DE102011107556A1

DE102011107556A1 - Getriebe mit einer Triebwelle

Info

Publication number: DE102011107556A1
Application number: DE102011107556A
Authority: DE
Inventors: Andreas Braun; Matthias Daume
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2011-07-16
Filing date: 2011-07-16
Publication date: 2013-01-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (1), insbesondere Hinterachsgetriebe, mit einer Triebwelle (2), welche über ein eingangsseitiges Wälzlager (6) und ein ausgangsseitiges Wälzlager (7) drehbar in einem Getriebegehäuse (8) gelagert ist, wobei die beiden Wälzlager (6, 7) jeweils einen auf der Triebwelle (2) anliegenden Innenring (10, 11) und einen an dem Getriebegehäuse (8) anliegenden Außenring (12, 13) aufweisen und wobei eine axiale Lagefixierung der jeweiligen Innenringe (10, 11) durch triebwellenseitig angeordnete Anschlagflächen (14, 15) und eine axiale Lagefixierung der Außenringe (12, 13) durch gehäuseseitig angeordnete Anschlagflächen (16, 17) erfolgen. Zur Reduzierung der akustischen Auffälligkeiten des Getriebes (1) ist vorgesehen, dass zumindest eines der Wälzlager (6) entweder in einer ersten Funktionsposition oder in einer zweiten Funktionsposition in dem Getriebegehäuse (8) festlegbar ist, wobei die beiden Wälzlager (6, 7) bei einer Anordnung des zumindest einen Wälzlagers (6) in der ersten Funktionsposition einen anderen Lagerabstand (a1, a2) in axialer Richtung relativ zueinander aufweisen als bei der Anordnung des zumindest einen Wälzlagers (6) in der zweiten Funktionsposition.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere Hinterachsgetriebe, mit einer Triebwelle, welche über ein eingangsseitiges Wälzlager und ein ausgangsseitiges Wälzlager drehbar in einem Getriebegehäuse gelagert ist, wobei die beiden Wälzlager jeweils einen auf der Triebwelle anliegenden Innenring und einen an dem Getriebegehäuse anliegenden Außenring aufweisen und wobei eine axiale Lagefixierung der jeweiligen Innenringe durch triebwellenseitig angeordnete Anschlagflächen und eine axiale Lagefixierung der Außenringe durch gehäuseseitig angeordnete Anschlagflächen erfolgen.
Bei einer entfernt von einer Antriebseinheit, d. h. dem Antriebsmotor und einem nachgeschalteten Fahrgetriebe, angeordneten Antriebsachse wird das Antriebsmoment zumeist über eine Kardanwelle von dem Fahrgetriebe oder einem Verteilergetriebe zu dem Ausgleichsgetriebe übertragen und über eine Flanschverbindung in dieses eingeleitet. Bei der Antriebsachse kann es sich um die angetriebene Hinterachse eines Kraftfahrzeugs mit einer Frontanordnung der Antriebseinheit, um die angetriebene Vorderachse eines Kraftfahrzeugs mit einer Heckanordnung der Antriebseinheit oder um eine der beiden Antriebsachsen eines Kraftfahrzeugs mit Allradantrieb handeln. In dem Hinterachsgetriebe einer derartigen Antriebsachse ist üblicherweise eine in dem betreffenden Differentialgehäuse wälzgelagerte Triebwelle vorgesehen, die eingangsseitig einen Antriebsflansch zur Einleitung des Antriebsmoments von der Kardanwelle und axial gegenüberliegend ein Antriebsritzel zur Übertragung des Antriebsmoments in das Tellerrad des Ausgleichsgetriebes aufweist. Die als Ritzelwelle ausgebildete Triebwelle ist zumeist rechtwinklig zu den Abtriebswellen des Ausgleichsgetriebes angeordnet und das Antriebsritzel steht über eine Kegelradverzahnung mit dem Tellerrad in Verbindung.
Aus der DE 199 53 092 A1 ist eine Lageranordnung für ein Achsgetriebe eines Kraftfahrzeugs bekannt, welches zwei koaxial zur Drehachse einer Welle angeordnete, gegeneinander angestellte Schräglager aufweist, deren Innenringe auf voneinander abgewandten Seiten Innenringstirnflächen aufweisen, die über gegeneinander zeigende Wellen-Stirnflächen an der Welle abgestützt sind, und deren Außenringe an ihren gegeneinander zeigenden Außenring Stirnflächen über voneinander weg zeigende Gehäuse-Stützflächen an einem Gehäuse abgestützt sind.
Weiterhin wird in der DE 103 55 340 A1 ein Ausgleichsgetriebe einer Kraftfahrzeug-Antriebsachse mit einer als Ritzelwelle ausgebildeten Triebwelle offenbart, welche eingangsseitig einen Antriebsflansch und axial gegenüberliegend ein mit einem Tellerrad in Eingriff befindliches Antriebsritzel aufweist und über ein flanschseitiges Ritzelflanschlager und ein ritzelseitiges Ritzelkopflager drehbar in einem Differentialgehäuse wälzgelagert ist.
Auch die EP 0 379 490 B1 offenbart eine in einem Getriebegehäuse angeordnete Kegelritzelwelle, welche über zumindest ein Wälzlager drehbar in dem Getriebegehäuse gelagert ist.
Das Hinterachsgetriebe erzeugt bei einigen Übersetzungen, unter Umständen auch bei gewissen Fahrzeugtypen, ein akustisches Problem, welches auf Biegeschwingungen der Triebwelle und Resonanzschwingungen zurückzuführen ist. Je nach Fahrzeugtyp können diese Geräuschentwicklungen bei unterschiedlichen Übersetzungen auftreten.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die akustischen Probleme bei einem Getriebe der eingangs genannten Art zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Getriebe gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also ein Getriebe, insbesondere Hinterachsgetriebe, vorgesehen, bei welchem zumindest eines der Wälzlager entweder in einer ersten Funktionsposition oder in einer zweiten Funktionsposition in dem Getriebegehäuse festlegbar ist, wobei die beiden Wälzlager bei einer Anordnung des zumindest einen Wälzlagers in der ersten Funktionsposition einen anderen Lagerabstand in axialer Richtung relativ zueinander aufweisen als bei der Anordnung des zumindest einen Wälzlagers in der zweiten Funktionsposition. Durch den Einbau der Triebwelle in den unterschiedlichen Funktionspositionen und der hiermit einhergehenden Veränderung des Lagerabstands zwischen den beiden Wälzlagern lassen sich die Biegeschwingungen der Triebwelle und die hiermit verbundenen akustischen Auffälligkeiten des Getriebes im Betrieb erfolgreich reduzieren. Hierbei kann der Lagerabstand in Abhängigkeit des Fahrzeugtyps bzw. der fahrzeugspezifischen kritischen Drehzahlen und Übersetzungsvarianten angepasst werden, sodass die Biege- und Resonanzschwingungen reduziert werden. In vorteilhafter Weise können bei den unterschiedlichen Fahrzeugtypen also Gleichteile verwendet werden.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ergibt sich auch dadurch, dass sich eine Stirnfläche des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers in einer ersten Funktionsposition an einer Gehäuseanschlagfläche abstützt und in einer zweiten Funktionsposition an einem zwischen Außenring und der Gehäuseanschlagfläche einsetzbaren Distanzstück abstützt. Durch das Einsetzen des Distanzstücks lässt sich der Lagerabstand auf besonders einfache Art und Weise verändern. Die Distanzstücke können je nach gewünschtem Lagerabstand in axialer Richtung unterschiedliche Abmessungen aufweisen.
In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass in einer ersten Funktionsposition ein erstes Distanzstück zwischen einer Stirnfläche des Außenrings des zumindest einen Wälzlagers und der Gehäuseanschlagfläche und in einer zweiten Funktionsposition ein zweites Distanzstück zwischen der Stirnfläche des Außenrings und der Gehäuseanschlagfläche eingesetzt ist, wobei die beiden Distanzstücke in axialer Richtung unterschiedliche Abmessungen aufweisen.
Eine wiederum abgewandelte Variante der Erfindung sieht vor, dass in einer ersten Funktionsposition eine erstes Distanzstück zwischen den beiden Außenringen eingesetzt ist, wobei sich die Stirnflächen der Außenringe jeweils am ersten Distanzstück abstützen und in einer zweiten Funktionsposition ein zweites Distanzstück zwischen den beiden Außenringen eingesetzt ist, wobei die beiden Distanzstücke in axialer Richtung unterschiedliche Abmessungen aufweisen.
Dadurch, dass die Distanzstücke jeweils als einteiliger Distanzring ausgeführt sind, wird gewährleistet, dass die Stirnfläche des Außenrings auf dem gesamten Umfang an dem Distanzstück zur Anlage kommt. Weiterhin kann das Wälzlager auf besonders einfache Art und Weise prozesssicher in der jeweiligen Funktionsposition angeordnet werden. Der Distanzring stützt sich hierbei in vorteilhafter Weise sowohl axial als auch radial an einer Getriebegehäusefläche ab.
Eine weitere besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass die axiale Lagefixierung des Innenrings durch ein in der jeweiligen Funktionsposition festlegbares Sicherungselement erfolgt, an welchem sich eine Stirnfläche des Innenrings abstützt. Durch das Sicherungselement wird der Innenring und damit das Wälzlager in der jeweiligen Funktionsposition fixiert.
Besonders zweckmäßig ist hierbei, dass das Sicherungselement eine in axialer Richtung verschiebbare Mutter aufweist, welche in den zumindest zwei Funktionspositionen festlegbar ist. Die Mutter ist über ein triebwellenseitiges Gewinde in axialer Richtung stufenlos verschiebbar, sodass der Innenring bzw. das Wälzlager in Abhängigkeit der Abmessungen des verwendeten Distanzstücks prozesssicher auf der Welle fixiert werden kann.
In einer alternativen Ausgestaltung kann das Sicherungselement einen Sicherungsring aufweisen, welcher zumindest teilweise in einer Nut in der Triebwelle angeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung ist es nicht erforderlich, dass die Triebwelle ein Gewinde aufweist. Zur axialen Lagefixierung des Innenrings reicht es aus, die Triebwelle mit einer als Welleneinstich ausgebildeten Nut zu versehen. Hierbei muss die Nut entsprechend der gewünschten axialen Funktionsposition des Wälzlagers in der Triebwelle angeordnet sein.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die Triebwelle für das Festlegen des Wälzlagers in der ersten Funktionsposition eine erste Nut und für das Festlegen des Wälzlagers in der zweiten Funktionsposition eine zweite Nut aufweist. Durch die beiden Nuten in der Triebwelle kann das Wälzlager bzw. der Innenring problemlos in beiden Funktionspositionen fixiert werden.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die beiden Wälzlager als gegeneinander angestellte Schrägkegellager ausgeführt sind. Hierbei sind die Wälzkegel der Schrägkegellager jeweils nach außen angestellt. Durch die Anstellung der Wälzkegel nehmen die Wälzlager jeweils nach innen gerichtete Axialkräfte und lokale Radialkräfte von der Triebwelle auf und leiten diese in das Getriebegehäuse ein.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
1 eine zumindest teilweise geschnittene Darstellung eines Getriebes in einer Seitenansicht mit einem in einer ersten Funktionsposition festgelegten Wälzlager;
2 eine zumindest teilweise geschnittene Darstellung eines Getriebes in einer Seitenansicht mit einem in einer zweiten Funktionsposition festgelegten Wälzlager.
Die 1 und 2 zeigen jeweils ein als Hinterachsgetriebe ausgebildetes Getriebe 1 eines Kraftfahrzeugs, welches eine Triebwelle 2 mit einem eingangsseitigen Antriebsflansch 3 und einem axial gegenüberliegend angeordneten Kegelritzel 4 aufweist. Der Antriebsflansch 3, der zur Einleitung eines Antriebsmoments eines Antriebsmotors über ein zumeist als Kardanwelle ausgebildetes Übertragungselement dient, ist als separates Bauteil ausgebildet und drehfest mit der eigentlichen Triebwelle 2 verbunden. Das Kegelritzel 4 dient zur Übertragung des Antriebsmoments in ein Tellerrad 5 des Hinterachsgetriebes. Die Triebwelle 2 ist über ein eingangsseitiges Wälzlager 6 und ein ausgangsseitiges Wälzlager 7 in einem Getriebegehäuse 8 drehbar gelagert.
Die Wälzlager 6, 7 sind als Schrägkegellager ausgeführt und in einer angestellten Lagerung auf der Triebwelle 2 angeordnet. Hierbei sind die Wälzkegel 9 der Schrägkegellager jeweils nach außen angestellt. Durch die Anstellung der Wälzkegel 9 nehmen die Wälzlager 6, 7 jeweils nach innen gerichtete Axialkräfte und lokale Radialkräfte von der Triebwelle 2 auf und leiten diese in das Getriebegehäuse 8 ein.
Außerdem weisen die beiden Wälzlager 6, 7 jeweils einen auf der Triebwelle 2 anliegenden Innenring 10, 11 und einen an dem Getriebegehäuse 8 anliegenden Außenring 12, 13 auf. Eine axiale Lagefixierung der jeweiligen Innenringe 10, 11 erfolgt durch triebwellenseitig angeordnete Anschlagflächen 14, 15 und eine axiale Lagefixierung der Außenringe 12, 13 durch gehäuseseitig angeordnete Anschlagflächen 16, 17.
Das eingangsseitige Wälzlager 6 ist in 1 in einer ersten Funktionsposition angeordnet, in welcher die beiden Wälzlager 6, 7 in einem Lagerabstand a1 relativ zueinander angeordnet sind. In 2 ist das eingangsseitige Wälzlager 6 in einer zweiten Funktionsposition, in welcher die beiden Wälzlager 6, 7 in einem Lagerabstand a2 relativ zueinander angeordnet sind, dargestellt. Der Lagerabstand a2 in 2 ist größer als der Lagerabstand a1 in 1. Durch die Veränderung des Lagerabstands a1, a2 zwischen den beiden Wälzlagern 6, 7 können akustische Auffälligkeiten des Getriebes 1 reduziert werden.
Zwischen einer Gehäuseanschlagfläche 18 und einer dieser Gehäuseanschlagfläche 18 zugewandten Stirnfläche des Außenrings 12 ist ein als Distanzring ausgebildetes Distanzstück 19, 20 angeordnet, an welchem sich der Außenring 12 des eingangsseitigen Wälzlagers 6 abstützt. Die in den beiden 1 und 2 dargestellten Distanzstücke 19, 20 weisen unterschiedliche Abmessungen in axialer Richtung auf, wobei das in 1 dargestellte Distanzstück 19 schmaler ist als das in 2 dargestellte Distanzstück 20. Hieraus ergeben sich auch die unterschiedlichen Lagerabstände a1 und a2 in den beiden Figuren.
Eine axiale Lagefixierung des Innenrings 10 des eingangsseitigen Wälzlagers 6 erfolgt durch ein auf der Triebwelle 2 angeordnetes Sicherungselement 21. In den beiden Figuren ist das Sicherungselement 21 durch einen in einer Nut 22 angeordneten Sicherungsring 23 ausgeführt, wobei die Nut 22 entsprechend der jeweiligen Funktionsposition des Wälzlagers 6 in der Triebwelle 2 angeordnet ist.
Bezugszeichenliste

1: Getriebe
2: Triebwelle
3: Antriebsflansch
4: Kegelritzel
5: Tellerrad
6: Wälzlager
7: Wälzlager
8: Getriebegehäuse
9: Wälzkegel
10: Innenring
11: Innenring
12: Außenring
13: Außenring
14: Anschlagfläche
15: Anschlagfläche
16: Anschlagfläche
17: Anschlagfläche
18: Gehäuseanschlagfläche
19: Distanzstück
20: Distanzstück
21: Sicherungselement
22: Nut
23: Sicherungsring

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 19953092 A1 [0003]
DE 10355340 A1 [0004]
EP 0379490 B1 [0005]

Claims

Getriebe (1), insbesondere Hinterachsgetriebe, mit einer Triebwelle (2), welche über ein eingangsseitiges Wälzlager (6) und ein ausgangsseitiges Wälzlager (7) drehbar in einem Getriebegehäuse (8) gelagert ist, wobei die beiden Wälzlager (6, 7) jeweils einen auf der Triebwelle (2) anliegenden Innenring (10, 11) und einen an dem Getriebegehäuse (8) anliegenden Außenring (12, 13) aufweisen und wobei eine axiale Lagefixierung der jeweiligen Innenringe (10, 11) durch triebwellenseitig angeordnete Anschlagflächen (14, 15) und eine axiale Lagefixierung der Außenringe (12, 13) durch gehäuseseitig angeordnete Anschlagflächen (16, 17) erfolgen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Wälzlager (6) entweder in einer ersten Funktionsposition oder in einer zweiten Funktionsposition in dem Getriebegehäuse (8) festlegbar ist, wobei die beiden Wälzlager (6, 7) bei einer Anordnung des zumindest einen Wälzlagers (6) in der ersten Funktionsposition einen anderen Lagerabstand (a1, a2) in axialer Richtung relativ zueinander aufweisen als bei der Anordnung des zumindest einen Wälzlagers (6) in der zweiten Funktionsposition.
Getriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Stirnfläche des Außenrings (12) des zumindest einen Wälzlagers (6) in einer ersten Funktionsposition an einer Gehäuseanschlagfläche (18) abstützt und in einer zweiten Funktionsposition an einem zwischen Außenring (12) und der Gehäuseanschlagfläche (18) einsetzbaren Distanzstück (19, 20) abstützt.
Getriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Funktionsposition ein erstes Distanzstück (19) zwischen einer Stirnfläche des Außenrings (12) des zumindest einen Wälzlagers (6) und der Gehäuseanschlagfläche (18) und in einer zweiten Funktionsposition ein zweites Distanzstück (20) zwischen der Stirnfläche des Außenrings (12) und der Gehäuseanschlagfläche (18) eingesetzt ist, wobei die beiden Distanzstücke (19, 20) in axialer Richtung unterschiedliche Abmessungen aufweisen.
Getriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Funktionsposition ein erstes Distanzstück (19) zwischen den beiden Außenringen (12, 13) eingesetzt ist, wobei sich die Stirnflächen der Außenringe (12, 13) jeweils am ersten Distanzstück (19) abstützen, und in einer zweiten Funktionsposition ein zweites Distanzstück (19, 20) zwischen den beiden Außenringen (12, 13) eingesetzt ist, wobei die beiden Distanzstücke (19, 20) in axialer Richtung unterschiedliche Abmessungen aufweisen.
Getriebe (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzstücke (19, 20) jeweils als einteiliger Distanzring ausgeführt sind.
Getriebe (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Lagefixierung des Innenrings (10) durch ein in der jeweiligen Funktionsposition festlegbares Sicherungselement (21) erfolgt, an welchem sich eine Stirnfläche des Innenrings (10) abstützt.
Getriebe (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (21) eine in axialer Richtung verschiebbare Mutter aufweist, welche in den zumindest zwei Funktionspositionen festlegbar ist.
Getriebe (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (21) einen Sicherungsring (23) aufweist, welcher zumindest teilweise in einer Nut (22) in der Triebwelle (2) angeordnet ist.
Getriebe (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Triebwelle (2) für das Festlegen des Wälzlagers (6) in der ersten Funktionsposition eine erste Nut (22) und für das Festlegen der Wälzlagers (6) in der zweiten Funktionsposition eine zweite Nut aufweist.
Getriebe (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wälzlager (6, 7) als gegeneinander angestellte Schrägkegellager ausgeführt sind.