DE3523291A1

DE3523291A1 - Antriebsachse fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE3523291A1
Application number: DE19853523291
Authority: DE
Inventors: John G. Sylvania Ohio Hardt; Dennis W. Toledo Ohio Shea
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1984-07-02
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1986-01-09
Also published as: SE8503247L; FR2566710A1; CA1250763A; GB2161124A; SE8503247D0; FR2566710B1; IT8548308A0; US4643284A; GB8515365D0; GB2161124B; JPS6127318A; IT1181978B; SE457071B

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Antriebsachse für Fahrzeuge/ insbesondere eine Antriebsachse ohne Differential für vier-radgetriebene Antriebssysteme in Automobilen.

Die Erfindung umfaßt eine Antriebsachse mit einem Achsengehäuse, in welchem ein Zahnradträger drehbar gelagert ist. Eine Zwischenwelle ist mit dem Zahnradträger gekoppelt und drehbar im Gehäuse gelagert. Eine erste Ausgangswelle ist drehbar im Gehäuse und im Zahnradträger gelagert. Eine zweite Ausgangswelle ist drehbar im Gehäuse und in der Zwischenwelle gelagert. Eine erste Zweirichtungs-Überhol-Kupplung ist vorgesehen zum Koppeln der ersten Ausgangswelle mit dem Zahnradträger zur gemeinsamen Drehung und eine zweite Zweirichtungs-Überhol-Kupplung ist vorgesehen zum Koppeln der zweiten Ausgangswelle mit der Zwischenwelle zur gemeinsamen Drehung. Die erste Kupplung hat eine polygonale Fläche integral mit dem Zahnradträger und die zweite Kupplung hat eine polygonale Fläche integral mit der Zwischenwelle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Antriebsachse ohne Differential zu schaffen, die konstruktiv und herstellungsmäßig einfacher gestaltet ist.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Figur 1 im Schnitt eine Antriebsachse zeigt.

Figur 2 zeigt vergrößert einen Teilschnitt einer Überholkupplung.

Figur 3 ist ein Querschnitt längs der Linie 3-3 von Figur 1 und

Figur 4 ist ein Querschnitt längs der Linie 4-4 von Figur 1.

Figur 1 zeigt eine Antriebsachse 10 ohne Differential mit einem Achsengehäuse 12. Das Gehäuse 12 hat einen vergrößerten Abschnitt 14, einen Ring 16, der mit dem offenen Ende des Abschnittes 14 durch eine Mehrzahl von nicht gezeigten Maschxnenschrauben verbunden ist/ sowie einen Flansch 20.

In dem vergrößerten Abschnitt 14 ist ein Zahnradträger 22 untergebracht, der drehbar im Achsengehäuse 12 gelagert ist mittels einem Paar Kegelrollenlagern 24 und Der Zahnradträger 22 hat einen Flansch 28 und einen Wellenabschnitt 30.

Ein Zahnring 32 sitzt auf dem Zahnradträger 22 und er ist mit dem Flansch 28 mittels einer Mehrzahl von Maschinenschrauben 34 verbunden. Der Zahnring 32 kämmt mit einem Ritzel 36, das integral mit einer Eingangswelle 38 ausgebildet ist, die drehbar im Gehäuse 12 mittels einem Paar Kegelrollenlagern 40 und 42 gelagert ist.

Am Gehäuse 12 ist ein sich von diesem nach außen erstreckendes Rohr 44 befestigt, innerhalb welchem eine Welle 46 angeordnet ist. Die Welle 46 ist drehbar im Rohr 44 mittels Kugellager 48 gelagert und sie ist mit einer Welle 38 über ein Gleitverbindungsstück oder eine

Gleitkupplung 49 verbunden. Integral mit dem äußeren Ende der Welle 46 ist ein Joch 50 eines Universalgelenkes ausgebildet, über welches die Antriebsachse 10 mit einer Energiequelle, z.B. einem Motor, verbindbar ist.

Das Gehäuse 12 enthält ferner eine Büchse 52, die mit dem äußeren Ende des Ringes 16 durch eine Mehrzahl von Maschinenschrauben 34 verbunden ist, sowie eine Büchse 16, die mit dem Flansch 20 über eine Mehrzahl von Maschinenschrauben 58 verbunden ist.

Mit dem Zahnradträger 22 ist durch Keilverbindung 78 eine Zwischenwelle 72 gekoppelt, die drehbar an dem zur Keilverbindung 78 gegenüberliegenden Ende im Flansch 20 durch ein Kugellager 80 gelagert ist.

Die Achse 10 hat ferner ein Paar Ausgangswellen 60 und 62. Die Welle 60 ist mit einem integralen Joch 64 eines Universalgelenkes versehen und sie ist drehbar in der Büchse 52 mittels eines Kugellagers 66 und in einem Ende der hohlen Welle 30 mittels eines Nadellagers 68 gelagert. Ebenso ist die Ausgangswelle 62 mit einem integralen Joch 70 eines Universalgelenkes versehen und sie ist drehbar in der Büchse 56 mittels eines Kugellagers 74 und in einem Ende der Zwischenwelle 72 mittels eines Nadellagers 76 gelagert.

In den Figuren 2, 3 und 4 ist ein Paar in beide Richtungen wirkende Überholkupplungen 82 und 84 dargestellt, die dazu dienen, die Ausgangswellen 60 und 62 entsprechend mit dem Zahnradträger 22 und der Zwischenwelle 72 zu koppeln unter bestimmten Betriebsbedingungen der Achse 10, wie nachfolgend erläutert wird. Die Überholkupplung 82 hat eine nicht kreisförmige Fläche 86 integral mit einem

Ende des Wellenabschnittes 30 des Zahnradträgers 22. Vorzugsweise hat die Fläche 86 die Form eines regelmäßigen Polygons, um eine Mehrzahl von Flächen oder Seiten 87, in diesem Fall zwölf Flächen, zu schaffen, obwohl auch Flächen mit anderen Formen verwendbar sind, beispielsweise eine gewellte Fläche. Außerhalb der Fläche 86 ist eine Trommel 88 angeordnet, die mit der Ausgangswelle 60 über eine Keilverbindung 90 verbunden ist. Die Trommel 88 hat eine gleichmäßige kreisförmige Innenfläche 92. Zwischen der Oberfläche 86 und der Fläche 92 sind zwölf Walzen oder Rollen 94 angeordnet. Die Rollen 94 sind durch einen Käfig 96 voneinander getrennt, der einen radial auswärts gerichteten Flansch 98 hat, der teilweise zwischen zwei Reibungsscheiben 100 angeordnet ist, die durch eine Tellerfeder 101 in Kontakt mit dem Flansch 98 vorgespannt werden.

Die Überholkupplung 84 hat eine innere, nicht kreisförmige Oberfläche 102, die integral mit der Zwischenwelle 72 ausgebildet ist. Die Fläche 102 hat vorzugsweise die Form eines regelmäßigen Polygons, obwohl auch Flächen anderer Gestalt verwendbar sind, beispielsweise eine gewellte Fläche. In diesem Fall hat die Fläche 102 zwölf Seiten oder flache Abschnitte 103. Außerhalb der Fläche 102 ist eine Trommel 104 angeordnet, die mit der Ausgangswelle 2 durch eine Keilverbindung 106 verbunden ist. Die Trommel 104 hat eine glatte kreisförmige innere Oberfläche 108. Zwischen den Flächen 102 und 108 sind zwölf Walzen oder Rollen 110 angeordnet. Die Rollen 110 werden von einem Käfig 112 umgeben und voneinander getrennt, der einen radial auswärts gerichteten Flansch 114 hat, der teilweise zwischen einem Paar Reibungsscheiben 116 liegt, die durch eine Tellerfeder 117 in Kontakt mit dem Flansch 114 vorgespannt werden.

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Die Antriebsachse 10 arbeitet in folgender Weise.

Die Achse 10 wird benutzt in einem Vierrad-Antriebssystem als Hinterachse, und bei normalen Straßenbedingungen wirkt sie nicht als Antriebsachse, selbst wenn die Eingangswelle 38 mit einer Antriebseinrichtung verbunden ist. Das Vierrad-Antriebssystem ist so aufgebaut, daß bei normalen Betriebsbedingungen die Drehzahl der Ausgangswellen 60 und 62 etwa 3 bis 6 % größer ist als die Drehzahl des Zahnradträgers 22 und der Zwischenwelle 72, es ist jedoch möglich, größere Prozentsätze für die Drehzahlunterschiede zu verwenden. Unter diesen Betriebsbedingungen arbeiten beide Kupplungen 82 und 84 in Überholweise, d.h. es wird keine Kraft durch die Achse 10 auf die Ausgangswellen 60 und 62 übertragen. Wenn nun in dieser Situation die Drehzahldifferenz zwischen den Ausgangswellen 60 und 62 einerseits und dem Zahnradträger 22 und der Zwischenwelle 72 andererseits kleiner wird als 3 bis 6 %, z.B. dann, wenn die Räder der vorderen Antriebswelle ihre Traktion verlieren, dann wird Energie über die Überholkupplungen 82 und 84 übertragen. Wenn die Differenz zwischen der Drehzahl des Zahnradträgers 22 und der Ausgangswelle 60 soweit abnimmt, daß sie in den vorgegebenen Bereich für die Einrastung der Kupplung 82 fällt, dann werden die Rollen 94 nach außen gegen die Oberfläche 92 der Trommel 88 gedrückt durch die Wirkung der flachen Seiten 87 der nicht kreisförmigen Fläche 86 zusammen mit der Wirkung des Käfigs 86, der die Rollen 84 in eine Richtung drängt, in deren Eingriff mit der Kupplung 82 erfolgt. Wenn die Kupplung 82 eingerückt ist, so ist die Ausgangswelle 60 mit dem Zahnradträger 22 gekoppelt zur gemeinsamen Drehung, so daß über die Welle 60 Kraft bzw. ein Drehmoment an das zugehörige Rad übertragen wird. Das Einrücken der Kupplung 82 ist identisch wie bei der Kupplung 82 und wenn sie eingerückt ist, wird ein Drehmoment über die Ausgangswelle 62 auf das zugehörige Rad übertragen.

Claims

§§23291 Patentansprüche

1. Antriebsachse für Fahrzeuge, insbesondere Antriebsachse ohne Differential mit einem Gehäuse, gekennzeichnet durch einen Zahnradträger, der drehbar im Gehäuse gelagert ist, eine Zwischenwelle, die mit dem Zahnradträger gekoppelt und drehbar im Gehäuse gelagert ist, eine erste Ausgangswelle, die drehbar im Gehäuse und im Zahnradträger gelagert ist, eine zweite Ausgangswelle, die drehbar im Gehäuse und in der Zwischenwelle gelagert ist, eine erste Zweirichtungs-überhol-Kupplung zum Koppeln der ersten Ausgangswelle mit dem Zahnradträger zur gemeinsamen Drehung, eine zweite Zweirichtungsüberhol-Kupplung zum Koppeln der zweiten Ausgangswelle mit der Zwischenwelle zur gemeinsamen Drehung.

2. Antriebsachse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein erstes Zahnrad, das auf dem Zahnradträger angebracht ist, eine Eingangswelle, die drehbar im Gehäuse gelagert ist, ein zweites Zahnrad, das mit der Eingangswelle verbunden ist und in Eingriff mit dem ersten Zahnrad steht.

3. Antriebsachse nach Anspruch 1 oder 2, g e k e η η zeichn et durch ein am Gehäuse befestigtes Rohr, das am Rahmen eines Fahrzeuges befestigbar ist und in welchem die Eingangswelle untergebracht ist.

4. Antriebsachse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennz eichnet, daß die erste Überholkupplung eine nicht kreisförmige Oberfläche hat integral mit dem Zahnradträger und daß die zweite Überholkupplung eine nicht kreisförmige Oberfläche hat integral mit der Zwischenwelle.

5. Antriebsachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche/ dadurch gekennzeichnet, daß die erste Überholkupplung folgende Elemente aufweist:

eine erste nicht kreisförmige Oberfläche am Zahnradträger, eine erste Trommel, die an der ersten Ausgangswelle angebracht ist und außerhalb der ersten nicht kreisförmigen Fläche angeordnet ist, eine erste Mehrzahl von Rollen, die zwischen der ersten Trommel und der ersten nicht kreisförmigen Oberfläche angeordnet ist und die betätigbar sind, um die erste Trommel und die erste nicht kreisförmige Oberfläche zur gemeinsamen Drehung zu verbinden, daß ferner die zweite Überholkupplung folgende Elemente aufweist:

eine zweite nicht kreisförmige Oberfläche an der Zwischenwelle, eine zweite Trommel, die mit der zweiten Ausgangswelle verbunden ist und außerhalb der zweiten nicht kreisförmigen Fläche angeordnet ist, sowie eine zweite Mehrzahl von Rollen, die zwischen der zweiten Trommel und der zweiten nicht kreisförmigen Oberfläche liegen und die betätigbar sind, um die zweite Trommel mit der zweiten nicht kreisförmigen Oberfläche zur gemeinsamen Drehung zu koppeln.

6. Antriebsachse nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die erste nicht kreisförmige Oberfläche integral mit dem Zahnradträger und die zweite nicht kreisförmige Oberfläche integral mit der Zwischenwelle ausgebildet ist.

7. Antriebsachse ohne Differential mit einem Gehäuse, gekennzeichnet durch einen Zahnrad-

träger_r der drehbar im Gehäuse gelagert ist, daß der Zahnradträger einen hohlen Wellenabschnxtt mit einem ersten und einem zweiten Ende hat/ daß eine Zwischenwelle mit dem zweiten Ende der hohlen Welle durch Keilverbindung verbunden und drehbar im Gehäuse gelagert ist, eine erste Ausgangswelle, die drehbar in dem Gehäuse und in dem ersten Ende der hohlen Welle gelagert ist, eine zweite Ausgangswelle, die drehbar in dem Gehäuse und in der Zwischenwelle gelagert ist, eine erste Zweirichtungs-Überhol-Kupplung, zum Koppeln der ersten Ausgangswelle mit dem Zahnradträger zur gemeinsamen Drehung, wobei die erste Überholkupplung eine polygonale Oberfläche hat integral mit der hohlen Welle und angrenzend an das erste Ende der hohlen Welle angeordnet, und mit einer zweiten Zweirichtungs-Überhol-Kupplung zum Koppeln der zweiten Ausgangswelle mit der Zwischenwelle zur gemeinsamen Rotation, wobei die zweite Überholkupplung eine polygonale Oberfläche hat, die integral mit der Zwischenwelle ausgebildet ist.