DE102007004173A1

DE102007004173A1 - Portalgetriebe und Kraftfahrzeug mit Portalgetriebe

Info

Publication number: DE102007004173A1
Application number: DE200710004173
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Brendel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2007-01-27
Filing date: 2007-01-27
Publication date: 2008-07-31

Abstract

Portalgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem angetriebenen Achsschenkel (28), umfassend - ein drehfest auf einer Antriebswelle, die mit dem Achsschenkel (28) drehfest koppelbar ist, angeordnetes Antriebszahnrad (18), - ein mit dem Antriebszahnrad (18) kämmendes, drehfest auf einer Zwischenwelle angeordnetes Zwischenzahnrad (20) und - ein mit einem Zwischenzahnrad (20) kämmendes, drehfest auf einer Abtriebswelle, die drehfest mit einem Laufrad des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, angeordnetes Abtriebszahnrad (22), wobei die Antriebswelle im Einbauzustand im Kraftfahrzeug unterhalb der Abtriebswelle angeordnet ist, wobei die Zwischenwelle ein mit dem Antriebs- und dem Abtriebszahnrad (18; 22) kämmendes Zwischenzahnrad (20) aufweist und das Antriebs-, das Zwischen- und das Abtriebszahnrad (18; 20; 22) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Portalgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem angetriebenen Achsschenkel, umfassend

– ein drehfest auf einer Antriebswelle, die mit dem Achsschenkel drehfest koppelbar ist, angeordnetes Antriebszahnrad,
– ein mit dem Antriebszahnrad kämmendes, drehfest auf einer Zwischenwelle angeordnetes Zwischenzahnrad und
– ein mit einem Zwischenzahnrad kämmendes, drehfest auf einer Abtriebswelle, die drehfest mit einem Laufrad des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, angeordnetes Abtriebszahnrad,

Derartige Portalgetriebe sind bekannt aus der DE 10 2004 003 654 A1 . Unter einem Portalgetriebe versteht man ein im Bereich eines Laufrades eines Kraftfahrzeugs angeordnetes Getriebe, welches einen angetriebenen Achsschenkel mit dem Laufrad koppelt. Das bekannte Portalgetriebe ist so ausgestaltet, dass unter Beibehaltung der Lagerpunkte der Wellen ein Über- oder Untersetzungsverhältnis durch Wahl der Größen von Zwischen- und Abtriebszahnrädern bei der Montage wählbar ist. Hierzu weist die Zwischenwelle zwei axial benachbarte Zwischenzahnräder auf. Das erste Zwischenzahnrad kämmt mit dem Antriebszahnrad und das zweite Zwischenzahnrad kämmt mit dem Abtriebszahnrad. Das bekannte Portalgetriebe wird insbesondere bei Niederflurfahrzeugen, wie etwa Stadtomnibussen eingesetzt, um die Stufenhöhe beim Ein- und Ausstieg zu verringern. Hierbei wird der Laufradmittelpunkt durch das Portalgetriebe über den Einkoppelpunkt des Achsschenkels angehoben, d. h. das Fahrzeug wird gegenüber seinen Laufrädern abgesenkt.
Nachteilig bei dem bekannten System ist, dass das Portalgetriebe eine spezielle Achsgeometrie verlangt. Insbesondere durch die Breite des Portalgetriebes ist es erforderlich, die Achsschenkel deutlich kürzer zu gestalten, als dies ohne Portalgetriebe erforderlich wäre. Dieser Nachteil fällt besonders ins Gewicht, wenn Fahrzeugversionen mit optionalem Portalgetriebe neben Fahrzeugversionen ohne Portalgetriebe eingesetzt werden sollen. Das bekannte System erfordert dann nämlich im Wesentlichen eine komplette Neukonstruktion der gesamten Achsanlage.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein bekanntes Portalgetriebe derart weiterzuentwickeln, dass existierende Fahrzeuge ohne großen Aufwand mit Portalgetrieben nachgerüstet werden können.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Zwischenwelle ein mit dem Antriebs- und dem Abtriebszahnrad kämmendes Zwischenzahnrad aufweist und das Antriebs-, das Zwischen- und das Abtriebsrad im Einbauzustand im Kraftfahrzeug in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.
Die Verwendung nur eines Zwischenzahnrades, das in einer Ebene mit dem Antriebs- und Abtriebszahnrad liegt, minimiert den axialen Bauraum des Portalgetriebes und ermöglicht so die Weiterverwendung der bestehenden Achsgeometrie bei zusätzlichem Einbau des Portalgetriebes. In der Regel wird maximal eine Kürzung des Achsschenkels erforderlich sein.
Bei den bekannten Varianten ist der Achsschenkel ein Teil einer Gelenkachse. Es ist jedoch auch möglich, die Erfindung auf Starrachsen anzuwenden, d. h. in Fällen in denen der Achsschenkel Teil einer Starrachse ist. Das Portalgetriebe kann sowohl zum "Höherlegen" als auch zum "Tieferlegen" eines Fahrzeugs verwendet werden. Im ersten Fall ist die Antriebswelle im Einbauzustand oberhalb der Abtriebswelle angeordnet. Im zweiten Fall ist die Antriebswelle im eingebauten Zustand unterhalb der Abtriebswelle angeordnet.
Durch das erfindungsgemäße Portalgetriebe lassen sich Fahrzeuge leicht nach individuellen Kundenwünschen auslegen. So ermöglicht die Erfindung beispielsweise die Schaffung eines Kraftfahrzeugs mit besonders großen Laufrädern. Es handelt sich dabei um ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem angetriebenen Achsschenkel zum Antrieb eines mit dem Achsschenkel gekoppelten Laufrades, das in einem einen oberen Bereich des Laufrades umgreifenden und von zwei unteren Abschlusskanten begrenzten Radhaus gefedert angeordnet ist, wobei der Achsschenkel mit dem Laufrad über ein Portalgetriebe gekoppelt ist, welches umfasst:

– ein drehfest auf einer mit dem Achsschenkel drehfest verbundenen Antriebswelle angeordnetes Antriebszahnrad,
– ein mit dem Antriebszahnrad kämmendes, drehfest auf einer Zwischenwelle angeordnetes Zwischenzahnrad und
– ein mit einem Zwischenzahnrad kämmendes, drehfest auf einer Abtriebswelle, die drehfest mit dem Laufrad verbunden ist, angeordnetes Abtriebszahnrad, wobei die Zwischenwelle ein mit dem Antriebs- und dem Abtriebszahnrad kämmendes Zwischenzahnrad aufweist und der Durchmesser des Laufrades größer ist als der lichte Durchmesser des Radhauses und die Abtriebswelle um soviel unterhalb der Antriebswelle angeordnet ist, dass ein vorgegebener Mindestabstand zwischen der radialen Außenfläche des Laufrades und den unteren Abschlusskanten des Radhauses in keinem Federungszustand unterschritten wird.

Mit dem "lichten Durchmesser" des Radhauses wird hier der Durchmesser eines Kreises bezeichnet, der unter Berücksichtigung des Federweges der Radaufhängung maximal großes und so weit wie möglich in das Radhaus eingeschmiegtes Laufrad umschreibt. Durch deutliche Versetzung des Radmittelpunktes, d. h. im Wesentlichen der Abtriebswelle des Portalgetriebes, gegenüber dessen Antriebswelle können Laufraddurchmesser verwendet werden, die ansonsten nicht in das Radhaus passen würden, ohne wenigstens im eingefederten Zustand mit dessen unteren Abschlusskanten zu kollidieren.
Günstigerweise sind das Antriebs-, das Zwischen- und das Abtriebsrad sowie die Antriebs-, die Zwischen- und die Abtriebswelle in einem gemeinsamen Portalgehäuse angeordnet und bilden mit diesem eine im Bereich der Radaufhängung des Kraftfahrzeugs nachrüstbare Baueinheit. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn Koppelmittel zur Kopplung des Achsschenkels mit der Antriebswelle gleich ausgebildet sind wie Koppelmittel zur Kopplung der Abtriebswelle mit dem Laufrad, sodass der Achsschenkel direkt mit dem Laufrad koppelbar ist. Dies hat den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Portalgetriebe auf besonders einfache Weise, insbesondere ohne Austausch der Koppelmittel, in Serienfahrzeuge eingebaut werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der speziellen Beschreibung und der Figur.
Es zeigt:
1 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Portalgetriebes.
1 zeigte eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Portalgetriebes 10, dessen Portalgehäuse 12 zusammen mit dem Bremssattel 14, der auf die Bremsscheibe 16 eines Kraftfahrzeugs einwirkt, an einem nicht näher dargestellten Nabenträger festgelegt ist. Das Portalgetriebe 10 umfasst ein Antriebszahnrad 18, das mit einem Zwischenzahnrad 20 kämmt, welches seinerseits mit einem Abtriebszahnrad 22 kämmt. Das Antriebszahnrad 18 ist über eine Innenverzahnung 24 und eine korrespondierende Außenverzahnung 26 des Achsschenkels 28 mit diesem koppelbar. Das Abtriebszahnrad 22 ist drehfest mit der Bremsscheibe 16 und dem nicht dargestellten Laufrad des Kraftfahrzeugs gekoppelt.
Natürlich stellt die in der speziellen Beschreibung diskutierte und in der Figur gezeigte Ausführungsform nur ein illustratives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar.

10: Portalgetriebe
12: Portalgehäuse
14: Bremssattel
16: Bremsscheibe
18: Antriebszahnrad
20: Zwischenzahnrad
22: Abtriebszahnrad
24: Innenverzahnung
26: Außenverzahnung
28: Achsschenkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004003654 A1 [0002]

Claims

Portalgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem angetriebenen Achsschenkel (28), umfassend – ein drehfest auf einer Antriebswelle, die mit dem Achsschenkel (28) drehfest koppelbar ist, angeordnetes Antriebszahnrad (18), – ein mit dem Antriebszahnrad (18) kämmendes, drehfest auf einer Zwischenwelle angeordnetes Zwischenzahnrad (20) und – ein mit einem Zwischenzahnrad (20) kämmendes, drehfest auf einer Abtriebswelle, die drehfest mit einem Laufrad des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, angeordnetes Abtriebszahnrad (22), wobei die Antriebswelle im Einbauzustand im Kraftfahrzeug unterhalb der Abtriebswelle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle ein mit dem Antriebs- und dem Abtriebszahnrad (18; 22) kämmendes Zwischenzahnrad (20) aufweist und das Antriebs-, das Zwischen- und das Abtriebszahnrad (18; 20; 22) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.
Portalgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem angetriebenen Achsschenkel (28), umfassend – ein drehfest auf einer Antriebswelle, die mit dem Achsschenkel (28) drehfest koppelbar ist, angeordnetes Antriebszahnrad (18), – ein mit dem Antriebszahnrad (18) kämmendes, drehfest auf einer Zwischenwelle angeordnetes Zwischenzahnrad (20) und – ein mit einem Zwischenzahnrad (20) kämmendes, drehfest auf einer Abtriebswelle, die drehfest mit einem Laufrad des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, angeordnetes Abtriebszahnrad (22), dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle ein mit dem Antriebs- und dem Abtriebszahnrad (18; 22) kämmendes Zwischenzahnrad (20) aufweist und der Achsschenkel (28) Teil einer Starrachse ist.
Portalgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebs-, das Zwischen- und das Abtriebszahnrad (18; 20; 22) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.
Portalgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebs-, das Zwischen- und das Abtriebszahnrad (18; 20; 22) sowie die Antriebs-, die Zwischen- und die Abtriebswelle in einem gemeinsamen Portalgehäuse (12) angeordnet sind, und mit diesem eine im Bereich einer Radaufhängung des Kraftfahrzeugs nachrüstbare Baueinheit bilden.
Portalgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Koppelmittel zur Kopplung des Achsschenkels (28) mit der Antriebswelle gleich ausgebildet sind wie Koppelmittel zur Kopplung der Abtriebswelle mit dem Laufrad, sodass der Achsschenkel (28) direkt mit dem Laufrad koppelbar ist.
Kraftfahrzeug mit wenigstens einem angetriebenen Achsschenkel (28) zum Antrieb eines mit dem Achsschenkel (28) über ein Portalgetriebe (10) gekoppelten Laufrades, wobei das Portalgetriebe (10) umfasst: – ein drehfest auf einer mit dem Achsschenkel (28) drehfest verbundenen Antriebswelle angeordnetes Antriebszahnrad (18), – ein mit dem Antriebszahnrad (18) kämmendes, drehfest auf einer Zwischenwelle angeordnetes Zwischenzahnrad (20) und – ein mit einem Zwischenzahnrad (20) kämmendes, drehfest auf einer Abtriebswelle, die drehfest mit dem Laufrad verbunden ist, angeordnetes Abtriebszahnrad (22), wobei die Antriebswelle im Einbauzustand im Kraftfahrzeug unterhalb der Abtriebswelle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle ein mit dem Antriebs- und dem Abtriebszahnrad (18; 22) kämmendes Zwischenzahnrad (20) aufweist und das Antriebs-, das Zwischen- und das Abtriebszahnrad (18; 20; 22) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.
Kraftfahrzeug mit wenigstens einem angetriebenen Achsschenkel (28) zum Antrieb eines mit dem Achsschenkel (28) gekoppelten Laufrades, das in einem einen oberen Bereich des Laufrades umgreifenden und von zwei unteren Abschlusskanten begrenzten Radhaus gefedert angeordnet ist, wobei der Achsschenkel (28) mit dem Laufrad über ein Portalgetriebe (10) gekoppelt ist, welches umfasst: – ein drehfest auf einer mit dem Achsschenkel (28) drehfest verbundenen Antriebswelle angeordnetes Antriebszahnrad (18), – ein mit dem Antriebszahnrad (18) kämmendes, drehfest auf einer Zwischenwelle angeordnetes Zwischenzahnrad (20) und – ein mit einem Zwischenzahnrad (20) kämmendes, drehfest auf einer Abtriebswelle, die drehfest mit dem Laufrad verbunden ist, angeordnetes Abtriebszahnrad (22), dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle ein mit dem Antriebs- und dem Abtriebszahnrad (18; 22) kämmendes Zwischenzahnrad (20) aufweist und der Durchmesser des Laufrades größer ist als der lichte Durchmesser des Radhauses und die Abtriebswelle um soviel unterhalb der Antriebswelle angeordnet ist, dass ein vorgegebener Mindestabstand zwischen einer radial äußeren Fläche des Laufrades und den unteren Abschlusskanten des Radhauses in keinem Federungszustand unterschritten wird.
Kraftfahrzeug mit wenigstens einem angetriebenen Achsschenkel (28) zum Antrieb eines mit dem Achsschenkel (28) über ein Portalgetriebe (10) gekoppelten Laufrades, wobei das Portalgetriebe (10) umfasst: – ein drehfest auf einer mit dem Achsschenkel (28) drehfest verbundenen Antriebswelle angeordnetes Antriebszahnrad (18), – ein mit dem Antriebszahnrad (18) kämmendes, drehfest auf einer Zwischenwelle angeordnetes Zwischenzahnrad (20) und – ein mit einem Zwischenzahnrad (20) kämmendes, drehfest auf einer Abtriebswelle, die drehfest mit dem Laufrad verbunden ist, angeordnetes Abtriebszahnrad (22), dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle ein mit dem Antriebs und dem Abtriebszahnrad (18; 22) kämmendes Zwischenzahnrad (20) aufweist und der Achsschenkel (28) Teil einer Starrachse ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebs-, das Zwischen- und das Abtriebszahnrad (18; 20; 22) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.