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DE102011076280A1 - Differential gear for use in ride-on machine for garden and landscape maintenance, has two intermediate wheels driven by bevel gear tooth system, and differential cage selectively coupled with intermediate wheels by sliding sleeve - Google Patents

Differential gear for use in ride-on machine for garden and landscape maintenance, has two intermediate wheels driven by bevel gear tooth system, and differential cage selectively coupled with intermediate wheels by sliding sleeve Download PDF

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DE102011076280A1
DE102011076280A1 DE201110076280 DE102011076280A DE102011076280A1 DE 102011076280 A1 DE102011076280 A1 DE 102011076280A1 DE 201110076280 DE201110076280 DE 201110076280 DE 102011076280 A DE102011076280 A DE 102011076280A DE 102011076280 A1 DE102011076280 A1 DE 102011076280A1
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DE
Germany
Prior art keywords
differential
intermediate wheels
gear
sliding sleeve
bevel gear
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE201110076280
Other languages
German (de)
Inventor
Sven Wimmer
Jan Malte Wittenbrink
Kerstin Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/14Gearings for reversal only
    • F16H3/145Gearings for reversal only with a pair of coaxial bevel gears, rotatable in opposite directions
    • 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
    • F16H48/08Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The gear has a differential cage (6) driven by a bevel gear tooth system (3). The cage drives two output shafts (15, 16) with a variable rotational speed. Two intermediate wheels (4, 5) rotate opposite to each other and are driven by the bevel gear tooth system. The differential cage is selectively coupled with the intermediate wheels by a sliding sleeve (10). A rotational axis of the intermediate wheels is identical with a rotational axis of the differential cage. The intermediate wheels project above the cage in a radial direction relative to a rotational axis (Ra) of the output shafts.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein insbesondere für die Verwendung in einem Fahrzeug vorgesehenes Differenzialgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a particular intended for use in a vehicle differential gear according to the preamble of claim 1.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Ein Differenzialgetriebe der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE 365 940 A bekannt. Durch dieses Differenzialgetriebe angetriebene Räder können mit gleicher oder verschiedener Geschwindigkeit und in gleicher oder verschiedener Drehrichtung angetrieben werden.A differential gear of the type mentioned is for example from the DE 365 940 A known. By this differential gear driven wheels can be driven at the same or different speeds and in the same or different direction of rotation.

Aus der DE 10 2006 044 894 A1 ist elektrisch verstellbares Getriebe mit zwei Betriebsarten und gleichem Leistungsvermögen bei Vorwärts- und Rückwärtsbetriebsarten bekannt.From the DE 10 2006 044 894 A1 For example, electrically variable transmission with two modes and equal performance is known in forward and reverse modes.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Differenzialgetriebe anzugeben, welches eine Umschaltung zwischen einem Vorwärts- und einem Rückwärtsbetrieb ermöglicht.The invention has for its object to provide a differential gear, which allows a switch between a forward and a reverse operation.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Differenzialgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by a differential gear with the features of claim 1.

Das Differenzialgetriebe weist einen über eine Kegelradverzahnung angetriebenen Differentialkorb auf, welcher zwei Abtriebswellen mit zueinander variierbarer Drehzahl antreibt, wobei durch die Kegelradverzahnung zwei entgegengesetzt zueinander rotierende Zwischenräder angetrieben sind und der Differentialkorb über eine Schiebehülse wahlweise mit einem der Zwischenräder koppelbar ist.The differential gear has a driven via a bevel gear differential carrier, which drives two output shafts with mutually variable speed, being driven by the bevel gear two oppositely rotating intermediate wheels and the differential carrier via a sliding sleeve with either one of the intermediate wheels can be coupled.

Eine Umschaltung zwischen Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb ist durch Verschieben der Schiebehülse möglich. In beiden Betriebsmodi weist das Differenzialgetriebe identische Leistungsdaten auf. Ein gesondertes Getriebe zur Umschaltung zwischen Vorwärtsgang und Rückwärtsgang ist nicht erforderlich. Bei der Welle, welche über die Kegelradverzahnung den Differentialkorb antreibt, handelt es sich zum Beispiel um eine Ausgangswelle eines hydrostatischen Getriebes. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet des Differenzialgetriebes sind landwirtschaftliche Maschinen, insbesondere Aufsitzgeräte zur Garten- und Landschaftspflege. Prinzipiell ist ein von einer Brennkraftmaschine angetriebenes Aufsitzgerät zur Garten- und Landschaftspflege zum Beispiel aus der DE 203 09 420 U1 bekannt.Switching between forward and reverse operation is possible by moving the sliding sleeve. In both operating modes, the differential gear has identical performance data. A separate transmission to switch between forward and reverse is not required. In the case of the shaft, which drives the differential carrier via the bevel gear, it is, for example, an output shaft of a hydrostatic transmission. A preferred field of application of the differential gear are agricultural machinery, in particular Aufsitzgeräte for garden and landscape care. In principle, a driven by an internal combustion engine Aufsitzgerät for garden and landscape care, for example, from DE 203 09 420 U1 known.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Rotationsachse der Zwischenräder mit der Rotationsachse des Differenzialkorbs, das heißt mit der Rotationsachse der Abtriebswellen, identisch. In besonders bevorzugter Weise überragen die Zwischenräder den Differentialkorb in radialer Richtung, bezogen auf die Rotationsachse der Abtriebswellen. In a preferred embodiment, the axis of rotation of the intermediate wheels with the axis of rotation of the differential cage, that is, with the axis of rotation of the output shafts, identical. In a particularly preferred manner, the intermediate wheels project beyond the differential carrier in the radial direction, relative to the axis of rotation of the output shafts.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Schiebehülse radial, bezogen auf die Rotationsachse der Abtriebswellen, außerhalb einer zylindrischen, mit einer mit der Schiebehülse zusammenwirkenden Verzahnung versehenen Mantelfläche des Differentialkorbs angeordnet, wobei die Rotationsachse der Abtriebswellen mit der Symmetrieachse der Schiebehülse identisch ist. Zur Herstellung einer Drehmoment übertragenden Verbindungen zwischen einem der Zwischenräder und dem Differentialkorb können zusätzlich zur Schiebehülse weitere in definierter Weise Kraft übertragende Elemente, wie zum Beispiel Synchronringe, vorgesehen sein.According to an advantageous embodiment, the sliding sleeve is arranged radially, relative to the axis of rotation of the output shafts, outside a cylindrical, provided with a sliding sleeve cooperating toothing lateral surface of the differential carrier, wherein the axis of rotation of the output shafts with the axis of symmetry of the sliding sleeve is identical. To produce a torque-transmitting connections between one of the intermediate wheels and the differential carrier, in addition to the sliding sleeve further in a defined manner force-transmitting elements, such as synchronizer rings may be provided.

In dem Differentialkorb ist ein Ausgleichsgetriebe, nämlich das Differenzial im engeren Sinne, eingebaut, welches als Kegelraddifferential oder als Stirnraddifferenzial ausgebildet sein kann.In the differential carrier is a differential gear, namely the differential in the strict sense, built-in, which may be formed as a bevel gear or spur gear differential.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigt:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Hereby shows:

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

1 in einer nicht maßstäblich Schnittdarstellung ein Differenzialgetriebe mit Vorwärts- und Rückwärtsgang. 1 in a not to scale sectional view of a differential gearbox with forward and reverse.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnetes Differenzialgetriebe ist durch eine Antriebswelle 2 über eine Kegelradverzahnung 3 angetrieben. Bei der Antriebswelle 2 handelt es sich beispielsweise um eine Ausgangswelle eines hydrostatischen Getriebes eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs. Die Rotationsachse der Antriebswelle 2 ist mit RG bezeichnet.A total with the reference numeral 1 characterized differential gear is through a drive shaft 2 via a bevel gear 3 driven. At the drive shaft 2 For example, it is an output shaft of a hydrostatic transmission of an agricultural vehicle. The axis of rotation of the drive shaft 2 is denoted by R G.

Mittels der Kegelradverzahnung 3 werden zwei parallel voneinander beabstandete Zwischenräder 4, 5 angetrieben, deren Rotationsachse RA mit der Rotationsachse eines Differenzialkorbs 6 identisch ist. Die Zwischenräder 4, 5 sind außerhalb des Differenzialkorbs 6 angeordnet und relativ zu diesem jeweils über eine äußere Lagerung 7, 8, insbesondere Wälzlagerung, rotierbar gelagert. Bezüglich einer Mittelebene E des Differenzialkorbs 6, in welcher die Rotationsachse RG der Antriebswelle 2 liegt, sind die beiden Zwischenräder 4, 5 spiegelbildlich zueinander ausgebildet, wobei jedes Zwischenrad 4, 5 im dargestellten Ausführungsbeispiel eine zum Differenzialkorb 6 hin offene Topfform aufweist und diesen in der Art einer Halbschale teilweise umgreift.By means of bevel gear teeth 3 become two parallel spaced intermediate wheels 4 . 5 driven, whose axis of rotation R A with the axis of rotation of a differential cage 6 is identical. The intermediate wheels 4 . 5 are outside the differential basket 6 arranged and relative to this in each case via an outer bearing 7 . 8th , in particular roller bearings, rotatably mounted. With respect to a median plane E of the differential cage 6 , in which the rotation axis R G of the drive shaft 2 lies, are the two intermediate wheels 4 . 5 mirror image formed with each other, each intermediate 4 . 5 in the illustrated embodiment, a differential cage 6 has open pot shape and this partially surrounds in the manner of a half-shell.

Zur Herstellung einer drehfesten Verbindung zwischen einem der Zwischenräder 4, 5 und dem Differenzialkorb 6 ist eine auf einer Mantelfläche 9 des Differenzialkorbs 6 verschiebbare, zum Differenzialkorb 6 konzentrische Schiebehülse 10 vorgesehen. Eine innere Verzahnung 11 der Schiebehülse 10 greift permanent in eine Verzahnung 12 auf der Mantelfläche 9 des Differenzialkorbs 6 ein, während eine äußere Verzahnung 13 der Schiebehülse 10 in eine Verzahnung 14 entweder des Zwischenrades 4 oder des Zwischenrades 5 eingreifen kann. Je nachdem, in welches Zwischenrad 4, 5 die Schiebehülse 10 eingreift, ist entweder der Vorwärtsgang oder der Rückwärtsgang des mit dem Differenzialgetriebe 1 ausgestatteten Fahrzeugs eingelegt. Die Verschiebung der Schiebehülse 10 geschieht beispielsweise mit Hilfe einer nicht dargestellten Schaltgabel, welche manuell oder durch einen Aktor, etwa ein elektromechanisches Stellelement, betätigbar sein kann.For producing a rotationally fixed connection between one of the intermediate wheels 4 . 5 and the differential basket 6 is one on a lateral surface 9 of the differential basket 6 movable, to the differential basket 6 concentric sliding sleeve 10 intended. An internal gearing 11 the sliding sleeve 10 engages permanently in a gearing 12 on the lateral surface 9 of the differential basket 6 one, while an external toothing 13 the sliding sleeve 10 in a toothing 14 either the intermediate wheel 4 or the intermediate wheel 5 can intervene. Depending on which idler 4 . 5 the sliding sleeve 10 engages, is either the forward gear or the reverse gear of the differential gear 1 equipped vehicle. The displacement of the sliding sleeve 10 For example, by means of a shift fork, not shown, which can be actuated manually or by an actuator, such as an electromechanical actuator.

Der Differenzialkorb 6 dient dem Antrieb zweier Abtriebswellen 15, 16, die mit zwei im Differenzialkorb 6 angeordneten Zahnrädern 17, 18 drehfest verbunden oder einteilig ausgebildet sind. Die Rotationsachse RA des Differenzialkorbs 6 entspricht der Rotationsachse der Abtriebswellen 15, 16. Bei den Abtriebswellen 15, 16 handelt es sich um Antriebswellen von jeweils einem Fahrzeugrad. The differential basket 6 serves to drive two output shafts 15 . 16 that with two in the differential basket 6 arranged gears 17 . 18 rotatably connected or formed in one piece. The axis of rotation R A of the differential cage 6 corresponds to the axis of rotation of the output shafts 15 . 16 , At the output shafts 15 . 16 These are drive shafts of one vehicle wheel each.

Jede Abtriebswelle 15, 16 ist über eine innere Lagerung 19, 20, insbesondere eine Wälzlagerung, relativ zum Differenzialkorb 6 rotierbar gelagert.Every output shaft 15 . 16 is about an inner storage 19 . 20 , in particular a rolling bearing, relative to the differential cage 6 rotatably mounted.

Die Zahnräder 17, 18 stellen zusammen mit dem Differenzialkorb 6 und einer Mehrzahl an Ausgleichszahnrädern 21, die um eine mit dem Differenzialkorb 6 mitrotierende Achse, welche stets orthogonal zur Rotationsachse RA der Abtriebswellen 15, 16 ausgerichtet ist, rotierbar sind und mit beiden Zahnrädern 17, 18 kämmen, ein Ausgleichsgetriebe 22, das heißt das Differenzial im engeren Sinne, dar.The gears 17 . 18 put together with the differential basket 6 and a plurality of balancing gears 21 , which is one with the differential cage 6 co-rotating axis, which is always orthogonal to the axis of rotation R A of the output shafts 15 . 16 is aligned, rotatable and with both gears 17 . 18 comb, a differential 22 that is the differential in the narrower sense.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ausgleichsgetriebe 22 als Kegelraddifferenzial ausgebildet. Alternativ kann es sich bei dem Ausgleichsgetriebe 22 auch um ein Stirnraddifferenzial handeln. Ein Stirnraddifferenzial ist prinzipiell beispielsweise aus der DE 10 2007 040 474 A1 sowie aus der DE 10 2007 040 475 A1 bekannt. In allen Fällen ist durch das Differenzialgetriebe 1 eine kompakte Baueinheit gegeben, welche die Funktion eines Getriebes zur Umschaltung zwischen Vorwärts- und Rückwärtsgang mit der Funktion eines Differenzials vereint.In the illustrated embodiment, the differential gear 22 designed as bevel gear differential. Alternatively, it may be in the differential 22 also act to a spur gear differential. A spur gear differential is in principle for example from DE 10 2007 040 474 A1 as well as from the DE 10 2007 040 475 A1 known. In all cases is through the differential gear 1 given a compact unit that combines the function of a transmission for switching between forward and reverse with the function of a differential.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Differenzialgetriebe differential gear
22
Antriebswelle drive shaft
33
Kegelradverzahnung bevel gear
44
Zwischenrad idler
55
Zwischenrad idler
66
Differenzialkorb differential cage
77
äußere Lagerung external storage
88th
äußere Lagerung external storage
99
Mantelfläche lateral surface
1010
Schiebehülse sliding sleeve
1111
innnere Verzahnung internal interlocking
1212
Verzahnung gearing
1313
äußere Verzahnung external toothing
1414
Verzahnung gearing
1515
Abtriebswelle output shaft
1616
Abtriebswelle output shaft
1717
Zahnrad gear
1818
Zahnrad gear
1919
innere Lagerung inner storage
2020
innere Lagerung inner storage
2121
Ausgleichszahnrad compensating gear
2222
Ausgleichsgetriebe differential
Ee
Mittelebene midplane
RA R A
Rotationsachse der Abtriebswellen 15, 16 Rotation axis of the output shafts 15 . 16
RG R G
Rotationsachse der Antriebswelle 2 Rotation axis of the drive shaft 2

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 365940 A [0002] DE 365940A [0002]
  • DE 102006044894 A1 [0003] DE 102006044894 A1 [0003]
  • DE 20309420 U1 [0007] DE 20309420 U1 [0007]
  • DE 102007040474 A1 [0019] DE 102007040474 A1 [0019]
  • DE 102007040475 A1 [0019] DE 102007040475 A1 [0019]

Claims (7)

Differenzialgetriebe (1), mit einem über eine Kegelradverzahnung (3) angetriebenen Differentialkorb (6), welcher zwei Abtriebswellen (15, 16) mit zueinander variierbarer Drehzahl antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Kegelradverzahnung (3) zwei entgegengesetzt zueinander rotierende Zwischenräder (4, 5) angetrieben sind, wobei der Differentialkorb (6) über eine Schiebehülse (10) wahlweise mit einem der Zwischenräder (4, 5) koppelbar ist.Differential gear ( 1 ), with a via a bevel gear ( 3 ) driven differential carrier ( 6 ), which has two output shafts ( 15 . 16 ) with mutually variable speed drives, characterized in that by the bevel gear ( 3 ) two oppositely rotating intermediate wheels ( 4 . 5 ), wherein the differential carrier ( 6 ) via a sliding sleeve ( 10 ) optionally with one of the intermediate wheels ( 4 . 5 ) can be coupled. Differenzialgetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (RA) der Zwischenräder (4, 5) mit der Rotationsachse des Differenzialkorbs (6) identisch ist.Differential gear ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the axis of rotation (R A ) of the intermediate wheels ( 4 . 5 ) with the axis of rotation of the differential cage ( 6 ) is identical. Differenzialgetriebe (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenräder (4, 5) den Differentialkorb (6) in radialer Richtung, bezogen auf die Rotationsachse (RA) der Abtriebswellen (15, 16), überragen.Differential gear ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the intermediate wheels ( 4 . 5 ) the differential carrier ( 6 ) in the radial direction, relative to the axis of rotation (R A ) of the output shafts ( 15 . 16 ). Differenzialgetriebe (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (10) radial, bezogen auf die Rotationsachse (RA) der Abtriebswellen (15, 16), außerhalb einer zylindrischen, mit einer mit der Schiebehülse (10) zusammenwirkenden Verzahnung (12) versehenen Mantelfläche (9) des Differentialkorbs (6) angeordnet ist. Differential gear ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the sliding sleeve ( 10 ) radially, relative to the axis of rotation (R A ) of the output shafts ( 15 . 16 ), outside a cylindrical, with one with the sliding sleeve ( 10 ) cooperating gearing ( 12 ) provided lateral surface ( 9 ) of the differential carrier ( 6 ) is arranged. Differenzialgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein in den Differentialkorb (6) eingebautes Ausgleichsgetriebe (22) als Kegelraddifferential ausgebildet ist.Differential gear ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that one in the differential carrier ( 6 ) built-in differential gear ( 22 ) is designed as a bevel gear differential. Differenzialgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein in den Differentialkorb (6) eingebautes Ausgleichsgetriebe (22) als Stirnraddifferential ausgebildet ist.Differential gear ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that one in the differential carrier ( 6 ) built-in differential gear ( 22 ) is designed as a spur gear differential. Verwendung eines Differenzialgetriebes (1) in einem Fahrzeug, insbesondere einem Aufsitzgerät zur Garten- und Landschaftspflege.Use of a differential gear ( 1 ) in a vehicle, in particular a Aufsitzgerät for garden and landscape care.
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