WO2012083904A1 - Differenzial - Google Patents

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WO2012083904A1
WO2012083904A1 PCT/DE2010/001519 DE2010001519W WO2012083904A1 WO 2012083904 A1 WO2012083904 A1 WO 2012083904A1 DE 2010001519 W DE2010001519 W DE 2010001519W WO 2012083904 A1 WO2012083904 A1 WO 2012083904A1
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WO
WIPO (PCT)
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wheel
spokes
axle
differential
connecting element
Prior art date
Application number
PCT/DE2010/001519
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kathrin FUCHS
Steffen Konstanzer
Original Assignee
Neumayer Tekfor Holding Gmbh
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Publication date
Application filed by Neumayer Tekfor Holding Gmbh filed Critical Neumayer Tekfor Holding Gmbh
Priority to EP10808982.2A priority Critical patent/EP2655936A1/de
Priority to BR112013018331A priority patent/BR112013018331A2/pt
Priority to PCT/DE2010/001519 priority patent/WO2012083904A1/de
Publication of WO2012083904A1 publication Critical patent/WO2012083904A1/de
Priority to US13/923,439 priority patent/US20130281252A1/en

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/08—Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/08—Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears
    • F16H2048/085—Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears characterised by shafts or gear carriers for orbital gears

Definitions

  • the invention relates to a differential, with at least one
  • Drive wheel with at least two axle wheels, with at least two
  • a differential is a special planetary gear which is e.g. when driving a vehicle in a curve compensates for the differently long distance traveled by the two wheels of an axle by the wheels rotate at different speeds.
  • a connecting element learns for this purpose from a drive wheel
  • the drive wheel is connected to a transmission gear and above it with the actual vehicle engine.
  • the connecting element transmits to the two differential gears a torque which is from the predetermined
  • the connecting element in the prior art is generally a differential cage in which the
  • Axles and the differential gears are arranged and which is connected at the periphery with the drive wheel.
  • the applicant's published patent application WO 2010/118727 A1 discloses a novel differential in which the connecting element is arranged in the drive wheel.
  • the one-piece connecting element in this case has spokes for the axle and differential gears, which emanate in a star shape from a central region of the connecting element.
  • Such a differential thus waives the differential cage, but in particular a one-piece
  • the invention is based on the object, such a housing-less
  • the drive wheel is designed in the manner of a gear that the drive wheel is designed such that it surrounds an interior at least partially, that the connecting element is at least partially disposed within the interior, that the connecting element is configured in one piece in that the connecting element has at least six spokes which emanate in a star shape from a central region of the connecting element, that the connecting element has at least two axle wheel spokes, around which in each case one of the at least two axle wheels is rotatably arranged, that the at least two axle wheel spokes move along one are arranged on the first imaginary axis of the connecting element, that the connecting element has at least two Ausretesrad spokes about which each one of the at least two differential gears rotatable
  • the at least two balance wheel spokes are arranged along a second imaginary axis of the connecting element, wherein the second imaginary axis is substantially perpendicular to the first imaginary axis that the at least two balance wheel spokes are connected to the inner surface of the drive wheel, and that
  • Connecting element has at least two fixing spokes, which are connected to the inner surface of the drive wheel.
  • the connecting element experiences at least one first torque from the drive wheel and transmits at least one second torque to at least one of the at least two axle wheels.
  • the central region of the connecting element in
  • Connecting element - eg a one-piece or one-piece forging - connected via four spokes to the drive wheel, eg welded. This reduces the load acting on the connecting element.
  • the connecting element has at least six spokes: two axle spokes, two sprocket spokes and two mounting spokes.
  • the axle wheels and differential gears are in particular partially engaged with each other.
  • the imaginary axis along which the mounting spokes are disposed is preferably substantially perpendicular to the first and second imaginary axes.
  • An embodiment of the invention provides that the at least two axle wheels directly - in particular socket-free - have contact with the Achsrad- spokes, and / or that the at least two differential gears directly - in particular bushing - have contact with the sprocket spokes.
  • the publication WO 2010/1 18727 A1 are for the axle or
  • Balancing wheels each provided sockets. However, it has proven to be advantageous to apply the wheels without sockets directly on the spokes.
  • At least one Hinterlage is connected to the inner surface of the drive wheel, and / or that is arranged on the at least two mounting spokes each at least one backing, wherein in each case the at least one backing with of the
  • Inner surface of the drive wheel is connected.
  • at least four backing layers are thus provided, which with the inner surface of the
  • the backing of the differential gears are used, inter alia, the axial support of the differential gears or the adjustment of the teeth clearance between the wheels. Furthermore, as an advantage of the backing results in a stiffening of the differential or the spokes.
  • An embodiment of the invention provides that the drive wheel and at least one balance wheel spoke are designed and matched to one another such that at least one cavity results between the balance wheel spoke and the inner surface of the drive wheel.
  • Welding can form the weld root in this cavity.
  • the cavity is preferably dimensioned such that in a two-sided welding of the spokes to the drive wheel, a contact of the other in the cavity penetrating material, i. the welding roots is avoided.
  • the cavity is in each case behind a weld.
  • An embodiment of the invention includes that at least one backing has at least one recess, wherein the recess opens onto a region at which the spoke, around which the backing is arranged, meets the inner surface of the drive wheel.
  • the backing is thus designed such that it allows welding between the associated spoke and the drive wheel.
  • all backs are designed in this way.
  • the backings conform to the inner surface of the drive wheel in such a way that also results in an optimum weld for the connection of the backsheets with the drive wheel.
  • the backs are curved.
  • An embodiment of the invention provides that at least one axle and / or at least one differential gear each having / have at least one bore, wherein the holes / bore open in a region / opens, in which the axle contact with the axle wheel spoke or the balance wheel has contact with the balance wheel spoke.
  • the holes are used in particular for oil supply. Oil is an example of a lubricant.
  • An embodiment of the invention includes that at least one axle wheel spoke and / or at least one balance wheel spoke at least partially circumferential recesses / has. These indentations, which may be helical or spiral, provide a uniform supply of oil around the spokes.
  • An embodiment of the invention provides that at least one housing is provided, that the ends of Achsrad spokes are each arranged in a blind hole of the axle, that the axle wheels protrude partially from the housing, and that the housing substantially oil-tight configured and / or is sealed.
  • axle-spokes in blind holes of the axle wheels can also be used for an open housing or without housing.
  • An embodiment of the invention includes that the axle wheels are mounted on tapered roller bearings, wherein the tapered roller bearings along the first imaginary axis are at least partially disposed in a region in which the axle wheels have contact with the axle spokes.
  • tapered roller bearings which e.g. between the axle wheels and the housing, serves to reduce the forces acting.
  • the tapered roller bearings absorb axial forces and ensure the guidance of the axle wheels.
  • An embodiment of the invention provides that the at least two axle wheels and the at least two differential gears are configured as bevel gears, or that the at least two axle wheels are configured as crown wheels and the at least two differential gears as spur gears, or that the at least two axle wheels as spur gears and the at least two differential gears are designed as crown wheels.
  • An embodiment The invention includes that the drive wheel has a straight, oblique, arrow or double helical teeth.
  • An embodiment of the invention includes that at least one of the at least two axle wheels a
  • Fig. 2 truncated spatial representation of the differential
  • Fig. 3 another section through the differential
  • Fig. 4 section through an alternative embodiment of the differential of Fig. 1.
  • the section of Fig. 1 is in the housing 2 substantially in the middle of the
  • Connecting element 4 is arranged, which in the prior art as
  • Differential basket is designed. In the invention, it has the shape of a substantially solid central region 7, from which a total of six spokes emanate. These are two axle spokes 5, two balance spokes 6 and two attachment spokes 17 (see Figures 2 and 3).
  • the spokes 5, 6, 17 are designed substantially cylindrical.
  • the star-shaped connecting element 4 is connected via the two Ausretesrad- spokes 6 and the two attachment spokes 17 to the drive wheel 1.
  • the drive wheel 1 is a gear or a ring gear.
  • the drive wheel 1 has, for example, a straight, oblique, Doppelschräg- or arrow toothing. It revolves around the first imaginary axis 11 and transmits one of the torque with which it is itself moved, dependent torque on the rotation of the axle wheels 2, which each rotate about an associated wheel spoke 5, on the - not shown - laterally mounted wheels.
  • axle wheels 2 are in this case
  • Embodiment designed as bevel gears at the base surfaces in each case a substantially cylindrical unit is attached, which has here on the outer teeth. Furthermore, the axle wheels 2
  • the axle wheels 2 can also be designed as crown or spur gears.
  • the axle wheels 2 are mounted directly on the axle spokes 5 and have an oil supply through through holes 31, over which oil - as an example of lubricant - in the spaces between axle wheels spokes 5 and axle wheels 2 passes.
  • each tapered roller bearings 14 are provided, which provide for an axial support along the first imaginary axis 11.
  • the tapered roller bearings 14 are located along the first imaginary axis 11 above the area in which the axle wheels 2 are in contact with the axle spokes 5. Thus, especially the forces acting on the connecting element 4 forces are reduced.
  • the housing 12 is also sealed by seals 16 between the axle wheels 2 and the housing 12 oil-tight.
  • the arrangement of the axle-spokes 5 in the blind holes of the axle 2 prevents, inter alia, leakage of the oil during disassembly.
  • two Ausretesrad spokes 6 are provided for two differential gears 3.
  • the axle wheels 2 and the differential gears 3 are configured and arranged in such a way that they mesh with each other.
  • the differential gears 3 are also arranged directly on the Ausretesrad- spokes 6 and also have through holes 31.
  • the balancing wheel Spokes 6 and the Achsrad spokes 5 each circumferential recesses 32.
  • the balance wheel spokes 6 are connected via fixing regions 15, for example by welding or laser welding to the drive wheel 1.
  • the backing sheets 10, which are mounted behind the differential gears 3, have corresponding passages, so that the
  • a substantially continuous cavity 30 is provided, which from -. circumferential grooves in the drive wheel 1 and the sprocket spokes 6 is formed. In these, material of the weld root during and as a result of
  • the four backing layers 10 are adapted in their contour of the inner surface of the drive wheel 1 in order to ensure the best possible connection, e.g. to allow by welding. Furthermore, the connecting element 4 via two fastening spokes 17 with the
  • Balancing wheels 3 still thrust washers 40 are provided, which provide for favorable sliding conditions between the wheels 2, 3 and the rear layers 10 arranged behind it.
  • Backings 10 are each rounded to match the round inner contour of the drive wheel 1.
  • the central area 7 of e.g., by means of cold forming integrally produced connecting element 4 is, for example, spherical or deviates from the spherical shape.
  • the bores in the axle wheels 2 or in the differential gears 3 are configured in such a way that several, at least two support points result for the respective spokes 5 and 6 when tilting. This can e.g. be achieved in that the through holes do not have a straight course, but a corrugation.
  • FIG. 4 shows an alternative variant of the differential of FIG. 1.
  • an O-arrangement is provided for the tapered roller bearing 14, whereby the pressure points are outside the differential. This is advantageous in terms of the resulting tilting moments, since in the O-arrangement, the tapered roller bearings 14 can accommodate a relatively large overturning moment even at relatively small bearing center distance.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Differenzial mit einem Antriebsrad (1), zwei Achsrädern (2), zwei Ausgleichsrädern (3) und einem einteiligen Verbindungselement (4). Die Erfindung beinhaltet, dass das Antriebsrad einen Innenraum zumindest teilweise umschließt, und dass das Verbindungselement zumindest teilweise innerhalb des Innenraums angeordnet ist.

Description

Differenzial
Die Erfindung bezieht sich auf ein Differenzial, mit mindestens einem
Antriebsrad, mit mindestens zwei Achsrädern, mit mindestens zwei
Ausgleichsrädern, und mit mindestens einem Verbindungselement.
Ein Differenzial ist ein spezielles Planetengetriebe, welches z.B. beim Fahren eines Fahrzeugs in einer Kurve einen Ausgleich für den von den beiden Rädern einer Achse zurückgelegten unterschiedlich langen Weg schafft, indem die Räder sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit drehen. Ein Verbindungselement erfährt hierfür von einem Antriebsrad ein
Antriebsdrehmoment und wird dadurch in Rotation versetzt. Das Antriebsrad ist mit einem Übersetzungsgetriebe und darüber mit dem eigentlichen Fahrzeugmotor verbunden. Das Verbindungselement überträgt auf die zwei Ausgleichsräder ein Drehmoment, welches vom vorgegebenen
Antriebsdrehmoment abhängig ist. Die Ausgleichsräder stehen dabei in Eingriff mit den Achsrädern. Tritt eine Drehzahldifferenz zwischen den beiden Rädern auf, so drehen sich die Ausgleichsräder und bewirken, dass ein Rad sich mit einer höheren Geschwindigkeit dreht. Das Verbindungselement ist im Stand der Technik im Allgemeinen ein Differenzialkorb, in welchem die
Achsräder und die Ausgleichsräder angeordnet sind und welcher am Umfang mit dem Antriebsrad verbunden ist. Der Offenlegungsschrift WO 2010/118727 A1 der Anmelderin lässt sich ein neuartiges Differenzial entnehmen, in welchem das Verbindungselement in dem Antriebsrad angeordnet ist. Das einteilige Verbindungselement weist dabei Speichen für die Achs- und Ausgleichsräder auf, welche sternförmig von einem zentralen Bereich des Verbindungselements ausgehen. Ein solches Differenzial verzichtet somit auf den Differenzialkorb, wobei jedoch insbesondere ein einteiliges
Verbindungselement unter einer hohen Belastung steht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches gehäuseloses
Differenzial zu optimieren.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Antriebsrad in der Art eines Zahnrades ausgestaltet ist, dass das Antriebsrad derartig ausgestaltet ist, dass es einen Innenraum zumindest teilweise umschließt, dass das Verbindungselement zumindest teilweise innerhalb des Innenraums angeordnet ist, dass das Verbindungselement einteilig ausgestaltet ist, dass das Verbindungselement mindestens sechs Speichen aufweist, welche von einem zentralen Bereich des Verbindungselements sternförmig ausgehen, dass das Verbindungselement mindestens zwei Achsrad-Speichen aufweist, um welche jeweils eines der mindestens zwei Achsräder drehbar angeordnet ist, dass die mindestens zwei Achsrad-Speichen entlang einer ersten imaginären Achse des Verbindungselements angeordnet sind, dass das Verbindungselement mindestens zwei Ausgleichsrad-Speichen aufweist, um welche jeweils eines der mindestens zwei Ausgleichsräder drehbar
angeordnet ist, dass die mindestens zwei Ausgleichsrad-Speichen entlang einer zweiten imaginären Achse des Verbindungselements angeordnet sind, wobei die zweite imaginäre Achse im Wesentlichen senkrecht auf der ersten imaginären Achse steht, dass die mindestens zwei Ausgleichsrad-Speichen mit der Innenfläche des Antriebsrads verbunden sind, und dass das
Verbindungselement mindestens zwei Befestigungs-Speichen aufweist, welche mit der Innenfläche des Antriebsrads verbunden sind. Insbesondere erfährt das Verbindungselement vom Antriebsrad mindestens ein erstes Drehmoment und überträgt auf mindestens eines der mindestens zwei Achsräder mindestens ein zweites Drehmoment. In einer Variante ist vorgesehen, dass der zentrale Bereich des Verbindungselements im
Wesentlichen symmetrisch um den Schwerpunkt des Antriebsrads angeordnet ist. Für die Verteilung der auftretenden Kräfte und Momente ist das
Verbindungselement - z.B. ein einteiliges bzw. einstückiges Schmiedeteil - über vier Speichen mit dem Antriebsrad verbunden, z.B. verschweißt. Dies reduziert die Belastung, die auf das Verbindungselement einwirkt. Insgesamt verfügt das Verbindungselement über mindestens sechs Speichen: zwei Achsrad-Speichen, zwei Ausgleichsrad-Speichen und zwei Befestigungs- Speichen. Die Achsräder und Ausgleichsräder befinden sich insbesondere teilweise miteinander im Eingriff. Die imaginäre Achse, entlang welcher die Befestigungs-Speichen angeordnet sind, steht vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht auf der ersten und der zweiten imaginären Achse.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die mindestens zwei Achsräder direkt - insbesondere buchsenfrei - Kontakt mit den Achsrad- Speichen haben, und/oder dass die mindestens zwei Ausgleichsräder direkt - insbesondere buchsenfrei - Kontakt mit den Ausgleichsrad-Speichen haben. In der Offenlegungsschrift WO 2010/1 18727 A1 sind für die Achs- bzw.
Ausgleichsräder jeweils Buchsen vorgesehen. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, die Räder ohne Buchsen direkt auf die Speichen aufzubringen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass auf den mindestens zwei Ausgleichsrad-Speichen jeweils auf der vom zentralen Bereich des
Verbindungselements abgewandten Seite der Ausgleichsräder mindestens eine Hinterlage angeordnet ist, wobei jeweils die mindestens eine Hinterlage mit der Innenfläche des Antriebsrads verbunden ist, und/oder dass auf den mindestens zwei Befestigungs-Speichen jeweils mindestens eine Hinterlage angeordnet ist, wobei jeweils die mindestens eine Hinterlage mit der
Innenfläche des Antriebsrads verbunden ist. In einer Ausgestaltung sind somit mindestens vier Hinterlagen (zwei auf den Ausgleichsrad- und zwei auf den Befestigungs-Speichen) vorgesehen, welche mit der Innenfläche des
Antriebsrades verbunden sind. Die Hinterlagen der Ausgleichsräder dienen u.a. der axialen Abstützung der Ausgleichsräder oder der Einstellung des Verzahnungsspiels zwischen den Rädern. Weiterhin ergibt sich als Vorteil der Hinterlagen eine Versteifung des Differenzials bzw. der Speichen. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Antriebsrad und mindestens eine Ausgleichsrad-Speiche derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass sich zwischen der Ausgleichsrad-Speiche und der Innenfläche des Antriebsrads mindestens ein Hohlraum ergibt. Beim
Schweißen kann sich die Schweißwurzel in diesem Hohlraum bilden. Der Hohlraum ist dabei vorzugsweise derartig bemessen, dass bei einem beidseitigen Anschweißen der Speichen an das Antriebsrad eine Berührung des jeweils anderen in den Hohlraum eindringenden Materials, d.h. der Schweißwurzeln vermieden wird. Der Hohlraum befindet sich dabei jeweils hinter einer Schweißstelle.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass mindestens eine Hinterlage mindestens eine Aussparung aufweist, wobei die Aussparung auf einen Bereich mündet, an welchem die Speiche, um welche die Hinterlage angeordnet ist, auf die Innenfläche des Antriebsrads trifft. Die Hinterlage ist somit derartig ausgestaltet, dass sie ein Verschweißen zwischen der zugehörigen Speiche und dem Antriebsrad erlaubt. Vorzugweise sind alle Hinterlagen derartig ausgestaltet. Vorzugsweise passen sich die Hinterlagen derartig an die Innenfläche des Antriebsrads an, dass sich auch eine optimale Schweißnaht für die Verbindung der Hinterlagen mit dem Antriebsrad ergibt. So sind die Hinterlagen beispielweise gekrümmt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein Achsrad und/oder mindestens ein Ausgleichsrad jeweils mindestens eine Bohrung aufweisen/aufweist, wobei die Bohrungen / die Bohrung in einem Bereich münden/mündet, in welchem das Achsrad Kontakt mit der Achsrad-Speiche bzw. das Ausgleichsrad Kontakt mit der Ausgleichsrad-Speiche hat. Die Bohrungen dienen insbesondere der Ölversorgung. Öl sei dabei ein Beispiel für ein Schmiermittel. Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass mindestens eine Achsrad- Speiche und/oder mindestens eine Ausgleichsrad-Speiche zumindest teilweise umlaufende Vertiefungen aufweisen/aufweist. Diese Vertiefungen, die ggf. helix- oder spiralförmig verlaufen, dienen einer gleichmäßigen Ölversorgung um die Speichen herum.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein Gehäuse vorgesehen ist, dass die Enden der Achsrad-Speichen jeweils in einem Sackloch der Achsräder angeordnet sind, dass aus dem Gehäuse die Achsräder teilweise herausragen, und dass das Gehäuse im Wesentlichen öldicht ausgestaltet und/oder abgedichtet ist. Das erfindungsgemäße
Differenzial bietet somit den Vorteil, dass bei einer Demontage der
Seitenwellen kein Ölverlust wie im Stand der Technik droht. Die Anordnung der Achsrad-Speichen in Sacklochbohrungen der Achsräder lässt sich auch für ein offenes Gehäuse bzw. ohne Gehäuse verwenden.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass die Achsräder über Kegelrollenlager gelagert sind, wobei die Kegelrollenlager entlang der ersten imaginären Achse zumindest teilweise in einem Bereich angeordnet sind, in welchem die Achsräder Kontakt mit den Achsrad-Speichen haben. Die
Anordnung der Kegelrollenlager, welche z.B. zwischen den Achsrädern und dem Gehäuse angeordnet sind, dient dazu, die wirkenden Kräfte zu vermindern. Die Kegelrollenlager fangen axiale Kräfte auf und sorgen für die Führung der Achsräder.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die mindestens zwei Achsräder und die mindestens zwei Ausgleichsräder als Kegelräder ausgestaltet sind, oder dass die mindestens zwei Achsräder als Kronenräder und die mindestens zwei Ausgleichsräder als Stirnräder ausgestaltet sind, oder dass die mindestens zwei Achsräder als Stirnräder und die mindestens zwei Ausgleichsräder als Kronenräder ausgestaltet sind. Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass das Antriebsrad eine Gerad-, Schräg-, Pfeiloder Doppelschrägverzahnung aufweist. Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass mindestens eines der mindestens zwei Achsräder ein
Außenprofil oder ein Innenprofil zur Anbindung einer Welle und/oder eines Rades aufweist. Beispielsweise sind eine Außenverzahnung oder eine
Innenverzahnung zur Anbindung vorgesehen.
Die Erfindung wird anhand des in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 : Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Differenzial,
Fig. 2: angeschnittene räumliche Darstellung des Differenzials, Fig. 3: ein weiterer Schnitt durch das Differenzial, und
Fig. 4: Schnitt durch eine alternative Ausgestaltung des Differenzials der Fig. 1. Im Schnitt der Fig. 1 ist im Gehäuse 2 im Wesentlichen mittig das
Verbindungselement 4 angeordnet, welches im Stand der Technik als
Differenzialkorb ausgestaltet ist. In der Erfindung hat es die Form eines im Wesentlichen massiven zentralen Bereiches 7, von welchem insgesamt sechs Speichen ausgehen. Dabei handelt es sich um zwei Achsrad-Speichen 5, zwei Ausgleichsrad-Speichen 6 und zwei Befestigungs-Speichen 17 (vgl. Fign. 2 und 3). Die Speichen 5, 6, 17 sind im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltet. Das sternförmige Verbindungselement 4 ist über die zwei Ausgleichsrad- Speichen 6 und die zwei Befestigungs-Speichen 17 mit dem Antriebsrad 1 verbunden. Das Antriebsrad 1 ist ein Zahnrad bzw. ein Zahnkranz. Das Antriebsrad 1 weist beispielsweise eine Gerad-, Schräg-, Doppeltschräg- oder Pfeilverzahnung auf. Es dreht sich um die erste imaginäre Achse 11 und überträgt ein von dem Drehmoment, mit welchem es selbst bewegt wird, abhängiges Drehmoment über die Drehung der Achsräder 2, welche sich jeweils um eine zugeordnete Achsrad-Speiche 5 drehen, auf die - nicht dargestellten - seitlich angebrachten Räder. Für die Anbindung des
Differenzials in die Fahrzeugachse sind hier an den Achsrädern 2
Außenverzahnungen vorgesehen. Die Achsräder 2 sind in dieser
Ausgestaltung als Kegelräder ausgestaltet, an deren Grundflächen jeweils eine im Wesentlichen zylindrische Einheit angebracht ist, die hier über die Außenverzahnung verfügt. Weiterhin weisen die Achsräder 2
Sacklochbohrungen zur Aufnahme der Achsrad-Speichen 4 auf. Alternativ können die Achsräder 2 auch als Kronen- oder Stirnräder ausgestaltet sein. Die Achsräder 2 sind unmittelbar auf den Achsräder-Speichen 5 gelagert und verfügen für eine Ölversorgung über durchgehende Bohrungen 31 , über welche Öl - als ein Beispiel für Schmiermittel - in die Zwischenräume zwischen Achsräder-Speichen 5 und Achsräder 2 gelangt. Zwischen den Achsrädern 2 und dem Gehäuse 12 sind jeweils Kegelrollenlager 14 vorgesehen, welche für eine axiale Abstützung entlang der ersten imaginären Achse 11 sorgen. Die Kegelrollenlager 14 befinden sich dabei längs der ersten imaginären Achse 11 oberhalb des Bereichs, in welchem die Achsräder 2 in Kontakt mit den Achsräder-Speichen 5 stehen. Somit werden vor allem die auf das Verbindungselement 4 wirkenden Kräfte reduziert. Das Gehäuse 12 ist zudem durch Dichtungen 16 zwischen den Achsrädern 2 und dem Gehäuse 12 öldicht abgedichtet. Die Anordnung der Achsräder-Speichen 5 in den Sacklochbohrungen der Achsräder 2 verhindert u.a. ein Auslaufen des Öls bei einer Demontage. Längs der zweiten imaginären Achse 12, die senkrecht auf der ersten imaginären Achse 11 steht, sind zwei Ausgleichsrad-Speichen 6 für zwei Ausgleichsräder 3 vorgesehen. Die Achsräder 2 und die Ausgleichsräder 3 sind derartig ausgestaltet und zueinander angeordnet, dass sie miteinander kämmen. Die Ausgleichsräder 3 sind ebenfalls direkt auf den Ausgleichsrad- Speichen 6 angeordnet und weisen ebenfalls durchgehende Bohrungen 31 auf. Für die gleichmäßige Verteilung des Öls weisen die Ausgleichsrad- Speichen 6 und die Achsrad-Speichen 5 jeweils umlaufende Vertiefungen 32 auf. Die Ausgleichsrad-Speichen 6 sind über Fixierungsbereiche 15, beispielsweise durch Schweißen oder Laser-Schweißen mit dem Antriebsrad 1 verbunden. Die Hinterlagen 10, welche hinter den Ausgleichsrädern 3 angebracht sind, weisen entsprechende Durchgänge auf, damit die
Ausgleichsrad-Speichen 6 mit den Innenflächen des Antriebsrads 1 verbunden, z.B. verschweißt werden können. Für das beidseitige
Verschweißen der Ausgleichsrad-Speichen 6 ist ein im Wesentlichen durchgängiger Hohlraum 30 vorgesehen, welcher von - z.B. umlaufenden - Nuten im Antriebsrad 1 bzw. den Ausgleichsrad-Speichen 6 gebildet wird. In diesen kann Material der Schweißwurzel während und infolge des
Schweißprozesses hineinfließen. Eine entsprechende Ausgestaltung ist bei den Befestigungs-Speichen (siehe Fign. 2 und 3) vorgesehen, insofern diese, wie bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, an das Antriebsrad 1
angeschweißt werden.
In der Ansicht der Fig. 2 ist zu erkennen, dass die vier Hinterlagen 10 in ihrer Kontur der Innenfläche des Antriebsrads 1 angepasst sind, um eine möglichst gute Verbindung, z.B. durch Verschweißen zu erlauben. Weiterhin ist das Verbindungselement 4 über zwei Befestigungs-Speichen 17 mit dem
Antriebsrad 1 verbunden, wobei auch bei den Befestigungs-Speichen 17 Hinterlagen 10 vorgesehen sind, welche ebenfalls mit dem Antriebsrad 1 verbunden sind. Zu erkennen ist auch, dass die Bohrungen 31 für das Öl in die Räume zwischen den Ausgleichsrädern 3 und den Ausgleichsrad- Speichen 6 bzw. zwischen den Achsrädern 2 und den Achsrad-Speichen 5 münden und die umlaufenden Vertiefungen 32 das Öl dort jeweils weiter transportieren. Zusätzlich sind hinter den Achsrädern 2 bzw. den
Ausgleichsrädern 3 noch Anlaufscheiben 40 vorgesehen, welche für günstige Gleitbedingungen zwischen den Rädern 2, 3 und den dahinter angeordneten Hinterlagen 10 sorgen. Im Schnitt der Fig. 3 sind die vier Befestigungsbereiche 15 des
Verbindungselements 4 über die zwei Befestigungs-Speichen 17 und die zwei Ausgleichsrad-Speichen 6 zu erkennen. Deutlich wird auch, wie die
Hinterlagen 10 jeweils passend zu der runden Innenkontur des Antriebsrads 1 verrundet sind. Der zentrale Bereich 7 des z.B. mittels Kaltumformung einteilig erzeugten Verbindungselements 4 ist beispielsweise kugelförmig oder weicht von der Kugelform ab. In einer weiteren Ausgestaltung sind die Bohrungen in den Achsrädern 2 bzw. in den Ausgleichsrädern 3 derartig ausgestaltet, dass sich für die jeweiligen Speichen 5 bzw. 6 bei einem Verkippen mehrere, zumindest zwei Auflagepunkte ergeben. Dies kann z.B. dadurch erzielt werden, dass die Durchgangsbohrungen keinen gerade durchgehenden Verlauf, sondern eine Wellung aufweisen.
In der Fig. 4 ist eine alternative Variante des Differenzials der Fig. 1 dargestellt. Im Differenzial der Fig. 1 ist für die Kegelrollenlager 14 eine O- Anordnung vorgesehen, wodurch die Druckpunkte außerhalb des Differentials liegen. Dies ist vorteilhaft in Bezug auf die entstehenden Kippmomente, da in der O-Anordnung die Kegelrollenlager 14 selbst bei verhältnismäßig kleinem Lagermittenabstand ein relativ großes Kippmoment aufnehmen können.
Zudem sind die aus der Momentenbelastung resultierenden Radialkräfte und die dadurch hervorgerufenen Verformungen in den Lagern kleiner als bei der X-Anordnung. Eine solche X-Anordnung der Kegelrollenlager 14 ist in der Fig. 4 dargestellt.

Claims

Patentansprüche
1. Differenzial,
mit mindestens einem Antriebsrad,
mit mindestens zwei Achsrädern,
mit mindestens zwei Ausgleichsrädern,
und mit mindestens einem Verbindungselement,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Antriebsrad in der Art eines Zahnrades ausgestaltet ist,
dass das Antriebsrad derartig ausgestaltet ist, dass es einen Innenraum zumindest teilweise umschließt,
dass das Verbindungselement zumindest teilweise innerhalb des Innenraums angeordnet ist,
dass das Verbindungselement einteilig ausgestaltet ist,
dass das Verbindungselement mindestens sechs Speichen aufweist, welche von einem zentralen Bereich des Verbindungselements sternförmig ausgehen, dass das Verbindungselement mindestens zwei Achsrad-Speichen aufweist, um welche jeweils eines der mindestens zwei Achsräder drehbar angeordnet ist,
dass die mindestens zwei Achsrad-Speichen entlang einer ersten imaginären
Achse des Verbindungselements angeordnet sind,
dass das Verbindungselement mindestens zwei Ausgleichsrad-Speichen aufweist, um welche jeweils eines der mindestens zwei Ausgleichsräder drehbar angeordnet ist,
dass die mindestens zwei Ausgleichsrad-Speichen entlang einer zweiten imaginären Achse des Verbindungselements angeordnet sind,
wobei die zweite imaginäre Achse im Wesentlichen senkrecht auf der ersten imaginären Achse steht,
dass die mindestens zwei Ausgleichsrad-Speichen mit der Innenfläche des Antriebsrads verbunden sind, und dass das Verbindungselement mindestens zwei Befestigungs-Speichen aufweist, welche mit der Innenfläche des Antriebsrads verbunden sind.
2. Differenzial nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens zwei Achsräder direkt - insbesondere buchsenfrei -
Kontakt mit den Achsrad-Speichen haben,
und/oder
dass die mindestens zwei Ausgleichsräder direkt - insbesondere buchsenfrei - Kontakt mit den Ausgleichsrad-Speichen haben.
3. Differenzial nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf den mindestens zwei Ausgleichsrad-Speichen jeweils auf der vom zentralen Bereich des Verbindungselements abgewandten Seite der
Ausgleichsräder mindestens eine Hinterlage angeordnet ist,
wobei jeweils die mindestens eine Hinterlage mit der Innenfläche des
Antriebsrads verbunden ist,
und/oder
dass auf den mindestens zwei Befestigungs-Speichen jeweils mindestens eine Hinterlage angeordnet ist,
wobei jeweils die mindestens eine Hinterlage mit der Innenfläche des
Antriebsrads verbunden ist.
4. Differenzial nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Antriebsrad und mindestens eine Ausgleichsrad-Speiche derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass sich zwischen der Ausgleichsrad-Speiche und der Innenfläche des Antriebsrads mindestens ein Hohlraum ergibt.
5. Differenzial nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine Hinterlage mindestens eine Aussparung aufweist, wobei die Aussparung auf einen Bereich mündet, an welchem die Speiche, um welchen die Hinterlage angeordnet ist, auf die Innenfläche des
Antriebsrads trifft.
6. Differenzial nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Achsrad und/oder mindestens ein Ausgleichsrad jeweils mindestens eine Bohrung aufweisen/aufweist,
wobei die Bohrungen / die Bohrung in einem Bereich münden/mündet, in welchem das Achsrad Kontakt mit der Achsrad-Speiche bzw. das
Ausgleichsrad Kontakt mit der Ausgleichsrad-Speiche hat.
7. Differenzial nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine Achsrad-Speiche und/oder mindestens eine
Ausgleichsrad-Speiche zumindest teilweise umlaufende Vertiefungen aufweisen/aufweist.
8. Differenzial nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Gehäuse vorgesehen ist,
dass die Enden der Achsrad-Speichen jeweils in einem Sackloch der
Achsräder angeordnet sind,
dass aus dem Gehäuse die Achsräder teilweise herausragen,
und
dass das Gehäuse im Wesentlichen öldicht ausgestaltet und/oder abgedichtet ist.
9. Differenzial nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Achsräder über Kegelrollenlager gelagert sind,
wobei die Kegelrollenlager entlang der ersten imaginären Achse zumindest teilweise in einem Bereich angeordnet sind, in welchem die Achsräder Kontakt mit den Achsrad-Speichen haben.
10. Differenzial nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens zwei Achsräder und die mindestens zwei
Ausgleichsräder als Kegelräder ausgestaltet sind,
oder
dass die mindestens zwei Achsräder als Kronenräder und die mindestens zwei Ausgleichsräder als Stirnräder ausgestaltet sind,
oder
dass die mindestens zwei Achsräder als Stirnräder und die mindestens zwei Ausgleichsräder als Kronenräder ausgestaltet sind.
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