DE102023106327B4

DE102023106327B4 - Differential gear for a motor vehicle with integrated positive engagement clutch

Info

Publication number: DE102023106327B4
Application number: DE102023106327.8A
Authority: DE
Inventors: Béla Székely; Stefanie Seide
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2023-03-14
Filing date: 2023-03-14
Publication date: 2024-12-05
Anticipated expiration: 2043-03-15
Also published as: DE102023106327A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Eingangsrad (2), das mit einem Getriebekorb (3) des Differentialgetriebes (1) drehfest verbunden ist, mit einem ersten Ausgangsrad (4) und einem zweiten Ausgangsrad (5), die bezüglich des Getriebekorbs (3) jeweils um eine Ausgangsraddrehachse (6) drehbar gelagert und über wenigstens ein an einem Ausgleichsradträger (7) drehbar gelagertes Ausgleichsrad (6) antriebstechnisch miteinander gekoppelt sind, wobei der Ausgleichsradträger (7) in dem Getriebekorb (3) um eine Ausgleichsradträgerdrehachse (6) drehbar gelagert ist, sowie mit einem in axialer Richtung bezüglich der Ausgleichsradträgerdrehachse (6) zwischen zumindest einer ersten Axialposition und zumindest einer zweiten Axialposition verlagerbaren Koppelelement (9), das in der ersten Axialposition mit dem Ausgleichsradträger (7) drehfest verbunden und in der zweiten Axialposition außer Eingriff mit dem Ausgleichsradträger (7) vorliegt. Dabei ist vorgesehen, dass das Koppelelement (9) unter antriebstechnischer Umgehung des Getriebekorbs (3) mit dem Eingangsrad (2) verbunden ist.The invention relates to a differential gear (1) for a motor vehicle, with an input gear (2) which is connected in a rotationally fixed manner to a gear cage (3) of the differential gear (1), with a first output gear (4) and a second output gear (5), which are each rotatably mounted about an output gear axis of rotation (6) with respect to the gear cage (3) and are drive-technically coupled to one another via at least one differential gear (6) rotatably mounted on a differential gear carrier (7), wherein the differential gear carrier (7) is rotatably mounted in the gear cage (3) about a differential gear carrier axis of rotation (6), and with a coupling element (9) which is displaceable in the axial direction with respect to the differential gear carrier axis of rotation (6) between at least a first axial position and at least a second axial position, which is connected in a rotationally fixed manner to the differential gear carrier (7) in the first axial position and is out of engagement with the differential gear carrier (7) in the second axial position. It is provided that the coupling element (9) is connected to the input gear (2) bypassing the gear cage (3) in terms of drive technology.

Description

Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einem Eingangsrad, das mit einem Getriebekorb des Differentialgetriebes drehfest verbunden ist, mit einem ersten Ausgangsrad und einem zweiten Ausgangsrad, die bezüglich des Getriebekorbs jeweils um eine Ausgangsraddrehachse drehbar gelagert und über wenigstens ein an einem Ausgleichsradträger drehbar gelagertes Ausgleichsrad antriebstechnisch miteinander gekoppelt sind, wobei der Ausgleichsradträger in dem Getriebekorb um eine Ausgleichsradträgerdrehachse drehbar gelagert ist, sowie mit einem in axialer Richtung bezüglich der Ausgleichsradträgerdrehachse zwischen zumindest einer ersten Axialposition und einer zweiten Axialposition verlagerbaren Koppelelement, das in der ersten Axialposition mit dem Ausgleichsradträger drehfest verbunden und in der zweiten Axialposition außer Eingriff mit dem Ausgleichsradträger vorliegt, wobei das Koppelelement unter antriebstechnischer Umgehung des Getriebekorbs mit dem Eingangsrad drehfest verbunden ist, wobei das Koppelelement eine erste Stirnverzahnung aufweist, die in der ersten der Position des Koppelelements mit einer an dem Ausgleichsradträger angeordneten Stirnverzahnung in Eingriff und in der zweiten Axialposition außer Eingriff vorliegt, wobei das Koppelelement mit einer außerhalb des Getriebekorbs vorliegenden Schaltgabel wirkverbunden ist, die zwischen einer mit der ersten Axialposition des Koppelelements korrespondierenden ersten Schaltposition und einer mit der zweiten Axialposition des Koppelelements korrespondierenden zweiten Schaltposition verlagerbar ist.The invention relates to a differential gear for a motor vehicle, with an input gear that is connected in a rotationally fixed manner to a gear cage of the differential gear, with a first output gear and a second output gear, which are each rotatably mounted about an output gear axis of rotation with respect to the gear cage and are coupled to one another in terms of drive technology via at least one differential gear rotatably mounted on a differential gear carrier, wherein the differential gear carrier is rotatably mounted in the gear cage about a differential gear carrier axis of rotation, and with a coupling element that can be displaced in the axial direction with respect to the differential gear carrier axis of rotation between at least a first axial position and a second axial position, which is connected in a rotationally fixed manner to the differential gear carrier in the first axial position and is out of engagement with the differential gear carrier in the second axial position, wherein the coupling element is connected in a rotationally fixed manner to the input gear while bypassing the gear cage in terms of drive technology, wherein the coupling element has a first spur gear, which in the first position of the coupling element is connected to a Spur gearing is engaged and disengaged in the second axial position, wherein the coupling element is operatively connected to a shift fork located outside the transmission basket, which is displaceable between a first shift position corresponding to the first axial position of the coupling element and a second shift position corresponding to the second axial position of the coupling element.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2009 056 088 A1 bekannt. Diese betrifft eine Differentialanordnung, insbesondere für eine elektromotorisch antriebbare Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs. Die Differentialanordnung umfasst ein Antriebsrad; ein Differentialgetriebe mit einem Eingangsteil und zwei Ausgangsteilen, wobei die Ausgangsteile mit dem Eingangsteil antriebsverbunden sind und untereinander eine ausgleichende Wirkung haben; eine Schaltkupplung, die zwischen dem Antriebsrad und dem Differentialgetriebe wirksam angeordnet ist, wobei in geschlossenem Zustand der Schaltkupplung Drehmoment von dem Antriebsrad auf das Differentialgetriebe übertragen wird und in geöffnetem Zustand der Schaltkupplung eine Drehmomentübertragung unterbrochen ist; einen steuerbaren Aktuator zum Betätigen der Schaltkupplung und einen Sensor zur Ermittlung von zumindest drei Schaltstellungen der Schaltkupplung. Es wird ferner eine Antriebsanordnung mit einer solchen Differentialanordnung beschrieben.The state of the art includes, for example, the publication DE 10 2009 056 088 A1 known. This relates to a differential arrangement, in particular for an electric motor-driven drive axle of a motor vehicle. The differential arrangement comprises a drive wheel; a differential gear with an input part and two output parts, the output parts being connected to the input part and having a balancing effect among each other; a clutch which is effectively arranged between the drive wheel and the differential gear, wherein when the clutch is closed, torque is transmitted from the drive wheel to the differential gear and when the clutch is open, torque transmission is interrupted; a controllable actuator for actuating the clutch and a sensor for determining at least three switching positions of the clutch. A drive arrangement with such a differential arrangement is also described.

Die Druckschrift DE 10 2021 209 026 A1 offenbart eine Kopplungseinrichtung für ein Differential eines Kraftfahrzeugs, welches Differential ein Antriebsrad und einen inneren Differentialkorb aufweist, der zumindest abschnittsweise wenigstens ein Achskegelrad und wenigstens ein Ausgleichskegelrad umgibt, wobei eine Stelleinrichtung dazu ausgebildet ist, ein Kopplungselement, insbesondere eine Schiebemuffe, mittels der Stelleinrichtung, insbesondere mittels eines Stellelements, in einen Kopplungszustand zu bewegen, um den inneren Differentialkorb mit dem Antriebsrad zu koppeln, und das Kopplungselement mittels der Stelleinrichtung in einen Entkopplungszustand zu bewegen, um den inneren Differentialkorb von dem Antriebsrad zu entkoppeln, wobei die Stelleinrichtung dazu ausgebildet ist, das Stellelement in dem Kopplungszustand und dem Entkopplungszustand von dem Kopplungselement beabstandet zu stellen oder das Stellelement und das Kopplungselement antriebsseitig anzuordnen.The publication DE 10 2021 209 026 A1 discloses a coupling device for a differential of a motor vehicle, which differential has a drive wheel and an inner differential carrier which at least partially surrounds at least one axle bevel gear and at least one differential bevel gear, wherein an actuating device is designed to move a coupling element, in particular a sliding sleeve, by means of the actuating device, in particular by means of an actuating element, into a coupling state in order to couple the inner differential carrier to the drive wheel, and to move the coupling element by means of the actuating device into a decoupling state in order to decouple the inner differential carrier from the drive wheel, wherein the actuating device is designed to position the actuating element at a distance from the coupling element in the coupling state and the decoupling state or to arrange the actuating element and the coupling element on the drive side.

Aus dem Stand der Technik sind weiterhin die Druckschriften DE 10 2021 131 440 A1 , US 11 231 098 B2 , WO 2022/ 179 411 A1 , US 6 027 422 A , JP 2000- 205 376 A und JP 2002- 98 167 A bekannt.The state of the art still includes the printed publications DE 10 2021 131 440 A1 , US 11 231 098 B2 , WO 2022/ 179 411 A1 , US 6 027 422 A , JP 2000- 205 376 A and JP 2002- 98 167 A known.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Differentialgetriebe für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welches gegenüber dem Stand der Technik Vorteile aufweist, insbesondere ein Differentialgetriebe mit einem geringeren Gewicht und einem höheren maximal übertragbaren Antriebsdrehmoment bereitstellt.It is an object of the invention to propose a differential gear for a motor vehicle which has advantages over the prior art, in particular provides a differential gear with a lower weight and a higher maximum transmittable drive torque.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Differentialgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass an der Schaltgabel eine mittels eines Linearantriebs in axialer Richtung verlagerbare Schaltwelle angreift, wobei der Linearantrieb über ein Federelement mit der Schaltwelle gekoppelt ist, wobei das Federelement die Schaltgabel in Richtung der ersten Schaltposition drängt.This is achieved according to the invention with a differential gear for a motor vehicle with the features of claim 1. It is provided that a shift shaft which can be displaced in the axial direction by means of a linear drive acts on the shift fork, wherein the linear drive is coupled to the shift shaft via a spring element, wherein the spring element urges the shift fork in the direction of the first shift position.

Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments with expedient further developments of the invention are specified in the dependent claims.

Das Differentialgetriebe ist vorzugsweise Bestandteil des Kraftfahrzeugs beziehungsweise eines Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs, kann jedoch selbstverständlich auch separat von diesem vorliegen. Das Kraftfahrzeug beziehungsweise dessen Antriebsstrang weist eine Antriebseinrichtung zum Antreiben des Kraftfahrzeugs auf. Die Antriebseinrichtung dient insofern dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments. Zum Bereitstellen des Antriebsdrehmoments weist die Antriebseinrichtung wenigstens ein Antriebsaggregat auf. Das Antriebsaggregat liegt vorzugsweise als eine elektrische Maschine vor, kann grundsätzlich aber auch als Brennkraftmaschine ausgestaltet sein.The differential gear is preferably part of the motor vehicle or a drive train of the motor vehicle, but can of course also be separate from it. The motor vehicle or its drive train has a drive device for driving the motor vehicle. The drive device serves to provide a drive torque aimed at driving the motor vehicle. To provide the drive torque, the drive device has at least one drive unit. The drive unit is preferably in the form of an electrical machine, but can in principle also be designed as an internal combustion engine.

Das Differentialgetriebe ist dazu vorgesehen und ausgebildet, die Antriebseinrichtung zumindest zeitweise mit wenigstens einem Rad des Kraftfahrzeugs antriebstechnisch zu koppeln. Zumindest zeitweise ist also das wenigstens eine Rad über das Differentialgetriebe mit der Antriebseinrichtung antriebstechnisch gekoppelt beziehungsweise an dieses angeschlossen. Beispielsweise liegt das Differentialgetriebe als Mittendifferential vor. In diesem Fall ist das Differentialgetriebe antriebstechnisch zwischen der Antriebseinrichtung und mehreren Radachsen des Kraftfahrzeugs angeordnet, wobei an jeder der Radachsen zumindest ein Rad des Kraftfahrzeugs vorliegt. Das Differentialgetriebe kann jedoch auch ein Achsdifferentialgetriebe sein. Entsprechend ist es antriebstechnisch zwischen der Antriebseinrichtung und wenigstens zwei Rädern derselben Radachse angeordnet.The differential gear is intended and designed to drive-couple the drive device at least temporarily with at least one wheel of the motor vehicle. At least temporarily, the at least one wheel is thus drive-coupled with the drive device or connected to it via the differential gear. For example, the differential gear is in the form of a center differential. In this case, the differential gear is drive-coupled between the drive device and several wheel axles of the motor vehicle, with at least one wheel of the motor vehicle being present on each of the wheel axles. However, the differential gear can also be an axle differential gear. Accordingly, it is drive-coupled between the drive device and at least two wheels on the same wheel axle.

Das Differentialgetriebe weist das Eingangsrad auf, über das die Antriebseinrichtung an das Differentialgetriebe angeschlossen oder zumindest anschließbar ist, insbesondere permanent oder über eine Anfahrkupplung des Kraftfahrzeugs. Insofern ist das Differentialgetriebe eingangsseitig mit Antriebseinrichtung antriebstechnisch gekoppelt. Hierzu weist das Eingangsrad die Außenverzahnung auf, die mit einer Außenverzahnung eines Antriebsrads der Antriebseinrichtung in Eingriff steht.The differential gear has the input gear, via which the drive device is connected to the differential gear or at least can be connected, in particular permanently or via a starting clutch of the motor vehicle. In this respect, the differential gear is coupled to the drive device on the input side in terms of drive technology. For this purpose, the input gear has external teeth that engage with external teeth of a drive gear of the drive device.

Das Eingangsrad ist um eine Eingangsraddrehachse drehbar gelagert und mit dem Differentialkorb des Differentialgetriebes drehfest verbunden, insbesondere starr. Hierunter ist zu verstehen, dass das Eingangsrad und der Differentialkorb stets dieselbe Drehzahl aufweisen. Der Differentialkorb ist insbesondere Bestandteil eines Gehäuses des Differentialgetriebes. Beispielsweise ist der Getriebekorb mit dem Eingangsrad verschraubt oder verschweißt. Vorzugsweise ist der Differentialkorb zusammen mit dem Eingangsrad in dem Kraftfahrzeug um die Eingangsraddrehachse drehbar gelagert angeordnet.The input gear is mounted so that it can rotate about an input gear rotation axis and is connected to the differential carrier of the differential gear in a rotationally fixed manner, in particular rigidly. This means that the input gear and the differential carrier always have the same speed. The differential carrier is in particular part of a housing of the differential gear. For example, the gear carrier is screwed or welded to the input gear. Preferably, the differential carrier is mounted together with the input gear in the motor vehicle so that it can rotate about the input gear rotation axis.

Ausgangsseitig weist das Differentialgetriebe das erste Ausgangsrad und das zweite Ausgangsrad auf. An das erste Ausgangsrad und/oder das zweite Ausgangsrad ist die wenigstens eine Radachse antriebstechnisch angeschlossen oder zumindest anschließbar. Im Falle des Mittendifferentialgetriebes ist an jedes der Ausgangsräder eine von mehreren Radachsen antriebstechnisch angeschlossen, sodass die Radachsen jeweils über das Differentialgetriebe an die Antriebseinrichtung angebunden sind. Ist das Differentialgetriebe als Achsdifferentialgetriebe ausgestaltet, so ist das erste Ausgangsrad an eine erste Teilachse derselben Radachse und das zweite Ausgangsrad an eine zweite Teilachse derselben Radachse antriebstechnisch angeschlossen, wobei an jeder der Teilachsen wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs vorliegt. Die beiden Teilachsen sind über das Differentialgetriebe einerseits miteinander und andererseits zumindest zeitweise mit der Antriebseinrichtung verbunden.On the output side, the differential gear has the first output wheel and the second output wheel. The at least one wheel axle is connected to the first output wheel and/or the second output wheel in terms of drive technology or at least can be connected. In the case of the center differential gear, one of several wheel axles is connected to each of the output wheels in terms of drive technology, so that the wheel axles are each connected to the drive device via the differential gear. If the differential gear is designed as an axle differential gear, the first output wheel is connected to a first partial axle of the same wheel axle and the second output wheel is connected to a second partial axle of the same wheel axle, with at least one wheel of the motor vehicle being present on each of the partial axles. The two partial axles are connected to one another on the one hand via the differential gear and on the other hand at least temporarily to the drive device.

Das erste Ausgangsrad und das zweite Ausgangsrad sind in dem Getriebekorb des Differentialgetriebes jeweils um eine Ausgangsraddrehachse drehbar gelagert, also das erste Ausgangsrad um eine erste Ausgangsraddrehachse und das zweite Ausgangsrad um eine zweite Ausgangsraddrehachse. Die beiden Ausgangsräder können grundsätzlich voneinander verschiedene Ausgangsraddrehachsen aufweisen. Vorzugsweise liegen die Ausgangsraddrehachsen allerdings zumindest parallel zueinander, besonders bevorzugt koaxial zueinander, vor. Besonders bevorzugt liegen die Ausgangsradachsen und die Eingangsradachse des Differentialgetriebes koaxial zueinander vor.The first output wheel and the second output wheel are each mounted in the gear cage of the differential gear so that they can rotate about an output wheel axis of rotation, i.e. the first output wheel about a first output wheel axis of rotation and the second output wheel about a second output wheel axis of rotation. The two output wheels can in principle have different output wheel axes of rotation. Preferably, however, the output wheel axes of rotation are at least parallel to one another, particularly preferably coaxial to one another. Particularly preferably, the output wheel axes and the input wheel axis of the differential gear are coaxial to one another.

In dem Getriebekorb ist weiterhin der Ausgleichsradträger um die Ausgleichsradträgerdrehachse drehbar gelagert. Die Ausgleichsradträgerdrehachse kann grundsätzlich von der ersten Ausgangsraddrehachse und/oder der zweiten Ausgangsraddrehachse verschieden sein. Vorzugsweise liegt die Ausgleichsradträgerdrehachse allerdings zumindest parallel zu, besonders bevorzugt koaxial zu, der ersten Ausgangsraddrehachse und/oder der zweiten Ausgangsraddrehachse vor. Besonders bevorzugt liegen sowohl die Ausgleichsradträgerdrehachse als auch die erste Ausgangsraddrehachse, die zweite Ausgangsraddrehachse und die Eingangsraddrehachse koaxial zueinander vor.In the gear cage, the differential gear carrier is also mounted so that it can rotate about the differential gear carrier axis of rotation. The differential gear carrier axis of rotation can in principle be different from the first output gear axis of rotation and/or the second output gear axis of rotation. Preferably, however, the differential gear carrier axis of rotation is at least parallel to, particularly preferably coaxial with, the first output gear axis of rotation and/or the second output gear axis of rotation. Particularly preferably, both the differential gear carrier axis of rotation and the first output gear axis of rotation, the second output gear axis of rotation and the input gear axis of rotation are coaxial with one another.

An dem Ausgleichsradträger ist das wenigstens eine Ausgleichsrad drehbar gelagert. Das wenigstens eine Ausgleichsrad steht sowohl mit dem ersten Ausgangsrad als auch dem zweiten Ausgangsrad in Eingriff beziehungsweise kämmt mit diesen. Insofern sind das erste Ausgangsrad und das zweite Ausgangsrad über das wenigstens eine Ausgleichsrad antriebstechnisch miteinander gekoppelt. Das wenigstens eine Ausgleichsrad dient einem Drehmomentausgleich zwischen dem ersten Ausgangsrad und dem zweiten Ausgangsrad. Selbstverständlich kann eine beliebige Anzahl an Ausgleichsrädern vorliegen und drehbar an dem Ausgleichsradträger gelagert sein, beispielsweise mindestens zwei Ausgleichsräder oder mindestens vier Ausgleichsräder. Jedes der Ausgleichsräder kämmt sowohl mit dem ersten Ausgangsrad als auch mit dem zweiten Ausgangsrad. Beispielweise sind die Ausgleichsräder in Umfangsrichtung äquidistant zueinander angeordnet.The at least one differential gear is rotatably mounted on the differential gear carrier. The at least one differential gear is in engagement with both the first output gear and the second output gear, or meshes with them. In this respect, the first output gear and the second output gear are coupled to one another in terms of drive via the at least one differential gear. The at least one differential gear serves to equalize the torque between the first output gear and the second output gear. Of course, any number of differential gears can be present and rotatably mounted on the differential gear carrier, for example at least two differential gears or at least four differential gears. Each of the differential gears meshes with both the first output gear and the second output gear. For example, the differential gears are arranged equidistant from one another in the circumferential direction.

Die beiden Ausgangsräder und der Ausgleichsradträger mit dem wenigstens einen Ausgleichsrad bilden insofern ein Umlaufrädergetriebe, vorzugweise ein Kegelraddifferentialgetriebe. Insofern liegen vorzugweise das erste Ausgangsrad und/oder das zweite Ausgangsrad und/oder das wenigstens eine Ausgleichsrad jeweils als ein Kegelrad vor. Grundsätzlich können die beiden Ausgangsräder und das wenigstens eine Ausgleichsrad allerdings auch ein Planetengetriebe bilden, wobei beispielswese das erste Ausgangsrad als ein Hohlrad, das zweite Ausgangsrad als ein Sonnenrad und das wenigstens eine Ausgleichsrad als ein mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad kämmendes Planetenrad vorliegt. In diesem Fall liegt der Ausgleichsradträger als ein Planetenradträger vor.The two output gears and the differential gear carrier with the at least one differential gear thus form an epicyclic gear transmission, preferably a bevel gear differential transmission. In this respect, the first output gear and/or the second output gear and/or the at least one differential gear are preferably each present as a bevel gear. In principle, however, the two output gears and the at least one differential gear can also form a planetary gear transmission, with the first output gear being present as a ring gear, the second output gear as a sun gear and the at least one differential gear as a planetary gear meshing with the ring gear and the sun gear, for example. In this case, the differential gear carrier is present as a planetary gear carrier.

Der Ausgleichsradträger ist mit dem Eingangsrad des Differentialgetriebes antriebstechnisch gesehen nicht permanent, sondern lediglich zeitweise verbunden. Grundsätzlich ist der Ausgleichsradträger, wie bereits vorstehend erwähnt, in dem mit dem Eingangsrad drehfest verbundenen Differentialkorb drehbar gelagert. Allerdings ist vorgesehen, den Ausgleichsradträger nur zeitweise mit dem Eingangsrad drehfest zu koppeln beziehungsweise zu verbinden. Hierzu ist das Koppelelement vorgesehen, welches in dem Differentialkorb bezüglich der Ausgleichsradträgerdrehachse axial verlagerbar angeordnet ist. Das Koppelement ist mit dem Eingangsrad drehfest verbunden. Zudem ist es zumindest zwischen der ersten Axialposition und der zweiten Axialposition verlagerbar. Hierbei ist vorgesehen, dass das Koppelelement in der ersten Axialposition mit dem Ausgleichsradträger drehfest verbunden ist, vorzugsweise starr. In der zweiten Axialposition liegt das Koppelelement hingegen außer Eingriff mit dem Ausgleichsradträger vor, ist also antriebstechnisch von diesem entkoppelt.In terms of drive technology, the differential gear carrier is not permanently connected to the input gear of the differential gear, but only temporarily. Basically, as already mentioned above, the differential gear carrier is rotatably mounted in the differential carrier, which is connected to the input gear in a rotationally fixed manner. However, the differential gear carrier is only temporarily coupled or connected to the input gear in a rotationally fixed manner. For this purpose, the coupling element is provided, which is arranged in the differential carrier so that it can be axially displaced with respect to the differential gear carrier axis of rotation. The coupling element is connected to the input gear in a rotationally fixed manner. In addition, it is displaceable at least between the first axial position and the second axial position. In the first axial position, the coupling element is connected to the differential gear carrier in a rotationally fixed manner, preferably rigidly. In the second axial position, however, the coupling element is not engaged with the differential gear carrier, i.e. is decoupled from it in terms of drive technology.

Das Koppelelement ermöglicht es, das Eingangsrad zeitweise mit dem Ausgleichsradträger antriebstechnisch zu koppeln und zeitweise antriebstechnisch von diesem zu trennen. Insofern ist die mit dem Eingangsrad des Differentialgetriebes verbundene Antriebseinrichtung zeitweise mit der wenigstens einen Radachse verbunden und zeitweise von dieser getrennt. Die beiden Ausgangsräder des Differentialgetriebes sind allerdings auch bei von dem Ausgleichsradträger abgetrenntem beziehungsweise entkoppeltem Eingangsrad stets drehmomentausgleichend miteinander gekoppelt. Das Differentialgetriebe ermöglicht somit ein zeitweises Zuschalten der Antriebseinrichtung an der wenigstens einen Radachse.The coupling element makes it possible to temporarily couple the input gear to the differential gear carrier and temporarily separate it from it. In this respect, the drive device connected to the input gear of the differential gear is temporarily connected to the at least one wheel axle and temporarily separated from it. However, the two output gears of the differential gear are always coupled to one another in a torque-balancing manner even when the input gear is separated or decoupled from the differential gear carrier. The differential gear thus makes it possible to temporarily connect the drive device to the at least one wheel axle.

Die Erfindung sieht vor, dass das Koppelelement unter antriebstechnischer Umgehung des Getriebekorbs mit dem Eingangsrad drehfest verbunden ist, insbesondere permanent. Hierunter ist zu verstehen, dass das Koppelelement lediglich über das Eingangsrad mit dem Differentialkorb antriebstechnisch verbunden ist. In anderen Worten ist nicht vorgesehen, das Koppelelement mit dem Getriebekorb und über dieses mit dem Eingangsrad zu koppeln. Vielmehr ist das Koppelelement mit dem Eingangsrad unmittelbar und permanent verbunden, während es mit dem Getriebekorb lediglich mittelbar über das Eingangsrad verbunden ist.The invention provides that the coupling element is connected to the input gear in a rotationally fixed manner, in particular permanently, bypassing the gear cage. This means that the coupling element is only connected to the differential cage via the input gear. In other words, there is no provision for coupling the coupling element to the gear cage and, via this, to the input gear. Rather, the coupling element is directly and permanently connected to the input gear, while it is only indirectly connected to the gear cage via the input gear.

Hierdurch wird einerseits sichergestellt, dass eine mechanische Verbindung zwischen dem Eingangsrad und dem Getriebekorb, beispielsweise die bereits vorstehend erwähnte Verschraubung und Verschweißung, während eines Betriebs der des Differentialgetriebes entlastet wird, da diese mechanische Verbindung nicht der Drehmomentübertragung zwischen dem Eingangsrad und dem Koppelelement dient. Andererseits kann der Getriebekorb vergleichsweise einfach konstruiert werden, da er keine unmittelbare drehfeste Verbindung zu dem Koppelelement bereitstellen muss. Dies führt zu einer Gewichtsersparnis und somit einem geringeren Gewicht des Differentialgetriebes. Aufgrund der unmittelbaren Verbindung des Eingangsrads mit dem Koppelelement kann zugleich ein über das Differentialgetriebe maximal übertragbares Antriebsdrehmoment, insbesondere ein zwischen dem Eingangsrad und dem Ausgleichsradträger maximal übertragbares Antriebsdrehmoment, erhöht werden.On the one hand, this ensures that a mechanical connection between the input gear and the gear cage, for example the screw connection and welding mentioned above, is relieved of load during operation of the differential gear, since this mechanical connection is not used to transmit torque between the input gear and the coupling element. On the other hand, the gear cage can be constructed comparatively simply, since it does not have to provide a direct, rotationally fixed connection to the coupling element. This leads to a weight saving and thus a lower weight of the differential gear. Due to the direct connection of the input gear to the coupling element, a maximum drive torque that can be transmitted via the differential gear, in particular a maximum drive torque that can be transmitted between the input gear and the differential gear carrier, can be increased.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Koppelelement über eine auf seiner Außenumfangsfläche angeordnete Formschlusseinrichtung mit dem Eingangsrad drehfest verbunden ist, die mit einer auf einer Innenumfangsfläche des Eingangsrads angeordnete Formschlussgegeneinrichtung zusammenwirkt. Das Koppelelement ist beispielsweise gabelförmig ausgebildet und umgreift den Getriebekorb zumindest bereichsweise. In axialer Richtung bezüglich der Ausgleichsradträgerdrehachse liegt das Koppelelement zumindest bereichsweise in Überdeckung mit dem Eingangsrad vor.A further development of the invention provides that the coupling element is connected to the input gear in a rotationally fixed manner via a form-locking device arranged on its outer circumferential surface, which interacts with a form-locking counter-device arranged on an inner circumferential surface of the input gear. The coupling element is for example fork-shaped and surrounds the gear basket at least in some areas. In the axial direction with respect to the differential gear carrier rotation axis, the coupling element is at least partially in overlap with the input gear.

Das Eingangsrad ist vorzugsweise als ein Hohlrad ausgebildet und weist an seiner Innenumfangsfläche die Formschlussgegeneinrichtung auf, die mit der Formschlusseinrichtung des Koppelelements formschlüssig zusammenwirkt. Über die Formschlusseinrichtung und die Formschlussgegeneinrichtung sind das Koppelelement und das Eingangsrad in Umfangsrichtung bezüglich der Ausgleichsradträgerdrehachse formschlüssig verbunden. Hierdurch wird eine unmittelbare drehfeste Verbindung zwischen dem Koppelelement und dem Eingangsrad unter antriebstechnischer Umgehung des Getriebekorbs realisiert. Beispielsweise weist die Formschlusseinrichtung einen Formschlussvorsprung auf, der in eine Formschlussaufnahme der Formschlussgegeneinrichtung eingreift oder umgekehrt.The input gear is preferably designed as a ring gear and has the form-locking counter device on its inner circumferential surface, which cooperates in a form-locking manner with the form-locking device of the coupling element. The coupling element and the input gear are connected in a form-locking manner in the circumferential direction with respect to the differential gear carrier axis of rotation via the form-locking device and the form-locking counter device. This creates a direct, rotationally fixed connection between the coupling element and the input gear, bypassing the gear cage in terms of drive technology. For example, the form-locking device has a form-locking projection, which engages in a form-locking projection. engaging the form-locking counter device or vice versa.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Formschlusseinrichtung eine Außenverzahnung und die Formschlussgegeneinrichtung eine mit der Außenverzahnung kämmende Innenverzahnung ist. Die Außenverzahnung und/oder die Innenverzahnung sind vorzugsweise als eine Radialverzahnung ausgebildet. Hierunter ist zu verstehen, dass die Zähne der jeweiligen Verzahnung bezüglich der Ausgleichsradträgerdrehachse in radialer Richtung ausgebildet sind während die Zahnlücken in axialer Richtung vorliegen. Dies ermöglicht ein Verschieben des Koppelelements bezüglich des Eingangsrads in axialer Richtung, während in Umfangsrichtung eine formschlüssige Verbindung vorliegt.A further development of the invention provides that the form-locking device is an external toothing and the form-locking counter-device is an internal toothing that meshes with the external toothing. The external toothing and/or the internal toothing are preferably designed as radial toothing. This means that the teeth of the respective toothing are designed in the radial direction with respect to the differential gear carrier axis of rotation, while the tooth gaps are in the axial direction. This enables the coupling element to be moved in the axial direction with respect to the input gear, while a form-locking connection is present in the circumferential direction.

Vorzugsweise sind die Innenverzahnung und/oder die Außenverzahnung als eine Passverzahnung ausgebildet, beispielsweise als eine Rechteckverzahnung oder eine Kerbverzahnung. Derartige Verzahnungen lassen sich auf fertigungstechnisch vergleichsweise einfache Weise herstellen, beispielsweise durch Räumen und ermöglicht das vorstehend genannte Verschieben in axialer Richtung. Die Verwendung derartiger Verzahnungen als Formschlusseinrichtung beziehungsweise Formschlussgegeneinrichtung ermöglichen eine nahezu spielfreie drehfeste Verbindung. Hierdurch wird ein besonders geräuscharmes Differentialgetriebe geschaffen.Preferably, the internal toothing and/or the external toothing are designed as a fitting toothing, for example as a rectangular toothing or a serrated toothing. Such toothings can be produced in a relatively simple manner in terms of manufacturing technology, for example by broaching, and enables the aforementioned displacement in the axial direction. The use of such toothings as a positive locking device or positive locking counter device enables a rotationally fixed connection with almost no play. This creates a particularly quiet differential gear.

Die Erfindung sieht vor, dass das Koppelelement eine erste Stirnverzahnung aufweist, die in der ersten der Position des Koppelelements mit einer an dem Ausgleichsradträger angeordneten Stirnverzahnung in Eingriff und in der zweiten Axialposition außer Eingriff vorliegt. Wie bereits vorstehend erläutert, soll das Koppelelement in seiner ersten Axialposition mit dem Ausgleichsradträger drehfest verbunden vorliegen. Diese Verbindung erfolgt ebenfalls formschlüssig mittels der Stirnverzahnung.The invention provides that the coupling element has a first spur gear toothing which, in the first position of the coupling element, is in engagement with a spur gear toothing arranged on the differential gear carrier and is disengaged in the second axial position. As already explained above, the coupling element should be connected to the differential gear carrier in a rotationally fixed manner in its first axial position. This connection is also made in a form-fitting manner by means of the spur gear toothing.

Stirnseitig, auf der dem Ausgleichsradträger zugewandten Stirnseite des Koppelelements, weist dieses die erste Stirnverzahnung auf. Bei in der ersten Axialposition vorliegendem Koppelelement, liegt die erste Stirnverzahnung mit der zweiten Stirnverzahnung in Eingriff vor, die an dem Ausgleichsradträger ausgebildet ist. Die erste Stirnverzahnung und die zweite Stirnverzahnung sind vorzugweise als Axialverzahnung ausgebildet. Hierunter ist zu verstehen, dass die Zähne der Stirnverzahnungen bezüglich der Ausgleichsradträgerdrehachse in axialer Richtung ausgebildet sind. Die Stirnverzahnungen sind derart ausgebildet, dass diese bei in der zweiten Axialposition vorliegendem Koppelelement außer Eingriff vorliegen, das Koppelelement insofern nicht mehr drehfest mit dem Ausgleichsradträger verbunden vorliegt. Die erste Stirnverzahnung und die zweite Stirnverzahnung bilden insofern eine Klauenkupplung. Auf diese Weise kann eine zuverlässig schaltbare drehfeste Verbindung zwischen dem Koppelelement und dem Ausgleichsradträger bereitgestellt werden.On the front side of the coupling element facing the differential gear carrier, the coupling element has the first spur gear toothing. When the coupling element is in the first axial position, the first spur gear toothing is in engagement with the second spur gear toothing, which is formed on the differential gear carrier. The first spur gear toothing and the second spur gear toothing are preferably designed as axial gear toothing. This means that the teeth of the spur gear toothing are formed in the axial direction with respect to the differential gear carrier axis of rotation. The spur gear toothing is designed in such a way that when the coupling element is in the second axial position, they are disengaged, and the coupling element is therefore no longer connected to the differential gear carrier in a rotationally fixed manner. The first spur gear toothing and the second spur gear toothing thus form a claw clutch. In this way, a reliably switchable, rotationally fixed connection can be provided between the coupling element and the differential gear carrier.

Die Erfindung sieht vor, dass das Koppelelement mit einer außerhalb des Getriebekorbs vorliegenden Schaltgabel wirkverbunden ist, die zwischen einer mit der ersten Axialposition des Koppelelements korrespondierenden ersten Schaltposition und einer mit der zweiten Axialposition des Koppelelements korrespondierenden zweiten Schaltposition verlagerbar ist. Die Schaltgabel dient dem Verlagern des Koppelelements zwischen der ersten Axialposition und der zweiten Axialposition. Wie vorstehend bereits erläutert, ist der Getriebekorb vorzugsweise Bestandteil des Gehäuses des Differentialgetriebes. Das Koppelelement ist innerhalb des Getriebekorbs angeordnet, insofern also zumindest bereichsweise von dem Getriebekorb umschlossen. Die Schaltgabel ist hingegen bezüglich des Koppelelements außerhalb des Getriebekorbs angeordnet. Hierunter ist zu verstehen, dass die Schaltgabel und das Koppelelement auf voneinander verschiedenen Seiten des Getriebekorbs angeordnet sind.The invention provides that the coupling element is operatively connected to a shift fork located outside the transmission cage, which can be displaced between a first shift position corresponding to the first axial position of the coupling element and a second shift position corresponding to the second axial position of the coupling element. The shift fork serves to displace the coupling element between the first axial position and the second axial position. As already explained above, the transmission cage is preferably part of the housing of the differential gear. The coupling element is arranged inside the transmission cage, i.e. at least partially enclosed by the transmission cage. The shift fork, on the other hand, is arranged outside the transmission cage with respect to the coupling element. This means that the shift fork and the coupling element are arranged on different sides of the transmission cage.

Analog zu dem Koppelelement ist die Schaltgabel zwischen der ersten Schaltposition und der zweiten Schaltposition verlagerbar. Die beiden Schaltpositionen korrespondieren mit den beiden Axialpositionen des Koppelelements. Die Schaltgabel ist mit dem Koppelelement derart wirkverbunden, dass diese zum Verlagern des Koppelelements zwischen der ersten Axialposition und der zweiten Axialposition entsprechend zwischen der ersten Schaltposition und der zweiten Schaltposition verlagerbar ist. Hierdurch ist es möglich, das innerhalb des Getriebekorbs angeordnete Koppelelement bezüglich des Getriebekorbs gesehen von außen zu betätigen.Analogous to the coupling element, the shift fork can be moved between the first shift position and the second shift position. The two shift positions correspond to the two axial positions of the coupling element. The shift fork is operatively connected to the coupling element in such a way that it can be moved between the first shift position and the second shift position in order to move the coupling element between the first axial position and the second axial position. This makes it possible to actuate the coupling element arranged inside the transmission basket from the outside, as seen from the transmission basket.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Koppelelement über wenigstens einen den Getriebekorb zumindest bereichsweise durchgreifenden Betätigungsstift mit der Schaltgabel verbunden ist. Die Wirkverbindung zwischen dem Koppelelement und der Schaltgabel liegt insofern über den wenigstens einen Betätigungsstift vor. Vorzugsweise durchgreift der wenigstens eine Betätigungsstift den Getriebekorb in axialer Richtung bezüglich der Ausgleichsradträgerdrehachse. Hierzu ist an dem Getriebekorb wenigstens eine Ausnehmung vorgesehen, in der der Betätigungsstift in axialer Richtung verlagerbar angeordnet ist.A further development of the invention provides that the coupling element is connected to the shift fork via at least one actuating pin that passes through the gear basket at least in part. The operative connection between the coupling element and the shift fork is thus provided via the at least one actuating pin. The at least one actuating pin preferably passes through the gear basket in the axial direction with respect to the differential gear carrier rotation axis. For this purpose, at least one recess is provided on the gear basket in which the actuating pin is arranged so as to be displaceable in the axial direction.

Die Schaltgabel ist über den wenigstens einen Betätigungsstift mit dem Koppelelement starr verbunden. Die Schaltgabel ist vorzugsweise zumindest bereichsweise ringförmig, insbesondere gabelförmig, ausgestaltet und umgreift den Getriebekorb zumindest bereichsweise. Vorzugsweise sind genau vier in Umfangsrichtung gleichförmig verteilte Betätigungsstifte vorgesehen, über die die Schaltgabel mit dem Koppelelement wirkverbunden ist. Vorzugweise sind die Betätigungsstifte mit einer ringförmigen Schiebemuffe verbunden, an deren Außenumfangsfläche eine die Schiebemuffe in Umfangsrichtung umlaufende Ringnut ausgebildet ist. Von der Schaltgabel gehen vorzugsweise zwei ringförmige Schenkel aus, die die Schiebemuffe in Umfangsrichtung umgreifen und zumindest bereichsweise in die Ringnut eingreifen. Die Schaltgabel ist insofern nicht unmittelbar mit den Betätigungsstiften verbunden, sondern lediglich mittelbar über die Schiebemuffe. Auf diese Weise wird eine besonders zuverlässige Betätigung des Koppelelements erreicht.The shift fork is rigidly connected to the coupling element via the at least one actuating pin. The shift fork is preferably ring-shaped at least in some areas, in particular fork-shaped shaped, designed and surrounds the gearbox basket at least in parts. Preferably, exactly four actuating pins are provided, evenly distributed in the circumferential direction, via which the shift fork is operatively connected to the coupling element. Preferably, the actuating pins are connected to an annular sliding sleeve, on the outer circumferential surface of which an annular groove is formed that runs around the sliding sleeve in the circumferential direction. Preferably, two annular legs extend from the shift fork, which surround the sliding sleeve in the circumferential direction and engage in the annular groove at least in parts. The shift fork is therefore not directly connected to the actuating pins, but only indirectly via the sliding sleeve. In this way, a particularly reliable actuation of the coupling element is achieved.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine Betätigungsstift in der ersten Schaltposition und/oder in der zweiten Schaltposition mittels einer Rastvorrichtung rastend gehalten ist. Wie vorstehend erläutert, korrespondieren die erste Schaltposition und die zweite Schaltposition der Schaltgabel mit der ersten Axialposition und der zweiten Axialposition des Koppelelements. Die Schaltgabel ist über den wenigstens einen Betätigungsstift mit dem Koppelelement wirkverbunden.A further development of the invention provides that the at least one actuating pin is held in the first switching position and/or in the second switching position by means of a locking device. As explained above, the first switching position and the second switching position of the shift fork correspond to the first axial position and the second axial position of the coupling element. The shift fork is operatively connected to the coupling element via the at least one actuating pin.

Die Rastvorrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Betätigungsstift in zwei Rastpositionen rastend gehalten werden kann, die mit der ersten Schaltposition und der zweiten Schaltposition korrespondieren. Die Rastvorrichtung weist beispielsweise eine mit einer Federkraft belastete Kugel auf, die mit an dem Betätigungsstift ausgebildeten Rastausnehmungen zusammenwirkt. Bei in der ersten Schaltposition vorliegender Schaltgabel, wird der Betätigungsstift von der Rastvorrichtung in der ersten Rastposition rastend gehalten. Zum Verlagern der Schaltgabel in die zweite Schaltposition wird diese in axialer Richtung mit einer Kraft beaufschlagt, die größer ist als eine Haltekraft der Rastvorrichtung. Dies ermöglicht ein Verlagern der Schaltgabel und somit des Koppelelements in Richtung der zweiten Schaltposition beziehungsweise der zweiten Axialposition. Bei in der zweiten Schaltposition vorliegender Schaltgabel, wird der Betätigungsstift von der Rastvorrichtung entsprechend in einer zweiten Rastposition rastend gehalten. Ein Verlagern der Schaltgabel aus der zweiten Schaltposition in die erste Schaltposition ist entsprechend umgekehrt möglich. Hierdurch wird ein zuverlässiges Halten des Koppelelements in der ersten Axialposition beziehungsweise der zweiten Axialposition sichergestellt.The locking device is preferably designed such that the actuating pin can be held in two locking positions that correspond to the first switching position and the second switching position. The locking device has, for example, a ball loaded with a spring force that interacts with locking recesses formed on the actuating pin. When the shift fork is in the first switching position, the actuating pin is held in the first locking position by the locking device. To move the shift fork into the second switching position, it is subjected to a force in the axial direction that is greater than the holding force of the locking device. This enables the shift fork and thus the coupling element to be moved in the direction of the second switching position or the second axial position. When the shift fork is in the second switching position, the actuating pin is held in a second locking position by the locking device. Moving the shift fork from the second switching position to the first switching position is correspondingly possible in reverse. This ensures that the coupling element is reliably held in the first axial position or the second axial position.

Die Erfindung sieht vor, dass an der Schaltgabel eine mittels eines Linearantriebs in axialer Richtung verlagerbare Schaltwelle angreift. Ein Betätigen der Schaltgabel, insofern also ein Verlagern der Schaltgabel zwischen der ersten Schaltposition und der zweiten Schaltposition, erfolgt über die Schaltwelle. Hierzu ist die Schaltwelle mit dem Linearantrieb antriebstechnisch gekoppelt. Der Linearantrieb ermöglicht ein translatorisches Verlagern der Schaltwelle in axialer Richtung bezüglich der Ausgleichsradträgerdrehachse und ein Beaufschlagen der Schaltgabel mit einer Kraft in axialer Richtung, um die Schaltgabel zwischen ihren beiden Schaltpositionen zu verlagern.The invention provides that a shift shaft that can be displaced in the axial direction by means of a linear drive acts on the shift fork. The shift fork is actuated, i.e. the shift fork is displaced between the first shift position and the second shift position, via the shift shaft. For this purpose, the shift shaft is coupled to the linear drive. The linear drive enables the shift shaft to be displaced in a translational manner in the axial direction with respect to the differential gear carrier axis of rotation and the shift fork to be subjected to a force in the axial direction in order to displace the shift fork between its two shift positions.

Zum Abtrennen des Eingangsrads von dem Ausgleichsradträger wird die Schaltgabel mittels des Linearantriebs über Schaltwelle aus der ersten Schaltposition in die zweite Schaltposition verlagert. Zum Koppeln des Eingangsrads mit dem Ausgleichsradträger wird entsprechend umgekehrt verfahren. Mittels des Linearantriebs ist ein besonders präzises und zuverlässiges Betätigen der Schaltgabel möglich.To separate the input gear from the differential gear carrier, the shift fork is moved from the first shift position to the second shift position using the linear drive via the shift shaft. To couple the input gear to the differential gear carrier, the process is reversed. The linear drive enables the shift fork to be operated particularly precisely and reliably.

Die Erfindung sieht vor, dass der Linearantrieb über ein Federelement mit der Schaltwelle gekoppelt ist, wobei das Federelement die Schaltgabel in Richtung der ersten Schaltposition drängt. In der mit der ersten Axialposition des Koppelelements korrespondierenden ersten Schaltposition der Schaltgabel, liegen die erste Stirnverzahnung des Koppelelements und die zweite Stirnverzahnung des Ausgleichsradträgers miteinander in Eingriff vor. In der zweiten Schaltposition liegen die beiden Stirnverzahnung hingegen außer Eingriff vor.The invention provides that the linear drive is coupled to the shift shaft via a spring element, wherein the spring element urges the shift fork in the direction of the first shift position. In the first shift position of the shift fork, which corresponds to the first axial position of the coupling element, the first spur gear of the coupling element and the second spur gear of the differential gear carrier are in engagement with one another. In the second shift position, however, the two spur gears are disengaged.

Beim Verlagern der Schaltgabel aus der zweiten Schaltposition in die erste Schaltposition muss sichergestellt werden, dass die Zähne der beiden Stirnverzahnungen zuverlässig ineinander eingreifen. Hierzu ist das Federelement vorgesehen, über das der Linearantrieb mit der Schaltwelle gekoppelt ist. Das Federelement ist derart angeordnet, dass dieses vorgespannt wird, wenn beim Verlagern der Schaltgabel in Richtung der ersten Schaltposition Zähne der beiden Stirnverzahnungen aufeinandertreffen. Treffen anschließend, infolge einer Relativverdrehung des Koppelelements bezüglich des Ausgleichsradträgers, die Zähne der Stirnverzahnungen auf entsprechende Zahnlücken der Stirnverzahnungen, so werden die Zähne von dem vorgespannten Federelement in die Zahnlücken gedrängt, sodass die beiden Stirnverzahnungen miteinander in Eingriff vorliegen. Hierdurch wird ein zuverlässiges Verbinden des Koppelelements mit dem Ausgleichsradträger ermöglicht.When moving the shift fork from the second shift position to the first shift position, it must be ensured that the teeth of the two spur gears reliably engage with one another. For this purpose, the spring element is provided, via which the linear drive is coupled to the shift shaft. The spring element is arranged in such a way that it is preloaded when the teeth of the two spur gears meet when the shift fork is moved in the direction of the first shift position. If the teeth of the spur gears then meet corresponding tooth gaps in the spur gears as a result of a relative rotation of the coupling element with respect to the differential gear carrier, the teeth are pushed into the tooth gaps by the preloaded spring element so that the two spur gears engage with one another. This enables a reliable connection of the coupling element to the differential gear carrier.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Schaltwelle und/oder das Federelement über wenigstens eine Gewindespindel mit einem Elektromotor des Linearantriebs gekoppelt sind/ist. Mittels des Linearantriebs erfolgt eine translatorische Verlagerung der Schaltwelle, vorzugsweise in Richtung der Ausgleichsradträgerdrehachse. Der Linearantrieb weist den Elektromotor auf. Die Gewindespindel dient einer Umwandlung der von dem Elektromotor bereitgestellten rotatorischen Drehbewegung in die translatorische Verlagerung der Schaltwelle.A further development of the invention provides that the switching shaft and/or the spring element are coupled to an electric motor of the linear drive via at least one threaded spindle. By means of the linear drive, a translational Displacement of the selector shaft, preferably in the direction of the differential gear carrier rotation axis. The linear drive has the electric motor. The threaded spindle is used to convert the rotary motion provided by the electric motor into the translatory displacement of the selector shaft.

Die Gewindespindel ist vorzugsweise als eine Hohlwelle ausgebildet, die an ihrer Außenumfangsfläche ein Trapezgewinde aufweist. In der als Hohlwelle ausgebildeten Gewindespindel ist zumindest bereichsweise die Schaltwelle angeordnet, wobei sich dieses über das Federelement an der Gewindespindel abstützt. Über das Trapezgewinde ist die Gewindespindel mit einer Antriebswelle des Elektromotors gekoppelt. Eine entsprechende Drehbewegung der Antriebswelle führt zu einer translatorischen Verlagerung der Gewindespindel, die wiederum über das Federelement die Schaltwelle verlagert. Hierdurch wird ein besonders zuverlässiger und präzise steuerbarer Antrieb zur Betätigung der Schaltgabel geschaffen.The threaded spindle is preferably designed as a hollow shaft that has a trapezoidal thread on its outer circumferential surface. The selector shaft is arranged at least in part in the threaded spindle, which is designed as a hollow shaft, and is supported on the threaded spindle via the spring element. The threaded spindle is coupled to a drive shaft of the electric motor via the trapezoidal thread. A corresponding rotary movement of the drive shaft leads to a translational displacement of the threaded spindle, which in turn displaces the selector shaft via the spring element. This creates a particularly reliable and precisely controllable drive for operating the shift fork.

Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung umfasst anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungsformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind.The features and combinations of features described in the description, in particular the features and combinations of features described in the following description of the figures and/or shown in the figures, can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention. Thus, embodiments are also to be regarded as being encompassed by the invention that are not explicitly shown or explained in the description and/or the figures, but which emerge from the explained embodiments through combinations of features or can be derived from them.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigen die

1 ein Differentialgetriebe für ein Kraftfahrzeug und
2 eine Explosionsdarstellung des Differentialgetriebes

The invention is explained in more detail below with reference to the embodiments shown in the drawing, without limiting the invention. The

1 a differential gear for a motor vehicle and
2 an exploded view of the differential gear

Die 1 zeigt ein Differentialgetriebe 1 für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug. Das Differentialgetriebe 1 weist ein Eingangsrad 2 auf, das mit einem Getriebekorb 3 des Differentialgetriebes 1 drehfest verbunden ist. Der Getriebekorb 3 ist Bestandteil eine Gehäuses des Differentialgetriebes 1. In dem dargestellten Beispiel besteht der Getriebekorb 3 aus zwei Getriebekorbhälften, die jeweils mit dem Eingangsrad 2 starr verbunden sind.The 1 shows a differential gear 1 for a motor vehicle not shown in detail. The differential gear 1 has an input gear 2 which is connected in a rotationally fixed manner to a gear basket 3 of the differential gear 1. The gear basket 3 is part of a housing of the differential gear 1. In the example shown, the gear basket 3 consists of two gear basket halves, each of which is rigidly connected to the input gear 2.

In dem Getriebekorb 3 sind ein erstes Ausgangsrad 4 und ein zweites Ausgangsrad 5 jeweils um eine Ausgangsraddrehachse 6 drehbar gelagert. In dem gezeigten Beispiel sind beide Ausgangsräder 4 und 5 um dieselbe Ausgangsraddrehachse 6 drehbar gelagert. In dem Getriebekorb 3 ist ein Ausgleichsradträger 7 drehbar gelagert, an dem 2 Ausgleichsräder 8 drehbar gelagert sind. Die beiden Ausgangsräder 4 und 5 sind über die Ausgleichsräder 8 drehmomentausgleichend miteinander verbunden. Der Ausgleichsradträger 7 ist über eine Ausgleichsradträgerdrehachse drehbar gelagert, die koaxial zu der Ausgangsraddrehachse 6 vorliegt.In the gear basket 3, a first output gear 4 and a second output gear 5 are each mounted so that they can rotate about an output gear axis of rotation 6. In the example shown, both output gears 4 and 5 are mounted so that they can rotate about the same output gear axis of rotation 6. In the gear basket 3, a differential gear carrier 7 is mounted so that it can rotate, on which two differential gears 8 are mounted so that they can rotate. The two output gears 4 and 5 are connected to one another in a torque-balancing manner via the differential gears 8. The differential gear carrier 7 is mounted so that it can rotate about a differential gear carrier axis of rotation that is coaxial with the output gear axis of rotation 6.

Das Differentialgetriebe 1 weist ein Koppelelement 9 auf, dass zwischen einer ersten Axialposition und einer als zweiten Axialposition verlagerbar ist. In der ersten Axialposition ist das Koppelelement 9 mit dem Ausgleichsradträger 7 drehfest verbunden und liegt in der zweiten Axialposition außer Eingriff mit dem Ausgleichsradträger 7 vor. Das Koppelelement 9 ist unter antriebstechnischer Umgehung des Getriebekorbs 3 mit dem Eingangsrad 2 drehfest verbunden.The differential gear 1 has a coupling element 9 that can be moved between a first axial position and a second axial position. In the first axial position, the coupling element 9 is connected to the differential gear carrier 7 in a rotationally fixed manner and in the second axial position is out of engagement with the differential gear carrier 7. The coupling element 9 is connected to the input gear 2 in a rotationally fixed manner, bypassing the gear cage 3 in terms of drive technology.

Das erste Ausgangsrad 4 und das zweite Ausgangsrad 5 sind jeweils mit einer ersten Ausgangswelle 10 und einer zweiten Ausgangswelle 11 verbunden. Bei in der ersten Axialposition vorliegendem Koppelelement 9 ist das Eingangsrad 2 über das Koppelelement 9 mit dem Ausgleichsradträger 7 drehfest verbunden. In diesem Fall ist das Eingangsrad 2 mit der ersten Ausgangswelle 10 und der zweite Ausgangswelle 11 gekoppelt. Bei in der zweiten Axialposition vorliegendem Koppelelement 9 ist das Eingangsrad 2 hingegen von den beiden Ausgangswellen 10 und 11 getrennt.The first output gear 4 and the second output gear 5 are each connected to a first output shaft 10 and a second output shaft 11. When the coupling element 9 is in the first axial position, the input gear 2 is connected in a rotationally fixed manner to the differential gear carrier 7 via the coupling element 9. In this case, the input gear 2 is coupled to the first output shaft 10 and the second output shaft 11. When the coupling element 9 is in the second axial position, however, the input gear 2 is separated from the two output shafts 10 and 11.

Die 2 zeigt eine Explosionsdarstellung des Differentialgetriebes 1. Es ist zu erkennen, dass das Koppelelement 9 an seiner Außenumfangsfläche eine Formschlusseinrichtung 12 aufweist, die als eine Außenverzahnung ausgebildet ist. Die Formschlusseinrichtung 12 bewirkt mit einer Formschlussgegeneinrichtung 13 zusammen, die an einer Innenumfangsfläche des Eingangsrads 2 angeordnet ist. Über die Formschlusseinrichtung 12 und die Formschlussgegeneinrichtung 13 ist das Koppelelement 9 mit dem Eingangsrad 2 bezüglich der Ausgangsraddrehachse 6 drehfest aber axial verlagerbar verbunden.The 2 shows an exploded view of the differential gear 1. It can be seen that the coupling element 9 has a form-locking device 12 on its outer circumferential surface, which is designed as an external toothing. The form-locking device 12 works together with a form-locking counter device 13, which is arranged on an inner circumferential surface of the input gear 2. The coupling element 9 is connected to the input gear 2 in a rotationally fixed but axially displaceable manner with respect to the output gear rotation axis 6 via the form-locking device 12 and the form-locking counter device 13.

An seiner dem Ausgleichsradträger 7 zugewandten Stirnseite weist das Koppelelement 9 eine erste Stirnverzahnung 14 auf, die in der ersten Axialposition des Koppelelements 9 mit einer an dem Ausgleichsradträger 7 angeordneten zweiten Stirnverzahnung 15 in Eingriff und in der zweiten Axialposition außer Eingriff vorliegt.On its end face facing the differential gear carrier 7, the coupling element 9 has a first spur gear 14 which, in the first axial position of the coupling element 9, is in engagement with a second spur gear 15 arranged on the differential gear carrier 7 and is disengaged in the second axial position.

Das Koppelelement 9 ist mit einer außerhalb des Getriebekorbs 3 vorliegenden Schaltgabel 16 wirkverbunden, die zwischen einer mit der ersten Axialposition des Koppelelements 9 korrespondierenden ersten Schaltposition und einer mit der zweiten Axialposition des Koppelelements 9 korrespondierenden zweiten Schaltposition verlagerbar ist.The coupling element 9 is operatively connected to a shift fork 16 located outside the transmission basket 3, which can be displaced between a first shift position corresponding to the first axial position of the coupling element 9 and a second shift position corresponding to the second axial position of the coupling element 9.

Die Schaltgabel 16 umgreift eine Schiebemuffe 17 und greift hierbei in eine Ringnut ein, die an einer Außenumfangsfläche der Schiebemuffe 17 ausgebildet ist. An der Schiebemuffe 17 greifen vier Betätigungsstifte 18 an, über die diese mit dem Koppelelement 9 verbunden ist. Die Betätigungsstifte 18 durchgreifen jeweils eine in dem Getriebekorb 3 ausgebildete Ausnehmung 19. In den Ausnehmungen 19 ist jeweils eine Rastvorrichtung vorgesehen, mittels derer die Betätigungsstifte 18 in der ersten Schaltposition beziehungsweise der zweiten Schaltposition der Schaltgabel 16 rastend gehalten sind.The shift fork 16 surrounds a sliding sleeve 17 and engages in an annular groove that is formed on an outer circumferential surface of the sliding sleeve 17. Four actuating pins 18 engage the sliding sleeve 17, via which it is connected to the coupling element 9. The actuating pins 18 each pass through a recess 19 formed in the gear basket 3. A locking device is provided in each of the recesses 19, by means of which the actuating pins 18 are held in a locking manner in the first switching position or the second switching position of the shift fork 16.

Die Schaltgabel 16 wird mittels eines Linearantriebs 20 betätigt. Der Linearantrieb 20 weist einen Elektromotor 21 auf, der über eine Gewindespindel 22 mit einer Schaltwelle 23 gekoppelt ist. Zwischen der Gewindespindel 22 und der Schaltwelle 23 ist ein Federelement 24 angeordnet, das die Schaltwelle 23 in Richtung der Schaltgabel 16 drängt. Der Elektromotor 21 treibt über ein Zahnradgetriebe 25 eine Welle 26 an, deren Drehbewegung mittels der Gewindespindel 22 in eine translatorische Verlagerung der Schaltwelle 23 umgewandelt wird.The shift fork 16 is actuated by means of a linear drive 20. The linear drive 20 has an electric motor 21 which is coupled to a shift shaft 23 via a threaded spindle 22. A spring element 24 is arranged between the threaded spindle 22 and the shift shaft 23, which urges the shift shaft 23 in the direction of the shift fork 16. The electric motor 21 drives a shaft 26 via a gear transmission 25, the rotary movement of which is converted into a translational displacement of the shift shaft 23 by means of the threaded spindle 22.

BEZUGSZEICHENLISTE:REFERENCE SYMBOL LIST:

11: Differentialgetriebedifferential gear
22: Eingangsradinput gear
33: Getriebekorbtransmission basket
44: erstes Ausgangsradfirst output wheel
55: zweites Ausgangsradsecond output wheel
66: Ausgangsraddrehachseoutput wheel rotation axis
77: Ausgleichsradträgerdifferential carrier
88: Ausgleichsradbalance wheel
99: Koppelelementcoupling element
1010: erste Ausgangswellefirst output shaft
1111: zweite Ausgangswellesecond output shaft
1212: Formschlusseinrichtungform-locking device
1313: Formschlussgegeneinrichtungform-fitting counter device
1414: erste Stirnverzahnungfirst spur gearing
1515: zweite Stirnverzahnungsecond spur gearing
1616: Schaltgabelshift fork
1717: Schiebemuffesliding sleeve
1818: Betätigungsstiftactuating pin
1919: Ausnehmungrecess
2020: Linearantrieblinear drive
2121: Elektromotorelectric motor
2222: Gewindespindelthreaded spindle
2323: Schaltwelleshift shaft
2424: Federelementspring element
2525: Zahnradgetriebegear transmission
2626: WelleWave

Claims

Differential gear (1) for a motor vehicle, with an input gear (2) having external teeth, which is connected in a rotationally fixed manner to a gear basket (3) of the differential gear (1), with a first output gear (4) and a second output gear (5), which are each rotatably mounted about an output gear rotation axis (6) with respect to the gear basket (3) and are coupled to one another in terms of drive via at least one differential gear (8) rotatably mounted on a differential gear carrier (7), wherein the differential gear carrier (7) is rotatably mounted in the gear basket (3) about a differential gear carrier rotation axis (6), and with a coupling element (9) which is displaceable in the axial direction with respect to the differential gear carrier rotation axis (6) between at least a first axial position and at least a second axial position, which is connected in a rotationally fixed manner to the differential gear carrier (7) in the first axial position and is disengaged from the differential gear carrier (7) in the second axial position, wherein the coupling element (9) is under drive-technical bypass of the gear cage (3) is connected to the input gear (2) in a rotationally fixed manner, wherein the coupling element (9) has a first spur toothing (14) which, in the first axial position of the coupling element (9), is in engagement with a second spur toothing (15) arranged on the differential gear carrier (7) and is disengaged in the second axial position, wherein the coupling element (9) is operatively connected to a shift fork (16) located outside the gear cage (3), which can be displaced between a first shift position corresponding to the first axial position of the coupling element (9) and a second shift position corresponding to the second axial position of the coupling element (9), characterized in that a shift shaft (23) which can be displaced in the axial direction by means of a linear drive (20) engages the shift fork (16), wherein the linear drive (20) is connected to the shift shaft (23) via a spring element (24). is coupled, wherein the spring element (24) urges the shift fork (16) in the direction of the first shift position.

Differential gear (1) after claim 1 , characterized in that the coupling element (9) is connected to the input gear (2) in a rotationally fixed manner via a form-locking device (12) arranged on its outer peripheral surface, which cooperates with a form-locking counter-device (13) arranged on an inner peripheral surface of the input gear (2).

Differential gear (1) after claim 2 , characterized in that the form-locking device (12) is an external toothing and the form-locking counter-device (13) is an internal toothing meshing with the external toothing.

Differential gear (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling element (9) is connected to the shift fork (16) via at least one actuating pin (18) which extends at least partially through the gear basket (3).

Differential gear (1) after claim 4 , characterized in that the at least one actuating pin (18) is held in a latching manner in the first switching position and/or in the second switching position by means of a latching device.

Differential gear (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the selector shaft (23) and/or the spring element (24) are/is coupled to an electric motor (21) of the linear drive (20) via at least one threaded spindle (22).