Aufgabe
der Erfindung ist es, bei einem Achsgetriebe eine dichte Verbindung
im Eintrittsbereich der Ritzelwelle zu schaffen.
Erfindungsgemäß weist
das Lagerteil für
die Ritzelwelle einen ringförmigen
Bereich auf, an dessen radial äußerer Mantelfläche ein
Dichtring unter Spannung anliegt der ferner unter Spannung an einer Innenwandung
einer bearbeiteten Ausnehmung im Hauptgehäuse anliegt.
Ein
Vorteil der Erfindung ist, dass die radiale Ausrichtung der Dichtflächen am
Dichtring einen leichten Einbau der Ritzelwellen-Lager-Einheit in
das Hauptgehäuse
ermöglicht,
ohne dass die Gefahr besteht, dass der Dichtring verletzt wird.
Dies ermöglicht
in besonders vorteilhafter Weise die Verwendung eines hochempfindlichen
Dichtringes, der somit insbesondere als O-Ring oder X-Ring ausgeführt sein
kann. Der Dichtring kann insbesondere aus einem Elastomer bestehen.
O-Ringe sind dabei
in vorteilhafter Weise kostengünstiger
als X-Ringe.
Das
Lagerteil kann dabei die Wälzlager
für die
Ritzelwelle unmittelbar aufnehmen. Ebenso kann jedoch auch eine
zusätzliche
Lagerbuchse zur Aufnahme der Wälzlager
mit dem Lagerteil verbunden sein.
Die
bearbeiteten Ausnehmung kann eine Ausdrehung an einer bearbeiteten
Stirnfläche
des Hauptgehäuses
sein, so dass sich die Fertigung der Ausnehmung besonders einfach
gestaltet. Bei dieser Fertigung wird von der hinsichtlich der Lager
definierenden Stirnfläche
ausgegangen. Dabei kann besonders fertigungsgünstig in einer Maschinenaufspannung
- – die
zu bearbeitende Stirnfläche
abgedreht/abgefräst
und
- – die
Ausnehmung für
den Dichtring ausgedreht werden.
In
besonders vorteilhafter Weise kann über die Tiefe der Ausdrehung
eine zusätzliche
axiale Verpressung des Dichtringes sehr genau definiert werden.
Dabei wird der Dichtring axial zwischen dem Boden der Ausdrehung
und der angeschraubten Lagereinheit bzw. dem angeschraubten Deckel
verspannt. Durch diese axiale Verspannung wird zusätzlich die radiale
Verspannung des Dichtringes erhöht.
Dabei
ist zusätzlich
noch eine Distanzscheibe zwischen dem vorgesehen Hauptgehäuse und dem
verschraubten Deckel bzw. der Lagereinheit vorhanden. Diese Distanzscheibe
bestimmt dann den Zahneingriff an der Kegelritzel-Tellerrad-Verzahnung. Der Dichtring
liegt einerseits axial an dieser Distanzscheibe und andererseits
am Boden der Ausdrehung an.
Eine
Distanzscheibe kann jedoch ebenso in vorteilhafter Weise verwendet
werden, ohne dass der Dichtring zusätzlich axial verspannt wird.
Da
die Dicke der Distanzscheibe Fertigungstoleranzen ausgleicht, um
den Zahneingriff an der Kegelritzel-Tellerrad-Verzahnung genau einzustellen, muss
die Dicke der Distanzscheibe zwangsläufig von Achsgetriebe zu Achsgetriebe
variieren. Diese variierende Dicke hat bei der erfindungsgemäßen radialen
Verpressung des Dichtringes keinen Einfluss auf die Höhe der Verpressung,
so dass die Dichtigkeit und die Unversehrtheit des Dichtringes in
jedem Fall gewährleistet
ist. Um eine solche Variierbarkeit der Distanzscheibendicke bei
erfindungsgemäßer Verwendung
eines Dichtringes zu ermöglichen,
kann der erfindungsgemäße ringförmige Bereich
zur Aufnahme des Dichtringes an dessen Stirnfläche ein großes axiales Spiel zum Hauptgehäuse aufweisen.
Ein solches großes
Spiel kann beispielsweise dadurch verwirklich werden, dass im Hauptgehäuse eine
zusätzliche
Ausnehmung koaxial zur besagten bearbeiteten Ausnehmung vorhanden
ist. Die zusätzliche
Ausnehmung kann zur kostengünstigen
Fertigung bereits bei der Urformung im Hauptgehäuse aus Guss hergestellt sein.
In
besonders vorteilhafter Weise kann der Dichtring ohne Vorspannung
oder mit leichter Vorspannung auf den ringförmigen Bereich das Lagerteil aufgesetzt
werden. Die Vorspannung des Dichtringes gegenüber dem Lagerteil ergibt bzw.
erhöht
sich dann erst bei der Montage, wenn der Dichtring gegen die Innenwandung
der bearbeiteten Ausnehmung im Hauptgehäuse gedrückt wird.
Dabei
zeigen:
1 ein Vorderachsgetriebe
in Einbaulage,
2 eine geschnittene Darstellung
entlang Linie II-II aus 1,
wobei der Schnitt durch zwei parallel versetzt zueinander liegende
Hauptebenen verläuft
und
3 ein Detail aus 2.
Soweit
nicht explizit anderweitig in Bezug genommen beziehen sich im Folgenden
die Ausdrücke „axial" und „radial" auf eine Rotationsachse
bzw. Lagerachse 14-14 einer Antriebsritzelwelle 6.
1 zeigt ein Vorderachsgetriebe 1 eines Kraftfahrzeuges
in Einbaulage. Das Kraftfahrzeug ist ein allradgetriebenes Kraftfahrzeug
mit einem front-längs
eingebautem Antriebsmotor und einem sich letzterem längs anschließenden Getriebe, welches
in einem Getriebetunnel angeordnet ist. Von dem Getriebe geht eine
nicht näher
dargestellte Seitenwelle ab, die einen Anteil des Antriebsmomentes auf
das Vorderachsgetriebe 1 überträgt. Ein solcher Allrad-Antriebsstrang ist
ausführlich
in der DE 103 33 947.7-14, der DE 103 33 946.9-12 und der DE 103
33 945.0-12 dargestellt.
Das
Vorderachsgetriebe 1 weist ein Hauptgehäuse 11 auf, welches
im Bereiche einer Ölwanne an
ein Gehäuse
des Antriebsmotors angeschraubt ist. Das Hauptgehäuse 11 ist
mit zwei Deckeln 201, 202 verschlossen bzw. verschraubt.
Dabei ist der eine Deckel 202 als großer Deckel 202 ausgeführt und
dient der Montierbarkeit bzw. Einführbarkeit eines Ausgleichsgetriebes 203 in
das Hauptgehäuse 11.
In dieses Hauptgehäuse 11 ragt
die Antriebsritzelwelle 6, die über einen Flansch 2 mit
der besagten Seitenwelle verschraubt ist. Im Eintrittsbereich dieser in 2 ersichtlichen Antriebsritzelwelle 6 ist
das Vorderachsgetriebe 1 mit dem kleinen zweigeteilten Deckel 201 verschlossen,
in welchem eine Lagerbuchse 100 eingesetzt ist.
Die
Antriebsritzelwelle 6 rotiert mit einem Ritzelkopf 34 innerhalb
der Lagerbuchse 100 um die Lagerachse 14-14.
Mit dem Ritzelkopf 34 kämmt
ein Tellerrad 200.
Die
Antriebsritzelwelle 6 ist über zwei in O-Anordnung zueinander
stehende Kegelrollenlager 7, 8 in einer Lagerbuchse 100 gelagert.
Das Kegelrollenlager 8 bildet dabei ein Ritzelflanschlager
bzw. ein ritzelkopffernes Lager. Hingegen bildet das Kegelrollenlager 7 ein
ritzelkopfnahes Lager. Zur Wellenlagerung weist die Lagerbuchse 100 zwei
radiale Lagerflächen
und zwei als Lagerschulter ausgebildete Axialanlageflächen auf.
Die Lagerbuchse 100 ist in radialer Richtung über eine
Passfläche 204 in
dem Hauptgehäuse 11 und über eine
Passfläche 205 in
einem Lagerteil 101 des kleinen zweigeteilten Deckels 201 gelagert.
Die Passfläche 204 ist
dabei seitens der Lagerbuchse 100 durch umfangsmäßige Ausfräsungen 206 unterbrochen,
wie solche beispielsweise aus 3 der
DE 103 31 348.6-12 bekannt sind. Durch diese Ausfräsungen 206 wird
ein Zugang von Öl
zu den Kegelrollenlagern 7 und 8 ermöglicht.
Dieses Öl
stammt aus dem Ölsumpf
des Hauptgehäuses 11 und
wird infolge der Rotation bzw. dem Zahneingriff an der Kegelritzel-Tellerrad-Zerzahnung innerhalb
des Hauptgehäuses 11 umgewälzt bzw.
zu den besagten Ausfräsungen 206 geschleudert.
Die
Lagerbuchse 100 ist über
ein Außengewinde 102 mit
dem Lagerteil 101 verschraubt, so dass die Lagerbuchse 100 und
das Lagerteil 101 zusammen eine im wesentlichen rotationssymmetrische
Lagereinheit bilden. Das Lagerteil 101 weist dabei ein
entsprechendes Innengewinde 103 auf. Der kleine zweigeteilte
Deckel 201 ist über
mehrere Schrauben 35 mit dem Hauptgehäuse 11 verschraubt.
Diese Schrauben 35 sind umfangsmäßig ungleichmäßig verteilt.
Dabei ist Teil des zweigeteilten Deckels 201 ein separater
Haltering 104, der das Lagerteil 101 und die Lagerbuchse 100 mittels
der Schraube 35 gegen eine am Hauptgehäuse 11 anliegenden
Distanzscheibe 105 verspannt. Somit ist eine freie Positionierbarkeit
der Lagereinheit gegenüber dem
Hauptgehäuse 11 ermöglicht,
was auch eine freie bzw. stufenlose Positionierbarkeit der Ausfräsung 206 ermöglicht.
Somit können
diese Ausfräsungen 206 für eine optimale Ölzuführung für die Kegelrollenlager 7, 8 positioniert werden.
Die Position des Antriebsritzels 34 zum Tellerrad 200 wird
in kaltem Temperaturzustand in axialer Richtung über die Distanzscheibe 105 festgelegt.
3 zeigt ein Detail im Nahbereich
dieser Distanzscheibe 105.
Bezüglich des
Hauptgehäuses 11 innenseitig von
der Distanzscheibe 105 ist ein Dichtring 106 angeordnet,
mit welchem das Getriebeöl
daran gehindert wird, das Vorderachsgetriebe 1
- – durch
den Spalt zwischen dem Hauptgehäuse 11 und
dem zweigeteilten Deckel 201 oder
- – durch
den Spalt zwischen dem Lagerteil 101 und dem Haltering 104
zu
verlassen.
Das
Lagerteil 101 weist an dessen axial innerem Ende
- – einen
radial nach außen
kragenden Ring 207 und
- – eine
sich axial nach innen erstreckenden Dichthülse 208
auf.
Der Ring 207 wird mittels der Schraube 35 zwischen
dem Haltering 104 und dem Hauptgehäuse 11 verspannt,
so dass eine bearbeitete Fläche
des Ringes 207 an der Distanzscheibe 105 unter
Spannung anliegt.
In
dem Scheitelpunkt zwischen dem Ring 207 und der Dichthülse 208 liegt
ein Freistich, der es ermöglicht,
die Distanzscheibe 105 mit großem Spiel auf der Dichthülse 208 zu
führen,
ohne dass die Distanzscheibe 105 sich beim Festspannen
der Schrauben 35 in das Material des Lagerteils 101 drückt.
Die
Dichthülse 208 ragt
in der auf das Getriebeinnere weisenden Richtung über die
Distanzscheibe 105 hinaus, so dass von
- – der Dichthülse 208,
- – der
Distanzscheibe 105 und
- – einer
Ausdrehung 209
ein Ringraum eingeschlossen wird,
in dem der als O-Ring ausgeführte
Dichtring 106 verspannt ist.
Radial
innenseitig liegt der Dichtring 106 an der Dichthülse 208 unter
Spannung an. Hingegen liegt der Dichtring 106 radial außenseitig
unter Spannung an der radialen Innenwandung 211 der Ausdrehung 209 an.
Diese Ausdrehung 209 weist dabei eine Fase 212 zum
zerstörungsfreien
Einlegen des O-Ringes auf. Damit während der Montage beim Einführen des
Lagerteils 101 nicht der O-Ring zerstört wird, ist die Dichthülse 208 am
Ende an deren radial äußerer Kante
mit einer konvexen Rundung ausgeführt.
Um
eine Variierbarkeit der Distanzscheibendicke über die große Stückzahl der Vorderachsgetriebe 1 bei
Verwendung des Dichtringes 106 zu ermöglichen, weist die Dichthülse 208 zur
Aufnahme des Dichtringes 106 an deren Stirnfläche 300 ein
großes axiales
Spiel zum Hauptgehäuse 11 auf.
Ein solches großes
axiales Spiel ist dabei dadurch verwirklich, dass im Hauptgehäuse 11 eine
zusätzliche
Ausnehmung 301 koaxial zur besagten bearbeiteten Ausdrehung 209 vorhanden
ist. Die zusätzliche
Ausnehmung 301 ist zur kostengünstigen Fertigung bereits bei
der Urformung des Hauptgehäuses 11 aus
Gussmaterial hergestellt.
Der
Haltering 104, das Lagerteil 101 und die Distanzscheibe 105 sind
aus Stahl gefertigt. Die Lagerbuchse 100 und das Hauptgehäuse 11 sind
hingegen aus Aluminium gefertigt. Damit wird gewährleistet, dass die sich axial
relativ stark in entgegen gesetzter Richtung ausdehnenden Aluminiumteile – d.h. Lagerbuchse 100 und
Hauptgehäuse 11 – nicht den
empfindlichen Zahneingriff an der Kegelritzel-Tellerrad-Verzahnung verstellen.
Relativ starke Ausdehnung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass
Aluminium einen relativ hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten
gegenüber
dem Stahl hat, aus dem der Haltering 104, das Lagerteil 101 und
die Distanzscheibe 105 gefertigt sind.
In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können der Deckel 201 und
das Lagerteil 101 jedoch auch einteilig aus Aluminium oder
Stahl ausgeführt
sein.
Anstellen
eines O-Ringes kann auch ein funktionell gleichwertiger Dichtring,
wie beispielsweise ein X-Ring Anwendung finden.
In
einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann der Dichtring
sowohl radial als auch axial unter Spannung anliegen.
Ferner
kann ein Serienumfang in größerer Stückzahl vorgesehen
sein, bei dem die Toleranzen innerhalb der Fertigungsstreuung so
ausgelegt sind, dass einige Dichtringe ausschließlich radial und andere Dichtringe
radial und axial unter Spannung anliegen.
Anstelle
als Vorderachsgetriebe kann die beschriebene Anordnung auch in einem
Hinterachsgetriebe Anwendung finden.
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.