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Die
Erfindung betrifft ein Achsgetriebe.
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Aus
der
DE 195 44 588
A1 ist im Zusammenhang mit einem Montageverfahren für
ein Ausgleichsgetriebe ein Achsgetriebe bekannt, welches ein Getriebegehäuse,
einen in dem Getriebegehäuse über ein erstes und
ein zweites Lager gelagerten, einen Tellerrad aufweisenden Ausgleich
sowie ein Antriebsritzel aufweist. Lagerstühle für
das erste und das zweite Lager sind bei diesem Ausgleichsgetriebe in
einer Gehäusewandung des Getriebegehäuses ausgebildet.
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Achsgetriebe
werden insbesondere in Kraftfahrzeugen verwendet. Bei dieser Verwendung
treten Betriebssituationen auf, in denen über das Ausgleichsgetriebe
hohe Drehmomentspitzen übertragen werden müssen.
Dies ist beispielsweise beim Anfahren eines Kraftfahrzeuges der
Fall. Solche hohen Drehmomentspitzen können zu einem Abdrängen
des Ritzelkopfes von dem Tellerrad führen, wodurch die
Gefahr einer hohen Umlaufbiegung und einer Materialermüdung
besteht. Um daraus etwaig resultierenden Brüchen des Antriebsritzels
zu begegnen und auch um Zahnbrüchen am Antriebsritzel oder
am Tellerrad aufgrund eines veränderten Zahneingriffs entgegenzuwirken,
sind in der Praxis Wälzlager als Ritzelkopflager verwendet
worden. Solche Ritzelkopflager sind jedoch in ihrer Herstellung
sehr aufwändig, und sie haben zudem aufgrund der auftretenden
Reibungsverluste einen negativen Einfluss auf den Wirkungsgrad des
Achsgetriebes und damit den Kraftstoffverbrauch eines mit einem
solchen Achsgetriebe ausgestatten Kraftfahrzeuges.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein unter Beibehaltung der
Lebensdauer jedoch hinsichtlich des Wirkungsgrades verbessertes
Achsgetriebe zur Verfügung zu stellen, welches bei einem einfachen
Aufbau eine hohe Sicherheit gegen Versagen aufweist.
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Die
Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit
den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Ein
Achsgetriebe gemäß der Erfindung weist ein Getriebegehäuse,
einen in dem Getriebegehäuse gelagerten ein Tellerrad aufweisenden
Ausgleich sowie ein Antriebsritzel auf, wobei das Antriebsritzel
an einer Ausgleichsseite mit dem Tellerrad kämmt. Bei einem
solchen Achsgetriebe ist gemäß der Erfindung vorgesehen,
dass das Antriebsritzel auf der Ausgleichsseite einen in einem Ritzelkopflager
gelagerten Lagerzapfen aufweist. Das Ritzelkopflager ist als Notsupport
ausgebildet und weist ein Lüftspiel auf. Ein derart gestaltetes
Ausgleichsgetriebe weist eine hohe Versagenssicherheit auf, denn
eine bei Lastspitzen auftretende Biegewechselbelastung wird dann
durch das Ritzelkopflager abgefangen, wobei das Ritzelkopflager
jedoch praktisch ohne Reibungsverluste arbeitet, wenn aufgrund einer
geringen Belastung eine Durchbiegung des Antriebsritzels nicht vorliegt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Ritzelkopflager
ein Lüftspiel von 0,5 mm bis 2,0 mm, insbesondere 1 mm auf.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Ritzelkopflager
als Gleitlager ausgebildet. Ein Gleitlager lässt sich besonders
kostengünstig insbesondere unter Verwendung von Katalogteilen
aus Lieferantenkatalogen herstellen.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Ritzelkopf
eine Schmiernut, welche insbesondere mindestens abschnittsweise
um den Ritzelkopf schraubenförmig verläuft, vorgesehen.
So wird eine gute Schmierung im Fall des Eingriffs zwischen Ritzelkopf
und Ritzelkopflagers gewährleistet.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Antriebsritzel
eine Kegelradverzahnung ausgebildet. Bei einer solchen Ausgestaltung
lassen sich hohe Drehmomente sicher übertragen.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Ausgleich über
ein erstes und ein zweites Lager in dem Getriebegehäuse gelagert,
wobei für das erste Lager in dem Getriebegehäuse
ein erster Lagerstuhl vorgesehen ist. Bei einem solchen Achsgetriebe
ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass der Lagerstuhl
als separates Bauteil ausgeführt ist, welches lösbar
mit dem Getriebegehäuse verbunden ist. Dadurch wird die
Möglichkeit geschaffen, für ein Achsgetriebe ein
Gehäuse zur Verfügung zu stellen, welches je nach
zu erwartender Belastungssituation mit oder ohne einem Ritzelkopflager
ausgestattet werden kann, sodass Ausgleichsgetriebe mit einer hohen
Sicherheit gegen Versagen zur Verfügung gestellt werden
können, die einen hohen Wirkungsgrad aufweisen.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist an dem ersten
Lagerstuhl ein Ausleger zur Aufnahme eines Ritzelkopflagers ausgebildet.
Eine solche Ausgestaltung erlaubt die Anordnung eines Ritzelkopflagers
mit sehr geringem Aufwand, und sie ist darüber hinaus montagefreundlich.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Lagerstuhl
mit dem Getriebegehäuse durch eine Schraubverbindung verbunden.
Dies erleichtert die Montage.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist für
das zweite Lager in dem Getriebegehäuse ein zweiter Lagerstuhl
vorgesehen, der abschnittsweise als separates Bauteil ausgeführt ist,
welches mit dem Getriebegehäuse lösbar, insbesondere
mit einer Schraubverbindung verbunden ist. Dies erleichtert die
Herstellung des Getriebegehäuses, da sich dieses dann aus
weniger komplexen Elementen aufbauen lässt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass das erste und das zweite Lager als Wälzlager, insbesondere als
Kegelrollenlager ausgebildet sind, die den Ausgleich abstützen.
So wird eine hohe Belastbarkeit in radialer und axialer Richtung,
bei gleichzeitig geringem Reibmoment, sichergestellt.
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Die
Vorteile der Erfindung zeigen sich insbesondere bei einem Einsatz
des Achsgetriebes im Kraftfahrzeugbereich, insbesondere in einem
Nutzkraftfahrzeug. Daher ist gemäß einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung das Ausgleichsgetriebe als Nutzfahrzeuggetriebe
ausgebildet.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung
im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
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Dabei
zeigen:
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1 einen
Schnitt durch ein Achsgetriebe gemäß einer besonders
bevorzugten ersten Ausführungsform,
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2 eine
perspektivische Ansicht in das Innere des Achsgetriebes in 1,
wobei der Ausgleich weggelassen ist,
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3 eine
perspektivische Ansicht des Kopfbereichs eines in dem Achsgetriebe
in 1 und 2 verwendeten Antriebsritzels,
und
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4 eine
perspektivische Ansicht in das Innere eines Achsgetriebes gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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Das
in 1 gezeigte Achsgetriebe 100 ist als ein
Nutzfahrzeug-Hinterachsegetriebe eines leichten Nutzfahrzeugs ausgebildet.
Es weist ein als Gussteil gefertigtes Getriebegehäuse 102 auf,
von dem in 1 nur ein Gehäusekorpus 104 gezeigt
ist.
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Im
Innern des Getriebegehäuses 102 ist ein Ausgleich 106 ausgebildet,
welcher unterschiedliche Drehzahlen einer ersten und einer zweiten
Abtriebswelle 108, 110 ausgleicht, wobei der Ausgleich
ein Tellerrad 112 aufweist, welches über ein Antriebsritzel 114 angetrieben
wird. Das Antriebsritzel 114 kämmt dazu an seiner
Ausgleichsseite mit dem Tellerrad 112.
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Der
Ausgleich 106 ist in dem Getriebegehäuse 102 über
ein erstes Lager 116 und ein zweites Lager 118 gelagert,
wobei die Lager 116, 118 als Kegelrollenlager
ausgebildet sind. Für das erste Lager 116 ist
ein als Gussteil ausgebildeter erster Lagerstuhl 120 vorgesehen,
und für das zweite Lager 118 ist ein zweiter Lagerstuhl 122 vorgesehen.
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Der
erste Lagerstuhl 120 weist – wie insbesondere
in 2 gezeigt – einen Ausleger 124 auf, welcher
einstückig an dem ersten Lagerstuhl 120 ausgebildet
ist. In diesem Ausleger 124 ist ein Ritzelkopflager 126 als
Gleitlager ausgebildet, welches eine Lagerbohrung 128 mit
darin integrierter Lagerschale 130 aufweist. Eine Achse 132 der
Lagerbohrung 128 steht senkrecht auf einer Achse 134 der ersten
Abtriebswelle 108, wobei diese Achse 134 durch
eine erste Lageraufnahme 136 in dem ersten Lagerstuhl 120 definiert
ist, und wobei die Lageraufnahme 136 in dem ersten Lagerstuhl 120,
der ungeteilt ausgeführt ist, durch mechanische Bearbeitung erzeugt
ist.
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Der
erste Lagerstuhl 120 weist eine im Wesentlichen eben ausgebildete
Anschlussfläche 138 auf, mit welcher der erste
Lagerstuhl 120 gegen eine erste Montagefläche 140 gesetzt
ist. Im angesetzten Zustand ist der erste Lagerstuhl 120 an
dem Gehäusekorpus 104 durch einen ersten und einen
zweiten Befestigungsbolzen 142, 144 gesichert,
wobei für diese Befestigungsbolzen 142, 144 an
dem ersten Lagerstuhl einstückig angeformte Bolzenaufnahmen 146, 148 ausgebildet
sind.
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Im
Gegensatz zu dem ersten Lagerstuhl 120 ist der zweite Lagerstuhl 122 geteilt
ausgeführt, wobei ein erster Lagerabschnitt 150 (2)
an dem Gehäusekorpus 104 ausgebildet ist und ein
zweiter Lagerabschnitt 152 nach Art eines Lagerdeckels
als Gussteil ausgeführt ist. Zur Fixierung des zweiten
Lagerabschnitts 152 an dem ersten Lagerabschnitt 150 sind
ein dritter und ein vierter Befestigungsbolzen 154, 156 vorgesehen.
Eine in dem zweiten Lagerstuhl 122 ausgebildete zweite
Lageraufnahme 158 erstreckt sich koaxial zu der ersten
Lageraufnahme 136.
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Durch
das erste und das zweite Lager 116, 118 sowie
den ersten bzw. zweiten Lagerstuhl 120, 122 wird
der Ausgleich 106 und damit das Tellerrad 112 geführt.
Zur Führung des Antriebsritzels 114 ist an dem
Gehäusekorpus eine erste Ritzellagerung 160 vorgesehen,
welche ein erstes und ein zweites Wälzlager 162, 164 aufweist.
Das erste und das zweite Wälzlager 162, 164 sind
als Kegelrollenlager ausgebildet, wobei die äußeren
Lagerringe 166, 168 im montierten Zustand des
Ausgleichgetriebes in einer ersten bzw. zweiten Lagerringaufnahme 170, 172 aufgenommen
sind, die durch mechanische Bearbeitung an dem Gehäusekorpus 104 ausgebildet
sind.
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Anhand
von 1 ist erkennbar, dass das Antriebsritzel 114,
das zur Kupplung mit einem Antriebsflansch 174 an seinem
einen Ende eine Kerbverzahnung 176 aufweist und dass zum
Antrieb des Tellerrades 112 an seinem anderen Ende eine
Kegelradverzahnung 178 aufweist, mit seiner Kegelradverzahnung 178 aus
dem Bereich der ersten Ritzellagerung 160 in das Innere
des Getriebegehäuses 102 vorragt. Dieser Bereich
wird auch als Kopfbereich oder Ritzelkopf 180 bezeichnet.
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Einer übermäßigen
Biegewechselbelastung des Antriebsritzels 114 wird dadurch
entgegengewirkt, dass das Antriebsritzel einen am Ritzelkopf 180 ausgebildeten
Lagerzapfen 182 aufweißt, welcher im montierten
Zustand des Ausgleichgetriebes 100 von dem an dem Ausleger 124 ausgebildeten
Gleitlager 126 abgestützt wird. Diese Anordnung
kann als Ritzelkopflagerung bezeichnet werden. Dabei ist ein Lüftspiel
von 1,0 mm vorgesehen, sodass das Gleitlager 126 nur bei
Lastspitzen trägt.
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An
den Lagerzapfen 182 ist eine sich schraubenförmig
um diesen herum erstreckende Notlaufschmiernut 184 ausgebildet,
welche das Gleitlager 126 mit Schmierstoff versorgt (3).
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Das
in 4 gezeigte Achsgetriebe 200 gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform entspricht in seinem
grundsätzlichen Bau dem Achsgetriebe 100 gemäß der
ersten Ausführungsform. Daher sind für die Teile
des Ausgleichsgetriebes 200, die Teilen des Ausgleichsgetriebes 100 gemäß der ersten
Ausführungsform entsprechen, Bezugszeichen verwendet worden,
die gegenüber der ersten Ausführungsform um 100
erhöht sind. Auf die entsprechende Beschreibung wird hiermit
ausdrücklich Bezug genommen und verwiesen.
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Das
Achsgetriebe 200 gemäß der zweiten Ausführungsform
weist wie das erste Ausgleichsgetriebe ein Getriebegehäuse 202 auf,
von dem in 4 lediglich ein Gehäusekorpus 204 gezeigt
ist. Der Gehäusekorpus 204 ist wiederum ein mechanisch
bearbeitetes Gussteil. An den Gehäusekorpus 204 ist
wiederum ein erster Lagerstuhl 220 angeschlossen, und ein
zweiter Lagerstuhl 222 ist wie bei der ersten Ausführungsform
als geteilter Lagerstuhl 222 ausgebildet.
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Das
Achsgetriebe 200 gemäß der zweiten Ausführungsform
ist für den Einsatz bei niedrigen Lasten vorgesehen und
weist daher keine Ritzelkopflagerung des Antriebsritzels 214 auf,
sodass auch der erste Lagerstuhl 220 ohne Ausleger und
darin enthaltenem Gleitlager ausgebildet ist. Der erste Lagerstuhl 220 ist
jedoch als separates Bauteil ausgeführt, sodass ein einheitlicher
Gehäusekorpus 204, 104 sowohl für
ein Ausgleichsgetriebe mit als auch für Ausgleichgetriebe
ohne Ritzelkopflagerung verwendbar ist. Da auch der zweite Lagerstuhl 222 identisch
mit dem ersten Lagerstuhl 122 der ersten Ausführungsform
ausgebildet ist, ist ein hoher Grad gleicher Teile für
beide Ausführungsformen erreicht, was zu günstigen
Herstellungskosten führt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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