WO2014169911A1 - Differential gear - Google Patents

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WO2014169911A1
WO2014169911A1 PCT/DE2014/200106 DE2014200106W WO2014169911A1 WO 2014169911 A1 WO2014169911 A1 WO 2014169911A1 DE 2014200106 W DE2014200106 W DE 2014200106W WO 2014169911 A1 WO2014169911 A1 WO 2014169911A1
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WO
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housing
differential gear
gear
oil
circulation
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Application number
PCT/DE2014/200106
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German (de)
French (fr)
Inventor
Ralph Schimpf
Thorsten Biermann
Franz Kurth
Original Assignee
Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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Filing date
Publication date
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    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/048—Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0482—Gearings with gears having orbital motion
    • F16H57/0483—Axle or inter-axle differentials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/344—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear
    • B60K17/346—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K17/3505—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having differential means for driving one set of wheels, e.g. the front, at one speed and the other set, e.g. the rear, at a different speed including arrangements for suppressing or influencing the power transfer, e.g. viscous clutches with self-actuated means, e.g. by difference of speed
    • B60K17/351—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having differential means for driving one set of wheels, e.g. the front, at one speed and the other set, e.g. the rear, at a different speed including arrangements for suppressing or influencing the power transfer, e.g. viscous clutches with self-actuated means, e.g. by difference of speed comprising a viscous clutch

Definitions

  • the invention relates to a differential gear with a gear housing, a circulation housing, which is rotatably mounted in the gear housing about a transmission axis, and a planet carrier, which sits in the circulation housing, which is branched by this differential gear, the drive power applied to the circulation housing and the planet carrier and the circulation housing are selectively frictionally coupled via a coupling device.
  • Differential transmissions are generally designed as epicyclic gearboxes and serve predominantly the branching or distribution of an input power supplied via a power input to two drive shafts.
  • Most commonly differential gears are used as so-called. Achsdifferentialgetriebe in automotive.
  • the drive power provided by a drive motor is distributed via the differential gear to the wheel drive shafts of driven wheels.
  • the two leading to the wheels wheel drive shafts are driven in this case, each with equal torque, ie balanced.
  • both wheels rotate at the same speed.
  • cornering the speeds of the wheels differ from each other.
  • the axle differential allows this speed difference. The speeds can be adjusted freely; only the mean of the two speeds is unchanged.
  • differential gears are used which, when no four-wheel drive is required, allow a switchable interruption of the drive train to drive the vehicle over only one axle and thereby reduce the friction losses of the currently not required otherwise entrained drive system.
  • a corresponding differential gear is known for example from DE 10 2008 037 885 A1.
  • the invention has for its object to provide a differential gear, which allows a switchable cancellation of the drive connection between the power input and the two power outputs and generated when the connection between the power input and the two power outputs a low drag torque.
  • a circulation housing which is rotatably arranged in the transmission housing about a transmission axis
  • a planetary carrier coaxially arranged in the circulation housing to the transmission axis
  • a coupling device for generating a coupling carrier coupling the planet carrier with the circulating housing
  • the first OIraumabites is filled with a lubricating oil, which is designed for the tribological requirements of the meshing in a circulation housing driving gear, in particular ring gear, whereas the second OIraumabites is filled with a lubricating oil, a leichcoven idling operation of Coupling device allows.
  • the two oil chamber sections are preferably effectively separated from one another by the circulating housing in such a way that no significant mixing of the different lubricating oils results over the longest possible operating period.
  • these lubricating oils are preferably matched to one another such that the self-adjusting mixture can form sufficient viable lubricating films. This effect is especially ensured by e.g. the first oil compartment accommodates a significantly larger quantity of oil than the second oil compartment. This concept makes it possible to determine the maximum dilution effect.
  • the lubricant received in the circulation housing is preferably an oil which has a lower viscosity than the oil charge in the transmission housing.
  • the circulation housing with an ATF oil and that the transmission housing filled with a much higher viscosity and molecular differently structured hypoid oil.
  • the interior of the circulating housing is preferably sealed according to a particular aspect of the present invention.
  • the circulation housing can be factory-filled with a corresponding lubricant, in particular ATF oil in the context of assembly of the differential gear factory.
  • the lubrication can be designed for example as so-called.
  • Dauererschmierung for a lifetime of 250,000 km.
  • a filling opening on the circulating housing which possibly enables an exchange of the oil accommodated in the second oil space section.
  • This filling opening can be closed for example by a small drain plug.
  • an opening region can be provided on the transmission housing, via which opening the filling opening provided on the circulation housing, in particular the inner drain plug, is accessible.
  • the change of the total recorded in the gear housing oils can then be done by those provided on the circulation housing drain plug, and a lower opening provided on the transmission housing drain plug is opened.
  • the circulation housing is then rotated so that the lubricating oil received in this can run down into the gear housing and then out of this.
  • any through holes provided on the circulation housing can remain open in the standard configuration. For an upgrade then these through holes are closed, in particular screwed and filled the respective oil chamber sections with different viscous lubricating oils.
  • the inner differential accommodated in the power split housing is, according to a particular aspect of the present invention, preferably designed as a spur gear differential, wherein the planet carrier carries a planetary arrangement, which has a first and a second exhaust system. driving sun gear engaged and these two output sun gears rotatably coupled in opposite directions.
  • the output sun gears in the planet carrier are each guided sealed sealed.
  • the planet carrier is guided sealed in the circulation housing.
  • the corresponding seals may be formed as lip seals. Structurally, these seals are preferably designed so that they effect a seal in both directions of passage.
  • pressure compensation devices are preferably provided which avoid an excessive pressure difference between the two oil chambers.
  • These pressure compensation devices may include channels that allow, for example, a Druckanmaschine to the outside of the transmission.
  • an air cushion can be created by only partially filling the circulation housing, which compensates for a certain increase in volume of the lubricant in the second oil chamber section at moderate total pressure increase.
  • the differential gear according to the invention is further advantageously designed such that the brake disk pack is composed of a plurality of brake disks designed as annular disks. These brake discs may be designed as flat sheet steel annular discs, which may be coated with a Reibmaterialbelag.
  • the brake disk pack can be constructed such that it comprises brake disks which are rotationally fixed via an inner peripheral contour but are coupled kinematically in an axially displaceable manner with the planet carrier. Furthermore, the brake disk pack then also comprises brake disks, which are rotationally fixed via an outer peripheral contour but are coupled kinematically in an axially displaceable manner with the circulation housing.
  • the axial support of the brake disk pack is integrated with the involvement of a pressure accomplished ring element, said pressure ring element is supported on the end faces of the planetary bearing bolts.
  • the provided for receiving the planet carrier circulation housing is preferably formed as a two-piece pot housing, which is composed of a first pot member and a second pot member, wherein the first pot member has a radially inwardly extending bottom portion. That bottom section of the first pot element can be provided with circular-cylindrical openings which, in a preferably identical circumferential pitch, subsequently pass through the floor section axially.
  • stamping elements of a first set of stamp elements can then be added, said stamp elements are guided axially displaceable in the direction of the planetary axes in the openings and in this case also sealed.
  • These stamp elements act as pressure force transmission elements between the inner region of the pot housing and the outer region thereof.
  • a roller guide ring is attached, which is axially loaded via an annular piston element for axially compressing the brake disc pack.
  • This annular piston element is preferably accommodated in a concentric with the transmission axis annular chamber and axially movable in accordance with a voltage applied to the annular chamber fluid pressure. With appropriate fluid pressure, this annular piston urges the rollers of the roller guide ring which arrive at it to the planetary carrier, i. towards the brake disc pack.
  • the planet carrier is also supported on its side facing away from the brake disc pack side by stamp elements, which in turn are sealed passed through a bottom surface of the circulating housing and are supported on the front side on a second roller race.
  • stamp elements can be constructed identical to the above-mentioned first stamp elements.
  • a ring gear is preferably attached and the power input into the circulation housing is accomplished via this crown wheel.
  • an angular gear can be realized.
  • This design is particularly suitable for use as a temporarily switchable rear axle differential. It is also possible, instead of the ring gear there to arrange a spur gear to initiate the drive power.
  • the internal differential accommodated in the interior of the circulating housing provided here is designed as a spur gear differential with two driven sun gears which can be rotated in opposite directions by means of a planetary arrangement.
  • This spur gear is carried out according to a particularly preferred embodiment of the invention with a teeth to Wildhaber / Novikov. Details of the geometries that are preferably realized on the respective gearwheels, as well as the head and root diameters of the output sun gears and the planetary gears engaging therewith are explained in more detail in the description of the figures.
  • Figure 1 is an axial sectional view illustrating the structure of a differential gear according to the invention, in which the coupling of the planet carrier is accomplished to a receiving this pot housing via a brake disk pack and the interior of the pot housing is filled with a lubricating oil, which differs from the otherwise recorded in the transmission housing lubricating oil;
  • Figure 2 is a schematic representation to further illustrate the concept of the invention of the formation of two, filled with different lubricating oil oil space sections within a differential gear.
  • FIG. 1 shows an inventive differential gear.
  • This comprises here a transmission housing G and a circulation housing U, which is rotatably mounted in the transmission housing G about a transmission axis X.
  • a planet carrier 3 is received, which in turn is arranged coaxially to the transmission axis X.
  • the differential gear further comprises a first output sun gear 1, a second output sun gear 2 and a planetary assembly P received in the planet carrier 3 for oppositely lubbewegbaren coupling of the two output sun gears 1, 2.
  • a coupling device CM which is designed here as a brake disk pack BLP, for generating a coupling moment which selectively couples the planet carrier 3 with the circulation housing U in accordance with an axial force F acting on the brake disk pack BLP.
  • the differential gear according to the invention comprises an actuating mechanism 5 for generating those acting on the brake disk pack BLP axial force F.
  • the brake disk pack BLP is so involved in the differential gear that this coupled with appropriate axial load the planet carrier 3 with the peripheral housing U frictionally.
  • the differential gear formed here with the inclusion of the planet carrier 3, the planetary arrangement P and the output sun gears 1, 2 is designed as a spur gear with two output sun gears 1, 2.
  • the planetary arrangement P comprises a plurality of planetary planets P1, P2 which are mounted as such on planet pins 6.
  • the differential gear according to the invention is characterized in that the inner region of the gear housing G is divided into a first Olraumabrough SP1 and a second Olraumabrough SP2 and these two oil chamber sections SP1, SP2 are filled while leaving air spaces each with different lubricating oils.
  • the first oil chamber section SP1 is in this case partially filled with a lubricating oil, which is designed for the tribological requirements of the tooth engagement between a drive pinion 8 and a ring gear 7.
  • this lubricating oil received in the first oil compartment section SP1 is a so-called hypoid oil.
  • This oil has a relatively high viscosity and offers a special adhesion to the tooth flanks of the relatively heavily loaded gears 7, 8.
  • the second oil compartment section SP2 accommodates the components of the inner differential and the already mentioned coupling device CM with high space density and is additionally filled with a lubricating oil which permits a smooth idling operation of the coupling device CM, if its fins are not axially loaded.
  • This lubricating oil in the present case is a low-viscosity, so-called.
  • ATF oil which is e.g. also applies in hydrostatic power steering systems application.
  • a higher bridging torque and a more rapid torque build-up of the coupling device CM is achieved by the inventive concept, a higher bridging torque and a more rapid torque build-up of the coupling device CM.
  • the two oil chamber sections SP1, SP2 are primarily by the circulation housing U from each other separated.
  • the interior of the circulation housing U is sealed from the rest of the interior of the transmission housing.
  • the output sun gears 1, 2 are guided sealed in the planet carrier 3 in each case sealed by sealing rings DR1, DR2.
  • the planet carrier 3 is sealed in the circulation housing U via sealing rings DR3, DR4.
  • the brake disk pack BLP and the planetary carrier 3 are designed coordinated with one another such that the brake disk pack BLP is located at the radial or path level of the planetary axes XP parallel to the transmission axis X.
  • This special design ensures that the axial force F acting on the brake disk pack BLP can be axially discharged through the planet carrier 3, including the planetary pin 6 aligned parallel to the transmission axis X.
  • the brake disk pack BLP has a set of first ring-like brake disks 4a, which are axially displaceably but rotationally fixedly engaged via an inner edge contour with the planet carrier 3.
  • the brake disk pack BLP has a set of second brake disks 4b, which are axially displaceable but non-rotatably engaged via an outer edge contour with the circulation housing U.
  • These brake plates 4a, 4b are designed as flat sheet steel annular discs and coated with a Reibmaterialbelag.
  • the axial support of the brake disc pack BLP to the planetary bearing pin 6 takes place with the involvement of a pressure ring element 4d, which is supported on the end faces of the planetary bearing pin 6.
  • the planet carrier 3 and the brake disk pack BLP are tuned overall so that the radial distance of the respective planet pin axis XP from the transmission axis X is greater than the inner diameter of a brake disk 4a, 4b and also smaller than the outer diameter of the brake disk 4a, 4b.
  • the provided for receiving the planet carrier 3 circulating housing U is designed as a two-piece pot housing and is composed of a first Pot member U1 and a second pot member U2 together, wherein the first pot member U1 has a radially inwardly extending bottom portion U1 a.
  • the bottom section U1 a of the first cup element U1 is here provided with circular-cylindrical openings D1 which, in the same circumferential direction, successively pass through the bottom section U1a axially.
  • the stamp elements Q1 of a first set of stamp elements are located in these openings D1. This stamp elements Q1 are axially displaceable in the direction of the planetary axes XP in the openings D1 and also guided sealed.
  • stamp elements Q1 act as pressure force transmission elements between the inner region of the pot housing U and the outer region thereof.
  • a roller guide ring R1 is attached to these punch elements Q1, which is axially loaded via an annular piston element RK for axially compressing the brake disc pack BLP.
  • the annular piston element RK is accommodated in a concentric with the transmission axis X annular chamber RC and axially movable in accordance with an applied to the annular chamber RC via a fluid channel C1 fluid pressure.
  • This ring piston RK urges the on this incoming rollers R1 a of the roller guide ring R1 to the planet carrier 3, i. towards the brake disc pack BLP.
  • the aforementioned annular chamber RK is here formed directly in the transmission housing G.
  • the planet carrier 3 is also supported on its side facing away from the brake disk pack BLP side by stamp elements Q2, which in turn are sealed by a bottom surface U2a of the circulating housing U, axially slidably guided and are supported on the front side on a second roller ring R2.
  • stamp elements Q2 are of identical design to the above-mentioned first stamp elements Q1.
  • the stamp elements Q1, Q2 are sealingly guided axially displaceably in the circulation housing U via sealing rings.
  • the roller ring R2 carries a roller assembly R2a, which starts directly on an end face of an outer bearing ring L4a of a bearing housing U bearing bearing L4.
  • the roller ring R2 can be designed so that it is centered by a bearing inner ring L4i this bearing L4.
  • the stamp elements Q1, Q2 can be partially seated in suitable receiving pockets of the roller rings R1, R2 and possibly secured in them.
  • An anti-twist device can be realized with respect to the race rings R1, R2 via the stamp elements Q1, Q2, so that the races R1, R2 are axially displaceable together with the stamp elements assigned to them, but do not rotate relative to the circulating housing U.
  • first and second planetary planets P1, P2 are in direct engagement with each other and, as will be explained in more detail below, are coupled to one another in such a manner that they rotate in opposite directions.
  • a total of three planetary planets P1 are provided, which are in engagement with the first output sun gear 1.
  • These rotating planetary gears P1 engaged with the first driven sun gear 1 form a first planetary planetary gear set.
  • a total of three planetary planets P2 are provided in this embodiment, which are in engagement with the second driven sun gear 2.
  • These rotating planetary gears P2 engaged with the second driven sun gear 2 form a second planetary planetary gear set.
  • a circulation planet P1 of the first set is engaged with a circulation planet P2 of the second set.
  • the engagement of the revolving planets P1 of the first set in the revolving planets P2 of the second set takes place in the same toothing plane as the engagement of the revolving planets P1 of the first set in the first driven sun gear 1.
  • the first output sun gear 1 and the second output sun gear 2 are matched with respect to the tooth geometry such that the tip circle of the spur gear toothing 1 a of the first output sun gear 1 is smaller than the root circle of the output sun gear toothing 2 a of the second output sun gear 2.
  • the planetary planets P 1 of the first set engage in the process of rich of the toothing plane of the first output sun gear 1 in the circulation planets P2 of the second set.
  • the two output sun gears 1, 2 are thus in the immediate vicinity.
  • the two output sun gears 1, 2 are designed such that the output sun gear teeth 1 a of the first output sun gear 1 and the output sun gear teeth 2 a of the second output sun gear 2 have the same number of teeth.
  • the circulation planets P1 of the first set and the circulation planets P2 of the second set also have the same number of teeth.
  • About the planetary planets P1, P2 is a symmetrical torque distribution and power split on the output sun gears 1, 2.
  • collar sections 1 b, 2b are formed.
  • This collar sections 1 b, 2 b provided with an internal toothing 1 c, 2c.
  • this internal toothing 1 c, 2 c correspondingly complementarily toothed end portions of Radantriebswellen, or other power transfer components of the respective Radantriebsstranges be inserted.
  • the internal teeth shown here also other connection geometries for torque transmission and centered recording of corresponding components are possible.
  • the rotatably attached to the rotary housing U ring gear 7 is driven by a main drive pinion 8.
  • the ring gear 7 and the main drive pinion 8 form an angular gear.
  • the embodiment shown here is thus particularly suitable as an axle differential for a selectively decoupled from the main driveline rear axle.
  • the torque introduction shown here via a bevel gear it is also possible to provide the planetary gear U a spur gear which is driven for example via a further spur gear. Such a variant is then particularly suitable for direct attachment to a vehicle transmission.
  • the planet carrier 3 is seated between the ring element R and the brake disc pack BLP.
  • the Axialkraftübertragung between the ring element R and the brake disk pack BLP takes place here primarily via the planet pins 6 and the planet carrier 3 stiffened by them.
  • the planet carrier 3 is composed of two carrier shells 3a, 3b and a carrier pin 3c.
  • the carrier shells 3a, 3b are each manufactured as Blechumformmaschine. These two carrier shells 3a, 3b and the carrier pin 3c are welded together.
  • On the first carrier shell 3a for this purpose webs are formed, which bridge the toothing area as such.
  • the first carrier shell 3a forms an inner bore, in which an extension of the first output sun gear 1 is rotatably received.
  • the brake disc pack BLP sits on the trunnion 3c. By braking the brake disk pack BLP so that the planet carrier 3 with the circulation housing U can be frictionally coupled.
  • the brake disk pack BLP and the axial load of the same provided adjusting mechanism 5 is designed so that on this brake disk pack BLP in the axially loaded state, the torque applied to the crown gear 7 can be transmitted to the planet carrier 3.
  • the bearing of the planet carrier 3 in the circulation housing U via a first needle bearing L1 and a second needle bearing L2.
  • These angular contact ball bearings L3, L4 also divert the radially and axially directed gear reaction force components engaging on the ring gear 7 into the transmission housing G.
  • the bearing L1 and also the bearing L2 each have no axial forces derived.
  • the main purpose of these bearings L1, L2 is the centering and mounting of the planetary carrier 3 in the circulation housing U.
  • a shaft seal is used to correspondingly realize a seal between the housing and the stub shaft (not shown).
  • the operation of the differential gear according to the invention is as follows: About the main drive pinion 8, the ring gear 7 is driven.
  • the ring gear 7 is rotatably fixed to the circulation housing U. Accordingly, the rotary housing U is rotated via the ring gear 7 in rotation.
  • This circulation housing U is arranged concentrically to a transmission axis X and rotatably supported in the transmission housing G via the bearings L3, L4.
  • brake disk pack BLP is axially loaded by the pressure ring 4d and the annular plate 4c in accordance with the axial force generated by the adjusting mechanism 5 and thus possibly spent in a coupling state in which the circulation housing U and the planet carrier 3 are frictionally coupled.
  • a power split takes place via the planets P1, P2 on the output sun gears 1, 2.
  • the recorded here in the circulation housing U epicyclic gear train forms, as already stated a spur gear.
  • the output sun gears 1, 2 and the planetary gears P1, P2 of the planetary arrangement P are provided with a teeth to Wildhaber / Novikov.
  • the first output sun gear 1 in this case has a toothing with small head free and concave tooth flank surfaces.
  • the second output sun gear 2 has a toothing with a large head and convex tooth flank surfaces.
  • the tip diameter of the first output sun gear 1 and the theoretical root circle of the second output sun gear 2 correspond approximately to the identical pitch circle diameter. Both gears 1, 2 have the same numbers of teeth.
  • the first output sun gear 1 is engaged with the circulation planet P1
  • the second output sun gear 2 is engaged with the circulation planet P2.
  • the planetary planets P1 have a large tip diameter and form convex tooth flanks.
  • the planetary planets P2 have a small one Tip diameter and form concave tooth flanks.
  • the planetary planets P1, P2 are engaged in pairs. The intervention takes place in the engagement plane of the first circulation planet P1 in the first output sun gear 1.
  • the first planetary planets P1 have an axial length which essentially corresponds to the axial length of the toothing 1 a of the first output sun gear 1.
  • the second planetary planets P2 have an axial length which substantially corresponds to the sum of the axial lengths of the teeth 1 a, 2 a of both output sun gears 1, 2.
  • the illustration of Figure 2 illustrates greatly simplified again the inventive concept for creating separate lubricating oil carrier spaces in the differential gear.
  • the differential gear comprises a gear housing G, a circulation housing U, which is rotatably arranged in the gear housing G about a transmission axis X, and a coaxial in the circulation housing U to the transmission axis planet carrier 3, which selectively coupled via a coupling device with the circulation housing U frictionally is.
  • the inner region of the transmission housing G is divided into a first oil chamber section SP1 and a second oil chamber section SP2, and these two oil chamber sections SP1, SP2 are filled with different lubricating oils OE1, OE2.
  • the circulation housing U is sealed in the transmission housing G via sealing rings DR4, DR3.

Abstract

The invention relates to a differential gear comprising a gear housing, an epicyclic gear casing rotatably mounted about a gear axis in the gear housing, a planet carrier mounted coaxially with the gear axis in the epicyclic gear casing, a coupling system for generating a coupling torque to couple the planet carrier to the epicyclic gear casing, and an actuating mechanism for shifting the coupling system into a coupled state or a released state, wherein the interior of the gear housing is divided into a first oil chamber section and a second oil chamber section, and the two oil chamber sections are filled with different lubricating oils.

Description

Bezeichnung der Erfindung  Name of the invention
Differentialgetriebe differential gear
Beschreibung description
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf ein Differentialgetriebe mit einem Getriebegehäuse, einem Umlaufgehäuse, das in dem Getriebegehäuse um eine Getriebeachse drehbar gelagert ist, und einem Planetenträger, der in dem Umlaufgehäuse sitzt, wobei durch dieses Differentialgetriebe die an das Umlaufgehäuse angelegte Antriebsleistung verzweigt wird und der Planetenträger und das Umlaufgehäuse über eine Kupplungseinrichtung selektiv reibschlüssig koppelbar sind. The invention relates to a differential gear with a gear housing, a circulation housing, which is rotatably mounted in the gear housing about a transmission axis, and a planet carrier, which sits in the circulation housing, which is branched by this differential gear, the drive power applied to the circulation housing and the planet carrier and the circulation housing are selectively frictionally coupled via a coupling device.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
Differentialgetriebe werden allgemein als Umlaufrädergetriebe ausgeführt und dienen überwiegend der Verzweigung oder Verteilung einer über einen Leistungseingang zugeführten Eingangsleistung auf zwei Antriebswellen. Am häufigsten werden Differentialgetriebe als sog. Achsdifferentialgetriebe im Automobilbau verwendet. Hierbei wird die durch einen Antriebsmotor bereitgestellte Antriebsleistung über das Differentialgetriebe auf Radantriebswellen von getriebenen Laufrädern verteilt. Die beiden zu den Laufrädern führenden Radantriebswellen werden hierbei mit je gleich großem Drehmoment d.h. ausgeglichen angetrieben. Bei Geradeausfahrt drehen beide Laufräder gleich schnell. Bei Kurvenfahrt unterscheiden sich die Drehzahlen der Laufräder voneinander. Das Achsdifferentialgetriebe ermöglicht diese Drehzahldifferenz. Die Drehzahlen können sich frei einstellen; nur der Mittelwert der beiden Geschwindigkeiten ist unverändert. Bei bestimmten Anwendungsfällen insbesondere bei Allradfahrzeugen werden Differentialgetriebe eingesetzt, die dann, wenn kein Allradantrieb erforderlich ist, eine schaltbare Unterbrechung des Antriebsstranges ermöglichen, um das Fahrzeug über lediglich eine Achse anzutreiben und hierdurch die Reibungs- Verluste des momentan nicht erforderlichen ansonsten mitgeschleppten Antriebssystems zu reduzieren. Ein entsprechendes Differentialgetriebe ist beispielsweise aus DE 10 2008 037 885 A1 bekannt. Differential transmissions are generally designed as epicyclic gearboxes and serve predominantly the branching or distribution of an input power supplied via a power input to two drive shafts. Most commonly differential gears are used as so-called. Achsdifferentialgetriebe in automotive. Here, the drive power provided by a drive motor is distributed via the differential gear to the wheel drive shafts of driven wheels. The two leading to the wheels wheel drive shafts are driven in this case, each with equal torque, ie balanced. When driving straight ahead, both wheels rotate at the same speed. When cornering, the speeds of the wheels differ from each other. The axle differential allows this speed difference. The speeds can be adjusted freely; only the mean of the two speeds is unchanged. In certain applications, especially in all-wheel drive vehicles, differential gears are used which, when no four-wheel drive is required, allow a switchable interruption of the drive train to drive the vehicle over only one axle and thereby reduce the friction losses of the currently not required otherwise entrained drive system. A corresponding differential gear is known for example from DE 10 2008 037 885 A1.
Aufgabe der Erfindung Object of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Differentialgetriebe zu schaffen, das eine schaltbare Aufhebung der Antriebsverbindung zwischen dem Leistungseingang und den beiden Leistungsausgängen ermöglicht und bei aufgehobener Verbindung zwischen dem Leistungseingang und den beiden Leis- tungsausgängen ein möglichst geringes Schleppmoment generiert. The invention has for its object to provide a differential gear, which allows a switchable cancellation of the drive connection between the power input and the two power outputs and generated when the connection between the power input and the two power outputs a low drag torque.
Erfindungsgemäße Lösung Inventive solution
Die vorangehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Differentialgetriebe, mit: The above object is achieved by a differential gear, with:
- einem Getriebegehäuse,  a transmission housing,
- einem Umlaufgehäuse, das in dem Getriebegehäuse um eine Getriebeachse drehbar angeordnet ist,  a circulation housing which is rotatably arranged in the transmission housing about a transmission axis,
- einem in dem Umlaufgehäuse zur Getriebeachse koaxial angeordneten Planetenträger,  a planetary carrier coaxially arranged in the circulation housing to the transmission axis,
- einer Koppelungseinrichtung zur Generierung eines den Planetenträger mit dem Umlaufgehäuse koppelnden Koppelungsmomentes, und  a coupling device for generating a coupling carrier coupling the planet carrier with the circulating housing, and
- einer Betätigungsmechanik zur Verbringung der Koppelungseinrichtung in einen Koppelungszustand oder in einen Freigabezustand,  an actuating mechanism for transferring the coupling device into a coupling state or into a release state,
- wobei der Innenbereich des Getriebegehäuses in einen ersten Ölraum- abschnitt und in einen zweiten Ölraumabschnitt gegliedert ist und diese beiden Ölraumabschnitte mit unterschiedlichen Schmierölen befüllt sind. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein Differentialgetriebe zu schaffen, bei welchem im Rahmen des Leerlaufbetriebs desselben eine leichtgängige Drehung der noch mit den Radantriebswellen mitlaufenden Antriebsstrangkomponenten gegenüber den dann abgeschalteten Antriebsstrang kom- ponenten ermöglicht wird. Bei geschlossener Koppelungseinrichtung ist eine optimale Schmierung der das Umlaufgehäuse treibenden Zahneingriffssyste- me, sowie ein hohes Eingriffsmoment der Kupplungseinrichtung gewährleistet. - Where the inner region of the transmission housing is divided into a first oil chamber and a second oil chamber section and these two oil chamber sections are filled with different lubricating oils. This makes it possible in an advantageous manner to provide a differential gear in which in the context of the idling operation thereof a smooth rotation of the still running with the Radantriebswellen drive train components against the then disconnected powertrain components is made possible. When the coupling device is closed, optimum lubrication of the tooth meshing systems driving the circulating housing and a high engagement torque of the coupling device are ensured.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der erste OIraumabschnitt mit einem Schmieröl befüllt, das auf die tribologischen Anforderungen des Zahneingriffs in ein das Umlaufgehäuse antreibendes Zahnrad, insbesondere Tellerrad ausgelegt ist, wogegen der zweite OIraumabschnitt mit einem Schmieröl befüllt ist, das einen leichgängigen Leerlaufbetrieb der Koppelungseinrichtung ermöglicht. Die beiden Ölraumabschnitte sind durch das Umlaufgehäuse vorzugsweise derart wirkungsvoll voneinander getrennt, dass sich über einen möglichst langen Betriebszeitraum hinweg keine signifikante Vermischung der unterschiedlichen Schmieröle ergibt. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the first OIraumabschnitt is filled with a lubricating oil, which is designed for the tribological requirements of the meshing in a circulation housing driving gear, in particular ring gear, whereas the second OIraumabschnitt is filled with a lubricating oil, a leichgängigen idling operation of Coupling device allows. The two oil chamber sections are preferably effectively separated from one another by the circulating housing in such a way that no significant mixing of the different lubricating oils results over the longest possible operating period.
Für den Fall, dass dennoch eine zumindest geringfügige Vermischung der Schmieröle eintreten sollte, sind diese Schmieröle vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt, dass auch die sich einstellende Mischung hinreichende tragfähige Schmierfilme bilden kann. Dieser Effekt wird insbesondere sichergestellt, indem z.B. der erste OIraumabschnitt eine deutlich größere Ölmenge beherbergt als der zweite OIraumabschnitt. Durch dieses Konzept wird der ma- ximal eintretende Verdünnungseffekt bestimmbar. In the event that nevertheless an at least slight mixing of the lubricating oils should occur, these lubricating oils are preferably matched to one another such that the self-adjusting mixture can form sufficient viable lubricating films. This effect is especially ensured by e.g. the first oil compartment accommodates a significantly larger quantity of oil than the second oil compartment. This concept makes it possible to determine the maximum dilution effect.
Der in dem Umlaufgehäuse aufgenommene Schmierstoff ist vorzugsweise ein Öl, das eine niedrigere Viskosität aufweist als die Ölfüllung im Getriebegehäuse. So wird beispielsweise das Umlaufgehäuse mit einem ATF-ÖI und dass das Getriebegehäuse mit einem deutlich höher viskosen und molekular anders aufgebauten Hypoid-Öl befüllt. Um eine möglichst lange Trennung der Schmierstoffe sicherzustellen, wird gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung vorzugsweise der Innenraum des Umlaufgehäuses abgedichtet. Das Umlaufgehäuse kann im Rahmen des Zusammenbaus des Differentialgetriebes werksseitig mit einem entsprechenden Schmierstoff, insbesondere ATF-ÖI befüllt werden. Die Schmierung kann dabei beispielsweise als sog. Dauererschmierung für eine Lebensdauer von 250000 km ausgelegt werden. Es ist jedoch auch möglich, an dem Umlaufgehäuse eine Füllöffnung vorzusehen, die ggf. einen Austausch des im zweiten Ölraumabschnitt aufgenommenen Öles ermöglicht. Diese Füllöffnung kann beispielsweise durch eine kleine Ablassschraube verschlossen werden. Am Getriebegehäuse kann in diesem Falle ein Öffnungsbereich vorgesehen sein, über welchen die am Umlaufgehäuse vorgesehene Füllöffnung insbesondere die innere Ablassschraube zugänglich ist. Der Wechsel der gesamten im Getriebegehäuse aufgenommenen Öle kann dann erfolgen, indem jene am Umlaufgehäuse vorgesehene Ablassschraube, sowie eine untere am Getriebegehäuse vorgesehene Ablassschraube geöffnet wird. Das Umlaufgehäuse wird dann so gedreht, dass das in diesem aufgenommene Schmieröl nach unten in das Getriebegehäuse und dann aus diesem ablaufen kann. The lubricant received in the circulation housing is preferably an oil which has a lower viscosity than the oil charge in the transmission housing. Thus, for example, the circulation housing with an ATF oil and that the transmission housing filled with a much higher viscosity and molecular differently structured hypoid oil. In order to ensure the longest possible separation of the lubricants, the interior of the circulating housing is preferably sealed according to a particular aspect of the present invention. The circulation housing can be factory-filled with a corresponding lubricant, in particular ATF oil in the context of assembly of the differential gear factory. The lubrication can be designed for example as so-called. Dauererschmierung for a lifetime of 250,000 km. However, it is also possible to provide a filling opening on the circulating housing, which possibly enables an exchange of the oil accommodated in the second oil space section. This filling opening can be closed for example by a small drain plug. In this case, an opening region can be provided on the transmission housing, via which opening the filling opening provided on the circulation housing, in particular the inner drain plug, is accessible. The change of the total recorded in the gear housing oils can then be done by those provided on the circulation housing drain plug, and a lower opening provided on the transmission housing drain plug is opened. The circulation housing is then rotated so that the lubricating oil received in this can run down into the gear housing and then out of this.
Es ist möglich, die erfindungsgemäße Befüllung des Umlaufgehäuses mit einem niedrig viskosen Schmieröl und die Abschottung dieser Schmierölfüllung vom weiteren Schmierstoffkreis des Getriebes als Upgradeoption vorzusehen und das Getriebe in einer Standardausführung in beiden Ölraumabschnitten zunächst mit identischen Ölen zu befüllen. Hierbei können etwaige am Umlaufgehäuse vorgesehene Durchgangsbohrungen in der Standardkonfiguration offen bleiben. Für ein Upgrade werden dann diese Durchgangsbohrungen geschlossen, insbesondere zugeschraubt und die jeweiligen Ölraumabschnitte mit unterschiedlich viskosen Schmierölen befüllt. It is possible to provide the inventive filling of the circulation housing with a low-viscosity lubricating oil and the foreclosure of this lubricating oil from the other lubricant circuit of the transmission as an upgrade option and to fill the transmission in a standard version in both oil chamber sections initially with identical oils. In this case, any through holes provided on the circulation housing can remain open in the standard configuration. For an upgrade then these through holes are closed, in particular screwed and filled the respective oil chamber sections with different viscous lubricating oils.
Das in dem Umlaufgehäuse zur Leistungsverzweigung aufgenommene Innendifferential ist gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung vorzugsweise als Stirnraddifferential ausgebildet, wobei der Planetenträger eine Planetenanordnung trägt, die mit einem ersten und mit einem zweiten Ab- triebssonnenrad in Eingriff steht und diese beiden Abtriebssonnenräder gegensinnig drehbar koppelt. The inner differential accommodated in the power split housing is, according to a particular aspect of the present invention, preferably designed as a spur gear differential, wherein the planet carrier carries a planetary arrangement, which has a first and a second exhaust system. driving sun gear engaged and these two output sun gears rotatably coupled in opposite directions.
Um eine besonders wirkungsvolle Abschottung der beiden Ölraumabschnitte voneinander sicherzustellen sind vorzugsweise die Abtriebssonnenräder in dem Planetenträger jeweils abgedichtet drehbar geführt. Zudem ist vorzugsweise auch der der Planetenträger in dem Umlaufgehäuse abgedichtet geführt. Die entsprechenden Dichtungen können als Lippendichtungen ausgebildet sein. Konstruktiv sind diese Dichtungen vorzugsweise so gestaltet , dass diese eine Abdichtung in beide Durchtrittsrichtungen bewirken. In order to ensure a particularly effective foreclosure of the two oil chamber sections from each other preferably the output sun gears in the planet carrier are each guided sealed sealed. In addition, preferably the planet carrier is guided sealed in the circulation housing. The corresponding seals may be formed as lip seals. Structurally, these seals are preferably designed so that they effect a seal in both directions of passage.
Weiterhin sind vorzugsweise Druckausgleichseinrichtungen vorgesehen, die eine übermäßige Druckdifferenz zwischen den beiden Ölräumen vermeiden. Diese Druckausgleichseinrichtungen können Kanäle umfassen, die beispielsweise einen Druckangleich an die Außenumgebung des Getriebes ermöglichen. Insbesondere im Umlaufgehäuse kann durch lediglich teilweise Befüllung des Umlaufgehäuses ein Luftpolster geschaffen werden, das eine gewisse Volumenzunahme des Schmierstoffes im zweiten Ölraumabschnitt bei moderatem Gesamtdruckanstieg kompensiert. Furthermore, pressure compensation devices are preferably provided which avoid an excessive pressure difference between the two oil chambers. These pressure compensation devices may include channels that allow, for example, a Druckangleich to the outside of the transmission. In particular, in the circulation housing, an air cushion can be created by only partially filling the circulation housing, which compensates for a certain increase in volume of the lubricant in the second oil chamber section at moderate total pressure increase.
Das erfindungsgemäße Differentialgetriebe ist in vorteilhafter Weise weiterhin derart ausgebildet, dass sich die Bremslamellenpackung aus mehreren, als Ringscheiben ausgebildeten Bremslamellen zusammensetzt. Diese Bremslamellen können als flache Stahlblechringscheiben ausgeführt sein, die ggf. mit einem Reibmaterialbelag beschichtet sind. Die Bremslamellenpackung kann dabei so aufgebaut werden, dass diese Bremslamellen umfasst, die über eine Innenumfangskontur drehfest, jedoch axial verschiebbar mit dem Planetenträger kinematisch gekoppelt sind. Weiterhin umfasst die Bremslamellenpackung dann auch Bremslamellen, die über eine Aussenumfangskontur drehfest, jedoch axial verschiebbar mit dem Umlaufgehäuse kinematisch gekoppelt sind. The differential gear according to the invention is further advantageously designed such that the brake disk pack is composed of a plurality of brake disks designed as annular disks. These brake discs may be designed as flat sheet steel annular discs, which may be coated with a Reibmaterialbelag. The brake disk pack can be constructed such that it comprises brake disks which are rotationally fixed via an inner peripheral contour but are coupled kinematically in an axially displaceable manner with the planet carrier. Furthermore, the brake disk pack then also comprises brake disks, which are rotationally fixed via an outer peripheral contour but are coupled kinematically in an axially displaceable manner with the circulation housing.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die axiale Abstützung der Bremslamellenpackung unter Einbindung eines Druck- ringelements bewerkstelligt, wobei sich dieses Druckringelement auf den Stirnflächen der Planetenlagerbolzen abstützt. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the axial support of the brake disk pack is integrated with the involvement of a pressure accomplished ring element, said pressure ring element is supported on the end faces of the planetary bearing bolts.
Das zur Aufnahme des Planetenträgers vorgesehene Umlaufgehäuse ist vorzugsweise als zweiteiliges Topfgehäuse ausgebildet, das sich aus einem ersten Topfelement und einem zweiten Topfelement zusammensetzt, wobei das erste Topfelement einen sich radial einwärts erstreckenden Bodenabschnitt aufweist. Jener Bodenabschnitt des ersten Topfelementes kann mit kreiszylindrischen Durchbrüchen versehen werden, die in vorzugsweise gleicher Um- fangsteilung abfolgend jenen Bodenabschnitt axial durchsetzen. In diesen Durchbrüchen können dann Stempelelemente eines ersten Satzes an Stempelelementen aufgenommen sein, wobei diese Stempelelemente in Richtung der Planetenachsen in den Durchbrüchen axial verlagerbar und hierbei zudem auch abgedichtet geführt sind. Diese Stempelelemente fungieren als Druckkraftübertragungsorgane zwischen dem Innenbereich des Topfgehäuses und dem Außenbereich desselben. The provided for receiving the planet carrier circulation housing is preferably formed as a two-piece pot housing, which is composed of a first pot member and a second pot member, wherein the first pot member has a radially inwardly extending bottom portion. That bottom section of the first pot element can be provided with circular-cylindrical openings which, in a preferably identical circumferential pitch, subsequently pass through the floor section axially. In these breakthroughs stamping elements of a first set of stamp elements can then be added, said stamp elements are guided axially displaceable in the direction of the planetary axes in the openings and in this case also sealed. These stamp elements act as pressure force transmission elements between the inner region of the pot housing and the outer region thereof.
Vorzugsweise ist auf einer der Bremslamellenpackung abgewandten Seite der Stempelelemente an diese Stempelelemente ein Laufrollenführungsring angesetzt, der über ein Ringkolbenelement zum axialen Zusammenpressen der Bremslamellenpackung axial belastbar ist. Dieses Ringkolbenelement ist vorzugsweise in einer zur Getriebeachse konzentrischen Ringkammer aufgenommen und nach Maßgabe eines an die Ringkammer angelegten Fluiddruckes axial verfahrbar. Dieser Ringkolben drängt bei entsprechendem Fluiddruck die an diesem anlaufenden Laufrollen des Laufrollenführungsringes zum Planetenträger, d.h. in Richtung auf die Bremslamellenpackung. Preferably, on a side facing away from the Bremslamellenpackung the punch elements to these punch elements a roller guide ring is attached, which is axially loaded via an annular piston element for axially compressing the brake disc pack. This annular piston element is preferably accommodated in a concentric with the transmission axis annular chamber and axially movable in accordance with a voltage applied to the annular chamber fluid pressure. With appropriate fluid pressure, this annular piston urges the rollers of the roller guide ring which arrive at it to the planetary carrier, i. towards the brake disc pack.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Planetenträger auf seiner der Bremslamellenpackung abgewandten Seite ebenfalls durch Stempelelemente abgestützt, die wiederum abgedichtet durch eine Bodenfläche des Umlaufgehäuses hindurchgeführt sind und sich stirnseitig auf einem zweiten Laufrollenring abstützen. Diese Stempelelemente können baugleich zu den vorangehend genannten ersten Stempelelementen ausgebildet sein. An das Umlaufgehäuse ist vorzugsweise ein Tellerrad angesetzt und die Leistungseinleitung in das Umlaufgehäuse wird über dieses Tellerrad bewerkstelligt. Im Zusammenspiel mit diesem Tellerrad kann ein Winkelgetriebe realisiert werden. Diese Bauform eignet sich insbesondere für den Einsatz als temporär abschaltbares Hinterachsdifferential. Es ist auch möglich, anstelle des Tellerrades dort zur Einleitung der Antriebsleistung ein Stirnrad anzuordnen. According to a particularly advantageous embodiment, the planet carrier is also supported on its side facing away from the brake disc pack side by stamp elements, which in turn are sealed passed through a bottom surface of the circulating housing and are supported on the front side on a second roller race. These stamp elements can be constructed identical to the above-mentioned first stamp elements. To the circulation housing, a ring gear is preferably attached and the power input into the circulation housing is accomplished via this crown wheel. In conjunction with this ring gear, an angular gear can be realized. This design is particularly suitable for use as a temporarily switchable rear axle differential. It is also possible, instead of the ring gear there to arrange a spur gear to initiate the drive power.
Das hier vorgesehene im Inneren des Umlaufgehäuses aufgenommene Innendifferential ist als Stirnraddifferential mit zwei über eine Planetenanordnung gegensinnig drehbewegbaren Abtriebssonnenrädern ausgeführt. Dieses Stirnraddifferential wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einer Verzahnung nach Wildhaber/Novikov ausgeführt. Einzelheiten zu den hierbei an den jeweiligen Zahnrädern vorzugsweise realisierten Geometrien, sowie zu den Kopf- und Fußkreisdurchmessern der Abtriebssonnenräder und der an diesen angreifenden Umlaufplanetenräder sind in der Figurenbeschreibung näher erläutert. The internal differential accommodated in the interior of the circulating housing provided here is designed as a spur gear differential with two driven sun gears which can be rotated in opposite directions by means of a planetary arrangement. This spur gear is carried out according to a particularly preferred embodiment of the invention with a teeth to Wildhaber / Novikov. Details of the geometries that are preferably realized on the respective gearwheels, as well as the head and root diameters of the output sun gears and the planetary gears engaging therewith are explained in more detail in the description of the figures.
Kurzbeschreibung der Figuren Brief description of the figures
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt: Further details and features of the invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the drawings. It shows:
Figur 1 eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Differentialgetriebes, bei welchem die Ankoppelung des Planetenträgers an ein diesen aufnehmendes Topfgehäuse über eine Bremslamellenpackung bewerkstelligt wird und der Innenraum des Topfgehäuses mit einem Schmieröl befüllt ist, das sich von dem ansonsten im Getriebegehäuse aufgenommenen Schmieröl unterscheidet; Figur 2 eine Schemadarstellung zur weiteren Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Konzeptes der Bildung von zwei, mit unterschiedlichen Schmierölen befüllten Ölraumabschnitten innerhalb eines Differentialgetriebes. Figure 1 is an axial sectional view illustrating the structure of a differential gear according to the invention, in which the coupling of the planet carrier is accomplished to a receiving this pot housing via a brake disk pack and the interior of the pot housing is filled with a lubricating oil, which differs from the otherwise recorded in the transmission housing lubricating oil; Figure 2 is a schematic representation to further illustrate the concept of the invention of the formation of two, filled with different lubricating oil oil space sections within a differential gear.
Ausführliche Beschreibung der Figuren Detailed description of the figures
Die Darstellung nach Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Differentialgetriebe. Diese umfasst hier ein Getriebegehäuse G und ein Umlaufgehäuse U, das in dem Getriebegehäuse G um eine Getriebeachse X drehbar gelagert ist. In dem Umlaufgehäuse U ist ein Planetenträger 3 aufgenommen, der wiederum zur Getriebeachse X koaxial angeordnet ist. The illustration of Figure 1 shows an inventive differential gear. This comprises here a transmission housing G and a circulation housing U, which is rotatably mounted in the transmission housing G about a transmission axis X. In the circulation housing U, a planet carrier 3 is received, which in turn is arranged coaxially to the transmission axis X.
Das Differentialgetriebe umfasst weiterhin ein erstes Abtriebssonnenrad 1 , ein zweites Abtriebssonnenrad 2 und eine in dem Planetenträger 3 aufgenommene Planetenanordnung P zur gegensinnig drehbewegbaren Koppelung der beiden Abtriebssonnenräder 1 , 2. In dem Differentialgetriebe befindet sich eine Koppelungseinrichtung CM, die hier als Bremslamellenpackung BLP ausgeführt ist, zur Generierung eines den Planetenträger 3 mit dem Umlaufgehäuse U selek- tiv koppelnden Koppelungsmomentes nach Maßgabe einer an der Bremslamellenpackung BLP angreifenden Axialkraft F. The differential gear further comprises a first output sun gear 1, a second output sun gear 2 and a planetary assembly P received in the planet carrier 3 for oppositely drehbewegbaren coupling of the two output sun gears 1, 2. In the differential gear is a coupling device CM, which is designed here as a brake disk pack BLP, for generating a coupling moment which selectively couples the planet carrier 3 with the circulation housing U in accordance with an axial force F acting on the brake disk pack BLP.
Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße Differentialgetriebe eine Betätigungsmechanik 5 zur Generierung jener an der Bremslamellenpackung BLP angreifenden Axialkraft F. Die Bremslamellenpackung BLP ist derart in das Differentialgetriebe eingebunden, dass diese bei entsprechender axialer Belastung den Planetenträger 3 mit dem Umlaufgehäuse U reibschlüssig koppelt. Durch diesen Ansatz wird es möglich, durch Entlastung der Bremslamellenpackung BLP die Antriebsverbindung zwischen dem Planetenträger 3 und dem Umlaufgehäuse U aufzuheben, bzw. durch axiale Belastung der Bremslamellenpackung BLP den Planetenträger 3 mit dem Umlaufgehäuse U reibschlüssig zu koppeln. Das hier unter Einschluss des Planetenträgers 3, der Planetenanordnung P und der Abtriebssonnenräder 1 , 2 gebildete Differentialgetriebe ist als Stirnraddifferential mit zwei Abtriebssonnenrädern 1 , 2 ausgeführt. Die Planetenanordnung P umfasst mehrere Umlaufplaneten P1 , P2 die als solche auf Planetenbolzen 6 gelagert sind. Furthermore, the differential gear according to the invention comprises an actuating mechanism 5 for generating those acting on the brake disk pack BLP axial force F. The brake disk pack BLP is so involved in the differential gear that this coupled with appropriate axial load the planet carrier 3 with the peripheral housing U frictionally. By this approach, it is possible to cancel the drive connection between the planet carrier 3 and the circulation housing U by relieving the brake disc pack BLP, or to couple the planet carrier 3 by friction with the rotary housing U by axial load on the brake disc pack BLP. The differential gear formed here with the inclusion of the planet carrier 3, the planetary arrangement P and the output sun gears 1, 2 is designed as a spur gear with two output sun gears 1, 2. The planetary arrangement P comprises a plurality of planetary planets P1, P2 which are mounted as such on planet pins 6.
Das erfindungsgemäße Differentialgetriebe zeichnet sich dadurch aus, dass der Innenbereich des Getriebegehäuses G in einen ersten Olraumabschnitt SP1 und in einen zweiten Olraumabschnitt SP2 gegliedert ist und diese beiden Ölraumabschnitte SP1 , SP2 unter Belassung von Lufträumen jeweils mit unterschiedlichen Schmierölen befüllt sind. The differential gear according to the invention is characterized in that the inner region of the gear housing G is divided into a first Olraumabschnitt SP1 and a second Olraumabschnitt SP2 and these two oil chamber sections SP1, SP2 are filled while leaving air spaces each with different lubricating oils.
Der erste Olraumabschnitt SP1 ist hierbei teilweise mit einem Schmieröl befüllt, das auf die tribologischen Anforderungen des Zahneingriffs zwischen einem Antriebsritzel 8 und einem Tellerrad 7 ausgelegt ist. Im vorliegenden Falle handelt es sich bei diesem im ersten Olraumabschnitt SP1 aufgenommenen Schmieröl um ein sog. Hypoid-Öl. Dieses Öl hat eine relativ hohe Viskosität und bietet eine besondere Haftung an den Zahnflanken der relativ stark belasteten Zahnräder 7, 8. The first oil chamber section SP1 is in this case partially filled with a lubricating oil, which is designed for the tribological requirements of the tooth engagement between a drive pinion 8 and a ring gear 7. In the present case, this lubricating oil received in the first oil compartment section SP1 is a so-called hypoid oil. This oil has a relatively high viscosity and offers a special adhesion to the tooth flanks of the relatively heavily loaded gears 7, 8.
Der zweite Olraumabschnitt SP2 beherbergt einerseits mit hoher Bauraumdichte die Komponenten des Inneren Differentiales und der bereits genannten Koppelungseinrichtung CM und ist zudem mit einem Schmieröl befüllt, das einen leichgängigen Leerlaufbetrieb der Koppelungseinrichtung CM ermöglicht, wenn deren Lamellen nicht axial belastet sind. Bei diesem Schmieröl handelt es sich im vorliegenden Falle um ein niedrigviskoses, sog. ATF-ÖI, das z.B. auch in hydrostatischen Lenkhilfesystemen Anwendung findet. Neben dem leichtgängigen Lauf im Leerlaufbetriebszustand wird durch das erfindungsgemäße Konzept auch ein höheres Überbrückungsmoment und eine rascherer Momentenaufbau der Koppelungseinrichtung CM erreicht. On the one hand, the second oil compartment section SP2 accommodates the components of the inner differential and the already mentioned coupling device CM with high space density and is additionally filled with a lubricating oil which permits a smooth idling operation of the coupling device CM, if its fins are not axially loaded. This lubricating oil in the present case is a low-viscosity, so-called. ATF oil, which is e.g. also applies in hydrostatic power steering systems application. In addition to the smooth running in the idle operating state is achieved by the inventive concept, a higher bridging torque and a more rapid torque build-up of the coupling device CM.
Bei dem hier gezeigten erfindungsgemäßen Differentialgetriebe sind die beiden Ölraumabschnitte SP1 , SP2 primär durch das Umlaufgehäuse U voneinander getrennt. Der Innenraum des Umlaufgehäuses U ist gegenüber dem übrigen Innenraum des Getriebegehäuses abgedichtet. In the differential gear according to the invention shown here, the two oil chamber sections SP1, SP2 are primarily by the circulation housing U from each other separated. The interior of the circulation housing U is sealed from the rest of the interior of the transmission housing.
Die Abtriebssonnenräder 1 , 2 sind in dem Planetenträger 3 jeweils durch Dichtringe DR1 , DR2 abgedichtet drehbar geführt. Zudem ist auch der Planetenträger 3 in dem Umlaufgehäuse U über Dichtringe DR3, DR4 abgedichtet geführt. The output sun gears 1, 2 are guided sealed in the planet carrier 3 in each case sealed by sealing rings DR1, DR2. In addition, the planet carrier 3 is sealed in the circulation housing U via sealing rings DR3, DR4.
Die Bremslamellenpackung BLP und der Planetenträger 3 sind derart aufeinander abgestimmt ausgebildet, dass sich die Bremslamellenpackung BLP auf dem Radial- oder Bahnniveau der zur Getriebeachse X parallelen Planetenachsen XP befindet. Durch diesen speziellen Aufbau wird erreicht, dass die an der Bremslamellenpackung BLP angreifende Axialkraft F unter Einschluss der zur Getriebeachse X parallel ausgerichteten Planetenbolzen 6 durch den Planetenträger 3 hindurch axial abgeleitet werden kann. The brake disk pack BLP and the planetary carrier 3 are designed coordinated with one another such that the brake disk pack BLP is located at the radial or path level of the planetary axes XP parallel to the transmission axis X. This special design ensures that the axial force F acting on the brake disk pack BLP can be axially discharged through the planet carrier 3, including the planetary pin 6 aligned parallel to the transmission axis X.
Die Bremslamellenpackung BLP weist einen Satz erster ringartiger Bremslamellen 4a auf, die über eine Innenrandkontur mit dem Planetenträger 3 axial verschiebbar, jedoch drehfest in Eingriff stehen. Die Bremslamellenpackung BLP weist einen Satz zweiter Bremslamellen 4b auf, die über eine Außenrand- kontur mit dem Umlaufgehäuse U axial verschiebbar, jedoch drehfest in Eingriff stehen. Diese Bremslamellen 4a, 4b sind als flache Stahlblechringscheiben ausgeführt und mit einem Reibmaterialbelag beschichtet. The brake disk pack BLP has a set of first ring-like brake disks 4a, which are axially displaceably but rotationally fixedly engaged via an inner edge contour with the planet carrier 3. The brake disk pack BLP has a set of second brake disks 4b, which are axially displaceable but non-rotatably engaged via an outer edge contour with the circulation housing U. These brake plates 4a, 4b are designed as flat sheet steel annular discs and coated with a Reibmaterialbelag.
Die axiale Abstützung der Bremslamellenpackung BLP an den Planetenlagerbolzen 6 erfolgt unter Einbindung eines Druckringelements 4d, das sich auf den Stirnflächen der Planetenlagerbolzen 6 abstützt. Der Planetenträger 3 und die Bremslamellenpackung BLP sind insgesamt so abgestimmt, dass der Radialabstand der jeweiligen Planetenbolzenachse XP von der Getriebeachse X größer ist als der Innendurchmesser einer Bremslamelle 4a, 4b und zudem kleiner ist als der Außendurchmesser jener Bremslamelle 4a, 4b. The axial support of the brake disc pack BLP to the planetary bearing pin 6 takes place with the involvement of a pressure ring element 4d, which is supported on the end faces of the planetary bearing pin 6. The planet carrier 3 and the brake disk pack BLP are tuned overall so that the radial distance of the respective planet pin axis XP from the transmission axis X is greater than the inner diameter of a brake disk 4a, 4b and also smaller than the outer diameter of the brake disk 4a, 4b.
Das zur Aufnahme des Planetenträgers 3 vorgesehene Umlaufgehäuse U ist als zweiteiliges Topfgehäuse ausgebildet und setzt sich aus einem ersten Topfelement U1 und einem zweiten Topfelement U2 zusammen, wobei das erste Topfelement U1 einen sich radial einwärts erstreckenden Bodenabschnitt U1 a aufweist. Jener Bodenabschnitt U1 a des ersten Topfelementes U1 ist hier mit kreiszylindrischen Durchbrüchen D1 versehen, die in gleicher Umfangstei- lung abfolgend jenen Bodenabschnitt U1 a axial durchsetzen. In diesen Durchbrüchen D1 sitzen die Stempelelemente Q1 eines ersten Satzes an Stempelelementen. Diese Stempelelemente Q1 sind in Richtung der Planetenachsen XP in den Durchbrüchen D1 axial verlagerbar und zudem abgedichtet geführt. Diese Stempelelemente Q1 fungieren als Druckkraftübertragungsorgane zwischen dem Innenbereich des Topfgehäuses U und dem Außenbereich desselben. Auf einer der Bremslammelenpackung BLP abgewandten Seite der Stempelelemente Q1 ist an diese Stempelelemente Q1 ein Laufrollenführungsring R1 angesetzt, der über ein Ringkolbenelement RK zum axialen Zusammenpressen der Bremslamellenpackung BLP axial belastbar ist. The provided for receiving the planet carrier 3 circulating housing U is designed as a two-piece pot housing and is composed of a first Pot member U1 and a second pot member U2 together, wherein the first pot member U1 has a radially inwardly extending bottom portion U1 a. The bottom section U1 a of the first cup element U1 is here provided with circular-cylindrical openings D1 which, in the same circumferential direction, successively pass through the bottom section U1a axially. The stamp elements Q1 of a first set of stamp elements are located in these openings D1. This stamp elements Q1 are axially displaceable in the direction of the planetary axes XP in the openings D1 and also guided sealed. These stamp elements Q1 act as pressure force transmission elements between the inner region of the pot housing U and the outer region thereof. On a side facing away from the Bremslammelenpackung BLP side of the punch elements Q1 a roller guide ring R1 is attached to these punch elements Q1, which is axially loaded via an annular piston element RK for axially compressing the brake disc pack BLP.
Das Ringkolbenelement RK ist in einer zur Getriebeachse X konzentrischen Ringkammer RC aufgenommen und nach Maßgabe eines an die Ringkammer RC über einen Fluidkanal C1 angelegten Fluiddruckes axial verfahrbar. Dieser Ringkolben RK drängt die an diesem anlaufenden Laufrollen R1 a des Laufrollenführungsringes R1 zum Planetenträger 3, d.h. in Richtung auf die Bremslamellenpackung BLP. Die vorgenannte Ringkammer RK ist hier direkt in das Getriebegehäuse G eingeformt. The annular piston element RK is accommodated in a concentric with the transmission axis X annular chamber RC and axially movable in accordance with an applied to the annular chamber RC via a fluid channel C1 fluid pressure. This ring piston RK urges the on this incoming rollers R1 a of the roller guide ring R1 to the planet carrier 3, i. towards the brake disc pack BLP. The aforementioned annular chamber RK is here formed directly in the transmission housing G.
Der Planetenträger 3 ist auf seiner der Bremslamellenpackung BLP abgewandten Seite ebenfalls durch Stempelelemente Q2 abgestützt, die wiederum durch eine Bodenfläche U2a des Umlaufgehäuses U abgedichtet, axial verschiebbar hindurchgeführt sind und sich stirnseitig auf einem zweiten Laufrollenring R2 abstützen. Diese Stempelelemente Q2 sind baugleich zu den vorangehend genannten ersten Stempelelementen Q1 ausgebildet. The planet carrier 3 is also supported on its side facing away from the brake disk pack BLP side by stamp elements Q2, which in turn are sealed by a bottom surface U2a of the circulating housing U, axially slidably guided and are supported on the front side on a second roller ring R2. These stamp elements Q2 are of identical design to the above-mentioned first stamp elements Q1.
Die Stempelelemente Q1 , Q2 sind über Dichtringe abdichtend in dem Umlaufgehäuse U axial verschiebbar geführt. Der Laufrollenring R2 trägt eine Laufrollenanordnung R2a, die unmittelbar an einer Stirnfläche eines äußeren Lagerringes L4a eines das Umlaufgehäuse U lagernden Lagers L4 anläuft. Der Laufrollenring R2 kann so gestaltet sein, dass dieser durch einen Lagerinnenring L4i dieses Lagers L4 zentriert wird. The stamp elements Q1, Q2 are sealingly guided axially displaceably in the circulation housing U via sealing rings. The roller ring R2 carries a roller assembly R2a, which starts directly on an end face of an outer bearing ring L4a of a bearing housing U bearing bearing L4. The roller ring R2 can be designed so that it is centered by a bearing inner ring L4i this bearing L4.
Die Stempelelemente Q1 , Q2 können partiell in geeigneten Aufnahmetaschen der Laufrollenringe R1 , R2 sitzen und ggf. in diesen gesichert sein. Über die Stempelelemente Q1 , Q2 kann bezüglich der Laufringe R1 , R2 eine Verdrehsicherung realisiert werden, sodass die Laufringe R1 , R2 zwar gemeinsam mit den diesen zugeordneten Stempelelementen axial verlagerbar sind, sich jedoch nicht gegenüber dem Umlaufgehäuse U verdrehen. The stamp elements Q1, Q2 can be partially seated in suitable receiving pockets of the roller rings R1, R2 and possibly secured in them. An anti-twist device can be realized with respect to the race rings R1, R2 via the stamp elements Q1, Q2, so that the races R1, R2 are axially displaceable together with the stamp elements assigned to them, but do not rotate relative to the circulating housing U.
Die vorgenannten ersten und zweiten Umlaufplanenten P1 , P2 stehen miteinander unmittelbar in Eingriff und sind damit, wie nachfolgend noch vertieft wer- den wird, derart miteinander getrieblich gekoppelt, dass sich diese gegensinnig drehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind insgesamt drei Umlaufplaneten P1 vorgesehen, die mit dem ersten Abtriebssonnenrad 1 in Eingriff stehen. Diese mit dem ersten Abtriebssonnenrad 1 in Eingriff stehenden Umlaufplaneten P1 bilden einen ersten Umlaufplanetensatz. Weiterhin sind bei diesem Aus- führungsbeispiel insgesamt drei Umlaufplaneten P2 vorgesehen, die mit dem zweiten Abtriebssonnenrad 2 in Eingriff stehen. Diese mit dem zweiten Abtriebssonnenrad 2 in Eingriff stehenden Umlaufplaneten P2 bilden einen zweiten Umlaufplanetensatz. Jeweils ein Umlaufplanet P1 des ersten Satzes steht mit einem Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes in Eingriff. Der Eingriff der Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes in die Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes erfolgt in der gleichen Verzahnungsebene wie der Eingriff der Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes in das erste Abtriebssonnenrad 1 . The aforementioned first and second planetary planets P1, P2 are in direct engagement with each other and, as will be explained in more detail below, are coupled to one another in such a manner that they rotate in opposite directions. In this embodiment, a total of three planetary planets P1 are provided, which are in engagement with the first output sun gear 1. These rotating planetary gears P1 engaged with the first driven sun gear 1 form a first planetary planetary gear set. Furthermore, a total of three planetary planets P2 are provided in this embodiment, which are in engagement with the second driven sun gear 2. These rotating planetary gears P2 engaged with the second driven sun gear 2 form a second planetary planetary gear set. In each case a circulation planet P1 of the first set is engaged with a circulation planet P2 of the second set. The engagement of the revolving planets P1 of the first set in the revolving planets P2 of the second set takes place in the same toothing plane as the engagement of the revolving planets P1 of the first set in the first driven sun gear 1.
Das erste Abtriebssonnenrad 1 und das zweite Abtriebssonnenrad 2 sind hin- sichtlich der Verzahnungsgeometrie derart aufeinander abgestimmt, dass der Kopfkreis der Stirnradverzahnung 1 a des ersten Abtriebssonnenrades 1 kleiner ist als der Fußkreis der Abtriebssonnenradverzahnung 2a des zweiten Abtriebssonnenrades 2. Die Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes greifen im Be- reich der Verzahnungsebene des ersten Abtriebssonnenrades 1 in die Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes ein. Die beiden Abtriebssonnenräder 1 , 2 befinden sich damit in unmittelbarer Nachbarschaft. Die beiden Abtriebssonnenräder 1 , 2 sind derart ausgebildet, dass die Ab- triebssonnenradverzahnung 1 a des ersten Abtriebssonnenrades 1 und die Ab- triebssonnenradverzahnung 2a des zweiten Abtriebssonnenrades 2 gleiche Zähnezahlen aufweisen. Auch die Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes und die Umlaufplaneten P2 des zweiten Satzes weisen gleiche Zähnezahlen auf. Die Einleitung der Antriebsleistung in das Differentialgetriebe erfolgt über das Tellerrad 7 in das Umlaufgehäuse U. Über die Umlaufplaneten P1 , P2 erfolgt eine symmetrische Momentenaufteilung und Leistungsverzweigung auf die Abtriebssonnenräder 1 , 2. An den Abtriebssonnenrädern 1 , 2 sind Bundabschnitte 1 b, 2b ausgebildet. Diese Bundabschnitte 1 b, 2b mit einer Innenver- zahnung 1 c, 2c versehen. In diese Innenverzahnung 1 c, 2c können entsprechend komplementär verzahnte Endabschnitte von Radantriebswellen, oder anderweitigen Leistungstransferkomponenten des jeweiligen Radantriebsstranges eingefügt werden. Anstelle der hier gezeigten Innenverzahnung sind auch anderweitige Verbindungsgeometrien zur Drehmomentenübertragung und zentrierten Aufnahme entsprechender Komponenten möglich. The first output sun gear 1 and the second output sun gear 2 are matched with respect to the tooth geometry such that the tip circle of the spur gear toothing 1 a of the first output sun gear 1 is smaller than the root circle of the output sun gear toothing 2 a of the second output sun gear 2. The planetary planets P 1 of the first set engage in the process of rich of the toothing plane of the first output sun gear 1 in the circulation planets P2 of the second set. The two output sun gears 1, 2 are thus in the immediate vicinity. The two output sun gears 1, 2 are designed such that the output sun gear teeth 1 a of the first output sun gear 1 and the output sun gear teeth 2 a of the second output sun gear 2 have the same number of teeth. The circulation planets P1 of the first set and the circulation planets P2 of the second set also have the same number of teeth. About the planetary planets P1, P2 is a symmetrical torque distribution and power split on the output sun gears 1, 2. At the output sun gears 1, 2 collar sections 1 b, 2b are formed. This collar sections 1 b, 2 b provided with an internal toothing 1 c, 2c. In this internal toothing 1 c, 2 c correspondingly complementarily toothed end portions of Radantriebswellen, or other power transfer components of the respective Radantriebsstranges be inserted. Instead of the internal teeth shown here also other connection geometries for torque transmission and centered recording of corresponding components are possible.
Das an das Umlaufgehäuse U drehfest angesetzte Tellerrad 7 wird über ein Hauptantriebsritzel 8 angetrieben. Das Tellerrad 7 und das Hauptantriebsritzel 8 bilden ein Winkelgetriebe. Die hier gezeigte Ausführungsform eignet sich damit insbesondere als Achsdifferential für eine selektiv vom Hauptantriebsstrang abkoppelbare Hinterachse. Anstelle der hier gezeigten Drehmomenteneinleitung über ein Winkelgetriebe ist es auch möglich, am Umlaufgehäuse U ein Stirnrad vorzusehen das beispielsweise über ein weiteres Stirnrad angetrieben wird. Eine derartige Variante eignet sich dann insbesondere für den direkten Anbau an ein Fahrzeuggetriebe. The rotatably attached to the rotary housing U ring gear 7 is driven by a main drive pinion 8. The ring gear 7 and the main drive pinion 8 form an angular gear. The embodiment shown here is thus particularly suitable as an axle differential for a selectively decoupled from the main driveline rear axle. Instead of the torque introduction shown here via a bevel gear, it is also possible to provide the planetary gear U a spur gear which is driven for example via a further spur gear. Such a variant is then particularly suitable for direct attachment to a vehicle transmission.
Der Planetenträger 3 sitzt zwischen dem Ringelement R und der Bremslamellenpackung BLP. Die Axialkraftübertragung zwischen dem Ringelement R und der Bremslamellenpackung BLP erfolgt hier primär über die Planetenbolzen 6 und den durch diese ausgesteiften Planetenträger 3 selbst. The planet carrier 3 is seated between the ring element R and the brake disc pack BLP. The Axialkraftübertragung between the ring element R and the brake disk pack BLP takes place here primarily via the planet pins 6 and the planet carrier 3 stiffened by them.
Der Planetenträger 3 setzt sich aus zwei Trägerschalen 3a, 3b und einem Trä- gerzapfen 3c zusammen. Die Trägerschalen 3a, 3b sind jeweils als Blechumformteile gefertigt. Diese beiden Trägerschalen 3a, 3b und der Trägerzapfen 3c sind miteinander verschweißt. An der ersten Trägerschale 3a sind hierzu Stege ausgebildet, die als solche den Verzahnungsbereich überbrücken. Die erste Trägerschale 3a bildet eine Innenbohrung, in welcher ein Fortsatz des ersten Abtriebssonnenrades 1 drehbar aufgenommen ist. Die Bremslamellenpackung BLP sitzt auf dem Trägerzapfen 3c. Durch Festbremsen der Bremslamellenpackung BLP ist damit der Planetenträger 3 mit dem Umlaufgehäuse U reibschlüssig koppelbar. Die Bremslamellenpackung BLP und die zur axialen Belastung derselben vorgesehene Stellmechanik 5 ist so ausgelegt, dass über diese Bremslamellenpackung BLP in axial belasteten Zustand das am Tellerrad 7 anliegenden Antriebsmoment auf den Planetenträger 3 übertragen werden kann. The planet carrier 3 is composed of two carrier shells 3a, 3b and a carrier pin 3c. The carrier shells 3a, 3b are each manufactured as Blechumformteile. These two carrier shells 3a, 3b and the carrier pin 3c are welded together. On the first carrier shell 3a for this purpose webs are formed, which bridge the toothing area as such. The first carrier shell 3a forms an inner bore, in which an extension of the first output sun gear 1 is rotatably received. The brake disc pack BLP sits on the trunnion 3c. By braking the brake disk pack BLP so that the planet carrier 3 with the circulation housing U can be frictionally coupled. The brake disk pack BLP and the axial load of the same provided adjusting mechanism 5 is designed so that on this brake disk pack BLP in the axially loaded state, the torque applied to the crown gear 7 can be transmitted to the planet carrier 3.
Die Lagerung des Planetenträgers 3 in dem Umlaufgehäuse U erfolgt über ein erstes Nadellager L1 und ein zweites Nadellager L2. Die Lagerung des Umlaufgehäuses U in dem Getriebegehäuse G erfolgt über Schrägkugellager L3, L4. Diese Schrägkugellager L3, L4 leiten auch die am Tellerrad 7 angreifenden, radial und axial gerichteten Zahnradreaktionskraftkomponenten in das Getriebegehäuse G ab. Das Lager L1 und auch das Lager L2 müssen jeweils keine axialen Kräfte ableiten. Hauptzweck dieser Lager L1 , L2 ist die Zentrierung und Lagerung des Planetenträgers 3 in dem Umlaufgehäuse U. Im Sitz S2 wird ein Wellendichtring eingesetzt, um entsprechend eine Abdichtung zwischen Gehäuse und Steckwelle zu realisieren (nicht dargestellt). Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Differentialgetriebes ist wie folgt: Über das Hauptantriebsritzel 8 wird das Tellerrad 7 angetrieben. Das Tellerrad 7 ist drehfest an dem Umlaufgehäuse U fixiert. Demgemäß wird über das Tellerrad 7 das Umlaufgehäuse U in Drehung versetzt. Dieses Umlaufgehäuse U ist konzentrisch zu einer Getriebeachse X angeordnet und über die Lager L3, L4 drehbar im Getriebegehäuse G gelagert. Die Schmierung des Zahneingriffs zwischen den Hauptantriebsritzel 8 und dem Tellerrad 7, sowie der Schrägkugellager L3, L4 erfolgt über eine Hypoid-Schmierölfüllung, die in dem ersten Ölraumabschnitt SP1 in dem Getriebegehäuse G aufgenommen ist. The bearing of the planet carrier 3 in the circulation housing U via a first needle bearing L1 and a second needle bearing L2. The storage of the circulation housing U in the transmission housing G via angular contact ball bearings L3, L4. These angular contact ball bearings L3, L4 also divert the radially and axially directed gear reaction force components engaging on the ring gear 7 into the transmission housing G. The bearing L1 and also the bearing L2 each have no axial forces derived. The main purpose of these bearings L1, L2 is the centering and mounting of the planetary carrier 3 in the circulation housing U. In the seat S2, a shaft seal is used to correspondingly realize a seal between the housing and the stub shaft (not shown). The operation of the differential gear according to the invention is as follows: About the main drive pinion 8, the ring gear 7 is driven. The ring gear 7 is rotatably fixed to the circulation housing U. Accordingly, the rotary housing U is rotated via the ring gear 7 in rotation. This circulation housing U is arranged concentrically to a transmission axis X and rotatably supported in the transmission housing G via the bearings L3, L4. The lubrication of the meshing engagement between the main drive sprocket 8 and the ring gear 7, and the angular contact ball bearings L3, L4 via a hypoid lubricating oil filling, which is received in the first oil chamber section SP1 in the transmission housing G.
Gemeinsam mit dem Umlaufgehäuse U werden auch die darin aufgenommenen und mit diesem drehfest gekoppelten Bremslamellenringe 4b der Bremslamellenpackung BLP in Drehung versetzt. Die Bremslamellenpackung BLP wird axial durch den Druckring 4d und der Ringplatte 4c nach Maßgabe der durch die Stellmechanik 5 generierten Axialkraft belastet und damit ggf. in einen Koppelungszustand verbracht, in welchem das Umlaufgehäuse U und der Planetenträger 3 reibschlüssig gekoppelt sind. Innerhalb des Planetenträgers 3 erfolgt eine Leistungsverzweigung über die Planeten P1 , P2 auf die Abtriebs- sonnenräder 1 , 2. Die Schmierung der Bremslamellenpackung BLP und der an den Planetenträger 3 angebundenen Zahnräder P1 , P2, sowie der Abtriebssonnenräder 1 , 2 erfolgt durch die im zweiten Ölraumabschnitt, d.h im inneren des Umlaufgehäuses aufgenommene, relativ niedrig viskose ATF-Ölfüllung. Das hier in dem Umlaufgehäuse U aufgenommene Umlaufrädergetriebe bildet wie bereits ausgeführt ein Stirnraddifferential. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Abtriebssonnenräder 1 , 2 und die Planetenräder P1 , P2 der Planetenanordnung P mit einer Verzahnung nach Wildhaber/Novikov versehen. Das erste Abtriebssonnenrad 1 hat hierbei eine Verzahnung mit kleinem Kopfreis und konkaven Zahnflankenflächen. Das zweite Abtriebssonnenrad 2 hat eine Verzahnung mit großem Kopfreis und konvexen Zahnflankenflächen. Der Kopfkreisdurchmesser des ersten Abtriebssonnenrades 1 und der theoretische Fußkreis des zweiten Abtriebssonnerades 2 entsprechen in etwa dem identischen Teilkreisdurchmesser. Beide Zahnräder 1 , 2 haben gleiche Zähne- zahlen. Das erste Abtriebssonnenrad 1 steht mit den Umlaufplaneten P1 in Eingriff, das zweite Abtriebssonnenrad 2 steht mit den Umlaufplaneten P2 in Eingriff. Die Umlaufplaneten P1 haben einen großen Kopfkreisdurchmesser und bilden konvexe Zahnflanken. Die Umlaufplaneten P2 haben einen kleinen Kopfkreisdurchmesser und bilden konkave Zahnflanken. Die Umlaufplaneten P1 , P2 stehen paarweise miteinander in Eingriff. Der Eingriff erfolgt in der Eingriffsebene der ersten Umlaufplaneten P1 in das erste Abtriebssonnenrad 1 . Die ersten Umlaufplaneten P1 haben eine Axiallänge, die im Wesentlichen der Axiallänge der Verzahnung 1 a des ersten Abtriebssonnenrades 1 entspricht. Die zweiten Umlaufplaneten P2 haben eine Axiallänge, die im wesentlichen der Summe der Axiallängen der Verzahnungen 1 a, 2a beider Abtriebssonnenräder 1 , 2 entspricht. Die Darstellung nach Figur 2 veranschaulicht stark vereinfacht nochmals das erfindungsgemäße Konzept zur Schaffung separater Schmierölträgerräume im Differentialgetriebe. Das Differentialgetriebe umfasst ein Getriebegehäuse G, ein Umlaufgehäuse U, das in dem Getriebegehäuse G um eine Getriebeachse X drehbar angeordnet ist, sowie einen in dem Umlaufgehäuse U zur Getriebe- achse koaxial angeordneten Planetenträger 3, der über eine Koppelungseinrichtung mit dem Umlaufgehäuse U selektiv reibschlüssig koppelbar ist. Der Innenbereich des Getriebegehäuses G ist in einen ersten Ölraumabschnitt SP1 und in einen zweiten Ölraumabschnitt SP2 gegliedert und diese beiden Öl- raumabschnitte SP1 , SP2 sind mit unterschiedlichen Schmierölen OE1 , OE2 befüllt. Das Umlaufgehäuse U ist über Dichtringe DR4, DR3 in dem Getriebegehäuse G abgedichtet. Together with the circulation housing U and the recorded therein and rotatably coupled thereto brake disc rings 4b of the brake disc pack BLP are rotated. The brake disk pack BLP is axially loaded by the pressure ring 4d and the annular plate 4c in accordance with the axial force generated by the adjusting mechanism 5 and thus possibly spent in a coupling state in which the circulation housing U and the planet carrier 3 are frictionally coupled. Within the planet carrier 3, a power split takes place via the planets P1, P2 on the output sun gears 1, 2. The lubrication of the brake disk pack BLP and the connected to the planet carrier 3 gears P1, P2, and the output sun gears 1, 2 carried by the second Oil space section, ie recorded in the interior of the circulation housing, relatively low viscosity ATF oil filling. The recorded here in the circulation housing U epicyclic gear train forms, as already stated a spur gear. In the embodiment shown here, the output sun gears 1, 2 and the planetary gears P1, P2 of the planetary arrangement P are provided with a teeth to Wildhaber / Novikov. The first output sun gear 1 in this case has a toothing with small head free and concave tooth flank surfaces. The second output sun gear 2 has a toothing with a large head and convex tooth flank surfaces. The tip diameter of the first output sun gear 1 and the theoretical root circle of the second output sun gear 2 correspond approximately to the identical pitch circle diameter. Both gears 1, 2 have the same numbers of teeth. The first output sun gear 1 is engaged with the circulation planet P1, the second output sun gear 2 is engaged with the circulation planet P2. The planetary planets P1 have a large tip diameter and form convex tooth flanks. The planetary planets P2 have a small one Tip diameter and form concave tooth flanks. The planetary planets P1, P2 are engaged in pairs. The intervention takes place in the engagement plane of the first circulation planet P1 in the first output sun gear 1. The first planetary planets P1 have an axial length which essentially corresponds to the axial length of the toothing 1 a of the first output sun gear 1. The second planetary planets P2 have an axial length which substantially corresponds to the sum of the axial lengths of the teeth 1 a, 2 a of both output sun gears 1, 2. The illustration of Figure 2 illustrates greatly simplified again the inventive concept for creating separate lubricating oil carrier spaces in the differential gear. The differential gear comprises a gear housing G, a circulation housing U, which is rotatably arranged in the gear housing G about a transmission axis X, and a coaxial in the circulation housing U to the transmission axis planet carrier 3, which selectively coupled via a coupling device with the circulation housing U frictionally is. The inner region of the transmission housing G is divided into a first oil chamber section SP1 and a second oil chamber section SP2, and these two oil chamber sections SP1, SP2 are filled with different lubricating oils OE1, OE2. The circulation housing U is sealed in the transmission housing G via sealing rings DR4, DR3.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Differentialgetriebe, mit: 1 . Differential gear, with:
- einem Getriebegehäuse (G),  a transmission housing (G),
- einem Umlaufgehäuse (U), das in dem Getriebegehäuse (G) um eine Getriebeachse (X) drehbar angeordnet ist,  a circulation housing (U) which is rotatably arranged in the transmission housing (G) about a transmission axis (X),
- einem in dem Umlaufgehäuse (U) zur Getriebeachse koaxial angeordneten Planetenträger (3),  - One in the circulation housing (U) to the transmission axis coaxially arranged planet carrier (3),
- einer Koppelungseinrichtung (CM) zur Generierung eines den Planetenträger (3) mit dem Umlaufgehäuse (U) koppelnden Koppelungsmomentes, und  - A coupling device (CM) for generating a planet carrier (3) with the circulation housing (U) coupling coupling moment, and
- einer Betätigungsmechanik (5) zur Verbringung der Koppelungseinrichtung (CM) in einen Koppelungszustand oder in einen Freigabezustand, - An actuating mechanism (5) for the movement of the coupling device (CM) in a coupling state or in a release state,
- wobei der Innenbereich des Getriebegehäuses (G) in einen ersten Olraumabschnitt (SP1 ) und in einen zweiten Olraumabschnitt (SP2) gegliedert ist und diese beiden OIraumabschnitte (SP1 , SP2) mit unterschiedlichen Schmierölen (OE1 , OE2) befüllt sind. - Wherein the inner region of the transmission housing (G) in a first Olraumabschnitt (SP1) and in a second Olraumabschnitt (SP2) is divided and these two OIraumabschnitte (SP1, SP2) with different lubricating oils (OE1, OE2) are filled.
2. Differentialgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Olraumabschnitt (SP1 ) mit einem Schmieröl befüllt ist, das auf die tribolo- gischen Anforderungen des Zahneingriffs in ein das Umlaufgehäuse (U) antreibendes Zahnrad, insbesondere Tellerrad (7) ausgelegt ist. 2. Differential gear according to claim 1, characterized in that the first Olraumabschnitt (SP1) is filled with a lubricating oil, which is designed to the tribological requirements of the gearing in a the circulation housing (U) driving gear, in particular ring gear (7).
3. Differentialgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Olraumabschnitt (SP2) mit einem Schmieröl befüllt ist, das einen leichgängigen Leerlaufbetrieb der Koppelungseinrichtung (CM) ermöglicht. 3. Differential gear according to claim 1 or 2, characterized in that the second Olraumabschnitt (SP2) is filled with a lubricating oil, which allows a leichgängigen idling operation of the coupling device (CM).
4. Differentialgetriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden OIraumabschnitte (SP1 , SP2) durch das Umlaufgehäuse (U) voneinander getrennt sind. 4. differential gear according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the two OIraumabschnitte (SP1, SP2) by the circulation housing (U) are separated from each other.
5. Differentialgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Umlaufgehäuse (U) und damit in dem zweiten Ölraumabschnitt (SP2) aufgenommene Schmierstoff ein Öl ist, das eine niedrigere Viskosität aufweist als die Ölfüllung im ersten Ölraumabschnitt (SP1 ) im Inneren des Getriebegehäuses (G). 5. differential gear according to claim 4, characterized in that in the circulation housing (U) and thus in the second oil chamber section (SP2) recorded lubricant is an oil having a lower viscosity than the oil filling in the first oil chamber section (SP1) inside the Transmission housing (G).
6. Differentialgetriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufgehäuse (U) mit einem ATF-ÖI und dass das Getriebegehäuse (G) mit einem Hypoid-Öl befüllt ist. 6. differential gear according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the circulation housing (U) with an ATF oil and that the transmission housing (G) is filled with a hypoid oil.
7. Differentialgetriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Umlaufgehäuses (U) abgedichtet ist. 7. differential gear according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the interior of the circulating housing (U) is sealed.
8. Differentialgetriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (3) eine Planetenanordnung (P) trägt, die mit einem ersten und mit einem zweiten Abtriebssonnenrad (1 , 2) in Eingriff steht und diese beiden Abtriebssonnenräder (1 , 2) gegensinnig drehbar koppelt. 8. A differential according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the planet carrier (3) carries a planetary arrangement (P) which is in engagement with a first and a second output sun gear (1, 2) and these two output sun gears ( 1, 2) rotatably coupled in opposite directions.
9. Differentialgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebssonnenräder (1 , 2) in dem Planetenträger (3) jeweils abgedichtet drehbar geführt sind. 9. differential gear according to claim 8, characterized in that the driven sun gears (1, 2) in the planet carrier (3) are each guided sealed sealed.
10. Differentialgetriebe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Planeten-träger (3) in dem Umlaufgehäuse (U) abgedichtet drehbar geführt ist. 10. Differential gear according to claim 8 or 9, characterized in that the planetary carrier (3) in the circulation housing (U) is rotatably guided guided sealed.
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