DE10144200A1

DE10144200A1 - Differential spur gear wheel has housing, wheels opposite compensating wheel axle, with two separate pins integrated in support, and axial securing rings

Info

Publication number: DE10144200A1
Application number: DE2001144200
Authority: DE
Inventors: Dirk Zeise
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2001-09-08
Filing date: 2001-09-08
Publication date: 2003-03-27

Abstract

Differential spur gear wheels (10a,b) are mounted opposite a compensating wheel axle onto which they are placed from outside, The axle comprises at least two separate pins (9a,b) integrated with the support body (8). the compensating wheels are directly supported on the support body in an inward-pointing direction, and, in an outward pointing direction, are supported at least directly on an axial securing element in the form of axial securing-rings (11a,b)

Description

Die Erfindung betrifft ein Kronenraddifferential gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. The invention relates to a Kronenraddifferential according to the The preamble of claim 1.

Aus der WO 92/01877 ist bereits ein Kronenraddifferential mit einem Gehäuse, Ausgleichsrädern und einer Ausgleichsräderachse bekannt. Die Ausgleichsräder sind als zylindrische Stirnzahnräder ausgeführt, die mit Achswellenrädern kämmen, welche als Kronenrad ausgestaltet sind. Das Gehäuse ist zu Montagezwecken zweigeteilt. From WO 92/01877 is already a crown gear differential with a housing, differential gears and a balance wheel axle known. The differential gears are cylindrical Spur gears are used, which mesh with axle-shaft gears, which are designed as a crown wheel. The case is too Assembly purposes divided into two parts.

Ferner ist aus der NL 8702461 ein Kronenraddifferential bekannt. Furthermore, from NL 8702461 a crown gear differential known.

Die DE 195 36 800 A1 zeigt ein Hinterachsgetriebe, welches eine Ritzelwelle mit einem Stirnzahnrad aufweist. Das Stirnzahnrad kämmt mit einem Tellerrad, welches als Kronenrad ausgeführt ist. DE 195 36 800 A1 shows a Hinterachsgetriebe which a Pinion shaft having a spur gear. The spur gear meshes with a crown wheel, which runs as a crown wheel is.

Von üblichen Kegelraddifferentialen ist es bekannt, die auf die Ausgleichskegelräder wirkenden hohen Kräfte, welche bestrebt sind, die Kegelräder nach außen zu drücken, an einem Gussgehäuse des Kegelraddifferentials abzustützen. From conventional bevel gear differentials it is known that on the Ausgleichkekegelräder acting high forces, which endeavors are to push the bevel gears to the outside, at one Support the cast iron housing of the bevel gear differential.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein montagefreundliches Ausgleichsgetriebe zu entwickeln. The object of the invention is an easy to install To develop differential.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 in vorteilhafter Weise gelöst. The explained object is according to the invention with the Characteristics of claim 1 solved in an advantageous manner.

Gemäß einem Vorteil der Erfindung können die Ausgleichsräder bei Montage in einfacher Weise von außen - d. h. von außerhalb des Gehäuses - auf die Ausgleichsräderachse gesteckt werden. Im Gegensatz zu Kegelraddifferentialen treten kaum Kräfte der Ausgleichsräder in die radial nach außen weisende Richtung auf, so dass ein besonders groß dimensioniertes Bauteil zur Abstützung dieser Kräfte nicht notwendig ist. Somit reicht beispielsweise ein einfaches Axialsicherungselement an der Ausgleichsräderachse aus. According to an advantage of the invention, the differential gears easy to install from the outside when installed - d. H. from outside of the housing - be put on the differential shaft. in the Unlike bevel gear differentials hardly occur forces of Differential gears in the radially outward direction, so that a particularly large-sized component for Supporting these forces is not necessary. Thus, enough For example, a simple axial securing element on the Balance wheel axle off.

Gemäß einem weiteren Vorteil werden durch den verringerten Montageaufwand Kosten eingespart. According to a further advantage are reduced by the Installation costs saved costs.

Die Ausgleichsräder können in besonders vorteilhafter Weise mit einem großen Wirkabstand zueinander angeordnet sein, wodurch sich ein günstiges Hebelverhältnis ergibt. The differential gears can in a particularly advantageous manner be arranged a large effective distance from each other, whereby a favorable leverage results.

Patentanspruch 3 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, bei der ein Trägerkörper die Möglichkeit schafft, eine beliebige Anzahl von Zapfen zur Lagerung der Ausgleichsräder auf diesem anzuordnen. Claim 3 shows a particularly advantageous Embodiment of the invention, in which a carrier body the Possibility creates any number of cones for Store the differential gears on this.

Patentanspruch 4 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung. Durch die Einteiligkeit zwischen einem Gehäuse und den Zapfen zur Lagerung der Ausgleichsräder wird auf eine separate Ausgleichsräderachse - wie z. B. einen Ausgleichsbolzen oder ein Ausgleichskreuz - verzichtet, was zu Kosteneinsparungen führt. Weitere Kosteneinsparungen werden durch den Entfall von Logistikkosten für eine separate Ausgleichsräderachse erzielt. Hohe Logistikkosten treten insbesondere bei der Großserienfertigung im Automobilbereich auf. Claim 4 shows a particularly advantageous Embodiment of the invention. By the one-piece between a housing and the pin for supporting the differential gears is on a separate differential shaft axis - such. B. one Compensating bolt or a compensation cross - waived what to Cost savings leads. Further cost savings will be through the elimination of logistics costs for a separate Balance wheel axle achieved. High logistics costs occur especially in mass production in the automotive sector on.

Patentanspruch 5 zeigt eine weitere montagegünstige konstruktive Ausgestaltung, bei welcher der Zapfen einen Bolzenkopf aufweist und mit dem Ausgleichsrad eine vormontierte Baueinheit bilden kann. Der Zapfen wird nach dem Einsetzen in das Gehäuse mit dem Gehäuse beispielsweise durch eine Verstiftung verbunden, wobei der Bolzenkopf das Ausgleichsrad axial sichert. Claim 5 shows another easy to install constructive embodiment in which the pin a Has bolt head and a pre-assembled with the balance wheel Building unit can form. The pin is inserted in the housing with the housing, for example by a Linked pinning, the bolt head the balancing wheel secures axially.

Patentansprüche 6 und 7 zeigen besonders vorteilhafte konstruktive Ausgestaltungen zur axialen Sicherung der Kronenräder, welche die Achswellenräder bilden. Claims 6 and 7 show particularly advantageous constructive embodiments for the axial securing of Crown wheels, which form the axle shaft gears.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus dem weiteren Unteranspruch, der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Further advantages of the invention will become apparent from the following Subclaim, the description and the drawings.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher beschrieben. The invention is described below with reference to a in the drawing illustrated embodiment described in more detail.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 in einer entlang einer Rotationsachse geschnittenen Darstellung ein Kronenraddifferential im montierten Zustand und Fig. 1 in a section along an axis of rotation representation a Kronenraddifferential in the assembled state and

Fig. 2 das Kronenraddifferential aus Fig. 1 im demontierten Zustand. Fig. 2, the crown gear differential of Fig. 1 in the disassembled state.

Fig. 1 zeigt ein Kronenraddifferential 1 eines Hinterachsgetriebes. Dieses Kronenraddifferential 1 umfasst ein zylindrisches Gehäuse 2, dessen Rotationsachse 3 in üblicher Weise deckungsgleich mit einer geometrischen Achse von nicht näher dargestellten Achswellen ist. Die folgend verwendeten Bezeichnungen "axial" und "radial" beziehen sich auf diese geometrische Rotationsachse 3, wenn die Bezeichnungen nicht explizit auf einen speziellen rotationssymmetrischen Körper bezogen sind. Fig. 1 shows a crown gear differential 1 of a Hinterachsgetriebes. This crown gear differential 1 comprises a cylindrical housing 2 whose axis of rotation 3 is congruent in the usual way with a geometric axis of axle shafts, not shown. The terms "axial" and "radial" used hereinafter refer to this geometric axis of rotation 3 , if the designations are not explicitly related to a specific rotationally symmetrical body.

An einem axialen Ende ist das Gehäuse 2 einteilig mit einem Tellerrad 4 ausgestaltet. At one axial end, the housing 2 is designed in one piece with a ring gear 4 .

Axial mittig weist das Gehäuse 2 vier gleichmäßig am Umfang verteilte Öffnungen 5 auf, welche in Fig. 2 näher ersichtlich sind. Zwischenstege 6 zwischen den Öffnungen 5 stellen über radial nach innen gerichtete Rippen 7 eine Verbindung mit einem ringförmigen Trägerkörper 8 her, welcher einteilig mit dem Gehäuse 2 ist. Der ringförmigen Trägerkörper 8 weist zwei diametral zueinander angeordnete Zapfen 9a, 9b auf, auf denen jeweils ein stirn- und geradverzahntes Ausgleichsrad 10a, 10b mit zylindrischer Grundform drehbar gelagert ist. Diese Zapfen 9a, 9b sind einteilig mit dem Trägerkörper 8 ausgestaltet. An den radial nach außen weisenden Enden der Zapfen 9a, 9b sind Ringnuten eingearbeitet, in welche Axialsicherungsringe 11a, 11b eingesetzt sind. Somit sind die Ausgleichsräder 10a, 10b radial nach innen am Trägerkörper 8 und radial nach außen mittelbar über Distanzscheiben 12a, 12b an den Axialsicherungsringen 11a, 11b abgestützt. Axial center, the housing 2 has four evenly distributed on the circumference of openings 5 , which are shown in more detail in Fig. 2. Intermediate webs 6 between the openings 5 provide via radially inwardly directed ribs 7 a connection with an annular support body 8 ago, which is integral with the housing 2 . The annular support body 8 has two diametrically arranged pins 9 a, 9 b, on each of which a front-toothed and straight toothed balance wheel 10 a, 10 b is rotatably mounted with a cylindrical basic shape. These pins 9 a, 9 b are designed in one piece with the carrier body 8 . At the radially outwardly facing ends of the pins 9 a, 9 b ring grooves are incorporated, in which Axialsicherungsringe 11 a, 11 b are used. Thus, the differential gears 10 a, 10 b radially inwardly on the support body 8 and radially outwardly indirectly via spacers 12 a, 12 b to the Axialsicherungsringen 11 a, 11 b supported.

An den beiden Enden des zylindrischen Gehäuses 2 sind Kronenräder 13a, 13b innerhalb des Gehäuses 2 eingesetzt, in welche die besagten Achswellen eingesteckt sind. Dabei ist über eine nicht näher dargestellte Welle-Nabe Verbindung ein Antriebsmoment von den Kronenrädern 13a, 13b auf die Achswellen übertragbar. Die Kronenräder 13a, 13b kämmen mit den Ausgleichsrädern 10a, 10b und sind in die axial nach außen weisende Richtung mittels großen Axialsicherungsringen abgestützt, von denen in der Zeichnung nur der eine Axialsicherungsring 14 dargestellt ist. Die beiden Axialsicherungsringe 14 sind in innenseitige Ringnuten des Gehäuses 2 eingesetzt. Zwischen dem jeweiligen Axialsicherungsring 14 und dem diesem zugeordneten Kronenrad 13a bzw. 13b ist jeweils ein Distanzring 15a, 15b angeordnet. Mit diesen Distanzringen 15a, 15b ist der axiale Abstand zwischen den Kronenräder 13a, 13b und somit die Verzahnung zwischen den Kronenrädern 13a, 13b und den Ausgleichsrädern 10a, 10b einstellbar. At the two ends of the cylindrical housing 2 crown gears 13 a, 13 b are inserted within the housing 2 , in which the said axle shafts are inserted. In this case, a drive torque from the crown gears 13 a, 13 b can be transmitted to the axle shafts via a shaft-hub connection, not shown. The crown gears 13 a, 13 b mesh with the differential gears 10 a, 10 b and are supported in the axially outward direction by means of large axial securing rings, of which in the drawing only one axial securing ring 14 is shown. The two Axialsicherungsringe 14 are inserted into the inside ring grooves of the housing 2 . Between the respective axial securing ring 14 and the associated crown gear 13 a and 13 b, a spacer ring 15 a, 15 b is arranged in each case. With these spacers 15 a, 15 b, the axial distance between the crown gears 13 a, 13 b and thus the toothing between the crown wheels 13 a, 13 b and the differential gears 10 a, 10 b adjustable.

Fig. 2 zeigt das Kronenraddifferential 1 aus Fig. 1 im demontierten Zustand. Anhand dieser Figur wird im folgenden die Montage des Kronenraddifferentials 1 erläutert. Fig. 2 shows the crown gear differential 1 of Fig. 1 in the disassembled state. Based on this figure, the assembly of the crown gear differential 1 will be explained below.

Auf die Zapfen 9a, 9b werden die Ausgleichsräder 10a, 10b von radial außen aufgesteckt. Anschließend werden die Fertigungstoleranzen mittels der Distanzringe 15a, 15b ausgeglichen und schließlich die Axialsicherungsringe 11a, 11b in die Ringnuten der Zapfen 9a, 9b eingesetzt. On the pins 9 a, 9 b, the differential gears 10 a, 10 b plugged from the outside radially. Subsequently, the manufacturing tolerances by means of the spacers 15 a, 15 b are compensated and finally the axial securing rings 11 a, 11 b inserted into the annular grooves of the pins 9 a, 9 b.

Im Anschluss werden axial beidseitig die Kronenräder 13a, 13b in das Gehäuse 2 eingesetzt und der axiale Abstand zwischen den Kronenräder 13a, 13b und somit die Verzahnung zwischen den Kronenrädern 13a, 13b und den Ausgleichsrädern 10a, 10b eingestellt. Schließlich werden die Axialsicherungsringe 14 in die innenseitigen Ringnuten des Gehäuses 2 eingesetzt. Subsequently, the crown gears 13 a, 13 b inserted axially into the housing 2 on both sides and the axial distance between the crown wheels 13 a, 13 b and thus the toothing between the crown wheels 13 a, 13 b and the differential gears 10 a, 10 b set , Finally, the axial securing rings 14 are inserted into the inside annular grooves of the housing 2 .

Infolge der Geradverzahnung treten im Betrieb des Differentials im Idealfall keine Kräfte auf die Verbindung zwischen den Axialsicherungsringen 11a, 11b und den Zapfen 9a, 9b auf. As a result of the straight teeth occur in the operation of the differential in the ideal case, no forces on the connection between the Axialsicherungsringen 11 a, 11 b and the pin 9 a, 9 b.

Alternativ kann anstatt der Geradverzahnung eine leichte Schrägverzahnung Anwendung finden, wobei dann geringe Kräfte in die Verbindung zwischen den Axialsicherungsringen und den Zapfen eingeleitet werden, wobei diese Kräfte um ein vielfaches geringer als die Kräfte infolge der Verwendung von kegelförmigen Ausgleichsrädern sind. Alternatively, instead of the spur toothing a slight Helical gearing find application, in which case low forces in the connection between the Axialsicherungsringen and the Tenons are initiated, with these forces by a multiple less than the forces resulting from the use of cone-shaped differential gears are.

Das Gehäuse kann aus einem Sphäroguss oder einem Stahlguss bestehen, wobei die Zapfen zur Lagerung der Ausgleichsräder noch oberflächenbehandelt werden müssen. Diese Oberflächenbehandlung kann eine Bearbeitung mit einem Spezialbohrer, aber auch eine Schleifbearbeitung sein. The housing can be made of nodular cast iron or cast steel consist, with the pins for storage of the differential gears still need to be surface treated. This Surface treatment can be a treatment with a Special drill, but also be a grinding.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann zur Verhinderung dieses Bearbeitungsschrittes der Zapfen als separates Bauteil ausgestaltet sein. Der Zapfen kann dabei aus einem anderen Material als das Gehäuse hergestellt sein. Dabei kann der Zapfen einerseits einen Bolzenkopf und andererseits eine Querbohrung aufweisen. Der separate Zapfen kann mit dem Ausgleichsrad vormontiert und anschließend in eine Bohrung des Trägerkörpers eingesetzt werden. Mittels eines Kerbstiftes, der durch ein Bohrung des Trägerkörpers in die Querbohrung des Zapfens getrieben wird, wird anschließend eine bewegungsfeste Verbindung zwischen dem Zapfen und dem Trägerkörper gebildet. In a further embodiment of the invention can for Prevention of this processing step of the pins as be designed separate component. The pin may be off be made of a different material than the housing. there the pin can on the one hand a bolt head and on the other have a transverse bore. The separate pin can with the Balancing wheel pre-assembled and then into a hole in the Carrier body can be used. By means of a grooved pin, the through a bore of the support body in the transverse bore of Is driven pin, then becomes a motion-resistant Connection formed between the pin and the carrier body.

Die dargestellten Ausgleichsräder können feingeschmiedet sein, wobei ein hochlegierter Schmiedestahl Verwendung findet. The illustrated differential gears can be fine forged, where a high alloy forged steel is used.

Das Kronenraddifferential kann ferner Anwendung in einem Längsdifferential eines Allradantriebes finden. The crown gear differential can also be used in a Find longitudinal differential of a four-wheel drive.

Die Ringform des Trägerkörpers ermöglicht es, in dessen Innenraum eine Differentialsperre anzuordnen. The ring shape of the carrier body makes it possible in the Interior to arrange a differential lock.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen. The described embodiments are only exemplary embodiments. A combination of described features for different embodiments is also possible. Further, in particular not described Features of the invention are part of the device, are the geometries shown in the drawings of To remove device parts.

Claims

1. crown gear differential having a housing (2) and spur gear differential gears (10 a, 10 b), which are supported against a compensating wheels axis, characterized in that the differential gears (10 a, 10 b) are inserted from the outside of the differential gears axis.

2. Kronenraddifferential according to claim 1, characterized in that the Ausgleichsräderachse comprises at least two separate pins ( 9 a, 9 b).

3. Kronenraddifferential according to claim 2, characterized in that within the housing ( 2 ) is arranged integrally with this executed carrier body ( 8 ) which is connected to the pin ( 9 a, 9 b).

4. Kronenraddifferential according to claim 3, characterized in that the pins ( 9 a, 9 b) are integral with the carrier body ( 8 ), wherein the differential gears ( 10 a, 10 b) in the inward-facing direction, at least indirectly on the carrier body ( 8 ) and in the outward-facing direction at least indirectly on an axial securing element (Axialsicherungsringe 11 a, 11 b) are supported.

5. crown gear differential according to claim 3, characterized, that the pins are separate components from the housing, which are internally connected to the carrier body and outside a having stepped bolt head, wherein the differential gears in the inward direction at least indirectly on Carrier body and in the outward direction at least indirectly be supported on the bolt head.

6. crown gear differential according to one of the preceding claims, characterized in that with the differential gears ( 10 a, 10 b) meshing crown gears ( 13 a, 13 b) with respect to a rotation axis ( 3 ) of Kronenraddifferentials in the direction away from this axially by means of a locking ring are supported on the housing ( 2 ).

7. crown gear differential according to claim 6, characterized in that between the respective balance gear ( 10 a, 10 b) and the securing ring ( 11 a, 11 b) a spacer ( 12 a, 12 b) is arranged.