DE102009013294A1

DE102009013294A1 - Stirnraddifferenzialgetriebe

Info

Publication number: DE102009013294A1
Application number: DE200910013294
Authority: DE
Inventors: Thorsten Biermann; Bernd-Robert HÖHN
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-03-14
Filing date: 2009-03-14
Publication date: 2010-09-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stirnraddifferenzialgetriebe (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit jeweils schräg oder spiralförmig verzahnten Sonnenrädern (22), Planetenrädern (20) und Hohlrad und einem umgebenden Gehäuse (16) mit darin abgestützten Lagerungen, wobei die parallel angeordneten Sonnenräder (22) jeweils mit parallel angeordneten Abtriebswellen (18) gekoppelt sind, wobei zwischen jedem der parallel angeordneten Sonnenräder (22) und dem umgebenden Gehäuse (16) jeweils Reibflächen (24) angeordnet sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Stirnraddifferenzialgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Differenzialgetriebe sind seit längerem in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Sie dienen beispielsweise im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen zum Drehzahlausgleich der linken und rechten Antriebsräder bei Kurvenfahrt, da die Räder hierbei jeweils unterschiedliche Abrollwege zurückzulegen haben. Eine bekannte Bauform solcher Differenzialgetriebe weist mehrere miteinander kämmende Kegelzahnräder auf und wird als Kegelraddifferenzial bezeichnet. Normale Differenzialgetriebe ohne Sperrwirkung werden auch als offene Differenziale bezeichnet, bei denen die beiden Räder ohne nennenswerte Reibungsverluste frei drehen können. Da solche offenen bzw. ungesperrten Differenzialgetriebe je nach Einsatzzweck des damit ausgestatteten Fahrzeugs als nachteilig empfunden werden, kommen auch teilgesperrte Differenzialgetriebe zum Einsatz, bei denen der Wirkungsgrad eines offenen Differenzials durch gezielte Maßnahmen verschlechtert wird, um damit das freie Drehen der Räder zueinander zu verhindern.
Solche sog. Sperrdifferenziale können die Traktion verbessern, indem sie das Antriebsmoment von einem Rad mit stärkerem Schlupf auf das jeweils andere Rad mit der besseren Bodentraktion umleiten, so dass die Gesamttraktion des Fahrzeugs unter schwierigen Bedingungen und/oder bei Geländefahrt verbessert wird. Ähnliches gilt auch bei starker Beschleunigung in Kurvenfahrt, wo das gesperrte Differenzial die mangelhafte Traktion des schwach belasteten kurveninneren Rades dadurch ausgleichen kann, dass das Antriebsmoment an das kurvenäußere Rad geleitet wird. Bei vielen Fahrzeugen konnte zudem festgestellt werden, dass eine gesperrte Antriebsachse für einen besseren Geradeauslauf sorgen kann, bspw. bei plötzlich auftretendem Seitenwind. Schließlich wird ein gesperrtes Differenzialgetriebe bei höheren Fahrgeschwindigkeiten und bei Kurvenfahrt im sog. Grenzbereich als vorteilhaft empfunden, da der Schlupf des jeweils kurveninneren Rades verringert wird, so dass eine höhere Kurvengrenzgeschwindigkeit erzielt werden kann. Zudem wird eine Untersteuerneigung des Fahrzeugs verringert, weil eine ungleichmäßige Kraftverteilung an den Rädern durch die geänderte Momentenverteilung auf das kurvenäußere Rad ein Giermoment um die Fahrzeughochachse erzeugt, das ein Eindrehen des Fahrzeugs bzw. dessen Übersteuern begünstigt. Ist diese Sperrwirkung zudem auch im Schubbetrieb vorhanden, so kehren sich die Kraftflüsse um, so dass das entstehende Giermoment ein verstärktes Untersteuern und damit ein Stabilisieren des Fahrzeugs bewirkt. Eine solche Charakteristik kann besonders bei sportlich bewegten Fahrzeugen sowie im Rennsport vorteilhaft genutzt werden.
Die Charakteristik einer Sperre wird über den Sperrwert – üblicherweise in Prozent angegeben – und bei drehmomentfühlenden Sperrdifferenzialen auch über das Drehmomentverhältnis (die sog. „Torque Bias Ratio”, „TBR”) definiert. Beim ungesperrten Differenzial kann sich das auf das rechte Rad übertragene Drehmoment nicht von dem auf das linke Rad übertragene Drehmoment unterscheiden. Ein Sperrwert von 0% entspricht dabei dem Idealfall eines reibungs freien, offenen, ungesperrten Differenzials mit einem TBR = 1, während ein Sperrwert von 100% ein vollständig gesperrtes Differenzial bezeichnen würde, das einen starren Durchtrieb aufweist.
Ein bekanntes Differenzialgetriebe mit begrenztem Schlupf findet sich in der DE 24 53 489 A1 . Dabei sollen unter hohen Belastungen hohe Vorspannungskräfte und unter geringer Last eine reduzierte Vorspannung erzeugt werden. Die veränderliche Vorspannung soll mittels Spannmitteln erreicht werden, die den Seitenrädern zugeordnet sind. Die Spannmittel drücken die Seitenräder in einer Richtung, welche der Richtung der Axialkräfte, die den Seitenzahnrädern über die Planetenzahnräder aufgedrückt werden, entgegengesetzt ist. Weitere Bauformen derartiger Stirnraddifferenzialgetriebe sind aus der DE 10 2007 004 710 A1 sowie aus der DE 10 2007 004 712 A1 bekannt.
Ein gemeinsames Merkmal herkömmlicher Kegel radsperrdifferenziale besteht bei den meisten Bauarten darin, dass relativ starker mechanischer Verschleiß auftritt, insbesondere bei Varianten mit Reibscheiben. Die Sperrwirkung nimmt hierbei mit zunehmender Laufleistung ab. Bei manchen Bauarten ist zudem eine Trennkupplung erforderlich, um es mit einem Antiblockiersystem oder mit einem System zur Verhinderung von Fahrzeuginstabilitäten (sog. ESP) kompatibel zu machen, da ansonsten die Rückwirkung zwischen einzelnen Rädern die Regelung negativ beeinflusst. Herkömmliche Sperren reagieren relativ empfindlich auf Bereifung mit unterschiedlichen Abrollumfängen, bspw. aufgrund unterschiedlichen Luftdrucks oder unterschiedlicher Profiltiefe, weil dies zu Differenzdrehzahlen führen und erhöhten Verschleiß zur Folge haben kann. So ist bspw. die Fahrgeschwindigkeit und die zu bewältigende Fahrstrecke mit Noträdern stark eingeschränkt.
Ein nicht zu vernachlässigender Effekt besteht zudem in einem verstärkten Untersteuern des Fahrzeugs bei Kurvenfahrt mit geringem Radschlupf, weil in solchen Fahrsituationen durch das Sperrdifferenzial den an sich erforderlichen Drehzahlunterschieden entgegengewirkt wird. Das Einlenkverhalten des Fahrzeugs kann durch diesen Effekt spürbar verschlechtert werden.
Um ausreichend steife Gehäusekonstruktionen zur Verfügung stellen zu können, werden für die genannten Anwendungsfälle zunehmend Stirnraddifferenzialgetriebe eingesetzt, die meist definierte Schräglaufwinkel der miteinander kämmenden Planetenräder sowie des Sonnenrades aufweisen. Die FR 2 566 080 A beschreibt ein solches Stirnraddifferenzialgetriebe mit schräg verzahnten Sonnen- und Planetenrädern. Derartige Stirnraddifferenzialgetriebe verfügen über Zahnräder mit schrägen Verzahnungen. So sind definierte Schrägungswinkel sowohl der Planeten als auch der Antriebssonnenräder vorgesehen. Dies führt in Abhängigkeit von den aktuell anliegenden Raddrehmomenten zu axialen Verzahnungskraftkomponenten. Bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs und damit gleichen Drehzahlen der mit den Abtriebswellen gekoppelten Sonnenräder stützen sich diese gegeneinander ab.
Aus der DE 196 12 234 A1 ist ein Zentraldifferenzial für Fahrzeuge mit Vierradantrieb bekannt. Hierbei sind zwei Sonnenräder mit Schraubverzahnungen koaxial zu einer Drehachse eines Gehäuses angeordnet. Die schraubenförmige Verzahnung des hinteren Sonnenrades ist in einer Richtung schraubenförmig gewunden, um eine Kraft zu erzeugen, die das hintere Sonnenrad gegen die hintere Abschlusswand des Gehäuses zwingt, wenn das Fahrzeug im Leerlauf-Antriebsmodus eine Kurve fährt. Zwischen der vorderen Abschlusswand des Gehäuses und dem vorderen Sonnenrad ist eine vordere Reibfläche angeordnet, während zwischen der hinteren Abschlusswand des Gehäuses und dem hinteren Sonnenrad eine hintere Reibfläche angeordnet ist. Das Reibungsmoment, das über die hintere Reibfläche zwischen dem Gehäuse und dem hinteren Sonnenrad erzeugt wird wenn das Fahrzeug im Leerlauf eine Kurve fährt, ist größer als das Reibmoment, das über die vordere Reibfläche zwischen dem Gehäuse und dem vorderen Sonnenrad übertragen wird.
Aus der DE 196 36 052 A1 ist ein Differenzial mit Vorbelastungssteuerung bekannt, das Reibungsmodifizierer an verschiedenen Endflächen von Seitenrädern aufweist, die mit Ausgangswellen gekoppelt sind. Dadurch sollen Vorbelastungsverhältnisse in entgegengesetzten Richtungen der Drehmomentübertragung zwischen den Ausgangswellen unabhängig von den Richtungen der Drehmomentübertragung zwischen dem Gehäuse und den Ausgangswellen verändert werden.
Die DE 10 2007 004 709 A1 offenbart ein Stirnraddifferenzialgetriebe mit wenigstens einer Summenwelle für die Verteilung von Drehmomenten an ein erstes Differenzglied sowie an ein zweites Differenzglied über mindestens drei aus jeweils einem ersten Planetenrad und einem zweiten Planetenrad gebildete Paare, wobei die Planetenräder eines Paares einander gegenüber liegen und wirkverbunden sind. Die DE 10 2007 003 675 A1 offenbart ein Stirnraddifferenzialgetriebe mit einem Planetentrieb mit einem Hohlrad mit schräger Außenverzahnung.
Die DE 10 2007 018 024 A1 offenbart eine weitere Differenzialanordnung eines Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, die ein selbstsperrendes Mittendifferenzial aufweist, das einen mit einer Antriebswelle drehfest verbundenen und mehrere drehbare Ausgleichsräder tragenden Differenzialkorb und zwei jeweils mit einer Abtriebswelle drehfest verbundene und über die Ausgleichsräder miteinander gekoppelte Abtriebsräder umfasst. Die Antriebswelle und die beiden Abtriebswellen sind um eine gemeinsame geometrische Achse drehbar gelagert. Das Mittendifferenzial ist als Kronenraddifferenzial ausgebildet. Zwischen mindestens einem der beiden Abtriebsräder und dem Differenzialkorb ist eine Reibungsbremse angeordnet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, ein verbessertes Stirnraddifferenzialgetriebe zur Verfügung zu stellen, bei dem eine variable Sperrwirkung gewünschten Ausmaßes zwischen seinen Abtriebswellen sowohl in einem Zug- als auch in einem Schubbetrieb realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird mit einem Stirnraddifferenzialgetriebe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zwischen parallel angeordneten Sonnenrädern Gleit- und/oder Wälzelemente angeordnet sind, über welche sich die Sonnenräder gegenseitig abstützen. Wie bei bereits bekannten Stirnraddifferenzialgetrieben sind zudem zwischen den Sonnenrädern und einem umgebenden Gehäuse jeweils Reibflächen angeordnet. Das Stirnraddifferenzialgetriebe weist jeweils schräg oder spiralförmig verzahnte Sonnenräder, Planetenräder und ein Hohlrad sowie ein umgebendes Gehäuse mit darin abgestützten Lagerungen auf, wobei die parallel angeordneten Sonnenräder jeweils mit beidseitig angeordneten Abtriebswellen gekoppelt sind. Zwischen den Sonnenrädern und dem umgebenden Gehäuse sind jeweils Reibflächen angeordnet. Diese Reibflächen können durch die im Getriebe auftretenden Axialkräfte eine gezielte Sperrwirkung erzeugen. Zwischen den Sonnenrädern sind dagegen keine Reibflächen angeordnet, sondern Gleit- oder Wälzelemente, so dass die Sonnenräder bei einer Umdrehung gegen die Hauptumdrehungsrichtung – bspw. im Schub- oder Schleppbetrieb oder bei Rückwärtsfahrt – gegeneinander gedrückt werden und sich dabei ohne nennenswerte Reibungseffekte gegeneinander verdrehen können. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Stirnraddifferenzialgetriebe ein Sperrdifferenzial mit variabler Sperrwirkung bilden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante können zwischen den einander zuweisenden Stirnflächen der Sonnenräder konzentrisch rotierende Wälzkörper angeordnet sein. Diese Wälzkörper können durch zylindrische Nadeln gebildet sein. Wahlweise kann zwischen den Sonnenrädern eine ein- oder mehrreihige Wälzlagerung angeordnet sein, bspw. in Gestalt eines Axialrillenkugellagers oder eines Kreuzrollenkugellagers o. dgl. Auf diese Weise wird eine sehr stabile und hohe Axialkräfte aufnehmende Abstützung zwischen den Sonnenrädern zur Verfügung gestellt, die ein leichtes und sehr reibungsarmes Verdrehen der Sonnenräder gegeneinander ermöglicht, wenn diese im Schub- oder Schleppbetrieb aufgrund ihrer Verzahnungsgeometrie gegeneinander gedrückt werden.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stirnraddifferenzialgetriebes sieht vor, dass bei einer Umdrehung der Sonnenräder in einer Hauptumdrehungsrichtung eine axiale Verzahnungskraftkomponente jeweils nach außen in Richtung des Gehäuses des Stirnraddifferenzialgetriebes gerichtet ist. Dementsprechend werden bei einer Umdrehung der Sonnenräder in der Hauptumdre hungsrichtung die voneinander abgewandten ersten Reibflächen der Sonnenräder gegen die korrespondierenden zweiten Reibflächen an den Innenseiten des Gehäuses gedrückt, wodurch die gewünschte Sperrwirkung in der Hauptumdrehungsrichtung des Getriebes erreicht wird.
Um jedoch eine möglichst geringe Sperrwirkung in die andere Umdrehungsrichtung zu erhalten, ist bei dem erfindungsgemäßen Stirnraddifferenzialgetriebe vorgesehen, dass bei einer Umdrehung der Sonnenräder entgegen der Hauptumdrehungsrichtung eine axiale Verzahnungskraftkomponente jeweils nach innen in Richtung der aneinander grenzenden Sonnenräder gerichtet ist. Bei dieser Variante werden die einander zugewandten Gleit- oder Wälzflächen der Sonnenräder bei einer Umdrehung der Sonnenräder entgegen der Hauptumdrehungsrichtung gegeneinander gedrückt.
Die Reibflächen können jeweils Ringformen und plane Oberflächen aufweisen. Zudem können die Reibflächen jeweils durch Kunststoff- und/oder Elastomerbasierte Werkstoffe gebildet und durch Metallpartikel und/oder Metallfasern verstärkt sein. Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn die Reibflächen jeweils mit den Sonnenrädern bzw. den Gehäuseflächen verklebt und/oder vernietet bzw. verschraubt sind.
Eine solche Stirnraddifferenzialgetriebeeinheit kann insbesondere für einen Einsatz im Kraftfahrzeug vorgesehen sein. Es weist jeweils schräg verzahnte Sonnenräder, Planetenräder sowie ein schräg verzahntes Hohlrad und ein die Zahnräder mit Schrägverzahnung aufnehmendes und umgebendes Gehäuse mit darin abgestützten Lagerungen auf. Wahlweise können die Verzahnungen auch jeweils eine spiralförmige Kontur aufweisen. Auf diese Weise werden die Sonnenräder bei einer Geradeausfahrt, die der Hauptumdrehungsrichtung entspricht, jeweils nach außen gepresst. Dies führt gerade bei relativ hohen Drehmomenten zu einer gewünschten Axialkraftkomponente, die in Verbindung mit den Reibbelägen die gewünschte variable Sperrwirkung zwischen den Sonnenrädern und dem Gehäuse und damit zwischen den beiden Abtriebswellen herstellen kann. Dagegen kann bei einer der Hauptumdrehungsrichtung entgegengesetzten Umdrehung der Sonnenräder eine gegeneinander gerichtete axiale Verzahnungskraftkomponente gebildet sein. Eine solche Umdrehungsrichtung entspricht im Kraftfahrzeug einer Fahrt im Rückwärtsgang oder einer Fahrt im Schub- bzw. Schleppbetrieb. In dieser Umdrehungsrichtung ist mit einem erhöhten Verzahnungsversatz zu rechnen, der im Zusammenhang mit den an den Sonnenrädern angeordneten und einander zugewandten Gleitbelägen bzw. Wälzkörpern für eine gewünschte Aufhebung einer Sperrwirkung im Schubbetrieb und/oder bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs sorgen kann.
Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel dient und auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Gleiche Bauteile weisen dabei grundsätzlich gleiche Bezugszeichen auf und werden teilweise nicht mehrfach erläutert.
1 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einer angetriebenen Achse angeordneten Stirnraddifferenzialgetriebes.
2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsvariante des variabel sperrbaren Stirnraddifferenzialgetriebes.
3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsvariante des variabel sperrbaren Stirnraddifferenzialgetriebes.
Die schematische Perspektivdarstellung der 1 zeigt ein an sich bekanntes Stirnraddifferenzialgetriebe 10, welches beispielsweise in Kraftfahrzeugen zum Drehmomentabgleich der Räder einer gemeinsamen Achse oder für eine Drehmomentverteilung zwischen zwei Achsen eingesetzt wird. Das Stirnraddifferenzialgetriebe 10 weist eine radial umlaufende, schräg verzahnte Stirnverzahnung 12 auf, über die das Stirnraddifferenzialgetriebe 10 angetrieben wird, so dass es um eine zentrale Drehachse in Rotation versetzt werden kann. Die Stirnverzahnung 12 ist starr mit zwei Gehäusehälften 14 verbunden und bildet gemeinsam mit diesen ein Ausgleichsgehäuse 16, in dem ein Planetentrieb angeordnet ist, wobei das Ausgleichsgehäuse 16 den Planetenträger bildet. Funktionell betrachtet wirkt das Ausgleichsgehäuse 16 als Summenwelle des Planetentriebs. Erkennbar ist weiterhin eine zentrale Abtriebswelle 18, die drehfest mit einem von zwei parallelen Sonnenrädern des Planetengetriebes (vgl. 2, 3) gekoppelt ist.
Die schematische Darstellung der 2 zeigt den Aufbau einer ersten Ausführungsvariante des schräg verzahnten Stirnraddifferenzialgetriebes 10 mit den drehbar an den Gehäusehälften 14 des Ausgleichsgehäuses 16 gelagerten Planetenrädern 20. Alle Planetenräder 20 weisen jeweils eine Schrägverzahnung auf, die mit entsprechenden Schrägverzahnungen der beiden parallel angeordneten Sonnenräder 22 kämmen. Die Sonnenräder 22 sind jeweils mit den beiden Abtriebswellen 18 drehfest verbunden.
In der Darstellung der 2 sind zudem Reibbeläge 24 erkennbar, die an den äußeren Stirnflächen der Sonnenräder 22 angeordnet sind. Durch die Gestaltung der schrägen Verzahnungen werden die Sonnenräder 22 bei einer Geradeausfahrt, die der Hauptumdrehungsrichtung des Getriebes 10 entspricht, jeweils nach außen gepresst. Dies führt dazu, dass ihre außen angeordneten Reibbeläge 24 gegen die Innenseiten des Ausgleichsgehäuses 16 gedrückt werden und hier mit kontrollierter Reibungskraft eine Verzögerung erfahren, die dazu führt, dass eine Sperrwirkung erzielt wird. Durch die dadurch erzeugte definierte Reibungskraft zwischen den Sonnen 22 und den Gehäusehälften 14 des Getriebes wird eine drehmomentabhängige variable Sperrwirkung in der Hauptumdrehungsrichtung im Getriebe erreicht. Wahlweise können an den den Sonnenrädern 22 zugewandten Gehäuseseiten des Getriebes zusätzliche weitere Reibbeläge (nicht dargestellt) angeordnet sein, die mit den Reibbelägen 24 der Sonnenräder 22 reiben und zu einer gewünschten Verzögerung führen können.
Andererseits tritt bei einer der Hauptumdrehungsrichtung entgegengesetzten Umdrehung der Sonnenräder 22 eine entgegengesetzte, die Sonnenräder 22 jeweils gegeneinander drückende axiale Verzahnungskraftkomponente auf. Eine solche Umdrehungsrichtung entspricht im Kraftfahrzeug einer Fahrt im Rückwärtsgang. Eine gleich gerichtete Verzahnungskraftkomponente tritt auch im sog. Schiebebetrieb bzw. im Schleppbetrieb auf. In dieser Umdrehungsrichtung ist mit einem erhöhten Verzahnungsversatz zu rechnen, was aber aufgrund des relativ geringen Anteils an der Gesamtnutzung und damit an der gesamten Lebensdauer der Getriebeeinheit unproblematisch sein dürfte. Jedoch werden die Sonnenräder 22 gegeneinander gedrückt, so dass an ihren einander zugewandten Oberflächen angeordnete Gleitbeläge 26 für ein reibungsarmes gegenseitiges Gleiten der Sonnenräder 22 aneinander sorgen. Auf diese Weise wird die Funktion des variablen Sperrdifferenzials bei Rückwärtsfahrt sowie im Schiebebetrieb weitgehend aufgehoben.
Die Gleitbeläge 26 zwischen den Sonnenrädern 22 minimieren den Sperrwert des Differenzialgetriebes in Rückwärtsfahrt sowie im Schubbetrieb. Dadurch wird das Einlenkverhalten des Fahrzeugs im Schubbetrieb deutlich verbessert, insbesondere gegenüber herkömmlichen Torsen-Differnzialen. Diese Maßnahme ist besonders bei schnellen Fahrmanövern hilfreich, bspw. beim sog. doppelten Spurwechsel. Hier könnte ein ausgeprägt untersteuerndes Fahrverhalten zu ungünstigen Reaktionen des Fahrzeugs führen, was mit Hilfe des erfindungsgemäßen Differenzials vermieden werden kann.
Die Reibflächen 24 sowie die Gleitflächen 26 können jeweils Ringformen und plane Oberflächen aufweisen. Zudem können die Reibflächen 24 jeweils durch Kunststoff- und/oder Elastomer-basierte Werkstoffe gebildet und durch Metallpartikel und/oder Metallfasern verstärkt sein. Als Gleitflächen 26 kommen vorzugsweise abriebfeste Kunststoffe zum Einsatz, die einen möglichst geringen Reibungskoeffizienten aufweisen. Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn die Reibflächen 24, 26 jeweils mit den Sonnenrädern 22 bzw. den Gehäuseflächen des Getriebegehäuses 16 verklebt und/oder vernietet bzw. verschraubt sind.
Die schematische Darstellung der 3 zeigt den Aufbau einer zweiten Ausführungsvariante des schräg verzahnten Stirnraddifferenzialgetriebes 10 mit den drehbar an den Gehäusehälften 14 des Ausgleichsgehäuses 16 gelagerten Planetenrädern 20. Der Aufbau des Getriebes 10 entspricht weitgehend dem, der in der ersten Ausführungsvariante in 2 gezeigt ist. Allerdings sind zwischen den Sonnenrädern 22 keine Gleitbeläge 26 vorhanden, sondern Wälzkörper 28 in Gestalt von konzentrisch angeordneten, zylindrischen Nadeln 30, über welche sich die Sonnenräder 22 bei Rückwärtsfahrt gegeneinander abstützen. Die Wälzkörper 28 sorgen für einen sehr reibungsarmen Lauf und damit für eine weitgehende Aufhebung der Sperrwirkung bei Rückwärtsfahrt sowie im Schub- bzw. Schleppbetrieb des Differenzialgetriebes 10. Selbstverständlich kann die Wälzlagerung auch durch ein Axialrillenkugellager, durch ein Kreuzrollenkugellager oder durch eine andere geeignete Lagerbauform gebildet sein. Dieses Axiallager kann wahlweise einreihig oder mehrreihig ausgebildet sein, abhängig von den auftretenden Belastungen und/oder von dem zur Verfügung stehenden Einbauraum.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.

10: Stirnraddifferenzialgetriebe
12: Stirnverzahnung
14: Gehäusehälfte
16: Ausgleichsgehäuse
18: Abtriebswelle
20: Planetenrad
22: Sonnenrad
24: Reibbelag
26: Gleitbelag
28: Wälzkörper
30: Nadeln

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 2453489 A1 [0005]
- DE 102007004710 A1 [0005]
- DE 102007004712 A1 [0005]
- FR 2566080 A [0008]
- DE 19612234 A1 [0009]
- DE 19636052 A1 [0010]
- DE 102007004709 A1 [0011]
- DE 102007003675 A1 [0011]
- DE 102007018024 A1 [0012]

Claims

Stirnraddifferenzialgetriebe (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit jeweils schräg oder spiralförmig verzahnten Sonnenrädern (22), Planetenrädern (20) und Hohlrad und einem umgebenden Gehäuse (16) mit darin abgestützten Lagerungen, wobei die parallel angeordneten Sonnenräder (22) jeweils mit parallel angeordneten Abtriebswellen (18) gekoppelt sind, wobei zwischen jedem der parallel angeordneten Sonnenräder (22) und dem umgebenden Gehäuse (16) jeweils Reibflächen (24) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Sonnenräder (22) gegenseitig über Gleit- und/oder Wälzelemente abstützen.
Stirnraddifferenzialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einander zuweisenden Stirnflächen der Sonnenräder (22) konzentrisch rotierende Wälzkörper (28) angeordnet sind.
Stirnraddifferenzialgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (28) durch zylindrische Nadeln (30) gebildet sind, die konzentrisch zu den Drehachsen der Sonnenräder (22) angeordnet sind.
Stirnraddifferenzialgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einander zuweisenden Stirnflächen der Sonnenräder (22) eine ein- oder mehrreihige Wälzlagerung angeordnet ist.
Stirnraddifferenzialgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlagerung durch ein Axialrillenkugellager gebildet ist.
Stirnraddifferenzialgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlagerung durch ein Kreuzrollenkugellager gebildet ist.
Stirnraddifferenzialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Umdrehung der Sonnenräder (22) in einer Hauptumdrehungsrichtung eine axiale Verzahnungskraftkomponente jeweils nach außen in Richtung des Gehäuses (16) des Stirnraddifferenzialgetriebes (10) gerichtet ist.
Stirnraddifferenzialgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Umdrehung der Sonnenräder (22) in der Hauptumdrehungsrichtung die voneinander abgewandten Reibflächen (24) der Sonnenräder (22) gegen korrespondierende weitere Reibflächen an den Innenseiten des Gehäuses (16) gedrückt sind.
Stirnraddifferenzialgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Umdrehung der Sonnenräder (22) entgegen der Hauptumdrehungsrichtung eine axiale Verzahnungskraftkomponente jeweils nach innen in Richtung der aneinander grenzenden Sonnenräder (22) gerichtet ist.
Stirnraddifferenzialgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Umdrehung der Sonnenräder (22) entgegen der Hauptumdrehungsrichtung die einander zugewandten Stirnflächen der Sonnenräder (22) gegeneinander gedrückt sind.