DE102008000444A1

DE102008000444A1 - Ausgleichsgetriebe eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102008000444A1
Application number: DE102008000444A
Authority: DE
Inventors: Ditmar Salg; Franz Burmberger; Eberhard Wilks
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2009-09-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ausgleichsgetriebe eines Kraftfahrzeuges, umfassend Einzelteile wie ein Ausgleichsgehäuse (2), ein Tellerrad (7), Ausgleichskegelräder (9), mindestens einen Ausgleichbolzen (8) sowie Achskegelräder (10), wobei das Ausgleichsgehäuse (2) mit dem Tellerrad (7) durch eine Schweißnaht (14) verbunden ist. Es wird vorgeschlagen, dass das Ausgleichsgehäuse (2) einen Deckel (3) oder ein Zusatzbauteil (22a, 26) aufweist und mit dem Deckel (3) bzw. dem Zusatzbauteil unlösbar, insbesondere durch Schweißnähte (15) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ausgleichsgetriebe eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ausgleichsgetriebe bestehen aus mehreren Einzelteilen, welche bei der Endmontage des Getriebes teilweise miteinander verschraubt werden. Die Verschraubung erfordert zusätzlichen Bauraum, zusätzliche Bearbeitung der Einzelteile für Anlageflächen und Bohrungen für die Schrauben sowie zusätzliche Montagezeit.
In der DE 199 29 070 A1 der Anmelderin sind zwei Ausführungsformen von Differenzialgetrieben mit Differenzialsperre dargestellt, wobei Einzelteile wie ein Differenzialgehäuse, ein Tellerrad und ein Deckel miteinander verschraubt sind. Auch der Ausgleichsbolzen, auf welchem die Ausgleichskegelräder angeordnet sind, ist mit dem Ausgleichsgehäuse durch ein zusätzliches Bauteil, z. B. einen Spannstift verbunden.
Auch in der DE 10 2005 037 559 A1 der Anmelderin ist eine Verschraubung zwischen Tellerrad, Ausgleichsgehäuse und einer Klauensperre vorgesehen.
Durch die DE 100 13 429 C1 ist es bereits bekannt, bei einem Ausgleichsgetriebe das Tellerrad mit dem Ausgleichsgehäuse zu verschweißen, d. h. auf eine Schraubverbindung zu verzichten. Das Tellerrad liegt an einem radial verlaufenden Bund des Ausgleichsgehäuses an und wird durch eine radial verlaufende Schweißnaht mit dem als Gussteil hergestellten Ausgleichsgehäuse verbunden.
Durch die EP 1 087 855 B1 wurde ein als Gussteil ausgebildetes Ausgleichsgehäuse eines Differenzialgetriebe bekannt, wobei das Gehäuse durch eine axial verlaufende Schweißnaht mit einem Tellerrad verbunden ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ausgleichsgetriebe der eingangs genannten Art hinsichtlich der Verbindung seiner Einzelteile derart zu gestalten, dass es wirtschaftlicher herstellbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß weist das Ausgleichgehäuse einen Deckel oder ein Zusatzbauteil auf, welche – direkt oder mittelbar, z. B. über das Tellerrad – mit dem Ausgleichsgehäuse verschweißt sind. Vorteilhaft bei dieser erfindungsgemäßen Schweißkonstruktion ist, dass – gegenüber der bekannten lösbaren Verbindungstechnik – erheblicher Bauraum und Gewicht eingespart werden, was insbesondere bei Kraftfahrzeugen von erheblicher Bedeutung ist. Die Antriebsachse wird leichter.
In vorteilhafter Ausgestaltung sind das Tellerrad und auch der Deckel gegenüber dem Ausgleichsgehäuse zentriert, vorzugsweise durch zylindrische Passflächen. Dadurch sind die Schweißnähte von der Stirnseite des Ausgleichsgehäuses her zugänglich und können somit einfach maschinell geschweißt werden. Da die Schweißnähte auf konzentrischen Kreisen liegen, können sie auch gleichzeitig in einem Arbeitsgang geschweißt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist auch der Ausgleichsbolzen, welcher die Ausgleichskegelräder trägt, mit dem Ausgleichsgehäuse verschweißt. Dadurch entfällt ein zusätzliches Einzelteil, d. h. ein Sicherungselement, wie es beim Stand der Technik vorgesehen ist. Auch hier sind die Schweißnähte von außen zugänglich.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Tellerrad – wie in der eingangs genannten DE 199 29 070 A1 der Anmelderin offenbart – zwei Anlageflächen auf, welche zur Abstützung von Lamellenpaketen von Differenzialsperren genutzt werden können. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an der äußeren Anlagefläche ein Zusatzbauteil angeschweißt ist, welches verschiedene Funktionen und dementsprechende Ausgestaltungen aufweisen kann. Das Zusatzbauteil kann als Lagerdeckel ausgebildet werden, welcher das Ausgleichsgehäuse abschließt und in einem Achsgehäuse lagert. Ferner kann das Zusatzbauteil ein Teil eines Zusatzmoduls sein, welches unterschiedliche Differenzialsperren, beispielsweise formschlüssige oder reibschlüssige umfasst. Somit kann die raum- und gewichtssparende Schweißkonstruktion auch für Sperrdifferenziale vorteilhaft genutzt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen können die Schweißnähte in einem spitzen Winkel zur Drehachse des Tellerrades verlaufen, d. h. sie erstrecken sich im Wesentlichen auf einer Kegelmantelfläche, deren Kegelachse gleich der Drehachse des Tellerrades ist. Damit wird der Vorteil erreicht, dass die Schweißnähte besser von außen zugänglich und daher einfacher herstellbar sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 ein Ausgleichsgehäuse, verschweißt mit Tellerrad und Deckel,
2 ein Differenzialgehäuse mit abgewandeltem, angeschweißten Tellerrad und angeschweißtem Deckel,
3 ein Ausgleichsgehäuse mit Tellerrad gemäß 2, jedoch mit angeschweißter Klauensperre und
4 Ausgleichsgehäuse mit Tellerrad gemäß 2, jedoch mit angeschweißtem Deckel für Lamellensperre.
1 zeigt die obere Hälfte (die untere symmetrische Hälfte ist weggelassen) eines Ausgleichsgetriebes 1, welches hier als Selbstsperrdifferenzial ausgebildet ist. Das Ausgleichsgetriebe 1, im Folgenden auch Differenzialgetriebe oder kurz Differenzial genannt, weist ein offenes Ausgleichsgehäuse 2 (auch Differenzialkorb genannt) auf, welches durch einen angeschweißten Deckel 3 verschlossen ist. Das Ausgleichsgehäuse 2 und der Deckel 3 sind über Wälzlager 4, 5 in einem nicht näher dargestellten Achsgehäuse 6 gelagert. Auf dem Ausgleichsgehäuse 2 ist ein Tellerrad 7 angeordnet, welches ebenfalls mit dem Ausgleichsgehäuse 2 verschweißt ist. Beide Teile, Deckel 3 und Tellerrad 7, sind somit unlösbar mit dem Ausgleichsgehäuse 2 verbunden. Im Ausgleichsgehäuse 2 ist ein Ausgleichsbolzen 8 aufgenommen, welcher Ausgleichskegelräder 9 trägt. Der Ausgleichsbolzen 8 ist ebenfalls mit dem Ausgleichsgehäuse 2 verschweißt, was durch Schweißnähte oder -punkte 8a angedeutet ist. Die Ausgleichskegelräder 9 kämmen mit Achskegelrädern 10, welche formschlüssig mit den Antriebswellen 11, 12 für nicht dargestellte Räder des Kraftfahrzeuges verbunden sind. Zwischen den Achskegelrädern 10 einerseits und dem Ausgleichsgehäuse 2 bzw. dem Deckel 3 andererseits sind zwei Lamellenpakete 13 angeordnet, welche bei erhöhter Differenzdrehzahl der beiden Antriebswellen 11, 12 selbsttätig als Differenzialsperre wirken, was aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Das Ausgleichsgehäuse 2 weist eine zylindrische Außenfläche 2a und eine zylindrische Innenfläche 2b (Bohrung) auf, welche als Zentrierflächen für das Tellerrad 7 und den Deckel 3 vorgesehen sind. Die anzuschweißenden Teile, nämlich Tellerrad 7 und Deckel 3 bilden mit dem Ausgleichsgehäuse 2 einen zylindrischen Sitz oder eine zylindrische Passfuge 2a, 2b. In diese Passfuge 2a, 2b werden Schweißnähte 14, 15 gelegt, welche das Tellerrad 7 und den Deckel 3 unlösbar mit dem Ausgleichsgehäuse 2 verbinden. Die Schweißnähte 14, 15 sind somit konzentrisch angeordnet, stirnseitig ohne weiteres zugänglich und können daher einfach geschweißt werden, möglicherweise maschinell auch in einem Arbeitsgang. Die Schweißnähte 14, 15 sind entsprechend den Passfugen 2a, 2b vorzugsweise axial ausgerichtet. Möglich ist jedoch auch, die Schweißnähte 14, 15 unter einem spitzen Winkel zur Drehachse (nicht achsparallel) verlaufen zu lassen.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein Ausgleichsgetriebe 16, wiederum ausgebildet als Selbstsperr-Differenzial. Für gleiche Teile werden gleiche Bezugszahlen wie in 1 verwendet. Abweichend vom vorherigen Ausführungsbeispiel ist die Ausbildung des Tellerrades 17 und des Deckels 18. Das Tellerrad 17 weist zwei Anlageflächen 17a, 17b auf, wie es in der eingangs genannten DE 199 29 070 A1 der Anmelderin beschrieben und dargestellt ist. Damit ergibt sich die Möglichkeit, dasselbe Tellerrad sowohl zur Abstützung eines Lamellenpaketes einer Selbstsperre als auch zur Abstützung eines Lamellenpaketes einer fremd betätigten Lamellensperre einzusetzen. Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 liegt das rechte der beiden Lamellenpakete 13 an der inneren Anlagefläche 17a des Tellerrades 17 an. Das Tellerrad 17 ist über eine Zentrierfläche 2a gegenüber dem Ausgleichsgehäuse 2 zentriert und durch eine Schweißnaht 19 verbunden. Der Deckel 18 ist gegenüber dem Tellerrad 17 zentriert und durch eine Schweißnaht 20 mit dem Tellerrad 19 fest verbunden. Beide Schweißnähte 19, 20 können vorzugsweise geneigt zur Drehachse a, d. h. nicht achsparallel verlaufen. Dadurch wird eine verbesserte Zugänglichkeit beim Schweißen erreicht. Das Ausgleichsgehäuse 2 mit Deckel 18 ist – wie im vorherigen Ausführungsbeispiel – über Wälzlager 4, 5 gegenüber dem Achsgehäuse 6 gelagert.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszahlen verwendet werden. Ein Ausgleichsgetriebe 21 ist hier mit einer zuschaltbaren, formschlüssigen Differenzialsperre versehen, welche als hydraulisch betätigbare Klauensperre 22 (entsprechend dem eingangs genannten Stand der Technik) ausgebildet ist. Das Tellerrad 17 ist wie im vorherigen Ausführungsbeispiel ausgebildet und auf die gleiche Weise, nämlich über die Schweißnaht 19 mit dem Ausgleichsgehäuse 2 verbunden. Die Klauensperre 22 weist zwei über stirnseitig angeordnete Klauen (keine Bezugszahl) kuppelbare Hälften 22a, 22b auf, wobei die Hälfte 22a gegenüber dem Tellerrad 17 zentriert und mit diesem über eine Schweißnaht 23 fest verbunden ist.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei für gleiche Teile wieder gleiche Bezugszahlen verwendet sind. Das Tellerrad 17 ist wiederum gleich wie in den Ausführungsbeispielen gemäß 2 und 3 ausgebildet, d. h. es weist zwei Anlageflächen 17a, 17b auf. Das Ausgleichsgetriebe 24 ist hier mit zwei Sperren ausgebildet, und zwar mit einer Selbstsperre in Form der beiden Lamellenpakete 13 sowie mit einer zuschaltbaren Lamellensperre 25, welche hydraulisch betätigt und bei Bedarf zugeschaltet werden kann. Das Tellerrad 17 ist – ebenso wie in den Ausführungsbeispielen gemäß 2 und 3 – durch die Schweißnaht 19 mit dem Ausgleichsgehäuse 2 verbunden. An das Tellerrad 17 schließt sich ein topfförmiger Deckel 26 an, welcher ein Lamellenpakt 27 aufnimmt, welches sich an der Anlagefläche 17b abstützt. Der topfförmige Deckel 26 ist gegenüber dem Tellerrad 17 zentriert und durch eine Schweißnaht 28 unlösbar verbunden.
Die oben genannten Ausführungsbeispiele gemäß 2 bis 4 können auch Teile oder Module eines Baukastensystems sein, welches in der zeitgleichen Anmeldung der Anmelderin (internes Aktenzeichen der Anmelderin: 001208) ausführlich beschrieben ist. Dabei bildet das Ausgleichsgehäuse mit Kegelrädern und Tellerrad ein Grundmodul, während verschiedene Zusatzmodule unterschiedliche Differenzialsperren umfassen, welche jeweils mit dem Grundmodul kombinierbar sind.

1: Ausgleichsgetriebe
2: Ausgleichsgehäuse
2a: zylindrische Außenfläche
2b: zylindrische Innenfläche
3: Deckel
4: Wälzlager
5: Wälzlager
6: Achsgehäuse
7: Tellerrad
8: Ausgleichsbolzen
8a: Schweißnaht
9: Ausgleichskegelrad
10: Achskegelrad
11: Antriebswelle
12: Antriebswelle
13: Lamellenpaket
14: Schweißnaht
15: Schweißnaht
16: Ausgleichsgetriebe
17: Tellerrad
18: Lagerdeckel
19: Schweißnaht
20: Schweißnaht
21: Ausgleichsgetriebe
22: Klauensperre
22a: erste Hälfte
22b: zweite Hälfte
23: Schweißnaht
24: Ausgleichsgetriebe
25: Lamellensperre
26: topfförmiger Deckel
27: Lamellenpakt
28: Schweißnaht

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 19929070 A1 [0003, 0012, 0021]
- DE 102005037559 A1 [0004]
- DE 10013429 C1 [0005]
- EP 1087855 B1 [0006]

Claims

Ausgleichsgetriebe eines Kraftfahrzeuges, umfassend Einzelteile wie ein Ausgleichsgehäuse (2), ein Tellerrad (7, 17), Ausgleichskegelräder (9), mindestens einen Ausgleichsbolzen (8) sowie Achskegelräder (10), wobei das Ausgleichsgehäuse (2) mit dem Tellerrad (7, 17) durch eine Schweißnaht (14, 19) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgehäuse (2) einen Deckel (3, 18) oder ein Zusatzbauteil (22a, 26) aufweist und dass das Ausgleichsgehäuse (2) und/oder das Tellerrad (7, 17) mit dem Deckel (3, 18) bzw. dem Zusatzbauteil (22a, 26) unlösbar, insbesondere durch Schweißnähte (15, 20, 23, 28) verbunden sind.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tellerrad (7) gegenüber dem Achsgehäuse (2) vorzugsweise durch einen zylindrischen Sitz (2a) zentriert ist.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (3) gegenüber dem Ausgleichsgehäuse (2) vorzugsweise durch einen zylindrischen Sitz (2b) zentriert ist.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbolzen (8) mit dem Ausgleichsgehäuse (2) verschweißt ist.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tellerrad (17) zwei Anlageflächen (17a, 17b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (18) oder das Zusatzbauteil (22a, 26) im Bereich der Anlagefläche (17b) angeschweißt ist.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzbauteil (22a, 26) Teil eines Zusatzmoduls, insbesondere einer zuschaltbaren Differenzialsperre ist.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzbauteil als Kupplungshälfte (22a) einer Klauensperre (22) ausgebildet ist.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzbauteil als topfförmiger Lagerdeckel (26) einer zuschaltbaren Lamellensperre (25) ausgebildet ist.
Ausgleichstriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnähte (19, 20, 23, 28) in einem spitzen Winkel zur Drehachse (a) des Tellerrades (17) verlaufen.