DE102013209679A1 - Achsgehäuseanordnung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Achsgehäuseanordnung für den Radantrieb eines Kraftfahrzeugs, mit einem einen Hohlquerschnitt aufweisenden, als Gussteil ausgebildeten Achsgehäuse 1, 1’, 1’’ mit an seinen Enden einteilig angegossenen Achsflanschen 6 und/oder Getriebegehäuse 2. Dabei ist durch das Achsgehäuse 1, 1’, 1’’ eine an ihren Enden drehbar gelagerte Radantriebswelle 5 hindurchgeführt. Ein das Achsgehäuse 1, 1’, 1’’ vollständig durchragendes, zumindest annähernd eine zylindrische Mantelfläche 8 aufweisendes Bauteil ist durch das Gussteil umgießbar, dessen Außendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Radantriebswelle 5.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Achsgehäuseanordnung für den Radantrieb eines Kraftfahrzeugs, mit einem einen Hohlquerschnitt aufweisenden, als Gussteil ausgebildeten Achsgehäuse mit an seinen Enden einteilig angegossenen Achsflanschen und/oder Getriebegehäuse, wobei durch das Achsgehäuse eine an ihren Enden drehbar gelagerte Radantriebswelle hindurchgeführt ist.
- Bei derartigen bekannten Achsgehäuseanordnungen enthält in der Regel der Hohlquerschnitt den Ölsumpf der Achse. Um z. B. bei einem Bus eine niedrige Fußbodenhöhe erreichen zu können, muss die Radantriebswelle möglichst nahe an der inneren Oberseite des Achsgehäuses liegen. Dies ist bei den bekannten Achsgehäuseanordnungen nicht möglich, da zur Erzeugung der Hohlquerschnitte Gusskerne verwendet werden und durch Versatz der Gusskerne die Maßhaltigkeit der Achsgehäuse bis hin zur Unbrauchbarkeit gestört sein kann. Ein Einsatz von Kernstützen als Maßnahme gegen einen Kernversatz ist nicht anwendbar, da es dabei zu lokal geringeren Festigkeiten kommen würde, so dass die Kernstützen nur an niedrig beanspruchten Bereichen der Achsgehäuse angeordnet sein könnten. Außerdem lösen herkömmliche Gusskerne erhöhte Herstellungskosten aus.
- Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Achsgehäuseanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Radantriebswelle nahe an der inneren Oberseite des Achsgehäuses anordenbar und das Achsgehäuse kostengünstig und mit hoher Maßhaltigkeit herstellbar ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein das Achsgehäuse vollständig durchragendes, zumindest annähernd eine zylindrische Mantelfläche aufweisendes Bauteil durch das Gussteil umgießbar ist, dessen Außendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Radantriebswelle.
- Durch diese Ausbildung wird ein exakt maßhaltiges Inneres des Achsgehäuses erreicht. Dies ermöglicht es die Radantriebswelle nahe an der inneren Oberseite des Achsgehäuses anzuordnen.
- Erstreckt sich das eine zylindrische Mantelfläche aufweisende Bauteil in einem einer Fahrbahnoberfläche entfernten Randbereich des Gussteils, so kann die Transportfläche des Kraftfahrzeugs wie z.B. der Fußboden eines Busses bis nahe an das Achsgehäuse reichen und somit sehr tief liegen.
- Ein geringer Materialverbrauch und eine geringe Baugröße werden dadurch erreicht, dass das Gussteil als Leichtbauträger ausgebildet ist.
- Dies führt auch zu einer Verringerung der ungefederten Massen des Kraftfahrzeugs. Dazu kann das Gussteil einen oder mehrere zumindest annähernd senkrecht sich erstreckende Stege aufweisen.
- Eine geringe Baugröße wird dabei dadurch erreicht, wenn der Außendurchmesser des Bauteils annähernd dem Außendurchmesser der Radantriebswelle entspricht.
- In einer ersten Ausführung kann das Bauteil ein Gießkern aus einem als Gießkern wiederverwendbaren Werkstoff sein, der an seinen beiden axialen Enden in die Gießform einformbar ist.
- Dabei ergibt sich die hohe Maßhaltigkeit dadurch, dass der Gießkern an seinen axialen Enden exakt in der Gießform positionierbar ist.
- Besonders für eine Wiederverwendbarkeit ist es von Vorteil, wenn das Bauteil aus Keramik besteht.
- Eine weitere, ebenfalls vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, dass das Bauteil ein Stahlrohr ist, das in das Gussteil ganz oder teilweise eingegossen ist, wobei durch das Stahlrohr die Radantriebswelle mit Spiel hindurchgeführt ist.
- Durch das Stahlrohr, dessen Inneres den Hohlquerschnitt bildet, wird eine hohe Maßhaltigkeit des Achsgehäuses erreicht, was es ermöglicht die Radantriebswelle nahe an der inneren Oberseite des Achsgehäuses anzuordnen und einen nur wenig größeren Innendurchmesser des Stahlrohres zu verwenden, als dem Außendurchmesser der Radantriebswelle.
- Sowohl dies als auch die hohe Stabilität des Stahlrohres trotz relativ geringer Rohrwandstärke ermöglichen eine geringe Baugröße und eine Verringerung der ungefederten Massen des Kraftfahrzeugs.
- Eine besonders hohe Maßhaltigkeit des Hohlquerschnitts wird dadurch erreicht, dass zum Gießvorgang das zunächst länger hergestellte Stahlrohr mit einen beiden axialen Enden in die Gießform eingeformt ist. Nach dem Gießvorgang werden dann die Überlängen des Stahlrohres beseitigt.
- Das Stahlrohr kann nur an seinen Enden oder über seine ganze Länge in das Gussteil eingegossen sein.
- Eine besonders hohe stoffschlüssige Verbindung zwischen Stahlrohr und Gussteil wird dadurch erreicht, dass die äußere radial umlaufende Mantelfläche des Stahlrohres durch das Umgießen des Gussteils angeschmolzen ist.
- Damit wird bei geringer Baugröße eine hohe Festigkeit des Achsgehäuses erzielt. Eine besonders hohe Maßhaltigkeit ergibt sich, wenn das Stahlrohr ein gezogenes Stahlrohr ist.
- Zur besseren Verschmelzung des Stahlrohres mit dem Gusswerkstoff kann die von dem Gussteil umgossene Mantelfläche des Stahlrohres verzinnt sein.
- Eine Ausführungsform dazu besteht darin, dass das Gussteil einen U-Querschnitt aufweist, in dessen die Schenkel des „U“ verbindendem Steg das Stahlrohr eingegossen ist.
- Vorzugsweise sind dabei die beiden Schenkel vom Steg aus nach unten gerichtet.
- In einer weiteren Ausführungsform weist das Gussteil einen H-Querschnitt auf, in dessen die Schenkel des „H“ verbindendem Steg das Stahlrohr eingegossen ist.
- Beide Ausführungsformen haben den Vorteil, dass sie keinen Kern benötigen und leicht ausformbar sind.
- Wenn der zwischen der Radantriebswelle und der Innenwand des Stahlrohres gebildete Ringspalt einen Ölsumpf der Radantriebswelle bildet, kann dieser ein geringes Volumen aufweisen, wodurch auch die in dem Achsträger enthaltene Ölmenge gering ist und ein unerwünschter Ölaustausch zwischen der linken und der rechten Seite der Achsgehäuseanordnung verhindert wird, wenn der Ringspalt mit dem Getriebegehäuse verbunden ist und der Ölsumpf das Getriebeöl des Getriebes aufweist.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt
-
1 eine Seitenansicht einer Portalachse im Längsschnitt mit einem ersten Ausbildungsbeispiel einer Achsgehäuseanordnung -
2 einen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Achsgehäuseanordnung -
3 einen Querschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels einer Achsgehäuseanordnung. - Die in
1 dargestellte Portalachse weist ein als Gussteil ausgebildetes rohrartiges Achsgehäuse1 mit einem Hohlquerschnitt auf, dessen rechtes Ende sich zu einem Portalgehäuse2 erweitert, in dem ein Differentialgetriebe3 angeordnet ist. Durch das Differentialgetriebe3 ist eine linke Radantriebswelle4 und eine rechte Radantriebswelle5 drehbar antreibbar. - Die rechte Radantriebswelle
5 ist durch den Hohlquerschnitt des Achsgehäuses1 hindurch bis zu einer Erweiterung des Achsgehäuses1 zu einem Achsflansch6 geführt. - Der Hohlquerschnitt des Achsgehäuses
1 wird von einem Stahlrohr7 gebildet, das sich zwischen dem Portalgehäuse und dem Achsflansch6 erstreckt und in das Achsgehäuse1 eingegossen ist. - Zur guten Verbindung zwischen Stahlrohr
7 und Achsgehäuse1 ist zunächst das Stahlrohr7 an seiner äußeren Mantelfläche8 verzinnt und beim anschließenden Umgießen durch das als Gussteil hergestellte Achsgehäuse1 von dem flüssigen Material des Achsgehäuses1 angeschmolzen worden. - Die rechte Radantriebswelle
5 ist mit Spiel durch das Stahlrohr7 hindurchgeführt, so dass zwischen der Innenwand des Stahlrohres7 und der rechten Radantriebswelle5 ein Ringspalt9 gebildet ist. - Der untere Bereich des Portalgehäuses
2 bildet einen Ölsumpf10 , so dass von dessen Öl sich auch etwas Öl in dem Ringspalt9 befindet. Aufgrund des geringen Querschnitts des Ringspalts9 und dessen höherer Lage gegenüber dem Ölsumpf10 findet weitgehend kein unerwünschter Ölaustausch zwischen der Seite des Portalgehäuses2 und der Seite des Achsflansches6 statt. - Die Ausführungsbeispiele der
2 und3 sind Querschnitte in der Mitte der Erstreckung eines dem Achsgehäuse1 der1 entsprechenden Achsgehäuse1’ und1’’ . - Dabei besteht das Achsgehäuse
1’ der2 nicht nur aus einer rohrartigen Umspritzung11 eines Stahlrohres7’ , sondern ist Teil eines gegossenen Achsgehäuses1’ mit annähernd U-förmigem Querschnitt. Diese rohrartige Umspritzung11 ist mittig in einem waagrechten Steg12 des „U“ ausgebildet, dessen beide Schenkel13 ausgehend von dem Steg12 annähernd senkrecht nach unten gerichtet sind. - Wie mit unterbrochener Linie dargestellt, kann weiterhin ein mittiger Schenkel
14 sich zwischen den Schenkeln13 senkrecht nach unten erstrecken. - Das Achsgehäuse
1’’ der3 entspricht weitgehend dem Achsgehäuse1’ der2 . Im Unterschied dazu ist der Querschnitt aber H-förmig ausgebildet und die rohrartige Umspritzung11’ mittig im waagrechten Steg12’ des „H“ angeordnet. - Die Schenkel
13’ des „H“ erstrecken sich senkrecht und geben wie auch die Schenkel13 und14 in2 den Achsgehäusen1’ und1’’ Stabilität gegen Durchbiegen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Achsgehäuse
- 1’
- Achsgehäuse
- 1’’
- Achsgehäuse
- 2
- Portalgehäuse
- 3
- Differentialgetriebe
- 4
- linke Radantriebswelle
- 5
- rechte Radantriebswelle
- 6
- Achsflansch
- 7
- Stahrohr
- 7’
- Stahlrohr
- 8
- Mantelfläche
- 9
- Ringspalt
- 10
- Ölsumpf
- 11
- Umspritzung
- 11’
- Umspritzung
- 12
- Steg
- 12’
- Steg
- 13
- Schenkel
- 13’
- Schenkel
- 14
- mittiger Schenkel
Claims (16)
- Achsgehäuseanordnung für den Radantrieb eines Kraftfahrzeugs, mit einem einen Hohlquerschnitt aufweisenden, als Gussteil ausgebildeten Achsgehäuse (
1 ,1’ ,1’’ ) mit an seinen Enden einteilig angegossenen Achsflanschen (6 ) und/oder Getriebegehäuse (2 ), wobei durch das Achsgehäuse (1 ,1’ ,1’’ ) eine an ihren Enden drehbar gelagerte Radantriebswelle (5 ) hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Achsgehäuse (1 ,1’ ,1’’ ) vollständig durchragendes, zumindest annähernd eine zylindrische Mantelfläche (8 ) aufweisendes Bauteil durch das Gussteil umgießbar ist, dessen Außendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Radantriebswelle (5 ). - Achsgehäuseanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das eine zylindrische Mantelfläche (
8 ) aufweisende Bauteil in einem einer Fahrbahnoberfläche entfernten Randbereich des Gussteils erstreckt. - Achsgehäuseanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussteil als Leichtbauträger ausgebildet ist.
- Achsgehäuseanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussteil einen oder mehrere zumindest annähernd senkrecht sich erstreckende Stege aufweist.
- Achsgehäuseanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Bauteils annähernd dem Außendurchmesser der Radantriebswelle (
5 ) entspricht. - Achsgehäuseanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil ein Gießkern aus einem als Gießkern wiederverwendbaren Werkstoff ist, der an seinen beiden axialen Enden in die Gießform einformbar ist.
- Achsgehäuseanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil aus Keramik besteht.
- Achsgehäuseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil ein Stahlrohr (
7 ,7’ ) ist, das in das Gussteil ganz oder teilweise eingegossen ist, wobei durch das Stahlrohr (7 ,7’ ) die Radantriebswelle (5 ) mit Spiel hindurchgeführt ist. - Achsgehäuseanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlrohr (
7 ,7’ ) an seinen Enden in das Gussteil eingegossen ist. - Achsgehäuseanordnung nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere radial umlaufende Mantelfläche (
8 ) des Stahlrohres (7 ,7’ ) durch das Umgießen des Gussteils angeschmolzen ist. - Achsgehäuseanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlrohr (
7 ,7’ ) ein gezogenes Stahlrohr ist. - Achsgehäuseanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Gussteil umgossene Mantelfläche (
8 ) des Stahlrohres (7 ,7’ ) verzinnt ist. - Achsgehäuseanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussteil einen U-Querschnitt aufweist, in dessen die Schenkel (
13 ) des „U“ verbindendem Steg (12 ) das Stahlrohr (7’ ) eingegossen ist. - Achsgehäuseanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussteil einen H-Querschnitt aufweist, in dessen die Schenkel (
13’ ) des „H“ verbindendem Steg (12’ ) das Stahlrohr (7’ ) eingegossen ist. - Achsgehäuseanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen der Radantriebswelle (
5 ) und der Innenwand des Stahlrohres (7 ,7’ ) gebildete Ringspalt (9 ) einen Ölsumpf der Radantriebswelle (5 ) bildet. - Achsgehäuseanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (
9 ) mit dem Getriebegehäuse (2 ) verbunden ist und der Ölsumpf das Getriebeöl des Getriebes aufweist.
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