DE102008000447A1

DE102008000447A1 - Anordnung zur Lagerung eines Ausgleichsgetriebes

Info

Publication number: DE102008000447A1
Application number: DE200810000447
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 eine Anordnung zur Lagerung eines ein Ausgleichsgehäuse (4) aufweisenden Ausgleichgetriebes (1) in einem Achsgehäuse (2), wobei das Ausgleichsgehäuse (4) über ein erstes und ein zweites Lager (14, 15) gegenüber dem Achsgehäuse (2) abgestützt ist. Es wird vorgeschlagen, dass das erste Lager (14) in einem ersten Bauteil (12) aufgenommen ist, welches in das Achsgehäuse (2) einsetzbar und in axialer Richtung (A) elastisch ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lagerung eines ein Ausgleichsgehäuse aufweisenden Ausgleichsgetriebes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Durch die DE 199 29 070 A1 der Anmelderin wurde ein Ausgleichsgetriebe bekannt, welches über Wälzlager in einem Achsgehäuse aufgenommen und gelagert ist. Das Ausgleichsgetriebe weist ein Ausgleichsgehäuse, umfassend einen Differenzialkorb und einen Deckel, auf, auf welchem die Wälzlager angeordnet sind. Das Ausgleichsgetriebe ist einerseits als Selbstsperrdifferenzial ausgebildet und umfasst andererseits ein zuschaltbares Sperrdifferenzial, welches eine hydraulisch betätigbare Lamellenkupplung aufweist. Mit dem Selbstsperrdifferenzial sind Sperrwerte von unter 100%, beispielsweise 50% erreichbar, während mit dem zuschaltbaren Sperrdifferenzial Sperrwerte von 100% erreichbar sind. Bekannt ist auch, eine Kombination von Selbstsperrdifferenzial und zuschaltbarem Differenzial zu verwenden. Aus der zeichnerischen Darstellung der beiden bekannten Ausgleichsgetriebe geht hervor, dass beide Ausführungsformen unterschiedliche Größe, insbesondere unterschiedliche Lagerabstände aufweisen, welche eine unterschiedliche Ausbildung des Achsgehäuses zur Folge haben. Das bekannte Achsgehäuse ist zweiteilig ausgebildet, wobei zumindest ein Gehäuseteil an die unterschiedliche Ausführungsform des Ausgleichsgetriebes und dessen Lagerung angepasst werden muss. Da die Gehäuse in der Regel als Gussteile ausgebildet sind, ist für jedes geänderte Gussteil eine neue Gussform erforderlich, was die Fertigungskosten erhöht.
Neben den reibschlüssig zuschaltbaren Sperrdifferenzialen sind auch formschlüssig zuschaltbare Sperrdifferenziale bekannt, z. B. durch die DE 10 2005 037 559 A1 der Anmelderin. Die Sperrung des Differenzials erfolgt hier durch eine Klauenkupplung, welche hydraulisch oder auch pneumatisch über einen Kolben betätigbar ist. Auch die Aufnahme eines formschlüssigen Sperrdifferenzials erfordert eine Anpassung des Achsgehäuses.
In der älteren Anmeldung der Anmelderin (internes Aktenzeichen: 001247) ist ein Ausgleichsgetriebe offenbart, welches über ein Zwischengehäuse, umfassend ein erstes und ein zweites Bauteil, in einem Achsgehäuse aufgenommen ist. Das erste Bauteil ist vorzugsweise als scheibenförmiges Lagerschild ausgebildet, welches ein erstes Lager aufnimmt; das zweite Bauteil ist entsprechend der Bauform des Differenzialgetriebes variabel ausgebildet und nimmt ein zweites Lager auf. Somit ist das Ausgleichsgetriebe über die beiden Lager und die beiden Bauteile mittelbar gegenüber dem Achsgehäuse abgestützt.
Die Lager der bekannten Ausgleichsgetriebe sind auf dem Gehäuse des Ausgleichsgetriebes angeordnet und in der Regel als Wälzlager, insbesondere als gegeneinander verspannte Kegelrollenlager ausgebildet. Dies bedeutet für den Einbau der Lager eine genaue Einpassung, damit einerseits kein axiales Spiel zwischen den Lagern und andererseits keine zu hohe Verspannung auftritt. Hierfür werden in der Regel Passscheiben oder Passbleche verwendet, welche zwischen Lagerring und axialem Anschlag eingesetzt werden. Dieses Verfahren bedeutet einen relativ hohen Montageaufwand.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Lagerung eines Ausgleichsgetriebes in einem Achsgehäuse zu vereinfachen, insbesondere derart auszubilden, dass auf die bekannten Passscheiben oder Passbleche verzichtet werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das erste Lager in einem ersten Bauteil aufgenommen ist, welches in das Achsgehäuse einsetzbar und in axialer Richtung elastisch ausgebildet ist. Aufgrund der Elastizität in axialer Richtung können Baueiltoleranzen zwischen den beiden Lagern kompensiert werden, d. h. bei gegebenen Bauteiltoleranzen wird durch eine elastische Verformung des ersten Bauteiles eine Verspannung beider Lager erzeugt, welche in einem erlaubten Bereich liegt. Damit wird einerseits ein axiales Spiel zwischen den Lagern und andererseits eine zu hohe Verspannung vermieden. Darüber hinaus kann auf die oben erwähnten Passbleche oder -scheiben verzichtet werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Lager in einem zweiten Bauteil aufgenommen, welches in das Achsgehäuse einsetzbar und in Relation zum ersten Bauteil in axialer Richtung steif ausgebildet ist. Damit kann eine definierte elastische Verspannung beider Lager erreicht werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung bilden das erste und das zweite Bauteil ein Zwischengehäuse zur Aufnahme von unterschiedlich ausgebildeten Ausgleichsgetrieben, insbesondere Ausgleichsgetrieben mit unterschiedlichen Abständen der Lager. Damit wird der Vorteil erreicht, dass unterschiedliche Typen von Differenzialgetrieben in das gleiche Achsgehäuse eingebaut werden können. Ein derartiges Zwischengehäuse ist in der vorgenannten älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem internen Aktenzeichen 001247 offenbart.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist das Ausgleichs- oder Differenzialgetriebe ein Tellerrad auf, und das erste Lager respektive das erste Bauteil sind auf der dem Tellerrad abgewandten Seite des Ausgleichsgehäuses angeordnet. Dabei kann das erste Bauteil bevorzugt als Scheibe oder als ein scheibenförmiges Lagerschild ausgebildet sein, welches sich in radialer und axialer Richtung am Achsgehäuse abstützt. Vorteilhaft bei der scheibenförmigen Ausbildung ist, dass diese Form sich gut als axial wirkendes Federelement, beispielsweise nach Art einer Tellerfeder ausbilden lässt. Somit kann dem ersten Bauteil respektive dem Lagerschild eine definierte axiale Elastizität mitgegeben werden. Ein vorgegebener axialer Federweg nimmt somit die vorgegebenen axialen Bauteiltoleranzen auf.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind die Lager als Kegelrollenlager ausgebildet, welche erfindungsgemäß über das elastische erste Bauteil gegeneinander verspannt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Die einzige Figur zeigt eine Hälfte eines Axialschnittes eines Ausgleichsgetriebes 1, welches in einem Achsgehäuse 2 aufgenommen ist. Das Achsgehäuse 2 ist dreiteilig ausgebildet und weist ein Mittelteil 2a sowie zwei Seitenteile 2b, 2c auf, welche mittels Schrauben 3 lösbar mit dem Mittelteil 2a verbunden sind. Das Ausgleichsgetriebe 1 ist im Wesentlichen nach dem Stand der Technik, insbesondere der eingangs erwähnten DE 199 29 070 A1 , ausgebildet, die hiermit vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird. Auf die Beschreibung von Einzelheiten des Ausgleichsgetriebes 1, im Folgenden auch Differenzialgetriebe oder kurz Differenzial genannt, wird daher hier verzichtet. Das Ausgleichsgetriebe 1 weist ein Ausgleichsgehäuse 4 auf, welches aus einem Differenzialkorb 4a und einem Deckelteil 4b zusammengesetzt ist. Zwischen Differenzialkorb 4a und Deckelteil 4b ist ein Tellerrad 5 eingespannt, welches von einem nicht dargestellten Kegelradritzel angetrieben wird. Das Differenzial 1 ist einerseits als Selbstsperrdifferenzial mit zwei Lamellenpaketen 6 ausgebildet und weist andererseits eine zuschaltbare Differenzialsperre 7 auf, welche als Lamellensperre ausgebildet ist und ein Lamellenpaket 8 aufweist. Die Differenzialsperre 7, im Folgenden auch Lamellensperre 7 genannt, wird durch einen Hydraulikkolben 9 betätigt, wodurch das Lamellenpaket 8 zusammengepresst wird und damit eine Sperre des Differen zials 1 bewirkt. Aus dem Differenzialgetriebe 1 sind zwei Achswellen 10, 11 nach außen geführt, welche nicht dargestellte Räder eines Fahrzeuges oder Kraftfahrzeuges antreiben. Wegen weiterer Einzelheiten des Differenzialgetriebes 1 einschließlich Lamellensperre 7 wird auf die oben erwähnte Druckschrift der Anmelderin verwiesen.
In das Achsgehäuse 2 sind ein erstes Bauteil 12 und ein zweites Bauteil 13 eingesetzt, welche ein so genannten Zwischengehäuse bilden und das Ausgleichsgetriebe 1 gegenüber dem Achsgehäuse 2 abstützen. Das erste Bauteil 12 ist scheibenförmig als Lagerschild ausgebildet und nimmt über einen Lagersitz 12a ein als Kegelrollenlager ausgebildetes Wälzlager 14 auf, welches auf dem Differenzialkorb 4a des Ausgleichsgehäuses 4 angeordnet ist. Andererseits weist das zweite Bauteil 13 einen Lagersitz 13a auf, welcher ein als Kegelrollenlager ausgebildetes Wälzlager 15 aufnimmt, welches auf dem Deckelteil 4b des Ausgleichsgehäuses 4 angeordnet ist. Das erste Bauteil 12 ist über einen Gehäusesitz 12b im Mittelteil 2a des Achsgehäuses 2 abgestützt und durch einen axialen Anschlag 12c am Seitenteil 2b in axialer Richtung fixiert. In analoger Weise ist das zweite Bauteil 13 über ein Gehäusesitz 13b im Mittelteil 2a des Achsgehäuses 2 abgestützt und durch einen axialen Anschlag 13c gegenüber dem Seitenteil 2c axial fixiert. Das Gehäuseteil 13 weist ferner einen zylinderförmigen Bereich 13d auf, in welchem der Hydraulikkolben 9 gleitend angeordnet ist. Der zylinderförmige Bereich 13d ist über eine Bohrung 16 mit einer nicht dargestellten Druckquelle verbunden. Beiderseits der Bohrung 16 ist das zweite Bauteil 13 über (nicht mit Bezugszahlen versehene) Dichtringe gegenüber dem Seitenteil 2c abgedichtet. Das zweite Bauteil 13 nimmt also zwei Funktionen wahr, nämlich einerseits die Lagerung des Differenzialgetriebes 1 gegenüber dem Achsgehäuse 2 und andererseits die Aufnahme der hydraulisch betätigten Lamellensperre 7.
Erfindungsgemäß ist das erste Bauteil 12, das scheibenförmige Lagerschild, in axialer Richtung A, dargestellt durch einen Doppelpfeil, elastisch aus gebildet. Das erste Bauteil 12 ist somit in der Lage, in axialer Richtung A eine elastische Verformung, d. h. einen Federweg zuzulassen, welcher den Bauteiltoleranzen des Ausgleichsgetriebes 1, insbesondere des Ausgleichsgehäuses 4 entspricht. Durch die elastische Verformung des ersten Bauteiles 12 wird eine Verspannung der beiden Kegelrollenlager 14, 15 erreicht, die im zulässigen Bereich liegt. Dadurch kann auf die Verwendung von Pass- oder Ausgleichsscheiben verzichtet werden. Das zweite Bauteil, das Gehäuseteil 13, ist dagegen in axialer Richtung A relativ steif ausgebildet, d. h. es lässt – im Vergleich zum ersten Bauteil 12 – keine elastische Verformung in axialer Richtung zu. Dadurch ergibt sich eine definierte Verspannung beider Kegelrollenlager 14, 15 gegeneinander.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Differenzialgetriebe 1 sowohl eine Selbstsperre als auch eine zuschaltbare Differenzialsperre auf, was aus Gründen der unterschiedlichen Sperrwerte vorteilhaft ist. Eine Alternative besteht darin, die dargestellte reibschlüssig wirkende Lamellensperre 7 durch eine formschlüssig zuschaltbare Differenzialsperre, z. B. eine Klauensperre, wie sie im eingangs genannten Stand der Technik beschrieben ist, zu ersetzen. Da sich hieraus andere Abmessungen und möglicherweise auch ein veränderter Lagerabstand ergeben, wird das zweite Bauteil 13 des Zwischengehäuses entsprechend an die Klauensperre angepasst. Das erste Bauteil 12 dagegen braucht nicht angepasst zu werden, sondern kann auch für diese Alternative verwendet werden.
Eine weitere Alternative besteht darin, das Differenzialgetriebe ohne zuschaltbare Differenzialsperre, sondern lediglich mit einer Selbstsperre oder auch ohne Selbstsperre auszubilden. Bei dieser Alternative weist das Differenzialgetriebe die kürzeste axiale Baulänge, d. h. den geringsten Lagerabstand auf. Daher können zur Abstützung des Differenzialgetriebes zwei erste Bauteile, d. h. zwei gleiche Lagerschilde 12 verwendet werden.
Die beiden Bauteile 12, 13 können vorzugsweise als durch Umformung hergestellte Blechteile ausgebildet sein, d. h eine spangebende Bearbeitung ist grundsätzlich nicht erforderlich. Somit können beide Bauteile kostengünstig hergestellt werden, d. h. wesentlich kostengünstiger als ein auf den jeweiligen Differenzialgetriebetyp angepasstes Achsgehäuse 2. Insbesondere das erste Bauteil 12 kann unter Verwendung eines Federstahles als Federelement ausgebildet werden.
Die beiden Bauteile 12, 13 können im Übrigen zusammen mit dem Differenzialgetriebe 1 als Baueinheit vormontiert werden, die anschließend in das Achsgehäuse 2 eingesetzt wird. Daraus ergeben sich Montagevorteile, d. h. geringere Montagezeiten und damit geringere Fertigungskosten.

1: Ausgleichsgetriebe
2: Achsgehäuse
2a: Mittelteil
2b: Seitenteil
2c: Seitenteil
3: Schraube
4: Ausgleichsgehäuse
4a: Differenzialkorb
4b: Deckelteil
5: Tellerrad
6: Lamellenpaket
7: zuschaltbare Differenzialsperre
8: Lamellenpaket
9: Hydraulikkolben
10: Achswelle
11: Achswelle
12: erstes Bauteil
12a: Lagersitz
12b: Gehäusesitz
12c: axialer Anschlag
13: zweites Bauteil
13a: Lagersitz
13b: Gehäusesitz
13c: axialer Anschlag
13d: zylinderförmiger Bereich
14: Wälzlager
15: Wälzlager
16: Bohrung
A: Axialrichtung

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 [0002, 0014]
- DE 102005037559 A1 [0003]

Claims

Anordnung zur Lagerung eines ein Ausgleichsgehäuse (4) aufweisenden Ausgleichsgetriebes (1) in einem Achsgehäuse (2), wobei das Ausgleichsgehäuse (4) über ein erstes und ein zweites Lager (14, 15) gegenüber dem Achsgehäuse (2) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lager (14) in einem ersten Bauteil (12) aufgenommen ist, welches in das Achsgehäuse (2) einsetzbar und in axialer Richtung (A) elastisch ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lager (15) in einem zweiten Bauteil (13) aufgenommen ist, welches in das Achsgehäuse (2) einsetzbar und in Relation zum ersten Bauteil (12) in axialer Richtung (A) steif ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Bauteil (12, 13) ein Zwischengehäuse zur Aufnahme von unterschiedlichen Ausgleichsgetrieben (4), insbesondere Ausgleichsgetrieben mit unterschiedlichen Abständen der Lager (14, 15) ausgebildet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgetriebe (4) ein Tellerrad (5) aufweist und das erste Lager (14) respektive das erste Bauteil (12) auf der dem Tellerrad (5) abgewandten Seite angeordnet sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (12) scheibenförmig, insbesondere als Lagerschild ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager als gegeneinander verspannte Kegelrollenlager (14, 15) ausgebildet sind.