DE4115383A1

DE4115383A1 - Hinterachse fuer am hinterrad angetriebene kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4115383A1
Application number: DE4115383A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Sato
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-06-18
Filing date: 1991-05-10
Publication date: 1991-12-19
Also published as: JPH0450539A; US5094655A

Description

Gegenstand der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen im Hin blick auf eine Antriebsachse für ein am Hinterrad angetrie benes Kraftfahrzeug, in dem ein Getriebe mit einem Differen tial, über das die Hinterräder angetrieben werden, kombi niert ist, und insbesondere Verbesserungen in Bezug auf die Antriebsachse, um eine Einstellung des Zahnkontaktes in einem Differential zu erleichtern und eine Verbesserung des Platzangebotes im Fahrgastraum zu schaffen.

Stand der Technik

Seit kurzem werden verschiedene Hinterachsen für an den Hinterrädern angetriebene Fahrzeuge vorgeschlagen und auch angewendet, um die Gewichtsverteilung in dem Fahrzeug güns tiger zu gestalten. Ein Beispiel für eine solche Hinterachse ist die Hinterachse eines Porsche 928 zeigt. Diese Hinter achse weist ein Getriebe auf, das mit einem Drehmomentwand ler verbunden ist, der in Antriebsverbindung mit einem Motor steht. Das Getriebe ist mit einem Differential verbunden und besitzt eine Abtriebswelle, mit der ein Ritzel fest verbun den ist. Das Ritzel ist mit einem Tellerrad in Eingriff, mit dem die hinteren Antriebs-Achsstummel verbunden sind, wobei sich die Achsstummel jeweils zur rechten und zur linken Sei te des Kraftfahrzeuges erstrecken.

Bei einer solchen herkömmlichen Hinterachse treten die nach folgend aufgezählten Probleme auf:
Da das Getriebe-Ritzel in dem vorderen Bereich des Diffe rentials angeordnet ist, ist es schwierig, den Eingriffskon takt der Zähne zwischen dem Ritzel und dem Tellerrad einzu stellen. Zusätzlich ist der Abstand zwischen dem frontsei tigen Ende des Getriebes und dem Mittelpunkt (Zentrum) des Tellerrades unvermeidbar lang, wodurch der vorhandene Raum auf den rückwärtigen Sitzen in einem Kraftfahrzeug für die Insassen verringert wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung anzu sehen, eine verbesserte Hinterachse für ein am Hinterrad an getriebenes Kraftfahrzeug anzugeben, bei der die vorstehend aufgezählten, bei einer herkömmlichen Hinterachse vorhande nen Nachteile ausgeräumt werden können.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hinterachse für ein am Hinterrad angetriebenes Kraftfahrzeug anzugeben, bei der der Einstellvorgang des Eingriffs der Zähne zwischen einem Getriebe-Ritzel und einem Tellerrad eines Differentials erleichter werden kann, wobei ein Bei trag zur Vergrößerung des Raumes der Fahrgastzelle in einem Kraftfahrzeug für die Insassen erzielt werden kann.

Die Hinterachse nach der vorliegenden Erfindung ist für ein am Hinterrad angetriebenes Fahrzeug geeignet und weist ein Differential mit einem Gehäuse mit einem darin drehbar ange ordneten Tellerrad auf. Das Gehäuse hat einen ersten und einen zweiten (frontseitigen und rückwärtigen) Bereich, die entsprechend an einer ersten und zweiten (frontseitigen und rückwärtigen) Seite liegen, die entgegengesetzt zueinander im Hinblick auf eine gedachte vertikale Ebene, die den Mit telpunkt des Tellerrades enthält, verlaufen. Die Hinterachse weist weiterhin ein Getriebe auf, das ein mit dem ersten Be reich des Differential-Gehäuse verbundenes Gehäuse aufweist. Das Getriebe besitzt eine Abtriebswelle, die sich in einer Richtung des zweiten Gehäuse-Bereiches des Differentials über die vertikale Ebene hinaus erstreckt, um einen Endbe reich zu bilden, der an der zweiten Seite angeordnet ist. Ein Getriebe-Ritzel, das Teil des Differentials bildet, ist fest an dem Endbereich der Abtriebswelle befestigt und mit dem Tellerrad in Eingriff. Das Ritzel ist an der zweiten Seite angeordnet. Zusätzlich ist ein ein Lager bildendes Teil des Differentials so angeordnet, daß der Endbereich der Abtriebswelle drehbar hindurchführend in dem Differential- Gehäuse, das den zweiten Bereich einhüllt, gelagert ist. Das Lager ist herausnehmbar mit dem ersten Gehäuseteil des Dif ferentials befestigt und in seiner Lage relativ zu dem zwei ten Gehäuseteil des Differentials einstellbar.

Dadurch ist bei der Hinterachse nach der vorliegenden Erfin dung das Ritzel in einfacher Weise herausnehmbar und die Einstellung den Kontaktes der Zähne zwischen dem Ritzel und dem Tellerrad des Differentials in einfacher Weise möglich. Da das Getriebe-Ritzel an der gegenüberliegenden Seite des Hauptteiles des Getriebes im Hinblick auf den Mittelpunkt (Zentrum) des Tellerrades angeordnet ist, kann zusätzlich der Abstand zwischen dem vorderseitigen Ende des Getriebes und dem Mittelpunkt des Tellerrades verkürzt werden und da durch die Beeinträchtigung des Insassenraumes des Fahrzeuges durch die Hinterachse verringert werden, wodurch folglich das Raumangebot der Insassen in dem Fahrzeug vergrößert wird.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Figen werden gleiche bzw. ähnliche Bauteile und Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht, teilweise in ge schnittener Darstellung, einer Kraftübertragung, die eine Ausführungsform einer Hinterachse gemäß der vor liegenden Erfindung aufweist,

Fig. 2 eine geschnittene (geöffnete) Darstellung der Hinter achse nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der Hinterachse nach Fig. 2,

Fig. 4 ein geöffneter Längsschnitt ähnlich der Fig. 2, wobei allerdings eine andere Ausführungsform der Hinter achse gemäß der Erfindung gezeigt ist, und

Fig. 5 eine Explosionsdarstellung der Hinterachse nach Fig. 4,

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht, teilweise in Schnittdarstellung, einer Kraftübertragung, die eine herkömmliche Hinterachse aufweist.

Seit kurzem werden verschiedene Hinterachsen für an den Hin terrädern angetriebene Fahrzeuge vorgeschlagen und auch an gewendet, um die Gewichtsverteilung in dem Fahrzeug güns tiger zu gestalten. Ein Beispiel für eine solche Hinterachse ist in Fig. 6 gezeigt, die schematisch die Hinterachse eines Porsche 928 zeigt. In Fig. 6 weist die Hinterachse ein Ge triebe 2′ auf, das mit einem Drehmomentwandler 1′ verbunden ist, der in Antriebsverbindung mit einem Motor (nicht darge stellt) steht. Das Getriebe 2′ ist mit einem Differential 3′ verbunden und besitzt eine Abtriebswelle 4′, mit der ein Ritzel 5′ fest verbunden ist. Das Ritzel 5′ ist mit einem Tellerrad 6′ in Eingriff, mit dem die hinteren Antriebs- Achsstummel verbunden sind, wobei sich die Achsstummel je weils zur rechten und zur linken Seite des Kraftfahrzeuges erstrecken.

Trotzdem treten die nachfolgend aufgezählten Probleme bei einer solchen herkömmlichen Hinterachse auf:
Da das Getriebe-Ritzel 5′ in dem vorderen Bereich des Dif ferentials 3′ angeordnet ist, ist es schwierig, den Ein griffskontakt der Zähne zwischen dem Ritzel 5′ und dem Tel lerrad 6′ einzustellen. Zusätzlich ist der Abstand zwischen dem frontseitigen Ende des Getriebes 2′ und dem Mittelpunkt (Zentrum) des Tellerrades 6′ unvermeidbar lang, wodurch der vorhandene Raum auf den rückwärtigen Sitzen in einem Kraft fahrzeug für die Insassen verringert wird.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform einer Hinter achse T für ein an den Hinterrädern angetriebenes Kraftfahr zeug gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Hinterachse T weist ein Getriebe 2 auf, das mit einem Drehmomentwandler 1 verbunden ist. Der Drehmomentwandler 1 ist drehbar mit einer Verbrennungskraftmaschine (nicht dargestellt) verbunden, die in dem vorderen Bereich des Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Demnach handelt es sich bei diesem Kraftfahrzeug um ein Kraftfahrzeug mit Frontmotor und Hinterradantrieb.

Ein Hinterachsen-Differential 3 ist mit dem Getriebe 2 in einer Einheit verbunden, die so die Hinterachse T bilden. Entsprechend ist ein Gehäuse 3a des Differentials 3 fest an seinem vorderen Endbereich mit einem Gehäuse 2a des Getrie bes 2 verbunden. Das Differential 3 ist unmittelbar hinter dem Getriebe 2 des Kraftfahrzeuges angeordnet. Das Getrie be 2 hat eine Abtriebswelle 4, an der ein Hypoid(-Getrie be)-Ritzel 5 des Differentials 3 befestigt ist. Das Hypoid- Ritzel 5 ist mit einem Tellerrad 6 in Eingriff, das drehbar in dem Gehäuse 3a des Differentials 3 gelagert ist. Mit dem Bezugszeichen 7 sind die rechte und linke Seite der Achs stummel 7 für die Räder bezeichnet, die in Drehverbindung mit dem Tellerrad 6 stehen und sich jeweis nach rechts und nach links zu der rechten und der linken Seite des Fahr zeuges erstrecken.

In dieser Ausführungsform steht die Abtriebswelle 4 des Ge triebes 2 von dem Hauptkörper (oder dem Zahnradmechanis mus) 2b des Getriebes 2 vor und erstreckt sich nach hinten über das Tellerrad 6 des Differentials 3 hinaus, um sich so in den hinteren Bereich des Differentials 3 zu erstrecken. Der hintere Endbereich der Abtriebswelle 4 ist mit einem Schiebekeil 8 versehen, durch den das Hypoid-Ritzel 5 auf der Abtriebswelle 4 fest gehalten ist.

Dementsprechend ist das Hypoid-Ritzel 5 nach hinten zu dem Mittelpunkt C des Tellerrades 6 versetzt. Das Hypoid-Rit zel 5 und das Hauptgehäuse 2b des Getriebes 2 sind demzu folge an gegenüberliegenden Seiten zu der gedachten verti kalen Ebene V (wie in Fig. 1 gezeigt ist), in der der Mit telpunkt C der Tellerrades 6 liegt, angeordnet. Infolge der Verwendung des Hypoid-Zahn-Ritzels 5 ist die Abtriebswelle 4 des Getriebes 2 nach unten zu dem Mittelpunkt C des Teller rades 8 versetzt. Entsprechend ist das Hypoid-Ritzel 5 ober halb der gedachten horizontalen Ebene H (siehe Fig. 6), in der der Mittelpunkt C des Tellerrades 6 liegt, angeordnet.

Das Hypoid-Ritzel 5 besitzt einen zylindrischen Wellenab schnitt 5a, der koaxial zu und als integraler Bestandteil des Ritzel-Abschnittes 5b angeordnet ist, der mit dem Tel lerrad 6 in Eingriff steht. Der zylindrische Wellenab schnitt 5a ist in einem (Wellen-) Lager 9 am hinteren Ab schnitt des Differential-Gehäuses 3a gelagert. In dieser Ausführung ist das Lager ein sogenanntes Doppel-Kegelrollen lager, bei dem ein erstes und ein zweites umlaufendes Kegel rollenlager B₁, B₂ entgegengesetzt und symmetrisch zueinan der ausgerichtet angeordnet sind. Das erste und das zweite Rollenlager B₁, B₂ sind miteinander kombiniert, um so zusam men eine Einheit zu bilden, und sie haben daher gemeinsame äußere und innere Lagerlaufringe 9a, 9c.

Der äußere Lagerlaufring 9a ist als integrales Teil an seinem hinteren Ende mit einem Flanschbereich (Flansch teil) 9b versehen, das sich radial nach außen erstreckt. Der Flanschbereich 9b wird durch Schrauben 13 fest gegen die hintere Endfläche (nicht näher bezeichnet) des Differen tial-Gehäuses 3a gedrückt. Eine Anordnung von Einstellschei ben 11 ist zwischen dem rückwärtigen Endbereich des Diffe rential-Gehäuses 3a und dem äußeren Lagerlaufring 9 angeord net, um den Eingriff der Zahnräder einzustellen. Wie weiter hin zu sehen ist, steht die äußere Umfangsfläche des äußeren Lagerlaufringes 9a in festem Eingriff mit der inneren Um fangsfläche des rückwärtigen Endbereiches des Differential- Gehäuses 3a. Der gesamte zylindrische innere Lagerlauf ring 9c des Lagers 9 ist fest an dem zylindrischen Wellenbe reich 5a des Hypoid-Ritzel 5 befestigt. Eine Anschlagmut ter 10 ist über ein Außengewinde an dem rückwärtigen Endbe reich des zylindrischen Wellenabschnittes 5a des Tellerrades befestigt, so daß der innere Lagerlaufring 9c sicher gehal ten zwischen dem Bereich 5b des Tellerrades und der An schlagmutter (Anschlagring) 10 angeordnet ist. Ein Deckel 12 ist mittels Schrauben 13 an der rückwärtigen Fläche des Flanschbereiches 9b befestigt, um den hinteren äußeren Teil des Lagers 9 abzudecken.

Mit der derart aufgebauten Hinterachse kann das Hypoid-Rit zel 5 leicht zusammen mit dem Lager 9 aus dem Differential 3 nach Lösen der Schrauben 13 herausgenommen werden. Dann kann die Dicke der Einstellscheiben 11 für den Eingriffskontakt der Zähne vergrößert oder verkleinert werden, wodurch die Einstellung des Kontaktes (Abstandes) der Zähne zwischen dem Hypoid-Ritzel 5 und dem Tellerrad 6 vorgenommen werden kann.

Hierdurch kann die Einstellung des Abstandes der Zähne we sentlich erleichtert werden.

Weiterhin wird aufgrund der Tatsache, daß das Hypoid-Rit zel 5 zu dem Mittelpunkt des Tellerrad 6 des Differentials nach hinten verlegt ist, der Abstand zwischen dem vorderen Ende des Getriebes 2 und dem Mittelpunkt C des Tellerrades 6 verkürzt und dadurch die Beeinträchtigung des Insassenraumes des Fahrzeuges durch die Hinterachse verringert werden, wo durch das Raumangebot des Fahrgastraumes, insbesondere der Raum für die hinteren Sitze des Fahrgastraumes, vergrößert wird.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine andere Ausführungsform der Hin terachse gemäß der Erfindung, die der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 ähnlich ist. In dieser Ausführungsform ist der äußere Lagerlaufring 9a des Lagers 9 an seiner äußeren Umfangsfläche mit einem Außengewinde 9d versehen, das mit einem Innengewinde 3b in Eingriff ist, das sich an der In nenfläche des hinteren Endbereiches des Differential-Gehäu ses 3a befindet. Dadurch ist die axiale Ausrichtung des La gers 9 durch Veränderung der Einschraubtiefe des Lagers 9 relativ zu dem Endbereich des Differential-Gehäuses ein stellbar. Hierbei ist der rückwärtige Endbereich des Dif ferential-Gehäuses 3a mit einer mit Innengewinde versehenen Öffnung 3c ausgestattet, deren Achse rechtwinkelig und offen zu dem Innengewinde 3b hin verläuft. Eine Begrenzungsschrau be 14 ist in die Gewinde-Öffnung 3c eingeschraubt und reicht bis zu dem Außengewinde 9d des äußeren Lagerlaufringes 9a. In dieser Ausführungsform ist der Deckel 12 an dem Flansch bereich 9b des äußeren Lagerlaufringes 9a mit kleinen Schrauben 15 anstelle der Bolzen oder Schrauben 13 der Aus führungsform nach den Fig. 2 bis 4 befestigt.

Mit dieser Anordnung kann das Hypoid-Ritzel 5 leicht zusam men mit dem Lager 9 aus dem Differential 3 herausgenommen werden, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, indem zuerst die Stopp-Schraube 14 gelöst und dann der äußere Lagerlauf ring 9a gedreht wird, um so das Außengewinde 9b von dem In nengewinde 3b zu lösen. Weiterhin kann die Einstellung des Eingriffes der Zähne zwischen dem Hypoid-Getriebe-Ritzel 5 und dem Tellerrad 6 sehr leicht durch Verschauben des äußeren Lagerlaufringes 9a in oder aus dem rückwärtigen End bereich des Differential-Gehäuses 3a erfolgen. Nachdem eine solche Einstellung des Eingriffes der Zähne durchgeführt wurde, wird die Stopp-Schraube in der Öffnung 3c mit Innen gewinde eingeschraubt, um den äußeren Lagerlaufring 9a an dem rückwärtigen (hinteren) Endbereich des Differential- Ge häuses 3a zu befestigen.

Während nur das Hypoid-Ritzel 5 in der Verwendung als Rit zel, das mit dem Tellerrad 6 in Eingriff ist, beschrieben wurde, ist ersichtlich, daß andere Ritzel (Zahnräder), wie beispielsweise ein Spiralkegelrad (Schrägzahnkegelrad) an stelle des Hypoid-Ritzel 5 verwendet werden können.

Claims

1. Hinterachse für am Hinterrad angetriebene Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
ein Differential, das ein Gehäuse aufweist, in dem ein Tellerrad drehbar angeordnet ist, wobei das Gehäuse einen ersten und einen zweiten Bereich aufweist, die jeweils an einer ersten und einer zweiten Seite, die in Bezug auf eine vertikale Ebene, die den Mittelpunkt des Tellerrad enthält, gegenüberliegend zueinander angeordnet sind,
ein Getriebe, das ein mit dem ersten Bereich des Diffe rential-Gehäuses verbundenes Gehäuse aufweist, wobei das Getriebe eine Abtriebswelle besitzt, die sich in Richtung des zweiten Bereiches des Differential-Gehäuses über die vertikale Ebene hinaus erstreckt und einen an dieser zweiten Seite liegenden Endabschnitt bildet,
ein Ritzel, das fest an dem Abschnitt der Abtriebswelle befestigt und mit dem Tellerrad in Eingriff ist, wobei das Ritzel an der zweiten Seite angeordnet ist und einen Teil des Differentials bildet,
ein Lager, durch das der Endabschnitt der Abtrittswelle drehbar in dem zweiten Bereich des Differential-Gehäuses gelagert ist, wobei das Lager ein Teil des Differentials bildet und herausnehmbar mit dem zweiten Bereich des Dif ferential-Gehäuses verbunden ist und in seiner Lage rela tiv zu dem zweiten Bereich des Differential-Gehäuses ein stellbar ist.

2. Hinterachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel einen Zahnbereich, der mit dem Ritzel in Ein griff ist, und einen zylindrischen Wellen-Abschnitt als integralen Bestandteil und koaxial dazu verlaufend auf weist, wobei der zylindrische Wellen-Abschnitt fest an dem End-Abschnitt der Abtriebswelle befestigt ist, daß das Lager ein Walzenlager ist, das zwischen einer äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Wellen-Abschnittes des Ritzels und einer inneren Fläche des hinteren Bereiches des Differential-Gehäuses angeordnet ist.

3. Hinterachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzenlager einen äußeren Lagerring aufweist, der durch einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch-Bereich gebildet ist, wobei der Flansch-Bereich mit der rückwärtigen Endfläche des rückwärtigen Bereiches des Differential-Gehäuses in Kontakt steht.

4. Hinterachse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Differential eine Scheiben-Einstell-Einrichtung, die zwischen dem Flansch-Bereich und der rückwärtigen End-Fläche des rückwärtigen Bereiches des Differential- Gehäuses angeordnet ist, für die Einstellung des Eingrif fes der Zähne aufweist.

5. Hinterachse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Differential Bolzen oder Schrauben für die lösbare Befestigung des Flansch-Abschnittes des äußeren Lager laufringes mit der rückwärtigen End-Fläche des rückwär tigen Bereiches des Differential-Gehäuses aufweist.

6. Hinterachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel ein Hypoid-Ritzel ist, das oberhalb einer horizontalen Ebene, die den Mittelpunkt des Tellerrades enthält, relativ zu dem Kraftfahrzeug angeordnet ist.

7. Hinterachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Lagerlaufring an seiner äußeren Umfangsfläche ein Außengewinde aufweist, das mit einem Innengewinde, das an der Innenseite des rückwärtigen Bereiches des Dif ferential-Gehäuses gebildet ist, in Eingriff steht.

8. Hinterachse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der rückwärtige Bereich des Differential-Gehäuses eine Öffnung mit einem Gewinde aufweist, das im rechten Winkel zu und bis zu dem Innengewinde reicht, daß das Diffe rential eine Anschlagsschraube aufweist, die in die Öffnung eingeschraubt ist und sich zu dem Außengewinde des äußeren Lagerlaufringes erstreckt.