DE102011087579A1

DE102011087579A1 - Stirnraddifferenzial mit auf Trägerteil zentriertem Antriebsrad

Info

Publication number: DE102011087579A1
Application number: DE201110087579
Authority: DE
Inventors: Thorsten BIERMANN; Rainer Schübel; Ernst Masur
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2013-06-06
Also published as: CN103133632A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stirnraddifferenzial (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem Planetenträger (3), in dem zwei je eine Außenverzahnung aufweisende Sonnenräder (5,6) angeordnet sind, die mit je einem als Planetenrad (10) ausgebildeten Ausgleichsrad kämmen, wobei die beiden Planetenräder (9) miteinander in Formschluss befindlich sind, und ferner ein mit einem im Wesentlichen radial außerhalb des Planetenträgers (2) angeordnetes Achsantriebsrad (14) vorhanden ist, wobei eine drehmomentübertragende Verbindung (17) zwischen einer Innenfläche (15) des Achsantriebsrades (14) und einer radialen Umfangsfläche (13) des Planetenträgers (2) vorhanden ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Stirnraddifferenzials, umfassend den Schritt des Verschweißens des Planetenträgers (2) und dessen Umfang mit der Innenfläche (15) des Achsantriebsrades (14).

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Stirnraddifferenzial für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem Planetenträger, in dem zwei je eine Außenverzahnung aufweisende Sonnenräder angeordnet sind, die mit je einem als Planetenrad ausgebildeten Ausgleichsrad kämmen, wobei die beiden Planetenräder miteinander in Formschluss befindlich sind, und ferner ein mit einem im Wesentlichen radial außerhalb des Planetenträgers angeordnetes Achsantriebsrad vorhanden ist.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Stirnraddifferenziale bekannt:
Die DE 10 2007 004 709 A1 offenbart bspw. ein Stirnraddifferenzial mit wenigstens einer Summenwelle für die Verteilung von Drehmomenten an ein erstes Differenzialglied sowie an ein zweites Differenzialglied über mindestens drei aus jeweils einem ersten Planetenrad und einem zweiten Planetenrad gebildete Paare, wobei die Planetenräder eines Paares einander gegenüberliegend und wirkverbunden sind. Die Planetenräder und Sonnenräder sind dabei wie folgt beschrieben ausgebildet und angeordnet:

a Jedes Planetenpaar weist zwei Planetenräder auf, die vorzugsweise identisch als Gleichteile gestaltet sind.
b Die Planetenräder weisen jeweils einen außenzylindrischen nicht verzahnten Abschnitt und längs daneben einen verzahnten Abschnitt auf.
c Die radialen äußeren Abmessungen, bspw. ein Außenradius, des nicht verzahnten Abschnitts sind geringer, als die kleinstmöglichen radialen äußersten Abmessungen, bspw. verglichen zum Kopfkreisradius, des verzahnten Abschnitts. Dabei ist der Außendurchmesser des nicht verzahnten Abschnitts mindestens kleiner als der Zahnkopfdurchmesser, vorzugsweise aber gleich oder kleiner als der Zahnfußdurchmesser des verzahnten Abschnitts.
d Der verzahnte Abschnitt der betrachteten Planetenräder ist als Stirnverzahnung, Geradverzahnung, Schrägverzahnung, Keilverzahnung oder schraubenförmige Verzahnung ausgebildet.
e Jedes der Planetenräder sitzt entweder auf einem separaten Planetenbolzen, oder ist auf zwei Zapfen aufgenommen bzw. weist selbst zwei axial aus dem Planetenrad hervorstehende Zapfen auf.
f Der Planetenbolzen und das Planetenrad mit Zapfen bzw. das Planetenrad auf Zapfen ist beidseitig in oder an dem Gehäuse gelagert.
g Die Zapfen, mit denen das jeweilige Planetenrad alternativ aufgenommen ist, sind entweder einteilig mit einem Blechgehäuse ausgebildet oder als separate Bauteile in dieses eingebracht.
h Alternativ zu den vorgenannten Ausführungen der Lagerung der Planetenräder sind ein- oder mehrteilige Zapfen einmaterialig mit dem Planetenrad ausgebildet oder separat an dem jeweiligen Planetenrad befestigte Elemente.
i Das Planetenrad ist in diesen Fällen entweder drehbar auf dem Zapfen oder auf dem Planetenbolzen um die Bolzenachse oder mit dem Bolzen gelagert.
j Die nicht verzahnten Abschnitte der Planetenräder weisen längs in entgegengesetzte Richtung, so dass die Stirnseiten der nicht verzahnten Abschnitte jeweils längs nach außen, vorzugsweise zur Lagerung der Planetenbolzen im Gehäuse hin, weisen.
k Jedes der Planetenräder eines Paares greift jeweils mit einem in Längsrichtung am Planetenrad außen liegenden Teilabschnitt seines verzahnten Abschnitts in die Verzahnung eines anderen der beiden Differenzglieder des Differenzials ein.
l Der außen liegende Abschnitt, der auch als äußerer Teilabschnitt bezeichnet werden kann, geht in Längsrichtung des Planetenrades betrachtet, also gleichgerichtet mit der Bolzenachse, von einem Ende des Planetenrades aus bis an einen, in Längsrichtung mittleren Teilabschnitt der Verzahnung.
m Die Bereiche des äußeren Teilabschnitts, mit denen das jeweilige Planetenrad in die Innen- bzw. Außenverzahnung des Differenzglieds eingreift, entspricht vorzugsweise der Hälfte der Breite der Verzahnung in Längsrichtung des verzahnten Abschnitts.
n In die Umfangslücke eines jeden Planetenrads eines Paares, die um den nicht verzahnten Abschnitt ausgebildet ist, taucht jeweils die Verzahnung jenes Differenzglieds der zwei Differenzglieder radial und axial berührungslos ein, welches mit dem äußeren Teilabschnitt der Verzahnung des anderen Planetenrades des gleichen Paares kämmt.
o Die Umfangslücke ist axial in die eine Längsrichtung, durch den längs innenliegenden mittleren Teilabschnitt der Verzahnung, und in die andere Längsrichtung bspw. durch das Gehäuse oder durch einen anderen Axialanschlag für das Planetenrad begrenzt.
p Die Planetenräder eines Paares stehen jeweils an dem mittleren Teilabschnitt des verzahnten Abschnitts miteinander in Eingriff.
q Der mittlere Teilabschnitt ist in Längsrichtung zwischen dem äußeren Teilabschnitt der Verzahnung und dem nicht verzahnten Abschnitt ausgebildet.
r Die Wahl des Typs und der Abmaßung der Verzahnung des äußeren Abschnitts können sich an dem mittleren Abschnitt fortsetzen, alternativ aber auch andere sein.
s Die Breite des mittleren Teilabschnitts, an dem die Planetenräder miteinander verzahnt sind, ist vorzugsweise die andere Hälfte der Breite der Verzahnung in Längsrichtung des verzahnten Abschnitts.
t Pro Differenzial sind mindestens drei, vorzugsweise jedoch vier oder fünf Stück der Plantetenradpaare angeordnet.

Die Längsrichtung stimmt dabei mit den Bolzenachsen überein. Aus diesen Merkmalen folgt:

u Die erforderliche Gesamtbreite des verzahnten Abschnitts eines jeden der Planetenräder ist vorzugsweise die Summe aus der Breite des Differenzglieds, das in Zahneingriff mit dem Planeten steht und aus der Breite des Teilabschnitts der Verzahnung, mit dem die Planetenräder des gleichen Paares miteinander kämmen, höchstens noch zuzüglich Fertigungs-, Montage- bzw. gestaltungsbedingter Abstände, Phasen, Abstandshalter und ähnlichem.
v Die erforderliche Breite des nicht verzahnten Abschnitts des Planetenrades entspricht bevorzugt der Breite der Verzahnung des Differenzgliedes, welches mit dem anderen Planetenrad des gleichen Paares kämmt, höchstens noch zuzüglich Fertigungs-, Montage- bzw. gestaltungsbedingte Abstände, Phasen, Abstandshalter und ähnlichem.
w Die Verzahnung des Differenzgliedes taucht möglichst so weit in die Umfangslücke ein, dass sich das Differenzglied und das betreffende Planetenrad gerade noch nicht berühren.

Die Zahnbreite für den Zahneingriff der miteinander verzahnten Bauteile des in der DE 10 2007 004 709 A1 vorgestellten Differenzials, ist breiter als die bis dahin üblichen Außenabmessungen, denn, die Planetenräder sind im Paar miteinander und mit den Differenzgliedern ohne weitere axiale Lücken verschachtelt. Höhere Drehmomente sind übertragbar. Die Planetenräder sind nicht an einem gesonderten längsmittig im Differenzial angeordneten Planetenträger, sondern beidseitig eben als Planetenträger fungierenden Gehäuse gelagert. Durch die zwei Lagerstellen anstelle nur einer, ist die Konstruktion steifer und weniger anfällig gegen Verkippung und somit weniger anfällig gegen die durch Verkippung entstehenden Nachteile.
Die Paare eines Planetentriebes können umfangseitig näher aneinander gerückt werden, da zum einen die Belastung pro Planeten auf jeweils zwei Lagerstellen im oder am Gehäuse verteilt werden und zum anderen die Gehäusekonstruktion an sich schon stabiler ist, als dies ein mittig angeordneter scheibenförmiger Planetenträger aus Blech ist. Der Bauraum, der umfangsseitig zwischen den einzelnen Lagerstellen für stützendes Material zur Verfügung stehen muss, ist gering. Der für einen mittig angeordneten Planetenträger benötigte axiale Bauraum entfällt durch die Lagerung im Gehäuse. Die Verzahnung kann um diesen Betrag zusätzlich breiter ausgeführt werden. Damit kann auch wieder der Berührradius verringert und auf die steifere Anordnung und somit die den Verformungen weniger anfälligen Konstruktionen zurückgegriffen werden. Die Herstellung eines solchen Planetentriebs ist kostengünstiger, da die aufwändige Herstellung der Hohlräder entfällt. Aufwändig ist z.B. die Innenbearbeitung der Innenverzahnung.
Die DE 10 2007 004 712 A1 offenbart ebenfalls ein Stirnraddifferenzial mit einem mindestens zweiteiligen Gehäuse und mit einem an dem Gehäuse befestigten und mit dem Gehäuse zur Drehachse des Stirnraddifferenzials konzentrischen Antriebsrads, wobei ein erster Gehäuseabschnitt und ein zweiter Gehäuseabschnitt und ein Befestigungsabschnitt des Antriebsrads mittels Befestigungsmittels axial aneinander befestigt und an die Gehäuseabschnitte sowie das Antriebsrad dabei in Umfangsrichtung gegeneinander drehfest geführt und zur Drehachse aneinander fixiert sind.
Die WO 2011/003747 A2 offenbart auch ein Stirnraddifferenzial mit einer ersten Sonne und einer zweiten Sonne, wobei der ersten Sonne ein erster Satz Planetenräder und der zweiten Sonne ein zweiter Satz Planetenräder zugeordnet ist und der erste Satz Planetenräder mit dem zweiten Satz Planetenräder kämmt und dabei die Anzahl der Zähne der ersten Sonne gleich der Anzahl der Zähne der zweiten Sonne ist, wobei durch Profilverschiebung die Zähne der ersten Sonne an einem Kopfkreis mit einem Kopfkreisdurchmesser angeordnet sind, der anders ist, als der Kopfkreisdurchmesser eines Kopfkreises, an dem die Zähne der zweiten Sonne angeordnet sind, wobei der erste Satz Planetenräder nur mit der ersten Sonne kämmt und wobei der zweite Satz Planetenräder nur mit der zweiten Sonne kämmt, wobei ferner der Kopfkreisdurchmesser des Kopfkreises der Zähne der ersten Sonne durch positive Profilverschiebung und der Kopfkreisdurchmesser des Kopfkreises der Zähne der zweiten Sonne durch negative Profilverschiebung realisiert ist. Die DE 10 2007 040 475 A1 offenbart auch ein Stirnraddifferenzial, insbesondere ein solches für Kraftfahrzeuge, mit einem Antriebselement, das drehfest mit einem Planetenträger verbunden ist, wobei in dem Planetenträger mindestens ein Paar miteinander kämmender Planetenräder drehbar angeordnet ist, wobei die Planetenräder mit je einem verzahnten Abtriebsrad kämmen. Um bei einem solchen Stirnraddifferenzial einen hinreichenden Bauraum für die Planetenräder zu schaffen, sieht die DE 10 2007 040 475 A1 vor, dass der Planetenträger durch zwei im Abstand a) parallel zueinander angeordnete scheibenförmige Träger gebildet wird, die mit dem Antriebselement verbunden sind. Es ist offenbart, dass zwei Abtriebsräder jeweils einen wellenförmigen Abschnitt aufweisen, welche aus einem hülsenförmigen Fortsatz eines scheibenförmigen Trägers axial herausragen.
Die spezielle Art der Stirnraddifferentiale, wie sie aus oben diskutierten Druckschriften bekannt ist, liegt auch der hier vorgestellten Erfindung zugrunde.
Auch sind Verbindungslösungen für Achsantriebsräder mit Gehäusen, in denen Ausgleichsräder, wie Kegelräder gelagert sind, bekannt.
So offenbart die DE 100 13 429 C5 ein Ausgleichsgetriebe mit einem Ausgleichsgehäuse aus Gusseisen und einem Tellerrad aus einsatzgehärtetem Stahl, wobei das Ausgleichsgehäuse auf dem Umfang, auf dem das Tellerrad aufgepresst ist, eine Anlageschulter mit einer äußeren Flanke aufweist, die radial zu einer Symmetrieachse des Tellerrades angeordnet ist, wobei das Ausgleichsgehäuse und das Tellerrad über eine unter Verwendung eines nickelhaltigen Zusatzwerkstoffes hergestellte, bzgl. der Symmetrieachse des Tellerrades ebenfalls radial angeordnete Schweißnaht zwischen einer Anlageschulter und dem Tellerrad miteinander verbunden sind, wobei das Tellerrad nicht speziell durch zumindest teilweises Abtragen der zu verschweißenden Fläche für die Schweißung vorbereitet ist.
Die Verwendung von Radialschweißnähten, allerdings bei Kegelraddifferenzialen, ist ferner aus der DE 10 2004 034 736 A1 bekannt. Dort wird ein Differenzial für eine Fahrzeugachse vorgeschlagen, umfassend einen Differenzialkorb und einen Differenzialdeckel, die mit einem Tellerrad verbunden sind, bei dem der Differenzialkorb mit dem Differenzialdeckel und dem Tellerrad über eine Radialschweißnaht verbunden ist.
Ein Verfahren zum Verschweißen eines Tellerrades mit einem Ausgleichsgehäuse eines Getriebes ist auch aus der DE 10 2005 023 230 A1 bekannt. Dort ist ein Verfahren zum Verschweißen eines Tellerrads mit einem Ausgleichsgehäuse eines Getriebes offenbart, bei dem folgende Schritte durchlaufen werden:
Herstellen eines Tellerrades, wobei das Tellerrad einen Tellerradflansch mit einer Flanschfläche aufweist, Einsatzhärten des Tellerrades, Gießen eines Ausgleichsgehäuses aus einem Gusseisenmaterial, wobei das Ausgleichsgehäuse eine Flanschschulter aufweist, Herstellen eines Ausgleichsgehäuseflansches durch Drehbearbeiten der Flanschschulter, Fügen des Tellerrades und des Ausgleichsgehäuses, wobei das Tellerrad mit seiner Flanschfläche gegen die Flanschschulter gedrückt wird, Verschweißen des Tellerradflansches mit der Flanschschulter mittels eines Hochenergiestrahls, wobei während des Schweißvorgangs der Schweißzone ein nickelhaltiger Zusatzwerkstoff zugeführt wird. Die Flanschschulter weist folgende Flanschbereiche auf:
einen sich in einer Umfangsrichtung der Flanschschulter erstreckenden Steg, dessen Stirnseite nach dem Fügen an der Flanschfläche des Tellerradflansches anliegt, eine radial außerhalb des Steges befindliche Flanschfläche, die, von der Stirnseite des Steges aus gesehen, hinter der Stirnseite des Steges liegt und die nach dem Fügen mit der Flanschfläche des Tellerradflansches einen ersten Spalt bildet, und eine radial innerhalb des Steges befindliche, sich in Umfangsrichtung der Flanschschulter erstreckende Ausnehmung, die nach dem Fügen eine zweiten Spalt mit der Flanschfläche des Tellerradflansches bildet.
Leider haben die Kegelraddifferenziale den Nacheil, dass sie einen großen Bauraumbedarf aufweisen. Die von der Anmelderin angebotenen Leichtbaudifferenziale, bieten hier einen Ausweg. Diese als Stirnraddifferenziale ausgebildeten Leichtbaudifferenziale sollen eine leistungsdichte Verzahnung bei nur wenig benötigtem Bauraum bieten. Auch die Nachteile, welche bei sog. „Stövchen“-Designs bekannt ist, insbesondere bei solchen, die Verschraubungen und Vernietungen im Bereich des Teilkreises der Planetenradlagerung verwenden, sollen behoben werden. Auch sollen, anders als bei sog. „Höhnschen“-Differenzialen außenverzahnte Sonnenräder verwendet werden. Eine Lagerung der Planetenräder in den äußeren Gehäuseblechen soll vermieden werden.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem gattungsgemäßen Stirnraddifferenzial dadurch gelöst, dass eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen einer Innenfläche des Antriebsrades und einer radialen Umfangsfläche des Planetenträgers vorhanden ist.
Es können dann zwei scheibenförmige Gehäusebauteile verwendet werden, um den Planetenträger aufzubauen, wobei eine Nachbearbeitung einer Verschweißung vorgeschalten ist. Es wird dadurch möglich, mehr als drei Planetenradpaare einzusetzen, da der Bauraum für eine Anwendung zwischen den Planetenrädern nicht mehr benötigt wird. Eventuell kann auch auf die bekannte Verwendung von Bolzen zurückgegriffen werden, um eine zusätzliche Sicherung zwischen den Planetenradpaaren und dem Planetenträger zu erreichen, allerdings bietet sich eine etwas schwächere Ausgestaltung als beim „Stövchen“-Design an.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn die Verbindung als stoff- und/oder form- und/oder kraftschlüssige Verbindung ausgestaltet ist. Bei einer Ausgestaltung des Stirnraddifferenzials mit nur geringer Drehmomentkapazität ist nur eine der Varianten ausreichend, wohingegen eine Kombination bei höherlastigen Auslegungswünschen von Vorteil ist.
So ist es bspw. von Vorteil, wenn die Verbindung als Pressverband und/oder als verstemmter Verband und/oder als Schweißverbindung ausgestaltet ist. Auch eine Kombination mit formschlüssigen Verbindungen lässt sich einsetzen, wenn besonders hohe Drehmomente übertragen werden sollen.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger aus zumindest zwei Planetenträgerteilen zusammengesetzt ist, die vorzugsweise als Planetenträgerhälften ausgebildet sind, zu denen nur eines der beiden Planetenträgerteile oder beide Planetenträgerteile die drehmomentübertragende Verbindung aufweist/aufweisen.
Auf eine Vernietung kann verzichtet werden, wobei insbesondere eine formschlüssige Verbindung in Kombination mit einer Verstemmung besonders gut für eine axiale Sicherung geeignet ist.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die beiden Planetenträgerteile eine unterschiedlich große Radialerstreckung haben. Das Stirnraddifferenzial lässt sich dann an besondere Anforderungen angepasst ausgestalten.
Wenn nur das Planetenträgerteil mit der größeren Radialerstreckung die drehmomentübertragende Verbindung aufweist, so können die Kosten reduziert werden. Von Vorteil ist es jedoch auch, wenn beide Planetenträgerteile die drehmomentübertragende Verbindung aufweisen, da dann eine symmetrische Krafteinleitung erhalten werden kann, die sich positiv auf die Lebensdauer auswirkt.
Um besonders hohe Drehmomente übertragen zu können, ist es auch von Vorteil, wenn sich die drehmomentübertragende Verbindung über den gesamten Umfang zumindest eines Planetenträgerteils erstreckt, also über 360°, vorzugsweise über den gesamten Umfang beider Planetenträgerteile. Gerade eine Kombination einer Verschweißung mit einem Verpressen ist hier von Vorteil.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Stirnraddifferenzials, umfassend den Schritt des Verschweißens des Planetenträgers an dessen Umfang mit der Innenfläche des Achsantriebsrades.
Dabei ist es von Vorteil, wenn vor dem Verschweißen die Außenverzahnung des Achsantriebsrades relativ zu einem Lagersitz ausgearbeitet wird, vorzugsweise mittels eines Schleifvorganges. Auch nach dem Verschweißen ist es grundsätzlich möglich, dass die Außenverzahnung des Achsantriebsrades relativ zu einem Lagersitz ausgearbeitet wird. Es besteht durchaus die Möglichkeit, die Gesamtbaugruppe zu montieren und nach dem Verschweißen die Verzahnung Außen zu schleifen.
Wenn, insbesondere nach einer intensiven Reinigung, nach dem Schleifvorgang die im Planetenträger befindlichen Bauteile montiert werden, das Differenzial also vervollständigt wird, kann auf einen besonders effizienten Montageablauf zurückgegriffen werden.
Es sei noch erwähnt, dass es von Vorteil ist, wenn ein relativ dichter Abstand des Kopfkreises der Ausgleichsplaneten, also der Planetenräder, zu einem Fußkreisdurchmesser der Verzahnung des Achsantriebsrades vorliegt, also bspw. ein fünfaches oder maximal sechsfaches Modul.
Die Planetenträgerhälften können auch als Gehäusehalbschalen bezeichnet werden.
Es ist ferner von Vorteil, wenn der maximale Abstand des Kopfkreises eines Ausgleichsplaneten zu einem Fußkreisdurchmesser des Achsantriebsrades ein vielfaches Modul aufweist.
Ferner ist es von Vorteil, wenn der Außenumfang der Differenzialverzahnung in Millimetern geteilt durch die Gesamtbreite des Differenzials in Millimetern einen Wert von ≥ 3,0 ergibt. Ein axialer Verbleib des Differenzials im Innenraum des Achsantriebsrades ist von Vorteil, weil die Differenzialbaugruppe hinsichtlich ihres axialen Bauraums sowieso schmaler als das Antriebsrad in einer vorzugsweisen Variante ausgestaltet ist.
Die Erfindung ist auch nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung erläutert, in der zwei Ausführungsbeispiele näher dargestellt sind.
Es zeigen:
1 ein Stirnraddifferenzial mit scheibenförmigen Gehäuseteilen gemäß der Erfindung, wobei der Planetenträger aus zwei Teilen aufgebaut ist, die beide dieselbe radiale Erstreckung aufweisen und
2 eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform eines Stirnraddifferenzials, bei dem jedoch das eine Planetenträgerteil eine größere radiale Ausdehnung aufweist, als das andere Planetenträgerteil.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente werden mit denselben Bezugszeichen versehen.
Während in 1 das nahezu vollständige Stirnraddifferenzial in einem Längsschnitt dargestellt ist, ist in 2 nur ein Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferenzials in einem Längsschnitt dargestellt.
In 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stirnraddifferenzials 1 dargestellt. Dieses Stirnraddifferenzial 1 wird in einem Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, eines Lkws, eines Busses oder eines Vans eingesetzt. Solche Fahrzeuge weisen üblicherweise Verbrennungsmotoren auf, können jedoch auch alternativ oder zusätzlich einen Elektromotor aufweisen.
Das Stirnraddifferenzial 1 weist einen Planetenträger 2 auf, der ein erstes Planetenträgerteil 3 und ein zweites Planetenträgerteil 4 aufweist, die zusammen den Planetenträger aufbauen. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Planetenträgerteile 3 und 4 zueinander symmetrisch entlang einer Teilungsebene aufgebaut. Auf beiden Seiten der Teilungsebene ist innerhalb des Planetenträgers auch je ein Sonnenrad 5 und 6 angeordnet. Jedes der beiden Sonnenräder 5 und 6 weist eine Außenverzahnung 7 auf. Im Planetenträger 2 sind über Bolzen 8 auch Planetenradsätze 9 drehbar gelagert, die jeweils ein erstes Planetenrad 10 und ein nicht dargestelltes zweites Planetenrad aufweisen. Das eine Planetenrad ist kürzer als das andere Planetenrad ausgestaltet, gesehen in Richtung einer Längsachse 11, zu der eine Radialebene senkrecht steht.
Die Bolzen 8 sind mittels Lager- und Distanzhülsen 12 im ersten Planetenträgerteil 3 und im zweiten Planetenträgerteil 4 gelagert. Nicht dargestellt, aber möglich ist, der Einsatz von Ausgleichsscheiben zwischen den Planetenradsätzen 9 und den beiden Planetenträgerteilen 3 und 4.
Im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen beide Planetenträgerteile 3 und 4 dieselbe radiale Erstreckung auf. Das heißt, dass deren radiale Umfangsfläche am größten Durchmesser von der Längsachse 11 gleich weit entfernt ist.
Außerhalb der radialen Umfangsflächen 13, in Kontakt mit den beiden radialen Umfangsflächen 13 des Planetenträgers 2, ist ein Achsantriebsrad 14 vorgesehen, das eine Innenfläche 15 aufweist, die in Anlage mit den radialen Umfangsflächen 13 der beiden Planetenträgerteile 3 und 4 befindlich ist. Auf der den Planetenträgerteilen abgewandten Seite des Achsantriebsrades 14 ist eine Außenverzahnung 16 ausgebildet. Diese Außenverzahnung 16 kann eine Geradverzahnung, eine Schrägverzahnung oder eine Schneckenverzahnung sein.
Im Kontaktbereich der radialen Umfangsfläche 13 mit der Innenfläche 15 ist eine stoff- und/oder form- und/oder kraftschlüssige Verbindung 17 ausgebildet, wobei die Verbindung 17 an beiden Planetenträgerteilen 3 und 4 zum Achsantriebsrad 14 hin ausgebildet ist und bspw. eine Kombination einer Verstemmung und eines Formschlusses oder eines Pressverbandes und einer Verschweißung sein kann. Auch die einzelnen Verbindungsteilkomponenten sind möglich, aber auch miteinander frei kombinierbar, je nach gewünschtem Anwendungsfall.
In 2 ist der auf der rechten Seite dargestellte erste Planetenträgerteil 3 in radialer Richtung ausgesehen länger, als das zweite Planetenträgerteil 4. Zwischen der radialen Umfangsfläche 13 des zweiten Planetenträgerteils 4 und der Innenfläche 15 des Achsantriebsrades 14 ist ein Spalt vorhanden, wohingegen zwischen der radialen Umfangsfläche 13 und der Innenfläche 15 des Achsantriebsrades 14 am anderen Planetenträgerteil 3 kein Spalt vorhanden ist, aber stattdessen eine nicht gezeigte Verschweißung an der radialen Umfangsfläche vorhanden ist, die sich in das Innere des Achsantriebsrades 14 hinein erstreckt.
In einer Variante ist es jedoch auch möglich, dass im Bereich der Verbindung 17 keine Verschweißung vorliegt, sondern ein Formschluss oder ein Pressverband. Der Spalt am zweiten Planetenträgerteil 4 zum Achsantriebsrad 14 hin ist mit dem Bezugszeichen 18 gekennzeichnet.
Bezugszeichenliste

1: Stirnraddifferenzial
2: Planetenträger
3: erstes Planetenträgerteil
4: zweites Planetenträgerteil
5: Sonnenrad
6: Sonnenrad
7: Außenverzahnung
8: Bolzen
9: Planetenradsatz
10: erstes Planetenrad
11: Längsachse
12: Lager- und Distanzhülse
13: radiale Umfangsfläche
14: Achsantriebsrad
15: Innenfläche des Achsantriebsrades
16: Außenverzahnung
17: Verbindung
18: Spalt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007004709 A1 [0002, 0004]
DE 102007004712 A1 [0006]
WO 2011/003747 A2 [0007]
DE 102007040475 A1 [0007]
DE 10013429 C5 [0010]
DE 102004034736 A1 [0011]
DE 102005023230 A1 [0012]

Claims

Stirnraddifferenzial (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem Planetenträger (3), in dem zwei je eine Außenverzahnung aufweisende Sonnenräder (5, 6) angeordnet sind, die mit je einem als Planetenrad (10) ausgebildeten Ausgleichsrad kämmen, wobei die beiden Planetenräder (9) miteinander in Formschluss befindlich sind, und ferner ein mit einem im Wesentlichen radial außerhalb des Planetenträgers (2) angeordnetes Achsantriebsrad (14) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine drehmomentübertragende Verbindung (17) zwischen einer Innenfläche (15) des Achsantriebsrades (14) und einer radialen Umfangsfläche (13) des Planetenträgers (2) vorhanden ist.
Stirnraddifferenzial (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (17) als stoff- und/oder form- und/oder kraftschlüssige Verbindung ausgestaltet ist.
Stirnraddifferenzial (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (17) als Pressverband und/oder als verstemmter Verband und/oder als Schweißverbindung ausgestaltet ist.
Stirnraddifferenzial (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (2) aus zumindest zwei Planetenträgerteilen (3 und 4) zusammengesetzt ist, die vorzugsweise als Planetenträgerhälften ausgebildet sind, von denen nur eines der beiden Planetenträgerteile (3 oder 4) oder beide Planetenträgerteile (3, 4) die drehmomentübertragende Verbindung (17) aufweist/aufweisen.
Stirnraddifferenzial (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Planetenträgerteile (3, 4) eine unterschiedlich große Radialerstreckung haben.
Stirnraddifferenzial (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nur das Planetenträgerteil (3) mit der größeren Radialerstreckung die Drehmomentübertragende Verbindung (17) aufweist.
Stirnraddifferenzial (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die drehmomentübertragende Verbindung (17) über den gesamten Umfang zumindest eines Planetenträgerteils (3 oder 4) erstreckt, vorzugsweise über den gesamten Umfang beider Planetenträgerteile (3, 4).
Verfahren zum Herstellen eines Stirnraddifferenzials (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt des Verschweißens des Planetenträgers (2) an dessen Umfang mit der Innenfläche (15) des Achsantriebsrades (14).
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verschweißen eine Außenverzahnung (16) des Achsantriebsrades (14) relativ zu einem Lagersitz ausgearbeitet wird, vorzugsweise mittels eines spangebenden Fertigungsverfahrens.
Stirnraddifferenzial (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schweißvorgang die im Planetenträger (2) befindlichen Bauteile montiert werden.