DE102013201091A1

DE102013201091A1 - Antriebseinrichtung für die Laufräder eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102013201091A1
Application number: DE102013201091.5A
Authority: DE
Inventors: Horst SIGL; Peter Haselberger; Klaus Alesch; Paul Lenz; Rudolf Neumüller; Alexander ENDERL
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2014-07-24
Also published as: CN103968033A; KR20140095436A; US20140206492A1; US9175761B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für die Laufräder eines Fahrzeugs, mit einem feststehenden Gehäuse 1, in dem ein drehbar antreibbares Differentialgehäuse 3 mit einem Achsdifferentialgetriebe über Differentiallager 2 drehbar gelagert ist, durch das zwei Antriebswellen 4 drehbar antreibbar sind, auf denen jeweils ein Antriebszahnrad 5 drehfest angeordnet ist. Dabei stehen die Antriebszahnräder 5 gegensinnig schrägverzahnt in kämmendem Eingriff mit Abtriebszahnrädern 7 zum Antrieb von Laufrädern des Fahrzeugs und erzeugen zur Mitte des Achsdifferentialgetriebes hin gerichtete Axialkräfte. Mit Axiallageranordnungen zur Abstützung dieser Axialkräfte, die wiederum an einem Bauteil der Antriebseinrichtung abgestützt sind. Die Axiallageranordnungen sind axial zu den Antriebswellen 4 an radialen Abstützflächen 17 von Abstützelementen abgestützt, die axial verstellbar an dem Gehäuse 1 angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für die Laufräder eines Fahrzeugs, mit einem feststehenden Gehäuse, in dem ein drehbar antreibbares Differentialgehäuse mit einem Achsdifferentialgetriebe über Differentiallager drehbar gelagert ist, durch das zwei Antriebswellen drehbar antreibbar sind, auf denen jeweils ein Antriebszahnrad drehfest angeordnet ist, wobei die Antriebszahnräder gegensinnig schrägverzahnt in kämmendem Eingriff mit Abtriebszahnrädern zum Antrieb von Laufrädern des Fahrzeugs stehen und zur Mitte des Achsdifferentialgetriebes hin gerichtete Axialkräfte erzeugen, mit Axiallageranordnungen zur Abstützung dieser Axialkräfte, die wiederum an einem Bauteil der Antriebseinrichtung abgestützt sind.
Bei einer derartigen Antriebseinrichtung ist es bekannt die zur Mitte des Achsdifferentials hin gerichteten Axialkräfte der Antriebszahnräder an Teilen des Gehäuses abzustützen, die radial zwischen die Antriebsräder und das Differentialgehäuse bis nahe an die Antriebswellen ragen und eine axiale Führung sowie eine radiale Abstützfläche für die Axiallageranordnungen aufweisen.
Soll der Schrägungswinkel der Schrägverzahnung groß sein um höhere Leistungen übertragen zu können, vergrößern sich auch die von den Antriebszahnrädern erzeugten, zur Mitte des Achsdifferentials hin gerichteten Axialkräfte, die über die Axiallageranordnungen an den Teilen des Gehäuses abgestützt werden müssen. Dies erfordert eine Vergrößerung der Lageranordnung und eine stabilere Auslegung der Teile des Gehäuses und damit ein größeres Bauraumerfordernis. Eine axiale Vergrößerung ist aber nicht möglich, da der Bauraum durch die Felgen der Laufräder und deren Reifenfreigang sowie die Differentiallager begrenzt ist und da zur exakten Positionierung der Axiallageranordnungen Distanzscheiben zwischen den Abstützstellen für die Axiallageranordnungen angeordnet werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau ohne größeres Bauraumerfordernis eine Abstützung von den Antriebsrädern erhöht erzeugter Axialkräfte ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Axiallageranordnungen axial zu den Antriebswellen an radialen Abstützflächen von Abstützelementen abgestützt sind, die axial verstellbar an dem Gehäuse angeordnet sind.
Durch die axiale Verstellbarkeit der Abstützelemente können die Abstützstellen für die Axiallageranordnungen exakt positioniert werden, so dass die sonst dafür nötigen Distanzscheiben wegfallen.
Damit steht aber auch mehr axialer Raum zwischen Antriebszahnrad und Differentialgehäuse für die Lageranordnung zur Verfügung, so dass diese ohne erhöhtes Bauraumerfordernis größer und damit für höhere Axialkräfte geeignet ausgelegt werden kann.
Gleichzeitig wird durch den Wegfall der Distanzscheiben der Montageaufwand geringer.
Ein größerer Schrägungswinkel der Schrägverzahnung der Antriebszahnräder begünstigt weiterhin das Geräuschverhalten und führt zu einem geringeren Verzahnungsverlustanteil.
Eine einfach aufgebaute und leicht betätigbare Verstellbarkeit der Abstützelemente wird dadurch erreicht, dass die Abstützelemente Abstützringe sind, die an ihrer radial umlaufenden äußeren Mantelfläche ein Gewinde aufweisen, mit dem die Abstützringe in zu den Antriebswellen koaxialen Gewindebohrungen des Gehäuses eingeschraubt sind.
Durch einfaches Relativverdrehen der Abstützringe zum Gehäuse erfolgt die Verstellung der Abstützflächen.
In einfachem Aufbau besteht der Abstützring aus einer an ihrer radial umlaufenden äußeren Mantelfläche das Gewinde aufweisenden Verstellhülse und einer an ihrem dem Differentialgehäuse zugewandten Ende eine radial nach innen ragenden, die radiale Abstützfläche aufweisende Ringscheibe. Ist an der zylindrischen Innenwand der Verstellhülse die zweite Wellenscheibe mit ihrer radial umlaufenden Mantelfläche geführt, so wird durch die Verstellhülse die Ringscheibe konzentrisch zur Antriebswelle gehalten und kann nicht störende Geräusche erzeugend an der Antriebswelle schleifen.
Ist an der zylindrischen Innenwand der Verstellhülse auch ein Wälzkörperkranz des Axialwälzlagers mit seiner radial umlaufenden Mantelfläche geführt, so wird auch das Axialwälzlager von der Verstellhülse in Mehrfachfunktion konzentrisch zur Antriebswelle gehalten.
Die Antriebswellen können mit ihren jeweils zugeordneten Antriebszahnrädern einteilig ausgebildet sein, wobei montagevereinfachend die einteilig mit den Antriebszahnrädern ausgebildeten Antriebswellen von der Differentialseite her montierbar sind.
Ist zwischen der Wellenscheibe und ersten Abstützfläche ein axial vorgespanntes Federelement angeordnet, so sorgt dieses Federelement dafür, dass die Gehäusescheibe und die Wellenscheibe immer gegen die Rollen des Axialwälzlagers vorgespannt sind. Damit wird bei einem Drehrichtungswechsel der Antriebswelle ein Schlag beim Überwinden des Spiels zwischen diesen Teilen vermieden.
In einfacher Ausbildung kann das Federelement eine Tellerfeder sein.
Um entsprechend der axialen Positionierung der Axiallageranordnung auch eine axiale Positionierung des Differentiallagers gegenüber dem Gehäuse zu erreichen, kann jedes Differentiallager axial über eine Distanzscheibe bestimmter Dicke an einer radialen zweiten Abstützfläche des Gehäuses in Anlage sein. Je nach tatsächlichen Verhältnissen werden Distanzscheiben in der erforderlichen Dicke angewandt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Ausschnitt einer Antriebseinrichtung für die Laufräder eines Fahrzeugs.
In einem Gehäuse 1 ist über zwei Differentiallager 2, von denen eines zu sehen ist, ein drehbar antreibbares Differentialgehäuse 3 eines nicht dargestellten Achsdifferentialgetriebes drehbar gelagert.
Von dem Achsdifferentialgetriebe sind sich diametral gegenüberliegend zwei Antriebswellen 4 drehbar antreibbar. Der dargestellte Ausschnitt zeigt den Bereich einer dieser Antriebswellen 4.
Die Antriebswelle 4 ist an ihrem dem Achsdifferentialgetriebe abgewandten Ende einteilig mit einem Antriebszahnrad 5 ausgebildet, das eine Schrägverzahnung 6 aufweist. Das Antriebszahnrad 5 ist in kämmendem Eingriff mit einem Abtriebsrad 7 über das ein nicht dargestelltes Laufrad des Fahrzeugs drehbar antreibbar ist.
Das Gehäuse 1 umgreift das das Antriebszahnrad 5 aufweisende Ende der Antriebswelle 4. In einer koaxialen Vertiefung 8 eines Deckels 16 des Gehäuses 1 sind eine Laufscheibe 10, ein erstes Axialzylinderrollenlager 11 und eine erste Wellenscheibe 12 angeordnet, wobei die erste Wellenscheibe 12 axial an dem Antriebszahnrad 5 in Richtung auf das Differentialgehäuse 3 anliegt.
Auf der dem Differentialgehäuse 3 zugewandten Seite stützt sich das Antriebszahnrad 5 über axial hintereinander angeordnet eine Gehäusescheibe 13, ein als zweites Axialzylinderrollenlager 14 ausgebildetes Wälzlager und eine zweite Wellenscheibe 15 an einer ringförmigen radialen ersten Abstützfläche 17 einer radial nach innen ragenden Ringscheibe 18 ab.
Die Ringscheibe 18 ist einteilig mit einer Verstellhülse 25 als Abstützring 28 ausgebildet. An der zylindrischer Innenwand der Verstellhülse 25 sind die zweite Wellenscheibe 15 und ein äußerer Wälzlagerkranz 26 des zweiten Axialzylinderrollenlagers 14 mit ihren radial umlaufenden Mantelflächen axial geführt.
An der radial umlaufenden äußeren Mantelfläche ist der Abstützring 28 mit einem Gewinde 24 versehen und in eine entspreche Gewindebohrung des Gehäuses 1 eingeschraubt. Durch Verdrehen des Abstützrings relativ zum Gehäuse 1 ist die Ringscheibe 18 mit der Abstützfläche 17 axial auf ihre optimale Position einstellbar.
Auf einer rohrartigen Verlängerung 27 des Differentialgehäuses 3 ist der Innenring 19 des als Kegelrollenlager ausgebildeten einen Differentiallagers 2 angeordnet. Axial ist der Innenring 19 an dem Differentialgehäuse 3 in Anlage.
Der Außenring 20 des Differentiallagers 2 ist in eine Sackbohrung 21 in dem Gehäuse 1 eingesetzt und mit seiner dem Differentialgehäuse 3 abgewandten Stirnseite axial über eine Distanzscheibe 23 an deren Boden 22 abgestützt, der eine zweite Abstützfläche bildet.
Bei einem Drehantrieb der Antriebswelle 4 werden von dem Antriebszahnrad 5 aufgrund seiner Schrägverzahnung 6 auf die Antriebswelle 4 in Richtung auf die Mitte des Achsdifferentialgetriebes gerichtete Axialkräfte erzeugt, die durch die aus Gehäusescheibe 13, zweitem Axialzylinderrollenlager 14, zweiter Wellenscheibe 15 bestehender Axiallageranordnung an der ringförmigen radialen Abstützfläche 17 der Ringscheibe 18 des Abstützrings 28 abgestützt werden.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Differentiallager
3: Differentialgehäuse
4: Antriebswelle
5: Antriebszahnrad
6: Schrägverzahnung
7: Abtriebsrad
8: Vertiefung
10: Laufscheibe
11: erstes Axialzylinderrollenlager
12: erste Wellenscheibe
13: Gehäusescheibe
14: zweites Axialzylinderrollenlager
15: zweite Wellenscheibe
16: Deckel
17: Abstützfläche
18: Ringscheibe
19: Innenring
20: Außenring
21: Sackbohrung
22: Boden
23: Distanzscheibe
24: Gewinde
25: Verstellhülse
26: Wälzkörperkranz
27: Verlängerung
28: Abstützring

Claims

Antriebseinrichtung für die Laufräder eines Fahrzeugs, mit einem feststehenden Gehäuse (1), in dem ein drehbar antreibbares Differentialgehäuse (3) mit einem Achsdifferentialgetriebe über Differentiallager (2) drehbar gelagert ist, durch das zwei Antriebswellen (4) drehbar antreibbar sind, auf denen jeweils ein Antriebszahnrad (5) drehfest angeordnet ist, wobei die Antriebszahnräder (5) gegensinnig schrägverzahnt in kämmendem Eingriff mit Abtriebszahnrädern (7) zum Antrieb von Laufrädern des Fahrzeugs stehen und zur Mitte des Achsdifferentialgetriebes hin gerichtete Axialkräfte erzeugen, mit Axiallageranordnungen zur Abstützung dieser Axialkräfte, die wiederum an einem Bauteil der Antriebseinrichtung abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Axiallageranordnungen axial zu den Antriebswellen (4) an radialen Abstützflächen (17) von Abstützelementen abgestützt sind, die axial verstellbar an dem Gehäuse (1) angeordnet sind.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axiallageranordnung eine direkt oder indirekt axial an dem Antriebszahnrad (5) anliegende ringförmige Gehäusescheibe (13) und eine direkt oder indirekt axial an der Abstützfläche (17) des Abstützelements anliegende ringförmige Wellenscheibe (15) aufweist, die die Antriebswelle (4) umschließen und zwischen denen ein Axialwälzlager (14) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützelemente Abstützringe (28) sind, die an ihrer radial umlaufenden äußeren Mantelfläche ein Gewinde (24) aufweisen, mit dem die Abstützringe (28) in zu den Antriebswellen (4) koaxialen Gewindebohrungen des Gehäuses (1) eingeschraubt sind.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützring (28) aus einer an ihrer radial umlaufenden äußeren Mantelfläche das Gewinde (24) aufweisenden Verstellhülse (25) und einer an ihrem dem Differentialgehäuse (3) zugewandten Ende eine radial nach innen ragende, die radiale Abstützfläche (17) aufweisende Ringscheibe (18) besteht.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der zylindrischen Innenwand der Verstellhülse (25) die zweite Wellenscheibe (15) mit ihrer radial umlaufenden Mantelfläche geführt ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der zylindrischen Innenwand der Verstellhülse (25) ein Wälzkörperkranz (26) des Axialwälzlagers mit seiner radial umlaufenden Mantelfläche geführt ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswellen (4) mit ihren jeweils zugeordneten Antriebszahnrädern (5) einteilig ausgebildet sind.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Wellenscheibe (15) und der ersten Abstützfläche (17) des Abstützelements ein axial vorgespanntes Federelement angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement eine Tellerfeder (24) ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Differentiallager (2) axial über eine Distanzscheibe (23) bestimmter Dicke an einer radialen zweiten Abstützfläche des Gehäuses (1) in Anlage ist.