DE102012202446A1

DE102012202446A1 - Pinion i.e. sun wheel, for differential gear box that is utilized as spur gear differential gear box of motor car, has locking unit introduced in case and as internal thread in recess of wheel body for axially locking shaft

Info

Publication number: DE102012202446A1
Application number: DE201210202446
Authority: DE
Inventors: Harald Martini; Thorsten BIERMANN
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2013-08-22

Abstract

The pinion (1) has a wheel body (2) designed as a cylindrical disk that is provided with tumbled external teeth (3) and with a central recess (6). A case (4) is as a hollow cylinder formed and centrally connected to the wheel body. A locking unit is introduced in the case and as an internal thread in the recess of the wheel body for axially locking a shaft. The locking unit is formed as a circular groove (7). The wheel body is formed as a fine stamping part by a fine stamping machine. The case is formed as a flow pressing element.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein Getrieberad, insbesondere ein Sonnenrad für ein Differenzialgetriebe. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Getrieberads, sowie ein Differenzialgetriebe mit einem solchen Getrieberad. The invention relates to a gear wheel, in particular a sun gear for a differential gear. The invention further relates to a method for producing such a gear, as well as a differential gear with such a gear.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

In Kraftfahrzeugen verwendete Differenzialgetriebe zum Ausgleich von Drehzahlunterschieden sind schon lange bekannt. Herkömmliche Differenzialgetriebe, wie sie insbesondere als Antriebsachsgetriebe von Kraftfahrzeugen benutzt werden, sind zumeist als Kegelraddifferenzialgetriebe oder als Stirnraddifferenzialgetriebe ausgebildet. Used in motor vehicles differential gear to compensate for speed differences have long been known. Conventional differential gear, as used in particular as Antriebsachsgetriebe of motor vehicles, are usually designed as bevel gear differential or as Stirnraddifferenzialgetriebe.

Ein Stirnraddifferenzialgetriebe ist ein Getriebe nach Art eines Planetengetriebes, in dem miteinander im Zahneingriff stehende Ausgleichselemente Zahnräder mit Stirnverzahnung sind. Das Stirnraddifferenzialgetriebe ist üblicherweise mit einem ersten Sonnenrad und einem zweiten Sonnenrad versehen. A Stirnraddifferenzialgetriebe is a transmission in the manner of a planetary gear in which standing in mesh with each other compensating elements gears with face toothing. The Stirnraddifferenzialgetriebe is usually provided with a first sun gear and a second sun gear.

In der WO 2011/003747 A2 ist ein Stirnraddifferenzialgetriebe beschrieben, bei dem einem ersten Sonnenrad ein erster Satz Planetenräder und einem zweiten Sonnenrad ein zweiter Satz Planetenräder zugeordnet ist. Sowohl die Sonnenräder als auch die Planetenräder sind hierbei Stirnräder. Der erste Satz von Planetenrädern kämmt mit dem zweiten Satz der Planetenräder. Die Zähne der Planetenräder des ersten Satzes sind breiter als die Zähne der Planetenräder des zweiten Satzes und stehen zugleich mit der ersten Sonne und mit den Planetenrädern des zweiten Satzes im Eingriff stehen und die Planetenräder des zweiten Satzes zugleich mit der zweiten Sonne. In the WO 2011/003747 A2 a Stirnraddifferenzialgetriebe is described in which a first sun gear, a first set of planetary gears and a second sun gear, a second set of planetary gears is assigned. Both the sun gears and the planetary gears are spur gears. The first set of planet gears mesh with the second set of planet gears. The teeth of the planetary gears of the first set are wider than the teeth of the planetary gears of the second set and are at the same time in engagement with the first sun and with the planetary gears of the second set and the planetary gears of the second set with the second sun.

Ferner weist ein Stirnraddifferenzialgetriebe regelmäßig ein Antriebsrad auf, das als Tellerrad oder als Stirnrad ausgeführt sein kann. Das Antriebsrad ist üblicherweise mit einem Planetenträger des Getriebes drehfest gekoppelt. Das Antriebsrad, das Gehäuse mit dem Planetenträger und die Sonnenräder des Stirnraddifferenzials weisen in der Regel eine gemeinsame Drehachse auf. Über das Antriebsrad werden Drehmomente in das Stirnraddifferenzialgetriebe zum Planetenträger hin eingeleitet. Üblicherweise sind die Abtriebswellen mit den Sonnenrädern drehfest gekoppelt und geben jeweils ein in das Stirnraddifferenzialgetriebe eingeleitetes Drehmoment beispielsweise an ein angetriebenes Fahrzeugrad weiter. Furthermore, a spur gear differential gear regularly has a drive wheel, which can be designed as a ring gear or as a spur gear. The drive wheel is usually rotatably coupled to a planet carrier of the transmission. The drive wheel, the housing with the planet carrier and the sun gears of the spur gear differential generally have a common axis of rotation. Torques are introduced into the Stirnraddifferenzialgetriebe to the planet carrier through the drive wheel. Usually, the output shafts are rotatably coupled to the sun gears and give each one introduced into the Stirnraddifferenzialgetriebe torque, for example, to a driven vehicle.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getrieberad, insbesondere ein Sonnenrad für ein Differenzialgetriebe, zu schaffen, das einfach und kostengünstig in der Fertigung ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung eines solchen Getrieberads bereitzustellen. Durch die Erfindung soll außerdem ein Differenzialgetriebe mit geringen Herstellungskosten zur Verfügung gestellt werden.The present invention has for its object to provide a gear, in particular a sun gear for a differential gear, which is simple and inexpensive to manufacture. It is another object of the invention to provide an economical method for producing such a gear. The invention also aims to provide a differential gearbox with low production costs.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Aufgabe bezüglich der Schaffung eines Getrieberads wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.The object with regard to the creation of a gear wheel is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the invention are set forth in the subclaims and the description below.

Demnach umfasst das erfindungsgemäße Getrieberad, welches insbesondere ein Sonnenrad für ein Differenzialgetriebe ist, einen Radkörper und eine Hülse. Der Radkörper ist als eine im Wesentlichen zylinderförmige Scheibe mit Außenverzahnung ausgebildet und enthält eine zentrale Ausnehmung. Die Hülse ist als Hohlzylinder ausgebildet und ist im Wesentlichen zentriert zu dem Radkörper mit diesem verbunden. In das Getrieberad sind Mittel zur axialen Sicherung einer Welle eingebracht. Accordingly, the gear according to the invention, which is in particular a sun gear for a differential gear, comprises a wheel body and a sleeve. The wheel body is formed as a substantially cylindrical disc with external teeth and includes a central recess. The sleeve is designed as a hollow cylinder and is substantially centered to the wheel body connected thereto. In the gear wheel means for axially securing a shaft are introduced.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, Bauteile und Baugruppen in einer Serienfertigung auch dahingehend auszulegen und anzuordnen, dass eine möglichst wirtschaftliche Fertigung realisierbar ist. Dies gilt umso mehr für ein automatisiertes Fertigungsverfahren, bei dem es einfacher und kostengünstiger ist, kleine Bauteile, welche zudem noch eine einfache geometrische Form aufweisen, herzustellen und zu bearbeiten. Daher sieht die Erfindung vor, das Getrieberad aus zwei Bauteilen, nämlich Radkörper und Hülse, herzustellen und diese erst in einem späteren Fertigungsschritt miteinander zu verbinden. Diese beiden im Wesentlichen zylinderförmigen Bauteile lassen sich einfach herstellen und weiter bearbeiten. Die Erfindung erlaubt darüber hinaus, bereits in dem Getrieberad Mittel zur axialen Sicherung einer Welle vorzusehen, ohne hierfür ein zusätzliches Bauteil bereitstellen zu müssen.The invention is based on the consideration of designing and arranging components and assemblies in series production in such a way that the most economical production possible. This is all the more true for an automated manufacturing process in which it is easier and less expensive to manufacture and process small components, which also have a simple geometric shape. Therefore, the invention provides, the gear wheel of two components, namely wheel body and sleeve to produce and connect them together only in a later manufacturing step. These two essentially cylindrical components can be easily produced and further processed. The invention also allows to provide means for axially securing a shaft already in the gear, without having to provide an additional component for this purpose.

Als Flankenprofil für die Außenverzahnung des Radkörpers ist grundsätzlich jede Kurvenform möglich. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der Außenverzahnung aber um eine Evolventenverzahnung. Die Ausnehmung des Radkörpers ist insbesondere kreisförmig und insbesondere ein Durchbruch, welcher beispielsweise durch Bohren oder Ausstanzen erzeugt worden sein kann. Die Ausnehmung kann aber ebenso gut als ein Sackloch ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann der Radkörper eine im Wesentlichen kreisförmige und zentrierte Durchstellung an einer Stirnseite enthalten. Die Durchstellung dient zur Aufnahme der Hülse und zugleich als Zentrierhilfe beim Verbinden von Radkörper und Hülse. Die Durchstellungstiefe ist insbesondere geringer als die Dicke des Radkörpers und kann beispielsweise nur wenige Millimeter betragen. Der Durchmesser der Durchstellung entspricht bevorzugt im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Hülse. As a flank profile for the external teeth of the wheel body in principle any waveform is possible. Appropriately, it is the outer teeth but an involute. The recess of the wheel body is in particular circular and in particular an opening, which may have been generated for example by drilling or punching. However, the recess can also be formed as a blind hole be. Advantageously, the wheel body may include a substantially circular and centered position on an end face. The adjustment serves to accommodate the sleeve and at the same time as a centering when connecting the wheel body and sleeve. The depth of penetration is in particular less than the thickness of the wheel body and may for example be only a few millimeters. The diameter of the passage preferably corresponds substantially to the outer diameter of the sleeve.

Die Hülse ist als Hohlzylinder zur Aufnahme einer Welle ausgebildet. Bei der Verbindung zwischen Hülse und Welle kann es sich um eine formschlüssige, reibschlüssige, vorgespannte formschlüssige oder eine stoffschlüssige Verbindung handeln. Zweckmäßigerweise ist eine Keilwellenverbindung oder eine Zahnwellenverbindung vorgesehen. Folglich weist die Hülse in diesem Fall innenseitig ein entsprechendes Keilwellenprofil oder ein entsprechendes Zahnwellenprofil auf. The sleeve is designed as a hollow cylinder for receiving a shaft. The connection between the sleeve and the shaft may be a positive, frictional, preloaded form-fitting or a material-locking connection. Conveniently, a splined connection or a splined shaft connection is provided. Consequently, in this case, the sleeve has on its inside a corresponding splined shaft profile or a corresponding splined shaft profile.

Der Radkörper und die Hülse weisen vorteilhafterweise einander komplementäre, konische Flächen derart auf, dass diese Flächen beim Verbinden der beiden Bauteile der Zentrierung zueinander dienen können. Zweckmäßigerweise können diese konischen Flächen gleichzeitig die Verbindungsflächen für eine stoffschlüssige Verbindung darstellen.The wheel body and the sleeve advantageously have mutually complementary, conical surfaces in such a way that these surfaces can serve each other in connecting the two components of the centering. Conveniently, these conical surfaces can simultaneously represent the connecting surfaces for a cohesive connection.

Die Verbindung zwischen dem Radkörper und der Hülse kann eine kraftschlüssige oder stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise eine Schweißverbindung sein. Insbesondere handelt es sich dabei um eine Reibschweißverbindung.The connection between the wheel body and the sleeve may be a frictional or cohesive connection, for example a welded connection. In particular, this is a friction-welded connection.

Die Mittel zur axialen Sicherung einer Welle, welche mit dem Getrieberad verbunden wird, sind insbesondere so ausgestaltet, dass die Welle relativ zum Getrieberad bezüglich der beiden axialen Richtungen gesichert ist. Dabei können die Mittel zur axialen Sicherung so ausgebildet sein, dass zur entsprechenden Sicherung eine formschlüssige, kraftschlüssige oder stoffschlüssige Verbindung zwischen Getrieberad und Welle möglich ist.The means for axially securing a shaft, which is connected to the gear, are in particular designed such that the shaft is secured relative to the gear wheel with respect to the two axial directions. In this case, the means for axial securing can be designed so that a positive, non-positive or cohesive connection between the gear and shaft is possible for the corresponding backup.

Das angegebene Getrieberad hat den Vorteil einer einfachen und kostengünstigen Herstellung. Der Radkörper und die Hülse sind verhältnismäßig kleine Bauteile und sie weisen zudem noch eine geometrisch einfache Form auf. Damit sind eine einfache Bearbeitung und der Einsatz von kleinen und kostengünstigen Maschinen möglich. Ferner sind die Mittel zur axialen Sicherung der Welle bereits in dem Getrieberad anzuordnen. Folglich muss zur axialen Sicherung der Welle in dem Getrieberad kein weiteres, separat herzustellendes Bauteil mehr vorgesehen werden. The specified gear has the advantage of a simple and inexpensive production. The wheel body and the sleeve are relatively small components and they also have a geometrically simple shape. This makes a simple processing and the use of small and inexpensive machines possible. Furthermore, the means for axially securing the shaft are already to be arranged in the gear. Consequently, it is no longer necessary to provide another component to be manufactured separately for axial securing of the shaft in the gear wheel.

In zweckmäßiger Ausführung sind die Mittel zur axialen Sicherung der Welle in der Ausnehmung des Radkörpers eingebracht und insbesondere als ein Innengewinde ausgebildet. Die Welle ist insbesondere eine Hohlwelle und hat an dem Ende, an dem sie mit dem Getrieberad verbunden wird, beispielsweise ebenfalls ein entsprechendes Innengewinde. Darüber kann die Welle mit dem Innengewinde des Getrieberads, insbesondere mittels einer Innenmehrkantschraube mit versenktem Schraubkopf, verbunden sein. Auf diese Weise ist die Welle bezüglich beider axialer Richtungen kraftschlüssig und sicher in dem Getrieberad fixiert. In an expedient embodiment, the means for axial securing of the shaft are introduced into the recess of the wheel body and designed in particular as an internal thread. The shaft is in particular a hollow shaft and has at the end, where it is connected to the gear, for example, also a corresponding internal thread. In addition, the shaft can be connected to the internal thread of the gear wheel, in particular by means of an internal polygonal screw with countersunk screw head. In this way, the shaft with respect to both axial directions is positively and securely fixed in the gear.

Die Mittel zur axialen Sicherung sind in einer weiteren Ausführungsform in die Hülse eingebracht. Hierbei kann es sich beispielsweise ebenfalls um ein Innengewinde handeln. The means for securing axially are introduced into the sleeve in a further embodiment. This may, for example, also be an internal thread.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Mittel zur axialen Sicherung als eine im Wesentlichen kreisförmige Nut gegeben. Die Nut kann dabei entweder in der Ausnehmung des Radkörpers oder in der Hülse insbesondere spanend eingearbeitet sein. Die Welle weist an der entsprechenden Stelle ebenfalls eine Nut auf. Insbesondere über einen Wellensicherungsring bzw. Sprengring, welcher in die Nut des Getrieberads oder der Hülse und in die Nut der Welle eingreift, ist die Welle bezüglich beider axialer Richtungen fixiert. In an advantageous embodiment, the means for axial securing are given as a substantially circular groove. The groove can be machined either in the recess of the wheel body or in the sleeve in particular. The shaft also has a groove at the corresponding location. In particular, via a shaft securing ring or snap ring which engages in the groove of the gear or the sleeve and in the groove of the shaft, the shaft is fixed with respect to both axial directions.

Der Radkörper ist in einer bevorzugten Ausführungsform als ein Feinstanzteil ausgebildet. Beim Feinstanzen wird insbesondere ein Niederhalter fest auf die Werkstoffoberfläche gedrückt, wobei eine keilförmige Ringzacke in einem bestimmten Abstand von der Schnittlinie in den Werkstoff eingepresst wird. Ein Gegenhalter presst den Werkstoff gegen den Stanzstempel und in diesem Zustand wird der Radkörper aus dem Werkstoff ausgestanzt. Dabei ist der Radkörper insbesondere mit Außenverzahnung und Ausnehmung aus einem Halbzeug, beispielsweise aus 10 mm dickem Blech, ausgestanzt. Die Ausnehmung kann aber auch in einem separaten Arbeitsgang erzeugt worden sein. Durch die Ausbildung als Feinstanzteil lässt sich der Radkörper maßgenau, nahezu gratfrei, sowie mit relativ glatten Schnittflächen und damit einfach und schnell herstellen und bedarf darüber hinaus im Wesentlichen keiner Nachbearbeitung.The wheel body is formed in a preferred embodiment as a fine blank. In the case of fine blanking, in particular, a hold-down device is pressed firmly onto the surface of the material, a wedge-shaped annular point being pressed into the material at a specific distance from the cutting line. A counterholder presses the material against the punch and in this state, the wheel body is punched out of the material. Here, the wheel body in particular with external teeth and recess of a semi-finished, such as 10 mm thick sheet punched. The recess may also have been generated in a separate operation. Due to the design as a fine stamping part of the wheel body can be dimensionally accurate, almost free of burrs, as well as relatively smooth cut surfaces and thus easily and quickly produced and also requires essentially no post-processing.

In zweckmäßiger Weise ist die Hülse als ein Fließpressteil ausgebildet. Beim Fließpressen wird insbesondere ein Werkstoffrohling unter Einwirkung eines hohen Drucks zum Fließen gebracht. Ein Stempel drückt den Werkstoffrohling dabei in ein formgebendes Werkzeug. Ein zur Verbindung mit der Welle zweckmäßigerweise vorhandenes Keilwellenprofil oder Zahnwellenprofil kann insbesondere bereits beim Fließpressen mit ausgeformt oder zumindest vorgeformt worden sein. Es kann aber auch nach dem Fließpressen durch eine spanende Bearbeitung, beispielsweise durch Räumen, erzeugt worden sein.Conveniently, the sleeve is formed as a Fließpressteil. In extruding a material blank in particular is made to flow under the action of a high pressure. A stamp presses the material blank into a shaping tool. An appropriately present for connection to the shaft spline or splined shaft profile can in particular already formed during extrusion or at least be preformed. However, it may also have been produced after the extrusion by machining, for example by broaching.

Die auf ein Verfahren zur Herstellung eines Getrieberads gerichtete Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 7. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.The object directed to a method of manufacturing a gear is solved by the features of claim 7. Advantageous embodiments and further developments of the invention are set forth in the subclaims and the following description.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Getrieberads, insbesondere eines Sonnenrads für ein Differenzialgetriebe, wird ein Radkörper als im Wesentlichen zylinderförmige Scheibe mit Außenverzahnung gefertigt. Dabei wird aus der Scheibe eine zentrale Ausnehmung eingebracht. Darüber hinaus wird eine Hülse als ein Hohlzylinder gefertigt und im Wesentlichen zentriert zu dem Radkörper mit diesem verbunden. Ferner werden Mittel zur axialen Sicherung einer Welle eingebracht.In the method according to the invention for producing a gear wheel, in particular a sun gear for a differential gear, a wheel body is manufactured as a substantially cylindrical disk with external toothing. In this case, a central recess is introduced from the disk. In addition, a sleeve is made as a hollow cylinder and connected substantially centered to the wheel body with this. Furthermore, means for axially securing a shaft are introduced.

Die Ausnehmung des Radkörpers, welche insbesondere kreisförmig und insbesondere ein Durchbruch sein kann, wird beispielsweise durch Bohren oder Ausstanzen erzeugt. Die Mittel zur axialen Sicherung einer Welle können entweder bereits vor oder erst nach der Verbindung von Radkörper mit Hülse in eines der beiden Bauteile eingebracht werden. Zweckmäßigerweise wird eine im Wesentlichen kreisförmige Nut in die Ausnehmung des Radkörpers oder in die Hülse insbesondere spanend eingearbeitet. Es ist aber auch möglich, in die Ausnehmung des Radkörpers ein Innengewinde zu schneiden oder zu formen.The recess of the wheel body, which may be in particular circular and in particular an opening, is produced for example by drilling or punching. The means for axial securing of a shaft can be introduced either before or only after the connection of the wheel body with sleeve in one of the two components. Appropriately, a substantially circular groove is machined into the recess of the wheel body or in the sleeve in particular. But it is also possible to cut or to form an internal thread in the recess of the wheel body.

Die Hülse wird vorteilhafterweise in einem Fließpressverfahren hergestellt. Das zur Verbindung mit der Welle zweckmäßigerweise vorhandene Keilwellenprofil oder Zahnwellenprofil kann insbesondere bereits beim Fließpressen mit ausgeformt oder zumindest vorgeformt werden. Es kann aber auch nach dem Fließpressen durch eine spanende Bearbeitung, beispielsweise durch Räumen, erzeugt werden.The sleeve is advantageously produced in an extrusion molding process. The spline shaft profile or toothed shaft profile expediently present for connection to the shaft can in particular already be molded or at least preformed during extrusion molding. However, it can also be produced after the extrusion by machining, for example by broaching.

Der Radkörper und die Hülse können kraftschlüssig oder formschlüssig miteinander verbunden werden. Hierfür kommt beispielsweise Schweißen, insbesondere Reibschweißen in Frage. Dabei werden der Radkörper und die Hülse insbesondere fest in eine entsprechende Maschine eingespannt und so zueinander positioniert und in Kontakt gebracht, dass eine im Wesentlichen zentrierte Verbindung zwischen Radkörper und Hülse entsteht. Eines der beiden Bauteile wird in Drehung versetzt und die Bauteile werden unter einer durch die Maschine erzeugten, axialen Kraft zusammengeführt. Die Zentrierung kann hierbei beispielsweise durch einander komplementäre, konische Flächen am Radkörper und an der Hülse oder durch die Führung der beiden Bauteile durch die Maschine realisiert werden. Bei einer Zentrierung über die entsprechend konisch geformten Flächen können diese Flächen vorteilhafterweise gleichzeitig die Verbindungsflächen für die Schweißverbindung sein.The wheel body and the sleeve can be connected to each other positively or positively. For this purpose, for example, welding, in particular friction welding in question. The wheel body and the sleeve are in particular firmly clamped in a corresponding machine and positioned and brought into contact with each other so that a substantially centered connection between the wheel body and sleeve is formed. One of the two components is rotated and the components are brought together under an axial force generated by the machine. The centering can be realized by the machine, for example, by complementary, conical surfaces on the wheel body and on the sleeve or by the leadership of the two components. When centering over the corresponding conically shaped surfaces, these surfaces can advantageously be at the same time the connection surfaces for the welded joint.

Das dargestellte Verfahren hat den Vorteil eines kostengünstigen und einfachen Herstellungsverfahrens für ein Getrieberad. Da das Getrieberad aus zwei Bauteilen zusammengesetzt und nicht aus einem Bauteil hergestellt wird, können diese Bauteile mit den beschriebenen Vorteilen verhältnismäßig klein und einfach geformt sein. The illustrated method has the advantage of a low cost and simple manufacturing process for a gear wheel. Since the gear is composed of two components and not made of a single component, these components can be relatively small and easily formed with the advantages described.

Der Radkörper wird vorteilhafterweise durch Feinstanzen ausgeformt. Dabei wird der Radkörper aus einem Halbzeug, beispielsweise aus 10 mm dickem Blech, ausgestanzt. Bei diesem Vorgang kann auch bereits die Außenverzahnung mit einem Aufmaß erzeugt werden. Außerdem kann hierbei gleichzeitig die Ausnehmung mit eingebracht werden. Alternativ wird die Ausnehmung in einem separaten Arbeitsgang erzeugt. Vorteilhafterweise wird bei einem der genannten Vorgänge noch eine im Wesentlichen kreisförmige und zentrierte Durchstellung, die zur Aufnahme der Hülse und zugleich als Zentrierhilfe beim Verbinden von Radkörper und Hülse dient, an einer Stirnseite des Radkörpers mit einem Stempel erzeugt. Die Durchstellung wird beispielsweise dadurch hergestellt, dass ein kreiszylindrischer Stempel in das Material des Radkörpers gedrückt wird. Dabei wird eine Durchstellungstiefe erzeugt, die geringer ist als die Dicke des Radkörpers und welche beispielsweise nur wenige Millimeter betragen kann. Der Durchmesser der erzeugten Durchstellung entspricht im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Hülse.The wheel body is advantageously formed by fine blanking. The wheel body is punched out of a semifinished product, for example of 10 mm thick sheet metal. In this process, the external teeth can already be generated with an oversize. In addition, the recess can be introduced at the same time. Alternatively, the recess is produced in a separate operation. Advantageously, in one of said operations still a substantially circular and centered setting, which serves to accommodate the sleeve and at the same time as a centering when connecting the wheel body and sleeve, produced on a front side of the wheel body with a stamp. The passage is made, for example, by pressing a circular cylindrical punch into the material of the wheel body. In this case, a depth of penetration is produced which is less than the thickness of the wheel body and which may be, for example, only a few millimeters. The diameter of the created passage corresponds substantially to the outer diameter of the sleeve.

In zweckmäßiger Durchführung des Verfahrens wird die Außenverzahnung in einem weiteren Arbeitsschritt rolliert. Dabei wird insbesondere ein sich drehendes Rollierwerkzeug mit Kraft gegen die Zahnflanken der Außenverzahnung gedrückt, so dass das Material plastisch verformt und die Oberfläche geglättet und verfestigt wird. Die durch das Stanzen entstehende leicht unregelmäßige Materialoberfläche und damit eventuelle Flankenfehler werden dadurch größtenteils beseitigt und die ausgestanzten Zähne verbreitert. Dieser Arbeitsschritt stellt zweckmäßigerweise den letzen Verfahrensschritt dar. Optional können die Zähne der Außenverzahnung nachfolgend aber auch noch geschliffen werden.In an expedient implementation of the method, the external toothing is rolled in a further work step. In particular, a rotating roller burnishing tool is pressed with force against the tooth flanks of the external toothing, so that the material is plastically deformed and the surface is smoothed and solidified. The resulting by punching slightly irregular material surface and thus possible flank errors are thereby largely eliminated and widened the punched teeth. This step is expediently the last process step. Optionally, the teeth of the outer toothing can be ground subsequently but also still.

Die auf ein Differenzialgetriebe gerichtete Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst.The task directed to a differential gear is achieved by the features of claim 10.

Das erfindungsgemäße Differenzialgetriebe umfasst demnach einen Planetenträger, wenigstens ein Planetenrad und mindestens ein Getrieberad der beschriebenen Art. The differential gear according to the invention accordingly comprises a planetary carrier, at least a planet gear and at least one gear wheel of the type described.

Vorteilhafterweise umfasst das Differenzialgetriebe zwei Getrieberäder, denen jeweils ein Satz Planetenräder zugeordnet ist. Die beiden Getrieberäder sind als Sonnenräder mit zwei Abtriebswellen drehfest gekoppelt und geben jeweils ein in das Differenzialgetriebe eingeleitetes Drehmoment weiter.Advantageously, the differential gear comprises two gear wheels, each associated with a set planetary gears. The two gears are rotatably coupled as sun gears with two output shafts and each pass on an introduced into the differential gear torque.

Das angegebene Differenzialgetriebe hat den Vorteil einer einfachen und kostengünstigen Herstellung. Durch das Einbringen mindestens eines Getrieberads der vorstehenden Art können die dort erzielten Kostenvorteile auf das Differenzialgetriebe übertragen werden.The specified differential gear has the advantage of a simple and inexpensive production. By introducing at least one gear wheel of the above type, the cost advantages achieved there can be transferred to the differential gear.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing. Show:

1 in einer Schnittdarstellung ein Getrieberad mit Mitteln zur axialen Sicherung einer Welle in dem Radkörper, 1 in a sectional view of a gear with means for axially securing a shaft in the wheel body,

2 in einer Schnittdarstellung ein Getrieberad mit Mitteln zur axialen Sicherung einer Welle in der Hülse in einer alternativen Ausführungsform, 2 in a sectional view of a gear with means for axially securing a shaft in the sleeve in an alternative embodiment,

3 in einer Schnittdarstellung einen Radkörper eines Getrieberads in einer weiteren Ausführungsform mit Mitteln zur axialen Sicherung einer Welle, und 3 in a sectional view of a wheel body of a gear in a further embodiment with means for axially securing a shaft, and

4 in einer Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines Differenzialgetriebe mit zwei Getrieberädern. 4 in a sectional view of an embodiment of a differential gear with two gears.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

In 1 ist ein Getrieberad 1, bestehend aus zwei Bauteilen, nämlich aus einem Radkörper 2 mit Außenverzahnung 3 und aus einer Hülse 4 mit Keilwellenprofil 5, gezeigt. Der Radkörper 2 ist als ein Feinstanzteil, die Hülse 4 als ein Fließpressteil ausgebildet. Der Radkörper 2 weist eine zentrale Ausnehmung 6 auf, welche hier als Durchbruch axial vollständig durch den Radkörper 2 verläuft. Als Mittel zur axialen Sicherung einer Welle bezüglich der beiden axialen Richtungen ist in dieser Ausnehmung 6 eine kreisförmige Nut 7 ausgeformt, in welche ein Wellensicherungsring eingreifen kann. Die Hülse 4 ist über eine Reibschweißverbindung ihrer stirnseitigen Verbindungsfläche 8 zentriert zu dem Radkörper 2 mit dessen stirnseitiger Verbindungsfläche 9 stoffschlüssig verbunden.In 1 is a gear wheel 1 consisting of two components, namely a wheel body 2 with external teeth 3 and from a sleeve 4 with splined shaft profile 5 , shown. The wheel body 2 is as a fine stamping part, the sleeve 4 formed as a Fließpressteil. The wheel body 2 has a central recess 6 on, which here as a breakthrough axially completely through the wheel body 2 runs. As a means for axially securing a shaft with respect to the two axial directions is in this recess 6 a circular groove 7 shaped, in which a shaft retaining ring can intervene. The sleeve 4 is via a Reibschweißverbindung their front-side bonding surface 8th centered to the wheel body 2 with its frontal connecting surface 9 cohesively connected.

In 2 ist ein Getrieberad 1 gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das aus zwei Bauteilen bestehende Getrieberad 1 umfasst einen Radkörper 2 mit Außenverzahnung 3 und eine Hülse 4 mit Keilwellenprofil 5. Der Radkörper 2 ist als ein Feinstanzteil, die Hülse 4 als ein Fließpressteil ausgebildet. Als Mittel zur axialen Sicherung einer Welle bezüglich der beiden axialen Richtungen ist eine kreisförmige Nut 10 in der Hülse ausgeformt, in welche ein Wellensicherungsring eingreifen kann. In einen zentrierten Durchbruch des Radkörpers 2 ist die Hülse 4 zentriert aufgenommen und die konische Verbindungsfläche 8 der Hülse 4 und die komplementäre, konische Verbindungsfläche 9 des Radkörpers 2 sind reibverschweißt.In 2 is a gear wheel 1 shown according to an alternative embodiment of the invention. The gear consisting of two components 1 includes a wheel body 2 with external teeth 3 and a sleeve 4 with splined shaft profile 5 , The wheel body 2 is as a fine stamping part, the sleeve 4 formed as a Fließpressteil. As a means for axially securing a shaft with respect to the two axial directions is a circular groove 10 formed in the sleeve, in which a shaft locking ring can engage. In a centered breakthrough of the wheel center 2 is the sleeve 4 centered and the conical interface 8th the sleeve 4 and the complementary conical interface 9 of the wheel body 2 are friction welded.

3 zeigt einen Radkörper 2 mit Außenverzahnung 3 in einer weiteren Ausführungsform. Der Radkörper 2 ist als ein Feinstanzteil ausgebildet. Der Radkörper 2 weist eine zentrale Ausnehmung 6 auf, welche hier als Durchbruch axial vollständig durch den Radkörper 2 verläuft. In dieser Ausnehmung 6 ist ein Innengewinde 11 als Mittel zur axialen Sicherung einer Welle eingebracht. Ferner enthält der Radkörper 2 eine kreisförmige und zentrierte Durchstellung 12. Die Durchstellung 12 dient zur Aufnahme einer (in 1 dargestellten) Hülse 4 und zugleich als Zentrierhilfe beim Verbinden von Radkörper 2 und Hülse 4. Hierfür entspricht der Durchmesser der Durchstellung 12 im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Hülse 4. 3 shows a wheel body 2 with external teeth 3 in a further embodiment. The wheel body 2 is designed as a fine stamped part. The wheel body 2 has a central recess 6 on, which here as a breakthrough axially completely through the wheel body 2 runs. In this recess 6 is an internal thread 11 as a means for axially securing a shaft introduced. Furthermore, the wheel body contains 2 a circular and centered position 12 , The enforcement 12 serves to accommodate a (in 1 shown) sleeve 4 and at the same time as a centering aid when connecting wheel center 2 and sleeve 4 , For this purpose, the diameter corresponds to the setting 12 essentially the outer diameter of the sleeve 4 ,

In 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Differenzialgetriebes 13 mit zwei Getrieberädern 1, 1a dargestellt. Das Differenzialgetriebe 13 ist als Stirnraddifferenzialgetriebe ausgebildet und umfasst einen zweiteiligen Planetenträger 14, 14a und ein Antriebsrad 15, welches ein ringförmiges Stirnrad ist und über das die Drehmomente in das Differenzialgetriebe 13 eingeleitet werden. Ferner zeigt 4 ein Planetenrad 16. Die weiteren Planetenräder sind nicht sichtbar. Die beiden Getrieberäder 1, 1a stellen die Sonnenräder des Getriebes 13 dar und bestehen jeweils aus einem Radkörper 2, 2a mit Außenverzahnung 3, 3a und aus jeweils einer Hülse 4 mit Keilwellenprofil 5. Die Radkörper 2, 2a entsprechen jeweils dem in 3 dargestelltem Radkörper 2 und unterscheiden sich voneinander in ihrem Außendurchmesser. Jedes Getrieberad 1, 1a kämmt dabei mit einem Satz zugeordneter Planetenräder. Die beiden Radkörper 2, 2a weisen jeweils ein Innengewinde 11, 11a als Mittel zur axialen Sicherung jeweils einer Abtriebswelle (nicht dargestellt) auf. Die jeweilige Hülse 4 ist als ein Fließpressteil ausgebildet und ist über eine Reibschweißverbindung mit dem jeweiligen Radkörper 2, 2a stoffschlüssig verbunden. Die Getrieberäder 1, 1a sind separat zueinander drehbar gelagert und axial in die Längsrichtung nach innen über ein Wälzlager 17 gegeneinander abgestützt. Axial in die Längsrichtung nach außen sind die Getrieberäder 1, 1a jeweils mittels eines ersten Gleitlagers 18, 18a an dem Planetenträger 14, 14a abgestützt, in radialer Richtung sind sie jeweils über ein zweites Gleitlager 19, 19a gelagert. Die Getrieberäder 1, 1a geben jeweils die in das Stirnraddifferenzialgetriebe eingeleiteten Drehmomente an die mit ihnen drehfest gekoppelten Abtriebswellen weiter.In 4 is an embodiment of a differential gear 13 with two gears 1 . 1a shown. The differential gear 13 is designed as Stirnraddifferenzgegetriebe and includes a two-piece planet carrier 14 . 14a and a drive wheel 15 which is an annular spur gear and via which the torques in the differential gear 13 be initiated. Further shows 4 a planetary gear 16 , The other planet wheels are not visible. The two gears 1 . 1a put the sun gears of the transmission 13 and each consist of a wheel body 2 . 2a with external teeth 3 . 3a and each one sleeve 4 with splined shaft profile 5 , The wheelbase 2 . 2a correspond respectively to the in 3 represented wheel body 2 and differ from each other in their outer diameter. Every gear 1 . 1a meshes with a set of associated planet gears. The two wheel bodies 2 . 2a each have an internal thread 11 . 11a as a means for axial securing each of an output shaft (not shown). The respective sleeve 4 is formed as a Fließpressteil and is via a Reibschweißverbindung with the respective wheel body 2 . 2a cohesively connected. The gears 1 . 1a are mounted separately rotatable to each other and axially inward in the longitudinal direction via a roller bearing 17 supported against each other. Axial in the longitudinal direction to the outside are the gears 1 . 1a each by means of a first sliding bearing 18 . 18a at the planet carrier 14 . 14a supported, in the radial direction they are each a second sliding bearing 19 . 19a stored. The gears 1 . 1a respectively give the introduced into the Stirnraddifferenzialgetriebe torques to the rotatably coupled with them output shafts on.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1a1, 1a: Getrieberad Pinion
2, 2a2, 2a: Radkörper Wheel center
3, 3a3, 3a: Außenverzahnung external teeth
44: Hülse shell
55: Keilwellenprofil Spline
66: Ausnehmung recess
77: Nut groove
88th: Verbindungsfläche interface
99: Verbindungsfläche interface
1010: Nut groove
11, 11a11, 11a: Innengewinde inner thread
1212: Durchstellung by position
1313: Differenzialgetriebe differential gear
14, 14a14, 14a: Planetenträger planet carrier
1515: Antriebsrad drive wheel
1616: Planetenrad planet
1717: Wälzlager roller bearing
18, 18a18, 18a: erstes Gleitlager first sliding bearing
19, 19a19, 19a: zweites Gleitlager second sliding bearing

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2011/003747 A2 [0004]

Claims

Gear wheel ( 1 . 1a ), in particular sun gear for a differential gear ( 13 ) comprising a wheel body ( 2 . 2a ) and a sleeve ( 4 ), wherein the wheel body ( 2 . 2a ) as a substantially cylindrical disc with external toothing ( 3 . 3a ) and with a central recess ( 6 ) is formed, and wherein the sleeve ( 4 ) formed as a hollow cylinder and substantially centered to the wheel body ( 2 . 2a ), and means ( 7 . 10 . 11 . 11a ) for axially securing a shaft.

Gear wheel ( 1 . 1a ) according to claim 1, wherein the means for axial securing in the recess ( 6 ) of the wheel body ( 2 . 2a ) are introduced, in particular as internal thread ( 11 . 11a ) are formed.

Gear wheel ( 1 . 1a ) according to claim 1, wherein the means for axial securing in the sleeve ( 4 ) are introduced.

Gear wheel ( 1 . 1a ) according to one of the preceding claims, wherein the means for securing axially substantially as a circular groove ( 7 . 10 ) are formed.

Gear wheel ( 1 . 1a ) according to one of the preceding claims, wherein the wheel body ( 2 . 2a ) is formed as a fine stamped part.

Gear wheel ( 1 . 1a ) according to one of the preceding claims, wherein the sleeve ( 4 ) is formed as a flow press.

Method for producing a gear wheel ( 1 . 1a ), in particular a sun gear for a differential gear, wherein a wheel body ( 2 . 2a ) as a substantially cylindrical disc with external teeth ( 3 . 3a ), wherein in the disc a central recess ( 6 ) is introduced, wherein a sleeve ( 4 ) is manufactured as a hollow cylinder, wherein the sleeve ( 4 ) substantially centered to the wheel body ( 2 . 2a ), and wherein means ( 7 . 10 . 11 . 11a ) are introduced for axially securing a shaft.

Method according to claim 7, wherein the wheel body ( 2 . 2a ) is produced by fine blanking.

Method according to claim 7 or 8, wherein the outer toothing ( 3 . 3a ) is rolled.

Differential gear ( 13 ), comprising a planet carrier ( 14 . 14a ), at least one planetary gear ( 16 ) and at least one gear wheel ( 1 . 1a ) according to any one of claims 1-6.