DE102006043645A1 - Triebachse für ein Leicht-Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Eine Triebachse für ein Leicht-Fahrzeug mit Kettenantrieb und einem Differentialgetriebe soll möglichst einfach, billig und trotzdem robust sein. Das wird dadurch erreicht, dass DOLLAR A - die Achskegelräder (11, 12) in ihren Halbachsen (6, 7) einstückig und über Festlager (8, 8') mit dem Fahrzeug verbunden sind, DOLLAR A - eine der Halbachsen (6) als Rohr ausgebildet ist, das eine Innenwelle (13) gelagert aufnimmt, welche in der anderen Halbachse (7) fest steckend ist, DOLLAR A - der Differentialkorb (22, 22') eine die Ausgleichskegelräder (20) und die umgebende Kalotte und mit einem Kettenrad (25) fest verbunden ist. DOLLAR A Der Differentialkorb besteht aus zwei symmetrischen Schalen (22, 22'), zwischen denen das Kettenrad (25) direkt mit den Ausgleichsbolzen befestigt ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Triebachse für ein Leicht-Fahrzeug mit Kettenantrieb und einem Differentialgetriebe, das aus einem Differentialkorb, Ausgleichskegelrädern und zwei Achskegelrädern besteht. Das Leicht-Fahrzeug kann ein zweispuriger Kleinstwagen, ein Go-Kart oder ein sogenanntes „Quad" sein, auf dem der Fahrer wie auf einem Motorrad sitzt und mittels eines ebenfalls von einem Motorrad entlehnten Lenkers die Räder der Vorderachse lenkt. Derartige Fahrzeuge haben in ihrer einfachsten Form eine durchgehende Antriebsachse ohne Differential, die beiden Räder sind also starr miteinander verbunden, wobei die Antriebsachse mittig im Fahrzeug beziehungsweise einer mittigen Achsschwinge gelagert ist. Bei dieser Bauweise ist die Einfügung eines Differentials schwierig, weil es die Hinterachse in zwei Hälften trennt, die gegeneinander einknicken würden.
• Aus der US 6,210,299 ist eine solche Triebachse bekannt. Sie besteht dort aus zwei in einem mittigen Rohr steckenden als Rohr ausgebildeten Halbachsen, wobei das mittige Rohr ein Tellerrad trägt und in einem mit dem Fahrzeug oder einer mittigen Schwinge fest verbundenen Differentialgehäuse gelagert ist. In dem Differentialgehäuse ist ein mit dem Tellerrad kämmender Triebling gelagert. Das Rohr enthält zwei Ausgleichsräder eines Differentialgetriebes, die Halbachsen sind an ihren proximalen Enden als Abtriebskegelräder ausge bildet und zu ihrer axialen Fixierung mit einem Gewindebolzen zusammengespannt. Die Lagerung der Halbachsen im Differentialgehäuse beeinträchtigt die Fahreigenschaften und erzeugt zwischen dem mittigen Rohr und den Halbachsen erhebliche Querkräfte, die eine Lagerung der Halbachsen im mittigen Rohr aufnehmen müsste, wie ist nicht angegeben.
• Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Triebachse mit einem Differential zu schaffen, die gute Fahreigenschaften gewährleistet und trotzdem leicht und billig ist. Erfindungsgemäß wird das mit den kennzeichnenden Merkmalen des 1. Anspruches erreicht.
• Zur Verbindung mit dem Fahrzeug der erfindungsgemäßen Triebachse mit dem Fahrzeug ist meist eine Achsschwinge vorgesehen. Die beiden Halbwellen sind über die Innenwelle gegeneinander verdrehbar, aber sehr biegesteif miteinander verbunden. Weil beide Halbachsen in Festlagern gelagert und somit in axialer Richtung festgelegt sind, wird für die Innenwelle kein Spurlager (das dort auch schwer unterzubringen wäre) benötigt und braucht der Differentialkorb in keiner Weise an der Achsführung mitzuwirken. Der Differentialkorb dient so eigentlich nur mehr als „Abstandhalter" für die Ausgleichskegelräder und als Bindeglied zwischen dem Kettenrad und den Achsen der Ausgleichskegelräder. Über die Lagerbuchse der Kettenradlagerung wird er auch zentriert, sodass er selbst gar keine Lager braucht. So wird insgesamt bei niedersten Fertigungs- und Montagekosten eine technisch einwandfreie Lösung erzielt.
• Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass der Differentialkorb aus zwei bezüglich der Ebene der Ausgleichsbolzen symmetrischen Schalen besteht, das Kettenrad in der Ebene der Ausgleichsbolzen liegt und beiderseits mit einer Schale verbunden ist (Anspruch 2). So unterliegen die Schalen selbst keiner Beanspruchung, weil das Antriebsmoment vom Kettenrad auf kürzestem Wege auf die Ausgleichsbolzen übertragen wird. Die Schalen können somit aus Blech als einfache Ziehteile hergestellt sein, wobei ihre Symmetrie sie zu Gleichteilen macht. Dazu haben die Schalen an ihren einander zugewandten Seiten Erweiterungen für die Aufnahme der Ausgleichsbolzen und einen in einer achsnormalen Ebene liegenden Flansch zur Verbindung mit dem Kettenrad (Anspruch 3).
• Es ist besonders vorteilhaft, das Kettenrad mit die Ausgleichskegelräder aufnehmenden Fenstern und Ausschnitten zu versehen, die in die Ausgleichsbolzen eingreifen und das Kettenrad auf der Innenwelle zentrieren. (Anspruch 4). So wird das Antriebsmoment direkt vom Kettenrad auf die Ausgleichsbolzen übertragen.
• Wenn auch der Differentialkorb keine eigene Lagerung braucht, so haben die Schalen doch an ihren einander abgewandten Seiten Sitze für eine Dichtung, die den Differentialkorb bezüglich der Halbachsen abdichten (Anspruch 5). So wird Schmutz von den Kegelrädern ferngehalten und das Austreten von Schmiermittel verhindert.
• Ein vorteilhaftes Detail besteht darin, dass zwischen den Achskegelrädern mindestens ein die Innenwelle umgebender Ring vorgesehen ist (Anspruch 6). Der Ring beziehungsweise die Ringe dienen als Anlaufscheiben oder Distanzringe zum Einstellen des Zahnspieles beziehungsweise eines minimalen Zahnspieles.
• In der bevorzugten Ausführungsform ist die Innenwelle in der als Rohr ausgebildeten Halbachse an deren innerem Ende und in einiger Entfernung von dieser in Gleitlagern gelagert (Anspruch 7).
• Schließlich ist es noch im Rahmen der Erfindung, auf den Halbachsen in der Nähe der Achskegelräder Bremsscheiben fest anzubringen (Anspruch 8). So liegen diese in günstig geringem Abstand von den Lagern der Halbachsen und voneinander. Letzteres erlaubt den Einsatz einer Scheibenbremse mit Doppelsattel, die auf besonders einfache Weise auf beide Scheiben gleichzeitig einwirkt.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar:
• 1: Ein longitudinaler Schnitt der erfindungsgemäßen Achse,
• 2: deren Zentralteil, vergrößert,
• 3: Schnitt nach III-III.
• In 1 ist von dem Leichtfahrzeug nur die Achsschwinge 1 mit ihren beiderseitigen Lageraugen 2, 2' für die Aufnahme einer erfindungsgemäßen Hinterachse 3 zu sehen. Sie hat zwischen den Lageraugen 2, 2' ein Differential 4 und an ihren äußeren Enden Radflansche 5, 5'. Die Radflansche 5, 5' sind an den äußeren Enden der über die Lageraugen 2, 2' weit hinausragenden Halbachsen 6, 7 befestigt. Die im Bild rechte Halbachse 6 ist als Rohr ausgebildet, die linke Halbachse 7 kann ebenfalls, muss aber nicht, als Rohr ausgebildet sein. Die Halbachsen 6, 7 sind jeweils in einem von den Lageraugen 2, 2' teilweise umfassten Achslager 8, 8' in der Achsschwinge 1 gelagert. Ihre Rotationsachse ist mit 9 bezeichnet.
• In 2 ist zu erkennen, dass das Achslager im Lagerauge 2 in Achsrichtung fest sitzt und dass die linke Halbachse 7 eine Schulter 10 hat, die sich ebenfalls am Achslager 8 abstützt. Gegebenenfalls können nicht dargestellte Distanzringe eingelegt sein. Das Achslager 8 ist somit, zumindest gegen Ver schiebung nach aussen, ein Festlager. Das rechte Achslager 8' (1) ist spiegelverkehrt ausgeführt und somit ebenfalls ein Festlager. Beide Halbachsen 6, 7 sind an ihren inneren Enden jeweils mit einem Achskegelrad 11 (links), 12 (rechts) vereint, beziehungsweise wie abgebildet, einstückig. Um die Biegesteifigkeit der gesamten Achse sicherzustellen, sind die beiden Halbachsen 6, 7 mittels einer Innenwelle 13 biegesteif miteinander verbunden. Die Innenwelle 13 ist hier ebenfalls rohrförmig ausgebildet und an zwei Stellen 14 in die linke Halbachse 7 eingepreßt, also fest mit ihr verbunden. Die Innenwelle 13 könnte auch mit der linken Halbachse 7 einstückig sein. Sie dreht sich somit mit der linken Halbachse 7 und ragt weit nach außen in die rechte rohrförmige Halbachse 6 hinein. In dieser ist sie in zwei weit auseinander liegenden Gleitlagern 15, 16 drehbar gelagert. Das Gleitlager 15 ist am inneren Ende der rechten Halbachse ausgebildet, das zweite Gleitlager 16 in der Nähe des Achslagers 8' (siehe 1). So bilden die beiden Halbachsen 6, 7 obwohl relativ zueinander verdrehbar, eine steife Einheit.
• Das Differential 4 besteht weiters aus auf Ausgleichsbolzen 21 gelagerten Ausgleichskegelrädern 20 und einem aus zwei Schalen 22, 22' zusammengesetzten Differentialkorb. Die beiden Schalen 22, 22' sind identisch, sie umschließen die Ausgleichskegelräder 20 mit einem kugelkalottenförmigen Teil, der auf ihren einander zugekehrten Seiten über eine Erweiterung 23 in Flansche 24, 24' übergeht. Die Erweiterung 23 kann die Ausgleichsbolzen 21 umschließen oder ununterbrochen rundum verlaufen. Zwischen den Flanschen 24, 24' der beiden Schalen 22, 22' ist ein Kettenrad 25 angeordnet und fest mit den beiderseitigen Schalen verbunden, beispielsweise verschraubt oder vernietet.
• In 3 ist zu sehen, dass das Kettenrad 25 auf der Innenwelle 13 unter Zwischenschaltung einer Büchse 30 zentriert ist, Fenster 29 für die Aufnahme der Ausgleichskegelräder 20 und Ausschnitte 26 für die kraftschlüssige Verbindung mit den Ausgleichsbolzen 21 hat. Auf diese Weise wird die über das Kettenrad 25 eingeleitete Antriebskraft direkt auf den Ausgleichsbolzen 21 übertragen und gleichzeitig die Ausgleichskegelräder nach außen abgestützt. Das ist möglich, weil das Kettenrad 25 in der Ebene der Achsen der Ausgleichsbolzen 21 liegt.
• Wieder in 2 ist weiters zu sehen, dass die Schalen 22, 22', Sitze 27 für Dichtungen 28 bilden, die das Innere des Differentialkorbes gegenüber den Halbachsen 6, 7 abdichten. Aus dem gesagten folgt, dass die Schalen 22, 22' praktisch keine Kräfte aufzunehmen haben. Deshalb können sie als leichte Blechpressteile ausgeführt sein. Als Distanzringe ausgeführte Anlaufscheiben 31, 31' stellen im Zusammenwirken mit der Lagerbüchse 30 ein minimales Zahnspiel zwischen den Kegelrädern sicher.
• Schließlich haben die Halbachsen 6, 7 etwas außerhalb der Dichtungen 28 zylindrische Sitzflächen 35 für Bremsscheiben 36, 36'. Sie können über einen gemeinsamen auf der Schwinge 1 befestigten Bremssattel 37 betätigt werden.
• Dadurch, dass beide Achslager 8 Festlager sind, ist sie besonders leicht zu zerlegen und zusammenzubauen. Sobald die Lager 8 von den Lageraugen 2, 2' getrennt sind, und die Schalen 22, 22' durch Lösen ihrer festen Verbindung voneinander getrennt sind, können die beiden Halbachsen 6, 7 einfach auseinandergezogen werden.

Claims (8)

1. Triebachse für ein Leicht-Fahrzeug mit Kettenantrieb und einem Differentialgetriebe, das aus einem Differentialkorb, Ausgleichskegelrädern und zwei Achskegelrädern besteht, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Achskegelräder (11, 12) mit ihren Halbachsen (6, 7) fest verbunden oder einstückig sind und jede Halbachse (6, 7) über ein Festlager (8, 8') mit dem Fahrzeug verbundenen ist, b) eine der Halbachsen (6) als Rohr ausgebildet ist, das eine Innenwelle (13) gelagert aufnimmt, welche Innenwelle (13) in der anderen Halbachse (7) steckt und mit ihr fest verbunden ist, c) der Differentialkorb (22, 22') eine die Ausgleichskegelräder (20) und die äusseren Enden ihrer Ausgleichsbolzen (21) umgebende Kalotte und mit einem Kettenrad (25) fest verbunden ist
2. Triebachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Differentialkorb aus zwei bezüglich der Ebene der Ausgleichsbolzen (21) symmetrischen Schalen (22, 22') besteht, das Kettenrad (25) in der Ebene der Achsen der Ausgleichsbolzen (21) liegt und beiderseits mit einer Schale (22, 22') verbunden ist.
3. Triebachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalen (22, 22') an ihren einander zugewandten Seiten Erweiterungen (24) für die Aufnahme der Ausgleichsbolzen (21) und einen in einer achsnormalen Ebene liegenden Flansch (24, 24') zur Verbindung mit dem Kettenrad (25) haben.
4. Triebachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenrad (25) die Ausgleichskegelräder (20) aufnehmende Fenster (29) und Ausschnitte (26) hat, in die die Ausgleichsbolzen (21) eingreifen und auf der Innenwelle (13) zentriert ist.
5. Triebachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalen (22, 22') an ihren einander abgewandten Seiten Sitze (27) für eine Dichtung (28) haben, die den Differentialkorb (23, 23') bezüglich der Halbachsen (6, 7) abdichten.
6. Triebachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Achskegelrädern (11, 12) mindestens ein die Innenwelle (13) umgebender Ring (30, 31) vorgesehen ist.
7. Triebachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwelle (13) in der als Rohr ausgebildeten Halbachse (6) an deren innerem Ende und in einiger Entfernung von dieser in Gleitlagern (15, 16) gelagert ist.
8. Triebachse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Halbachsen (6, 7) in der Nähe der Achskegelräder (11, 12) Bremsscheiben (36) befestigt sind.