DE3642875C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung nach dem Ober­ begriff von Patentanspruch 1.

Bei einer bekannten Lagerung dieser Art (DE-AS 16 30 902) trägt ein langer schlanker Lagerhals des in bezug auf die Drehebene der Achsen der Ausgleichskegelräder außermittig zu den beiden Kegelrollenlagern angeordneten Differential­ gehäuses an seinem äußeren Ende den Innenlaufring seines Kegelrollenlagers, dessen Außenluftring in der Lagerzwischen­ hülse sitzt. Aufgrund des langen Lagerabstandes und des kleinen mittleren Laufdurchmessers dieses außermittig an­ geordneten Kegelrollenlagers ist diese bekannte Lagerung nur für niedrige Lagerkräfte von leistungsschwächeren Kraftfahrzeugen geeignet. Bei der bekannten Lagerung ist das Gleitlager der Abtriebswelle axial in derselben Durchmesserebene wie das Kegelrollenlager angeordnet, wobei von dem gleitend gelagerten Wellenabschnitt der Abtriebswelle axial nach außen ein rohrförmiger Wellen­ abschnitt abgeht, für den es dann eines weiteren Lagers bedarf, so daß diese bekannte Lagerung sich nicht ohne weiteres für Schwingachsen eignet.

Bei einer bekannten Lagerung anderer Art für ein Nutzfahr­ zeug (US-PS 25 63 680) ist eine Antriebsachse mit einem starren Achsgehäuse nach einem Banjo-Typ versehen, bei dem von einem zentralen flachen Ringgehäusekörper zwei seitliche Achsrohre starr abgehen. Zur Lagerung des in üblicher Weise auch das Tellerrad für den Eingriff des Antriebsritzels der Kardanwelle aufweisenden Differential­ gehäuses mit den beiden Abtriebswellen ist ein in den Ringgehäusekörper eingesetzter Gehäuseeinsatz mit zwei geteilten Lageraugen für die Lagerhälse des Differential­ gehäuses verwendet. Trotz der überwiegenden Verwendung von Blechpreßteilen baut diese bekannte Starrachse überaus schwer. Diese Starrachse läßt sich auch nicht ohne weiteres als Schwingachse in der bei Personenkraftwagen üblichen Weise umgestalten, zum einen deswegen nicht, weil jedes der Achsrohre an seinem inneren Ende mit den beiden Blech­ wänden des doppelwandigen Ringgehäusekörpers zu einem starren Verbund verschweißt ist. Das innere Ende der jeweiligen Abtriebshalbwelle weist zum anderen nur eine einzige definierte Lagerstelle, nämlich eine gleitende Abstützung in der Lagerzwischenhülse im Bereich derjenigen Durchmesserebene auf, in welcher auch der mittlere Laufdurchmesser des mit seinem Innen­ laufring auf der Lagerzwischenhülse sitzenden Kegelrollen­ lagers liegt.

Bei einer bekannten gattungsfremden Lagerung (US-PS 32 02 466) eines Differentialgehäuses aus Stahl eines Differentialge­ triebes in einem Achsgetriebegehäuse aus Aluminium eines Kraftfahrzeuges sind die Lagerhälse des Differentialgehäuses unmittelbar in den einteiligen Lageraugen über Kegelrollen­ lager abgestützt. In einer etwa mittig zum Kegelrollenlager liegenden radialen Bezugsebene ist die Abtriebswelle un­ mittelbar im Lagerhals gleitend gelagert, weshalb eine Ver­ größerung des Kegelrollenlagers zur Aufnahme größerer Lager­ kräfte nicht ohne weiteres möglich ist.

Schließlich ist es bei Tandem-Achsen noch bekannt (DE-OS 25 08 948), den Lagerhals des Differentialgehäuses und die letzteren durchsetzende Antriebswelle durch je ein Kegelrollenlager unter Verzicht auf eine Lager­ zwischenhülse unmittelbar im einteiligen Lagerauge des Achsgehäuses zu lagern, welches dabei zur Montage des axial innenliegenden größeren der beiden Kegel­ rollenlager geteilt sein muß.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, eine leicht und gedrungen bauende Lagerung eines aus Stahl bestehenden Differentialgehäuses eines Differentialgetriebes in einem aus Aluminium be­ stehenden Achsgetriebegehäuse eines Kraftfahrzeuges zur Aufnahme hoher Lagerkräfte unter Berücksichtigung der auf­ grund der Werkstoffpaarung Leichmetall-Stahl auftretenden Wärmedehnungsproblematik zu schaffen.

Ausgehend von einer Lagerung nach dem Oberbegriff von Pa­ tentanspruch 1 ist die erläuterte Aufgabe in vorteilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Bei der Lagerung nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die Abmessungen des Kegelrollenlagers weitgehend unabhängig von den Abmessungen des Wellenlagers der Lagerzwischen­ hülse sind, und durch die Verwendung eines Wälzlagers für die aus Stahl bestehende Abtriebswelle die Lagerzwischen­ hülse wie auch das Achsgetriebegehäuse aus Aluminium her­ gestellt sein können, ohne daß störende Wärmeausdehnungen in der Lagerung auftreten.

Durch die Anordnung nach Patentanspruch 2 ist bei der Lagerung nach der Erfindung der Lagerabstand für die beiden Abstütz­ stellen der Abtriebswelle ohne Verbreiterung der Lagerung insgesamt vorteilhaft vergrößert.

Durch die Ausgestaltung der Lagerung nach der Erfindung insbe­ sondere nach Patentanspruch 3 ist das Wellenlager der Abtriebs­ welle im Differentialgehäuse in vorteilhafter Weise von der Verbindung Abtriebswelle-Abtriebswellenkegelrad getrennt. Da­ durch ist eine Lagerung verbessert und das Abtriebskegelrad in seinem konstruktiven Aufbau gegenüber einer Anordnung ver­ einfacht, bei welcher die Abtriebswelle indirekt über eine ver­ längerte Nabe des Abtriebskegelrades im Wellendurchgang des Differentialgehäuses gelagert ist.

Durch die Ausgestaltung der Lagerung nach der Erfindung nach Patentanspruch 4 ist eine einfache Montage der Kegelrollen­ lager bei kleinstmöglichem Lagerabstand der Lageraugen er­ möglicht.

Durch die Anordnung des Kegelrollenlagers bei der Lagerung der Erfindung gemäß Patentanspruch 5 ergibt sich in vor­ teilhafter Weise eine O-Lagerung.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt einen Schnitt in einer die Lagerachse 13-13 der Lagerung 1 nach der Erfindung enthaltenden und parallel zu einer Lagerachse 31-31 einer Ritzelwelle 32 liegenden Ebene durch einen Achsantrieb eines Kraftfahrzeuges.

Ein Achsgetriebegehäuse 4 weist zwei zur Lagerachse 13-13 fluchtende Lageraugen 6 auf, in denen je ein Lagerhals 7 eines Differentialgehäuses 2 eines Differentialgetriebes 3 durch jeweils eine von zwei erfindungsgemäßen Lagerungen 1 abgestützt ist.

Die beiden Lagerungen 1 sind spiegelbildlich und somit gleich ausgebildet, weshalb im folgenden nur auf die in der Zeichnung linke Lagerung 1 Bezug genommen ist.

Das Differentialgehäuse 2 ist mit einem üblichen Tellerrad 33 versehen, das mit einem mit der Ritzelwelle 32 einteiligen Ritzel 34 kämmt.

Im Innenraum des Differentialgehäuses 2 ist ein Zapfenkreuz 35 gehaltert, an welchem Ausgleichskegelwähler 36 drehbar gelagert sind, die mit zwei Abtriebskegelrädern 37 kämmen, von denen jedes über korrespondierende Keilnutenverzahnungen 23 mit dem gehäuseinneren Wellenende 22 einer Abtriebswelle 10 drehfest verbunden ist. Ein sich an die betreffende Keilnuten­ verzahnung 23 anschließender Gleitlagerabschnitt 21 der Ab­ triebswelle 10 ist unmittelbar in einem Wellendurchgang 20 des Differentialgehäuses 2 drehbar gelagert. In den sich kon­ zentrisch außen zum Wellendurchgang 20 anschließenden Lager­ hals 7 ist der Außenring 27 eines Kegelrollenlagers 8 so eingesetzt, daß der Scheitel 28 des Kegelwinkels 29 in der zum Differentialgehäuse 2 hin weisenden Richtung der Lager­ achse 13-13 gegenüber dem Kegelrollenlager 8 versetzt liegt - wodurch sich eine O-Lagerung für das Differentialgehäuse 2 ergibt.

Der Innenlaufring 38 des Kegelrollenlagers 8 sitzt auf einem stirnseitigen Lageransatz 39 einer Lagerzwischen­ hülse 5, die mit einem Lagerschild 40 einteilig ausgebil­ det ist, der mit einem in die Lageröffnung 41 des be­ nachbarten Lagerauges 6 eingesetzten Lageransatz 44 ver­ sehen ist.

Der Lagerschild 40 geht in einen radialen Befestigungs­ flansch 14 über, welcher mittels Befestigungsschrauben 42 an der äußeren Stirnfläche 43 des Lagerauges 6 befestigt ist.

In einer im Bereich des Lagerschildes 40 liegenden radialen Bezugsebene 15-15 der Lagerzwischenhülse 5 ist ein zweites Wellenlager 11 in Form eines einreihigen Kugellagers 12 für die Abtriebswelle 10 vorgesehen, dessen Außenlaufring 45 in einen zylindrischen Lageransatz 46 der Lagerzwischenhülse 5 eingesetzt ist, während der zugehörige Innenlaufring 47 auf einem zylindrischen Lagerabschnitt 16 des äußeren Wellen­ endes 9 der Abtriebswelle 10 sitzt.

Die Lagerzwischenhülse 5 weist zwischen ihrem äußeren Hülsen­ ende 17 und dem Befestigungsflansch 14 eine Aufnahmebohrung 18 für das Gehäuse 48 eines Drehzahlsensors 19 auf, die mit ihrer Bohrungsachse 49-49 radial zur Lagerachse 13-13 sowie mittig zu einem Zahnkranz 30 liegt, welcher als Wellenmar­ kierung für den Drehzahlsensor 19 an einem sich unmittelbar an den Lagerabschnitt 16 anschließenden Wellenabschnitt der Abtriebswelle 10 zentrisch angeordnet bzw. ausgebildet ist.

Das Achsgetriebegehäuse 4 weist an seinem entgegengesetzt zur Ritzelwelle 32 liegenden Gehäuseende eine sich parallel zur Lagerachse 13-13 erstreckende Gehäuseabschlußwand 52 mit einer Montageöffnung 50 auf, über welche das Differential­ gehäuse nebst vormontiertem Tellerrad 33 und vormontierten Außenlaufringen 27 in Pfeilrichtung 51 in das Achsgetriebege­ häuse 4 eingeführt wird.

Der Durchmesser 24 der Lageröffnung 41 - also die lichte Weite des Lagerauges 6 - ist größer als der größte Durch­ messer 25 der Lauffläche 26 des Außenlaufringes 27. Auf diese Weise können der Innenlaufring 38 zusammen mit dem die Wälzrollen halternden Käfig auf dem Lageransatz 39 vormontiert werden, so daß diese vormontierte Einheit von außen über die Lageröffnung 41 in das Achsgetriebegehäuse 4 eingeführt und mit den Wälzrollen in Anlage an dem Außen­ laufring 27 gebracht werden kann.

Durch die Verwendung des Kugellagers 12 als Wellenlager sind unterschiedliche Wärmeausdehnungen der aus Stahl bestehenden Abtriebswelle 10 einerseits und der aus Aluminium bestehenden Lagerzwischenhülse 5 andererseits in vertretbaren Grenzen ge­ halten bzw. durch Lagerspiel etc. ausgeglichen. Im Kegel­ rollenlager 8 werden größere radiale Wärmeausdehnungen des aus Aluminium bestehenden Lageransatzes 39 gegenüber dem Lagerhals 7 durch axiale Wärmeausdehnungen des ebenfalls aus Aluminium bestehenden Achsgetriebegehäuses 4 in den Richtungen der Lager­ achse 13-13 ausgeglichen.

Claims (5)

1. Lagerung eines Differentialgehäuses eines Differential­ getriebes in einem aus Leichtmetall bestehenden Achsge­ triebegehäuse eine Kraftfahrzeuges, bei der eine eben­ falls aus Leichtmetall bestehende Lagerzwischenhülse in ein mit dem Achstriebegehäuse einteilig ausgebildetes Lagerauge bewegungsfest eingesetzt sowie ein Lagerhals des Differentialgehäuses durch ein sich an der Lagerzwischen­ hülse abstützendes Kegelrollenlager sowie eine Abtriebs­ welle mit einem Wellenabschnitt in einem korrespondierenden Wellendurchgang des Differentialgehäuses gleitend gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Leichtmetall ein Aluminiumwerkstoff ist und der Innenlaufring (38) des Kegelrollenlagers (8) auf der Lager­ zwischenhülse (5) sitzt und die Abtriebswelle (10) zusätz­ lich durch ein in der vom Differentialgehäuse (2) weg weisenden Richtung der Lagerachse (13-13) gegenüber dem Kegelrollenlager (8) versetzt liegendes Wälzlager (11) in der Lagerzwischenhülse (5) gelagert ist.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (11) der Abtriebswelle (10) und ein ra­ dialer Befestigungsflansch (14) der Lagerzwischenhülse (5) annähernd in einer gemeinsamen, zur Lagerzwischenhülse (5) radialen Ebene (15-15) liegen.

3. Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Abtriebswelle an ihrem im Differentialgehäuse liegenden inneren Wellenende eine Keilnutenverzahnung auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilnutenverzahnung (23) sich unmittelbar an den im Differentialgehäuse (2) gleitend gelagerten Wellenabschnitt (21) anschließt.

4. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite (24) des Lagerauges (6) mindestens gleich dem größten Durchmesser (25) der Lauffläche (26) des Außenringes (27) des Kegelrollenlagers (8) ist.

5. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitel (28) des Kegelwinkels (29) in Richtung Differentialgehäuse (2) gegenüber dem Kegelrollenlager (8) versetzt liegt.