WO2014169912A1 - Differential gear - Google Patents

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WO2014169912A1
WO2014169912A1 PCT/DE2014/200107 DE2014200107W WO2014169912A1 WO 2014169912 A1 WO2014169912 A1 WO 2014169912A1 DE 2014200107 W DE2014200107 W DE 2014200107W WO 2014169912 A1 WO2014169912 A1 WO 2014169912A1
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WO
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housing
differential gear
blp
planetary
gear
Prior art date
Application number
PCT/DE2014/200107
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German (de)
French (fr)
Inventor
Ralph Schimpf
Thorsten Biermann
Franz Kurth
Harald Martini
Original Assignee
Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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Filing date
Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/344Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear
    • B60K17/346Arrangement 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/20Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/22Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using friction clutches or brakes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/06Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/10Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears
    • F16H2048/106Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears characterised by two sun gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/20Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/30Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means
    • F16H48/34Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means using electromagnetic or electric actuators
    • F16H2048/343Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means using electromagnetic or electric actuators using a rotary motor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/06Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/10Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears
    • F16H48/11Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears having intermeshing planet gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/20Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/295Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using multiple means for force boosting

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 sitting in the circulation housing, which is branched by this differential gear applied to the circulation housing drive power 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 set freely, only the average 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 unneeded, 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 enables a switchable suspension or bringing about the drive connection between the power input and the two power outputs and is characterized by a cost-effective and robust construction.
  • 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 braking device having a brake disk pack for generating a coupling moment coupling the planet carrier to the planetary housing
  • the actuating mechanism comprises an axially expandable Hubaktuator received in the circulation housing and is supported axially in the circulation housing on this. This advantageously makes it possible to provide a differential gear in which the axial forces required to bring about a coupling state of the braking device are guided within the circulating housing and do not have to be removed into the gear housing via the bearing of the circulating housing.
  • the Hubaktuator is rotatably supported axially in the rotary housing relative to this rotary housing via a first thrust bearing, said first thrust bearing is preferably designed as a cylindrical roller bearing.
  • the Hubaktuator is preferably axially rotatably supported in the circulation housing and against the braking device via a second thrust bearing.
  • This second thrust bearing can be designed as a cylindrical bearing that is identical to the first thrust bearing.
  • the second thrust bearing can be designed so that the cylindrical rollers roll on a pressure plate, which axially loads the brake disc pack.
  • the Hubaktuator may be formed as a hydrostatic actuator according to an advantageous embodiment of the invention and in this case comprise an annular piston and an annular chamber, wherein the axial expansion of the actuator is accomplished by applying the annular chamber with a fluid.
  • the lifting actuator as a ramp actuator so that it comprises a first ramp disc and a second ramp disc, wherein the first ramp disc can be twisted about the transmission axis relative to the second ramp disc.
  • the twisting of the first ramp disc relative to the second ramp disc is preferably accomplished here by an electromechanical actuating motor, which is stationarily integrated into the transmission housing outside of the circulating housing.
  • the ramp actuator can be designed so that the second ramp disc is rotatably coupled to the transmission housing.
  • the kinematic coupling of the first ram penoxy with the electric motor is preferably carried out via a bushing portion coaxial with the transmission axis of a bottom portion of the circulation housing and coupled to the electric motor, if necessary, with the interposition of a transmission gear.
  • the differential gear itself is preferably constructed such that it comprises a first output sun gear, a second output sun gear and a planetary assembly received in the planet carrier, for coupling the two output sun gears in a rotationally movable manner in opposite directions.
  • the planetary arrangement in this case comprises a plurality of planetary orbits, which are rotatable as such about planetary axes, which are aligned parallel to the transmission axis.
  • the braking device and the planet carrier are designed coordinated with one another such that the brake disk pack is located at the radial level of the planetary axles.
  • 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 accomplished by involving a pressure 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 consisting of a first Pot member and a second pot member composed, wherein the first pot member has a radially inwardly extending bottom portion which receives as such the axial force generated by the Hubaktuator.
  • 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 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 here on the respective gears preferably realized geometries, as well as to the head and least Vietnamese malmessern the output sun gears and the attacking them planetary gears are dealt with in more detail in the figure description.
  • the actuation of the coupling device accommodated in the circulation housing takes place via a ramp sub-unit which is inserted into the circulating housing and acts in this case, preferably via an external, i. outside the circulating housing arranged electromechanical actuator, in particular via an electric motor is actuated.
  • Figure 1 is an axial sectional view for illustrating the structure of a differential gear according to the invention in which the coupling of the planet carrier is accomplished on a receiving this pot housing via a brake disk pack which is relative to the transmission axis on the web or
  • Radial level of the Planetenradlagerbolzenachsen extends, wherein the required for bringing about the coupling state a- xiale load of the brake disk pack is accomplished by an axially expandable, inherently stationary Hubaktuator which is received in the circulation housing and rotatably supported therein; a schematic representation to illustrate the structure of the rotatable within the circulating housing Hubaktua- sector.
  • 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 received in the planet carrier 3 planetary arrangement P for oppositely nadowegbaren coupling of the two output sun gears 1, 2.
  • the differential gear is a brake device BLP which is designed here as Bremslamellenpackung, for generating a coupling moment selectively coupling the planet carrier 3 to the circulating housing U in accordance with an axial force 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 disc pack BLP axial force.
  • the brake disk pack BLP is integrated into the differential gear in such a way that, with a corresponding axial load, it couples the planet carrier 3 to the circulation housing U in a friction-locked manner.
  • the actuating mechanism 5 is designed such that it has an axially expandable Hubaktuator 6 which is received in the circulation housing U and rotatably supported axially in the circulation housing U at this.
  • the lifting actuator 6 is rotatably supported axially in the circulating housing U with respect to this circulating housing U via a first axial bearing AX1.
  • This first axial bearing AX1 is designed here as a cylindrical roller bearing.
  • the Hubaktuator 6 is rotatably supported axially in the circulation housing U and with respect to the braking device BLP via a second thrust bearing AX2.
  • This second axial bearing AX2 is also designed as a cylindrical roller bearing.
  • the cylindrical rollers of the axial bearing AX2 roll on a pressure plate 4c which axially loads the brake disk pack BLP in the event of actuation.
  • the Hubaktuator 6 is designed as Rampenaktuator, in particular Kugelrampenaktuator and includes a first ramp disc 6a and a second ramp disc 6b, wherein the first ramp disc 6a relative to the second ramp disc 6b is twistable about the transmission axis X.
  • the second ramp disc 6b is rotatably coupled to the transmission housing G.
  • the twisting of the first ramp disc 6a is accomplished by an electromechanical actuator, not shown here, or other actuator, which is located outside of the circulation housing and is stationarily connected to the transmission housing G.
  • the kinematic coupling of the first ramp disc 6a with the servomotor or actuator takes place via the here shown th collar 6 c, which is formed integrally with the first ramp plate 6 a and extending out of the circulation housing U out.
  • 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 brake disk pack BLP and the planetary carrier 3 are configured 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.
  • 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 formed as a two-piece pot housing and is composed of a first pot member U1 and a second pot member U2, wherein the first pot member U1 and the second pot member each have a radially inwardly extending bottom portion U1 a, or U2a has.
  • first and second planetary planets P1, P2 are in direct engagement with each other and thus, 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 or four 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 or four circulating planets P2 are provided, 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 planetary planets P1 of the first set in the circulation planets P2 of the second set takes place in the same gearing plane as the engagement of the planetary planets P1 of the first set in the first output sunshade 1.
  • Umlaufplanetenoomen provided, in particular only two or three, or even five Umlaufplanetenoome.
  • the first output sun gear 1 and the second output sun gear 2 are matched with respect to the tooth geometry such that the top circle of the spur gear 1 a of the first output sun gear 1 is smaller than thetician Vietnamese the Abretessonnenradvertechnikung 2a of the second Abretesonnenrades 2.
  • the planetary planets P1 of the first set in the range the toothing plane of the first output sun gear 1 into the circulation Planets P2 of the second set.
  • the two Abtariassonnenate 1, 2 are thus in the immediate vicinity.
  • the two Abtariassonnenate 1, 2 are formed such that the Abtriebssonnenradverzahnung 1 a of the first output sun gear 1 and the Abriebssonnenradvertechnikung 2a of the second driven sun gear 2 have the same numbers 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. These collar sections 1 b, 2 b are here produced by extrusion molding and provided with an internal toothing 1 c, 2 c.
  • 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 a ring element R and the brake disk pack BLP.
  • the axial force support 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.
  • 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 brake disc rings 4b of the brake disc pack BLP which are coupled to them in a rotationally fixed manner, are also 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.
  • the adjusting mechanism 5 comprises a Hubaktuator which is axially rotatably supported on both sides in the circulation housing.
  • the lifting actuator comprises a first ramp disk 6a and a second ramp disk 6b. If these two ramp discs 6a, 6b are twisted against each other, they lift axially away from each other, or approach each other axially.
  • the Hubaktuator 6 thus converts a torsion movement in a linear lifting movement in the direction of the transmission axis X.
  • the first ramp disc 6a is supported via the second thrust bearing AX2 on the pressure plate 4c of the brake disc pack BLP.
  • the second ramp disc 6b is supported via the first thrust bearing AX1 at the radially inwardly penetrating bottom portion U1a of the circulating housing U.
  • the actuating force generated by the actuating mechanism 5 acting on the brake disk pack BLP is guided within the circulating housing in the illustrated differential gear and does not engage the bearings L3, L4.
  • 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 number 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 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 representation according to FIG. 2 once again illustrates the functional field of the lifting actuator 6 incorporated according to the invention into the circulating housing and rotatably mounted in this circulating housing.
  • the lifting actuator 6 has the shortest axial length.
  • the first ramp disc 6a is twisted relative to the second ramp disc 6b.
  • the two ramp discs 6a, 6b are supported on rolling elements 6d, which are designed here by way of example as cylindrical rollers 6d.
  • the two ramp discs are axially profiled in the region of the mutually facing end faces and thus cancel each other axially in a relative rotation.
  • Both ramp disks 6a, 6b are rotatably supported axially on the circulation housing U or the brake disk pack BLP via the axial bearings AX1, AX2, which are not closer to each other here.
  • the second ramp disc 6b is rotatably anchored to the transmission housing G.
  • the first ramp disc 6a can be twisted over the here provided with a toothing collar 6c of an actuator which is outside of the circulating housing U.
  • the collar 6c can also be led out laterally from the gearbox G and connected there with a lever, so that the application of the adjusting movement can be effected by a simple encoder acting on that lever, eg a positioning cylinder or a correspondingly dimensioned vacuum unit.
  • the wheel drive shaft is then led out as such rotatably engaged in the internal toothing of the second sun gear.
  • a slide bearing ring 6b2 is used, which as such superimposes radially on this here recognizable socket portion 6a1, which extends between the first ramp plate 6a and the toothed collar 6c.
  • the axial, rotatable support of the second ramp disc 6b on the circulating housing U not shown in detail here takes place via the cylindrical roller bearing AX1.
  • This comprises here cylindrical rollers which are guided in a cage AX1 -K and roll on a race AX1 -R.
  • the raceway AX1-R is made as a sheet metal stamped part and designed so that it centers in the circulation housing U, in particular on the radially inwardly penetrating end wall U1 a (see Fig. 1) in the correct position with a slight press fit.
  • the ramp disk arrangement 6a, 6b is rotatably supported by the two axial bearings AX1, AX2 in relation to the circulation housing U and the components revolving therewith.
  • the actuating forces generated by the ramp disc arrangement and generated in the direction of the transmission axis act within the revolving unit and, due to the two-sided support of the ramp disc arrangement in the circulation housing U out so that they do not have to be removed via the storage of the circulating housing U provided main bearing (L3, 14) and thus have no effect on the load of these bearings.
  • the adjusting mechanism formed with the inclusion of the ramp discs 6a, 6b is located within the circulating housing U, the actuation of the ramp discs 6a, 6b takes place from the outside here by the first ramp disc 6a applied via the collar 6c with a torque and thus twisted against the second ramp disc becomes.
  • the actuating mechanism according to the invention rotatably supported on both sides can also have a different construction.
  • the controlled axial expansion of the actuating mechanism can also be achieved by other mechanical concepts, so it is particularly possible to support the two discs 6a, 6b via a threaded structure against each other.

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 braking system with a brake plate package for generating a coupling torque to couple the planet carrier to the epicyclic gear casing, and an actuating mechanism for generating an axial load which is applied to the braking system. According to the invention the actuating mechanism has an axially extendable lifting actuator which is accommodated in the epicyclic gear casing and is rotatably axially supported on the epicyclic gear casing.

Description

Bezeichnung der Erfindung  Name of the invention
Differentialgetriebe differential gear
Beschreibung Gebiet der Erfindung Description 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 sitting in the circulation housing, which is branched by this differential gear applied to the circulation housing drive power 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 set freely, only the average 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 unneeded, 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 bzw. Herbeiführung der Antriebsverbindung zwischen dem Leistungseingang und den beiden Leistungsausgängen ermöglicht und sich durch einen kostengünstig realisierbaren und robusten Aufbau auszeichnet. The invention has for its object to provide a differential gear which enables a switchable suspension or bringing about the drive connection between the power input and the two power outputs and is characterized by a cost-effective and robust construction.
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 Bremseinrichtung mit einer Bremslamellenpackung zur Generierung eines den Planetenträger mit dem Umlaufgehäuse koppelnden Koppelungsmomentes, und  a braking device having a brake disk pack for generating a coupling moment coupling the planet carrier to the planetary housing, and
- einer Betätigungsmechanik zur Generierung einer an der Bremseinrichtung angreifenden Axialkraft, wobei  - An actuating mechanism for generating a force acting on the braking device axial force, wherein
- die Betätigungsmechanik einen axial weitbaren Hubaktuator aufweist der in dem Umlaufgehäuse aufgenommen und sich in dem Umlaufgehäuse an diesem axial abstützt. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein Differentialgetriebe zu schaffen, bei welchem die zur Herbeiführung eines Kopplungszustandes der Bremseinrichtung erforderlichen axialen Kräfte innerhalb des Umlaufgehäuses geführt und nicht über die Lagerung des Umlaufgehäuses in das Getriebege- häuse abgetragen werden müssen. - The actuating mechanism comprises an axially expandable Hubaktuator received in the circulation housing and is supported axially in the circulation housing on this. This advantageously makes it possible to provide a differential gear in which the axial forces required to bring about a coupling state of the braking device are guided within the circulating housing and do not have to be removed into the gear housing via the bearing of the circulating housing.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Hubaktuator in dem Umlaufgehäuse gegenüber diesem Umlaufgehäuse über ein erstes Axiallager drehbar axial abgestützt, wobei dieses erste Axiallager vorzugsweise als Zylinderrollenlager ausgeführt ist. Zudem ist der Hubaktuator vorzugsweise in dem Umlaufgehäuse auch gegenüber der Bremseinrichtung über ein zweites Axiallager drehbar axial abgestützt. Dieses zweite Axiallager kann als zum ersten Axiallager baugleiches Zylinderrollenlager ausgeführt sein. Das zweite Axiallager kann dabei so gestaltet sein, dass die Zylinderrollen auf einer Druckplatte abrollen, welche die Bremslamellenpackung axial belastet. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the Hubaktuator is rotatably supported axially in the rotary housing relative to this rotary housing via a first thrust bearing, said first thrust bearing is preferably designed as a cylindrical roller bearing. In addition, the Hubaktuator is preferably axially rotatably supported in the circulation housing and against the braking device via a second thrust bearing. This second thrust bearing can be designed as a cylindrical bearing that is identical to the first thrust bearing. The second thrust bearing can be designed so that the cylindrical rollers roll on a pressure plate, which axially loads the brake disc pack.
Der Hubaktuator kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung als hydrostatischer Aktuator ausgebildet sein und hierbei einen Ringkolben und eine Ringkammer umfassen, wobei die axiale Weitung des Aktuators durch Beaufschlagung der Ringkammer mit einem Fluid bewerkstelligt wird. The Hubaktuator may be formed as a hydrostatic actuator according to an advantageous embodiment of the invention and in this case comprise an annular piston and an annular chamber, wherein the axial expansion of the actuator is accomplished by applying the annular chamber with a fluid.
Alternativ zu der vorgenannten Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, den Hubaktuator als Rampenaktuator zu gestalteten, so dass dieser eine erste Rampenscheibe und eine zweite Rampenscheibe umfasst, wobei die erste Rampenscheibe gegenüber der zweiten Rampenscheibe um die Getriebeachse tordierbar ist. Die Tordierung der ersten Rampenscheibe gegenüber der zweiten Rampenscheibe wird hierbei vorzugsweise durch einen elektrome- chanischen Stellmotor bewerkstelligt der außerhalb des Umlaufgehäuses stationär in das Getriebegehäuse eingebunden ist. Der Rampenaktuator kann dabei so ausgebildet werden, dass die zweite Rampenscheibe mit dem Getriebegehäuse drehfest gekoppelt ist. Die kinematische Koppelung der ersten Ram- penscheibe mit dem Elektromotor erfolgt vorzugsweise über einen Buchsenabschnitt der koaxial zur Getriebeachse aus einem Bodenbereich des Umlaufgehäuses herausgeführt und mit dem Elektromotor ggf. unter Zwischenschaltung eines Übersetzungsgetriebes gekoppelt ist. As an alternative to the aforementioned embodiment of the invention, it is also possible to design the lifting actuator as a ramp actuator so that it comprises a first ramp disc and a second ramp disc, wherein the first ramp disc can be twisted about the transmission axis relative to the second ramp disc. The twisting of the first ramp disc relative to the second ramp disc is preferably accomplished here by an electromechanical actuating motor, which is stationarily integrated into the transmission housing outside of the circulating housing. The ramp actuator can be designed so that the second ramp disc is rotatably coupled to the transmission housing. The kinematic coupling of the first ram penscheibe with the electric motor is preferably carried out via a bushing portion coaxial with the transmission axis of a bottom portion of the circulation housing and coupled to the electric motor, if necessary, with the interposition of a transmission gear.
Das Differentialgetriebe selbst ist vorzugsweise so aufgebaut, dass dieses ein erstes Abtriebssonnenrad, ein zweites Abtriebssonnenrad, sowie eine in dem Planetenträger aufgenommene Planetenanordnung umfasst, zur gegensinnig drehbewegbaren Koppelung der beiden Abtriebssonnenräder. Die Planetenanordnung umfasst hierbei mehrere Umlaufplaneten, die als solche um Planetenachsen drehbar sind, die parallel zur Getriebeachse ausgerichtet sind. Die Bremseinrichtung und der Planetenträger sind derart aufeinander abgestimmt ausgebildet, dass sich die Bremslamellenpackung auf dem Radialniveau der Planetenachsen befindet. The differential gear itself is preferably constructed such that it comprises a first output sun gear, a second output sun gear and a planetary assembly received in the planet carrier, for coupling the two output sun gears in a rotationally movable manner in opposite directions. The planetary arrangement in this case comprises a plurality of planetary orbits, which are rotatable as such about planetary axes, which are aligned parallel to the transmission axis. The braking device and the planet carrier are designed coordinated with one another such that the brake disk pack is located at the radial level of the planetary axles.
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 Druckringelements 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 accomplished by involving a pressure 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 der als solcher die durch den Hubaktuator generierte Axialkraft aufnimmt. The provided for receiving the planet carrier circulation housing is preferably formed as a two-piece pot housing consisting of a first Pot member and a second pot member composed, wherein the first pot member has a radially inwardly extending bottom portion which receives as such the axial force generated by the Hubaktuator.
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. 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 werden in der Figurenbeschreibung vertieft abgehandelt. 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 here on the respective gears preferably realized geometries, as well as to the head and Fußkreisdurchmessern the output sun gears and the attacking them planetary gears are dealt with in more detail in the figure description.
Die Betätigung der im Umlaufgehäuse aufgenommenen Kupplungseinrichtung erfolgt über eine in das Umlaufgehäuse eingesetzte und in diesem wirkende Rampensteileinheit die vorzugsweise über einen externen, d.h. außerhalb des Umlaufgehäuses angeordneten elektromechanischen Stelltrieb, insbesondere über einen Elektromotor betätigt wird. The actuation of the coupling device accommodated in the circulation housing takes place via a ramp sub-unit which is inserted into the circulating housing and acts in this case, preferably via an external, i. outside the circulating housing arranged electromechanical actuator, in particular via an electric motor is actuated.
Kurzbeschreibung der Figuren Brief description of the figures
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nach- folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt: 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 die sich bezüglich der Getriebeachse auf dem Bahn- oderFurther details and features of the invention will become apparent from the following description in conjunction with the drawings. It shows: Figure 1 is an axial sectional view for illustrating the structure of a differential gear according to the invention in which the coupling of the planet carrier is accomplished on a receiving this pot housing via a brake disk pack which is relative to the transmission axis on the web or
Radialniveau der Planetenradlagerbolzenachsen erstreckt, wobei die zur Herbeiführung des Koppelungszustandes erforderliche a- xiale Belastung der Bremslamellenpackung durch einen axial weitbaren, an sich stationären Hubaktuator bewerkstellig wird der in dem Umlaufgehäuse aufgenommen und darin drehbar gelagert ist; eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus des innerhalb des Umlaufgehäuses drehbar angeordneten Hubaktua- tors. Radial level of the Planetenradlagerbolzenachsen extends, wherein the required for bringing about the coupling state a- xiale load of the brake disk pack is accomplished by an axially expandable, inherently stationary Hubaktuator which is received in the circulation housing and rotatably supported therein; a schematic representation to illustrate the structure of the rotatable within the circulating housing Hubaktua- sector.
Ausführliche Beschreibung der Figuren Detailed description of the figures
Die Darstellung nach Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Differentialgetriebe. Dieses 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. 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 Bremseinrichtung BLP die hier als Bremslamellenpackung ausgeführt ist, zur Generierung eines den Planetenträger 3 mit dem Umlaufgehäuse U selektiv koppelnden Koppelungsmomentes nach Maßgabe einer an der Bremslamellenpackung BLP angreifenden Axialkraft. Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße Differentialgetriebe eine Betätigungsmechanik 5 zur Generierung jener an der Bremslamellenpackung BLP angreifenden Axialkraft. 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. 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. The differential gear further comprises a first output sun gear 1, a second output sun gear 2 and a received in the planet carrier 3 planetary arrangement P for oppositely drehbewegbaren coupling of the two output sun gears 1, 2. In the differential gear is a brake device BLP which is designed here as Bremslamellenpackung, for generating a coupling moment selectively coupling the planet carrier 3 to the circulating housing U in accordance with an axial force acting on the brake disk pack BLP. Furthermore, the differential gear according to the invention comprises an actuating mechanism 5 for generating those acting on the brake disc pack BLP axial force. The brake disk pack BLP is integrated into the differential gear in such a way that, with a corresponding axial load, it couples the planet carrier 3 to the circulation housing U in a friction-locked manner. 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 by friction of the brake disc pack BLP the planetary carrier 3 with the circulation housing U frictionally.
Die Betätigungsmechanik 5 ist derart gestaltet, dass diese einen axial weitbaren Hubaktuator 6 aufweist der in dem Umlaufgehäuse U aufgenommen ist und sich in dem Umlaufgehäuse U an diesem drehbar axial abstützt. Der Hubaktuator 6 ist hierzu in dem Umlaufgehäuse U gegenüber diesem Umlaufgehäuse U über ein erstes Axiallager AX1 drehbar axial abgestützt. Dieses erste Axiallager AX1 ist hier als Zylinderrollenlager ausgeführt. Zudem ist der Hubaktuator 6 in dem Umlaufgehäuse U auch gegenüber der Bremseinrichtung BLP über ein zweites Axiallager AX2 drehbar axial abgestützt. Dieses zweite Axiallager AX2 ist ebenfalls als Zylinderrollenlager ausgeführt. Die Zylinderrollen des Axiallagers AX2 rollen auf einer Druckplatte 4c ab welche die Bremslamellenpackung BLP im Betätigungsfall axial belastet. The actuating mechanism 5 is designed such that it has an axially expandable Hubaktuator 6 which is received in the circulation housing U and rotatably supported axially in the circulation housing U at this. For this purpose, the lifting actuator 6 is rotatably supported axially in the circulating housing U with respect to this circulating housing U via a first axial bearing AX1. This first axial bearing AX1 is designed here as a cylindrical roller bearing. In addition, the Hubaktuator 6 is rotatably supported axially in the circulation housing U and with respect to the braking device BLP via a second thrust bearing AX2. This second axial bearing AX2 is also designed as a cylindrical roller bearing. The cylindrical rollers of the axial bearing AX2 roll on a pressure plate 4c which axially loads the brake disk pack BLP in the event of actuation.
Der Hubaktuator 6 ist als Rampenaktuator, insbesondere Kugelrampenaktuator ausgeführt und umfasst eine erste Rampenscheibe 6a und eine zweite Rampenscheibe 6b, wobei die erste Rampenscheibe 6a gegenüber der zweiten Rampenscheibe 6b um die Getriebeachse X tordierbar ist. Die zweite Rampenscheibe 6b ist mit dem Getriebegehäuse G drehfest gekoppelt. Die Tordierung der ersten Rampenscheibe 6a wird durch einen hier nicht weiter dargestellten elektromechanischen Stellmotor, oder anderweitigen Stelltrieb bewerkstelligt, der sich außerhalb des Umlaufgehäuses befindet und stationär an das Getriebegehäuse G angebunden ist. Die kinematische Koppelung der ersten Rampenscheibe 6a mit dem Stellmotor bzw. Stelltrieb erfolgt über den hier gezeig- ten Bund 6c, der integral mit der ersten Rampenscheibe 6a ausgebildet ist und sich aus dem Umlaufgehäuse U heraus erstreckt. The Hubaktuator 6 is designed as Rampenaktuator, in particular Kugelrampenaktuator and includes a first ramp disc 6a and a second ramp disc 6b, wherein the first ramp disc 6a relative to the second ramp disc 6b is twistable about the transmission axis X. The second ramp disc 6b is rotatably coupled to the transmission housing G. The twisting of the first ramp disc 6a is accomplished by an electromechanical actuator, not shown here, or other actuator, which is located outside of the circulation housing and is stationarily connected to the transmission housing G. The kinematic coupling of the first ramp disc 6a with the servomotor or actuator takes place via the here shown th collar 6 c, which is formed integrally with the first ramp plate 6 a and extending out of the circulation housing U out.
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. Bei dem hier gezeigten erfindungsgemäßen Differentialgetriebe sind die Bremslamellenpackung BLP und der Planetenträger 3 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 gegen das Umlaufgehäuse U abgetragen werden kann. 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. In the case of the differential gear according to the invention shown here, the brake disk pack BLP and the planetary carrier 3 are configured 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. By means of this special construction it is achieved that the axial force F acting on the brake disk pack BLP can be removed axially against the circulating housing U, including the planetary pin 6 aligned parallel to the transmission axis X by the planet carrier 3.
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. 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 sowie das zweite Topfelement jeweils einen sich radial einwärts erstreckenden Bodenabschnitt U1 a, bzw. U2a aufweist. 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 formed as a two-piece pot housing and is composed of a first pot member U1 and a second pot member U2, wherein the first pot member U1 and the second pot member each have a radially inwardly extending bottom portion U1 a, or U2a has.
Die vorgenannten ersten und zweiten Umlaufplanenten P1 , P2 stehen miteinander unmittelbar in Eingriff und sind damit, wie nachfolgend noch vertieft werden wird, derart miteinander getrieblich gekoppelt, dass sich diese gegensinnig drehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind insgesamt drei bzw. vier 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 Ausführungsbeispiel insgesamt drei bzw. vier Umlaufplaneten P2 vor- gesehen 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 Umlaufplane- ten P2 des zweiten Satzes erfolgt in der gleichen Verzahnungsebene wie der Eingriff der Umlaufplaneten P1 des ersten Satzes in das erste Abtriebssonnenrad 1 . Es können auch andere Anzahlen von Umlaufplanetenpaaren vorgesehen sein, insbesondere lediglich zwei oder drei, oder auch fünf Umlaufplanetenpaare. Weiterhin ist es auch möglich, die Umlaufplaneten so auszubilden und anzuordnen, dass diese einen durch abfolgende Zahneingriffe in sich geschlossenen Vollkranzbilden. The aforementioned first and second planetary planets P1, P2 are in direct engagement with each other and thus, 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 or four 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, in this exemplary embodiment, a total of three or four circulating planets P2 are provided, 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 planetary planets P1 of the first set in the circulation planets P2 of the second set takes place in the same gearing plane as the engagement of the planetary planets P1 of the first set in the first output sunshade 1. There may be other numbers of Umlaufplanetenpaaren provided, in particular only two or three, or even five Umlaufplanetenpaare. Furthermore, it is also possible to design and arrange the circulating planets such that they form a closed whole circle by subsequent tooth engagements.
Das erste Abtriebssonnenrad 1 und das zweite Abtriebssonnenrad 2 sind hinsichtlich 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 Bereich der Verzahnungsebene des ersten Abtriebssonnenrades 1 in die Umlauf- Planeten P2 des zweiten Satzes ein. Die beiden Abthebssonnenräder 1 , 2 befinden sich damit in unmittelbarer Nachbarschaft. The first output sun gear 1 and the second output sun gear 2 are matched with respect to the tooth geometry such that the top circle of the spur gear 1 a of the first output sun gear 1 is smaller than the Fußkreis the Abtriebssonnenradverzahnung 2a of the second Abtriebssonnenrades 2. The planetary planets P1 of the first set in the range the toothing plane of the first output sun gear 1 into the circulation Planets P2 of the second set. The two Abthebenssonnenräder 1, 2 are thus in the immediate vicinity.
Die beiden Abthebssonnenräder 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 sind hier umformtechnisch durch Fließpressen gefertigt und mit einer Innenverzahnung 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 two Abthebenssonnenräder 1, 2 are formed such that the Abtriebssonnenradverzahnung 1 a of the first output sun gear 1 and the Abriebssonnenradverzahnung 2a of the second driven sun gear 2 have the same numbers 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. These collar sections 1 b, 2 b are here produced by extrusion molding and provided with an internal toothing 1 c, 2 c. 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 einem Ringelement R und der Bremslamellenpackung BLP. Die Axial kraftabstützung 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 a ring element R and the brake disk pack BLP. The axial force support 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. 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.
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. Gemeinsam mit dem Umlaufgehäuse U werden auch die 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. Die Stellmechanik 5 umfasst einen Hubaktuator der sich in dem Umlaufgehäuse beidseitig axial drehbar abstützt. Der Hubaktuator um- fasst eine erste Rampenscheibe 6a und eine zweite Rampenscheibe 6b. Werden diese beiden Rampenscheiben 6a, 6b gegeneinander tordiert, so heben diese voaneinader axial ab, bzw. nähern sich axial einander an. Der Hubaktuator 6 wandelt also eine Torsion beweg ung in eine lineare Hubbewegung in Richtung der Getriebeachse X. Die erste Rampenscheibe 6a stützt sich über das zweite Axiallager AX2 an der Druckplatte 4c der Bremslamellenpackung BLP ab. Die zweite Rampenscheibe 6b stützt sich über das erste Axiallager AX1 an dem radial einwärts vordringenden Bodenabschnitt U1 a des Umlaufgehäuses U ab. Die durch die Betätigungsmechanik 5 generierte, auf die Bremslamellenpackung BLP wirkende Stellkraft wird bei dem gezeigten Differential- getriebe innerhalb des Umlaufgehäuses geführt und greift nicht an den Lagern L3, L4 an. 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. Together with the circulation housing U, the brake disc rings 4b of the brake disc pack BLP, which are coupled to them in a rotationally fixed manner, are also 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. The adjusting mechanism 5 comprises a Hubaktuator which is axially rotatably supported on both sides in the circulation housing. The lifting actuator comprises a first ramp disk 6a and a second ramp disk 6b. If these two ramp discs 6a, 6b are twisted against each other, they lift axially away from each other, or approach each other axially. The Hubaktuator 6 thus converts a torsion movement in a linear lifting movement in the direction of the transmission axis X. The first ramp disc 6a is supported via the second thrust bearing AX2 on the pressure plate 4c of the brake disc pack BLP. The second ramp disc 6b is supported via the first thrust bearing AX1 at the radially inwardly penetrating bottom portion U1a of the circulating housing U. The actuating force generated by the actuating mechanism 5 acting on the brake disk pack BLP is guided within the circulating housing in the illustrated differential gear and does not engage the bearings L3, L4.
Innerhalb des Planetenträgers 3 erfolgt einen Leistungsverzweigung über die Planeten P1 , P2 auf die Abtriebssonnenräder 1 , 2. Das hier in dem Umlaufge- häuse 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 Teilkreis- durchmesser. Beide Zahnräder 1 , 2 haben gleiche Zähnezahlen. 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 nochmals die Funktionswiese des erfindungsgemäß in das Umlaufgehäuse eingebundenen und in diesem Umlaufgehäuse drehbar gelagerten Hubaktuators 6. Im hier gezeigten Zustand hat der Hubaktuator 6 die kürzeste axiale Länge. Zur axialen Längung wird die erste Rampenscheibe 6a gegenüber der zweiten Rampenscheibe 6b tordiert. Die beiden Rampenscheiben 6a, 6b stützen sich über hier beispielhaft als Zylinderrollen 6d ausgeführte Wälzkörper 6d aneinander ab. Die beiden Rampenscheiben sind im Bereich der einander zugewandten Stirnflächen axial profiliert und heben sich demnach bei einer Relativdrehung axial voneinander ab. Beide Rampenscheiben 6a, 6b stützen sich über die hier nicht näher erkennba- ren Axiallager AX1 , AX2 drehbar axial an dem Umlaufgehäuse U bzw. der Bremslamellenpackung BLP ab. Die zweite Rampenscheibe 6b ist am Getriebegehäuse G drehfest verankert. Die erste Rampenscheibe 6a kann über den hier mit einer Verzahnung versehenen Bund 6c von einem Stelltrieb tordiert werden der sich außerhalb des Umlaufgehäuses U befindet. Der Bund 6c kann auch aus dem Getriebegehäuse G seitlich herausgeführt werden und dort mit einem Hebel verbunden werden, so dass die Aufbringung der Stellbewegung durch ein einfachen, an jenem Hebel angreifenden Geber, z.B. einen Stellzylinder oder eine entsprechend dimensionierte Unterdruckdose erfolgen kann. Aus der Innenbohrung des Bunds 6c wird dann die Radantriebswelle herausgeführt die als solche drehfest in die Innenverzahnung des zweiten Sonnenrades eingreift. Die Sicherung der zweiten Rampenscheibe 6b an dem hier nicht gezeigten Getriebegehäuse G (vgl. Fig. 1 ) erfolgt über einen zylindrischen Bund 6b1 der entweder integral mit der zweiten Rampenscheibe ausgebildet, oder mit dieser ansonsten anderweitig torsionsfest gekoppelt ist. In diesen Bund 6b1 ist ein Gleitlagerring 6b2 eingesetzt der als solcher jenen hier erkennbaren Buchsenabschnitt 6a1 radial lagert, der sich zwischen der ersten Rampenscheibe 6a und dem verzahnten Bund 6c erstreckt. Within the planet carrier 3 there is a power split via the planets P1, P2 on the output sun gears 1, 2. The recorded here in the Umlaufge- housing Umlaufrädergetriebe forms as already mentioned 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 number 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 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 representation according to FIG. 2 once again illustrates the functional field of the lifting actuator 6 incorporated according to the invention into the circulating housing and rotatably mounted in this circulating housing. In the state shown here, the lifting actuator 6 has the shortest axial length. For axial elongation, the first ramp disc 6a is twisted relative to the second ramp disc 6b. The two ramp discs 6a, 6b are supported on rolling elements 6d, which are designed here by way of example as cylindrical rollers 6d. The two ramp discs are axially profiled in the region of the mutually facing end faces and thus cancel each other axially in a relative rotation. Both ramp disks 6a, 6b are rotatably supported axially on the circulation housing U or the brake disk pack BLP via the axial bearings AX1, AX2, which are not closer to each other here. The second ramp disc 6b is rotatably anchored to the transmission housing G. The first ramp disc 6a can be twisted over the here provided with a toothing collar 6c of an actuator which is outside of the circulating housing U. The collar 6c can also be led out laterally from the gearbox G and connected there with a lever, so that the application of the adjusting movement can be effected by a simple encoder acting on that lever, eg a positioning cylinder or a correspondingly dimensioned vacuum unit. From the inner bore of the collar 6c, the wheel drive shaft is then led out as such rotatably engaged in the internal toothing of the second sun gear. Securing the second ramp disc 6b on the gear housing G (not shown here) (see Fig. 1) via a cylindrical collar 6b1 formed either integral with the second ramp disc, or otherwise otherwise torsionally coupled. In this collar 6b1, a slide bearing ring 6b2 is used, which as such superimposes radially on this here recognizable socket portion 6a1, which extends between the first ramp plate 6a and the toothed collar 6c.
Die axiale, drehbare Abstützung der zweiten Rampenscheibe 6b an dem hier nicht näher gezeigten Umlaufgehäuse U erfolgt über das Zylinderrollenlager AX1 . Dieses umfasst hier Zylinderrollen die in einem Käfig AX1 -K geführt sind und an einem Laufring AX1 -R abrollen. Der Laufring AX1 -R ist als Blechum- formteil gefertigt und so gestaltet, dass dieser sich in dem Umlaufgehäuse U, insbesondere an der radial einwärts vordringenden Stirnwand U1 a (vgl. Fig .1 ) lagerichtig mit leichtem Presssitz zentriert. The axial, rotatable support of the second ramp disc 6b on the circulating housing U not shown in detail here takes place via the cylindrical roller bearing AX1. This comprises here cylindrical rollers which are guided in a cage AX1 -K and roll on a race AX1 -R. The raceway AX1-R is made as a sheet metal stamped part and designed so that it centers in the circulation housing U, in particular on the radially inwardly penetrating end wall U1 a (see Fig. 1) in the correct position with a slight press fit.
In verbautem Zustand sitzt der Bund 6b1 drehfest im Getriebegehäuse G und sichert damit die zweite Rampenscheibe 6b gegen Torsion. Wird nunmehr in den verzahnten Bund 6c ein Drehmoment eingeleitet, so wird die erste Rampenscheibe 6a gegenüber der zweiten Rampenscheibe 6b verschwenkt. Aufgrund der Axialprofilierung der beiden Rampenscheiben 6a, 6b und der zwischen diese Rampenscheiben 6a, 6b eingesetzten Wälzkörper 6d weitet sich die Rampenscheibenanordnung wie durch das Pfeilsymbol A1 angedeutet axial. Die dementsprechenden generierten Stellkräfte werden über das hier gezeigte Axiallager AX1 von innen her an das Umlaufgehäuse und über das zweite Axiallager AX2 auf die Druckplatte 4c übertragen. Die Rampenscheibenanordnung 6a, 6b ist über die beiden Axiallager AX1 , AX2 drehbar gegenüber dem Umlaufgehäuse U und den mit diesen Umlaufenden Komponenten gelagert. Die seitens der Rampenscheibenanordnung generierten, in Richtung der Getriebeachse generierten Stellkräfte wirken innerhalb der umlaufenden Einheit und werden aufgrund der beidseitigen Abstützung der Rampenscheiben- anordnung in dem Umlaufgehäuse U so geführt, dass diese nicht über die zur Lagerung des Umlaufgehäuses U vorgesehenen Hauptlagerager (L3, 14) abgetragen werden müssen und damit keinen Einfluss auf die Belastung dieser Lager haben. In the installed state of the collar 6b1 rotatably seated in the gear housing G and thus secures the second ramp disc 6b against torsion. If a torque is now introduced into the toothed collar 6c, then the first ramp disc 6a is pivoted relative to the second ramp disc 6b. Due to the axial profiling of the two ramp discs 6a, 6b and the rolling elements 6d inserted between these ramp discs 6a, 6b, the ramp disc arrangement expands axially as indicated by the arrow symbol A1. The corresponding generated actuating forces are transmitted from the inside to the circulation housing via the axial bearing AX1 shown here and to the pressure plate 4c via the second axial bearing AX2. The ramp disk arrangement 6a, 6b is rotatably supported by the two axial bearings AX1, AX2 in relation to the circulation housing U and the components revolving therewith. The actuating forces generated by the ramp disc arrangement and generated in the direction of the transmission axis act within the revolving unit and, due to the two-sided support of the ramp disc arrangement in the circulation housing U out so that they do not have to be removed via the storage of the circulating housing U provided main bearing (L3, 14) and thus have no effect on the load of these bearings.
Der die unter Einschluss der Rampenscheiben 6a, 6b gebildete Stellmechanik befindet sich innerhalb des Umlaufgehäuses U, die Betätigung der Rampenscheiben 6a, 6b erfolgt von außen her indem hier die erste Rampenscheibe 6a über den Bund 6c mit einem Drehmoment beaufschlagt und damit gegenüber der zweiten Rampenscheibe tordiert wird. The adjusting mechanism formed with the inclusion of the ramp discs 6a, 6b is located within the circulating housing U, the actuation of the ramp discs 6a, 6b takes place from the outside here by the first ramp disc 6a applied via the collar 6c with a torque and thus twisted against the second ramp disc becomes.
Die erfindungsgemäß beidseitig drehbar abgestützt in dem Umlaufgehäuse aufgenommenen Betätigungsmechanik kann auch einen abweichenden Aufbau aufweisen. Die gesteuerte axiale Weitung der Betätigungsmechanik kann auch durch anderweitige Mechanik-Konzepte erreicht werden, so ist es insbesondere möglich, die beiden Scheiben 6a, 6b über eine Gewindestruktur gegeneinander abzustützen. The actuating mechanism according to the invention rotatably supported on both sides can also have a different construction. The controlled axial expansion of the actuating mechanism can also be achieved by other mechanical concepts, so it is particularly possible to support the two discs 6a, 6b via a threaded structure against each other.

Claims

Patentansprüche ifferentialgetriebe, mit: Claims ifferential gearbox, 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 Bremseinrichtung (BLP) mit einer Bremslamellenpackung zur Generierung eines den Planetenträger (3) mit dem Umlaufgehäuse (U) koppelnden Koppelungsmomentes, und  - A braking device (BLP) with a brake disk pack for generating a planet carrier (3) with the circulation housing (U) coupling coupling torque, and
- einer Betätigungsmechanik (5) zur Generierung einer an der Bremseinrichtung (BLP) angreifenden Axialkraft, wobei  - An actuating mechanism (5) for generating a force acting on the braking device (BLP) axial force, wherein
- die Betätigungsmechanik (5) einen axial weitbaren Hubaktuator (6) aufweist, der in dem Umlaufgehäuse (U) aufgenommen ist und sich in dem Umlaufgehäuse (U) an diesem drehbar axial abstützt.  - The actuating mechanism (5) has an axially expandable Hubaktuator (6), which is received in the circulation housing (U) and in the circulation housing (U) rotatably supported axially on this.
2. Differentialgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hubaktuator (6) in dem Umlaufgehäuse (U) gegenüber diesem Umlaufgehäuse (U) über ein erstes Axiallager (AX1 ) drehbar axial abgestützt ist. 2. Differential gear according to claim 1, characterized in that the Hubaktuator (6) in the circulation housing (U) relative to this circulation housing (U) via a first thrust bearing (AX1) is rotatably supported axially.
3. Differentialgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Axiallager (AX1 ) als Zylinderrollenlager ausgeführt ist. 3. Differential gear according to claim 2, characterized in that the first axial bearing (AX1) is designed as a cylindrical roller bearing.
4. Differentialgetriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubaktuator (6) in dem Umlaufgehäuse (U) gegenüber der Bremseinrichtung (BLP) über ein zweites Axiallager (AX2) drehbar axial abgestützt ist. 4. differential gear according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the Hubaktuator (6) in the circulation housing (U) relative to the braking device (BLP) via a second thrust bearing (AX2) is rotatably supported axially.
5. Differentialgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Axiallager (AX2) als Zylinderrollenlager ausgeführt ist, und dass die Zylinderrollen auf einer Druckplatte (4c) abrollen welche die Bremslamellenpackung (BLP) axial belastet. 5. differential gear according to claim 4, characterized in that the second axial bearing (AX2) is designed as a cylindrical roller bearing, and that the cylindrical rollers on a pressure plate (4c) roll off which axially loaded the brake disc pack (BLP).
6. Differentialgetriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubaktuator (6) als hydrostatischer Aktu- ator ausgebildet ist und einen Ringkolben und eine Ringkammer umfasst und die axiale Weitung des Aktuators durch Beaufschlagung der Ringkammer mit einem Fluid bewerkstelligt wird. 6. differential gear according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the Hubaktuator (6) is designed as a hydrostatic Aktor ator and comprises an annular piston and an annular chamber and the axial expansion of the actuator is accomplished by applying the annular chamber with a fluid ,
7. Differentialgetriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubaktuator (6) als Rampenaktuator ausgeführt ist und eine erste Rampenscheibe (6a) und eine zweite Rampenscheibe (b) umfasst und die erste Rampenscheibe (6a) gegenüber der zweiten Rampenscheibe (6b) um die Getriebeachse (X) tordierbar ist. 7. differential gear according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the Hubaktuator (6) is designed as Rampenaktuator and a first ramp disc (6a) and a second ramp disc (b) and the first ramp disc (6a) relative to the second Ramp disc (6b) about the transmission axis (X) is twistable.
8. Differentialgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tordierung der ersten Rampenscheibe (6a) durch einen Stellmotor bewerkstelligt wird. 8. Differential gear according to claim 7, characterized in that the twisting of the first ramp disc (6a) is accomplished by a servomotor.
9. Differentialgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Rampenscheibe (6b) mit dem Getriebegehäuse (G) drehfest gekoppelt ist. 9. Differential gear according to claim 8, characterized in that the second ramp disc (6b) is rotatably coupled to the transmission housing (G).
10. Differentialgetriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialgetriebe ein erstes Abtriebssonnenrad (1 ), ein zweites Abtriebssonnenrad (2), sowie eine in dem Planetenträger (3) aufgenommene Planetenanordnung (P) umfasst, zur gegensinnig drehbewegbaren Koppelung der beiden Abtriebssonnenräder(1 , 2), wobei die Planetenanordnung (P) mehrere Umlaufplaneten (P1 , P2) umfasst, die als solche um Planetenachsen (XP) drehbar sind, die parallel zur Getriebeachse (X) ausgerichtet sind, und dass die Bremseinrichtung (BLP) und der Planetenträger (3) derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass sich die Bremslamellenpackung (BLP) auf dem Radialniveau der Planetenachsen (XP) befindet. 10. differential gear according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the differential gear comprises a first output sun gear (1), a second output sun gear (2), as well as in the planet carrier (3) recorded planetary arrangement (P), rotatable in opposite directions Coupling of the two output sun gears (1, 2), wherein the planetary arrangement (P) comprises a plurality of planetary orbits (P1, P2), which are rotatable as such about planetary axes (XP), which are aligned parallel to the transmission axis (X), and that the braking device (BLP) and the planet carrier (3) are designed coordinated with each other so that the brake disk pack (BLP) is at the radial level of the planetary axes (XP).
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