DE102015207887A1

DE102015207887A1 - Portalachse

Info

Publication number: DE102015207887A1
Application number: DE102015207887.6A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Neumüller; Paul Lenz; Manuel Bauer; Stefan Brachmeier; Daniela Wagner; Peter Haselberger; Daniel Dudek; Klaus Alesch; Horst SIGL; Alexander ENDERL
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-04-29
Filing date: 2015-04-29
Publication date: 2016-11-03
Also published as: KR102601996B1; KR20180048452A; US10532655B2; WO2016173783A1; US20180154770A1; CN107531148A; CN107531148B

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Portalachse für niederflurige Fahrzeuge, mit einem Portalgehäuse 1, 1‘, in dessen Innenraum 2 von einer Achsbrückenseite eine Antriebswelle 17 hineingeführt ist, auf der ein Antriebsrad 3 drehfest angeordnet ist. Mit auf Lagerbolzen 12 im Portalgehäuse 1, 1‘ drehbar gelagerten Zwischenrädern 4, die von dem Antriebsrad 3 drehbar antreibbar sind und durch die ein im Portalgehäuse 1, 1‘ auf einer Abtriebswelle drehfest angeordnetes Abtriebsrad 5 drehbar antreibbar ist, das in einen mit dem Portalgehäuse 1, 1‘ fest verbindbaren Nabenträger 6 ragt. Dabei erstrecken sich die Antriebswelle 17 und die Abtriebswelle achsversetzt und radial neben dem Portalgehäuse 1, 1‘ ist ein Bremssattel einer Scheibenbremse angeordnet. Das Portalgehäuse 1, 1‘ weist auf seiner Achsbrückenseite eine durch ein Verschlußteil verschließbare Montageöffnung 9 auf, durch die das Antriebsrad 3 und die Zwischenräder 4 in das Portalgehäuse 1, 1‘ einführbar sind, wobei die Zwischenräder 4 einen größeren Durchmesser aufweisen, als das Abtriebsrad 5.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Portalachse für niederflurige Fahrzeuge, mit einem Portalgehäuse, in dessen Innenraum von einer Achsbrückenseite eine Antriebswelle hineingeführt ist, auf der ein Antriebsrad drehfest angeordnet ist, mit auf Lagerbolzen im Portalgehäuse drehbar gelagerten Zwischenrädern, die von dem Antriebsrad drehbar antreibbar sind und durch die ein im Portalgehäuse auf einer Abtriebswelle drehfest angeordnetes Abtriebsrad drehbar antreibbar ist, das in einen mit dem Portalgehäuse fest verbindbaren Nabenträger ragt, wobei die Antriebswelle und die Abtriebswelle sich achsversetzt erstrecken und wobei radial neben dem Portalgehäuse ein Bremssattel einer Scheibenbremse angeordnet ist.
Bei Portalachssystemen mit einer derartigen Portalachse ist die Bremsscheibe radial innerhalb der Schüssel der Radfelge angeordnet, wobei die Bremsscheibe von dem Bremssattel einer Scheibenbremse an ihrer radial umlaufenden Außenkontur umgriffen wird. Dies bedeutet, daß die maximale Größe der Bremsscheibe durch den Innendurchmesser der Schüssel der Radfelge limitiert ist. Werden kleinere Fahrzeugräder für das Fahrzeug angewandt, verkleinert sich auch die Felge, wodurch auch der Durchmesser der Bremsscheibe verringert werden muß. Bei den bekannten Portalgehäusen werden das Antriebsrad, die Zwischenräder und das Abtriebsrad durch eine in der nabenträgerseitigen Wand des Portalgehäuses zur Abtriebswelle koaxialen Öffnung in das Portalgehäuse eingeführt und darin montiert. Dies bedeutet, daß das Rad von Antriebsrad, Zwischenräder oder Abtriebsrad mit dem größten Durchmesser den Durchmesser der Öffnung bestimmt. Der Durchmesser der Öffnung bestimmt aber auch den radialen Abstand der äußeren Kontur des Portalgehäuses im Bereich der Öffnung zur Drehachse der Abtriebswelle. Diese äußere Kontur bestimmt wiederum, in welchem geringstmöglichen radialen Abstand zur Abtriebsachse der Bremssattel einer Scheibenbremse angeordnet werden kann. Das bedeutet aber auch, daß nicht beliebig kleine Fahrzeugräder benutzt werden können, da der geringstmögliche Abstand des Bremssattels eine Scheibenbremse zur Antriebsachse nicht unterschritten werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Portalachse der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Verwendung von Fahrzeugrädern geringen Durchmessers ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Portalgehäuse auf seiner Achsbrückenseite eine durch ein Verschlußteil verschließbare Montageöffnung aufweist, durch die das Antriebsrad, und die Zwischenräder in das Portalgehäuse einführbar sind, wobei die Zwischenräder einen größeren Durchmesser aufweisen, als das Abtriebsrad.
Das Portalgehäuse kann auch derart gestaltet sein, dass das Abtriebsrad ebenfalls durch dieselbe verschließbare Montageöffnung, zusammen mit dem Antriebsrad und den Zwischenrädern in das Portalgehäuse einführbar ist.
Durch die größeren Durchmesser der Zwischenräder kann das Abtriebsrad einen verringerten Durchmesser aufweisen, wodurch der Radius der äußeren Kontur des Portalgehäuses zur Drehachse der Abtriebswelle im Bereich der Abtriebswelle geringer ausgelegt und der Bremssattel einer Scheibenbremse näher zur Drehachse der Abtriebswelle angeordnet werden kann. Dies ermöglicht auch einen geringeren Durchmesser der Bremsscheibe und Fahrzeugräder geringeren Durchmessers.
Weist das Antriebsrad zweiundzwanzig Zähne, das oder die Zwischenräder neunundsechzig Zähne und das Abtriebsrad fünfundfünfzig Zähne auf, so ist das Modul und die Zahnbreite dieser Räder derart wählbar, daß diese Räder ausreichend stabil für das das zu übertragende Antriebsmoment sind.
Die Montageöffnung kann in einer achsbrückenseitigen Seitenwand des Portalgehäuses ausgebildet und durch einen Deckel verschließbar sein.
Es ist aber auch möglich, daß das Portalgehäuse aus einem nabenträgerseitigen Gehäuseteil und einem achsbrückenseitigen Gehäuseteil besteht, die miteinander verbindbar sind und die Trennung zwischen den beiden Gehäuseteilen sich quer zur Abtriebswelle erstreckt, wobei die achsbrückenseitig gerichtete Mündungsöffnung im nabenträgerseitigen Gehäuseteil die Montageöffnung bildet, die durch das achsbrückenseitige Gehäuseteil verschließbar ist.
Dabei können einfach montierbar der Deckel mit dem Portalgehäuse oder die beiden Gehäuseteile des Portalgehäuses durch eine Schraubenverbindung miteinander verbindbar sein.
Zur einfachen Anordnung der Lagerbolzen für die Zwischenräder im Portalgehäuse können in einer nabenträgerseitigen Seitenwand des Portalgehäuses zur Antriebswelle parallele Lagerbolzenöffnungen ausgebildet sein, in die parallel zur Antriebswelle in den Innenraum des Portalgehäuses ragende Lagerbolzen fest einsetzbar sind, auf denen die Zwischenräder drehbar gelagert sind.
Eine sichere Lagerung der Antriebswelle wird dadurch erreicht, daß der Deckel oder das achsbrückenseitige Gehäuseteil mit einer Achswellenlagerbuchse ausgebildet sind, wobei die Achswelle in der Achswellenlagerbuchse oder in einem in die Achswellenlagerbuchse eingesetzten Wälzlager drehbar gelagert ist.
Das Portalgehäuse kann einen zur Nabenträgerseite hervorstehenden und zur Abtriebswelle koaxialen Stutzen aufweisen, mit dem der Nabenträger verbindbar ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 eine perspektivische Explosionsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Portalachse
2 eine perspektivische Explosionsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Portalachse.
Die dargestellten Portalachsen weisen ein Portalgehäuse 1, 1‘ auf, in dessen Innenraum 2 ein Antriebsrad 3, zwei gleiche Zwischenräder 4 und ein Abtriebsrad 5 angeordnet sind.
Das Antriebsrad 3 treibt die beiden Zwischenräder 4 drehbar an, die wiederum das Abtriebsrad 5 drehbar antreiben. Das Antriebsrad 3 sitzt dabei auf einer Antriebswelle 17, die von der Seite einer nicht dargestellten Achsbrücke her in den Innenraum 2 des Portalgehäuses 1, 1‘ ragt und drehfest das Antriebsrad 3 trägt.
Das Abtriebsrad 5 sitzt drehfest auf einer zur Antriebswelle 17 achsparallelen nicht dargestellten Abtriebswelle, die entgegengesetzt zur Antriebswelle 17 aus dem Portalgehäuse herausgeführt ist und in einen Nabenträger 6 hineinragt.
Das Antriebsrad 3 besitzt zweiundzwanzig Zähne, die Zwischenräder 4 jeweils neunundsechzig Zähne und das Abtriebsrad 5 fünfundfünfzig Zähne. Somit weist das Abtriebsrad 5 einen geringeren Durchmesser als die Zwischenräder 4 auf.
Das Portalgehäuse 1, 1‘ weist einen zur Nabenträgerseite hervorstehenden und zur Abtriebswelle koaxialen Stutzen 7 auf. An der Außenkontur des Stutzens 7 ist eine Abflachung 8 ausgebildet, bis nahe an diese (z.B. drei Millimeter) der Bremssattel einer Scheibenbremse anordenbar ist.
Das Ausführungsbeispiel der 1 weist das Portalgehäuse 1 eine zur achsbrückenseite gerichtete Montageöffnung 9 auf, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Zwischenräder 4. Die nabenträgerseitige Seitenwand 10 des Portalgehäuses 1 weist Lagerbolzenöffnungen 11 auf, die sich parallel zur Drehachse des Abtriebsrades 5 erstrecken und in die in den Innenraum 2 ragende Lagerbolzen 12 eingesetzt sind. Durch die Montageöffnung 9 sind Wälzlager 13 auf die Lagerbolzen 12 und die Zwischenräder 4 auf die Wälzlager 13 aufziehbar.
An der ringförmig die Montageöffnung 9 umschließenden achsbrückenseitigen Seitenwand 14 ist vom Innenraum 2 her ein Lagerflansch 15 anordenbar, auf dem ein zweites Wälzlager 16 sitzt, durch das das durch die Montageöffnung 9 in den Innenraum 2 eingeführte Abtriebsrad 5 drehbar gelagert ist.
Die Montageöffnung 9 ist durch einen Deckel 18 verschließbar, der zentrisch mit einer Lagerbuchse 19 ausgebildet ist, in der über ein nicht dargestelltes Wälzlager die das Antriebsrad 3 tragende Antriebswelle 17 drehbar gelagert ist. Das Antriebsrad 3 wird ebenfalls durch die Montageöffnung 9 in den Innenraum 2 eingeführt.
Das Abtriebsrad 5 sitzt auf der nicht dargestellten Abtriebswelle, die durch den Stutzen 7 in den Nabenträger 6 geführt ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 besteht das Portalgehäuse 1‘ aus einem nabenträgerseitigen Gehäuseteil 20 und einem achsbrückenseitigen Gehäuseteil 21, die durch eine Schraubenverbindung miteinander verbindbar sind. Die Trennung zwischen den beiden Gehäuseteilen 20 und 21 erstreckt sich quer zu einer Antriebswelle 17, die durch eine Öffnung 22 in dem achsbrückenseitigen Gehäuseteil 21 von der Achsbrückenseite her in den Innenraum 2 des Portalgehäuses 1‘ hineingeführt ist und drehfest das Antriebsrad 3 trägt. Die zentrisch in dem achsbrückenseitigen Gehäuseteil 21 angeordnete Öffnung ist mit einer Lagerbuchse 19 ausgebildet, in der über ein nicht dargestelltes Wälzlager die das Antriebsrad 3 tragende Antriebswelle 17 drehbar gelagert ist.
In gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel der 1 sind in der nabenträgerseitigen Seitenwand 10 des nabenträgerseitigen Gehäuseteils 20 Lagerbolzenöffnungen 11 ausgebildet, die sich parallel zur Drehachse der Antriebswelle 17 erstrecken und in die in den Innenraum 2 ragende Lagerbolzen 12 fest eingesetzt sind.
Alternativ dazu können die Lagerbolzen 12 an dem Gehäuseteil 20 angegossen und somit mit dem Gehäuseteil 20 untrennbar verbunden sein.
Die zur Achsbrückenseite gerichtete Öffnung des nabenträgerseitigen Gehäuseteils 20 bildet eine Montageöffnung 9‘, durch die Wälzlager 13 auf die Lagerbolzen 12 und die Zwischenräder 4 auf die Wälzlager 13 aufziehbar sind.
Das ebenfalls durch die Montageöffnung 9‘ in das Portalgehäuse 1‘ einführbare Abtriebsrad 5 ist beidseitig auf zwei Wälzlagern 16 drehbar gelagert, die an dem nabenträgerseitigen Gehäuseteil 20 sowie dem achsbrückenseitigen Gehäuseteil 21 angeordnet sind.
Das Abtriebsrad 5 sitzt auf der nicht dargestellten Abtriebswelle, die durch den Stutzen 7 in den Nabenträger 6 geführt ist.
Bezugszeichenliste

1: Portalgehäuse
1‘: Portalgehäuse
2: Innenraum
3: Antriebsrad
4: Zwischenräder
5: Abtriebsrad
6: Nabenträger
7: Stutzen
8: Abflachung
9: Montageöffnung
10: nabenträgerseitige Seitenwand
11: Lagerbolzenöffnungen
12: Lagerbolzen
13: Wälzlager
14: achsbrückenseitige Seitenwand
15: Lagerflansch
17: Antriebswelle
18: Deckel
19: Lagerbuchse
20: nabenträgerseitiges Gehäuseteil
21: achsbrückenseitiges Gehäuseteil
22: Öffnung

Claims

Portalachse für niederflurige Fahrzeuge, mit einem Portalgehäuse (1, 1‘), in dessen Innenraum (2) von einer Achsbrückenseite eine Antriebswelle (17) hineingeführt ist, auf der ein Antriebsrad (3) drehfest angeordnet ist, mit auf Lagerbolzen (12) im Portalgehäuse (1, 1‘) drehbar gelagerten Zwischenrädern (4), die von dem Antriebsrad (3) drehbar antreibbar sind und durch die ein im Portalgehäuse (1, 1‘) auf einer Abtriebswelle drehfest angeordnetes Abtriebsrad (5) drehbar antreibbar ist, das in einen mit dem Portalgehäuse (1, 1‘) fest verbindbaren Nabenträger (6) ragt, wobei die Antriebswelle (17) und die Abtriebswelle sich achsversetzt erstrecken und wobei radial neben dem Portalgehäuse (1, 1‘) ein Bremssattel einer Scheibenbremse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Portalgehäuse (1, 1‘) auf seiner Achsbrückenseite eine durch ein Verschlußteil verschließbare Montageöffnung (9) aufweist, durch die das Antriebsrad (3), und die Zwischenräder (4) in das Portalgehäuse (1, 1‘) einführbar sind, wobei die Zwischenräder (4) einen größeren Durchmesser aufweisen, als das Abtriebsrad (5).
Portalgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Portalgehäuse (1, 1‘) auf seiner Achsbrückenseite eine durch ein Verschlußteil verschließbare Montageöffnung (9) aufweist, durch die das Antriebsrad (3), das Abtriebsrad (5) und die Zwischenräder (4) in das Portalgehäuse (1, 1‘) einführbar sind.
Portalachse nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (3) zweiundzwanzig Zähne, das oder die Zwischenräder (4) neunundsechzig Zähne und das Abtriebsrad (5) fünfundfünfzig Zähne aufweist.
Portalachse nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageöffnung (9) in einer achsbrückenseitigen Seitenwand (14) des Portalgehäuses (1) ausgebildet und durch einen Deckel (18) verschließbar ist.
Portalachse nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Portalgehäuse (1‘) aus einem nabenträgerseitigen Gehäuseteil (20) und einem achsbrückenseitigen Gehäuseteil (21) besteht, die miteinander verbindbar sind und die Trennung zwischen den beiden Gehäuseteilen (20, 21) sich quer zur Antriebswelle (17) erstreckt, wobei die achsbrückenseitig gerichtete Mündungsöffnung im nabenträgerseitigen Gehäuseteil (20) die Montageöffnung (9) bildet, die durch das achsbrückenseitige Gehäuseteil (21) verschließbar ist.
Portalachse nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (18) mit dem Portalgehäuse (1) oder die beiden Gehäuseteile (20, 21) des Portalgehäuses (1‘) durch eine Schraubenverbindung miteinander verbindbar sind.
Portalachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer nabenträgerseitigen Seitenwand (10) des Portalgehäuses (1, 1‘) zur Antriebswelle (17) parallele Lagerbolzenöffnungen (11) ausgebildet sind, in die parallel zur Antriebswelle (17) in den Innenraum (2) des Portalgehäuses (1, 1‘) ragende Lagerbolzen (12) fest einsetzbar sind, auf denen die Zwischenräder (4) drehbar gelagert sind.
Portalachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbolzen 12 durch ein Gussverfahren untrennbar mit dem Gehäuseteil 20 verbunden sind.
Portalachse nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (18) oder das achsbrückenseitige Gehäuseteil (21) mit einer Antriebswellenlagerbuchse (19) ausgebildet sind, wobei die Antriebswelle (17) in der Antriebswellenlagerbuchse (19) oder in einem in die Antriebswellenlagerbuchse (19) eingesetzten Wälzlager drehbar gelagert ist.
Portalachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Portalgehäuse (1, 1‘) einen zur Nabenträgerseite hervorstehenden und zur Abtriebswelle koaxialen Stutzen (7) aufweist, mit dem der Nabenträger (6) verbindbar ist.