolts sliding bearings or rolling bearings are provided.
  • the two-sided bearing of the planetary gears reduces the risk of displacement and deformation. The meshing is more precise.
  • the overlay differential preferably has two of the second (Überlag- rungs-) planet carrier, each with a third set of planetary gears, between which the planetary drive of the spur gear is axially arranged with the first planet carrier.
  • the teeth of the meshing planetary gears and differential shafts are spur gears in all conceivable embodiments.
  • the third set of planet gears is meshed with the first differential link and the other third set on the other second planet carrier is meshed with the second differential link.
  • the differential links in this case are the sun gears.
  • the second planet carrier, as well as the first planet carrier, a structural unit at least from the sheet metal components and from the planetary gears.
  • This unit is a pre-assembly, in which the planetary gears are taken captive.
  • the installation of the overlay differential is simplified, since instead of individual parts, the respective planetary gear sets with the housing-like planetary carrier formed units are easily assembled with each other and also interchangeable with others.
  • the second sheet metal component is formed either disc-shaped or cup-shaped. It is also envisaged that both sheet metal parts are identical parts.
  • the first sheet metal component has either radial and / or axial indentations. Plane flange sections, on which the first sheet-metal component is axially connected to the second sheet-metal component, are preferably formed on the end faces axially on the indentations.
  • the indentations are at least partially passed through in the circumferential direction between the planetary gears to the second sheet metal component, so that there is a meandering shape in the course of the sheet.
  • the resulting chambers are peripherally limited in part by the axially continuous sheet metal of the first sheet metal component.
  • the respective chamber is closed by the first and axially in the other direction by the second sheet metal component.
  • the chambers are preferably not limited, so that the respective received in the chamber planet gear of the third set protrudes radially at least in one direction from the sheet metal components.
  • One of the sheet-metal sections preferably the second sheet-metal section, is mounted so as to be rotatable about the rotational axis radially and axially on the surrounding structure of the spur wheel differential.
  • the surrounding structure is a housing or the like, in contrast, rotate the rotatable components and assemblies of Stirnraddifferenzials and also the overlay differential about the axis of rotation (rotation axis of the planetary drive).
  • FIG. 1 schematically shows the operating principle of an overlay differential
  • FIG. 2 schematically shows the operating principle of another overlay differential
  • FIG. 3 schematically shows the operating principle of another overlay differential
  • Figure 4 shows an embodiment of a heterodyne differential in
  • FIG. 5 shows the overall view of a spur gear differential from the overlay differential according to FIG. 4, FIG.
  • Figure 6 shows the embodiment of the overlay differential in another longitudinal section, without couplings
  • Figure 7 is an overall view of the overlay differential of Figure 4, without couplings 8 is an overall view of an assembly of planet carrier and
  • FIGS. 1 to 3 schematically show the active principles of possible overlapping differences 1, 2, 3.
  • Each of the overlap differentials is formed from a simple spur gear differential 4 and from two superposition stages in the form of the subassembly 5 as well as couplings designated in each case by two speed actuators in this case with K1 to K6.
  • the assembly 5 is formed from the two-part second planetary carrier 6 with a third set of planet gears 7.
  • the spur gear differential 4 has the (first) planet carrier 8 as a sum shaft 9 and two differential shafts 10 and 11.
  • the planet carrier 8 is power input and has as input element for a spur toothing.
  • the differential shafts 10 and 11 are the output shafts and, in this case, sun gears 19 and 20, which are each connected to a non-illustrated propeller shaft for driving front wheels of a motor vehicle.
  • the spur gear differential 4 is provided for driving rear wheels or for distributing power flows on front and rear axles.
  • a first set of planetary gears 12 and a second set of planetary gears 13 are rotatably mounted on rolling or sliding bearings. As symbolized by the dashed line in FIGS. 1 to 3, one of the planetary gears 12 of the first set meshes with another of the planetary gears 13 of the second set. The planet gears 12 and 13 are engaged with sun gears 19 and 20.
  • the planet carrier 6 and 8 rotate while driving about the same axis of rotation 14 of the respective overlay differential 1, 2 or 3 with differential speeds or at the same speed, are therefore independent of one another common axis of rotation 14 rotatably mounted.
  • Each of the planet carrier 6 of the superimposition stage is independent of the other Plane- tenwhere of the opposite superposition stage speed controlled by means of a speed actuator K1, K2, K3, K4, K5 or K6 simultaneously or with a time delay.
  • the respective speed control element K1 or K2 according to FIG. 1 can be a clutch, a brake or a drive with which each planet carrier is brakable, lockable or drivable relative to one of the differential shafts rotatable about the rotation axis.
  • the speed control members K3 to K6 are preferably clutches.
  • Overlay differential 1 according to FIG. 1 is the second planetary carrier 6 by means of the speed control element K1 or K2 with the surrounding construction (not shown),
  • the second planetary carrier 6 is in each case connected to one of the differential shafts 9 and 10 by means of the speed control element K3 or K4,
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of an overlay differential 54 according to the invention, which has substantially the same structure as the overlay differentials 1, 2 and 3, without rotational speed actuators in longitudinal section axially along the longitudinal axis, the longitudinal axis being identical to the axis of rotation 14.
  • FIG. 5 shows the spur gear differential 4 of the relevant overlay differential 1, 2 or 3 in an overall view and
  • FIG. 6 shows a further longitudinal section along the axis of rotation 14. The frontal overall view of the overlay differential 1, 2 or 3 without speed actuators is shown in FIG.
  • the Stirnraddifferenzial 4 has a drive wheel 17, which is an annular spur gear. Furthermore, the spur gear differential 4 is combined in a two-part housing which forms the first planet carrier 8. The housing is the sum shaft 9. In the housing four pairs of planet gears 12 and 13 are added. Each of the planetary gears 12 of a pair is associated with the first set and each of the planetary gears 13 of the same pair with the second set.
  • the two-part housing of the first planetary carrier 8 is formed from two pot-shaped housing sections 21 and 22.
  • the housing sections 21 and 22 are cup-shaped and cold-formed parts, for. As drawing and stamping parts, made of sheet metal and almost identical to each other.
  • the receptacles 18 for the planet pins 23 (FIG. 6). Of the receptacles 18 are only visible in the housing section 21 in Figure 5.
  • Both housing sections 21 and 22 are each provided with a radial flange 24 or 25 (FIG. 4).
  • the pot of the respective housing section 21 and 22 is formed on the circumference at several points inwardly in the direction of the axis of rotation 14, so that in each case between two peripherally adjacent pairs of planetary gears 12 and 13 radial indentations 26 are formed on the pot (Fig. 5).
  • the Shape of the pot reminds in the view of Figure 5 to a four-leaf clover.
  • the radial flange 24 and 25 extends in the direction of the axis of rotation 14 into the indentations 26 and there has the through holes 29 and 30 for the attachment of the housing sections 21, 22 to each other and for the attachment of the drive wheel 17 to the planet carrier 8 (Fig. 4).
  • Fasteners such as screws 31 are at least partially circumferentially disposed between two adjacent pairs of planetary gears 12 and 13.
  • cylindrical guide pins 32 with the through-holes 30 are arranged on the radial flange 25 of the housing section 22 on the circumference.
  • the preferably hollow cylindrical guide pins 32 project axially out of the flange in the direction of the other housing section.
  • the guide pin 32 is formed integrally with the radial flange 25 of its material.
  • Each of the guide pins 32 protrudes through a through hole 29 of the opposite radial flange 24 and into a guide hole 34 on the drive wheel 17.
  • the guide pin 32 is followed by a through hole 33 in the drive wheel 17 for a rivet connection or a through hole 33 with internal thread 35 in the drive wheel 17 for a screw connection, for example with screws 31.
  • the circular inner contour of the guide hole 34 viewed in cross-section corresponds exactly to the outer contour of the guide pin 32.
  • Drive wheel 17 and housing sections 21 and 22 are centered on the guide pins 32 concentric to one another with respect to the axis of rotation 14.
  • the drive wheel 17 is provided with a spur toothing 36.
  • a ring gear 15 and 16 is axially fixed.
  • the ring gear is cup-shaped.
  • the radially outer edge of the cup is a radial flange 37, with which the respective ring gear 15 and 16 is fixed to the drive wheel 17 and thus to the first planetary carrier 8.
  • the bottom 38 of the cup-shaped ring gears 15 and 16 is perforated and has an internal toothing 39 at the edges of the hole.
  • FIG. 8 An overlay stage on the example of the assembly 5 is shown in Figure 8 in an overall view.
  • the assembly 5 is formed from the two-part second planetary carrier 6 and the third set planetary gears 7.
  • the planet carrier 6 is formed in two parts from the first sheet metal component 40 and the second sheet metal component 41.
  • the first sheet-metal component 40 is inserted radially between the circumferentially mutually adjacent planetary gears 7 and in the direction of the second sheet-metal component 41 such that two sheet-metal portions 42 are opposite one another at each circumferential gap between two adjacent planetary gears.
  • the sheet-metal sections 42 merge in the axial direction on the second sheet-metal component 41 into a flange section 43 which is perpendicular to the axis of rotation and rests flat axially against the second sheet-metal component and is provided with a through-hole 45 for riveting, for example, with rivets 46 (FIG. 4).
  • the sheet-metal sections 42 merge into a peripheral section 44 curved circumferentially about the axis of rotation.
  • Each of the planet wheels 7 is accommodated in a chamber which is delimited in both circumferential directions by the sheet metal sections 42 and axially to one side by the sheet metal component 40 and in the other axial direction by the sheet metal component 41.
  • the bolts 47 on which the planetary gears are seated or the pins 48 on the planetary gears are mounted on the second sheet metal component 41 in an axial side in the first sheet metal component 40 and toward the opposite side.
  • Each second sheet-metal component 41 has a hollow-cylindrical section 55 rectified with the axis of rotation 14.
  • a roller bearing 56 which in this case is an angular contact ball bearing and with which the respective second planetary carrier 6 rotates about the axis of rotation 14 for non-tilting.
  • the hollow-cylindrical section 55 is designed on the inside as a plain bearing.
  • one or more sliding and / or rolling bearings are / are included in section 55.
  • the respective one of the sun gears 19 and 20 (differential shafts 9 and 10) is supported radially in the respective second planet carrier 6 but rotatable relative to the second planet carrier 6 about the rotation axis 14.
  • the sun gear 19 is on the outer peripheral side with a toothing 57 and the sun gear 20 is lubmonys press provided with a toothing 49.
  • the toothing 57 extends axially into both the Stirnraddifferenzial 4 and axially into one of the second planet carrier 6 inside.
  • the teeth 57 penetrates both axially the housing portion 21 of the first planet carrier and the first sheet metal component 40 of a second planetary carrier 6, which is the housing portion 21 closest.
  • the toothing 49 passes through both axially the housing portion 22 of the first planet carrier and the first sheet metal component 40 of a second planetary carrier 6, which is closest to the housing portion 22.
  • the planet gears 12 of the first set and the planetary gears 7 of the third set of one of the second planet carriers 6 are each in engagement with a part of the same toothing 57.
  • the planet gears 13 of the second set and the planet gears 7 of the other third set are in each case with a part of the same teeth 49 in engagement.
  • Overlap differential 54 different from the overlay differentials 1, 2 and 3 with respect to meshing.
  • the spur gear differential 4 is supported radially on the sun gear 19 via the planetary gears 12 and radially on the planetary gears 13 on the sun gear 20, and is centered on the rotation axis 14 at least during operation of the differential 4.
  • Axial is the Stirnraddifferenzial 4 with ring gears 15 and 16 in both directions in each case via an axial roller bearing 50 to the respective second planet carrier. 6 supported.
  • the sun gears 19 and 20 are each axially opposite to each other by means of sliding or rolling bearings 51 on the respective second planetary carrier 6 and axially together possibly with a further thrust bearing 52, such as sliding or rolling bearings, supported.
  • the sun gears 19 and 20 simultaneously have elements of output shafts (differential links).
  • the respective sun gear 19 and 20 at the same time the housing (joint bell) of a constant velocity joint, not shown.
  • the elements are the raceways 53 for rolling elements of a compensating element.

Abstract

The invention relates to a spur gear differential (4) comprising a planetary drive which has a first planet carrier (8) as a sum shaft (9) and two sun gears (19, 20) as the difference shafts (10, 11). At least one first set of rotatable planetary gears (12) and a second set of rotatable planetary gears (13) is received on a first planet carrier (8), planetary gears (12) of the first set engaging in planetary gears (13) of the second set and at the same time planetary gears (12) of the first set engaging with a first sun gear (19) and planetary gears (13) of the second set engaging with a second sun gear (20). The spur gear differential (4) comprises at least one second planet carrier (6) with at least one third set of rotatably received planetary gears (7), the planet carriers (6, 8) being arranged axially juxtaposed on a common rotational axis (14) and being rotatable about the rotational axis (14) in relation to each other. The teeth of the planetary gears (7) of the third set engage at the same time with the planetary gears (12, 13) of one of the sets of the spur gear differential (4) by means of one and the same toothed section (49, 57) formed on one of the sun gears (19, 20).

Description

Bezeichnung der Erfindung Name of the invention
Stirnraddifferenzial und Überlagerungsdifferenzial mit dem StirnraddifferenzialSpurraddifferenzial and overlay differential with the spur gear differential
Beschreibungdescription
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Stirnraddifferential mit einem Planetentrieb und ein Überlagerungsdifferenzial mit dem Stirnraddifferenzial, der einen ersten Planetenträger als Summenwelle und der zwei Differenzwellen aufweist, wobei an dem ersten Planetenträger zumindest ein erster Satz drehbarer Planetenräder sowie ein zweiter Satz drehbarer Planetenräder gelagert sind und dabei Planetenräder des ersten Satzes in Planetenräder des zweiten Satzes eingreifen sowie Planetenräder des ersten Satzes mit der ersten Differenzwelle im Eingriff sind und Planetenräder des zweiten Satzes mit der zweiten Differenzwelle im Eingriff stehen und wobei das Stirnraddifferential mindestens einen zweiten Planetenträger mit zumindest einem dritten Satz drehbar gelagerter Planetenräder aufweist und dabei die Planetenträger axial nebeneinander auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet und relativ zueinander um die Drehachse drehbar sind und ein Überlagerungsdifferenzial mit dem Stirnraddifferenzial.The invention relates to a spur gear differential with a planetary gear and a superposition differential with the spur gear differential having a first planet carrier as the sum shaft and the two differential shafts, wherein at least a first set of rotatable planetary gears and a second set of rotatable planetary gears are mounted on the first planet carrier and planet gears of the engage first planetary gears of the second set and planet gears of the first set are engaged with the first differential shaft and planet gears of the second set with the second differential shaft engaged and wherein the spur gear has at least one second planet carrier with at least a third set of rotatably mounted planet gears and while the planet carrier axially adjacent to each other on a common axis of rotation and are rotatable relative to each other about the axis of rotation and a superposition differential with the Stirnraddifferenzial ,
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Ein Stirnraddifferenzial und ein Überlagerungsdifferenzial mit dem Stirnraddifferenzial der gattungsbildenden Art ist zum Zeitpunkt, an dem nachfolgend beschriebene Erfindung gemacht wurde, in der von der Anmelderin bis dahin noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 102006007351.7 beschrieben. Der erste Planetenträger des Stirnraddifferenzials ist die so genannte Sum- menwelle 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 Differenz- wellen geben jeweils einen Differenzbetrag der in das Differenzial eingeleiteten Drehmomente beispielsweise an das angetriebene Fahrzeugrad weiter.A spur gear differential and a superposition differential with the spur gear differential of the generic type is described at the time when the invention described below is described in the German patent application DE 102006007351.7, not yet published by the Applicant. The first planet carrier of the spur gear differential is the so-called sum shaft of the differential. The sum wave is the link that carries the largest torques. The output shafts are rotatably coupled to the output wheels and are the so-called difference shafts. The differential waves each pass on a difference amount of the torques introduced into the differential, for example to the driven vehicle wheel.
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 innenver- zahnten Hohlräder. Die Längsrichtung ist die Richtung, in die die Drehachse des Differenzials gerichtet ist.A practical example of the spur gear differential described above is described in a technical essay of the ATZ 01/2006 "compact axle drive for vehicles with front wheel drive and transversely mounted engine" by the authors Höhn / Michaelis / Heizenröther. The planet gears of a pair are in this differential with the longitudinal half-tooth width respectively engaged with each other. The longitudinally outer half of the tooth width of each gear of a pairing meshes with one of the internally toothed ring gears. The longitudinal direction is the direction in which the axis of rotation of the differential is directed.
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.In order to enable the tooth engagement described above, the planet carrier made of sheet metal in the region of the respective Planetenradpaarung is alternately passed through in the longitudinal direction and broken in the radial direction of the planet gears, so that the planetary gears of a pairing approximately along the center of the differential mesh with each other.
Ein Kriterium für die Beurteilung der Funktionsgenauigkeit eines Planetentrie- bes 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 auf- genommene 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.A criterion for assessing the functional accuracy of a planetary gear is the accuracy of the meshing engagement of the meshing planet-sun and planet-ring gear pairing. The accuracy of the meshing in turn is dependent on the usual manufacturing tolerances of displacements and deformations that occur during operation of the spur gear differential. Planetary bolts which are received centrally only once and generally also laterally are susceptible to deflection, especially in the case of highly loaded differentials, and, as a result, the planet gears seated on the bolt are susceptible to tilting. The consequences can be improper noise, inaccurate meshing and premature wear be. For this reason, differentials of the generic state of the art are preferably used in vehicles in which relatively low torques must be transmitted.
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 Planetenbolzen nur einmal an dem Träger aufgenommen sind und weil das Blech des Planetenträgers zusätzlich durch die Durchbrüche geschwächt ist. Der Einsatz von dickerem Blech zur Kompensationen der Verformungsanfälligkeit würde in einem solchen Fall die Vorteile des Leichtbaudifferenzials zumindest teilweise zunichte machen.The advantage of the spur gear differential of the prior art lies in its lightweight construction of sheet metal. The lightweight construction with sheet metal is particularly useful, as described in the technical essay, for the planet carrier. The settings of the bearing points and openings for the meshing can be easily by pulling or stamping and punching bring into the sheet. The disadvantage, however, may affect the thin sheet on the initially mentioned deformation behavior of the planet carrier, especially because the planet pins are added only once to the carrier and because the plate of the planet carrier is additionally weakened by the breakthroughs. The use of thicker sheet to compensate for the susceptibility to deformation would at least partially offset the advantages of the lightweight differential in such a case.
Das Überlagerungsdifferenzial weist das Stirnraddifferenzial mit dem ersten Planetenträger aus einem ersten und zweiten Planetensatz und mit den Diffe- renzwellen sowie außerdem mindestens einen zweiten Planetenträger mit mindestens einem dritten Satz an dem zweiten Planetenträger gelagerter drehbarer Planetenräder auf. Der zweite Planetenträger läuft wie der erste Planetenträger um die Drehachse des Planetentriebs um. Die Planetenräder des dritten Satzes sind über Hohlräder mit dem ersten Planetenträger so permanent oder zeitweise im Eingriff, dass zwischen dem ersten Planetenträger und dem zweiten Planetenträger über den dritten Satz Planetenräder Drehmomente übertragbar sind. Außerdem stehen die Planetenräder des dritten Satzes und eine der Differenzwellen zeitweise oder permanent im Eingriff, so dass auch zwischen dem zweiten Planetenträger und der jeweiligen Differenzwelle Drehmo- mente übertragbar sind. Der schaltbare zeitweise Eingriff ist beispielsweise durch ein Drehzahlstellglied beispielsweise in Form einer Kupplung abgesichert, die auf dem jeweiligen Planetenträger weilt. Der zweite Planetenträger ist unabhängig von der Differenzwelle, mit der der dritte Planetensatz koppelbar oder gekoppelt ist, drehbar gelagert. Dazu ist der Planetenträger an beliebiger Stelle um die Drehachse umlaufend z.B. neben der entsprechenden Differenzwelle oder auf einem Abschnitt der Differenzwelle angeordnet.The superposition differential has the spur gear differential with the first planet carrier of a first and second planetary gear set and with the differential waves and also at least one second planet carrier with at least a third set of rotatable planet gears mounted on the second planet carrier. The second planetary carrier, like the first planetary carrier, revolves around the axis of rotation of the planetary drive. The planet gears of the third set are so permanently or temporarily engaged via ring gears with the first planet carrier, that between the first planet carrier and the second planet carrier via the third set of planetary torques are transferable. In addition, the planetary gears of the third set and one of the differential shafts are temporarily or permanently engaged, so that torques can also be transmitted between the second planet carrier and the respective differential shaft. The switchable temporary engagement is secured, for example, by a speed control member, for example in the form of a clutch, which dwells on the respective planet carrier. The second planet carrier is independent of the differential shaft, with which the third planetary gear set is coupled or coupled rotatably mounted. For this purpose, the planet carrier is arranged at any point around the axis of rotation circumferentially, for example, next to the corresponding differential shaft or on a portion of the differential shaft.
Wenn der zweite Planetenträger über den dritten Satz nicht permanent mit dem ersten Planetenträger im Eingriff ist, ist der erste Planetenträger schaltbar beispielsweise über eine Kupplung mit dem ersten Planetenträger zeitweise ge- wollt koppelbar.If the second planet carrier via the third set is not permanently engaged with the first planet carrier, the first planet carrier is switchable, for example temporarily coupled via a clutch with the first planet carrier.
Gleichzeitig ist vorgesehen, dass der umlaufende zweite Planetenträger durch gezielte Fremdeinwirkung von Drehzahlstellgliedern relativ zu einer der Differenzwellen im Differenzial oder an der Umgebung des Differenzials antreibbar, abbremsbar bzw. festlegbar ist. Der zweite Planetenträger ist beispielsweise durch Band- oder Lamellenkupplungen oder auf andere geeignete Weise abbrems- und/oder feststellbar oder durch Leistungsverzweigung des vorgeschalteten Antriebs bzw. durch einen separaten Elektromotor, Verbrennungsmotor, hydraulischen Antrieb oder andere Antriebe antreibbar.At the same time, it is provided that the circulating second planet carrier can be driven, braked or fixed relative to one of the differential shafts in the differential or to the environment of the differential by targeted external action of speed actuators. The second planetary carrier is for example by belt or multi-plate clutches or in any other suitable manner braked and / or detectable or driven by power branching of the upstream drive or by a separate electric motor, internal combustion engine, hydraulic drive or other drives.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Stirnraddifferenzial und ein Überlage- rungsdifferenzial zu schaffen, dass besonders kompakt ausgebildet ist, dessen Bauteile sich einfach herstellen lassen und das sich einfach montieren lässt.The object of the invention is to provide a spur gear differential and a superimposition differential which is particularly compact, whose components can be easily manufactured and which can be easily mounted.
Diese Aufgabe ist nach dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst.This object is solved according to the subject of the independent claim.
Die Erfindung sieht vor, dass die Planetenräder des dritten Satzes zugleich mit den Planetenrädern eines weiteren der Sätze des Stirnraddifferenzials mit ein und derselben an einem der Sonnenräder ausgebildeten Außenverzahnung im Zahneingriff stehen. Der weitere der Sätze ist vorzugsweise der dem jeweiligen Überlagerungssatz axial am nächsten liegende Satz des Stirnraddifferenzials. In einem Überlagerungsdifferenzial mit zwei der zweiten (Überlagerungs-) Planetenträger stehen der eine dritte Satz der Planetenräder gemeinsam und der erste Satz Planetenräder mit ein und derselben Verzahnung des ersten Sonnenrades im Zahneingriff und der andere dritte Satz Planetenräder sowie die Planetenräder des zweiten Satzes sind mit ein und derselben Verzahnung des zweiten Sonnenrades verzahnt.The invention provides that the planetary gears of the third set are in mesh with the planetary gears of a further one of the sets of the spur gear differential with one and the same on one of the sun gears formed external teeth. The further of the sets is preferably the set of the spur gear differential which is axially closest to the respective superposition set. In a superposition differential with two of the second (overlay) planet carrier of a third set of planetary gears are common and the first set planetary gears with one and the same teeth of the first sun gear in meshing engagement and the other third set planetary gears and the planetary gears of the second set are included and toothed the same toothing of the second sun gear.
Jeder der dritten Sätze ist außerdem jeweils mit einem Hohlrad verzahnt, wobei jedes der Hohlräder drehfest mit dem ersten Planetenträger gekoppelt ist.Each of the third sets is also each toothed with a ring gear, wherein each of the ring gears rotatably coupled to the first planet carrier.
Die Erfindung sieht vor, dass der erste Planetenträger mittels des ersten Satzes an der Verzahnung auf dem ersten Sonnenrad und mittels des zweiten Satzes an der Verzahnung auf dem zweiten Sonnenrad radial abgestützt und zur Drehachse zentriert ist. Der Planetenträger ist demnach nicht mittels La- gern gelagert sondern zur Drehachse auf den Sonnenrädern abgestützt. Die Sonnenräder wiederum sind radial und axial um die Drehachse drehbar an den zweiten Planetenträgern gelagert. Der jeweilige zweite der Planetenträger ist dann um die Drehachse drehbar in einem zu der Drehachse ortsfesten Gehäuse gelagert.The invention provides that the first planet carrier is radially supported by means of the first set on the toothing on the first sun gear and by means of the second set on the toothing on the second sun gear and centered to the axis of rotation. The planet carrier is therefore not stored by means of bearings but supported to the axis of rotation on the sun gears. The sun gears in turn are mounted radially and axially rotatable about the axis of rotation on the second planet carriers. The respective second planet carrier is then mounted rotatably about the axis of rotation in a stationary housing to the axis of rotation.
Für die vorgenannten Anordnungen der Planetenträger der Überlagerungsstufen (zweite Planetenträger) sind alternativ folgende Ausgestaltungen der Erfindung vorgesehen:For the aforementioned arrangements of the planet carriers of the superposition stages (second planet carriers), the following embodiments of the invention are alternatively provided:
- die zweiten Planetenträger sind jeweils mittels wenigstens eines Drehzahlstellgliedes mit der Umgebungskonstruktion ein- und ausrückbar gekuppelt.- The second planet carrier are each coupled by means of at least one speed actuator with the surrounding construction and disengageable coupled.
Die zweiten Planetenträger sind jeweils mittels wenigstens eines Drehzahlstellgliedes mit einem der Sonnenräder ein- und ausrückbar gekuppelt.The second planet carrier are each coupled by means of at least one speed actuator with one of the sun gears and disengageable.
Die zweiten Planetenträger sind mittels wenigstens eines Drehzahlstellgliedes mit dem ersten Planetenträger ein- und ausrückbar gekuppelt. In den so genannten drehzahlgeführten Torque - Vectoring - Systemen wird mittels der Drehzahlstellglieder den Hinterrädern oder verschiedenen Achsen über elektronisch bzw. hydraulisch betätigte Überlagerungsstufen im Überlage- rungsdifferenzial eine Drehzahldifferenz aufgezwungen. Dadurch ergeben sich ebenfalls asymmetrische Drehmomentverteilungen und Antriebskräfte. Die zuvor beschriebene Torque - Vectoring - Einheit beansprucht gegenüber denen des Standes der Technik geringeren Bauraum und kann deswegen auch in frontgetriebenen Fahrzeugen eingesetzt werden. Der Abtrieb kann direkt über in die Sonnenräder integrierte Gelenke von Gelenkwellen vorgenommen wer- den.The second planetary carrier are coupled by means of at least one speed control member with the first planet carrier and disengageable coupled. In the so-called speed-controlled torque vectoring systems, a rotational speed difference is imposed on the rear wheels or on different axles via electronically or hydraulically operated superposition stages in the superposition differential. This also results in asymmetric torque distributions and driving forces. The torque vectoring unit described above requires less installation space than those of the prior art and can therefore also be used in front-wheel drive vehicles. The output can be made directly via articulated shaft joints integrated into the sun gears.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der zweite Planetenträger aus mindestens zwei tragenden Blechbauteilen gebildet ist. Die Blechbauteile sind vorzugsweise kalt durch Ziehen, Stanzen und oder Prägen hergestellte Bauteile. Das erste Blechbauteil und das zweite Blechbauteil sind aneinander befestigt und können sich in Form und Gestalt voneinander unterscheiden oder Gleichteile sein. Zwischen den Bauteilen ist axial, umfangsseitig und radial Platz für die Planetenräder des dritten Satzes.An embodiment of the invention provides that the second planet carrier is formed from at least two supporting sheet metal components. The sheet metal components are preferably cold components produced by drawing, stamping and / or stamping. The first sheet metal component and the second sheet metal component are fastened to each other and may differ in shape and shape from one another or be identical parts. Between the components is axially, circumferentially and radially space for the planet gears of the third set.
Die umfangsseitig um die Drehachse zueinander beabstandet angeordneten Planetenräder des dritten Satzes sind axial zur einen Seite hin an dem ersten Blechbauteil und axial gegenüberliegend an dem zweiten Blechbauteil gelagert. Dabei weisen die Planetenräder entweder beidseitig axial Zapfen auf, mit denen diese zur einen axialen Seite hin in dem einen Blechbauteil und zur an- deren Seite hin in dem anderen Blechbauteil drehbar gelagert sind. Oder die Planetenräder sind drehbar auf Planetenbolzen gelagert und die Bolzen sind mit den beiden axialen Enden in dem Bauteil vorzugsweise drehfest gehalten. Als Lagerungen für Zapfen oder Bolzen sind Gleitlagerungen oder Wälzlagerungen vorgesehen. Die beidseitige Lagerung der Planetenräder verringert das Risiko der Verlagerung und Verformung. Der Zahneingriff ist exakter. Das Dif- ferenzial ist mit kleinen Abmessungen aufgrund der steifen Auslegung mit höheren Drehmomenten belastbar. Das Überlagerungsdifferenzial weist vorzugsweise zwei der zweiten (Überlage- rungs-) Planetenträger mit jeweils einem dritten Satz Planetenräder auf, zwischen denen axial der Planetentrieb des Stirnraddifferenzials mit erstem Planetenträger angeordnet ist. Die Verzahnungen der miteinander im Eingriff ste- henden Planetenräder und Differenzwellen sind Stirnradverzahnungen in allen denkbaren Ausführungen. Der dritte Satz der Planetenräder ist mit dem ersten Differenzglied und der andere dritte Satz am anderen zweiten Planetenträger ist mit dem zweiten Differenzglied verzahnt. Die Differenzglieder sind in diesem Fall die Sonnenräder.The circumferentially spaced apart about the axis of rotation planetary gears of the third set are mounted axially to one side on the first sheet metal component and axially opposite to the second sheet metal component. In this case, the planetary gears either axially on both sides pin, with which they are rotatably mounted to one axial side in the one sheet metal component and the other side in the other sheet metal component. Or the planet gears are rotatably mounted on planet pins and the bolts are preferably held against rotation with the two axial ends in the component. As bearings for pins or bolts sliding bearings or rolling bearings are provided. The two-sided bearing of the planetary gears reduces the risk of displacement and deformation. The meshing is more precise. Due to its stiff design, the dif- ferential can be loaded with higher torques with its small dimensions. The overlay differential preferably has two of the second (Überlag- rungs-) planet carrier, each with a third set of planetary gears, between which the planetary drive of the spur gear is axially arranged with the first planet carrier. The teeth of the meshing planetary gears and differential shafts are spur gears in all conceivable embodiments. The third set of planet gears is meshed with the first differential link and the other third set on the other second planet carrier is meshed with the second differential link. The differential links in this case are the sun gears.
Der zweite Planetenträger ist, wie auch der erste Planetenträger, gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung eine Baueinheit mindestens aus den Blechbauteilen und aus den Planetenrädern. Diese Baueinheit ist eine Vormontageeinheit, in der die Planetenräder unverlierbar aufgenommen sind. Die Montage des Überlagerungsdifferenzials ist vereinfacht, da anstelle von Einzelteilen die jeweiligen Planetensätze mit den gehäuseartigen Planententrägern ausgebildeten Baueinheiten einfach miteinander montierbar und auch gegen andere austauschbar sind.The second planet carrier, as well as the first planet carrier, according to one embodiment of the invention, a structural unit at least from the sheet metal components and from the planetary gears. This unit is a pre-assembly, in which the planetary gears are taken captive. The installation of the overlay differential is simplified, since instead of individual parts, the respective planetary gear sets with the housing-like planetary carrier formed units are easily assembled with each other and also interchangeable with others.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das zweite Blechbauteil entweder scheibenförmig oder napfförmig ausgebildet ist. Es ist auch vorgesehen, das beide Blechbauteile Gleichteile sind. Das erste Blechbauteil weist entweder radiale und/oder axiale Einzüge auf. Stirnseitig axial an den Einzügen sind vorzugsweise plane Flanschabschnitte ausgebildet, an denen das erste Blech- bauteil mit dem zweiten Blechbauteil axial verbunden ist. Die Einzüge sind in Umfangsrichtung zumindest teilweise zwischen den Planetenrädern bis an das zweite Blechbauteil hin durchgestellt, so dass sich eine Mäanderform im Verlauf des Bleches ergibt. Die so entstehenden Kammern sind umfangsseitig durch das axial durchgezogenen Blech des ersten Blechbauteils teilweise be- grenzt. Axial zur einen Seite hin ist die jeweilige Kammer durch das erste und axial in die andere Richtung durch das zweite Blechbauteil abgeschlossen. In radiale Richtungen sind die Kammern vorzugsweise nicht begrenzt, so dass das jeweilige in den Kammer aufgenommene Planetenrad des dritten Satzes radial zumindest in einer Richtung aus den Blechbauteilen herausragt.An embodiment of the invention provides that the second sheet metal component is formed either disc-shaped or cup-shaped. It is also envisaged that both sheet metal parts are identical parts. The first sheet metal component has either radial and / or axial indentations. Plane flange sections, on which the first sheet-metal component is axially connected to the second sheet-metal component, are preferably formed on the end faces axially on the indentations. The indentations are at least partially passed through in the circumferential direction between the planetary gears to the second sheet metal component, so that there is a meandering shape in the course of the sheet. The resulting chambers are peripherally limited in part by the axially continuous sheet metal of the first sheet metal component. Axially to one side, the respective chamber is closed by the first and axially in the other direction by the second sheet metal component. In radial directions, the chambers are preferably not limited, so that the respective received in the chamber planet gear of the third set protrudes radially at least in one direction from the sheet metal components.
Einer der Blechabschnitte, vorzugsweise der zweite Blechabschnitt ist um die Drehachse drehbar radial und axial an der Umgebungskonstruktion des Stirn- raddifferenzials gelagert. Die Umgebungskonstruktion ist ein Gehäuse oder ähnliches, demgegenüber sich die drehbaren Bauelemente und Baugruppen des Stirnraddifferenzials und auch des Überlagerungsdifferenzial um die Drehachse (Rotationsachse des Planetentriebs) drehen.One of the sheet-metal sections, preferably the second sheet-metal section, is mounted so as to be rotatable about the rotational axis radially and axially on the surrounding structure of the spur wheel differential. The surrounding structure is a housing or the like, in contrast, rotate the rotatable components and assemblies of Stirnraddifferenzials and also the overlay differential about the axis of rotation (rotation axis of the planetary drive).
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments. Show it:
Figur 1 das Wirkprinzip eines Überlagerungsdifferenzials schematisch,FIG. 1 schematically shows the operating principle of an overlay differential;
Figur 2 das Wirkprinzip eines weiteren Überlagerungsdifferenzials schematisch,FIG. 2 schematically shows the operating principle of another overlay differential,
Figur 3 das Wirkprinzip eines weiteren Überlagerungsdifferenzials schematisch,FIG. 3 schematically shows the operating principle of another overlay differential,
Figur 4 ein Ausführungsbeispiel eines Überlagerungsdifferenzials imFigure 4 shows an embodiment of a heterodyne differential in
Längsschnitt, ohne KupplungenLongitudinal section, without couplings
Figur 5 die Gesamtansicht eines Stirnraddifferenzials aus dem Überlagerungsdifferenzial nach Figur 4,5 shows the overall view of a spur gear differential from the overlay differential according to FIG. 4, FIG.
Figur 6 das Ausführungsbeispiel des Überlagerungsdifferenzials in einem anderen Längsschnitt, ohne KupplungenFigure 6 shows the embodiment of the overlay differential in another longitudinal section, without couplings
Figur 7 eine Gesamtansicht des Überlagerungsdifferenzials nach Figur 4, ohne Kupplungen Fig. 8 eine Gesamtansicht einer Baugruppe aus Planetenträger undFigure 7 is an overall view of the overlay differential of Figure 4, without couplings 8 is an overall view of an assembly of planet carrier and
Planetenrädern der ÜberlagerungsstufePlanetary wheels of the overlay stage
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
In den Figuren 1 bis 3 sind die Wirkprinzipien möglicher Überlagerungsdiffe- renziale 1 , 2, 3 schematisch dargestellt. Jedes der Überlagerungsdifferenziale ist aus einem einfachen Stirnraddifferenzial 4 und aus zwei Überlagerungsstu- fen in Form der Baugruppe 5 sowie aus jeweils zwei Drehzahlstellgliedern in diesem Fall mit K1 bis K6 bezeichneten Kupplungen gebildet. Die Baugruppe 5 ist aus dem zweiteiligen zweiten Planetenträger 6 mit einem dritten Satz Planetenräder 7 gebildet.FIGS. 1 to 3 schematically show the active principles of possible overlapping differences 1, 2, 3. Each of the overlap differentials is formed from a simple spur gear differential 4 and from two superposition stages in the form of the subassembly 5 as well as couplings designated in each case by two speed actuators in this case with K1 to K6. The assembly 5 is formed from the two-part second planetary carrier 6 with a third set of planet gears 7.
Das Stirnraddifferenzial 4 weist den (ersten) Planetenträger 8 als Summenwelle 9 und zwei Differenzwellen 10 und 11 auf. Der Planetenträger 8 ist Leistungseingang und weist als Eingangsglied dafür eine Stirnverzahnung auf. Die Differenzwellen 10 und 11 sind die Abtriebswellen und in diesem Fall Sonnenräder 19 und 20, die jeweils mit einer nicht dargestellten Gelenkwelle zum An- trieb von Vorderrädern eines Kraftfahrzeugs verbunden sind. Alternativ dazu ist das Stirnraddifferenzial 4 zum Antrieb von Hinterrädern oder zum Verteilen von Leistungsflüssen auf Vorder- und Hinterachsen vorgesehen.The spur gear differential 4 has the (first) planet carrier 8 as a sum shaft 9 and two differential shafts 10 and 11. The planet carrier 8 is power input and has as input element for a spur toothing. The differential shafts 10 and 11 are the output shafts and, in this case, sun gears 19 and 20, which are each connected to a non-illustrated propeller shaft for driving front wheels of a motor vehicle. Alternatively, the spur gear differential 4 is provided for driving rear wheels or for distributing power flows on front and rear axles.
An dem Planetenträger 8 ist ein erster Satz Planetenräder 12 sowie ein zwei- ter Satz Planetenräder 13 drehbar auf Wälz- bzw. Gleitlagerungen gelagert. Wie in den Figuren 1 bis 3 mit der gestrichelten Linie symbolisiert ist, kämmt jeweils eines der Planetenräder 12 des ersten Satzes mit einem anderen der Planetenräder 13 des zweiten Satzes. Die Planetenräder 12 und 13 stehen im Eingriff mit Sonnenrädern 19 und 20.On the planet carrier 8, a first set of planetary gears 12 and a second set of planetary gears 13 are rotatably mounted on rolling or sliding bearings. As symbolized by the dashed line in FIGS. 1 to 3, one of the planetary gears 12 of the first set meshes with another of the planetary gears 13 of the second set. The planet gears 12 and 13 are engaged with sun gears 19 and 20.
Die Planetenträger 6 und 8 rotieren im Fahrbetrieb um die gleiche Drehachse 14 des jeweiligen Überlagerungsdifferenzials 1 , 2 oder 3 mit Differenzdrehzahlen oder mit gleicher Drehzahl, sind deshalb unabhängig voneinander um eine gemeinsame Drehachse 14 drehbar gelagert.The planet carrier 6 and 8 rotate while driving about the same axis of rotation 14 of the respective overlay differential 1, 2 or 3 with differential speeds or at the same speed, are therefore independent of one another common axis of rotation 14 rotatably mounted.
Jeder der Planetenträger 6 der Überlagerungsstufe ist mittels eines Drehzahlstellgliedes K1 , K2, K3, K4, K5 oder K6 unabhängig von dem anderen Plane- tenträger der gegenüberliegenden Überlagerungsstufe zeitgleich oder zeitversetzt drehzahlregelbar. Das jeweilige Drehzahlstellglied K1 oder K2 nach Figur 1 kann eine Kupplung, eine Bremse oder ein Antrieb sein, mit der/dem jeder Planetenträger relativ zu einer der um die Drehachse rotierbaren der Differenzwellen bremsbar, feststellbar oder antreibbar ist. Die Drehzahlstellglieder K3 bis K6 sind vorzugsweise Kupplungen.Each of the planet carrier 6 of the superimposition stage is independent of the other Plane- tenträger of the opposite superposition stage speed controlled by means of a speed actuator K1, K2, K3, K4, K5 or K6 simultaneously or with a time delay. The respective speed control element K1 or K2 according to FIG. 1 can be a clutch, a brake or a drive with which each planet carrier is brakable, lockable or drivable relative to one of the differential shafts rotatable about the rotation axis. The speed control members K3 to K6 are preferably clutches.
In dem jeweiligenIn the respective
- Überlagerungsdifferenzial 1 nach Figur 1 ist der zweite Planetenträger 6 mittels des Drehzahlstellgliedes K1 bzw. K2 mit der nicht weiter dargestellten Umgebungskonstruktion,Overlay differential 1 according to FIG. 1 is the second planetary carrier 6 by means of the speed control element K1 or K2 with the surrounding construction (not shown),
- Überlagerungsdifferenzial 2 nach Figur 2 ist der zweite Planetenträger 6 jeweils mittels des Drehzahlstellgliedes K3 bzw. K4 mit einer der Differenz- wellen 9 bzw. 10,Overlay differential 2 according to FIG. 2, the second planetary carrier 6 is in each case connected to one of the differential shafts 9 and 10 by means of the speed control element K3 or K4,
- Überlagerungsdifferenzial 3 nach Figur 3 ist der zweite Planetenträger 6 mittels des Drehzahlstellgliedes K5 bzw. K6 jeweils mit einem der Hohlräder 15 bzw. 16 und- Overlay differential 3 of Figure 3, the second planet carrier 6 by means of the speed actuator K5 and K6 each with one of the ring gears 15 and 16 and
- Überlagerungsdifferenzial 54 nach Figur 9 steht der jeweilige dritte Satz Planetenräder der Überlagerungsstufe und der axial am nächsten liegende Satz Planetenräder 12 bzw. 13 gemeinsam mit einem der Sonnenräder 19, 20 im Zahneingriff und ist der zweite Planetenträger 6 mittels des Dreh- Zahlstellgliedes K1 bzw. K2 mit der nicht weiter dargestellten Umgebungskonstruktion9 is the respective third set planetary gears of the superimposition stage and the axially closest set planetary gears 12 and 13 together with one of the sun gears 19, 20 in meshing engagement and the second planetary carrier 6 by means of the rotary number actuator K1 or K2 with the non-illustrated surrounding construction
ein- und ausrückbar, das heißt trennbar und miteinander in Eingriff schaltbar, gekuppelt.engageable and disengageable, that is separable and engageable with each other, coupled.
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überlage- rungsdifferenzials 54, das im wesentlichen den gleichen Aufbau aufweist wie die Überlagerungsdifferenziale 1 , 2 und 3, ohne Drehzahlstellglieder im Längsschnitt axial entlang der Längsachse, wobei die Längsachse mit der Drehachse 14 identisch ist. Figur 5 zeigt das Stirnraddifferenzial 4 des betreffenden Über- lagerungsdifferenzials 1 , 2 oder 3 in einer Gesamtansicht und Figur 6 einen weiteren Längsschnitt entlang der Drehachse 14. Die stirnseitige Gesamtan- sieht des Überlagerungsdifferenzials 1 , 2 oder 3 ohne Drehzahlstellglieder ist in Figur 7 dargestellt.FIG. 4 shows an exemplary embodiment of an overlay differential 54 according to the invention, which has substantially the same structure as the overlay differentials 1, 2 and 3, without rotational speed actuators in longitudinal section axially along the longitudinal axis, the longitudinal axis being identical to the axis of rotation 14. FIG. 5 shows the spur gear differential 4 of the relevant overlay differential 1, 2 or 3 in an overall view and FIG. 6 shows a further longitudinal section along the axis of rotation 14. The frontal overall view of the overlay differential 1, 2 or 3 without speed actuators is shown in FIG.
Das Stirnraddifferenzial 4 weist ein Antriebsrad 17 auf, das ein ringförmiges Stirnrad ist. Weiterhin ist das Stirnraddifferenzial 4 in einem zweiteiligen Ge- häuse zusammengefasst, das den ersten Planetenträger 8 bildet. Das Gehäuse ist die Summenwelle 9. In dem Gehäuse sind vier Paare Planetenräder 12 und 13 aufgenommen. Jedes der Planetenräder 12 eines Paares ist dem ersten Satz und jedes der Planetenräder 13 desselben Paares dem zweiten Satz zugeordnet.The Stirnraddifferenzial 4 has a drive wheel 17, which is an annular spur gear. Furthermore, the spur gear differential 4 is combined in a two-part housing which forms the first planet carrier 8. The housing is the sum shaft 9. In the housing four pairs of planet gears 12 and 13 are added. Each of the planetary gears 12 of a pair is associated with the first set and each of the planetary gears 13 of the same pair with the second set.
Das zweiteilige Gehäuse des ersten Planetenträgers 8 ist aus zwei topfförmi- gen Gehäuseabschnitten 21 und 22 gebildet. Die Gehäuseabschnitte 21 und 22 sind topfförmig ausgebildete und kalt geformte Teile, z. B. Zieh- und Stanzteile, aus Blech sowie zueinander fast identisch gestaltet. In den Gehäuseab- schnitten 21 und 22 sind die Aufnahmen 18 für die Planetenbolzen 23 (Fig. 6). Von den Aufnahmen 18 sind in Figur 5 nur die in dem Gehäuseabschnitt 21 sichtbar. Beide Gehäuseabschnitte 21 und 22 sind jeweils mit einem Radialflansch 24 bzw. 25 versehen (Fig. 4).The two-part housing of the first planetary carrier 8 is formed from two pot-shaped housing sections 21 and 22. The housing sections 21 and 22 are cup-shaped and cold-formed parts, for. As drawing and stamping parts, made of sheet metal and almost identical to each other. In the housing sections 21 and 22 are the receptacles 18 for the planet pins 23 (FIG. 6). Of the receptacles 18 are only visible in the housing section 21 in Figure 5. Both housing sections 21 and 22 are each provided with a radial flange 24 or 25 (FIG. 4).
Der Topf des jeweiligen Gehäuseabschnitts 21 und 22 ist am Umfang an mehreren Stellen nach innen in Richtung der Drehachse 14 eingeformt, so dass jeweils zwischen zwei umfangsseitig zueinander benachbarten Paaren aus Planetenrädern 12 und 13 radiale Einzüge 26 am Topf entstehen (Fig. 5). Die Form des Topfes erinnert in der Ansicht nach Figur 5 an ein vierblättriges Kleeblatt. Der Radialflansch 24 bzw. 25 erstreckt sich in Richtung der Drehachse 14 bis in die Einzüge 26 und weist dort die Durchgangslöcher 29 und 30 für die Befestigung der Gehäuseabschnitte 21 , 22 aneinander und für die Befestigung des Antriebsrads 17 an dem Planetenträger 8 auf (Fig. 4). Befestigungselemente wie Schrauben 31 sind zumindest teilweise umfangsseitig zwischen zwei benachbarten Paaren aus Planetenrädern 12 und 13 angeordnet.The pot of the respective housing section 21 and 22 is formed on the circumference at several points inwardly in the direction of the axis of rotation 14, so that in each case between two peripherally adjacent pairs of planetary gears 12 and 13 radial indentations 26 are formed on the pot (Fig. 5). The Shape of the pot reminds in the view of Figure 5 to a four-leaf clover. The radial flange 24 and 25 extends in the direction of the axis of rotation 14 into the indentations 26 and there has the through holes 29 and 30 for the attachment of the housing sections 21, 22 to each other and for the attachment of the drive wheel 17 to the planet carrier 8 (Fig. 4). Fasteners such as screws 31 are at least partially circumferentially disposed between two adjacent pairs of planetary gears 12 and 13.
Anstelle der Durchgangslöcher 29 in dem Radialflansch 24 sind an dem Radialflansch 25 des Gehäuseabschnitts 22 umfangsseitig zylindrische Führungszapfen 32 mit den Durchgangslöchern 30 angeordnet. Die bevorzugt innen hohlzylindrischen Führungszapfen 32 stehen axial aus dem Flansch in Richtung des anderen Gehäuseabschnitts hervor. Der Führungszapfen 32 ist ein- teilig mit dem Radialflansch 25 aus dessen Material ausgebildet.Instead of the through-holes 29 in the radial flange 24, cylindrical guide pins 32 with the through-holes 30 are arranged on the radial flange 25 of the housing section 22 on the circumference. The preferably hollow cylindrical guide pins 32 project axially out of the flange in the direction of the other housing section. The guide pin 32 is formed integrally with the radial flange 25 of its material.
Jeder der Führungszapfen 32 ragt durch ein Durchgangsloch 29 des gegenüberliegenden Radialflansches 24 hindurch und in ein Führungsloch 34 an dem Antriebsrad 17 hinein. Dem Führungszapfen 32 schließt sich ein Durchgangs- loch 33 in dem Antriebsrad 17 für eine Nietverbindung beziehungsweise ein Durchgangsloch 33 mit Innengewinde 35 in dem Antriebsrad 17 für eine Schraubverbindung, beispielsweise mit Schrauben 31 , an.Each of the guide pins 32 protrudes through a through hole 29 of the opposite radial flange 24 and into a guide hole 34 on the drive wheel 17. The guide pin 32 is followed by a through hole 33 in the drive wheel 17 for a rivet connection or a through hole 33 with internal thread 35 in the drive wheel 17 for a screw connection, for example with screws 31.
Die im Querschnitt betrachtete kreisrunde Innenkontur des Führungslochs 34 korrespondiert passgenau mit der Außenkontur des Führungszapfens 32. Antriebsrad 17 und Gehäuseabschnitte 21 bzw. 22 sind an den Führungszapfen 32 zueinander konzentrisch zur Drehachse 14 zentriert.The circular inner contour of the guide hole 34 viewed in cross-section corresponds exactly to the outer contour of the guide pin 32. Drive wheel 17 and housing sections 21 and 22 are centered on the guide pins 32 concentric to one another with respect to the axis of rotation 14.
Das Antriebsrad 17 ist mit einer Stirnverzahnung 36 versehen. An jeder Seite des Antriebsrads 17 ist axial ein Hohlrad 15 bzw. 16 befestigt. Das Hohlrad ist napfförmig ausgebildet. Der radial außen liegende Rand des Napfes ist ein Radialflansch 37, mit dem das jeweilige Hohlrad 15 bzw. 16 an dem Antriebsrad 17 und somit an dem ersten Planetenträger 8 fest ist. Der Boden 38 der napfförmigen Hohlräder 15 und 16 ist gelocht und weist an den Rändern des Loches eine Innenverzahnung 39 auf.The drive wheel 17 is provided with a spur toothing 36. On each side of the drive wheel 17, a ring gear 15 and 16 is axially fixed. The ring gear is cup-shaped. The radially outer edge of the cup is a radial flange 37, with which the respective ring gear 15 and 16 is fixed to the drive wheel 17 and thus to the first planetary carrier 8. The bottom 38 of the cup-shaped ring gears 15 and 16 is perforated and has an internal toothing 39 at the edges of the hole.
Eine Überlagerungsstufe am Beispiel der Baugruppe 5 ist in Figur 8 in einer Gesamtansicht dargestellt. Die Baugruppe 5 ist aus dem zweiteiligen zweiten Planetenträger 6 und dem dritten Satz Planetenräder 7 gebildet. Der Planetenträger 6 ist zweiteilig aus dem ersten Blechbauteil 40 und dem zweiten Blechbauteil 41 gebildet.An overlay stage on the example of the assembly 5 is shown in Figure 8 in an overall view. The assembly 5 is formed from the two-part second planetary carrier 6 and the third set planetary gears 7. The planet carrier 6 is formed in two parts from the first sheet metal component 40 and the second sheet metal component 41.
Das erste Blechbauteil 40 ist zwischen den umfangsseitig zueinander benachbarten Planetenrädern 7 radial und in Richtung des zweiten Blechbauteils 41 so durchgestellt, dass sich an jeder Umfangslücke zwischen zwei benachbarten der Planetenräder umfangsseitig zwei Blechabschnitte 42 einander gegenüberliegen. Die Blechabschnitte 42 gehen in axialer Richtung an dem zweiten Blechbauteil 41 in einen zur Drehachse senkrechten Flanschabschnitt 43 über, der flach axial an dem zweiten Blechbauteil anliegt sowie mit einem Durchgangsloch 45 für beispielsweise eine Nietverbindung mit Nieten 46 versehen ist (Fig. 4). In radialer Richtung gehen die Blechabschnitte 42 in einen umfangsseitig um die Drehachse gekrümmten Randabschnitt 44 über. Jedes der Planetenräder 7 ist in einer Kammer aufgenommen, die in beide Umfangsrich- tungen durch die Blechabschnitte 42 und axial zur einen Seite hin durch das Blechbauteil 40 sowie in die andere axiale Richtung durch das Blechbauteil 41 begrenzt ist.The first sheet-metal component 40 is inserted radially between the circumferentially mutually adjacent planetary gears 7 and in the direction of the second sheet-metal component 41 such that two sheet-metal portions 42 are opposite one another at each circumferential gap between two adjacent planetary gears. The sheet-metal sections 42 merge in the axial direction on the second sheet-metal component 41 into a flange section 43 which is perpendicular to the axis of rotation and rests flat axially against the second sheet-metal component and is provided with a through-hole 45 for riveting, for example, with rivets 46 (FIG. 4). In the radial direction, the sheet-metal sections 42 merge into a peripheral section 44 curved circumferentially about the axis of rotation. Each of the planet wheels 7 is accommodated in a chamber which is delimited in both circumferential directions by the sheet metal sections 42 and axially to one side by the sheet metal component 40 and in the other axial direction by the sheet metal component 41.
Die Bolzen 47 auf denen die Planetenräder sitzen oder die Zapfen 48 an den Planetenrädern sind in zur einen axialen Seite hin in dem ersten Blechbauteil 40 und zur gegenüberliegenden Seite hin an dem zweiten Blechbauteil 41 gelagert.The bolts 47 on which the planetary gears are seated or the pins 48 on the planetary gears are mounted on the second sheet metal component 41 in an axial side in the first sheet metal component 40 and toward the opposite side.
Jedes zweite Blechbauteil 41 weist einen mit der Drehachse 14 gleichgerichteten hohlzylindrischen Abschnitt 55 auf. Außen auf dem Abschnitt 55 sitzt ein Wälzlager 56, das in diesem Fall ein Schrägkugellager ist und mit dem der jeweilige zweite Planetenträger 6 um die Drehachse 14 rotierbar zur nicht wei- ter dargestellten Umgebungskonstruktion radial und gelagert ist. Der hohlzy- lindrische Abschnitt 55 ist innen umfangsseitig als Gleitlager ausgebildet. Alternativ dazu ist/sind in dem Abschnitt 55 ein oder mehr Gleit- und/oder Wälzlager aufgenommen. In diesen Lagern ist das jeweilige der Sonnenräder 19 bzw. 20 (Differenzwellen 9 bzw. 10) radial in dem jeweiligen zweiten Planetenträger 6 aber relativ zu dem zweiten Planetenträger 6 um die Drehachse 14 rotierbar gestützt.Each second sheet-metal component 41 has a hollow-cylindrical section 55 rectified with the axis of rotation 14. On the outside of the section 55 sits a roller bearing 56, which in this case is an angular contact ball bearing and with which the respective second planetary carrier 6 rotates about the axis of rotation 14 for non-tilting. ter illustrated surrounding construction is radially and stored. The hollow-cylindrical section 55 is designed on the inside as a plain bearing. Alternatively, one or more sliding and / or rolling bearings are / are included in section 55. In these bearings, the respective one of the sun gears 19 and 20 (differential shafts 9 and 10) is supported radially in the respective second planet carrier 6 but rotatable relative to the second planet carrier 6 about the rotation axis 14.
Nachfolgend wird das Detail beschrieben, um das sich das Überlagerungsdiffe- renzial 54 von den Überlagerungsdifferenzialen 1 , 2, 3 hinsichtlich des Zahneingriffs seiner verzahnten Elemente unterscheidet. Das Sonnenrad 19 ist außenumfangsseitig mit einer Verzahnung 57 und das Sonnenrad 20 ist au- ßenumfangsseitig mit einer Verzahnung 49 versehen. Die Verzahnung 57 erstreckt sich axial sowohl in das Stirnraddifferenzial 4 als auch axial in einen der zweiten Planetenträger 6 hinein. Damit durchgreift die Verzahnung 57 sowohl axial den Gehäuseabschnitt 21 des ersten Planetenträgers als auch das erste Blechbauteil 40 eines zweiten Planetenträgers 6, der dem Gehäuseabschnitt 21 am nächsten liegt. Die Verzahnung 49 durchgreift sowohl axial den Gehäuseabschnitt 22 des ersten Planetenträgers als auch das erste Blechbauteil 40 eines zweiten Planetenträgers 6, der dem Gehäuseabschnitt 22 am nächsten liegt. Die Planetenräder 12 des ersten Satzes und die Planetenräder 7 des dritten Satzes eines der zweiten Planetenträger 6 stehen jeweils mit einem Teil der gleichen Verzahnung 57 im Eingriff. Die Planetenräder 13 des zweiten Satzes und die Planetenräder 7 des anderen dritten Satzes stehen jeweils mit ei- nem Teil der gleichen Verzahnung 49 im Eingriff. Überlagerungsdifferenzial 54 von den Überlagerungsdifferenzialen 1 , 2 und 3 hinsichtlich Zahneingriffs unterscheidet.The following describes the detail by which the overlay difference 54 differs from the overlay differentials 1, 2, 3 with respect to the tooth engagement of its toothed elements. The sun gear 19 is on the outer peripheral side with a toothing 57 and the sun gear 20 is ßenumfangsseitig provided with a toothing 49. The toothing 57 extends axially into both the Stirnraddifferenzial 4 and axially into one of the second planet carrier 6 inside. Thus, the teeth 57 penetrates both axially the housing portion 21 of the first planet carrier and the first sheet metal component 40 of a second planetary carrier 6, which is the housing portion 21 closest. The toothing 49 passes through both axially the housing portion 22 of the first planet carrier and the first sheet metal component 40 of a second planetary carrier 6, which is closest to the housing portion 22. The planet gears 12 of the first set and the planetary gears 7 of the third set of one of the second planet carriers 6 are each in engagement with a part of the same toothing 57. The planet gears 13 of the second set and the planet gears 7 of the other third set are in each case with a part of the same teeth 49 in engagement. Overlap differential 54 different from the overlay differentials 1, 2 and 3 with respect to meshing.
Das Stirnraddifferenzial 4 ist radial über die Planetenräder 12 auf dem Sonnen- rad 19 und radial über die Planetenräder13 auf dem Sonnenrad 20 abgestützt und zumindest bei Betrieb des Differenzials 4 zur Drehachse 14 zentriert. Axial ist das Stirnraddifferenzial 4 mit Hohlrädern 15 bzw. 16 in beide Richtungen jeweils über ein Axialwälzlager 50 an dem jeweiligen zweiten Planetenträger 6 abgestützt. Die Sonnenräder 19 und 20 sind jeweils axial zueinander entgegengesetzt mittels Gleit- oder Wälzlagern 51 an dem jeweiligen zweiten Planetenträger 6 und axial aneinander ggf. mit einem weiteren Axiallager 52, z.B. Gleit- oder Wälzlager, abgestützt.The spur gear differential 4 is supported radially on the sun gear 19 via the planetary gears 12 and radially on the planetary gears 13 on the sun gear 20, and is centered on the rotation axis 14 at least during operation of the differential 4. Axial is the Stirnraddifferenzial 4 with ring gears 15 and 16 in both directions in each case via an axial roller bearing 50 to the respective second planet carrier. 6 supported. The sun gears 19 and 20 are each axially opposite to each other by means of sliding or rolling bearings 51 on the respective second planetary carrier 6 and axially together possibly with a further thrust bearing 52, such as sliding or rolling bearings, supported.
Die Sonnenräder 19 und 20 weisen gleichzeitig Elemente von Abtriebswellen (Differenzglieder) auf. In diesem Fall ist das jeweilige Sonnenrad 19 bzw. 20 gleichzeitig das Gehäuse (Gelenkglocke) eines nicht weiter dargestellten Gleichlaufgelenks. Die Elemente sind die Laufbahnen 53 für Wälzelemente eines Ausgleichselements. The sun gears 19 and 20 simultaneously have elements of output shafts (differential links). In this case, the respective sun gear 19 and 20 at the same time the housing (joint bell) of a constant velocity joint, not shown. The elements are the raceways 53 for rolling elements of a compensating element.
Bezugszeichenreference numeral
Uberlagerungsdifferenzial 30 DurchgangslochOverlay differential 30 through hole
Überlagerungsdifferenzial 31 SchraubenOverlay differential 31 screws
Uberlagerungsdifferenzial 32 FührungszapfenOverlay differential 32 guide pins
Stirnraddifferenzial 33 DurchgangslochSpur gear differential 33 Through hole
Baugruppe 34 Führungsloch zweiter Planetenträger 35 InnengewindeAssembly 34 guide hole second planet carrier 35 internal thread
Planetenrad des dritten Satzes 36 Stirnverzahnung erster Planetenträger 37 Radialflansch des HohlradesThird planetary gear 36 Spur gear first planet carrier 37 Radial flange of the ring gear
Summenwelle 38 BodenTotal wave 38 ground
Differenzwelle 39 InnenverzahnungDifferential shaft 39 internal toothing
Differenzwelle 40 BlechbauteilDifferential shaft 40 sheet metal component
Planetenrad des ersten Satzes 41 zweites BlechbauteilPlanetary gear of the first set 41 second sheet metal component
Planetenrad des zweiten Satzes 42 BlechabschnittPlanetary gear of the second set 42 sheet metal section
Drehachse 43 FlanschabschnittRotation axis 43 flange section
Hohlrad 44 RandabschnittRing gear 44 edge portion
Hohlrad 45 DurchgangslochqRing gear 45 through-hole q
Antriebsrad 46 NutDrive wheel 46 groove
Aufnahmen für Planetenbolzen 47 BolzenMountings for planet pins 47 bolts
Sonnenrad 48 ZapfenSun gear 48 pegs
Sonnenrad 49 VerzahnungSun gear 49 toothing
Gehäuseabschnitt des Planeten50 Axialwälzlager trägers 8 Gehäuseabschnitt des Planeten51 Gleit- oderWälzlager trägers 8 Planetenbolzen 52 AxiallagerHousing section of the planet50 Axial rolling bearing carrier 8 Housing section of the planet51 Sliding or rolling bearing carrier 8 Planet pin 52 Thrust bearing
Radialflansch 53 LaufbahnenRadial flange 53 raceways
Radialflansch 54 Überlagerungssdifferenzial radialer Einzug 55 hohlzylindrischer Abschnitt nicht vergeben 56 WälzlagerRadial flange 54 Superimposed differential radial intake 55 hollow cylindrical section not allocated 56 Rolling bearings
Durchgangsloch 57 Verzahnung des Sonnenrades Through hole 57 toothing of the sun gear

Claims

Patentansprüche claims
1. Stirnraddifferenzial (4) mit einem Planetentrieb, der einen ersten Planetenträger (8) als Summenwelle (9) und der zwei Sonnenräder (19, 20) als Differenzwellen (10, 11 ) aufweist, wobei an einem ersten Planetenträger (8) zumindest ein erster Satz drehbarer Plane- tenräder (12) sowie ein zweiter Satz drehbarer Planetenräder (13) gelagert sind und dabei Planetenräder (12) des ersten Satzes in Planetenräder (13) des zweiten Satzes eingreifen und zugleich Planetenräder (12) des ersten Satzes mit einem ersten Sonnenrad (19) sowie Planetenräder (13) des zweiten Satzes mit einem zwei- ten Sonnenrad (20) im Eingriff stehen und wobei das Stirnraddifferential (4) mindestens einen zweiten Planetenträger (6) mit wenigstens einem dritten Satz drehbar gelagerter Planetenräder (7) aufweist und dabei die Planetenträger (6, 8) axial nebeneinander auf einer gemeinsamen Drehachse (14) angeordnet und relativ zuein- ander um die Drehachse (14) drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenräder (7) des dritten Satzes zugleich mit den Planetenrädern (12, 13) eines weiteren der Sätze des Stirnraddifferenzials (4) mit ein und derselben an einem der Sonnenräder (19, 20) ausgebildeten Verzahnung (49, 57) im Zahnein- griff stehen.1. Spurraddifferenzial (4) with a planetary gear having a first planet carrier (8) as the sum shaft (9) and the two sun gears (19, 20) as differential shafts (10, 11), wherein at a first planet carrier (8) at least one first planetary gears (12) of the first set engage planet gears (13) of the second set and at the same time planet gears (12) of the first set with a first Sun gear (19) and planet gears (13) of the second set with a second sun gear (20) are engaged and wherein the spur gear (4) at least one second planet carrier (6) with at least a third set of rotatably mounted planet gears (7) and wherein the planet carriers (6, 8) are arranged axially next to one another on a common axis of rotation (14) and are rotatable relative to one another about the axis of rotation (14), characterized in that the P Third wheels (7) of the third set at the same time with the planet gears (12, 13) of another of the sets of Stirnraddifferenzials (4) with one and the same on one of the sun gears (19, 20) formed toothing (49, 57) in tooth engagement ,
2. Stirnraddifferenzial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das Stirnraddifferenzial (4) zwei der zweiten Planetenträger (6) mit jeweils einem Satz der dritten Planetenräder (7) aufweist, wobei je- der Satz mit jeweils einem Hohlrad (15, 16) in Zahneingriff steht und dabei das jeweilige Hohlrad (15, 16) drehfest mit dem ersten Planetenträger (8) gekoppelt ist. 2. Spurraddifferenzial according to claim 2, characterized in that the Stirnraddifferenzial (4) two of the second planet carrier (6), each having a set of the third planetary gears (7), each set each with a ring gear (15, 16) in meshing engagement stands while the respective ring gear (15, 16) rotatably coupled to the first planetary carrier (8).
3. Stirnraddifferenzial (4) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenträger (6) aus mindestens einem ersten Blechbauteil (40) und einem zweitem Blechbauteil (41 ) gebildet ist, wobei die umfangsseitig um die Drehachse (14) zueinander beabstandet angeordneten Planetenräder (7) des dritten Satzes a- xial zur einen Seite hin an dem ersten Blechbauteil (40) und axial gegenüberliegend an dem anderen Blechbauteil (41 ) gelagert sind.3. Spurraddifferenzial (4) according to claim 1, characterized in that the second planet carrier (6) from at least one first sheet metal component (40) and a second sheet metal component (41) is formed, wherein the circumferentially about the rotational axis (14) spaced from each other Planet wheels (7) of the third set a- xial to one side on the first sheet metal component (40) and axially opposite to the other sheet metal component (41) are mounted.
4. Stirnraddifferenzial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenträger (6) eine Baueinheit mindestens aus den Blechbauteilen (40, 41 ) und den Planetenrädern (7) ist.4. Spurraddifferenzial according to claim 3, characterized in that the second planet carrier (6) is a structural unit at least from the sheet metal components (40, 41) and the planetary gears (7).
5. Stirnraddifferenzial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenräder (7) des dritten Satzes axial zur einen Seite hin in dem ersten Blechbauteil (40) und axial zu anderen Seite hin in dem zweiten Blechteil (41 ) aufgenommen sind, wobei sich das erste Blechbauteil (40) umfangseitig zumindest teilweise zwischen den Planetenrädern (7) bis an das zweite Blechbauteil (41 ) hin erstreckt und dort mit dem zweiten Blechbauteil (41 ) verbunden ist.5. Spurraddifferenzial according to claim 3, characterized in that the planetary gears (7) of the third set are received axially to one side in the first sheet metal component (40) and axially to the other side in the second sheet metal part (41), wherein the The first sheet-metal component (40) extends circumferentially at least partially between the planetary gears (7) as far as the second sheet-metal component (41) and is connected there to the second sheet-metal component (41).
6. Stirnraddifferenzial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das das erste Blechbauteil (40) und das zweite Blechbauteil (41 ) umfangseitig zwischen den am zweiten Blechbauteil (41 ) ausgebildeten Lagerstellen für die Planetenräder (7) des dritten Satzes miteinander verbunden sind.6. Spurraddifferenzial according to claim 5, characterized in that the first sheet metal component (40) and the second sheet metal part (41) peripherally between the second sheet metal component (41) formed bearing points for the planetary gears (7) of the third set are interconnected.
7. Stirnraddifferenzial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Blechabschnitte (41 ) um die Drehachse (14) drehbar an der Umgebungskonstruktion des Stirnraddifferenzials zu- mindest radial gelagert ist.7. Spurraddifferenzial according to claim 3, characterized in that one of the sheet metal portions (41) about the rotational axis (14) rotatably mounted at least radially on the surrounding structure of the Stirnraddifferenzials.
8. Stirnraddifferenzial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnraddifferential (4) zwei der zweiten Planetenträger (6) mit jeweils einem dritten Satz Planetenräder (7) aufweist, wobei ein dritter Satz mit dem ersten Sonnenrad (19) und der andere dritte Satz mit dem zweiten Sonnenrad (20) verzahnt ist.8. Spurraddifferenzial according to claim 3, characterized in that the Stirnraddifferential (4) two of the second planet carrier (6) each having a third set planetary gears (7), wherein a third set with the first sun gear (19) and the other third set with the second sun gear (20) is toothed.
9. Stirnraddifferenzial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der dritten Sätze jeweils mit einem Hohlrad (15, 16) verzahnt ist, wobei das Hohlrad (15, 16) drehfest mit dem ersten Planetenträger (8) gekoppelt ist.9. Spurraddifferenzial according to claim 8, characterized in that each of the third sets each with a ring gear (15, 16) is toothed, wherein the ring gear (15, 16) rotatably coupled to the first planet carrier (8).
10. Überlagerungsdifferenzial (1 , 2, 3, 54) mit einem Stirnraddifferenzial nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenträger (6) mittels wenigstens eines Drehzahlstellgliedes (K1 , K2) mit der Umgebungskonstruktion ein- und ausrückbar gekuppelt ist.10. overlay differential (1, 2, 3, 54) with a Stirnraddifferenzial according to claim 1 or 8, characterized in that the second planetary carrier (6) by means of at least one speed actuator (K1, K2) with the surrounding construction is coupled and disengageable coupled.
11. Stirnraddifferenzial nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenträger (6) mittels wenigstens eines Drehzahlstellgliedes (K3, K4) mit einem der Sonnenräder (19, 20) ein- und ausrückbar gekuppelt ist.11. Spurraddifferenzial according to claim 1 or 8, characterized in that the second planet carrier (6) by means of at least one speed actuator (K3, K4) with one of the sun gears (19, 20) and is disengageably coupled.
12. Stirnraddifferenzial nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenträger (6) mittels wenigstens eines Drehzahlstellgliedes (K5, K6) mit dem ersten Planetenträger (8) ein- und ausrückbar gekuppelt ist.12. Spurraddifferenzial according to claim 1 or 8, characterized in that the second planet carrier (6) by means of at least one speed control member (K5, K6) with the first planet carrier (8) and is disengageably coupled.
13. Stirnraddifferenzial (4) mit einem Planetentrieb, der einen ersten Planetenträger (8) als Summenwelle (9) und zwei jeweils mit einer Differenzwelle (10, 11 ) drehfest gekoppelte Sonnenräder (19, 20) aufweist, wobei einem ersten Planetenträger (8) zumindest ein erster Satz drehbarer Planetenräder (12) sowie ein zweiter Satz drehbarer Planetenräder (13) gelagert sind und dabei Planetenräder (12) des ersten Satzes in Planetenräder (13) des zweiten Satzes eingreifen und zugleich Planetenräder (12) des ersten Satzes mit einem ersten Sonnenrad (19) sowie Planetenräder (13) des zweiten Satzes mit einem zweiten Sonnenrad (20) im Eingriff stehen und wobei das Stirnraddifferential (4) mindestens einen zweiten Planetenträger (6) mit wenigstens einem dritten Satz drehbar gelagerter Planetenräder (7) aufweist und dabei die Planetenträger (6, 8) axial nebeneinander auf einer gemeinsamen Drehachse (14) angeordnet und relativ zueinander um die Drehachse (14) drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenträger (8) mittels des ersten Satzes und zweiten Satzes jeweils an der Verzahnung eines der Sonnenräder (19, 20) radial abgestützt und zur Drehachse (14) zentriert ist und dass die Sonnenräder (19, 20) um die Drehachse (14) drehbar in dem zweiten Planetenträger (6) gelagert sind, wobei der zweite Planetenträger (6) um die Drehachse (14) drehbar zu der Umgebung der Drehachse (14) gelagert ist.13. Spurraddifferenzial (4) with a planetary gear, the first planet carrier (8) as a sum shaft (9) and two each with a differential shaft (10, 11) rotatably coupled sun gears (19, 20), wherein a first planet carrier (8) at least a first set of rotatable planetary gears (12) and a second set of rotatable planet gears (13) are mounted, and thereby planet gears (12) of the first set in planet wheels (13) of the second set engage and at the same planetary gears (12) of the first set with a first sun gear (19) and planet gears (13) of the second set with a second sun gear (20) are engaged and wherein the spur gear (4) at least one second planet carrier (6) at least a third set rotatably mounted planetary gears (7) and the planet carrier (6, 8) arranged axially adjacent to each other on a common axis of rotation (14) and relative to each other about the axis of rotation (14) are rotatable, characterized in that the first planet carrier ( 8) is supported radially on the toothing of one of the sun gears (19, 20) and centered relative to the rotation axis (14) by means of the first set and second set, and that the sun gears (19, 20) are rotatable about the rotation axis (14) in the second Planet carrier (6) are mounted, wherein the second planetary carrier (6) about the rotational axis (14) is rotatably mounted to the vicinity of the axis of rotation (14).
14. Stirnraddifferenzial nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnraddifferential (4) zwei der zweiten Planetenträger (6) mit jeweils einem dritten Satz Planetenräder (7) aufweist, wobei jeder der dritten Sätze jeweils mit einem Hohlrad (15, 16) verzahnt ist und dabei das Hohlrad (15, 16) drehfest mit dem ersten Planetenträger (8) gekoppelt ist.14. Spurraddifferenzial according to claim 14, characterized in that the spur gear (4) has two of the second planet carrier (6), each with a third set planetary gears (7), each of the third sets each with a ring gear (15, 16) is toothed and while the ring gear (15, 16) rotatably coupled to the first planet carrier (8).
15. Überlagerungsdifferenzial (1 , 2, 3, 54) mit einem Stirnraddifferential (4) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenträger (6) mittels wenigstens eines Drehzahlstellgliedes (K1 , K2) mit der Umgebungskonstruktion ein- und ausrückbar gekuppelt ist.15 overlay differential (1, 2, 3, 54) with a Stirnraddifferential (4) according to claim 14 or 15, characterized in that the second planet carrier (6) by means of at least one speed actuator (K1, K2) with the surrounding construction and disengageable is coupled.
16. Stirnraddifferenzial nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenträger (6) mittels wenigstens eines Drehzahlstellgliedes (K3, K4) mit einem der Differenzglieder (10, 11 ) ein- und ausrückbar gekuppelt ist. 16. Spurraddifferenzial according to claim 14 or 15, characterized in that the second planet carrier (6) by means of at least one speed actuator (K3, K4) with one of the differential elements (10, 11) is coupled and disengageably coupled.
17. Stirnraddifferenzial nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenträger (6) mittels wenigstens eines Drehzahlstellgliedes (K5, K6) mit dem ersten Planetenträger (8) ein- und ausrückbar gekuppelt ist. 17. Spurraddifferenzial according to claim 14 or 15, characterized in that the second planet carrier (6) by means of at least one speed control member (K5, K6) with the first planet carrier (8) and is disengageably coupled.
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