DE10163044A1 - Achsgetriebe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Achsgetriebe 1 für ein Kraftfahrzeug mit einem Ausgleichsgetriebe 2. Das Ausgleichsgetriebe 2 weist ein Gehäuse 4 und ein mit dem Gehäuse 4 lösbar verbundenes Antriebszahnrad 3 auf. Das Ausgleichsgetriebe 2 weist ferner mindestens zwei auf einem Zapfen 9 innerhalb des Gehäuses 4 gelagerte Planetenzahnräder 7a, 7b auf, die jeweils zwei mit jeweils einer Abtriebsachse 5a, 5b verbundene Kegelzahnräder 6a, 6b kämmen. Das Ausgleichsgehäuse 12 des Ausgleichsgetriebes 2 ist gegenüber dem Achsgetriebe 1 mittels Dichtelementen abgedichtet.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Achsgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einem Ausgleichsgetriebe. Das Ausgleichsgetriebe weist ein Gehäuse und ein mit dem Gehäuse lösbar verbundenes Antriebszahnrad auf. Im Gehäuse kämmen zwei gegenüberliegende Kegelzahnräder mit jeweils zwei Planetenzahnrädern, die auf einem Zapfen gelagert sind. Die Kegelzahnräder sind jeweils mit einer Abtriebsachse verbunden, die aus dem Ausgleichsgetriebe herausführt.
• Es ist bereits ein Ausgleichsgetriebe aus der DE-OS 21 15 593 bekannt, das eine gleichmäßige Belastung aller Planetenzahnräder ermöglicht. Die Planetenzahnräder sind auf Zapfen eines Planetenträgers gelagert und mit ihren Enden in ein Planetengehäuse eingespannt. Jeder Zapfen weist im Bereich des den Planetenzahnrädern zugewandten Randes seiner Einspannstelle eine Einschnürung auf.
• Als nachteilig wird beim gattungsgemäßen Stand der Technik angesehen, daß die Ölversorgung und Schmierung des Ausgleichsgetriebes im Wesentlichen durch das Eintauchen des Ausgleichsgetriebes in den Ölsumpf des Achsgetriebes erfolgt. Diese Vorgehensweise setzt ein entsprechend hohes Ölniveau und Ölzuführungsvorrichtungen wie Kanäle, Schaufeln, Rippen, Bohrungen und Rinnen im Ausgleichsgehäuse voraus. Durch diese Ölführungsvorrichtungen wird das Schmiermittel des Achsgetriebes an die Reibstellen des Ausgleichsgetriebes gefördert.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ausgleichsgetriebe derart auszubilden und anzuordnen, daß die Ölwechselintervalle bis hin zur Lebensdauer-Ölbefüllung erhöht und die Fertigungskosten reduziert werden und der Wirkungsgrad durch Reduzierung der Ölmenge im Achsgetriebe verbessert wird.
• Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß das Ausgleichsgehäuse des Ausgleichsgetriebes gegenüber dem Achsgetriebe mittels Dichtelementen oder dichten Verbindungen abgedichtet ist. Hierdurch wird eine eigene, in sich geschlossene Schmierung erreicht, so daß das Ausgleichsgetriebe separat an allen Reibstellen permanent geschmiert wird. Mit der baulichen Schließung und Abdichtung des Ausgleichsgetriebe gegenüber dem übrigen Achsgetriebe wird ferner der Schmutz und Abrieb des Achsgetriebes von der Verzahnung und Lagerung des Ausgleichsgetriebes ferngehalten. Schmierzubringer und Ölschmutzsammler entfallen. Durch die somit mögliche Absenkung des Ölstandes im Achsgetriebe werden die Panschverluste reduziert. Der Verzicht auf diverse Ölzuführungsvorrichtungen ermöglicht eine Konturglättung des Ausgleichsgehäuses und somit Materialersparnis. Im Achsgetriebe und im Ausgleichsgetriebe sind unterschiedliche Schmiermittel einsetzbar.
• Hierzu ist es vorteilhaft, daß das Ausgleichsgetriebe ein Ausgleichsgehäuse aufweist. Das Ausgleichsgehäuse wird durch das Antriebszahnrad und das Gehäuse gebildet. Das Antriebszahnrad ist zum Gehäuse mittels eines Dichtelements oder mittels einer dichtenden Verbindung abgedichtet. Das Dichtelement kann als Flachdichtung oder Gehäusedichtung ausgebildet sein.
• Somit wird es ermöglicht, das Ausgleichsgehäuse zwischen Antriebszahnrad und Gehäuse einfach abzudichten.
• Vorteilhaft ist es hierzu auch, daß das Antriebszahnrad und das Gehäuse gegenüber den Kegelzahnrädern mittels eines Dichtelements abgedichtet sind. Für die Kegelzahnräder sind im Antriebszahnrad und im Gehäuse Öffnungen als Lager gebildet. Ferner ist vorgesehen, die Zapfen gegenüber dem Gehäuse mittels eines Dichtelements abzudichten. Für die Zapfen sind ebenfalls im Gehäuse Öffnungen als Lager gebildet. Durch diese Dichtelemente sind alle Lager von rotierenden Getriebeteilen nach außen hin abgedichtet. Die Dichtelemente können als Manschetten, Wellendichtringe oder Runddichtringe ausgebildet sein.
• Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, daß das Kegelzahnrad und der Zapfen einen Absatz aufweisen, der eine Dichtfläche für ein Dichtelement bildet. Das Kegelzahnrad ist gleitend im Antriebszahnrad oder im Gehäuse gelagert. Somit bildet der Absatz auch eine Gleitfläche. Die Gleitlager sind somit einfach abzudichten. Der Absatz kann eine Nut zur Aufnahme eines Dichtelements aufweisen.
• Zudem ist bei der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung schließlich vorgesehen, daß das Gleitlager für die Kegelzahnräder und Zapfen im Antriebszahnrad und im Gehäuse eine Nut bildet. Die Nut ist zur Aufnahme eines Dichtelements vorgesehen. Die Dichtung und die Lagerung der Kegelzahnräder und der Zapfen sind somit vereint.
• Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, daß die Dichtelemente im Querschnitt profiliert oder als Hochdruck-Dichtelemente ausgebildet sind. Damit wird erreicht, daß das Ausgleichsgetriebe einer Druckdifferenz zum Achsgetriebe hin von 0,5 bar bis 5 bar standhält.
• In vorteilhafter Weise ist zur Abdichtung einer drehfesten Welle-Nabe als Verbindung zwischen dem Kegelzahnrad und dessen Abtriebsachse ein Deckel in den inneren Endbereich des Kegelzahnrades eingepresst, welcher eine dichtende Verbindung schafft. Diese dichtende Verbindung verhindert den Austritt von Schmiermittel entlang der Welle-Nabe Verbindung. Ferner kann in vorteilhafter Weise alternativ oder zusätzlich eine Dichtung unmittelbar in die Welle-Nabe Verbindung zwischen Kegelzahnrad und dessen Abtriebsachse eingebracht sein. Die Welle-Nabe Verbindung kann beispielsweise als Keilwellenverbindung ausgeführt sein.
• Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, daß die Abtriebsachsen des Ausgleichsgetriebes mittels einer Sperre synchronisierbar sind, wobei die Sperre form- und/oder kraftschlüssig wirkt. Dieses bei gattungsgemäßen Ausgleichsgetrieben bekannte Merkmal ist mit den hier beschriebenen erfinderischen Merkmalen der Dichtheit durchaus kombinierbar. Hierzu ist eine Abtriebsachse über eine Keilwellenverbindung drehfest und axial verschiebbar mit einer Kupplung einer formschlüssigen Differentialsperre verbunden. Die Kupplung wirkt auf das Gehäuse des Ausgleichsgetriebes.
• Vorteilhaft ist es ferner, daß das Ausgleichsgetriebe mittels Öl oder Fett geschmiert wird und das Ausgleichsgehäuse mindestens eine verschließbare Öffnung zum Einfüllen und Ablassen des Schmiermittels aufweist. Auch wenn eine Lebensdauer-Ölbefüllung vorgesehen ist, ist eine solche Öffnung zumindest für die Kontrolle des Schmiermittels vorteilhaft. Zum Befüllen mit Öl ist eine verschließbare Entlüftungsbohrung im oberen Bereich des Ausgleichsgetriebes vorgesehen. Außerdem ist es vorteilhaft, das gesamte Ausgleichsgehäuse befüllbar ist, so daß auch in extremen Schräglagen des Fahrzeugs die Schmierung gewährleistet ist. Die Mangelschmierung bei extremen Fahrzuständen wie Neigung wird beseitigt und eine permanente Schmierung gewährleistet.
• Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:
• Fig. 1 eine Schnittzeichnung eines entlang der Abtriebsachsen geschnitten dargestellten Achsgetriebes,
• Fig. 2 eine Schnittzeichnung eines ein Ge- häuse bildenden Ausgleichsgetriebes.
• In Fig. 1 ist aus Symmetriegründen nur eine untere Hälfte eines Achsgetriebes 1 im Schnitt dargestellt. Der Schnitt verläuft entlang einer Rotationsachse 18 von Abtriebsachsen 5a, 5b die koaxial gegenüberliegend angeordnet sind.
• Die Abtriebsachsen 5a, 5b sind stirnseitig jeweils mit einem Kegelzahnrad 6a, 6b verbunden. Die Abtriebsachse 5b ist in einem Ausgleichsgetriebe 2 mittels eines Gleitlagers 14b gelagert. Die Abtriebsachse (5a) ist über eine Keilwellenverbindung (14a) drehfest und axial verschiebbar mit einer Kupplung (20) einer formschlüssigen Differentialsperre verbunden.
• Das Ausgleichsgetriebe 2 ist über Wälzlager 15a, 15b im Achsgetriebegehäuse 13 des Achsgetriebes 1 gelagert. Das Achsgetriebe 1 schließt nach unten hin mit einem Gehäusedeckel 16 ab.
• Das Ausgleichsgetriebe 2 weist ein Gehäuse 4 und ein Antriebszahnrad 3 auf. Das Gehäuse 4 und das Antriebszahnrad 3 bilden ein Ausgleichsgehäuse 12 des Ausgleichsgetriebes 2. Das Antriebszahnrad 3 ist mit dem Gehäuse 4 verschraubt. Innerhalb des Ausgleichsgetriebes 2 ist Schmiermittel 17 vorgesehen, das mittels einer Gehäusedichtung 8.1 und Ringdichtungen 8.2a-c zum Achsgetriebe 1 hin abgedichtet ist.
• Die Abtriebsachsen 5a, 5b führen aus dem Ausgleichsgetriebe 2 heraus und bilden den Antrieb des Ausgleichsgetriebes 2 weiter. Jede Abtriebsachse 5a, 5b weist an ihrer im Ausgleichsgetriebe 2 angeordneten Stirnseite eine Außenverzahnung auf, die mit dem jeweiligen Kegelzahnrad 6a, 6b eine drehfeste und axial verschiebbare Keilwellenverbindung bildet. In die inneren Bereiche der Stirnseiten der Kegelzahnräder 6a, 6b sind Wellendeckel 19a, 19b eingepresst. Die Wellendeckel 19a, 19b schützen die Keilwellenverbindung vor einem Durchtritt von Schmiermittel 17 aus dem Gehäuse 4.
• Fig. 2 zeigt eine Schnittzeichnung des Ausgleichsgehäuses 2. Jedes der beiden Kegelzahnräder 6a, 6b kämmt mit vier Planetenrädern, von denen zwei Planetenräder 7a, 7b in der Zeichnungsebene liegen. Dabei sind die Planetenräder 7a, 7b drehbar auf einem Zapfenkreuz 9 angeordnet. Das Zapfenkreuz 9 besteht aus mehreren Segmenten, welche bewegungsfest in das Gehäuse 4 eingesetzt sind.
• Das Antriebszahnrad 3 steht in üblicher Weise in verzahntem Eingriff mit einer nicht näher dargestellten Ritzelwelle. Das Ausgleichsgetriebe 2 übernimmt in üblicher Weise die Funktion, Drehzahldifferenzen der angetriebenen Fahrzeugräder - beispielsweise bei Kurvenfahrt - auszugleichen. Dabei wird das Drehmoment über die vier Planetenräder zu gleichen Teilen auf die Abtriebsachsen 5a, 5b verteilt.
• Gemäß Fig. 2 ist das Ausgleichsgehäuse 12 mit Schmiermittel 17 gefüllt. Das Schmiermittel 17 wird über eine verschließbare Öffnung 10 eingefüllt und ausgewechselt. Nach außen zum Achsgetriebe 1 hin weist das Ausgleichsgetriebe 2 mehrere Dichtelemente auf, die als Gehäusedichtung 8.1 oder Ringdichtung 8.2a, 8.2b, und 8.2c ausgebildet sind.
• Die Verbindungsstellen zwischen dem Antriebszahnrad 3 und dem Gehäuse 4 sind mittels der Gehäusedichtung 8.1 abgedichtet. Zwischen Antriebszahnrad 3 und den Kegelzahnrädern 6a, 6b ist eine über den Umfang angebrachte Ringdichtung 8.2a, 8.2b vorgesehen.
• Das Kegelzahnrad 6a ist auf der linken Seite des Ausgleichsgetriebes 2 im Antriebszahnrad 3, das Kegelzahnrad 6b ist auf der rechten Seite des Ausgleichsgetriebes 2 im Gehäuse 4 gelagert. Die Lager der Kegelzahnräder 6a, 6b werden durch einen äußeren Absatz 11 gebildet. Der Absatz 11 weist eine Nut auf, die die Ringdichtung 8.2a, 8.2b aufnimmt.
• In diesem Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse 4 im oberen Bereich eine Öffnung auf, in welche ein mit dem Gehäuse 4 verstiftetes Segment des Zapfenkreuzes 9 eingesetzt ist. Der Zapfen 9 ist zum Achsgetriebe 1 ebenfalls mittels einer Ringdichtung 8.2c abgedichtet, die in einer Nut im Lager des Gehäuses 4 eingebracht ist.
• Durch diese Anordnung der Dichtelemente zwischen den Gehäuseteilen des Ausgleichsgehäuses 12 ist das Ausgleichsgetriebe 2 gegenüber dem Achsgetriebe 1 abgedichtet. Dadurch wird es ermöglicht, daß das Ausgleichsgetriebe 2 mit einem anderen Schmiermittel schmierbar ist als das Achsgetriebe 1.

Claims (9)

1. Achsgetriebe (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Ausgleichsgetriebe (2), das ein Gehäuse (4) und ein mit dem Gehäuse (4) verbundenes Antriebszahnrad (3) aufweist, wobei das Ausgleichsgetriebe (2) mindestens zwei auf einem Zapfen (9) innerhalb des Gehäuses (4) gelagerte Planetenzahnräder (7a, 7b) aufweist, die jeweils zwei mit jeweils einer Abtriebsachse (5a, 5b) verbundene Kegelzahnräder (6a, 6b) kämmen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgleichsgehäuse (12) des Ausgleichsgetriebes (2) gegenüber dem Achsgetriebe (1) mittels Dichtelementen und/oder dichten Verbindungen abgedichtet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Antriebszahnrad (3) und das Gehäuse (4) ein Ausgleichsgehäuse (12) des Ausgleichsgetriebes (2) gebildet wird und das Antriebszahnrad (3) zum Gehäuse (4) mittels einet Gehäusedichtung (8.1) oder mittels einer dichtenden Verbindung abgedichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebszahnrad (3) und/oder das Gehäuse (4) zu den Kegelzahnrädern (6a, 6b) und/oder mindestens zu einem Zapfen (9) mittels eines Dichtelements (8.2a-c) abgedichtet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kegelzahnrad (6a, 6b) und/oder mindestens ein Zapfen (9) einen Absatz (11) aufweist, der eine Gleit- und Dichtfläche bildet und/oder eine Nut zur Aufnahme des Dichtelements (8.2a-c) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelzahnräder (6a, 6b) im Antriebszahnrad (3) und/oder im Gehäuse (4) gelagert sind und/oder die Lagerung zur Aufnahme des Dichtelements (8.2a, 8.2b) in Umfangsrichtung eine Nut aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente im Querschnitt profiliert und/oder als Hochdruck-Dichtelemente ausgebildet sind und einer Druckdifferenz von 0,5 bar bis 5 bar standhalten.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Welle-Nabe Verbindung wie beispielsweise eine Keilwellenverzahnung zwischen dem Kegelzahnrad (6a, 6b) und der Abtriebsachse (5a, 5b) mittels eines Wellendeckels (19a, 19b) abgedichtet ist, der an der Stirnseite der Abtriebsachse (5a, 5b) in das Kegelzahnrad (6a, 6b) eingepresst ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsachse (5b) mittels eines Gleitlagers (14b) im Gehäuse (4) gelagert ist und die Abtriebsachse (5a) über eine Keilwellenverbindung (14a) drehfest und axial verschiebbar mit einer Kupplung (20) einer formschlüssigen Differentialsperre verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgetriebe (2) eine Öffnung (10) zum Einfüllen und Ablassen von Schmiermittel aufweist und derart mit einem Schmiermittel gefüllt ist, daß die Getriebeglieder des Ausgleichsgetriebes (2) in jeder Lage des Ausgleichsgetriebes (2) geschmiert werden.