DE3319523C2

DE3319523C2 - Hinterachsantrieb insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Differentialgetriebe und einem stufenlosen Wechselgetriebe

Info

Publication number: DE3319523C2
Application number: DE19833319523
Authority: DE
Inventors: Helga 7000 Stuttgart Fischer; Hermann Gaus; Karl 7154 Althütte Heinrich; Hans Merkle
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1983-05-28
Filing date: 1983-05-28
Publication date: 1987-01-29
Also published as: DE3319523A1

Abstract

Bei einem Hinterachsantrieb ist eine Eingangswelle durch ein stufenloses Wechselgetriebe mit einer ein Antriebskegelritzel aufweisenden Zwischenwelle verbunden. Das Antriebskegelritzel kämmt mit einem Tellerrad eines Differentialgetriebes, das mit zwei symmetrisch zu einer vertikalen Bezugsebene liegenden Antriebsgelenken verbunden ist. Ein Getriebegehäuse ist durch eine quer zur vertikalen Bezugsebene verlaufende Zwischenwand in zwei Getriebekammern unterteilt, von denen die eine das Differentialgetriebe und die andere das Wechselgetriebe mit jeweils parallel zur vertikalen Bezugsebene liegender Eingangswelle und Zwischenwelle aufnimmt. Zur kompakten Ausbildung des Hinterachsantriebes sind die Zwischenwand vor einer zur Bezugsebene senkrechten Getriebehauptachse und das Differentialgetriebe in der hinteren Getriebekammer angeordnet. Die vordere Getriebekammer nimmt das Wechselgetriebe mit Eingangswelle und Zwischenwelle auf. Die Drehachse der Eingangswelle liegt in der vertikalen Bezugsebene. Die Drehachse der Zwischenwelle weist zu einer Gelenkebene, die das auf derselben Seite der Bezugsebene liegende Gelenkzentrum enthält und parallel zur Bezugsebene liegt, einen geringeren Abstand als zur Bezugsebene auf.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hinterachsantrieb nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bei einem bekannten Hinterachsantrieb dieser Art (DE-PS 31 18 075) liegen die Zwischenwand des Getriebegehäuses hinter der Getriebehauptachse und das stufenlose Getriebe in der hinteren Getriebekammer. Das Differentialgetriebe und ein Gangwechselgetriebe der Vorgelegebauart sind in der vorderen Getriebekammer aufgenommen. Das Getriebegehäuse geht nach vorn in eine die bei einem Gangwechselgetriebe der Vorgelegebauart übliche Trennkupplung aufnehmende Kupplungsglocke über, die direkt an die Antriebsmaschine angeflanscht wird.
Dagegen ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin zu sehen, einen kompakt bauenden Hinterachsantrieb als Teil eines nach der Transaxle-Bauweise gestalteten Antriebsaggregates zu schaffen, bei dem die Antriebsmaschine, ein hydrodynamischer Drehmomentwandler und ein Planetenräder-Umkehrgetriebe im Bereich der Vorderachse angeordnet sind. Dabei soll im Hinterachsantrieb die Zwischenwelle unmittelbar mit dem mit dem Tellerrad kämmenden Antriebskegelritzel drehfest verbunden sein.
Ausgehend von einem Hinterachsantrieb nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 ist die erläuterte Aufgabe in vorteilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen des Hinterachsantriebes nach der Erfindung zum Gegenstand.
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung mehr oder weniger schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. In der Zeichnung bedeutet:
Fig. 1 eine Rückansicht eines Hinterachsantriebs nach der Erfindung, teilweise geschnitten gemäß Linie I-I von Fig. 2, und
Fig. 2 einen Schnitt durch den Hinterachsantrieb von Fig. 1 gemäß Linie II-II.
Für den Hinterachsantrieb sind charakteristisch eine vertikale Bezugsebene 14-14, eine horizontale Bezugsebene 30-30, eine zu letztere parallele Drehachsenebene 31-31, eine in der horizontalen Bezugsebene 30-30 liegende und auf der vertikalen Bezugsebene 14-14 senkrecht stehende Getriebehauptachse 15-15 sowie eine Gelenkebene 29-29, die parallel zur vertikalen Bezugsebene 14-14 liegt und die Getriebehauptachse 15-15 in einem Gelenkzentrum 17 eines Antriebsgelenkes 12 schneidet. In Bezug auf die vertikale Bezugsebene 14-14 liegt zum Gelenkzentrum 17 zumindest annähernd symmetrisch eine weiteres Gelenkzentrum 16 eines Antriebsgelenkes 11. Ein Getriebegehäuse 18 mit einer vor der Getriebehauptachse 15-15 liegenden vorderen Abschlußwand 21 und einer hinter der Getriebehauptachse 15-15 liegenden hinteren Abschlußwand 19 ist durch eine quer zur vertikalen Bezugsebene 14-14 sich erstrekkende Zwischenwand 23 in eine hintere Getriebekammer 20 und in eine vordere Getriebekammer 22 unterteilt.
In der hinteren Getriebekammer 20 ist ein Differentialgetriebe 13 angeordnet, das durch je ein Achswellenteil 64 bzw. 65 mit den Antriebsgelenken 11 und 12 verbunden ist. Die beiden Antriebsgelenke 11 und 12 sind andererseits jeweils mit einer Antriebshalbwelle 69 bzw. 70 eines Hinterrades verbunden. Ein über eine Wälzlageranordnung 66 in einem Lagerauge 67 der Zwischenwand 23 abgestütztes Antriebskegelrad 2 kämmt mit einem Tellerrad 10, welches durch Befestigungsschrauben 71 an einem Gehäuseflansch 68 eines Differentialgehäuses 26 drehfest befestigt ist. An seinem dem Tellerrad 10 entgegengesetzten Ende ist das Differentialgehäuse 26 mit einer im Durchmesser engeren Wälzlageranordnung 24 und an einer sich an den Befestigungsflansch unmittelbar anschließenden Stelle durch eine im Durchmesser weite Wälzlageranordnung 25 in der hinteren Getriebekammer 20 abgestützt. In Bezug auf die Getriebehauptachse 15-15 weist das Differentialgehäuse 26 fluchtende Durchgangsöffnungen 72 bzw. 73 für die beiden Achswellenteile 64 und 65 auf, die an ihren gehäuseinneren Enden jeweils mit einem Achswellenkegelrad 74 bzw. 75 drehfest verbunden sind. Die Achswellenkegelräder 74 und 75 kämmen mit Ausgleichskegelrädern 63, die auf einem im Differentialgehäuse 26 feststehend angeordneten Bolzen 76 drehbar gelagert sind. Das Differentialgehäuse 26 ist im Bereich der Wälzlageranordnung 25 derart verstärkt, daß seine Lagerfläche 77 für den Innenlaufring 60 einen Durchmesser 59 aufweist, der etwas geringfügig größer ist als der Durchmesser 61 des Differentialgehäuses 26 an der Stelle der Drehachse 62-62 der Ausgleichskegelräder 63.
Der Achswellenteil 65 liegt mit seinem in Bezug auf das Differentialgehäuse 26 äußeren Teil in einer das Antriebsgelenk 12 aufnehmenden Gehäuseeinbuchtung 32 der hinteren Getriebekammer 20. Dies ermöglicht einen getrennten Schmiermittelhaushalt für das Differentialgetriebe 13 einerseits und das Antriebsgelenk 12 andererseits ebenso wie die Anordnung der Drehachse 28-28 des Antriebskegelritzels 2 in der Drehachsenebene 31-31.
Das Antriebskegelritzel 2 ist aus zwei ursprünglich getrennten Bauteilen zusammengesetzt - und zwar aus einer die Lagerfläche 79 für die Innenlaufringe der Wälzlageranordnung 66 aufweisenden Lagerhülse 33 und einem Verzahnungskopf 78. Diese beiden Teile sind an ihren einander zugekehrten Stoßflächen 34 und 35 mittels einer Elektronenstrahlschweißung starr miteinander verbunden.
Auf diese Weise konnte bei kleiner Zähnezahl und damit sich ergebendem kleinen Durchmesser des Ritzelkopfes 78 die Lagerhülse 33 des Antriebskegelritzels 2 mit einer inneren Keilnutenverzahnung 40 versehen werden, die in eine korrespondierende äußere Keilnutzenverzahnung 80 eines Stirnzapfes 81 eingreift, welcher das eine Wellenende einer Zwischenwelle 3 bildet, welche mit ihrer Drehachse mit der Drehachse 28-28 zusammenfällt und mit ihrem anderen Wellenende 42 über eine Lageranordnung 41 in einem Lagerauge 55 eines Wandabschnittes 56 der vorderen Abschlußwand 21 abgestützt ist.
Die Zwischenwelle 3 bildet die Abtriebswelle eines in der vorderen Getriebekammer 22 angeordneten stufenlosen Wechselgetriebes 4. Dabei ist die Zwischenwelle 3 in üblicher Weise mit kegelförmigen Sekundärscheiben 8 und 9 drehfest verbunden, die ihrerseits durch eine endlose biegsame Kette 5 mit kegelförmigen Primärscheiben 6 und 7 verbunden sind, die drehfest auf einer Eingangswelle 1 des Hinterachsantriebes sitzen. Die mit ihrer Drehachse 27.27 im Schnittpunkt der vertikalen Bezugsebene 14-14 mit der Drehachsebene 31-31 und somit parallel zur Drehachse 28-28 liegende Eingangswelle 1 ist mit ihrem hinteren Wellenende 82 über eine Wälzlageranordnung 83 in einem Lagerauge 84 der Zwischenwand 23 abgestützt. Das vordere Ende 85 der Eingangswelle 1 ist über eine Wälzlageranordnung 86 in einem Lagerauge 87 der vorderen Abschlußwand 21 abgestützt. Der außerhalb der Abschlußwand 21 liegende Wellenteil der Eingangswelle 1 ist mit einem Kupplungsflansch 88 drehfest verbunden, über den die Eingangswelle 1 mit einer zu dem an der Vorderachse liegenden Teilaggregat führenden Gelenkwelle kuppelbar ist.
Zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Wechselgetriebes 4 sind die Primärscheibe 7 und die Sekundärscheibe 8 axial verschiebbar gegenüber ihrer jeweiligen Drehachse 27-27 bzw. 28-28 angeordnet und als Druckmittel-Stellzylinder 44 ausgebildet. Unter Bezugnahme auf die Sekundärscheibe 8 weist der Stellzylinder eine vordere und eine hintere Abschlußwand 48 bzw. 45 auf, zwischen denen ein ringförmiger, in den Richtungen der Drehachse 28-28 unverschiebbarer Arbeitskolben 43 aufgenommen ist. Die hintere Stirnwand 45 schließt zusammen mit der benachbarten Kolbenstirnfläche 46 des Arbeitskolbens 43 eine Arbeitsdruckkammer 47 ein, die in nicht mehr beschriebener Weise unter einen gesteuerten Arbeitsdruck setzbar ist. Andererseits schließt die vordere Stirnwand 48 des Stellzylinders 44 zusammen mit der benachbarten Kolbenstirnfläche 49 eine Ausgleichskammer 50 ein, die über eine zentrische Eintrittsöffnung 51 in der vorderen Stirnwand 48 mit einem hydraulischen Arbeitsmittel füllbar ist. Zu diesem Zweck liegt das hintere Ende 53 eines die Eintrittsöffnung 51 durchsetzenden Füllstutzens 52 ständig innerhalb der Ausgleichskammer 50. Das andere Ende 54 des Einfüllstutzens ist in die innere Mündung der Lageröffnung 55 eingesetzt und mittels einer Schweißverbindung 90 am betreffenden Wandabschnitt 56 der vorderen Abschlußwand 21 starr befestigt. Als Eintrittsöffnung 91 weist der Füllstutzen an seinem Ende 54 eine Aussparung auf, die mit einen Ölkanal 57 des Wandabschnittes 56 kommuniziert, wobei der Ölkanal 57 über einen weiteren Ölkanal mit einem lediglich strichpunktiert angedeuteten und in den Wandabschnitt 56 eingesetzten Ölfangrohr 58 kommuniziert. Durch das Ölfangrohr 58 wird in der vorderen Getriebekammer 22 hochgeschleudertes Spritzöl aufgefangen und über den durch die Pfeile angedeuteten Zuströmweg 89 der Ausgleichskammer 50 zugeleitet. Aufgrund des Ölkanales 57 und der am Umfang des Stutzens 52 liegenden Eintrittsöffnung 91 ist die Ölversorgung der Ausgleichskammer 50 unabhängig von der Schmiermittelversorgung der Lageranordnung 41.
Aufgrund der Lage der Drehachsenebene 31-31 parallel und nahe unterhalb der horizontalen Bezugsebene 30-30 baut das Hinterachsaggregat sehr flach, seine Bauhöhe geht nicht unnötigerweise über den Außendurchmesser des Tellerrades 10 hinaus, wie Fig. 1 ausweist.
Antriebskegelrad 2, Tellerrad 10 und Antriebsgelenk 12 sind auf engstem Raum untergebracht, so daß sich eine kompakte Bauform ergibt.

Claims

1. Hinterachsantrieb, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer von einer Antriebsmaschine her antreibbaren und durch endlose biegsame Ubertragungsglieder eines stufenlosen Umschlingungsgetriebe mit einer ein zu ihr drehfestes Antriebskegelritzel aufweisenden Zwischenwelle verbundenen Eingangswelle, einem ein mit dem Antriebskegelritzel kämmendes Tellerrad aufweisendes Differentialgetriebe, einer vertikalen Bezugsebene für die symmetrische Anordnung von zwei mit dem Differentialgetriebe verbundenen Antriebsgelenken, einer zur Bezugsebene senkrechten Getriebehauptachse als geometrischer Ort der Gelenkzentren, einem durch eine quer zur Bezugsebene verlaufende Zwischenwand in zwei Getriebekammern unterteilten Getriebegehäuse, und bei dem das Differentialgetriebe in der einen Getriebekammer, das Wechselgetriebe in der anderen Getriebekammer und die Bezugsebene zur parallel zur Drehachse der Zwischenwelle liegenden Drehachse der Eingangswelle sowohl parallel als auch in einem geringeren Abstand als zu den Gelenkzentren angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (23) vor der Getriebehauptachse (15-15) und das Differentialgetriebe (13) in der hinteren Getriebekammer (20) angeordnet sind, die vordere Getriebekammer (22) zur Drehmomentübertragung lediglich das Umschlingungsgetriebe (4) mit Eingangswelle (1) und Zwischenwelle (3) aufnimmt, die Drehachse (27-27) der Eingangswelle (1) in oder in Nähe der vertikalen Bezugsebene (14-14) liegt und die Drehachse (28-28) der Zwischenwelle (3) zu einer das auf derselben Seite der vertikalen Bezugsebene (14-14) liegende Gelenkzentrum (17) enthaltenden und parallel zur vertikalen Bezugsebene (14-14) liegende Gelenkebene (29-29) einen geringeren Abstand aufweist als zur vertikalen Bezugsebene (14-14).

2. Hinterachsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (28-28) der Zwischenwelle (3) einen größeren Abstand zur vertikalen Bezugsebene (14-14) aufweist als die Gelenkebene (29-29).

3. Hinterachsantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (27-27) der Eingangswelle (1) unterhalb einer die Getriebehauptachse (15-15) enthaltenden horizontalen Bezugsebene (30-30) liegt.

4. Hinterachsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (28-28) der Zwischenwelle (3) unterhalb der horizontalen Bezugsebene (30-30) liegt.

5. Hinterachsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, und mit einer die Drehachsen von Eingangswelle und Zwischenwelle enthaltenden Drehachsenebene, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsenebene (31-31) parallel zur horizontalen Bezugsebene (30-30) liegt.

6. Hinterachsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und bei dem das eine Gelenkzentrum und das Tellerrad auf der Seite der vertikalen Bezugsebene liegen, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammen mit dem Tellerrad (10) auf der Seite der vertikalen Bezugsebene (14-14) liegende Gelenkzentrum (17) in einer sich in Richtung der Getriebehauptachse (15-15) erstreckenden Gehäuseeinbuchtung (32) der hinteren Getriebekammer (20) liegt.

7. Hinterachsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Tellerrad (10) konzentrisch zur Gehäuseeinbuchtung (32) angeordnet ist.

8. Hinterachsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und bei dem das Tellerrad drehfest mit einem Differentialgehäuse verbunden ist, das zentrisch und drehbar mittels zweier Wälzlageranordnungen zur Getriebehauptachse ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Tellerrad (10) in den Richtungen der Getriebehauptachse (15-15) näherliegende Wälzlageranordnung (25) zwischen dem Tellerrad (10) und der anderen Wälzlageranordnung (24) angeordnet ist.

9. Hinterachsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebskegelritzel (2) und eine koaxiale Lagerhülse (33) an korrespondierenden stirnseitigen Stoßflächen (34, 35) starr miteinander verbunden sind.

10. Hinterachsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülse (33) am Innenumfang eine Keilnutenverzahnung (40) aufweist.

11. Hinterachsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einer Lageranordnung zur Abstützung des zum Antriebskegelritzels entgegengesetzten Wellenende der Zwischenwelle in der benachbarten Abschlußwand der das stufenlose Wechselgetriebe aufnehmenden Getriebekammer und einer in den Richtungen der Drehachse verschiebbaren Sekundärscheibe mit einem einen unverschiebbaren Arbeitskolben aufnehmenden Stellzylinder, der mit seiner einen Stirnwand und einer benachbarten Druckfläche des Arbeitskolbens eine Arbeitsdruckkammer für einen Arbeitsdruck zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses und mit seiner anderen Stirnwand und einer benachbarten Druckfläche des Arbeitskolbens eine mit einem hydraulischen Arbeitsmittel füllbare Ausgleichskammer zum Ausgleich von Fliehkrafteinflüssen einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ausgleichskammer (50) begrenzende Stirnwand (48) des Stellzylinders (44) zu der die Lageranordnung (41) aufnehmenden Abschlußwand (21) unmittelbar benachbart angeordnet ist und eine zentrische Eintrittsöffnung (51) für das Druckmittel aufweist, die von einem an einem Ende (53) in die Ausgleichskammer (50) offen ausmündenden Füllstutzen (52) durchsetzt wird, der zentrisch zur Drehachse (28-28) der Zwischenwelle (3) angeordnet und mit seinem anderen Ende (54) sowohl im Bereich des die die Lageranordnung (41) aufnehmende Lageröffnung (55) aufweisenden Wandabschnittes (56) an der Abschlußwand ( 21) gehaltert ist als auch mit einem Ölkanal (57) in der Abschlußwand (21) kommuniziert.

12. Hinterachsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölkanal (57) von feststehend in der Getriebekammer (22) angeordneten Auffangmitteln (58) für hochgeschleudertes Spritzöl ausgeht.

13. Hinterachsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Bezugsebene (14-14) mit der vertikalen Fahrzeuglängsmittelebene zusammenfällt.

14. Hinterachsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerdurchmesser (59) des Differentialgehäuses (26) für den Innenlaufring (60) der zwischen dem Tellerrad (10) und der anderen Wälzlageranordnung (24) liegenden Wälzlageranordnung (25) etwa gleich dem Außendurchmesser (61) des Differentialgehäuses (26) an der Stelle der Drehachse (62-62) der Ausgleichskegelräder (63) ist.