DE102018222067B4 - Differential gear with locking element - Google Patents
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Abstract
Ausgleichsgetriebe (1) mit vier Ausgleichskegelrädern (5), wobei die Ausgleichskegelräder (5) drehbar und jeweils paarweise auf einer ersten und einer zweiten Ausgleichsachse (2, 3) angeordnet sind, wobei die zweite Ausgleichsachse (3) aus zwei Teilachsen (11.1, 11.2) zusammengesetzt wird, und wobei die erste und zweite Ausgleichsachse (2, 3) orthogonal zueinander in einem Differenzialkorb (4) angeordnet sind, wobei durch ein gemeinsames Sicherungselement (6) eine verdrehfeste Verbindung zwischen der ersten und zweiten Ausgleichsachse (2, 3) herstellbar ist, und das Sicherungselement (6) eine zylindrische Kontur aufweist, wobei das Sicherungselement (6) an einem ersten und zweiten freien Ende (8) Öffnungen zur Aufnahme der beiden Teilachsen (11.1, 11.2) angeordnet sind, während mittig und orthogonal zu einer durch die Öffnungen verlaufenden Längsachse des Sicherungselements (6) in diesem eine Ausnehmung (7) vorgesehen ist, durch welche die erste Ausgleichsachse (2) hindurchragt, wobei die erste Ausgleichsachse (2) wenigstens eine Ausnehmung (12) aufweist, in welche in einem montierten Zustand die beiden Teilachsen (11.1, 11.2) zumindest teilweise hineinragen, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (6) an jedem freien Ende (8) Fixiermittel (9) aufweist, welche in einem montierten Zustand der Ausgleichsachsen (2, 3) in dazu korrespondierende Aufnahmen (10) an den Teilachsen (11.1, 11.2) eingreifen.Differential gear (1) with four differential bevel gears (5), the differential bevel gears (5) being rotatable and arranged in pairs on a first and a second differential axle (2, 3), the second differential axle (3) being made up of two sub-axles (11.1, 11.2 ) is put together, and wherein the first and second compensation axis (2, 3) are arranged orthogonally to each other in a differential cage (4), a non-rotatable connection between the first and second compensation axis (2, 3) being able to be established by a common securing element (6) is, and the securing element (6) has a cylindrical contour, the securing element (6) at a first and second free end (8) openings for receiving the two partial axes (11.1, 11.2) are arranged, while centrally and orthogonally to a through the openings extending longitudinal axis of the securing element (6) is provided in this a recess (7) through which the first compensation axis (2) protrudes, wherein the first compensation axle (2) has at least one recess (12) into which the two partial axles (11.1, 11.2) protrude at least partially in an assembled state, characterized in that the securing element (6) at each free end (8) fixing means ( 9) which, when the compensating axles (2, 3) are in the assembled state, engage in corresponding receptacles (10) on the partial axles (11.1, 11.2).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ausgleichsgetriebe mit einem Sicherungselement, wodurch vier Ausgleichskegelräder drehbar auf zwei Ausgleichswellen in einem Differenzialkorb angeordnet werden.The present invention relates to a differential gear with a securing element, whereby four differential bevel gears are rotatably arranged on two balance shafts in a differential cage.
Aus dem Stand der Technik sind Ausgleichsgetriebe und dazugehörige Sicherungselemente bekannt. So offenbart bspw.
Aus
Aus
Die
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Ausgleichsgetriebe bereitzustellen, welches mit reduziertem Aufwand montierbar und demontierbar ist.The present invention is based on the object of providing an improved differential gear which can be assembled and disassembled with reduced effort.
Die Aufgabe wird mit einem Ausgleichsgetriebe gemäß Patentanspruch 1 gelöst, wobei das Ausgleichsgetriebe vier Ausgleichskegelräder aufweist, welche drehbar und jeweils paarweise auf einer ersten und einer zweiten Ausgleichsachse angeordnet sind. Die paarweise Anordnung der Ausgleichskegelräder bedeutet in diesem Zusammenhang, dass diese in Bezug auf einen gemeinsamen Mittelpunkt der Ausgleichsachsen dazu gegenüberliegend paarweise angeordnet sind. Die erste Ausgleichsachse ist vorteilhaft einstückig, also durchgehend, ausgebildet, während die zweite Ausgleichsachse aus zwei Teilachsen zusammengesetzt wird. Besonders vorteilhaft sind die beiden Teilachsen dabei baugleich, sodass Gleichteile verwendet und mögliche Montagefehler verhindert werden können.The object is achieved with a differential gear according to
Die beiden Ausgleichsachsen sind in einem montierten Zustand orthogonal zueinander in einem Differenzialkorb angeordnet. Dabei wird durch ein Sicherungselement eine verdrehfeste Verbindung zwischen der ersten und zweiten Ausgleichsachse hergestellt. Unter verdrehfest ist dabei in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die beiden Ausgleichsachsen zueinander in der orthogonalen Anordnung beharren. Das Sicherungselement weist eine zylindrische Kontur auf und verfügt über ein erstes und ein zweites freies Ende. Das erste und zweite freie Ende sind in Bezug auf eine Längsachse des Sicherungselements diametral zueinander angeordnet. An den beiden freien Enden weist das Sicherungselement Öffnungen zur Aufnahme der Teilachsen auf. Dabei wird insbesondere eine kreisförmige Aufnahme bereitgestellt, in welche jeweils eine Teilachse zumindest teilweise eingeführt werden kann. Mittig und orthogonal zu der durch die Öffnungen verlaufenden Längsachse des Sicherungselements ist eine Ausnehmung vorgesehen, durch welche die erste Ausgleichsachse hindurchragt. Insbesondere ist die Ausnehmung als Durchgangsbohrung vorgesehen, wobei die Bohrung beispielsweise den gleichen Durchmesser aufweisen kann, wie ein Innendurchmesser des zylindrischen Sicherungselements. Insbesondere entspricht der Durchmesser der Ausnehmung weiterstgehend einem Durchmesser der ersten Ausgleichsachse.In an assembled state, the two compensation axes are arranged orthogonally to one another in a differential cage. A non-rotatable connection between the first and second compensation axis is established by a securing element. In this context, non-rotatable is to be understood as meaning that the two compensation axes persist in the orthogonal arrangement with respect to one another. The securing element has a cylindrical contour and has a first and a second free end. The first and second free ends are arranged diametrically to one another with respect to a longitudinal axis of the securing element. At the two free ends, the securing element has openings for receiving the partial axles. In particular, a circular receptacle is provided into which a partial axis can be inserted at least partially. In the center and orthogonally to the longitudinal axis of the securing element running through the openings, a recess is provided through which the first compensation axis protrudes. In particular, the recess is provided as a through hole, wherein the hole can, for example, have the same diameter as an inner diameter of the cylindrical securing element. In particular, the diameter of the recess largely corresponds to a diameter of the first compensation axis.
Erfindungsgemäß weist die erste Ausgleichsachse wenigstens eine Ausnehmung auf. In einem montierten Zustand des Ausgleichsgetriebes kann wenigstens eine der Teilachsen, oder aber auch beide Teilachsen, in die wenigstens eine Ausnehmung der ersten Ausgleichsachse hineinragen. Vorteilhaft weist die erste Ausgleichsachse zwei gegenüberliegende Ausnehmungen, bspw. in Form von Sacklöchern auf, sodass jeweils eine Teilachse in jeweils eine Ausnehmung der ersten Ausgleichsachse zumindest teilweise hineinragt. Alternativ kann die wenigstens eine Ausnehmung in Form einer Durchgangsbohrung ausgeführt sein, sodass die beiden Teilachsen insoweit in die Ausnehmung hineinragen, dass diese mit ihren Stirnflächen aneinander anliegen.According to the invention, the first compensation axis has at least one recess. In an assembled state of the differential gear, at least one of the partial axes, or else both partial axes, can be inserted into the at least one recess the first compensation axis protrude. The first compensation axis advantageously has two opposing recesses, for example in the form of blind holes, so that in each case a partial axis protrudes at least partially into a recess of the first compensation axis. Alternatively, the at least one recess can be designed in the form of a through-hole, so that the two partial axes protrude into the recess to such an extent that they rest against one another with their end faces.
Weiter erfindungsgemäß weist das Sicherungselement des Ausgleichsgetriebes an jedem freien Ende Fixiermittel auf. Diese greifen in einem montierten Zustand der Ausgleichsachsen bzw. des Ausgleichsgetriebes in dazu korrespondierende Aufnahmen an den Teilachsen ein. Insbesondere können die Fixiermittel und die korrespondierenden Aufnahmen als Rasten ausgeführt sein, sodass eine Klinke in eine Vertiefung einrastet und somit ein Herauswandern der Teilachsen aus dem Sicherungselement verhindern. Dadurch, dass die Teilachsen durch die Fixiermittel des Sicherungselements in Position gehalten werden, bleibt auch der Eingriff der Teilachsen in die Ausnehmung(en) der ersten Ausgleichsachse gewährleistet, sodass die orthogonale Anordnung der ersten und zweiten Ausgleichsachse in dem Differenzialkorb dauerhaft sichergestellt ist. Die hier beschriebene Anordnung bietet ferner den Vorteil, dass auf Kleinteile wie Sicherungsstifte oder Schrauben verzichtet werden kann. Dementsprechend kann der Montagevorgang deutlich vereinfacht werden, im Idealfall ist auch eine automatisierte Montage realisierbar. Gleichzeitig können arbeitsintensive Bearbeitungsschritte in Bezug auf die Fertigung des Differenzialkorbs reduziert werden (z.B. das Vorsehen von Bohrungen zur Aufnahme der Sicherungsstifte). Darüber hinaus kann durch die Reduzierung der Bauteile das Gewicht des Ausgleichsgetriebes reduziert werden.According to the invention, the securing element of the differential gear has fixing means at each free end. In a mounted state of the compensating axles or the differential gear, these engage in corresponding receptacles on the partial axles. In particular, the fixing means and the corresponding receptacles can be designed as catches, so that a pawl engages in a recess and thus prevents the partial axes from migrating out of the securing element. Because the partial axes are held in position by the fixing means of the securing element, the engagement of the partial axes in the recess (s) of the first compensation axis is ensured, so that the orthogonal arrangement of the first and second compensation axis in the differential cage is permanently ensured. The arrangement described here also offers the advantage that small parts such as locking pins or screws can be dispensed with. Accordingly, the assembly process can be significantly simplified; in the ideal case, automated assembly can also be implemented. At the same time, labor-intensive processing steps in relation to the manufacture of the differential cage can be reduced (e.g. the provision of bores to accommodate the locking pins). In addition, the weight of the differential gear can be reduced by reducing the number of components.
Weiter vorteilhaft sind die Fixiermittel des Sicherungselements in Form einer sich an den freien Enden verjüngenden Kontur in Bezug auf die zylindrische Kontur des Sicherungselements ausgeführt. Dies bedeutet, dass ein Abstand zwischen den gegenüberliegend angeordneten Fixiermitteln geringer ist, als der Innendurchmesser des Sicherungselements. Ferner entspricht der Innendurchmesser des Sicherungselements im Wesentlichen einem Außendurchmesser der Teilachsen an den Stirnflächen. Dabei ist eine Eingriffskontur an der Stirnseite der Teilachsen vorgesehen, mit welcher diese in das Sicherungselement und die Ausnehmung der ersten Ausgleichsachse hineinragen. Da ggf. ein Spiel zwischen Innendurchmesser des Sicherungselements und Außendurchmesser der Teilachsen bzw. deren Eingriffskontur vorzusehen ist, entsprechen sich die Durchmesser nur im Wesentlichen. Alternativ können Presspassungen vorgesehen werden, auch ein Aufweiten des Sicherungselements durch eine thermische Behandlung ist denkbar.The fixing means of the securing element are also advantageously designed in the form of a contour tapering at the free ends in relation to the cylindrical contour of the securing element. This means that a distance between the oppositely arranged fixing means is less than the inner diameter of the securing element. Furthermore, the inner diameter of the securing element essentially corresponds to an outer diameter of the partial axes on the end faces. In this case, an engagement contour is provided on the end face of the partial axes, with which they protrude into the securing element and the recess of the first compensation axis. Since there may be a play between the inner diameter of the securing element and the outer diameter of the partial axes or their engagement contour, the diameters only essentially correspond. Alternatively, press fits can be provided, and widening of the securing element by thermal treatment is also conceivable.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebes erstrecken sich die Fixiermittel partiell entlang des Umfangs der jeweiligen Öffnung des Sicherungselements. Mit anderen Worten sind diese lediglich abschnittsweise in Bezug auf den Umfang der Öffnung angeordnet, vorteilhaft einander gegenüberliegend. Alternativ kann an jeder Öffnung auch ein vollumfänglich umlaufendes Fixiermittel angeordnet sein.According to a further development of the differential gear according to the invention, the fixing means extend partially along the circumference of the respective opening of the securing element. In other words, these are only arranged in sections with respect to the circumference of the opening, advantageously opposite one another. Alternatively, a completely circumferential fixing means can also be arranged at each opening.
Weiter vorteilhaft sind die zueinander gegenüberliegend angeordneten Fixiermittel nachgiebig hinsichtlich einer Änderung ihres Abstandes zueinander ausgeführt. Insbesondere ist hierunter zu verstehen, dass die Fixiermittel flexibel sind und somit eine Ausweichbewegung vollziehen könne. Dabei sind die Fixiermittel vorteilhaft federnd ausgebildet, sodass sie wieder ihren Ausgangszustand anstreben, wenn sie eine Ausgleichsbewegung vollzogen haben. Mit anderen Worten können die Fixiermittel über ein Gegenstück geschoben werden, dessen Außendurchmesser einen größeren Wert annimmt, als der Wert des Abstands zwischen den gegenüberliegenden Fixiermitteln. Vorteilhaft sind die Fixiermittel an jeder Öffnung des Sicherungsmittels paarweise angeordnet. Es sind jedoch auch Ausführungen denkbar, bei denen mehr als zwei Fixiermittel je Öffnung vorgesehen sind. Insbesondere sind die Fixiermittel als Fortbildung des zylindrischen Korpus des Sicherungselements ausgeführt, sodass diese über das Sicherungselement hinausragen. Bspw. könnten die Fixiermittel als Klammer, Klemme oder Krampe ausgeführt sein.The fixing means arranged opposite one another are also advantageously designed to be flexible with regard to a change in their spacing from one another. In particular, this is to be understood as meaning that the fixing means are flexible and can thus perform an evasive movement. The fixing means are advantageously designed to be resilient, so that they strive for their initial state again when they have completed a compensating movement. In other words, the fixing means can be pushed over a counterpart, the outer diameter of which assumes a value greater than the value of the distance between the opposing fixing means. The fixing means are advantageously arranged in pairs at each opening of the securing means. However, designs are also conceivable in which more than two fixing means are provided per opening. In particular, the fixing means are designed as a development of the cylindrical body of the securing element, so that they protrude beyond the securing element. For example, the fixing means could be designed as a clamp, clamp or staple.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung auch Verfahren zum Montieren eines erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebes, wobei zunächst das Sicherungselement innerhalb des Differenzialkorbs positioniert wird und anschließend die erste Ausgleichsachse durch die Ausnehmung des Sicherungselements durchgeführt wird, bis diese Ausnehmung und die Ausnehmung der ersten Ausgleichsachse zueinander fluchtend angeordnet sind. Anschließend wird jeweils eine Teilachse durch jeweils eine der Öffnungen des Sicherungselements geführt und soweit in das Sicherungselement eingebracht, bis die Fixiermittel mit den dazu korrespondierenden Aufnahmen der Teilachsen in Eingriff stehen. Dies beschreibt dann eine Endlage der Ausgleichsachsen und des Sicherungselements.The present invention also relates to a method for assembling a differential gear according to the invention, wherein the securing element is initially positioned within the differential cage and then the first compensating axis is passed through the recess of the securing element until this recess and the recess of the first compensating axis are aligned with one another. Subsequently, in each case a partial axis is passed through one of the openings of the securing element and introduced into the securing element until the fixing means are in engagement with the corresponding receptacles of the partial axes. This then describes an end position of the compensation axes and the securing element.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft diese auch einen Antriebsstrang mit einem Antriebselement, einem (Mehrgang-) Getriebe und einem mit dessen Getriebeausgang verbundenen erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebe. Bei dem Antriebselement handelt es sich bevorzugt um eine Verbrennungskraftmaschine, aber auch eine elektrische Maschine oder eine hybride Kombination kann hinsichtlich des Antriebselements vorgesehen sein. Bei dem Mehrganggetriebe kann es sich um ein Handschalt-, ein automatisiertes, ein Stufenautomat- oder ein Doppelkupplungsgetriebe handeln. Weiter können Leistungsverzweigungsgetriebe, rein hydrostatische Getriebe oder Stufengetriebe mit einer fixen Übersetzung hiervon umfasst sein. Die Verbindung zwischen Getriebeausgang und Ausgleichsgetriebe erfolgt üblicherweise mittels entsprechender Wellen, bspw. Antriebswellen. According to a further aspect of the present invention, this also relates to a drive train with a drive element, a (multi-speed) transmission and a differential gear according to the invention connected to its transmission output. The drive element is preferably an internal combustion engine, but also an electric machine or a hybrid combination can be provided with regard to the drive element. The multi-speed transmission can be a manual, an automated, a multi-speed automatic transmission or a dual clutch transmission. Power split transmissions, purely hydrostatic transmissions or multi-step transmissions with a fixed gear ratio can also be included. The connection between the transmission output and the differential gear is usually made by means of corresponding shafts, for example drive shafts.
Das erfindungsgemäße Ausgleichsgetriebe wird anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 : eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des Ausgleichsgetriebes; -
2 : einen Teilschnitt des Sicherungselements mit erster und zweiter Ausgleichsachse; -
3 : eine Schnittdarstellung eines Sicherungselements.
-
1 : a schematic representation of a section of the differential gear; -
2 : a partial section of the securing element with first and second compensation axis; -
3 : a sectional view of a fuse element.
Die erste und zweite Ausgleichsachse
An jedem feien Ende
Ebenfalls zeigt die Darstellung eine sich verjüngende Eingriffskontur der Teilachsen
Besonders vorteilhaft erweist sich, dass das Sicherungselement
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- AusgleichsgetriebeDifferential
- 22
- Erste AusgleichsachseFirst compensation axis
- 33
- Zweite AusgleichsachseSecond compensation axis
- 44th
- DifferenzialkorbDifferential basket
- 55
- AusgleichskegelradDifferential bevel gear
- 66th
- SicherungselementFuse element
- 77th
- AusnehmungRecess
- 88th
- Freies EndeFree end
- 99
- Fixiermittelfixer
- 1010
- Aufnahmerecording
- 11.1, 11.211.1, 11.2
- TeilachsePartial axis
- 1212th
- AusnehmungRecess
- 1313th
- Abstanddistance
- 1414th
- InnendurchmesserInside diameter
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