WO2015067262A2 - Gleithülse zur lagerung von sonnenrädern - Google Patents

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WO2015067262A2
WO2015067262A2 PCT/DE2014/200552 DE2014200552W WO2015067262A2 WO 2015067262 A2 WO2015067262 A2 WO 2015067262A2 DE 2014200552 W DE2014200552 W DE 2014200552W WO 2015067262 A2 WO2015067262 A2 WO 2015067262A2
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sliding sleeve
lubricating
gear
output member
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Harald Martini
Thorsten Biermann
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16H57/082—Planet carriers

Definitions

  • the invention relates to a differential gearbox for a motor vehicle, comprising a drive wheel, via which torque can be introduced into the gearbox, and having a first output member and a second output member, via which the torque can be diverted from the gearbox, with a differential basket, is formed for torque transmission from the drive wheel to the first output member, the differential basket is rotatably connected to the drive wheel, and the first output member relative to the differential basket is arranged rotatably, wherein a sliding sleeve between the differential basket and the first output member is arranged.
  • a differential gearbox for a motor vehicle, comprising a drive wheel, via which torque can be introduced into the gearbox, and having a first output member and a second output member, via which the torque can be diverted from the gearbox, with a differential basket, is formed for torque transmission from the drive wheel to the first output member, the differential basket is rotatably connected to the drive wheel, and the first output member relative to the differential basket is arranged rotatably, wherein a sliding
  • this document discloses a spur gear differential, comprising a planet carrier and two rotatable relative to the planet carrier sun gears, at least one friction disc and at least one biasing the sun gears relative to the planet carrier spring means, wherein the spring means is spring-loaded against a sun gear or the planet carrier and on the other hand against a thrust bearing.
  • a not previously published prior application of the applicant discloses a differential gear in the form of a planetary gear with at least one sun (tooth) rad and at least one coaxial and rotatable arranged for this planet carrier, wherein between the at least one Son NEN (tooth) wheel and the planet carrier a bearing sleeve is inserted so that it axially and / or radially relative to the planet carrier stock on the sun (tooth) wheel acts.
  • a differential gear with respect to the prior art optimized lubrication and guidance, low bearing clearance, optimized running characteristics, optimized space utilization and / or easy installation to allow.
  • the wear resistance and the service life are to be improved, and the manufacturing costs and running noise occurring during operation are to be reduced.
  • the object underlying the invention is achieved in a generic device in that the sliding sleeve or plain bearing sleeve has a lubricating recess, groove or lubricating pocket, which extends in a circumferential spiraling and dimensioned to provide a lubricating film.
  • the lubricating film is between two components, which are rotatable relative to each other and, for example, radially support each other.
  • Spiral in the sense of the invention comprises in particular spiral shapes with constant pitch as well as such geometrical configurations with varying pitch. It can be a single spiral or several spirals can be provided.
  • the lubrication recess can meander in particular in the circumferential direction, in other words in the form of a spiral with an alternating direction of curvature.
  • the drive wheel may be formed as a drive gear.
  • the first output member and / or the second output member may be formed as output gears.
  • the sliding sleeve is preferably produced without cutting. In particular, it can be a sheet metal component which is produced by means of cold forming, for example deep drawing or stamping. It is then particularly cheap and easy. Alternatively, the sliding sleeve can be produced by means of an original molding process and, if necessary, be mechanically finished.
  • the sliding sleeve is frictionally inserted into the differential basket, preferably pressed.
  • the sliding sleeve can be frictionally mounted on the output member, in particular pressed.
  • the sliding sleeve is positionally stable in the differential basket or mounted on the output member, which acts spielduindernd.
  • sealing of the lubricating recess in the radial direction can be particularly simple and effective.
  • the sliding sleeve forms a bearing element, preferably a single bearing element, with which the differential basket and an output member axially and / or radially mounted and positioned to each other.
  • the sliding sleeve may in particular be made hardened in sections, in particular in the region of running or supporting surfaces.
  • the lubrication recess may extend without interruption from a starting region to an axially offset end region or be interrupted by at least one reinforcing web. In this way, on the one hand, it is possible to achieve a particularly uninterrupted lubricating film design, even in the case of a strong radial load, and, on the other hand, to realize a particularly stable embodiment, ie receiving large radial forces.
  • the lubricating recess is formed as a continuous groove.
  • the lubrication pockets can be distributed in the axial direction and / or in the circumferential direction over the running surface of the sliding sleeve, in particular be evenly distributed, so that even in the vicinity of a lubrication pocket in both the circumferential direction and in the axial direction there is always sufficient wing area for storage.
  • the production costs can be kept particularly low despite achieving a particularly resilient component when the sliding sleeve is made without cutting, in particular a sheet metal component. Deep-drawing processes or original molding processes are also suitable.
  • the lubrication recess is formed as a through hole from a radially inner surface to a radially outer surface. This is particularly easy to produce by punching the lubricating recess and provides a lubricating recess with a particularly large volume - based on the thickness (thickness) of the sliding sleeve - so that sufficient lubricant in the recess is receivable.
  • the lubricating recess can be introduced as a through hole from the inside to the outside, preferably punched. In particular, it can be introduced as a through hole from a running surface of the sliding sleeve in the direction of a surface opposite the running surface, for example by punching.
  • lubrication recess on the side of the running surface can easily be formed and formed without a burr, without the need for deburring particular additional manufacturing steps.
  • the lubrication recess is preferably introduced without cutting into the sliding sleeve.
  • a lubricating pocket extends substantially in the circumferential direction of the sliding sleeve. It can be elongated, in particular oval in the circumferential direction in particular, be elongated. It preferably has such a length in order to enable a lubricating film which can be loaded in the radial direction.
  • a multiple or plurality of lubrication pockets they can be arranged offset from one another in the axial direction of the sliding sleeve. You can overlap or overlap in particular in the circumferential direction of the sliding sleeve or in the axial direction of the sliding sleeve.
  • the measured in the axial direction width of a lubricating pocket corresponds to about 1/5 to about 1/3 of the measured length of the lubricating pocket in the circumferential direction.
  • the width of a lubricating pocket corresponds to about 1/4 of its length.
  • the differential gear may be formed in particular as Planetenraddifferentialgetriebe, bevel gear differential or Stirnraddifferentialgetriebe.
  • the differential basket forms a planetary carrier.
  • This planet carrier can be designed in two parts.
  • the first drive member forms a first sun gear, in particular a first sun gear
  • the second drive member forms a second sun gear, in particular a second sun gear.
  • the sliding sleeve is then arranged between the planet carrier and a sun gear. You can position the planet carrier and the sun radially and / or axially to each other and store.
  • the invention relates to the mounting of a sun gear of a lightweight differential.
  • the sliding or bearing sleeve can be both the radial and the axial Support the sun gear or the sun gears serve.
  • the bearing is usually stressed by forces acting on a compensating joint supporting axis on the bearing point.
  • openings spiral-shaped on the circumference of the plain bearing sleeve can be taken here for a sufficient lubrication.
  • the openings can in particular be put through from the inside to the outside.
  • the invention can be used in particular for lightweight differentials for axle drives in passenger cars.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an inventive differential gear, an enlarged view of the connecting portion between the differential basket and a driven member of the differential gear of Fig. 1,
  • FIG. 3 is a perspective view of a variant of a differential gear according to the invention with built sliding sleeve
  • Fig. 4 is a perspective view of a sliding sleeve
  • FIG. 5 is a sectional view of the sliding sleeve of Figure 4.
  • the figures are merely schematic in nature and are only for the understanding of the invention. The same elements are provided with the same reference numerals. Details of the different embodiments can be combined with each other.
  • the differential gear 1 is designed as a planetary gear, in particular as Stirnraddifferen- tial. It has a drive wheel 2, a first output member in the form of a first sun gear 3, a second output member in the form of a second sun gear 4, a differential carrier in the form of a planet carrier 5 and a sliding sleeve 6 as a plain bearing sleeve.
  • the differential gear 1 has a plurality of pairs 12 of planet wheels 13 and 14.
  • the first planetary gear 13 has a greater axial length than the second planetary gear 14.
  • the axial length is measured along the rotational axis of the differential gear 1.
  • the different axial length of the two planet gears 13 and 14 can be seen in Figures 1 and 3.
  • the planet gear 13 is mounted on a bolt 15.
  • the bolt 15 is arranged in hardened, in particular through-hardened, sleeves 16 in the planet carrier 5.
  • the sleeves 16 have radially projecting flanges 27 which rest on the planet gear 13 and determine its axial position.
  • the planet gear 14 may be stored accordingly.
  • the two sun gears 3 and 4 have an internal toothing 29, by means of which torque is transferable to not shown in the figures transmission elements to wheels of a motor vehicle. Between the two sun gears 3 and 4, a friction disc 28 is arranged. This can also be referred to as a friction ring. It should be noted that the tip circle diameter of the two sun gears 3 and 4 are different. The tip diameter of the small sun gear 4 is smaller than the root diameter of the large sun gear 3. The small sun gear 4 is about 20% smaller than the large sun gear 3. In train operation, the smaller planetary gear of the pair 12 of the planet gears 13,14 rushes the large planetary gear ahead. The solution according to the invention reduces noise emission. Also regarding the support width occurring problems are reduced. Even locking values of up to 30% can be achieved without major problems. A so-called torso differential can be generated thereby.
  • the planet carrier 5 is a sheet metal component in the illustrated embodiment. It has a first planet carrier subelement 24 and a second planet carrier subelement 25.
  • the bolt 15 for supporting the planet gears 13,14 is in the manner described above, on the one hand in the first planet carrier subelement
  • the first planet carrier sub-element 24 is connected to the second planet carrier sub-element 25 by means of screws 26 distributed over the circumference, of which only one is shown in FIG. FIG. 3 shows two screw connections 26 completely and one third screw connection 26 partially.
  • the formed in the embodiments shown here as a sheet metal part planet carrier 5 can also be made as a cast or forged part.
  • the sliding sleeve 6 is arranged as a bearing sleeve.
  • FIG. 1 shows, in particular, that a sliding sleeve 6 can also be arranged between the sun gear 4 and the planet carrier 5, so that this mounting is designed corresponding to that between sun gear 3 and planet carrier 5.
  • the sliding sleeve 6 is designed such that it acts axially and radially in stock on the sun gear 13, and this axially and radially spaced from the planet carrier 5 holds. For this purpose, it has a bulge 17 or several bulges 17, which is or are located between a radially outwardly projecting support region 18 and an axially aligned contact region 19.
  • the sliding sleeve 6 is press-connected in the contact area 19 with the planet carrier 5.
  • the sun gear 3 facing surface of the contact portion 19 forms a tread 20, on which the sun gear 3 is slidably mounted and relative to the rotates it.
  • the sliding sleeve 6 may be pressed onto the sun gear 3, in which case its outer surface 21 forms the running surface sliding relative to the planet carrier 5.
  • the bulge 17 may include a first curing region 22 extending in the axial direction.
  • the entire tread 20 may be hardened. It may have a second curing region 23 arranged at right angles thereto, which extends in the radial direction. There may be provided more curing areas.
  • an induction hardening process is suitable. Case hardening is also possible.
  • the tread 20 and / or a part of the bulge 17 forms or form a radial bearing section for the sun gear 3, while the bulge 17 forms an axial bearing area therefor.
  • the sliding sleeve 6 may, at least in sections, have spring properties in order to compensate for tolerances and to dampen any impact that may occur.
  • the bulge 17 may follow the outer contour of the sun gear 3 in a 90 ° -Abwinkel Anlagen and keep the smallest possible distance.
  • the smallest diameter of the sliding sleeve 6 is between 43 and 45 mm, preferably 44 mm.
  • the outer diameter in the region of the axially aligned abutment region 19 is preferably about 10% more, more preferably 47.9 mm.
  • the total outer diameter at the largest point has a value of preferably 68 mm. It is advantageous if the outside diameter at the largest point is one third larger than the inside diameter at the smallest point of the sliding sleeve 6. Furthermore, it is advantageous if the axial length is more than a quarter of the inner diameter, but less than half of the inner diameter, preferably 16 mm.
  • the sliding sleeve 6 has a consistently thick wall. As can be seen in particular in FIGS. 4 and 5, it is provided with the lubricant recess 7. This is interrupted by a plurality of reinforcing webs 10, so that a plurality of separate lubricating pockets 1 1 is formed, wherein successive lubricating pockets 10 are separated by a reinforcing web 10 from each other.
  • the lubricating recess 7 and the successive lubrication pockets 10 with intermediate reinforcing webs 1 1 are arranged spirally in the circumferential direction of the contact region 19 of the sliding sleeve 6. As shown particularly in FIG. 5, the lubricating pockets 10 may overlap one another in the axial direction. In this case, successive as well as non-consecutive lubricating pockets 10 may overlap in the circumferential direction. In the latter case, the lubricating recess 7 is meandering or there are several lubricating recesses 7, for example as a double or triple spiral, ie with several turns.
  • Figure 4 shows that preferably in each axial region of the tread 20 somewhere in the circumferential direction at least one lubricating pocket 10 is arranged so that it can form on the tread 20 a completely covering this lubricating film.
  • the lubrication pockets 10 are elongated in the circumferential direction and substantially oval.
  • the width of the lubricating pocket 10 preferably corresponds to about 1/5 to about 1/3 of the length of the lubricating pocket. Particularly preferably, their width corresponds to about 1/4 of their length.
  • the lubricating pocket 10 has a length in the circumferential direction between about 5mm to about 10mm, preferably between about 7mm to about 9mm, more preferably about 8mm.
  • the lubricating pocket 10 has a width in the axial direction between about 3mm to about 7mm, preferably between about 4mm to about 8mm, more preferably about 5mm.
  • FIG. 3 shows the planetary differential 1 without the planet carrier partial element 25 in a perspective view.
  • the sliding sleeve 6 for the first sun gear 3 is shown. It can be seen that the surface of the sun gear 3 below the sliding sleeve 6, together with the lubricating recess 7 or the lubricating pockets 10 due to the interference fit of the sliding sleeve 6, only forms a running surface 20 towards open volume for receiving a lubricant forms.
  • FIG. 3 likewise shows the end regions of the bolts 15 with the sleeves 16 arranged thereon. It is also shown that the drive wheel 2 can be helically toothed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Antriebsrad (2), über das Drehmoment in das Getriebe einbringbar ist, und mit einem ersten Abtriebsorgan (3) und einem zweiten Abtriebsorgan (4), über die das Drehmoment aus dem Getriebe ausleitbar ist, mit einem Differentialkorb (5), der zur Drehmomentweitergabe vom Antriebsrad (2) an das erste Abtriebsorgan (3) ausgebildet ist, wobei der Differentialkorb (5) drehfest am Antriebsrad (2) angebunden ist, und das erste Abtriebsorgan (3) relativ zum Differentialkorb (5) rotierbar angeordnet ist, wobei eine Gleithülse (6) zwischen dem Differentialkorb (5) und dem ersten Abtriebsorgan (3) angeordnet ist, wobei die Gleithülse (6) eine Schmierausnehmung (7) aufweist, die sich in Umfangsrichtung spiralförmig erstreckt und zur Verfügungstellung eines Schmierfilms dimensioniert ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Gleithülse zur Lagerung von Sonnenrädern
Beschreibung
Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einem Antriebsrad, über das Drehmoment in das Getriebe einbringbar ist, und mit einem ersten Abtriebsorgan und einem zweiten Abtriebsorgan, über die das Drehmoment aus dem Getriebe ausleitbar ist, mit einem Differential korb, der zur Drehmomentweitergabe vom Antriebsrad an das erste Abtriebsorgan aus- gebildet ist, wobei der Differential korb drehfest am Antriebsrad angebunden ist, und das erste Abtriebsorgan relativ zum Differential korb rotierbar angeordnet ist, wobei eine Gleithülse zwischen dem Differential korb und dem ersten Abtriebsorgan angeordnet ist. Aus dem Stand der Technik, etwa der DE10201 10851 19B3 sind Differentialgetriebe bekann. So offenbart diese Druckschrift ein Stirnraddifferential, umfassend einen Planetenradträger und zwei relativ zum Planetenradträger drehbare Sonnenräder, wenigstens eine Reibscheibe sowie wenigstens ein die Sonnenräder relativ zum Planetenradträger vorspannendes Federmittel, wobei das Federmittel einerseits gegen ein Sonnenrad oder den Planetenradträger und andererseits gegen ein Axiallager angefedert ist. Die dort offenbarten geometrischen und funktionalen Besonderheiten sollen als hier inkludiert betrachtet werden. Eine nicht vorveröffentlichte ältere Anmeldung der Anmelderin offenbart ein Differentialgetriebe in Form eines Planetenradgetriebes mit zumindest einem Sonnen(zahn)rad und zumindest einem koaxial und verdrehbar zu diesem angeordneten Planetenträger, wobei zwischen dem zumindest einem Son- nen(zahn)rad und dem Planetenträger eine Lagerhülse so eingesetzt ist, dass sie axial und/oder radial relativ zum Planetenträger lagernd auf das Son- nen(zahn)rad einwirkt. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Differentialgetriebe mit gegenüber dem Stand der Technik optimierter Schmierung und Führung, geringem Lagerspiel, optimierten Laufeigenschaften, optimierter Bauraumnutzung und/oder leichter Montage zu ermöglichen. Ferner sollen die Verschleißfestigkeit und die Standzeit verbessert sowie die Herstell kosten und im Betrieb auf- tretenden Laufgeräusche verringert werden.
Offenbarung der Erfindung
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, dass die Gleithülse oder Gleitlagerhülse eine Schmierausnehmung, Nut oder Schmiertasche aufweist, die sich in Umfangs- richtung spiralförmig erstreckt und zur Verfügungstellung eines Schmierfilms dimensioniert ist. Der Schmierfilm wird dabei zwischen zwei Bauteilen, die zueinander drehbar sind und sich aneinander beispielsweise radial abstützen bewirkt.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert. Spiralförmig im Sinne der Erfindung umfasst insbesondere Spiralformen mit konstanter Steigung als auch solch geometrische Ausgestaltungen mit variierender Steigung. Es kann eine einzige Spirale oder es können mehrere Spiralen vorgesehen sein. Die Schmierausnehmung kann insbesondere in Umfangs- richtung mäanderförmig verlaufen, anders ausgedrückt also in Form einer Spi- rale mit wechselnder Krümmungsrichtung ausgebildet sein. Das Antriebsrad kann als Antriebszahnrad ausgebildet sein. Das erste Abtriebsorgan und/oder das zweite Abtriebsorgan können als Abtriebszahnräder ausgebildet sein. Die Gleithülse ist vorzugsweise spanlos hergestellt. Sie kann insbesondere ein Blechbauteil sein, das mittels Kaltumformen, zum Beispiel Tiefziehen oder Stanzen hergestellt ist. Sie ist dann besonders günstig und leicht. Alternativ kann die Gleithülse mittels Urformverfahren hergestellt und ggf. mechanisch nachbearbeitet sein.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Gleithülse kraftschlüssig in den Differential korb eingesetzt, vorzugsweise eingepresst. Alternativ kann die Gleithülse kraftschlüssig auf das Abtriebsorgan aufgesetzt sein, insbesondere aufgepresst. Die Gleithülse ist so positionsbeständig im Differential korb bzw. auf dem Abtriebsorgan angebracht, was spielvermindernd wirkt. Des Weiteren kann im Falle einer in radialer Richtung durchgehenden Schmierausnehmung so besonders einfach und effektiv eine Abdichtung der Schmierausnehmung in radialer Richtung erfolgen. In einer Ausführungsform bildet die Gleithülse ein Lagerelement, vorzugsweise ein einziges Lagerelement, aus, mit dem der Differential korb und ein Abtriebsorgan axial und/oder radial zueinander gelagert und positioniert sind. Die Gleithülse kann insbesondere abschnittsweise gehärtet ausgeführt sein, insbesondere im Bereich von Lauf- oder Stützflächen.
Die Schmierausnehmung kann sich unterbrechungsfrei von einem Startbereich zu einem in Axialrichtung versetzten Endbereich erstrecken oder von wenigstens einem Verstärkungssteg unterbrochen sein. Auf diese Weise lässt sich einerseits eine besonders unterbrechungsfreie Schmierfilmausgestaltung, selbst bei starker radialer Belastung erreichen, und andererseits ein besonders stabiles, d.h. große Radialkräfte aufnehmendes Ausführungsbeispiel realisieren. Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schmierausnehmung als durchgehende Nut ausgebildet. Alternativ kann eine Mehrzahl oder Vielzahl von Verstärkungsstegen vorhanden sein, die die Schmierausnehmung in einzelne Schmiertaschen unterteilt, vorzugsweise in diskrete, separate Schmierta- sehen. Durch Vorsehen solcher Schmiertaschen werden die Schmierung des Gleitlagers und gleichsam dessen Laufeigenschaften, insbesondere die Tragfähigkeit der Gleithülse, optimiert. Die Schmiertaschen können in axialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung über die Lauffläche der Gleithülse verteilt sein, insbesondere gleichmäßig verteilt sein, so dass auch in der Nähe einer Schmiertasche sowohl in Umfangsrichtung als auch in Axialrichtung stets ein ausreichender Tragflächenbereich für eine Lagerung vorliegt.
Die Herstellkosten können trotz Erzielung eines besonders belastbaren Bauteils dann besonders niedrig gehalten werden, wenn die Gleithülse spanlos hergestellt ist, insbesondere ein Blechbauteil ist. Dabei bieten sich Tiefziehprozesse oder aber auch Urform prozesse an.
Es ist bevorzugt, wenn die Schmierausnehmung als Durchgangsloch von einer radial inneren Oberfläche bis zu einer radial äußeren Oberfläche ausgebildet ist. Das ist durch Ausstanzen der Schmierausnehmung besonders leicht herstellbar und bietet eine Schmierausnehmung mit besonders großem Volumen - bezogen auf die Stärke (Dicke) der Gleithülse - so dass ausreichend Schmiermittel in der Ausnehmung aufnehmbar ist. Die Schmierausnehmung kann als Durchgangsloch von innen nach außen eingebracht, vorzugsweise gestanzt sein. Sie kann insbesondere als Durchgangsloch von einer Lauffläche der Gleithülse in Richtung einer der Lauffläche gegenüberliegenden Fläche eingebracht sein, zum Beispiel durch Stanzen. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass die Schmierausnehmung an der Seite der Laufflä- che einfach ohne Grat ausbildbar und ausgebildet ist, ohne dass es für eine Entgratung besonderer zusätzlicher Fertigungsschritte bedarf. Die Schmierausnehmung ist vorzugsweise spanlos in die Gleithülse eingebracht. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich eine Schmier- tasche im Wesentlichen in Umfangsrichtung der Gleithülse. Sie kann insbesondere in umfänglicher Richtung langgestreckt, insbesondere oval langgestreckt sein. Sie weist vorzugsweise eine solche Länge auf, um einen in Radi- alrichtung belastbaren Schmierfilm zu ermöglichen.
Im Falle einer Mehr- oder Vielzahl von Schmiertaschen können diese in axialer Richtung der Gleithülse zueinander versetzt angeordnet sein. Sie können sich insbesondere in Umfangsrichtung der Gleithülse oder in axialer Richtung der Gleithülse überlappen oder überdecken.
Vorzugsweise entspricht die in Axialrichtung gemessene Breite einer Schmiertasche ca. 1/5 bis ca. 1/3 der in Umfangsrichtung gemessene Länge der Schmiertasche. Besonders bevorzugt entspricht die Breite einer Schmiertasche ca. 1/4 deren Länge. Dadurch kann in vorteilhafter Weise ein tragfähiger Schmierfilm aufgebaut werden, wobei gleichsam die Tragfläche der Gleithülse in axialer Richtung möglichst wenig verkleinert wird.
Das Differentialgetriebe kann insbesondere als Planetenraddifferentialgetriebe, Kegelraddifferentialgetriebe oder Stirnraddifferentialgetriebe ausgebildet sein. Im Falle eines Planetendifferentialgetriebes bildet der Differential korb einen Planetenträger. Dieser Planetenträger kann zweiteilig ausgeführt sein.. Das erste Antriebsorgan bildet ein erstes Sonnenrad, insbesondere ein erstes Sonnenzahnrad, und das zweite Antriebsorgan ein zweites Sonnenrad, insbeson- dere ein zweites Sonnenzahnrad. Die Gleithülse ist dann zwischen dem Planetenträger und einem Sonnenrad angeordnet. Sie kann den Planetenträger und das Sonnenrad radial und/oder axial zueinander positionieren und lagern.
Man könnte auch sagen, dass die Erfindung die Lagerung eines Sonnenzahn- rades eines Leichtbaudifferentials betrifft. Durch spiralförmig am Umfang der Gleitlagerhülse befindliche Öffnungen, die Schmiertaschen ausbilden, kann der Kontakt zwischen dem Sonnenzahnrad und der Gleitlagerhülse optimiert werden. Die Gleit- oder Lagerhülse kann sowohl der radialen als auch der axialen Abstützung des Sonnenrads oder der Sonnenräder dienen. Die Lagerstelle wird in der Regel durch Kräfte beansprucht, die über eine ein Ausgleichsgelenk abstützende Achse auf die Lagerstelle wirken. Durch die mit Öffnungen spiralförmig am Umfang versehene Gleitlagerhülse kann hier für eine hinreichende Schmierung gesorgt werden. Die Öffnungen können insbesondere von innen nach außen durchgestellt sein. Durch Einpressen der Gleitlagerhülse in den Trägerflansch bilden sich Öltaschen, in denen ein begrenztes, aber ausreichendes Ölreservoir gespeichert wird. Die Erfindung ist insbesondere bei Leichtbaudifferentialen für Achsantriebe bei Pkws einsetzbar.
Die Erfindung wird nachfolgend mit mehreren Ausführungsbeispielen anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Differentialgetrie- be, eine vergrößerte Darstellung des Verbindungsbereichs zwischen dem Differential korb und einem Abtriebsorgan des Differentialgetriebes der Fig. 1 ,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Variante eines erfindungsgemäßen Differentialgetriebes mit verbauter Gleithülse,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Gleithülse und
Fig. 5 eine geschnittene Darstellung der Gleithülse der Figur 4.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Details der unterschiedlichen Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden. In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Differentialgetriebe 1 dargestellt. Das Differentialgetriebe 1 ist als Planetenradgetriebe, insbesondere als Stirnraddifferen- tial ausgebildet. Es weist ein Antriebsrad 2, ein erstes Abtriebsorgan in Form eines ersten Sonnenrads 3, ein zweites Abtriebsorgan in Form eines zweiten Sonnenrads 4, einen Differentialkorb in Form eines Planetenträgers 5 und eine Gleithülse 6 als Gleitlagerhülse auf.
Das Differentialgetriebe 1 weist mehrere Paare 12 an Planetenrädern 13 und 14 auf. Das erste Planetenrad 13 hat im Gegensatz zum zweiten Planetenrad 14 eine größere axiale Länge. Die axiale Länge wird entlang der Rotationsachse des Differentialgetriebes 1 gemessen. Die unterschiedliche axiale Länge der beiden Planetenräder 13 und 14 ist in den Figuren 1 und 3 zu erkennen.
In Fig .1 ist von den Planetenrädern 13 und 14 des Differentialgetriebes 1 nur das erste Planetenrad 13 vollständig dargestellt, vom Planetenrad 14 ist nur ein Teil der Verzahnung zu erkennen, da es zum größten Teil vom Planetenrad 13 verdeckt ist. Das Sonnenrad 3 kämmt mit dem ersten Planetenrad 13 und das andere Sonnenrad 4 mit dem zweiten Planetenrad 14. Die beiden Planetenräder 13 und 14 eines Planetenradpaares 12 kämmen auch gemeinsam.
Das Planetenrad 13 ist auf einem Bolzen 15 gelagert. Der Bolzen 15 ist in gehärteten, insbesondere durchgehärteten, Hülsen 16 im Planetenträger 5 angeordnet. Die Hülsen 16 weisen radial abstehende Flansche 27 auf, die am Planetenrad 13 anliegen und dessen axiale Lage bestimmen. Das Planetenrad 14 kann entsprechend gelagert sein.
Die beiden Sonnenräder 3 und 4 weisen eine Innenverzahnung 29 auf, mit Hilfe derer Drehmoment auf in den Figuren nicht dargestellte Übertragungselemente zu Rädern eines Kraftfahrzeuges übertragbar ist. Zwischen den beiden Sonnenrädern 3 und 4 ist eine Reibscheibe 28 angeordnet. Diese kann auch als Reibring bezeichnet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Kopfkreisdurchmesser der beiden Sonnenräder 3 und 4 unterschiedlich sind. Der Kopfkreisdurchmesser des kleinen Sonnenrades 4 ist dabei kleiner als der Fußkreisdurchmesser des großen Sonnenrades 3. Das kleine Sonnenrad 4 ist ca. 20 % kleiner als das große Sonnenrad 3. Im Zugbetrieb eilt das kleinere Planetenrad des Paares 12 der Planetenräder 13,14 dem großen Planetenrad voraus. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird Geräuschemission verringert. Auch bzgl. der Stützbreite auftretende Probleme werden reduziert. Selbst Sperrwerte bis zu 30 % lassen sich realisieren, ohne dass größere Probleme auftreten. Ein sog. Torsendiffe- rential lässt sich dadurch generieren.
Der Planetenträger 5 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Blechbauteil. Er weist ein erstes Planetenträgerteilelement 24 und ein zweites Planetenträger- teilelement 25 auf. Der Bolzen 15 zur Lagerung der Planetenräder 13,14 ist in der zuvor beschriebenen Weise einerseits im ersten Planetenträgerteilelement
24 und auf der gegenüberliegenden Seite im zweiten Planetenträgerteilelement
25 aufgenommen. Das erste Planetenträgerteilelement 24 ist mit dem zweiten Planetenträgerteilelement 25 mittels über den Umfang verteilten Verschrau- bungen 26 verbunden, von denen in Figur 1 nur eine dargestellt ist. Figur 3 zeigt zwei Verschraubungen 26 vollständig und eine dritte Verschraubung 26 teilweise. Der in den hier dargestellten Ausführungsbeispielen als Blechbauteil ausgebildete Planetenträger 5 kann ebenfalls als Guss- oder Schmiedeteil hergestellt sein. Wie insbesondere in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, ist zwischen dem Sonnenrad 3 und dem Planetenträger 5 (dem Differential korb) die Gleithülse 6 als Lagerhülse angeordnet. Figur 1 zeigt insbesondere, dass auch zwischen dem Sonnenrad 4 und dem Planetentäger 5 eine Gleithülse 6 angeordnet sein kann, so dass diese Lagerung entsprechend der zwischen Sonnenrad 3 und Planetenträger 5 ausgebildet ist. Die folgende Beschreibung der Gleithülse 6 erfolgt mit Bezug auf die in Figur 1 linke Gleithülse 6 für das Sonnenrad 3, betrifft aber entsprechend auch die rechte Gleithülse 6 für das Sonnenrad 4. Die Gleithülse 6 ist so ausgestaltet, dass sie axial und radial lagernd auf das Sonnenrad 13 einwirkt, und dieses axial und radial beabstandet zu dem Planetenträger 5 hält. Sie weist dazu eine Ausbuchtung 17 oder mehrere Ausbuchtungen 17 auf, die zwischen einem radial nach außen ragende Stützbereich 18 und einem axial ausgerichteten Anlagebereich 19 befindlich ist bzw. sind.
Die Gleithülse 6 ist im Anlagebereich 19 mit dem Planetenträger 5 pressverbunden. Die zum Sonnenrad 3 weisende Oberfläche des Anlagebereichs 19 bildet dabei eine Lauffläche 20 aus, auf der das Sonnenrad 3 gleitgelagert ist und relativ zu der es rotiert. Alternativ kann die Gleithülse 6 auf das Sonnenrad 3 aufgepresst sein, in welchem Fall seine Außenfläche 21 die relativ zum Planetenträger 5 gleitlagernde Lauffläche bildet.
Die Ausbuchtung 17 kann einen ersten Härtungsbereich 22 aufweisen, der sich in Axialrichtung erstreckt. Insbesondere kann die gesamte Lauffläche 20 gehärtet sein. Sie kann einen rechtwinklig dazu angeordneten zweiten Härtungsbereich 23 aufweisen, der sich in Radialrichtung erstreckt. Es können weitere Härtungsbereiche vorgesehen sein. Zum Ausformen eines Härtungsbereichs 22,23 bietet sich ein Induktionshärtungsverfahren an. Einsatzhärtung ist eben- falls möglich.
Aus den Figuren geht hervor, dass die Lauffläche 20 und/oder ein Teil der Ausbuchtung 17 einen Radiallagerabschnitt für das Sonnenrad 3 bildet bzw. bilden, während die Ausbuchtung 17 einen Axiallagerbereich dafür bildet. Die Gleithülse 6 kann zumindest abschnittsweise Federeigenschaften aufweisen, um Toleranzen ausgleichen und eventuell auftretende Schläge dämpfen zu können.
Im verbauten Zustand ist zwischen dem ersten Härtungsbereich 22 der Aus- buchtung 17 und einem sich in Axialrichtung erstreckenden Flanschbereich des Sonnenrades 3 Spiel vorhanden. Ebenfalls ist zwischen dem zweiten Härtungsbereich 23 bzw. der Lauffläche 20 und einem sich in Radialrichtung erstreckenden Abschnitt des Sonnenrades 3 Spiel vorhanden. Darin baut sich ein tragfähiger Schmierfilm auf. Die Ausbuchtung 17 kann der Außenkontur des Sonnenrades 3 auch in einem 90°-Abwinkelbereich folgen und einen möglichst geringen Abstand halten. Der geringste Durchmesser der Gleithülse 6 beträgt zwischen 43 und 45 mm, vorzugsweise 44 mm. Der Außendurchmesser im Bereich des axial ausgerichteten Anlagebereichs 19 beträgt vorzugsweise ca. 10 % mehr, besonders bevorzugt 47,9 mm. Der gesamte Außendurchmesser an der größten Stelle weist einen Wert von vorzugsweise 68 mm auf. Es ist von Vorteil, wenn der Außen- durchmesser an der größten Stelle ein Drittel größer als der Innendurchmesser an der kleinsten Stelle der Gleithülse 6 ist. Ferner ist es von Vorteil, wenn die axiale Länge mehr als ein Viertel des Innendurchmessers, aber weniger als die Hälfte des Innendurchmessers beträgt, vorzugsweise 16 mm aufweist. Die Gleithülse 6 weist eine gleichbleibend dicke Wandung auf. Sie ist, wie insbesondere gut in den Figuren 4 und 5 zu erkennen ist, mit der Schmieraus- nehmung 7 versehen. Diese ist von mehreren Verstärkungsstegen 10 unterbrochen, so dass eine Mehrzahl von separaten Schmiertaschen 1 1 ausgebildet ist, wobei aufeinanderfolgende Schmiertaschen 10 durch einen Verstärkungs- steg 10 voneinander getrennt sind.
Die Schmierausnehmung 7 und die aufeinanderfolgenden Schmiertaschen 10 mit zwischenliegenden Verstärkungsstegen 1 1 sind in Umfangsrichtung des Anlagebereichs 19 der Gleithülse 6 spiralförmig angeordnet. Wie insbesondere Figur 5 zeigt, können die Schmiertaschen 10 in axialer Richtung einander überlappen. Dabei können sich sowohl in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende als auch nicht aufeinanderfolgende Schmiertaschen 10 überlappen. Im letztgenannten Fall ist die Schmierausnehmung 7 mäanderförmig oder es gibt mehrere Schmierausnehmungen 7, z.B. als Doppel- oder Dreifachspirale, also mit mehreren Windungen. Insbesondere Figur 4 zeigt, dass vorzugsweise in jedem axialen Bereich der Lauffläche 20 irgendwo in Umfangsrichtung wenigstens eine Schmiertasche 10 angeordnet ist, so dass sich auf der Lauffläche 20 ein diese vollständig überdeckender Schmierfilm bilden kann. Die Schmiertaschen 10 sind in Umfangsrichtung langgestreckt und im Wesentlichen oval. Die Breite der Schmiertasche 10 entspricht vorzugsweise ca. 1/5 bis ca. 1/3 der Länge der Schmiertasche. Besonders bevorzugt entspricht ihre Breite ca. 1/4 ihrer Länge. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Schmiertasche 10 eine Länge in Umfangsrichtung zwischen ca. 5mm bis ca. 10mm, vorzugsweise zwischen ca. 7mm bis ca. 9mm, besonders bevorzugt ca. 8mm. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Schmiertasche 10 eine Breite in Axialrichtung zwischen ca. 3mm bis ca. 7mm, vorzugsweise zwischen ca. 4mm bis ca. 8mm, besonders bevorzugt ca. 5mm.
Figur 3 zeigt das Planetendifferential 1 ohne das Planetenträgerteilelement 25 in einer perspektivischen Ansicht. Dargestellt ist die Gleithülse 6 für das erste Sonnenrad 3. Es ist zu erkennen, dass die unterhalb der Gleithülse 6 befindli- che Oberfläche des Sonnenrads 3 aufgrund des Presssitzes der Gleithülse 6 zusammen mit der Schmierausnehmung 7 bzw. den Schmiertaschen 10 ein nur zur Lauffläche 20 hin offenes Volumen zur Aufnahme eines Schmiermediums ausbildet. Figur 3 zeigt ebenfalls die Endbereiche der Bolzen 15 mit den darauf angeordneten Hülsen 16. Es ist außerdem gezeigt, dass das Antriebsrad 2 schrägverzahnt sein kann.
Bezugszeichenliste
1 Differentialgetriebe
2 Antriebsrad
3 Abtriebsorgan, Sonnenrad
4 Abtriebsorgan, Sonnenrad
5 Differential korb, Planetenträger
6 Gleithülse
7 Schmierausnehmung
8 Startbereich
9 Endbereich
10 Verstärkungssteg
1 1 Schmiertasche
12 Paar
13 erstes Planetenrad
14 zweites Planetenrad
15 Bolzen
16 Hülse
17 Ausbuchtung
18 Stützbereich
19 Anlagebereich
20 Lauffläche
21 Außenfläche
22 Härtungsbereich
23 Härtungsbereich
24 erstes Planetenträgerteilelennent
25 zweites Planetenträgerteilelennent
26 Verschraubung
27 Flansch
28 Reibscheibe
29 Innenverzahnung

Claims

Patentansprüche
1 . Differentialgetriebe (1 ) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Antriebsrad (2), über das Drehmoment in das Getriebe einbringbar ist, und mit einem ersten Abtriebsorgan (3) und einem zweiten Abtriebsorgan (4), über die das Drehmoment aus dem Getriebe ausleitbar ist, mit einem Differential korb (5), der zur Drehmomentweitergabe vom Antriebsrad (2) an das erste Abtriebsorgan (3) ausgebildet ist, wobei der Differential korb (5) drehfest am Antriebsrad (2) angebunden ist, und das erste Abtriebsorgan (3) relativ zum Differential korb (5) rotierbar angeordnet ist, wobei eine Gleithülse (6) zwischen dem Differential korb (5) und dem ersten Abtriebsorgan (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleithülse (6) eine Schmierausnehmung (7) aufweist, die sich in Umfangsrichtung spiralförmig erstreckt und Zur verfügungstellung eines Schmierfilms dimensioniert ist.
2. Differentialgetriebe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schmierausnehmung (7) unterbrechungsfrei von einem Startbereich (8) zu einem in Axialrichtung versetzten Endbereich (9) erstreckt oder von einem Verstärkungssteg (10) unterbrochen ist.
3. Differentialgetriebe (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierausnehmung (7) als durchgehende Nut ausgebildet ist oder eine Vielzahl von Verstärkungsstegen (10) vorhanden ist, die die Schmierausnehmung (7) in einzelne Schmiertaschen (1 1 ) unterteilt.
4. Differentialgetriebe (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleithülse (6) spanlos hergestellt ist, insbeson- dere ein Blechbauteil ist.
5. Differentialgetriebe (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierausnehmung (7) als Durchgangsloch ausgebildet ist, das sich von einer radial inneren Oberfläche bis zu einer radial äußeren Oberfläche erstreckt.
6. Differentialgetriebe (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierausnehnnung (7) als Durchgangsloch von innen nach außen eingebracht ist.
7. Differentialgetriebe (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleithülse (6) in den Differential korb (5) kraft- und/oder formschlüssig eingesetzt ist, vorzugsweise eingepresst ist.
8. Differentialgetriebe (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Planetenraddifferentialgetriebe ausgebildet ist.
9. Differentialgetriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es als Stirnraddifferentialgetriebe ausgebildet ist.
10. Differentialgetriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schmiertasche (1 1 ) im Wesentlichen in Um- fangsrichtung erstreckt.
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