DE102007005734B3

DE102007005734B3 - Differential für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007005734B3
Application number: DE200710005734
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Hohle; Achim Boos; Christoph Chatenay; Josef Fuhs; Ulrich Kuckertz; Kai-Uwe Ustorf; Michael Nagel
Original assignee: Tedrive Holding BV
Current assignee: Neapco Europe GmbH
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-10-30
Anticipated expiration: 2027-02-01

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein gehäuseloses Differential (1) für ein Kraftfahrzeug mit zwei koaxial ausgerichteten, in Axialrichtung beabstandet angeordneten Seitendifferentialrädern (10), wobei jedes Seitendifferentialrad (10) drehbar um eine gemeinsame Drehachse D gelagert ist. Das Differential besitzt zumindest zwei Ausgleichsräder (20), wobei jedes Ausgleichsrad (20) in Eingriff mit beiden Seitendifferentialrädern (10) steht. Ein zwischen den Seitendifferentialrädern (10) angeordneter Ausgleichsradträger (30), auf dem die Ausgleichsräder (20) drehbar gelagert sind, ist drehbar um die Drehachse D gelagert. Der Ausgleichsradträger (30) stützt sich drehbar an den Seitendifferentialrädern (10) ab. Weiterhin sind zwischen den Ausgleichsrädern (20) und dem Ausgleichsradträger (30) federnde Elemente angeordnet, die die Verzahnung der Ausgleichsräder (20) gegen die Verzahnung der Seitendifferentialräder (10) vorspannen.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Differential für ein Kraftfahrzeug, für welches die Verwendung eines drehenden Gehäuses, in welchem die Seitendifferentialräder sowie die Ausgleichsräder angeordnet sind, nicht erforderlich ist. Solche gehäuselosen Differentiale weisen ein geringeres Gewicht sowie einen geringeren Bauraum auf und sind in der Regel kostengünstiger herzustellen als Differentiale mit Gehäuse. Auch die Dynamik des Kraftfahrzeugs, in welchem ein gehäuseloses Differential eingesetzt wird, wird positiv beeinflusst, da geringere Massen gedreht bzw. gefedert werden müssen.
Aus dem Stand der Technik sind bereits einige Konstruktionen für gehäuselose Differentiale bekannt. So offenbart beispielsweise die US 6,015,362 A in gehäuseloses Differential mit einem ringförmigen Tellerrad, in welchem ein Träger zur drehbaren Lagerung von zwei Ausgleichsrädern angeordnet ist. Nachteilig an dem hier offenbarten gehäuselosen Differential ist die verhältnismäßig aufwendige Lagerung des Ausgleichsradträgers im ringförmigen Tellerrad. Weiter ist es problematisch, das hier offenbarte gehäuselose Differential so auszugestalten, dass es zur Übertragung hoher Drehmomente geeignet ist.
Aus der DE 44 41 163 A1 ist ein Differential (mit durchbrochenem Gehäuse) für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches auf Kegelzahnrädern basiert. Bei diesem Differential ist das bei konventionellen Differentialen vorgesehene geschlossene Gehäuse ersetzt durch einen weitgehend geöffneten Träger, welcher ein tellerförmi ges Ringrad, auf dem zwei Ausgleichsräder gelagert sind, mit axial beabstandet angeordneten Kegelrollenlagern verbindet. Das hieraus bekannte Differentialgetriebe weist bereits ein verringertes Gewicht auf, jedoch erlaubt die Einführung eines geöffneten Differentialgehäuses keine wesentliche Verringerung des erforderlichen Bauraums.
Aus der WO 2006/074680 A1 ist ein Differential ohne Differentialgehäuse bekannt, bei welchem der Ausgleichsradträger drehbar auf den Außenumfangsflächen von als Kronräder ausgebildeten Seitendifferentialrädern gelagert ist.
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik bislang keine Maßnahmen bekannt, die es erlauben, die Spielfreiheit solcher Differentiale zu verbessern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Differential anzugeben, welches einfach zu montieren ist, eine deutliche Verringerung des Bauraums ermöglicht und gleichzeitig eine verbesserte Spielfreiheit aufweist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Differential mit den Merkmalen des Hauptanspruchs.
Ein erfindungsgemäßes Differential weist zwei koaxial ausgerichtete, in Axialrichtung beabstandet angeordnete Seitendifferentialräder auf, wobei jedes Seitendifferentialrad drehbar um eine gemeinsame Drehachse D gelagert ist. Weiterhin sind zwei Ausgleichsräder vorgesehen, wobei jedes Ausgleichsrad im Eingriff mit beiden Seitendifferentialrädern steht. Selbstverständlich sind auch Ausführungen mit drei oder mehr Ausgleichsrädern technisch möglich und im Einzelfall sinnvoll.
Die Ausgleichsräder sind auf einem Ausgleichsradträger individuell drehbar um eine Drehachse gelagert, wobei der Ausgleichsradträger selbst drehbar um die gemeinsame Drehachse D der Seitendifferentialräder gelagert ist.
Erfindungsgemäß stützt sich der Ausgleichsradträger nun drehbar an den Seitendifferentialrädern ab, zumindest in Radialrichtung, vorzugsweise aber in Radial- und in Axialrichtung. Weiterhin sind zwischen den Ausgleichsrädern und dem Ausgleichsradträger federnde Elemente angeordnet, die die Verzahnung der Ausgleichsräder gegen die Verzahnung der Seitendifferentialräder vorspannen, wodurch die drehende Verbindung der Seitendifferentialräder mit den Ausgleichsrädern im Wesentlichen spielfrei ausgestaltet wird.
Dabei sind die federnden Elemente vorzugsweise als Federscheiben ausgebildet, wobei durch eine konvexe Ausgestaltung der Federscheiben erzielt werden kann, dass eine im Wesentlichen konstante Vorspannung der Ausgleichsräder gegen die Seitenzahnräder erzeugt wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist besonders bevorzugt, dass an den Ausgleichsrädern im Betrieb des Differentials in Radialrichtung nach außen wirkende Verzahnungskräfte auftreten. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Ausgleichsräder als Kronräder oder als Kegelräder ausgebildet sind.
In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Differentials ist vorgesehen, dass der Ausgleichsradträger Wellenstumpfe ausbildet. Die Seitendifferentialräder bilden jeweils eine Ausnahme aus, die zu einer Aufnahme je eines Wellenstumpfs komplementär zu diesem ausgebildet ist.
Der Ausgleichsradträger stützt sich in Radialrichtung über Radiallager an den Seitendifferentialrädern ab. Dabei sind die Radiallager in demjenigen Bereich des Differentials angeordnet, in dem die Wellenstümpfe in die komplementär ausgebildeten Ausnehmungen eingreifen.
Gestaltet man die Radiallager als Gleitlager oder als Nadellager, so ergeben sich weitere Vorteile in Bezug auf einen geringen Bauraumbedarf der Lager und eine hohe Belastbarkeit. In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Differential stützt sich der Ausgleichsradträger auch in Axialrichtung über zumindest über ein Axiallager an zumindest einem Seitendifferentialrad ab, bevorzugt wird jedoch eine Abstützung über zwei Axiallager an beiden Seitendifferentialrädern. Dabei ist in der ersten Ausgestaltung zumindest ein Axiallager in demjenigen Bereich angeordnet, in dem der Wellenstumpf in die Ausnehmung eingreift, bevorzugt so, dass das Axiallager den Wellenstumpf unmittelbar umgreift. Bevorzugt ist auch hier eine symmetrische Anordnung der Axiallager auf beiden Seiten des Ausgleichsradträgers.
In einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Differentials stützt sich der Ausgleichsradträger in Axialrichtung über zumindest ein Axiallager an einem Seitendifferentialrad ab, wobei das Axiallager im Bereich des größten Durchmes ser des zur Abstützung verwendeten Seitendifferentialrads zwischen diesen und dem Ausgleichsradträger angeordnet ist. Insbesondere kann das hier verwendete Axiallager mit großem Durchmesser so bemessen und angeordnet sein, dass es die Verzahnung des zur Abstützung verwendeten Seitendifferentialrads vollumfänglich umgreift. Auch hier wird die symmetrische Ausführung des Differentials bevorzugt, d. h. der Ausgleichsradträger stützt sich über gleich dimensionierte Axiallager großen Durchmessers an beiden Seitendifferentialrädern ab.
Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, aufgrund der in den meisten Anwendungsfällen unsymmetrischen axialen Last auf dem Ausgleichsradträger für die axiale Abstützung des Ausgleichsradträgers auf den Seitendifferentialrädern Axiallager mit unterschiedlichen Durchmessern zu verwenden. Hier wird diejenige Abstützung, welche die größere Last aufzunehmen hat, mit einem Axiallager ausgerüstet, welches einen größeren Durchmesser aufweist.
Insbesondere in der zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Differentials ist es möglich, das die Verzahnung der Seitendifferentialräder umgreifende Lager nicht als reines Axiallager auszubilden, sondern vielmehr hier ein solches Lager vorzusehen, welches sowohl Kräfte in Axialrichtung als auch Kräfte in Radialrichtung aufnehmen kann. In diesem Fall kann ein separat ausgebildetes Radiallager vollständig entfallen, weiterhin kann auch die in der ersten Ausgestaltung vorgesehene Anordnung von Wellenstumpf und komplementär zylindrischer Ausnehmung an den Seitendifferentialrädern bzw. dem Ausgleichsradträger vollständig entfallen.
In der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Differentials werden die Wellenstümpfe vom Ausgleichsradträger ausgebildet, beispielsweise mittels einer Welle, die sich durch den Ausgleichsradträger hindurch erstreckt. Dabei kann diese Welle als separates Teil ausgebildet sein, welches vorzugsweise drehfest mit dem Ausgleichsradträger verbunden ist. Diese Welle kann jedoch auch einstückig mit dem Ausgleichsradträger ausgebildet werden, wobei diese Welle zumindest einen Wellenstumpf, bevorzugt jedoch zwei Wellenstümpfe auf beiden Seiten des Ausgleichsradträgers ausbildet.
In allen vorgenannten Ausgestaltungen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zur Einstellung des Zahnspiels zwischen den Seitendifferentialrädern und den Ausgleichsrädern Distanzscheiben zwischen den Seitendifferentialrädern und dem Ausgleichsradträger zusätzlich zu den dort vorgesehenen Axiallagern vorzusehen. Durch gezielte Auswahl von Distanzscheiben bestimmter Dicke kann das Zahnspiel während der Fertigung der erfindungsgemäßen Differentiale individuell für jedes einzelne gefertigte Differential auf einen optimalen Wert eingestellt werden. Besonders günstige Laufeigenschaften insbesondere in Bezug auf Spielfreiheit lassen sich bei dem erfindungsgemäßen Differential erzielen, wenn neben der gezielten Aufbringung einer Vorspannung auf die Ausgleichsradträger gegen die Seitendifferentialräder sowie die kontrollierte Einstellung des Zahnspiels zwischen den vorgenannten Zahnrädern zusätzlich eine kontrollierte Vorspannkraft in das Differential eingeleitet wird. Hierzu wird auf die Patentanmeldung DE 10 2005 036 362 verwiesen, die ebenfalls auf die Inhaberin der vorliegenden Anmeldung zurückgeht. Aus dieser Patentanmeldung sind aus den 3 und 5 sowie den sich hierauf beziehenden Passagen der Beschreibung Konstruktionen bekannt, die auf der Einführung einer Spannachse basieren, die sich längs der Drehachse D erstreckt. Diese Spannachse bildet an ihren jeweiligen Enden Drehlagerungen für die Seitendifferentialräder, durch welche die Spannachse zumindest teilweise hindurch greift, aus und erlaubt es, gezielt eine kontrollierte Vorspannkraft in das Differential einzuleiten. Der Offenbarungsgehalt der vorgenannten deutschen Patentanmeldung wird hiermit durch diese Bezugnahme vollumfänglich zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung gemacht.
Weitere Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Differentials ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den Ausführungsbeispielen die nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert sind. In dieser zeigen:
1: einen Schnitt durch eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Differentials,
2: einen Schnitt durch eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Differentials,
3: einen Schnitt durch eine dritte Ausgestaltung eines erfindungsgemä ßen Differentials,
4: einen Schnitt durch eine vierte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Differentials, und
5: einen Schnitt durch eine fünfte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Differentials.
1 zeigt eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Differentials, bei dem die Seitendifferentialräder 10 sowie die Ausgleichsräder 30 als Kegelräder ausgebildet sind.
Die Seitendifferentialräder 10 sind über Lager 40, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als Schrägkugellager ausgebildet sind, in einem in 1 nicht dargestellten feststehenden Differentialgehäuse um eine gemeinsame Drehachse D drehbar gelagert. Die Seitendifferentialräder 10 sind hohl ausgebildet, sie bilden an den Innenumfangsflächen an ihren außen liegenden Enden eine Verzahnung in Form von Splines 80 zum Anschluss von Abtriebswellen aus. An ihren innen liegenden Enden, die dem Ausgleichsradträger 30 zugewandt sind, auf dem die Ausgleichsräder 20 mittels Differentialstiften 22 drehbar um senkrecht zur Achse D orientierte Drehachsen gelagert sind, bilden die Seitendifferentialräder 10 zylindrische Ausnehmungen aus.
In diese greifen Wellenstümpfe 32 ein, die der Ausgleichsradträger 30 beidseits ausbildet. Zwischen einem Wellenstumpf 32 und der komplementär ausgebildeten zylindrischen Ausnehmung 12 in einem Seitendifferentialrad 10 ist jeweils ein Radiallager 54 eingefügt, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel als Nadellager ohne Innenring, mithin als Nadelhülse ausgebildet ist. Entsprechend sind die Außenumfangsflächen der Wellenstümpfe 32 als Laufflächen für die Nadeln des Radiallagers 54 ausgebildet.
Der Ausgleichsradträger 30 ist daher über die Radiallager 54 in Radialrichtung drehbar um die gemeinsame Drehachse D auf den Seitendifferentialrädern 10 gelagert.
Zur axialen Abstützung des Ausgleichsradträgers 30 an den Seitendifferentialrädern 10 bildet der Ausgleichsradträger 30 eine ringförmige Anlagefläche 38 aus, die unmittelbar angrenzend an die vom Ausgleichsradträger 30 ausgebildeten Wellenstümpfe 32 angrenzt. Den ringförmigen Anlageflächen 38 des Ausgleichsradträgers 30 gegenüberliegend bilden die Seitendifferentialräder 10 ebenfalls ringförmige Anlageflächen 14 aus. Zwischen die ringförmigen Anlageflächen 14 und 38 ist nun jeweils ein Axiallager 50 sowie eine Distanzscheibe 52 eingefügt. Dabei sind die Axiallager im gezeigten Ausführungsbeispiel als Nadellager ausgebildet, denkbar ist aber auch eine Ausgestaltung als Kugellager. Die Distanzscheiben 52 dienen zur gezielten Einstellung des Zahnspiels zwischen den Seitendifferentialrädern 10 sowie den Ausgleichsrädern 20. Sie werden im Verlauf des Herstellungsprozesses eines erfindungsgemäßen Differentials für jedes einzelne Differential spezifisch selektiert, um eine individuelle optimale Einstellung des Zahnspiels zu erzielen. Diese individuelle Selektion der Distanzscheiben 52 ist grundsätzlich vorteilhaft, jedoch nicht zwingend erforderlich, insbesondere wenn bestimmte Toleranzgrenzen bei der Herstellung der Komponenten des erfindungsgemäßen Differentials eingehalten werden können.
Die erfindungsgemäße Reduktion des Spiels des gezeigten Differentials 1 wird nun erzielt, indem zwischen das in Radialrichtung gesehene außen liegende Ende der Ausgleichsräder 20 und der in Radialrichtung außen liegenden Fläche der Ausgleichsradfenster 37 des Ausgleichsradträger 30 eine Federscheibe 85 eingefügt wird. Diese Federscheibe 85 dient dazu, die Ausgleichsräder 20 gegen die Verzahnung 11 der Seitendifferentialräder 10 vorzuspannen und auf diese Weise das Spiel des Differentials zu vermindern.
Als Federscheiben 85 können alle aus dem Getriebebau zum Tag der Anmeldung bekannten Federelemente verwendet werden, die bei einer geringen Baugröße eine hohe Vorspannkraft auf die Ausgleichräder 20 ausüben können. Beispielhaft seien hier Tellerfedern, Wellenfedern und Schraubenfedern genannt, wobei solche Federn bevorzugt sind, die eine von ihrer Kompression weitgehend unabhängige Vorspannkraft erzeugen können. Ein Beispiel hierfür sind konvex ausgestaltete Druckscheiben. Bevorzugt werden hochverschleißfeste Federelemente 85 zum Einsatz kommen, um einen Austausch der Federelemente 85 während der gesamten Lebensdauer des Differentials 1 zu vermeiden.
Als vorteilhaft hat es sich weiterhin erwiesen, wenn anstelle der separat ausgebildeten Axiallager 50 und Radiallager 54 Schräglager verwendet werden, die gleichzeitig eine axiale und eine radiale Abstützung des Ausgleichsradträgers 30 auf den Seitendifferentialrädern 10 bereitstellen können. Dieser Ausgestaltung müssen auch keine Wellenstümpfe 32 bzw. komplementär ausgebildete zylindrische Ausnehmungen 12 an den Seitendifferentialrädern 10 sowie dem Ausgleichsradträger 30 vorgesehen werden, vielmehr müssen die Seitendifferentialrädern 10 und der Ausgleichsradträger 30 nur geeignete Lagersitze für die verwendeten Schräglager ausbilden.
Insbesondere müssen die Lagersitze dazu vorgesehen sein, sowohl Kräfte in axialer als auch in radialer Richtung aufzunehmen. Als geeignete Schräglager haben sich insbesondere Schrägkugellager oder auch Kegelrollenlager erwiesen. Aus 5 ist eine entsprechende Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Differentials unter Verwendung von Schrägkugellagern ersichtlich, worauf im Folgenden noch genauer eingegangen wird. Alternativ zu der aus 5 ersichtlichen Anordnungen der Schräglager ist es aber auch möglich, die Schräglager innerhalb der Verzahnung L der Seitendifferentialrädern 10 bzw. innerhalb der Ausgleichsradfenster 37 des Ausgleichsradträgers 30 anzuordnen.
2 zeigt nun eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Differentials 1, welches in weiten Teilen mit der Ausgestaltung gemäß 1 übereinstimmt. Zentraler Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausgestaltung ist die Form der Seitendifferentialräder 10 sowie der Ausgleichsräder 20. In der zweiten Ausgestaltung sind die Ausgleichsräder 20 als Kronräder ausgestaltet, die in als Stirnräder ausgestaltete Seitendifferentialräder 10 eingreifen. Auch in dieser Ausgestaltung sind zur Minimierung des Spiels des Differentials 1 Druckfedern 85 zwischen den Ausgleichsrädern 20 und deren außenliegenden Anlageflächen in der Ausgleichsradfenstern 37 eingefügt.
In der Ausgestaltung gemäß 2 sind die Radiallager 54 nicht als separat ausgebildete Nadellager ausgebildet, vielmehr ist hier über einen mit entsprechenden Toleranzen versehenen Formschluss zwischen den vom Ausgleichsradträger 30 ausgebildeten Wellenstümpfen 32 sowie den hierzu komplementären zylindri schen Ausnehmungen 12 in den Seitendifferentialrädern 10 eine Gleitlagerung verwirklicht. Diese Ausgestaltung weist nochmals einen verminderten Bauraumbedarf auf.
Die axiale Abstützung des Ausgleichsradträgers 30 an den Seitendifferentialrädern 10 erfolgt über Axiallager 50 in der aus der ersten Ausgestaltung gemäß 1 bekannten Weise.
3 zeigt eine dritte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Differentials 1, bei dem die Seitendifferentialräder 10 und die Ausgleichsräder 20 wiederum als Kegelräder ausgestaltet sind. Auch hier ist zwischen den Ausgleichsradträger 30 und der außenliegenden Oberfläche der Ausgleichsräder 20 eine Federscheibe 85 der vorgenannten Art eingefügt.
Im Gegensatz zu den Ausgestaltungen nach den 1 und 2 werden in der gezeigten dritten Ausgestaltung die Wellenstümpfe 32 von den Seitendifferentialrädern 10 ausgebildet. Entsprechend bildet der Ausgleichsträger 30 die komplementär ausgebildeten zylindrischen Ausnehmungen 12 zur Ausnahme der Wellenstümpfe 32 aus, die im vorliegenden Beispiel als durchgehende zentrale Bohrung 36 ausgestaltet sind. In diese zentrale Bohrung 36 des Ausgleichsradträgers 30 greifen nun die Wellenstümpfe 32 dergestalt ein, dass sich eine in Radialrichtung wirksame Gleitlagerung des Ausgleichsradträgers 30 auf den Wellenstümpfen 32 und damit auf den Seitendifferentialrädern 10 ausbildet. Separat ausgebildete Radiallager 54 können in diesem Ausführungsbeispiel entfallen. Hingegen sind im gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen dem Ausgleichsradträger 30 und den Seitendifferentialrädern 10 wiederum Axiallager 50 sowie Distanzscheiben 52 angeordnet, wobei die Axiallager 50 wiederum als Nadellager ausgebildet sind, aber nicht sein müssen.
4 zeigt eine vierte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Differentials 1, welche im Wesentlichen der Ausgestaltung gemäß 3 entspricht, mit dem Unterschied, dass die in 3 kegelig ausgebildeten Seitendifferentialräder 10 in der vierten Ausgestaltung eine Stirnverzahnung aufweisen. In diese greift die Verzahnung 11 der als Kronräder ausgestalteten Ausgleichsräder 20 ein. Auch in der vierten Ausgestaltung werden die Wellenstümpfe 32 von den Seitendifferen tialrädern 10 ausgebildet, die komplementär ausgebildeten zylindrischen Ausnehmungen 12 sind im Ausgleichsradträger 30 ausgebildet, wobei sie anders als im Ausführungsbeispiel gemäß 3 nicht als durchgehende zentrale Bohrung 36, sondern als separate zylindrische Ausnehmungen 12 ausgebildet sind. Auch hier bilden die Wellstümpfe 32 in den komplementär ausgebildeten zylindrischen Ausnehmungen 12 wieder als Gleitlager ausgebildete Radiallager 54 für den Ausgleichsradträger 30 auf den Seitendifferentialrädern 10 aus. Die axiale Abstützung des Ausgleichsradträgers 30 an den Seitendifferentialrädern 10 erfolgt dabei wiederum über Axiallager 50, wobei hier eine Einstellung des Zahnspiels über zusätzliche Distanzscheiben 52 nicht zwingend erforderlich ist.
5 zeigt schließlich eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Differentials 1, welches wiederum auf der Verwendung von kegeligen Seitendifferentialrädern 10 und Ausgleichsrädern 20 basiert. Im Gegensatz zu der aus 3 ersichtlichen Ausführungsform erfolgt die Abstützung des Ausgleichsradträgers 30 an den Seitendifferentialrädern 10 jedoch nicht über eine Kombination von Wellenstümpfen 32 und komplementär ausgebildeten zylindrischen Ausnehmungen 12 an den Seitendifferentialrädern 10 und dem Ausgleichsradträger 30 sowie separat ausgebildeten Axial- und Radiallager 50, 54. Vielmehr sind zur Abstützung des Ausgleichsradträgers 30 an den Seitendifferentialräder 10 Schräglager 58 vorgesehen, die einen so großen Innendurchmesser aufweisen, dass sie außerhalb der Verzahnung 11 der Seitendifferentialräder 10 angeordnet werden können. Die Seitendifferentialrädern 10 sowie der Ausgleichsradträger 30 bilden Lagersitze 42 für die Schräglager 58 aus, die eine in Axialrichtung und in Radialrichtung wirksame Abstützung für die Schräglager 58 bereitstellen. Hier können wiederum Distanzscheiben 52 Verwendung finden, um das Zahnspiel des Differentials 1 gezielt einzustellen.
Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf das allgemeine Konzept für ein Differential mit vermindertem Spiel, welches sich aus dem unabhängigen Anspruch ergibt. Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind als bevorzugte Ausführungsformen anzusehen, die Erfindung ist jedoch nicht auf diese bevorzugten Ausführungsformen beschränkt.

1: gehäuseloses Differential
10: Seitendifferentialrad
11: Verzahnung
12: Bohrung
14: ringförmige Anlagefläche
18: innere Anlagefläche
20: Ausgleichsrad
22: Differentialstift
30: Ausgleichsradträger
32: Wellenstumpf
33: Differentialstiftbohrung
34: Welle
35: Differentialstiftaufnahme
36: zentrale Bohrung
37: Ausgleichsradfenster
38: ringförmige Anlagefläche
40: Lager
42: Lagersitz
44: Anlageschulter
50: Axiallager
52: Distanzscheibe
54: Radiallager
58: Schräglager
60: zentrale Bohrung
70: Spannachse
72: erstes Ende
74: zweites Ende
76: Spannlager
77: Unterlegscheibe
78: Sicherungsmutter
80: Splines
85: Druckfeder
90: Ringradflansch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6015362 A [0002]
- DE 4441163 A1 [0003]
- WO 2006/074680 A1 [0004]
- DE 102005036362 [0020]

Claims

Gehäuseloses Differential (1) für ein Kraftfahrzeug mit den folgenden Merkmalen: a. Zwei koaxial ausgerichtete, in Axialrichtung beabstandet angeordnete Seitendifferentialräder (10), wobei jedes Seitendifferentialrad (10) drehbar um eine gemeinsame Drehachse D gelagert ist, b. Zumindest zwei Ausgleichsräder (20), wobei jedes Ausgleichsrad (20) in Eingriff mit beiden Seitendifferentialrädern (10) steht, c. Ein zwischen den Seitendifferentialrädern (10) angeordneter Ausgleichsradträger (30), auf dem die Ausgleichsräder (20) drehbar gelagert sind, wobei der Ausgleichsradträger (30) drehbar um die Drehachse D gelagert ist, wobei d. zwischen den Ausgleichsrädern (20) und dem Ausgleichsradträger (30) federnde Elemente angeordnet sind, die die Verzahnung der Ausgleichsräder (20) gegen die Verzahnung der Seitendifferentialräder (10) vorspannen, dadurch gekennzeichnet, dass e. der Ausgleichradträger (30) Wellenstümpfe (32) ausbildet, f. die Seitendifferentialräder (10) jeweils eine Ausnehmung (12) zur Aufnahme eines Wellenstumpfs (32) ausbilden, g. wobei sich der Ausgleichsradträger (30) in Radialrichtung über Radiallager an den Seitendifferentialräder (10) abstützt, wobei die Radiallager (54) in denjenigen Bereichen angeordnet sind, in denen die Wellenstümpfe (32) in die Ausnehmungen (12) eingreifen.
Gehäuseloses Differential (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die federnden Elemente als Federscheiben ausgebildet sind.
Gehäuseloses Differential (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federscheiben konvex ausgestaltet sind, so dass eine im Wesentlichen konstante Vorspannung der Ausgleichsräder gegen die Seitenzahnräder erzeugt wird.
Gehäuseloses Differential (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsräder (20) als Kronräder oder als Kegelräder ausgebildet sind.
Gehäuseloses Differential (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ausgleichsradträger (30) in Axialrichtung über zumindest ein Axiallager (50) an zumindest einem Seitendifferentialrad (10) abstützt, wobei das Axiallager (50) in demjenigen Bereich angeordnet ist, in dem der Wellenstumpf (32) in die Ausnehmung (12) eingreift.
Gehäuseloses Differential (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ausgleichsradträger (30) in Axialrichtung über zumindest ein Axiallager (50) an zumindest einem Seitendifferentialrad (10) abstützt, wobei das Axiallager (50) im Bereich des größten Außenumfangs eines Seitendifferentialrads (10) zwischen diesem und dem Ausgleichsradträger (30) angeordnet ist.
Gehäuseloses Differential (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenstumpf (32) von einer Welle (34) ausgebildet wird, die drehfest mit dem Ausgleichsradträger (30) verbunden ist.
Gehäuseloses Differential (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenstumpf (32) einstückig mit dem Ausgleichsradträger (30) ausgebildet ist.
Gehäuseloses Differential (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des Zahnspiels zwischen den Seitendifferentialrädern (10) und den Ausgleichsrädern (20) Distanzscheiben (52) zwischen den Seitendifferentialrädern (10) und dem Ausgleichsradträger (30) angeord net sind.
Gehäuseloses Differential (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Radiallager (54) als Gleitlager oder als Nadellager ausgebildet ist.