DE10018723A1 - Anordnung eines Zwischenachsdifferenziales - Google Patents
Anordnung eines ZwischenachsdifferenzialesInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Zwischenachsdifferentiales in einem Getriebe für Kraftfahrzeuge, insbesondere in einem Getriebe mit integriertem Differential für eine Antriebsachse des Kraftfahrzeuges und einem weiteren Getriebeausgang für zumindest eine zweite Antriebsachse, wobei das Zwischenachsdifferential ein selbstsperrendes Torsendifferential mit einem Ausgleichsgehäuse und zwei mit den Abtriebswellen kommunizierende Sonnenräder aufweist. Zur Erzielung einer sicheren Sperrfunktion des Torsendifferentials bei gleichzeitiger Erzeugung einer definierten Lagervorspannung der Abtriebswelle ist das eine Sonnenrad fest mit der einen Abtriebswelle verbunden, während das zweite Sonnenrad und das Ausgleichsgehäuse begrenzt axial beweglich im Getriebegehäuse bzw. Ausgleichsgehäuse gelagert sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Zwischenachsdifferenziales in
einem Getriebe für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruches 1.
Ein derartiges Zwischenachs-Torsendifferenzial zeigt beispielsweise die DE
40 35 624 C2. Dabei ist das Ausgleichsgehäuse mit einer antreibenden Hohl
welle in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert, während die abtreibenden
Sonnenräder des Torsendiffernziales über entsprechende Verzahnungen auf
den beiden zu jeweils einer antreibenden Achse des Kraftfahrzeuges füh
renden Abtriebswellen axial verschiebbar angeordnet sind. Daraus resultiert
eine axial unverschiebliche Lagerung des Ausgleichsgehäuses des Torsen
differenziales, verbunden mit axialen Freiheitsgraden der Sonnenräder.
Diese axialen Freiheitsgrade sind notwendig, um die Sperrfunktion des Tor
sendifferenziales zuverlässig sicher zu stellen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung eines gattungsgemäßen Zwi
schenachsdifferenziales vorzuschlagen, die unter Berücksichtigung konstruk
tiver Vorgaben der Wellenlagerungen im Getriebegehäuse baulich günstiger
ist und die trotzdem eine zuverlässige Funktion sicherstellt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildun
gen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, als Getriebeelement ohne axialen
Freiheitsgrad nicht das Ausgleichsgehäuse, sondern das eine der Sonnen
räder vorzusehen, während die beiden anderen an- bzw. abtreibenden Ge
triebeelemente die axialen Freiheitsgrade aufweisen. Dementsprechend ist
das eine Sonnenrad fest mit der korrespondierenden Abtriebswelle verbun
den, während das andere Sonnenrad in üblicher Weise über eine Verzah
nung verschiebbar und auch das Ausgleichsgehäuse über eine weitere Ver
zahnung und eine entsprechende Lagerung verschiebbar bzw. axial beweg
bar angeordnet ist.
Somit können bei unverändert zuverlässiger Funktion des Zwischenachsdif
ferenziales bzw. des Torsendifferenziales über das eine Sonnenrad Axial
kräfte abgestützt werden, z. B. kann eine definierte Wellenvorspannung bei
einer O-Lagerung der Abtriebswelle vorgegeben werden.
Bevorzugt kann das Sonnenrad über eine entsprechende Verzahnung dreh
fest auf der Abtriebswelle gehalten und über eine Zentralschraube fest mit
dieser verschraubt sein. Das Ausgleichsgehäuse kann ebenfalls über eine
entsprechende Verzahnung mit den antreibenden Getriebeelementen ver
bunden und/oder über Rollenlager axial beweglich gelagert sein. Alternativ
kann das Ausgleichsgehäuse in einem topfförmigen Gehäuse einer das Tor
sendifferenzial antreibenden Antriebswelle verschiebbar über Mitnehmer
oder Verzahnungen gehalten sein.
Ferner kann das entsprechende Sonnenrad über eine als Zuganker wirkende
Zentralschraube so befestigt sein, dass dessen Abstützfunktion bzw. Vor
spannfunktion für die Wellenlagerung über einen weiten Temperaturbereich
des Getriebes aufrecht erhalten bleibt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzel
heiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt abschnittsweise
einen Längsschnitt durch ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe für ein
Kraftfahrzeug mit integriertem Differenzial für angetriebene Räder einer
Achse und mit einer Abtriebswelle für den Antrieb einer zweiten An
triebsachse des Kraftfahrzeuges, sowie mit einem integrierten Zwischen
achs-Torsendifferenzial.
In dem nur teilweise dargestellten Getriebegehäuse 12 eines Geschwindig
keits-Wechselgetriebes 10 für ein Kraftfahrzeug ist ein Zwischenachsdiffe
renzial 14 drehbar gelagert. Das Zwischenachsdifferenzial 14 ist ein soge
nanntes Torsendifferenzial, wie es beispielsweise in der US-PS 2,859,641
detailliert beschrieben ist.
Das Differenzial 14 weist als Antriebselement eine hohle Antriebswelle 16
auf, die über einen Mitnehmerring 42 mit entsprechenden Innen- und Außen
verzahnungen 18,48 mit dem Ausgleichsgehäuse 20 des Torsendifferenzia
les 14 drehfest, aber axial verschieblich verbunden ist.
In dem Ausgleichsgehäuse 20 sind mehrere Schneckenräder 17,19 in be
kannter Weise drehbar gelagert, die mit abtriebsseitigen Sonnenrädern 22,24
in Eingriff sind.
Das Sonnenrad 24 sitzt über eine Verzahnung 26 auf einer nur teilweise dar
gestellten Abtriebswelle 28, die als Ausgang für den Antrieb einer Achse des
Kraftfahrzeuges, z. B. der Hinterräder, dient.
Das weitere Sonnenrad 22 ist fest über eine Zentralschraube 30 mit der Ab
triebswelle 32 verbunden, wobei eine Verzahnung 34 eine drehfeste Verbin
dung sicherstellt.
Die Abtriebswelle 32 trägt andernends das Antriebsritzel 35 eines nicht dar
gestellten, in das Gehäuse 12 des Getriebes 10 integrierten Achsdifferenzia
les zum Antrieb der Vorderräder des Kraftfahrzeuges.
Die Antriebswelle 16 und die Abtriebswelle 32 sind über Kegelrollenlager
36, 38, 40 wie ersichtlich in O-Anordnung drehbar im Getriebegehäuse 12
gelagert. Die Abtriebswelle 32 unterliegt dabei einer definierten axialen Vor
spannung über die Kegelrollenlager 36, 38 und die zwischen dem Sonnenrad
22 und dem Kegelrollenlager 38 integrierten Getriebeelemente in Form des
innen und außen mit einer Verzahnung 18 bzw. 48 versehenen Mitnehmer
ringes 42, eines Axial-Nadellagers 44 und eines Führungsringes 46, die über
das Sonnenrad 22 und die Zentralschraube 30 unter Vorspannung versetz
bar sind. Die Vorspannung kann mittels einer Einstellscheibe 50 an der
Stirnseite der Abtriebswelle 32 eingestellt werden.
Wie die Zeichnung zeigt, erstreckt sich die Zentralschraube 30 bis in Nähe
des Kegelrollenlagers 36 und wirkt als Zuganker. Die Zentralschraube 30 ist
aus einem austenitischem Stahl mit einem höheren Ausdehnungskoeffi
zienten als dem der Abtriebswelle 32 aus Stahl hergestellt und gleicht die
temperaturbedingten Wärmedehnungen des aus Leichtmetall hergestellten
Getriebegehäuses 12 aus.
Das Ausgleichsgehäuse 20 des Torsendifferenziales 14 ist über ein Rollenla
ger 52 im Getriebegehäuse 12 drehbar gelagert; ferner sind zwischen dem
Führungsring 46 und dem Hals 20a des Ausgleichsgehäuses 20 und den
jeweiligen Abtriebswellen 28, 32 Nadellager 54 eingefügt.
Anstelle der in ausgezogenen Linien dargestellten Konfiguration des Torsen
differenziales 14 bzw. des Ausgleichsgehäuses 20 könnte dieses auch wie in
gestrichelten Linien angedeutet ausgeführt sein.
Dementsprechend könnte der Mitnehmerring 42 einstückig mit einem topf
förmigen Gehäuseteil 20' versehen sein, der mittels eines Deckels 21' ver
schließbar wäre und der in sich das entsprechend angepasste Ausgleichs
gehäuse 20 aufnehmen würde. Dabei wären zwischen dem Ausgleichsge
häuse 20 und dem topfförmigen Gehäuseteil 20' entsprechende Mitnehmer
oder eine axial verlaufende Verzahnung 23' vorzusehen. Ferner müsste das
Ausgleichsgehäuse 20 einen entsprechenden axialen Freigang innerhalb des
topfförmigen Gehäuses 20' mit Deckel 21' aufweisen, um den erforderlichen
axialen Freiheitsgrad sicher zu stellen.
Claims (7)
1. Anordnung eines Zwischenachsdifferenziales in einem Getriebe für Kraft
fahrzeuge, insbesondere in einem Getriebe mit integriertem Differenzial
für eine Antriebsachse eines Kraftfahrzeuges und einem weiteren Getrie
beausgang für zumindest eine zweite Antriebsachse, und wobei das Zwi
schenachsdifferenzial ein selbstsperrendes Torsendifferenzial mit einem
antreibenden Ausgleichsgehäuse und zwei mit den Abtriebswellen kom
munizierende Sonnenräder aufweist, die mit den im Ausgleichsgehäuse
gelagerten Schneckenrädern in Eingriff sind, dadurch gekennzeichnet,
dass das eine Sonnenrad (22) fest mit der einen Abtriebswelle (32)
verbunden ist und dass das zweite Sonnenrad (24) und das Aus
gleichsgehäuse (20) begrenzt axial beweglich gelagert sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das feste
Sonnenrad (22) mit der Abtriebswelle (32) über eine Zentralschraube (30)
verschraubt ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das
Ausgleichsgehäuse (20) über eine Verzahnung (18) mit dem antreiben
den Getriebeelement (16, 18) verbunden ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aus
gleichsgehäuse (20) andererseits über ein Rollenlager (52) im Getriebe
gehäuse (12) drehbar gelagert ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das
Ausgleichsgehäuse (20) in einem topfförmigen Gehäuseteil (20') mit ei
nem Deckel (21') über Axialbewegungen zufassende Mitnehmer (Verzah
nung 23') aufgenommen ist.
6. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zentralschraube (30) aus einem gegenüber der
korrespondierenden Abtriebswelle (32) aus Stahl höheren Ausdeh
nungskoeffizienten aufweisenden Werkstoff hergestellt ist und sich über
eine definierte Länge der Abtriebswelle (32) erstreckt und dass das Son
nenrad (22) axial an zwischen der Lagerung (38) der Abtriebswelle (32)
im Getriebegehäuse (12) und dem Sonnenrad (22) auf der Abtriebswelle
(32) angeordneten Getriebeelementen (42, 44, 46) abgestützt ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentral
schraube (30) aus austenitischem Stahl mit einem geringeren Ausdeh
nungskoeffizienten und das umgebende Getriebegehäuse (12) aus einer
Leichtmetalllegierung mit einem größeren Ausdehnungskoeffizienten als
die Abtriebswelle (32) aus Stahl bestehen.
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Effective date: 20110309 |
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