DE102007011029A1

DE102007011029A1 - Achsgetriebe

Info

Publication number: DE102007011029A1
Application number: DE200710011029
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. Burkhardt (FH); Thilo Dipl.-Ing. Ebinger; Diethelm Vetter
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2008-09-11
Also published as: WO2008107159A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Achsgetriebe mit einer Differentialsperre, die mittels des Hydraulikdrucks einer Ölpumpe (11) betätigbar ist. Für diese Ölpumpe (11) ist ein Tank (13) vorgesehen, der auch in extremen Fahrsituationen die Ölversorgung der Differentialsperre sicherstellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Achsgetriebe gemäß dem einteiligen Patentanspruch 1.
Aus der DE 195 33 140 C1 ist bereits ein Hinterachsgetriebe bekannt, bei dem ein Hinterachsgetriebegehäusedeckel mit einer gehäuseinneren Gehäusewand verbunden ist, so dass sich eine Entlüftungskammer bildet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Achsgetriebe mit einer Differentialsperre mit einem hohen Wirkungsgrad zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
Der Wirkungsgrad eines Achsgetriebes wird unter anderem durch die Schleppverluste infolge des im Ölsumpf umlaufenden Differentialgetriebes bestimmt. Ein Ölsumpf mit niedrigem Ölniveau ermöglicht somit einen hohen Wirkungsgrad. Bei einer hydraulisch betätigen Differentialsperre muss jedoch auch dann die Ölversorgung von deren Ölpumpe sichergestellt werden, wenn ein solches niedriges Ölniveau infolge einer starken Fahrzeugneigung/Beschleunigung/Abbremsung stark variiert. Demzufolge wird erfindungsgemäß ein Tank vorgeschlagen, der einerseits mit dem Zulauf der Ölpumpe und andererseits mit dem Rücklauf der Ölpumpe verbunden ist. Da in einen solchen Tank der Zulauf der Ölpumpe vorzugsweise relativ weit unten einmündet, und das Ölniveau relativ hoch liegt, ist auch in ex tremen Fahrsituationen bzw. in extremen Schräglagen des Ölspiegels eine ausreichende Ölversorgung der Ölpumpe für das Ein-/Ausrücken der Differentialsperre gewährleistet.
In besonders vorteilhafter Weise kann der Tank selbstbefüllend ausgeführt sein. Dafür kann eine Öffnung vorgesehen sein, in welche das rotierende Differential das Öl abwirft. Zusätzlich kann ein Trichter und/oder es können Leitrinnen im Achsgetriebegehäuse vorgesehen sein. Diese leiten das Öl zur Öffnung.
Im Rahmen einer Modulstrategie kann der Tank innerhalb des Achsgetriebes angeordnet sein, so dass die Außenmaße des Achsgetriebes unabhängig von dem Vorhandensein einer Differentialsperre bzw. des Tanks sind.
Von der Ölpumpe bzw. einem Ventil kann das Öl in besonders vorteilhafter Weise in den Tank zurückgeführt werden.
Es kann somit ein halboffenes System mit Tank geschaffen werden, dass Leckverluste selbstständig kompensiert. Somit bildet sich innerhalb des halboffenen Systems ein quasigeschlossener Kreislauf aus Zulauf, Rücklauf und Überlauf.
Neben dem guten Wirkungsgrad und dem damit verbundenen günstigen Kraftstoffverbrauch weist das System eine sehr günstige Betriebstemperatur auf, was neben der konstanteren Viskosität eine niedrigere Belastung und damit bessere Alterungsbeständigkeit des Öls erlaubt.
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung vor. Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
Dabei zeigen:
1 in einer Seitenansicht ein Hinterachsgetriebe ohne Hinterachsgetriebegehäusedeckel,
2 das Hinterachsgetriebe gemäß 1 in einer Ansicht von hinten,
3 den in 1 und 2 nicht dargestellten Hinterachsgetriebegehäusedeckel mit einem Tank,
4 den Tank gemäß 1 bis 3 in einer geschnittenen Darstellung,
5 in einer perspektivischen Ansicht den Tank, wobei dieser zwei Schalen und einen Deckel umfasst,
6 die eine Schale aus 5,
7 die andere Schale aus 5 und
8 den Deckel aus 5.
1 zeigt in einer Seitenansicht ein als Hinterachsgetriebe 1 ausgeführtes Achsgetriebe. Dabei ist der in 3 ersichtliche Hinterachsgetriebegehäusedeckel 2 des Hinterachsgetriebes 1 demontiert. Es ist ein mittels der Schrauben 3 mit dem Hinterachsgetriebe 1 verschraubter Tank 4 ersichtlicht.
2 zeigt das Hinterachsgetriebe 1 ohne Hinterachsgetriebegehäusedeckel 2 in einer Ansicht von hinten. Ein Differentialgetriebe 5 ist dabei mit einem Tellrad 6 verschraubt, welches das Differentialgetriebe 5 während der Fahrt antreibt, so dass es um eine Rotationsachse 7 rotiert. Somit werden zwei nicht näher dargestellte Radantriebshalbwellen angetrieben. Jeder der beiden Radantriebshalbwellen ist drehfest mit einem Kegelrad 8, 9 verbunden. Die beiden Kegelräder 8, 9 sind mittels einer innerhalb eines Differentialdeckels 10 des Differentialgetriebes 5 angeordneten Lamellenkupplung reibschlüssig drehfest miteinander koppelbar. Dazu ist eine Ölpumpe 11 vorgesehen, die den Hydraulikdruck zum Einrücken der Differentialsperre aufbringt. Diese Ölpumpe 11 pumpt immer bei einer Differenzdrehzahl zwischen den Radantriebshalbwellen. Dabei saugt die Pumpe das Öl aus einer Zulaufleitung 12 an, die zu einem ölgefüllten Tank 13 führt. Das Differentialgetriebe 5 umfasst dabei ein Ventil, dass eine Sperrkugel aufweist. Mittels dieser Sperrkugel ist das Ventil öffenbar, schließbar und teilweise öffenbar. Bei geschlossenem Ventil wird mittels des dann von der Ölpumpe 11 aufgebauten Hydraulikdrucks die Lamellenkupplung der Differentialsperre eingerückt. Wird das Ventil geöffnet, so wird das Öl hingegen über eine Rücklaufleitung 14 in den Tank 13 gepumpt, so dass kein Hydraulikdruck auf die Lamellenkupplung aufgebracht wird. Damit ist die Lamellenkupplung geöffnet und die Differentialsperre somit gelöst. Ist das Ventil teilweise geöffnet, so ist ein Schlupf an der Differentialsperre einregelbar.
Generell wird das Ventil von einer elektronischen Steuereinheit angesteuert, in die fahrzustandspezifische Parameter – beispielsweise ein Fahrstabilitätsprogramme – Einfluss nehmen.
Das Hinterachsgetriebe ist in 1 und 2 in Einbaulage dargstellt. Dabei mündet die Rücklaufleitung 14 in einen oberen Anschlussrohrstutzen 15 des Tanks 13. Hingegen mündet die Zulaufleitung 12 in einen unteren Anschlussrohrstutzen 16 des Tanks 13. Oben ist den Tank 13 ein Deckel 17 eingesetzt. Auf diesen auch in 3 ersichtlichen Deckel 17 wirft das Differentialgetriebe 5 im rotierenden Betrieb das Öl.
3 zeigt den in 1 und 2 nicht dargestellten Hinterachsgetriebegehäusedeckel 2, der bei eingebautem Hinterachsgetriebe 1 mit einem vorderen Hinterachsgetriebegehäuseteil 18 verschraubt ist, so dass eine Dichtung das Hinterachsgetriebegehäuseteil 18 gegen den Hinterachsgetriebegehäusedeckel 2 abdichtet. Dieser Hinterachsgetriebegehäusedeckel 2 weist mehrere ineinander übergehende Rippen 19, 20 auf. Einige Bereiche der Rippen 19, 20 sind zur Positionierung und Halterung des Tanks 13 vorgesehen. Andere Bereiche der Rippen 19, 20 sind als Leitrinnen für das Öl vorgesehen. Diese Leitrinnen leiten das vom Differentialgetriebe 5 abgeworfende Öl zu einem Trichter 21 im Deckel 17, der durch eine in 5 und 8 ersichtliche Öffnung 22 Öl in den Tank 13 leitet.
Der Tank 13 weist in der Höhe des oberen Anschlussrohrstutzens 15 eine seitliche Überlauföffnung 23 auf. Diese Überlauföffnung 23 ist nach oben aufgeweitet. Durch diese V-förmige Aufweitung wird erreicht, dass der Überlauf schneller umso von statten geht, je höher das Ölniveau ansteigt. Durch die Überlauföffnung 23 wird sichergestellt, dass das in 4 ersichtliche Ölniveau 24 nicht über den oberen Anschlussrohrstutzen 15 ansteigen kann.
In 5 und 6 ist ersichtlich, dass der Tank 13 zwei Schalen 25, 26 umfasst, die miteinander verklebt sind.
Das Ölvolumen in der Differentialsperre kann ca. 1/3 des Ölvolumens im Tank betragen. Beispielsweise kann die Differentialsperre mit 67 ml Öl befüllt sein, wohingegen sich 190 ml im Tank befinden.
Das Achsgetriebe muss nicht als Hinterachsgetriebe ausgeführt sein. Es kann auch als Vorderachsgetriebe oder sogar als Längs-Verteilergetriebe ausgeführt sein. Insbesondere kann das Achsgetriebe Anwendung bei allradgetriebenen Fahrzeugen finden, da bei diesen im besonderen Maße Differentialsperren verwendet werden und es im Gefälle zu starken Fahrzeugneigungen/Beschleunigungen/Abbremsungen kommt.
Die Differentialsperre muss nicht als reibschlüssige Lamellenkupplung ausgeführt sein, sondern kann auch als formschlüssige Klauenkupplung ausgeführt sein, wobei dann ein regelbarer Schlupfbetrieb nicht möglich ist.
Anstelle der Schrauben 3 können auch sonstige zur Befestigung geeignete Mittel – insbesondere Spannstifte – vorgesehen sein.
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19533140 C1 [0002]

Claims

Achsgetriebe mit einer Differentialsperre, die mittels des Hydraulikdrucks einer Ölpumpe (11) betätigbar ist, wobei einerseits Öldruck zur Differentialsperre und andererseits Öl in einen Tank (13) leitbar ist, der – einen Zulauf zur Ölversorgung der Ölpumpe (11) und – einen Überlauf (23) zur Einregelung des Ölniveaus (24) im Tank (13) aufweist.
Achsgetriebe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Öl mittels einer Rücklaufleitung (14) von einem Ventil in den Tank (13) einleitbar ist.
Achsgetriebe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Einbaulage oberhalb des Überlaufs (23) eine Öffnung (22) vorgesehen ist, in welche das Öl von einem Differentialgetriebe (5) hineingeschleudert wird.
Achsgetriebe nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das ein Trichter (21) zur Öffnung (22) führt.
Achsgetriebe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (13) zwei Schalen (25, 26) umfasst.
Achsgetriebe nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalen (25, 26) miteinander verklebt sind.
Achsgetriebe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (13) mit einem Achsgetriebegehäuseteil (18) verschraubt ist.