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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abdichtung eines Gehäuses, insbesondere eines ölbefüllten Getriebegehäuses eines Kraftfahrzeuggetriebes mit einem innerhalb des Getriebegehäuses in einem Differentialgehäuse angeordneten Differentialgetriebe, bei der das Differentialgehäuse zur Aufnahme steckbarer Gelenkstücke jeweils eine Gehäuseöffnung aufweist über die eine Verbindung des jeweiligen Gelenkstückes mit dem Differentialgetriebe herstellbar ist, und bei der Abdichtungsmittel vorgesehen sind, über die das Getriebegehäuse in einer ersten, vorläufigen Dichtstellung bei nicht montierten Gelenkstücken und in einer zweiten, endgültigen Dichtstellung bei montierten Gelenkstücken abdichtbar ist.
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Heutige Kraftfahrzeuggetriebe werden aus Kostengründen und zur Gewichtsersparnis zunehmend mit Differentialgetrieben mit gesteckten Gelenkstücken gefertigt. Derartige Gelenkstücke werden im Gegensatz zu den herkömmlichen Flanschwellen nicht verschraubt, sondern in das Differentialgehäuse eingesteckt und durch eine Steckverbindung mit dem Differentialgetriebe des Fahrzeuggetriebes verbunden. Zur Abdichtung des mit Öl gefüllten Getriebegehäuses nach außen werden in der Regel Radialwellendichtringe mit Dichtlippen, deren Dichtkanten an den Flanschwellen anliegen, verwendet. Ein neu gefertigtes Getriebe, für das steckbare Gelenkstücke vorgesehen sind, ist bei nicht gesteckten Gelenkstücken nicht öldicht. Die Montage soll aber aus Gründen der Optimierung des Fertigungsablaufes und/oder aus einbautechnischer Notwendigkeit heraus erst in einem separaten Schritt nach der Befüllung des Fahrzeuggetriebes mit Öl erfolgen. Insbesondere bei Doppelkupplungsgetrieben kann es wegen der relativ großen Doppelkupplung notwendig werden, die Flanschwellen, bzw. Gelenkstücke erst im Fahrzeug zu montieren. Die Forderung nach der Öldichtigkeit des Getriebes während des Probelaufes, des Transportes und während der Montage mit dem Motor bei nicht gesteckten Gelenkstücken verlangt eine Umgestaltung der Abdichtung.
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Aus der
DE 101 57 396 A1 ist eine Dichtungsvorrichtung zur Abdichtung eines Ausgleichsgehäuses mit gesteckten Gelenkwellen bekannt, bei der ein Radialwellendichtring mit zwei Dichtlippen vorgesehen ist, der in zwei Dichtstellungen bringbar ist. Die erste Dichtlippe ist als ein radial nach innen zeigender Fortsatz eines Lippenkörpers ausgebildet. Sie liegt mit einer Dichtkante mittels einer über einen Federspannring erzeugten Federkraft bei nicht montierter Gelenkwelle an einer Dichtfläche des Gehäuses an. Bei der Montage der Gelenkwellen wird die Dichtlippe über ein Hebeelement, vorzugsweise ein an dem Lippenkörper ausgebildeter Vorsprung, angehoben, so dass der Lippenkörper nach radial außen zurück weicht, und die zweite Dichtlippe sich in Wirkverbindung mit einem zweiten Federspannring in der zweiten Dichtstellung an die Gelenkwelle anlegt.
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Nachteilig bei der bekannten Abdichtungsvorrichtung wirkt sich aus, dass der Doppeldichtlippen-Radialwellendichtring, insbesondere die Realisierung der radialen Beweglichkeit des Lippenkörpers mit den zwei Dichtlippen, in Konstruktion und Kosten relativ aufwendig ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Abdichtungsvorrichtung für ein Getriebegehäuse mit steckbaren Gelenkstücken zu entwickeln, die kostengünstiger und einfacher in der Konstruktion und im Einbau ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass jeweils an dem Differentialgehäuse benachbart zu der Gehäuseöffnung ein Absatz ausgebildet ist an dem eine Dichthülse verschiebbar gelagert ist, so dass in der ersten, vorläufigen Dichtstellung bei nicht montiertem Gelenkstück, ein der Gehäuseöffnung vorgelagerter, an dem Getriebegehäuse angeordneter Radialwellendichtring mit einer an dem Radialwellendichtring angeordneten Dichtlippe gegen die Dichthülse abdichtet, und dass bei der Montage des Gelenkstückes die Dichthülse auf dem Absatz verschoben wird, so dass die Dichtlippe des Radialwellendichtrings auf das Gelenkstück gleitet und der Radialwellendichtring in der zweiten, endgültigen Dichtstellung gegen das Gelenkstück abdichtet.
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Um einen Ölaustritt aus dem Differentialgehäuse bei nicht gesteckten Gelenkstücken zu verhindern, wird die Dichthülse auf den Absatz am Differentialgehäuse geschoben. Der Radialwellendichtring dichtet in der ersten, vorläufige Dichtstellung, mit einer geringen Überdeckung von Absatz und Dichthülse, über die an der Dichthülse anliegende Dichtlippe zwischen dem Differentialgehäuse und dem Getriebegehäuse ab. Bei dem Stecken der Gelenkstücke verschiebt sich die Dichthülse auf dem Absatz in axialer Richtung. Der Radialwellendichtring dichtet dann gegen das Gelenkstück ab.
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Die Ausführungen für ein Gelenkstück gelten selbstverständlich jeweils sinngemäß für beide an dem Differentialgetriebe steckbaren Gelenkstücke (rechte und linke Seite des Differentials).
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In der ersten Dichtstellung kann das Getriebe in einem Probelauf auf Funktion geprüft werden. Die verschiebbare Dichthülse ist so ausgelegt, dass sie der dynamischen Beanspruchung während des Probelaufs standhält. Danach ist die Abdichtung rein statisch und verhindert zuverlässig einen Schmutzeintritt während des Transportes des Getriebes bis zum Einbau der Gelenkstücke. Durch die Wirkverbindung eines herkömmlichen Dichtringes mit einer einfachen Dichthülse wird somit eine kostengünstige und einfach einsetzbare Vorrichtung zur Abdichtung eines Getriebegehäuses geschaffen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an dem Gelenkstück ein Zapfen ausgebildet, der aus einem äußeren Abschnitt, dessen Durchmesser dem Außendurchmesser der Dichthülse mindestens näherungsweise angeglichen ist, und einem sich über einen Gelenkstückabsatz anschließenden inneren Abschnitt, dessen Durchmesser zur Aufnahme in die Gehäuseöffnung dem Innendurchmesser der Gehäuseöffnung angepasst ist, besteht.
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Dadurch, dass der Außendurchmesser des äußeren Abschnitts des Zapfens dem Außendurchmesser der Dichthülse angeglichen ist, gleitet die zunächst an der Dichthülse anliegende Dichtlippe bei der Montage des Gelenkstückes stufenlos und besonders leicht auf das Gelenkstück. Durch den Absatz des Gelenkstückes wird gleichzeitig ein Anschlag für die durch die Konstruktion des Differentialgehäuses vorgegebene Stecktiefe festgelegt.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind an dem Absatz des Gelenkstückes radiale Nuten ausgebildet. An der Manteloberfläche des inneren Abschnitts des Zapfens des Gelenkstückes können auch umlaufende Nuten ausgebildet sein.
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Durch die radialen Nuten an dem Absatz wird eine zuverlässige Ölversorgung an der Lagerstelle zwischen dem Gelenkstück und dem Differentialgehäuse nach der Montage der Gelenkstücke gewährleistet. Eine besonders gleichmäßige Ölversorgung zwischen dem Gelenkstück und der Wandung der Gehäuseöffnung des Differentialgehäuses kann durch zusätzliche umlaufende Nuten an dem inneren Zapfen erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an der Dichthülse, benachbarbar zu dem Absatz des Gelenkstückes, eine Fase ausgebildet. An dem Absatz der Gehäuseöffnung kann auch eine Ausnehmung zur Aufnahme der Fase der Dichthülse ausgebildet sein. Es kann auch an dem Absatz des Gelenkstückes, benachbarbar zu der Dichthülse, eine Fase ausgebildet sein.
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Die Fasen an der Dichthülse und an dem Gelenkstück treten beim Stecken des Gelenkstückes in Wirkverbindung und gewährleisten ein zuverlässiges und besonders leichtes Verschieben der Dichthülse über den Absatz an dem Differentialgehäuse ohne die Gefahr des Verkantens. Sie unterstützen zudem den leichten Übergang der Dichtlippe des Radialwellendichtringes von der Dichthülse auf das Gelenkstück bei dem Steckvorgang. Im Weiteren wird durch die Fasen, insbesondere in Wirkverbindung mit vorzugsweise vorhandenen radialen Nuten an dem Absatz des Gelenkstückes, die Zufuhr von Schmiermittel an die Lagerstelle zwischen Gelenkstück und Differentialgehäuse verbessert.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Maßnahmen zur Verhinderung eines Ölaustrittes des Kraftfahrzeuggetriebes über die zur Aufnahme der Gelenkstücke vorgesehenen Gehäuseöffnungen des Differentialgehäuses bei nicht gesteckten Gelenkstücken vorgesehen. Die Maßnahmen können als ein Abdeckelement für eine öldichte stirnseitige Abdeckung eines dem Gelenkstück zugeordneten Achswellenkegelrades des Differentialgetriebes, zum Inneren des Differentialgehäuses hin, ausgebildet sein. Das Abdeckelement kann als ein Blechdeckel ausgebildet sein. Die Maßnahmen zur Verhinderung eines Ölaustrittes aus dem Kraftfahrzeuggetriebe können auch als ein Dichtring, mit Hilfe dessen das Achswellenkegelrad auf der dem Gelenkstück zugewandten Seite gegen die Innenwand des Differentialgehäuse abgedichtet ist, ausgebildet sein. Der Dichtring kann als ein O-Ring ausgebildet sein.
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Um eine möglichst hohe Öldichtheit des Getriebes bei nicht gesteckten Gelenkwellen herzustellen, ist es notwendig, neben der, über die Wirkverbindung zwischen dem Radialwellendichtring und der Dichthülse sichergestellte Abdichtung zwischen dem Getriebegehäuse und dem Differentialgehäuse, auch die in dem Differentialgehäuse vorgesehen Öffnungen zur Aufnahme der Gelenkstücke selbst gegen einen möglichen Ölaustritt aus dem Innenraum des Differentialgehäuses zu sichern. Dazu ist es besonders vorteilhaft, die in dem fertigen Differentialgetriebe vor dem Stecken der Gelenkstücke bereits eingebauten Achswellenkegelräder, bzw. Abtriebswellenkegelräder, gegen das Differentialgehäuse abzudichten. Dies kann mit einem Deckel, vorzugsweise aus Blech, zum Innenraum hin und einem Dichtring, vorzugsweise einem O-Ring, gegen die Innenwand des Differentialgehäuses, besonders einfach und kostengünstig realisiert werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Dichthülse aus Kunststoff hergestellt. Die verschiebbare Dichthülse kann sehr einfach ausgeführt sein, da eine dynamische Dichtfunktion nur während einer Funktionsüberprüfungsphase des Getriebes im getriebeherstellenden Werk zu gewährleisten ist. Eine Kunststoffhülse ist besonders kostengünstig und gewichtssparend und kann, in Wirkverbindung mit dem Radialwellendichtring, die erforderliche Abdichtung und den Schutz vor Schmutzeintritt bei dem Funktionstest und dem Transport des Kraftfahrzeuggetriebes zuverlässig erfüllen. Grundsätzlich sind jedoch auch verschiebbare Dichthülsen aus anderen Materialien denkbar.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.
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Es zeigen
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1: Ein Kraftfahrzeuggetriebe ohne Gelenkstücke in einem Ausschnitt in einer Seitenansicht im Schnitt,
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2: das Kraftfahrzeuggetriebe mit gesteckten Gelenkstücken,
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3: das Kraftfahrzeuggetriebe in einer vergrößerten Detailansicht ohne Gelenkstücke und
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4: die Detailansicht von 3 mit gestecktem Gelenkstück.
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Eine Vorrichtung zur Abdichtung eines mit Öl gefüllten Getriebegehäuses 1 mit steckbaren Gelenkstücken 18 besteht im Wesentlichen aus einer verschiebbaren Dichthülse 3, die in Wirkverbindung mit einem Radialwellendichtring 2 das Getriebegehäuse 1 in einer ersten Dichtstellung bei nicht montierten Gelenkstücken und in einer zweiten Dichtstellung bei montierten Gelenkstücken 18 abdichtet.
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In den Figuren ist jeweils die rechte Seite eines Differentialgetriebes 24 als Teil eines Kraftfahrzeuggetriebes 23 abschnittsweise dargestellt. Das Differentialgetriebe 24 ist nach an sich bekannter Bauart innerhalb des Getriebegehäuses 1 als ein Kegelradausgleichsgetriebe ausgebildet in einem Differentialgehäuse 6 sind zwei jeweils im Eingriff mit einem Ausgleichskegelrad 26 befindliche Achswellenkegelräder, bzw. Abtriebswellenkegelräder 12 angeordnet, über die das Abtriebsmoment des Antriebsmotors des Fahrzeuges auf die Abtriebswellen, bzw. die Gelenkstücke 18 übertragen wird. Unterschiedliche Drehzahlen der Abtriebswellen, bzw. Gelenkstücke 18, werden durch die Ausgleichbewegungen der Ausgleichskegelräder 26 ausgeglichen, Die Gelenkstücke 18 sind in je einer als eine Bohrung ausgebildeten Gehäuseöffnung 4 des Differentialgehäuses 6 drehbar lagerbar und über eine Steckverbindung mit dem jeweiligen Achswellenkegelrad 12 verbindbar.
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An der Bohrung 4 ist außen ein Absatz 16 ausgebildet, über den die Dichthülse 3 schiebbar ist. Die Dichthülse 3 ist vorteilhaft als ein Kunststoffring ausgebildet und weist gelenkstückseitig eine Fase 13 auf. An dem Getriebegehäuse 1 ist der Radialwellendichtring 2 angeordnet. Der Radialwellendichtring 2 ist als ein u-förmiger Ringkörper ausgebildet, der zur Innenseite hin eine Dichtlippe 14 aufweist.
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Das Gelenkstück 18 weist einen Zapfen 25 auf, der aus einem äußeren Zapfenabschnitt 8 und einem inneren Zapfenabschnitt 10 besteht. Der Zapfen 25 ist als ein einstückiges Bauteil ausgebildet, bei dem der Übergang der beiden Zapfenabschnitte 8 und 10 durch einen Absatz 19 gebildet wird. An dem Absatz 19 des Zapfens 25 ist eine Fase 22 ausgebildet. Mit dem Abschnitt 10 wird des Gelenkstück 18 in der Bohrung 4 gelagert. Dementsprechend ist der Durchmesser 11 des inneren Zapfenabschnitts 10 auf den Durchmesser der Bohrung 4 ausgelegt. Der Durchmesser des Absatzes 16, der Durchmesser der Dichthülse 3, der Durchmesser des Radialwellendichtringes 2 und der Durchmesser 9 des äußeren Zapfenabschnitts 8 sind so aufeinander abgestimmt, dass bei offenem Differentialgehäuse 6, d. h. ohne Gelenkstücke, die Dichtlippe 14 des Radialwellendichtrings 2 auf der Dichthülse 3 anliegt, wenn die Dichthülse 3 mit einer geringen Überdeckung auf den Absatz 16 geschoben ist. Die Dichthülse 3 sorgt mit dem Radialwellendichtring 2 in dieser ersten Dichtstellung dafür, dass in dem Getriebegehäuse 1 befindliches Öl nicht zwischen dem Differentialgehäuse 6 und dem Getriebegehäuse 1 nach außen gelangen kann. Zusätzlich ist das Achswellenkegelrad 12 mit einem Blechdeckel 5 und einem O-Ring 7 zum Innenraum des Differentials, bzw. zur Innenwand 17 hin abgedichtet, damit kein Öl über die Bohrung 4 entweichen kann.
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In der ersten Dichtstellung kann das Getriebe 23 einem Probelauf unterzogen werden und anschließend transportiert, bzw. in das Fahrzeug eingebaut und zur Montage der Gelenkstücke 18 vorbereitet werden. Beim Stecken des Gelenkstückes 18 stößt die Fase 22 auf die Fase 13 der Dichthülse 3. Bei der weiteren axialen Steckbewegung wird dann die Dichthülse 3 auf dem Absatz 16 verschoben. Dabei gleitet die Dichtlippe 14 auf den äußeren Zapfenabschnitt 8 des Gelenkstücks 18. In der Endposition, d. h. in einer zweiten Dichtstellung, ist die Dichthülse 3 bis zum Anschlag des Absatzes 16 verschoben und die Fase 13 ist in einer Ausnehmung 15 an dem Absatz 16 aufgenommen. Die Dichtlippe 14 dichtet gegen das Gelenkstück 18, bzw. dessen äußeren Zapfenabschnitt 8 ab.
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Für eine ausreichende Ölversorgung der Lagerung des Zapfenabschnitts 10 in der Bohrung 4, sind an dem Absatz 19 radiale Nuten 20 ausgebildet. Weiterhin sind an dem inneren Zapfenteil 10 mehrere umlaufende Nuten 21 angeordnet. Dadurch wird bei gesteckten Gelenkstücken 18 über das Getriebegehäuse 1 ausreichend Öl an die Lagerstellen der Gelenkstücke 18 zugeführt und eine zuverlässige Schmierung im Betrieb gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebegehäuse
- 2
- Radialwellendichtring
- 3
- Dichthülse
- 4
- Gehäuseöffnung
- 5
- Abdeckelement/Blechdeckel
- 6
- Differentialgehäuse
- 7
- Dichtring/O-Ring
- 8
- äußerer Zapfenabschnitt des Gelenkstücks 18
- 9
- Durchmesser des äußeren Zapfenabschnitts 8
- 10
- innerer Zapfenabschnitt des Gelenkstücks 18
- 11
- Durchmesser des inneren Zapfenabschnitts 10
- 12
- Achswellenkegelrad
- 13
- Fase an der Dichthülse 3
- 14
- Dichtlippe an dem Radialwellendichtring 2
- 15
- Ausnehmung an dem Absatz 16 der Gehäuseöffnung 4
- 16
- Absatz an der Gehäuseöffnung 4
- 17
- Innenwand des Differentialgehäuses 6
- 18
- Gelenkstück
- 19
- Absatz an dem Gelenkstück 18
- 20
- radiale Nut
- 21
- umlaufende Nut
- 22
- Fase an dem Gelenkstückabsatz 19
- 23
- Kraftfahrzeuggetriebe
- 24
- Differentialgetriebe
- 25
- Zapfen
- 26
- Ausgleichskegelrad
