WO2009027176A1

WO2009027176A1 - Differentialgetriebe mit planetenkegelrad

Info

Publication number: WO2009027176A1
Application number: PCT/EP2008/060135
Authority: WO
Inventors: Günter Schmitt
Original assignee: Schaeffler Kg
Priority date: 2007-08-28
Filing date: 2008-08-01
Publication date: 2009-03-05
Also published as: DE102007040479A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe (100) mit einer Summenwelle (10) für die Verteilung von Drehmomenten an ein erstes Differenzglied (40) sowie an ein zweites Differenzglied (42) über mindestens ein Planetenkegelrad (50), wobei das Planetenkegelrad (50) so wirkverbunden ist, dass das Planetenkegelrad (50) in Zahneingriff mit einer ersten Verzahnung (41) an dem ersten Differenzglied (40) und mit einer zweiten Verzahnung (43) an dem zweiten Differenzglied (42) steht, wobei die Rotationsachse des Planetenkegelrades (50) senkrecht zu der Rotationsachse der Summenwelle (10) und der Rotationsachse jedes Differenzgliedes (40, 42) verläuft, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Summenwelle (10) als Stirnrad (20) ausgebildet ist, in dem das mindestens eine Planetenkegelrad (50) gelagert ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung

Differentialgetriebe mit Planetenkegelrad

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe mit einer Summenwelle für die Verteilung von Drehmomenten an ein erstes Differenzglied sowie an ein zweites Differenzglied über mindestens ein Planetenkegelrad, wobei das Planetenkegelrad so wirkverbunden ist, dass das Planetenkegelrad in Zahneingriff mit einer ersten Verzahnung an dem ersten Differenzglied und mit einer zweiten Verzahnung an dem zweiten Differenzglied steht, wobei die Rotationsachse des Planetenkegelrades senkrecht zu der Rotationsachse der Summenwelle und der Rotationsachse jedes Differenzgliedes verläuft.

Hintergrund der Erfindung

Differentialgetriebe mit Kegelrädern sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Ein Beispiel für ein solches Differentialgetriebe zeigt die Druckschrift US 2006/0025267 A1. Diese Differentialgetriebe können zwar sehr hohe Momente übertragen, sie benötigen jedoch einen großen Bauraum und weisen aufgrund der massiven Bauweise ein hohes Gewicht auf, so dass sie für den Einsatz insbesondere in Klein- und Mittelklassewagen ungeeignet sind.

Daher wurden im Stand der Technik, in erster Linie bei Differentialgetrieben mit Planetenbauweise, Versuche unternommen, dass Gewicht und den Bauraum zu verkleinern.

Die Druckschrift EP 0 918 177 A1 zeigt ein Stirnraddifferential des Standes der Technik. Das Stirnraddifferential weist ein Antriebsrad auf, das durch ein Tel- lerrad gebildet ist aber auch als Stirnrad vorzugsweise mit Schrägverzahnung ausgeführt sein kann. Das Antriebsrad ist zusammen mit einem Planetenträger um die Drehachse drehbar und dazu an dem Planetenträger befestigt. Das Antriebsrad, das Gehäuse mit Planetenträger und die Abtriebsräder des Stirn- raddifferentials weisen gemeinsam die Drehachse auf. Über das Antriebsrad werden Drehmomente in das Stirnraddifferential zum Planetenträger geleitet.

Der Planetenträger beziehungsweise das Gehäuse als Planetenträger ist die so genannte Summenwelle des Differentials. Die Summenwelle ist das Glied, das jeweils die größten Drehmomente führt. Die Abtriebswellen sind mit den Abtriebsrädern drehfest gekoppelt und sind die sogenannten Differenzwellen. Die Differenzwellen geben jeweils einen Differenzbetrag der in das Differential eingeleiteten Drehmomente beispielsweise an das angetriebene Fahrzeugrad weiter. In dem Stand der Technik ist der Planetenträger beziehungsweise das Gehäuse als Planetenträger die Summenwelle 50 des Planetentriebs.

Im Stand der Technik sind entweder Hohlräder oder Sonnenräder als Abtriebsräder den Differenzwellen gleichgesetzt, da diese jeweils drehfest mit den Abtriebswellen verbunden beziehungsweise über weitere Übertragungsglieder mit diesen gekoppelt sind. Die Abtriebsräder werden deshalb im Folgenden auch als Differenzglieder bezeichnet.

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

Ein weiteres Stirnraddifferential ist in einem Fachaufsatz der ATZ 01/2006, "Kompaktes Achsgetriebe für Fahrzeuge mit Frontantrieb und quer eingebautem Motor", der Autoren Höhn, Michaelis und Heizenröther beschrieben. Bei diesem Differentialgetriebe ist jeweils ein Planetenrad um die jeweilige Bolzenachse auf einem Abschnitt der Planetenbolzen drehbar gelagert. Die Planetenbolzen sind in diesem Fall drehfest zu dem Planetenträger. Die Planeten- räder mit Planetenbolzen sind jeweils auf einer kreisringförmigen Umlaufbahn um die Drehachse angeordnet.

Die Abtriebsräder können Hohlräder mit Innenverzahnung sein, von denen jedes drehfest mit einer Abtriebswelle gekoppelt ist. Die Abtriebswellen stehen jeweils zumeist mit einem getriebenen Fahrzeugrad in einer Wirkverbindung.

Jedes der Planetenräder ist mit einem anderen der Planetenräder zu einem gegenseitigen Zahneingriff gepaart. Außerdem kämmen die mit Planetenräder einer Seite mit einem ersten Hohlrad und alle Planetenräder der anderen Seite mit einem zweiten Hohlrad. Das Drehmoment wird über die Planetenräder an die Hohlräder und somit an die Abtriebswellen verteilt sowie von dort an die angetriebenen Fahrzeugräder weitergegeben.

Die Planetenräder eines Paares stehen in diesem Differential mit der in Längs- richtung halben Zahnbreite jeweils miteinander im Eingriff. Die in Längsrichtung äußere Hälfte der Zahnbreite eines jeden Zahnrads einer Paarung kämmt mit jeweils einem der innenverzahnten Hohlräder. Die Längsrichtung ist die Richtung, in die Drehachse des Differentials gerichtet ist.

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

Ein Kriterium für die Beurteilung der Funktionsgenauigkeit eines Planetentriebes ist die Genauigkeit des Zahneingriffs der miteinander kämmenden Planetenpaarung, Planeten - Sonne und Planeten - Hohlrad. Die Genauigkeit des Zahneingriffs wiederum ist über die üblichen Fertigungstoleranzen hinaus von Verlagerungen und Verformungen abhängig, die während des Betriebs des Stirnraddifferentials auftreten. Mittig und generell auch seitlich nur einmal aufgenommene Planetenbolzen sind insbesondere bei hoch belasteten Differen- tialen 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 Differentiale des Standes der Technik vorzugsweise in Fahrzeugen zur Anwendung, in denen relativ geringe Drehmomente übertragen werden müssen.

Der Vorteil des Stirnraddifferentials 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 das Blech des Planetenträgers zusätzlich durch die Durchbrüche geschwächt ist. Demzufolge kann es auch wiederum nachteilig sein, wenn der Berührradius zu groß ist. Der Einsatz von dickerem Blech zur Kompensationen der Verformungsanfälligkeit würde in einem solchen Fall die Vorteile des Leichtbaudifferentials zumindest teilweise zunichte machen.

Der Bauraum, der derartigen Differentialen am Fahrzeug zur Verfügung steht, ist in der Regel gering, so dass die Differentiale relativ kleine äußeren Abmessungen aufweisen sollen. Die Fähigkeit Drehmomente zu übertragen wird dagegen, wie auch in EP 0 918 177 A1 beschrieben ist, außer von den Kriterien Zahnbreite, Geometrie und weiteren im wesentlichen von dem mittleren Berührradius bestimmt. Je größer der Berührradius ist, um so höher ist, vorbehaltlich des anfangs erwähnten Einflusses aus der Verformungsanfälligkeit, der Betrag übertragbaren Momente. Auch wenn das in EP 0 918 177 A1 beschriebene Stirnraddifferential, dessen Planeten in Hohlräder eingreifen, aufgrund des außen liegenden Zahneingriffs zwischen Planeten und Abtrieb und damit hinsichtlich seiner Kapazität Dreh- momente zu übertragen gegenüber einem abmessungsgleichen klassischen Kegelraddifferential beziehungsweise gegenüber Differentialgetrieben mit Sonnrädern als Differenzgliedern an sich im Vorteil ist, ist es nach wie vor Ziel, die Differentiale so leicht und klein wie möglich und sehr hoch belastbar zu gestalten.

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

In den zuvor beschriebenen Differentialgetrieben kämmen die Planetenräder eines Paares miteinander. Gleichzeitig steht jedes der Planetenräder eines Paares im verzahnenden Eingriff mit einem anderen Differenzglied als das an- dere Planetenrad der Paarung. Wenn in diesem Differential eins oder beide Planetenräder mit beiden Differenzgliedern (beispielsweise zugleich mit beiden Sonnenrädern) im Eingriff stehen würde, wäre der Ausgleich im Differential blockiert. Bei der Auslegung des Planetentriebes ist deshalb ausreichend Freiraum für die Verzahnung jeder der beiden Differenzglieder für sich gegenüber demjenigen Planetenrad vorzusehen, mit dem die Verzahnung dem jeweiligen Differenzglied nicht im Eingriff stehen darf. In dem Differential nach der Druckschrift EP 09 918 177 A1 ist dafür ausreichend axialer Bauraum zwischen den Zahneingriff zur jeweiligen Sonne vorgesehen, indem das Planetenrad um den Betrag des axial benötigten Bauraums länger ist. Eine derartige Anordnung erfordert durch das axial längere Planetenrad zusätzlichen axialen Bauraum. Dadurch wird das gesamte Differentialgetriebe jedoch schwerer und nimmt ein großen Bauraum ein. Die Bolzenachsen der Planetenbolzen eines Paares liegen umfangsseitig hintereinander. Wie viele Paare der Planetenräder umfangseitig angeordneten werden können, hängt von dem umfangsseitigen Abstand ab, der durch die Abmessungen der Planetenräder vorgegeben ist und der auch maßgeblich von der Gestaltung der Lagerstellen für die Planetenräder und von deren Umgebungskonstruktion abhängig ist.

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

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Vorteil der Leichtbauweise von Differentialgetrieben mit Planetenbauweise mit dem der hohen Momentübertragung von Kegelrad-Differentialgetrieben zu kombinieren und ein Differentialgetriebe bereitzustellen, dass für den kostengünstigen und platzsparenden Einsatz in Klein- und Mittelklassewagen geeignet ist. Zusammenfassung der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch Differentialgetriebe mit einer Summenwelle für die Verteilung von Drehmomenten an ein erstes Differenzglied sowie an ein zwei- tes Differenzglied über mindestens ein Planetenkegelrad gelöst, wobei das Planetenkegelrad so wirkverbunden ist, dass das Planetenkegelrad in Zahneingriff mit einer ersten Verzahnung an dem ersten Differenzglied und mit einer zweiten Verzahnung an dem zweiten Differenzglied steht, wobei die Rotationsachse des Planetenkegelrades senkrecht zu der Rotationsachse der Summen- welle und der Rotationsachse jedes Differenzgliedes verläuft, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Summenwelle als Stirnrad ausgebildet ist, in dem das mindestens eine Planetenkegelrad gelagert ist.

Die vorgeschlagene Lösung vermeidet ein separates Ausgleichsgetriebe mit mas- sivem Differential korb bzw. massiven Trägerteilen. Grundsätzlich wird vorgeschlagen, lediglich eine massive Komponente vorzusehen. Da auf das massive Stirnrad der Summenwelle nicht verzichtet werden kann, wird das Stirnrad als starre, massiv gefertigte Trägerkomponente genutzt. Die Aufgaben des Differential korbs ü- bernimmt im wesentlichen das massive Stirnrad. Weitere Aufgaben, wie die Lage- rung der Differenzglieder, werden durch zwei anzuflanschende Ziehteile kostengünstig und gewichtssparend gelöst. Kostenaufwendige spanende Bearbeitungstechnologien werden so für die Trägerteile vermieden. Trotzdem ist das Differentialgetriebe aufgrund der Lagerung des Planetenkegelrades in dem massiven Stirnrad dazu in der Lage, große Momente zu übertragen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste Differenzglied in einem ersten Trägerteil und das zweite Differenzglied in einem zweiten Trägerteil gelagert ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Stirnrad axial symmetrisch ausgebildet. Es kann vorgesehen sein, dass das Stirnrad und das erste und das zweite Trägerteil jeweils einer Anzahl rotationssymmetrisch angeordneter Durchgangsbohrungen aufweisen, durch die Befestigungselemente zum Verbinden des Stirnrads mit dem ersten und dem zweiten Trägerteil geführt sind.

In einer Ausführungsform sind das erste Differenzglied und das zweite Differenzglied jeweils als Sonnenkegelrad mit außen liegender Verzahnung ausgebildet.

Vorzugsweise weist das Stirnrad einen Doppel-T-förmigen Querschnitt aufweist, wobei in dem Stirnrad mindestens eine Aussparung vorgesehen ist, in der jeweils mindestens ein Planetenkegelrad angeordnet ist.

Es kann des weiteren vorgesehen sein, dass mehr als ein Planetenkegelrad vorgesehen ist und die Planetenkegelräder identisch zueinander ausgebildet sind.

Vorzugsweise sind die Trägerteile als Zieh-Präge-Teile hergestellt. Das erste und das zweite Trägerteil können identisch zueinander ausgebildet sein.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste und das zweite Differenzglied jeweils zur Aufnahme einer Abtriebswelle mittels einer Steckverbindung ausgebildet sind.

Es kann des weiteren vorgesehen sein, dass das erste und das zweite Trägerelement jeweils einen topfförmigen zentralen Abschnitt aufweisen, der von einem Lager umgeben ist.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich das erste Differenz- glied in den topfförmigen Abschnitt des ersten Trägerelements erstreckt und in diesem gelagert ist und sich das zweite Differenzglied in den topfförmigen Abschnitt des zweiten Trägerelements erstreckt und in diesem gelagert ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass sich das erste Differenzglied nicht in den topfförmigen Abschnitt des ersten Trägerelements erstreckt und sich das zweite Differenzglied nicht in den topfförmigen Abschnitt des zweiten Trägerelements erstreckt, wobei eine Innenfläche jedes topfförmigen Abschnitts zur Führung einer Abtriebswelle vorgesehen ist.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt dabei:

Figur 1 verschiedene Ansichten eines erfindungsgemäßen Differentialgetriebes,

Figur 2 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Differentialgetriebes in einer ersten Ausführungsform,

Figur 3 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Differentialgetriebes in einer zweiten Ausführungsform,

Figur 4 verschiedene Ausführungsformen eines Stirnrades eines erfindungs- gemäßen Differentialgetriebes,

Figur 5 eine Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Differentialgetriebes. Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt verschiedene Ansichten eines erfindungsgemäßen Differentialgetriebes 100.

Bei dem vorgeschlagenen Differentialgetriebe 100 handelt es sich um einen Kegelraddifferentialgetriebe, dessen Funktionsprinzip dem Fachmann aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt ist und das hier daher nicht erneut beschrieben wird.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Stirnrad 20 und ein erstes Trägerteil 30 und ein zweites Trägerteil 32 eine Summenwelle bzw. einen Differentialkorb 10 bilden.

Das Stirnrad 20 weist eine Schrägverzahnung auf und stellt den antriebsseiti- gen Anschluss des Differentialgetriebes 100 her. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, nur das Stirnrad 20 als massiv ausgebildete Komponente vorzusehen, um die Aufnahme und Verteilung des Antriebsdrehmoments zu gewährleisten. Da auf ein massiv gefertigtes Stirnrad nicht verzichtet werden kann, wird erfindungsgemäß das Stirnrad als starre, massiv gefertigte Trägerkomponente genutzt.

Die Aufgabe des Differential korbs bzw. die Weiterleitung des Momentes wird durch zwei identische, an das Stirnrad anzuflanschende Ziehteile gelöst, die die Trägerteile 30, 32 bilden. Die Trägerteile 30, 32 können somit kostengünstig in großer Stückzahl hergestellt werden.

Die Trägerteile 30, 32 selbst sind in Radiallagern 80, 82 gelagert und können zu ihrer Versteifung Versteifungsrippen 31 aufweisen.

Die Trägerteile 30, 32 weisen Durchgangsbohrungen auf, durch die sie mit dem Stirnrad 20 verbunden werden. Figur 2 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Differentialgetriebes 100 und einer ersten Ausführungsform.

Das Stirnrad 20 ist mit den Trägerteilen 30, 32 mittels mehrerer Befestigungs- elemente 60 verbunden. Bei den Befestigungselementen 60 kann es sich um Bolzen oder Schrauben handeln. Ein Verschweißen der Elemente ist nicht vorgesehen, wodurch die Montage des Differentialgetriebes 100 kostengünstig durchgeführt werden kann. Durch den Verzicht auf Schweißbindungen wird darüber hinaus eine Erwärmung des Stirnrads 20 und der Trägerteile 30, 32 vermieden, wodurch die Gefahr eines Verzugs der Bauelemente eliminiert ist.

Für den Drehzahlausgleich zwischen einem ersten Differenzglied 40 und einem zweiten Differenzglied 42 ist mindestens eine Planetenkegelrad 50 vorgesehen.

Die Differenzglieder 40, 42 sind jeweils mit einer Abtriebswelle (nicht dargestellt) verbunden. Erfindungsgemäß weisen sowohl das erste Differenzglied 40 als auch das zweite Differenzglied 42 eine Innenverzahnung auf, die ein Verbinden mit einer entsprechenden Abtriebswelle über eine Steckverbindung ermöglicht.

Für eine optimale Drehmoment- und Gewichtsverteilung empfiehlt sich eine rotationssymmetrische Auslegung mit mindestens zwei, besser drei Kegelrädern bzw. Planetenkegelrädern 50, um eine Unwucht im Differentialgetriebe 100 zu vermeiden. In der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform sind beispielsweise drei Planetenkegelräder 50 vorgesehen.

Abhängig vom Platzangebot im jeweiligen Anwendungsfall können jedoch weitere Planetenkegelräder hinzugefügt werden. Das erfindungsgemäße Differen- tialgetriebe kann dabei sowohl mit einer geraden als auch einer ungeraden Anzahl an Kegelrädern kostengünstig hergestellt werden.

Die Planetenkegelräder 50 und die Differenzglieder 40, 42 können bei Bedarf radiale und/oder axiale Gleitlagerungen erhalten. Ebenfalls können Nadelkränze für eine bessere Lagerung vorgesehen werden.

Das gesamte Differentialgetriebe 100 ist axial symmetrisch aufgebaut, wobei die Planetenkegelräder 50 und die Differenzglieder 40, 42 um Platz zu sparen in das Stirnrad 20 integriert sind.

Erfindungsgemäß sind die Planetenkegelräder 50 direkt in dem Stirnrad 20 gelagert. In der in Figur 2 dargestellten ersten Ausführungsform werden die Differenzglieder 40, 42 in einem entsprechenden Trägerteil 30, 32 geführt. Ein topfförmiger zentraler Abschnitt 35 des ersten Trägerteils 30 und ein topfförmi- ger zentraler Abschnitt 37 des zweiten Trägerteils 32 können so zur Führung der jeweiligen Abtriebswelle (nicht dargestellt) vorgesehen sein.

Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Differentialgetriebes 100.

Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich die Differenzglieder 40, 42 jeweils in einen entsprechenden topfförmigen Abschnitt 35, 37 eines entsprechenden Differenzgliedes 30, 32 erstrecken. Somit sind die Differenzglieder 40, 42 zusätzlich in dem entsprechenden topfförmigen Abschnitt 35, 37 geführt. Die Innenverzahnungen zu der Steckverbindung mit einer entsprechenden Abtriebswelle (nicht dargestellt) sind entsprechend axial länger ausgebildet.

Figur 4 zeigt verschiedene mögliche Ausführungsformen eines Stirnrads 20.

Die Abbildungen 4a bis 4d zeigen dabei Ausführungsformen, die zur Aufnahme von eins, zwei, drei bzw. vier Planetenkegelrädern 50 vorgesehen sind. Dabei wird in eine in dem Stirnrad 20 vorgesehene Aussparung 22 entsprechend ein Planetenbolzen 53 eingesetzt, auf dem ein entsprechendes Planetenkegelrad 50 wiederum drehbar gelagert ist. Der Planetenbolzen 53 ist dementsprechend drehfest in dem Stirnrad 20 angeordnet. Wie in den Figuren 4b bis 4d zu er- kennen ist, sind die Aussparungen 22 rotationssymmetrisch angeordnet.

Zur Reduzierung des Gewichts des Stirnrads 20 kann auch vorgesehen sein, dass mehr als ein Planetenkegelrad 50 pro Aussparung 22 vorgesehen ist. Beispielsweise können zwei Planetenkegelräder 50 in einer Aussparung 22 vorgesehen sein, wobei nur ein entsprechend langer Planetenbolzen 53 Verwendung findet.

Durch die Lagerung der Planetenkegelräder 50 direkt in dem massiven Stirnrad 20 wird eine wesentliche Platzeinsparung erzielt. Darüber hinaus können die Trägerteile 30, 32 kostengünstig und gewichtssparend als kaltumgeformte Blechteile hergestellt werden, da das massiv gefertigte Stirnrad 20 die wesentlichen Aufgaben des Führens und Zentrierens der einzelnen Bauteile bzw. der Drehmomentübertragung löst.

Figur 5 zeigt eine Gesamtdarstellung eines erfindungsgemäßen Differentialgetriebes 100 in einer zweiten Ausführungsform.

In dieser Ausführungsform sind drei Planetenkegelräder 50 vorgesehen, die jeweils mittels eines Planetenbolzens 53 in einer entsprechenden Aussparung 22 des Stirnrads 20 gelagert sind. Die Differenzglieder 40, 42 sind jeweils als Sonnenräder mit Außenzahnung ausgeführt, die sich in topfförmige Abschnitte 35, 37 erstrecken.

Das erste Differenzglied 40 ist über eine erste Zahnung 41 mit den Planetenkegelrädern 50 und das zweite Differenzglied 42 über eine zweite Zahnung 43 mit den Planetenkegelrädern 50 in Eingriff befindlich.

Die Differenzglieder 40, 42 weisen darüber hinaus jeweils eine Innenzahnung 44, 45 auf, über die sie mittels einer Steckverbindung mit einer Abtriebswelle (nicht dargestellt) verbunden werden können.

Das erste Trägerteil 30 und das zweite Trägerteil 32 sind mittels mehrerer Be- festigungselemente 60 an das Stirnrad 20 angeflanscht. Die Trägerteile 30, 32 führen bzw. lagern die Differenzglieder 40, 42 und verschließen das Differentialgetriebe 100.

Die Trägerteile 30, 32 wiederum sind selbst in Radiallagern 80, 82 gelagert.

Durch das erfindungsgemäße Differentialgetriebe wird ein platzsparendes Differentialgetriebe bereitgestellt, das sich darüber hinaus kostengünstig und einfach herstellen und montieren lässt und somit für den Einsatz in Klein- bzw. Mittelklassewagen geeignet ist.

Bezugszeichenliste

10 Summenwelle

20 Stirnrad

22 Aussparung

24 Durchgangsbohrung

30 erstes Trägerteil

31 Versteifungsrippe

32 zweites Trägerteil

34 Durchgangsbohrung

35 topfförmiger zentraler Abschnitt

37 topfförmiger zentraler Abschnitt

40 erstes Differenzglied

41 erste Zahnung

42 zweites Differenzglied

43 zweite Zahnung

44 Innenzahnung

45 Innenzahnung

50 Planetenkegelrad

53 Planetenbolzen

60 Befestigungselement

80 erstes Lager

82 zweites Lager

100 Differentialgetriebe

Claims

Patentansprüche

1. Differentialgetriebe (100) mit einer Summenwelle (10) für die Verteilung von Drehmomenten an ein erstes Differenzglied (40) sowie an ein zweites Diffe- renzglied (42) über mindestens ein Planetenkegelrad (50), wobei das Planetenkegelrad (50) so wirkverbunden ist, dass das Planetenkegelrad (50) in Zahneingriff mit einer ersten Verzahnung (41 ) an dem ersten Differenzglied (40) und mit einer zweiten Verzahnung (43) an dem zweiten Differenzglied (42) steht, wobei die Rotationsachse des Planetenkegelrades (50) senk- recht zu der Rotationsachse der Summenwelle (10) und der Rotationsachse jedes Differenzgliedes (40, 42) verläuft,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Summenwelle (10) als Stirnrad (20) ausgebildet ist, in dem das mindestens eine Planetenkegelrad (50) gelagert ist.

2. Differentialgetriebe (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Differenzglied (40) in einem ersten Trägerteil (30) und das zweite Differenzglied (42) in einem zweiten Trägerteil (32) gelagert ist.

3. Differentialgetriebe (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnrad (20) axial symmetrisch ausgebildet ist.

4. Differentialgetriebe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnrad (20) und das erste (30) und das zweite (32) Trägerteil jeweils einer Anzahl rotationssymmetrisch angeordneter Durchgangsbohrungen (24, 34) aufweisen, durch die Befestigungselemente (60) 5 zum Verbinden des Stirnrads (20) mit dem ersten (30) und dem zwei- ten (32) Trägerteil geführt sind.

5. Differentialgetriebe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Differenzglied (40) und das zweite Differenz- glied (42) jeweils als Sonnenkegelrad mit außen liegender Verzahnung ausgebildet sind.

6. Differentialgetriebe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Stirnrad (20) einen Doppel-T-förmigen Querschnitt aufweist, wobei in dem Stirnrad (20) mindestens eine Aussparung (22) vorgesehen ist, in der jeweils mindestens ein Planetenkegelrad (50) angeordnet ist.

7. Differentialgetriebe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als ein Planetenkegelrad (50) vorgesehen ist und die Planetenkegelräder (50) identisch zueinander ausgebildet sind.

8. Differentialgetriebe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Trägerteile (30, 32) als Zieh-Präge-Teile hergestellt sind.

9. Differentialgetriebe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (30) und das zweite (32) Trägerteil identisch zueinander ausgebildet sind.

10. Differentialgetriebe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (40) und das zweite (42) Differenzglied jeweils zur Aufnahme einer Abtriebswelle mittels einer Steckverbindung aus- gebildet sind.

11. Differentialgetriebe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (30) und das zweite (32) Trägerelement jeweils einen topfförmigen zentralen Abschnitt (35, 37) aufweisen, der von einem Lager (80, 82) umgeben ist.

12. Differentialgetriebe (100) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass sich das erste Differenzglied (40) in den topfförmigen Abschnitt (35) des ersten Trägerelements (30) erstreckt und in diesem gelagert ist und sich das zweite Differenzglied (42) in den topfförmigen Abschnitt (37) des zweiten Trägerelements (32) erstreckt und in diesem gelagert ist.

13. Differentialgetriebe (100) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass 15 sich das erste Differenzglied (40) nicht in den topfförmigen Abschnitt (35) des ersten Trägerelements (30) erstreckt und sich das zweite Differenzglied (42) nicht in den topfförmigen Abschnitt (37) des zweiten Trägerelements (32) erstreckt, wobei eine Innenfläche jedes topfförmigen Abschnitts (35, 37) zur Führung einer Abtriebswelle vorgesehen ist.