DE3027806C2

DE3027806C2 - Triebachse für Omnibusse

Info

Publication number: DE3027806C2
Application number: DE3027806A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Ing.(Grad.) Ehrlinger; Manfred Ing.(grad.) 7990 Friedrichshafen Goeft
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1980-07-23
Filing date: 1980-07-23
Publication date: 1984-10-31
Also published as: DE3027806A1; IT8148888A0; IT1171382B; FR2487263A1; GB2080747A; GB2080747B; FR2487263B1

Description

— daß zwischen beiden Steckwellen (9, 10) und den zugehörigen Radantriebswellen (25) je ein Untersetzungsgetriebe angeordnet ist, das aus je einem auf der Sleckwelle (9 bzw. 10) angeordneten Ritzel (13) besteht,

— welches unter Leistungsverzweigung mit Spielausgleich über zwei gegensinnig drehende Zwischenräder (19) das auf der Radantriebswelle (25) angeordnete Zahnrad (23) antreibt,

— und daß das Differential (5) unmittelbar neben einem der beiden Untersetzungsgetriebe (13, 19,2S) angeordnet ist

Die Erfindung bezieht sich auf Triebachsen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches, welcher ausgeht von der Achsanordnung für Omnibusse der DE-OS 22 56 121. Die daraus bekannte Ausgestaltung zur Erreichung einer möglichst tiefliegenden Ladefläche bzw. Flurhöhe zwischen den Achsen mit Hilfe einer Portalachse mit per Gelenkwellen tiefergelegtem Differential und diesem zugeordnete! Bremsen ist nicht nur wegen weiterer Begrenzung der Bodenfreiheit nachteilig. Auch die Bremsen wären dabei nur schw r zugänglich und die Gelenkwellen zwischen Differential und Radantriebswelle würden schwerer und aufwendiger als übliche Steckwellen. Bei der Verwendung von Untersetzungsgetrieben in den Radköpfen könnten mit dieser Anordnung nur konventionelle Planetengetriebe Anwendung finden, welche aus Geräuschgründen bei Omnibussen nur ungern eingesetzt werden. Die Möglichkeit zum Einbau eines geräuschärmeren Zwischengetriebes, etwa nach der aus der DE-AS 2116 441 für nach oben austragende Portalachsen von Ackerschleppern bekannten Bauart, mit einer Leistungsverzweigung an Stirnrädern ist hier nicht vorgesehen bzw. gegeben.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine geräuscharme Triebachse zu schaffen, welche — zur Erlangung einer genügenden Flurbreite — mit nur einem schmal bauenden Untersetzungsgetriebe pro anzutreibendem Rad gerade denjenigen Portalabstand aufweist, mit dem unter Aufrechterhaltung größtmöglicher Bodenfreiheit, speziell in der Fahrzeugmitte, auch der Laufgang mit gleichbleibender Flurhöhe und Flurbreite zwischen den Rädern selbst ebenfalls durchgezogen werden kann.

Die Lösung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches unter Doppelnutzung von schmal bauende Leistungsverzweigungen aufweisenden Stirnradgetrieben auf der Innenseite der Räder für die Portalbildung und für die geräuscharme Untersetzung so erreicht, daß die Bodenfreiheit im Bereich der Fahrzeugmitte unbeeinflußt von der Größe des Differentials und der Bremsen bleibt und im wesentlichen lediglich noch vom Achsrohr bestimmt ist und dabei die Flurhöhe (bei Normalspurfahrzeugen) auf für Omnibusse voll

ausreichender Breite gegeben ist

Die Anwendung eines an sich bekannten »Doppel-Vorgelegegetriebes« zur Kraftumlenkung im Aufbau einer sogenannten negativen Portalachse ergibt nicht nur günstige Obersetzungsstufen, verbesserte Laufruhe und nur etwa halb so breite Zahnräder wie mit Einfach-Vorgelegen, sondern führt auch dazu, daß die Höhe des Portalabstandes leicht auf die in der Praxis erforderliche Größenordnung für eine günstige Einstiegshöhe bei voller Laufgangbreite gebracht werden kann.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Triebachse wird es auch möglich, die Vorteile bezüglich der Leistungsverteilung im Bereich der hohen Zahnbeanspruchungen nutzbar zu machen. — Weiterhin bieten

is sich auf dem Nabentiäger bzw. Vorgelege-Gehäuse günstige Unterbringungsmöglichkeiten für den Bremsträger und die Bremsbetätigung. Dabei wurde eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung mit einer an sich bekannten Spreizkeilbremsen-Bauart gefunden, deren Zylinder bei der bevorzugten Bauweise außerhalb der unmittelbaren Radnabe etwa auf gleicher Ebene wie das Achsgehäuse-Verbindnngsrohr zwischen den beiden Radsätzen sowohl ohne Beeinträchtigung der Laufgangbreite als auch der Bodenfreiheit des Fahrzeuges vorteilhaft untergebracht werden können.

Die Momentenaufteilung durch die Zwischenräder kann insbesondere bei Nachstellung des Zahnspiels zu besonders geräusch <armer Kraftdurchleitung genutzt werden. Trotz großer Gesamtübersetzung und größe-

rer Übertragungsfähigkeit braucht kein extrem großer Portalabstand vorgesehen werden. Das Portalgehäuse selbst kann nun sehr schmal bleiben und auch unmittelbar zur Befestigung des Fahrgestelles ohne zusätzlichen Baulängenbedarf mitbenutzt werden. Die normale Laufgangbreite des Omnibusses ist auch zwischen den Rädern voll vorhanden. Die Bodenfreiheit, weiche zwischen Achsgehäuse und Fahrbahn vorhanden ist, wird im wichtigen Bereich der Fahrzeugmitte kaum beeinträchtigt. Die extrem seitliche Anordnung des Differentials in Zusammenfassung mit dem pinen Vorgelege-Gehäuse erleichtert die Einführung einer Gelenk- bzw. Kardanwelle vom Schaltgetriebe her, insbesondere dann, wenn, wie in Stadtverkehrs-Omnibussen heute bevorzugt, das Antriebsaggregat des Fahrzeuges quer zur Fahrtrichtung angeordnet ist. Der geringe Abknikkungswinkel der Gelenkwelle zum Differential führt zu günstigem Betriebsverhalten und hohen Standzeiten. Andererseits ist die Vermeidung von Gelenkwellen zwischen Untersetzungsgetrieben wegen der geringeren Kosten und einfacheren Unterbringungsmöglichkeit von Steckachsen an sich bekannter Ausführung ebenfalls sehr vorteilhaft. Das Vorhandensein der ohnehin benötigten kräftigen Vorgelege-Gehäuse und die erfindungsgemäße alleinige Befestigung des Fahrgestells an diesen Gehäusen führt durch diese Doppelbenutzung zu einer Gewichtsersparnis und zur Vermeidung evtl. weiterer platzkostender Befestigungspunkte am Achsgehäuse-Mittelteil. Die radnahe Krafteinleitung aus dem Fahrzeuggewicht über die Vorgelege-Gehäuse führt außerdem zu einer Verminderung der Biegespannungen im Achsgehäuse selbst, so daß dieses im wesentlichen nur noch Distanzhältüngs- und Verschmutzungsschutz-Aufgaben dienen muß.

Dadurch, daß sich die Zwischenräder in einer Anordnung befinden, bei welcher die Zahneingriffskräfte sich weitestgehend neutralisieren, entstehen die geringstmöglichen Rauialkräfte in den Lagern. Die Gehäuseabmessungen werden dadurch kleingehalten. Die Stoß-

empfindlichkeit beim Schalten up.d wechselnden Abtriebskräften wird noch weiter verringert.

Dadurch, daß das Ritzel zwischen den Zwischenrädern nachführbar ausgeführt ist, ergibt sich eine Kompensation evtl. eingetretenen Verschleißes oder von Fertigungstoleranzfehlern.

Dadurch, daß das Ritzel auf der freien Seite der jeweiligen Steckwelle gegenüber dem Abtriebsrad fliegend angeordnet sein kann, ist die Anordnung eines gehäusefesten Lagers beidseitig des Ritzels nicht erforderlich. Die relativ genügen höhenmäßigen Nachstellbewegungen des Ritzels können von der jeweiligen Steckwelle mitgemacht werden, da dieselbe im Differentiallager-Gehäuse genügend Bewegungsspie! hat Durch den Wegfall fester Lager wird an Baulänge gespart.

Indem das Ritzel durch eine schmale Lagerbrücke, welche radial nachstellbar im Gehäuse geführt ist und mittels einer Federung und einem Nachstell-Trieb (z. B. Schraubenmutter) selbstnachstellend wirken kann, ergibt sich eine besonders günstige Lösung.

Wenn die Vorteile aus der Verminderung der Festigkeitsbeanspruchungen beim Achsgehäuse dadurch noch weiter genutzt werden, daß dieses in Leichtbauweise bzw. in Leichtmetall ausgeführt wird, lassen sich damit Gewichtsverminderungen beim gesamten Fahrzeuggewicht erreichen, die im Zusammenhang mit Energieersparnis-Bestrebungen von beträchtlicher Bedeutung sind.

Die erfindungsgemäßen Vorteile kommen auch dann zur Geltung, wenn statt eines Differentials Einzelmotorantrieb bevorzugt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der F i g. 1 bis 5 schematised dargestellt.

F i g. 1 und F i g. 2 zeigen das Prinzipschema der Triebachsenkonstruktion, wobei F i g. 2 eine Seitenansicht des Doppelvorgelege-Getriebes ist.

F i g. 3 zeigt eine konstruktive Ausführung eines kompletten Radsatzes mit angebautem Doppelvorgelege-Getriebe und der Gelenkwelleneinleitung in das Differential.

Fig.4 zeigt eine Seitenansicht zu Fig.3 mit der bevorzugten Anordnung der Zwischenräder in Doppelvorgelege-Getriebe.

F i g. 5 zeigt einen Teilschnitt zu F i g. 3 mi: der alternativ möglichen Einrichtung zur federnden Führungen des Ritzels 13.

Aus Fig. 1 bzw. 2 ist ersichtlich, daß die Krafteinieitung vom Motor 1 bzw. dem Schaltgetriebe 2, weiche auf der »Ladefläche« des Fahrzeuges 3 befestigt sind, ausgeht. Über die Kardanwelle 4 zum Kegelgetriebe mit Differential 5. welches auf einer geteilten Vorgelegewelle 6 angeordnet ist, verteilt sich die Antriebskraft auf die beiden Radsätze. Das Antriebskegelrad 7 des Kegelgetriebes 5 wird von der Kardanwelle 4 angetrieben. Das Abtriebskegelrad 8 ist drehfest mit beiden Hälften der Vurgelegewelle 6, der kleinen Steckwelle 9 und der großen Steckwelle 10 verbunden. Die große Steckwelle 10 verbindet das Kegelgetriebe 5 durch das Achsgehäuse 11 hindurch trieblich mit demjenigen Stirnrad-Vorgelege 12, welches nicht mit dem Kegelgetriebe 5 unmittelbar zusammengebaut ist. Letzteres befindet sich dann auf der gegenüberliegenden Seite der Triebachse. Auf der jeweiligen Steckwelle 9, 10, welche vom jeweiligen Abtriebskegelrad 8 angetrieben wird, ist ein Ritzel 13 und ein Ritzellager 14 so befestigt, daß über eine Lagerbrücke 15 eine Nachstellvorrichtung 16, welche eine Feder i7 haben kann, zur Regulierung der Leistungsverzweigung bzw. der beiderseitigen Zahneingriffskräfte eingesetzt werden kann.

Im Vorgelege-Gehäuse 18 sind nicht nur gemeinsam das Ritzel 13, die Zwischenräder 19 mit ihren Zwischenradwellen 20 und Zwischenradlagern 21 vorzugsweise so eingebaut, daß letztere eine gemeinsame Achsmittenebene 22 im Abstand P von der Radachse aufweisen, sondern auch das Abtriebsrad 23 und das Abtriebsradlager 24 eingebaut Das Abtriebsrad 23 steht mit der Radantriebswelle 25 in Eingriff, welche durch den drehfesten Nabenträger 26, welcher mit dem Vorgelege-Gehäuse 18 fest verbunden ist, und am Nabenträgerflansch 27 eine feste Verbindung mit dem Achsgehäuse 11 aufweist. Auf dem Nabenträger 26 ist das Radlager 28 angeordnet Der Nabenträger 26 ist gleichzeitig auch Bremsträger 29 und ist zusammen mit der Radnabe 31, als zum Radlager 30 hin abgedichtetes und nur zum Radkranz 32 hin entlüftetes Bremsgehäuse 30 ausgebildet Der Radkranz 32 und der daran anschließende Radflansch 33 bzw. die damit verbindbaren F3lgen 34 sind durch die Schrauben des Nabendeckels 35 in Drehrichtung mitnehmbar.

Gemäß F i g. 2 ist die Anordnung ,:\τ Zwischenräder 19 zum Ritzel 13 derart, daß das Ritzel gegenüber dem Abtriebsrad 23 außer Eingriff, aber stets gleichzeitig im Eingriff mit den Zwischenrädern 19 ist. Diese ihrerseits sind stets gleichzeitig in Eingriff mit dem Abtriebsrad 23. Die bevorzugte Anordnung des Ritzels 13 gegenüber den Zwischenrädern 19 ist derart, daß die Achsen dieser Räder in einer gemeinsamen Achsmittenebene 22 zu liegen kommen, während die Achse des Abtriebsrades 23 von der Achsmittenebene 22 ur.? den Portal abstand Ptiefergelegt ist.

Aus dieser Ansicht ist auch deutlich erkennbar, daß es nur dem Wirkungsprinzip des erfindungsgemäß angewendeten Doppelvorgelege-Getriebes zu danken ist, daß der Portalabstand trotz einer bedeutenden Übersetzungsstufe zwischen Differential und Radantriebswelle nicht noch erheblich größer werden mußte, wie es mit einem normalen, einfachen Stirnrad-Vorgelegegetriebe der Fall wäre.

Nach F i g. 3 ist die konstruktive Ausgestaltung der im Anordnungsprinzip nach Fig. 1 enthaltenen wesentliche.ι Bauelemente nochmals in sinngemäß gleichartiger Weise, jedoch nur für einen Radsatz, dargestellt. Deutlieh erkennbar sind die vorteilhaften Anordnungen von Differential und Kegelgetriebe in einem gemeinsamen Gehäuse mit dem Doppelvorgelege-Getriebe und die günstige Ausgestaltung der Querschnittsübergänge zwischen Achsgehäuse und Nabenträger. (Die Anschlußlage der Gelenkwelle 4 und des Bremszylinders 36 ist aus Darstellungsgründen um ca. 90° versetzt gezeichnet).

Gemäß F i g. 4 ist die Seitenansicht des Doppelvorgelege-Getriebegehäuses sowie die durch dasselbe hindurchgehende Vorgelegewelle zu erkennen. Die steife Ausführungsmöglichkeit für dieses Getriebegehäuse und dessen extreme radnahe Anordnung ermrglicht die Nutzung desselben für die Befestigung des Achsschemels an den seitlichen Befestigungspunkten für die Fahrgestellabstützung 37. Da neben dem Getriebegehäuse auch Bauhohe vorhanden ist für recht große Bremszylinder 36, können diese hier ebenfalls, ohne daß eine Beeinträchtigung der Bodenfreiheit B entstünde, wartungsfreundlich angeordnet werden. Die seitliche Anordnung des Differentials bzw. der Einleitung der Kardanwelle 4 in dasselbe ergibt eine nur geringe Abwinkelung VVauch bei dem für Nahverkehrs-Omnibusse bevorzugten quergestellten Antriebsaggregat.

*J\J £.1 OW

Nach F i g. 5 ist das Ritzel 13 in einer Lagerbrücke 15 radial zur Steckwelle 9, 10, entgegen der Feder 17, selbsttätig nachführbar, je nach Triebkraftaufteilung, im Vorgelege 12.

Die Funktion der Triebachse und ihre Einflüsse auf die günstigen geometrischen Verhältnisse sind aus Fig.l bzw. F i g. 2 recht klar zu erkennen. Obwohl auf ein weiteres Untersetzungsgetriebe verzichtet werden kann, läßt sich der Portalabstand P der in der Regel vorhandenen minimalen Einstiegshöhe E so anpassen, daß eine volle Laufgangbreite L über kaum verminderter Bodenfreiheit B auch bei knappem Radabstand R erreichbar ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen is

25

30

35

55

60

65

Claims

Patentanspruch:

Triebachse für Omnibusse, insbesondere für Nahverkehrsomnibusse, deren Antriebszug beidseitig eines Differentials (5) je eine Steckwelle (9, 10) aufweist, die gegenüber der Radantriebswelle um einen Portalabstand (P) tiefergelegt ist, dadurch gekennzeichnet,