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Die
Erfindung betrifft einen Allradantriebsstrang gemäß dem Oberbegriff
von Patentanspruch 1.
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Ein
solcher Allradantriebsstrang ist bereits aus
8 der
EP 1 321 327 A2 bekannt.
Dabei läuft eine
Seitenwelle, welche einen Teil des Antriebsmomentes von einem Verteilergetriebe
auf eine Vorderachse überträgt, frei.
D.h. die rotierende Seitenwelle ist offen zugänglich. Der für die Vorderachse
bestimmte Teil des Antriebsmomentes wird dabei
- – vom Verteilergetriebe
- – auf
eine Baugruppe, die ein Gelenk aufweist,
- – über eine
Keilwellenverzahnung
- – auf
die Seitenwelle
übertragen.
Auf einer Hülse
der Baugruppe läuft
ein Radialwellendichtring, der in ein Gehäuse eingesetzt ist. Ferner
ist eine als Faltenbalg ausgeführte
Manschette vorgesehen, die zwei infolge des Gelenkes gegeneinander
bewegliche Bauteile der Baugruppe vor dem Eindringen von Schmutz
und Spritzwasser in einen baugruppeninneren Raum schützt, in
dem das besagte Gelenk fettgeschmiert angeordnet ist.
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Vom
VW Phaeton ist bereits ein Allradantriebsstrang bekannt, bei welchem
eine Seitenwelle zur Übertragung
eines Teils des Antriebsmomentes auf die Vorderachse innerhalb eines
Gehäuses gekapselt
ist, welches an das Getriebegehäuse
angeformt ist. Infolge der Kapselung ist die Seitenwelle zwar schmutzgeschützt, jedoch
kann es zu Problemen infolge unterschiedlicher Wärmedehnungen der verschiednen
Bauteile des Seitenabtriebs kommen, so dass eine solche Konstruktion
nur für
sehr kurze Seitenwellen möglich
ist.
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Vom
Porsche Cayenne ist bereits ein Allradantriebsstrang bekannt, bei
dem eine im Verhältnis zum
VW Phaeton lange Seitenwelle einen Teil des Antriebsmomentes auf
die Vorderachse überträgt. Diese
Seitenwelle ist nicht gekapselt, so dass der Seitenabtrieb freilaufend
ist. Damit ist der Seitenabtrieb in nachteilhafter Weise Spritzwasser
ausgesetzt.
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Manschetten
bzw. Faltenbälge
für Gelenkwellen
sind bereits aus der
US 4,820,238 ,
der
DE 27 17 29 A1 ,
der
DE-OS 2 304 042 ,
der
EP 0 093 937 A1 ,
der
EP 0 327 433 A1 ,
der
DE 199 04 960
C1 , der
US 4,392, 838 ,
der
EP 0 545 545 B1 und
dem Abstract der
JP
02225826 A bekannt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen spritzwassergeschützten freilaufenden Seitenabtrieb
eines Allradantriebsstrangs zu schaffen.
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Ein
freilaufender Seitenabtrieb hat den Vorteil, dass größere Abstände zwischen
dem Verteilergetriebe und dem Vorderachsgetriebe verwirklicht werden
können.
Infolge eines damit ermöglichten größeren Achsabstandes
der Fahrzeugachsen ergeben sich u.a. Vorteile der Fahrstabilität.
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Gemäß einem
weiteren Vorteil der Erfindung ist ein Wellendichtring vorgesehen,
der den Gehäuseinnenraum
abdichtet, innerhalb dessen rotierende Bauteile des Seitenabtriebs
liegen. Demzufolge kann in besonders vorteilhafter Weise ein Schmier- und Kühlmittel
innerhalb dieses Gehäuseinnenraumes vorgesehen
sein, welches die Verwendung eines Getriebes ermöglicht. Ein solches Getriebe
kann beispielsweise ein Achsversatzgetriebe mittels einer Verzahnungspaarung
oder eine Kette sein. Ebenso kann innerhalb des Gehäuses das
Verteilergetriebe selbst angeordnet sein.
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Der
Wellendichtring und insbesondere dessen Dichtlippe ist in vorteilhafter
Weise mittels eines Abweiskragens vor dem abrasivem Einfluss von Spritzwasser
geschützt,
welches während
der Fahrt durch einen Radkasten in Richtung des Wellendichtringes
gespritzt wird. Eine Bodenwanne kann in besonders vorteilhafter
Weise als zusätzlicher
Spritzschutz von unten vorgesehen sein.
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Die
Manschette kann in besonders vorteilhafter Weise zusätzlich die
Welle-Nabe-Verbindung vor Spritzwasser und Schmutz schützen. Dies
ist besonders dann von Vorteil, wenn die Welle-Nabe-Verbindung zumindest
geringfügig
gegeneinander bewegliche Bauteile, wie beispielsweise eine in sich
axialverschiebliche Keilwellenverbindung, aufweist.
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Der
Abweiskragen kann ferner in besonders vorteilhafter Weise einen
Raum innerhalb der Baugruppe vor Schmutz und Spritzwasser schützen. Dieser
Raum kann gegeneinander bewegliche Bauteile aufweisen. Die Bauteile
können
mit Fett gegeneinander geschmiert sein, wobei der Raum nicht hermetisch
abgedichtet sein braucht. Die beweglichen Bauteile können insbesondere
ein Gelenk oder eine Welle-Nabe-Verbindung sein.
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In
besonders vorteilhafter Weise kann vor dem Abweiskragen ein Faltenbalg
liegen, welcher nach außen
aufgeworfen ist. Es können
auch mehrere – insbesondere
zwei – hintereinander
folgende Faltenbälge
vorgesehen sein.
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Der
Faltenbalg kann in besonders vorteilhafter Weise weich ausgeführt sein.
Damit kann der Faltenbalg umlaufende Knickbewegungen bzw. Walkbewegungen
durchführen,
die dadurch bewirkt werden, dass die Seitenwelle mit einem Gelenk
versehen ist, wobei die Rotationsachsen der beiden Gelenkhälften nicht
miteinander fluchten.
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In
einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
ist der Abweiskragen ein separates Bauteil zur Manschette, wobei
der Abweiskragen an der Manschette befestigt ist. Der Abweiskragen
kann demzufolge aus einem anderen Material gefertigt werden, als
die Manschette. Insbesondere kann der Abweiskragen aus verhältnismäßig Kunststoff
oder Aluminium gefertigt sein, wohingegen die Manschette aus einem
Thermoplastwerkstoff besteht. Für
die Manschette sind übliche
Elastomere zwar möglich,
aber sehr weich und damit wenig drehzahlstabil. Der separate Abweiskragen
kann in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung mit seinem Innendurchmesser
als Zentrierung der Manschette auf einen erhabenen Bund der Innenwelle
gesetzt werden. Die Aufteilung auf eine Manschette und einen separat
an dieser befestigten Abweiskragen hat die Vorteile, dass
- – eine
hohe Drehzahlstabilität
und Rundlaufgenauigkeit des Abweiskragens erreicht wird und dadurch
sehr enge Spalte zum Lagergehäuse
des Seitenabtriebes möglich
sind,
- – die
Manschette im Verhältnis
zum Abweiskragen sehr weich ausgestaltet sein kann, so dass die
Manschette
– sehr
dicht an der Hohlwelle und der Innenwelle anliegen kann und
– leichter
montierbar ist.
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In
einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
sind die Manschette und der Abweiskragen einteilig, wobei jedoch
die Wandstärke
des Abweiskragens dicker bzw. verstärkt gegenüber der Manschette ist. Damit
wird ebenfalls eine relativ hohe Drehzahlfestigkeit erreicht, was
mit den oben genannten Vorteilen einher geht. Damit ist die Manschette
im vorderen Bereich flexibel und montagefreundlich und im hinteren
Bereich des Abweiskragens relativ hart und drehzahlstabil. Durch die
Einteiligkeit kann die Bauteilkombination aus Manschette und Abweiskragen
dann kostengünstig hergestellt
sein. Als Material bietet sich dann ein Thermoplast an, der besonders
preisgünstig
als Spritzgussteil hergestellt werden kann.
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Weitere
Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der
Beschreibung und der Zeichnung vor.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung
erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 einen
Teilbereich eines Antriebsstranges im Bereich eines Seitenabtriebs,
der eine Manschette aufweist,
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2 ein
Detail der Manschette aus 1 und
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3 eine
Manschette, die mit einem Abweiskragen zweiteilig ausgeführt ist.
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1 zeigt
einen Teilbereich eines Antriebsstranges im Bereich eines Seitenabtriebs
2.
Der Antriebsstrang ist prinzipiell als Allradantriebsstrang mit front-längs-eingebautem Antriebsmotor
und angeflanschtem Getriebe ausgeführt, wie dies in der
EP 1 321 327 A2 ausführlich dargestellt
ist, die diesbezüglich
hiermit zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht werde soll.
Demzufolge wird größtenteils die
gleiche Terminologie verwendet, wie auch in der
EP 1 321 327 A2 und der
nicht vorveröffentlichten
DE 103 52 223.9-23.
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Ein
Getriebegehäuse 1 ist
in einem Teilbereich als zweigeteiltes Lagergehäuse 4 für einen
Seitenabtrieb 2 ausgestaltet. Innerhalb des zweigeteilten
Lagergehäuses 4 des
Seitenabtriebs 2 ist ein leicht kegeliges Abtriebsritzel 3 angeordnet,
welches einen für
den Vorderachsantrieb bestimmten Anteil des Getriebeantriebsmomentes
vom Verteilergetriebe auf den Seitenabtrieb 2 leitet.
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Dieses
Abtriebsritzel 3 steht im kämmenden Eingriff mit einem
Antriebsritzel und ist mittels einer Kegelrollenlagerung in X-Anordnung
drehbar im Lagergehäuse 4 gelagert.
Das Lagergehäuse 4 weist eine
in Fahrtrichtung vorne liegende Bohrung 99 auf, durch die
ein Ringzapfen 7 des Antriebsritzels 3 nach vorne
hindurchragt. In die besagte Bohrung ist ein Radialwellendichtring
(RWDR) 6 eingesetzt, dessen radial innere Dichtlippe konzentrisch
auf dem Ringzapfen 7 läuft.
Damit dichtet dieser Radialwellendichtring 6 einen Innenraum
innerhalb des Lagergehäuses 4 gegenüber der
Umwelt ab. Somit kann ein Schmieröl, welches sich zur Schmierung
und Kühlung
- – des
Verzahnungseingriffs am Abtriebsritzel 3 und
- – der
Kegelrollenlagerung
im Innenraum innerhalb des Lagergehäuses 4 befindet,
nicht austreten. Dieses Schmier- und Kühlmittel steht in offener Verbindung
zum besagten Verteilergetriebe.
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Innerhalb
des Abtriebsritzels 3 ist ein Gelenk 15 angeordnet.
Dieses Gelenk 15 umfasst eine gegenüber dem Abtriebsritzel 3 im
wesentlichen bewegungsfeste erste Kreuzgelenkhälfte 4 und eine gegenüber dem
Abtriebsritzel 3 bewegliche zweite Kreuzgelenkhälfte 5.
Die zweite Kreuzgelenkhälfte 5 weist
einen relativ langen Wellenzapfen 8 auf, der durch den
besagten Ringzapfen 7 hindurch in Fahrtrichtung nach vorne
führt.
Die vordere Hälfte
des Wellenzapfens 8 ist mit einer Außenverzahnung 9 versehen,
die eine formschlüssig
drehfeste Verbindung mit einer teilweise innenverzahnten Hohlwelle 10 herstellt,
welche entlang des besagten Getriebegehäuses 1 weiter nach
vorne geführt
ist.
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Eine
Manschette 13 aus Gummi erstreckt sich vom hinteren Ende
der Hohlwelle 10 bis kurz vor die Bohrung 99.
Die Manschette 13 weist an deren vorderem Ende 98 eine
um die Achse 97 der Hohlwelle 10 umlaufende Innenringnut 96 auf,
die detailliert in 2 ersichtlich ist. Diese Innenringnut 96 ist über einen
korrespondierend ringförmigen
Absatz 95 der Hohlwelle 10 gezogen. Dazu geht
die Innenringnut 96 an deren vorderem Ende 98 in
eine trichterartig schräg
geneigte Ringlippe 94 über,
die ein Überstülpen der
Innenringnut 96 über
den ringförmigen Absatz 95 ermöglicht,
wobei vor der Ringlippe 94 eine Angriffslippe 93 zum
manuellen angreifen und ziehen liegt. D. h., zur Monatage und Demontage kann
die Angriffslippe 93 mit der Hand gegriffen, abgehoben
und nach vorne oder hinten über
den Absatz 95 gezogen werden.
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Hingegen
weist die Manschette 13 an deren hinterem Ende eine ringförmige Verdickung 92 auf, welche
in die nach hinten weisende Richtung an einem Absatz 91 abgestützt ist,
der mittels eines Radius freistichartig in die Vollzylinderform
des Wellenzapfens 8 übergeht.
Von dieser Verdickung 92 aus erstreckt sich der Abweiskragen 11 radial
nach außen.
Zwischen der Verdickung 92 und einer Verbindung zwischen
der Hohlwelle 10 und der Manschette 13 ist ein
Faltenbalg 80 mit zwei axial aufeinander folgend ausgewölbten Falten 81 angeordnet.
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Der
Abweiskragen 11 weist einen geringen Abstand zu einem Austrittsbereich
des Ringzapfens 7 aus dem Lagergehäuse 4 im Bereich der
Bohrung 99 auf. Da sich einem Ringspalt in diesem Austrittsbereich
die Dichtlippe des besagten Wellendichtringes 6 anschließt, schützt der
Abweiskragen 11 den Wellendichtring und insbesondere dessen
Dichtlippe vor dem abrasivem Einfluss von Schmutz, welcher während der
Fahrt gegen den Abweiskragen 11 geschleudert wird. Am Außenumfang
weist der Abweiskragen 11 eine versteifende und spritzwasserabweisende
Formgebung auf. Dabei wird insbesondere Spritzwasser, dass von der
Fahrbahn nach oben gegen die Manschette 13 bzw. den Abweiskragen 11 geschleudert
wird, von der Dichtlippe des Wellendichtringes 6 fern gehalten.
Dazu erstreckt sich der Abweiskragen 11 am Außenumfang
axial in Richtung auf das Lagergehäuse 4. An dem sich
somit an der Außenkante
des Abweiskragens 11 bildendem Ring 82 ist eine
Umfangsnut eingearbeitet.
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3 zeigt
eine Manschette 113, die mit einem Abweiskragen 111 zweiteilig
ausgeführt
ist. Der Abweiskragen 111 besteht aus einem Kunststoff
oder kann alternativ aus Aluminium gefertigt sein. Um eine hohe
Drehzahlfestigkeit zu erreichen, ist dabei eine hohe Steifigkeit
von Vorteil. Der Abweiskragen 111 ist in einem den Dichtspalt
am Radialwellendichtring 6 abdeckenden Bereich als Scheibe 150 ausgestaltet. Von
dieser Scheibe 150 erstreckt sich am radial innen von dem
Wellenzapfen 8 durchsetzten Bereich eine hinterschneidende
Innenkante 151 nach vorne. Der Kontur dieser Innenkante 151 folgt
die Kontur der Manschette 113, so dass diese Manschette 113 rundum
an der Innenkante 151 des Abweiskragens 111 dichtend
anliegt. Die Manschette 113 liegt somit einerseits am Abweis kragen 111 und
andererseits am Wellenzapfen 8 an. Zur Montage werden die
elastische Manschette 113 und der relativ steife Abweiskragen 111 übereinander
gezogen, wobei die reversible Verformbarkeit der Manschette 113 ausgenutzt wird.
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Der
Abweiskragen 111 hat eine Zusatzfunktion. Dabei liegt die
besagte Innenkante 151 an einem vorstehenden Absatz 191 des
Wellenzapfens 8 an, so dass der Abweiskragen 111 dort
gegenüber
dem Wellenzapfen 8 zentriert ist.
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Generell
sind die üblichen,
für Achsmanschetten
von Radantriebshalbwellen verwendeten, Materialen möglich. Insbesondere
kann ein Thermoplastwerkstoff verwendet werden, der die notwendige Steifigkeit
und damit Drehzahlfestigkeit aufweist.
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Bei
den beschriebenen Ausführungsformen handelt
es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der
beschriebenen Merkmale für
unterschiedliche Ausführungsformen
ist ebenfalls möglich.
Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung
gehörenden
Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien
der Vorrichtungsteile zu entnehmen.