DE10018723A1 - Anordnung eines Zwischenachsdifferenziales - Google Patents

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.