DE602005004105T2 - Ritzel-Einheit in einer Achsvorrichtung - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Achsvorrichtungen und insbesondere auf eine Achsgehäuseanordnung, um Öl einer Ritzeleinheit zuzuführen, die am Achsgehäuse angebracht ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Einige Kraftfahrzeug-Antriebsachsen beinhalten ein Achsgehäuse, in dem dessen Innenhohlraum eine Differentialvorrichtung gelagert ist. Die Differentialvorrichtung enthält einen Zahnradsatz, der in einem Differentialgehäuse gelagert ist, um eine Relativdrehung zwischen zwei Abtriebswellen zu ermöglichen. Der Zahnradsatz kann zwei Schrägstirnseitenräder beinhalten, die auf die Enden der Achswellen aufgekeilt sind. Die Schrägstirnseitenräder greifen in Schraubenräder, die drehbar auf einem Kreuzzapfen gelagert sind, der mit dem Differentialgehäuse verbunden ist. Als Alternative können paarweise Sätze ineinander greifender Ritzel, die Drehbar in Bohrungen gelagert sind, die im Gehäuse ausgebildet sind, in die Seitenräder greifen, um ein Parallelachsendifferential zu bilden. In Erwiderung des Drehzahlunterschiedes zwischen den Abtriebswellen erzeugt das Drehmoment, das durch den Eingriff der Seitenräder und die Ritzel übertragen wird, Schubkräfte, die durch die Zahnradkomponenten auf die Wandoberfläche des Differentialgehäuses ausgeübt werden, um durch Reibung den Drehzahlunterschied zu begrenzen und proportional ein Drehmoment zwischen den Abtriebswellen abzugeben.
  • Darüber hinaus enthalten Kraftfahrzeug-Antriebsachsen normalerweise einen Hypoidzahnradsatz, um die Richtung der Kraftübertragung von einer Achse paral lel zur Richtung der Fahrzeugbewegung zu einer Achse senkrecht dazu zu ändern. Der Hypoidzahnradsatz enthält ein Außenrad, das mit dem Differentialgehäuse gekoppelt ist, und ein Ritzel, das innerhalb des Achsgehäuses gelagert ist. Um eine ordnungsgemäße Funktion der Antriebsachse zu ermöglichen, ist das Differentialgehäuse an zwei Differentiallagern befestigt.
  • Bei einigen Antriebsachsen ist das Ritzel durch eine Lageranordnung in einem Ritzelgehäuse oder einer Ritzeleinheit gelagert. Die Ritzeleinheit kann einen zylindrischen Körperabschnitt und einen Außenflanschabschnitt definieren. Der Außenflanschabschnitt der Ritzeleinheit ist dazu eingerichtet am Achsgehäuse in einer installierten Stellung befestigt zu sein. Normalerweise enthält der Übergang zwischen dem zylindrischen Körper und dem Flanschabschnitt der Ritzeleinheit einen hinterschnittenen Bereich, der durch ein spanabhebendes Verfahren ausgebildet ist, das für die wirtschaftliche Fertigung notwendig ist. Unter bestimmten Umständen kann der hinterschnittene Bereich eine zusätzliche Belastung auf die Ritzeleinheit während des Betriebs beeinflussen, die eine vorzeitige Fehlfunktion verursacht.
  • Bei einem herkömmlichen Achsgehäuse, das eine Ritzeleinheit enthält, ist das Achsgehäuse durch einen Gießvorgang, wie etwa Sandguss ausgebildet. Nachdem das Achsgehäuse gegossen wurde, ist ein anschließender Vorgang notwendig, um einen Ölzuführweg im Achsgehäuse auszubilden. Der Ölzuführweg leitet Öl von einem Hohlraum des Achsgehäuses zur Lageranordnung in der Ritzeleinheit.
  • Die Druckschrift US 4.271.717 , die die Merkmale des Oberbegriffes von Anspruch 1 beinhaltet, beschreibt eine Achsvorrichtung, die umfasst: ein Achsgehäuse, das über einen Hauptkörper verfügt, der einen Innenhohlraum und eine erste sowie zweite Öffnung definiert, die zum Tragen erster bzw. zweiter Differentiallager geeignet sind, eine Differentialvorrichtung, die drehbar in dem Hohlraum des Achsgehäuses durch die ersten und zweiten Differentiallager getragen wird; und wobei der Hauptkörper eine Außenfläche, eine innere Huflagerfläche und eine innere Umfangsfläche definiert, die sich zwischen der Außenfläche und der inneren Auflagerfläche erstreckt, die eine dritte Öffnung definiert.
  • ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
  • Der Zweck der Erfindung besteht darin, eine Achsvorrichtung anzugeben, die keinen nachfolgenden Vorgang zum Ausbilden eines Ölzuführweges im Achsgehäuse erfordert.
  • Eine Achsvorrichtung enthält ein Achsgehäuse, das einen Hauptkörper hat, der einen inneren Hohlraum definiert. Das Achsgehäuse enthält eine erste und eine zweite Öffnung, die im Hauptkörper ausgebildet sind und dazu eingerichtet sind, erste bzw. zweite Differentiallager drehbar zu tragen. Eine Differentialvorrichtung ist im Achsgehäuse durch die ersten und zweiten Differentiallager getragen. Der Hauptkörper definiert eine inneren Auflagefläche, eine Außenfläche und eine Innenumfangsfläche, die sich zwischen der inneren Auflagefläche und der Außenfläche erstreckt. Die Innenumfangsfläche definiert eine dritte Öffnung. Der Hauptkörper definiert ein Relief, das durch die innere Auflagefläche ausgebildet ist und das sich durch einen Abschnitt der Innenumfangsfläche erstreckt.
  • Gemäß anderer Merkmale ist eine Ritzeleinheit mit der inneren Auflagefläche des Achsgehäuses gekoppelt, wobei die Ritzeleinheit eine Ritzellageranordnung trägt. Darüber hinaus definiert die Ritzeleinheit einen Durchgang durch eine äußere Umfangswand. Das Relief definiert einen Fluidverbindungsweg vom inneren Hohlraum des Achsgehäuses zum Durchgang in der Ritzeleinheit. Der Durchgang in der Ritzeleinheit führt Fluid vom Relief einem Außenumfang der Ritzellageranordnung zu. Das Relief ist weiterhin durch eine konkave Wand definiert, die sich durch den Hauptkörper erstreckt und an gegenüberliegenden Enden an der inneren Auflagefläche endet.
  • Weitere Bereiche der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich. Es versteht sich, dass die detaillierte Beschreibung und spezielle Beispiele, wenngleich sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellen, lediglich Zwecken der Veranschaulichung dienen und nicht den Geltungsbereich der Erfindung einschränken sollen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen umfassender verständlich.
  • 1 ist eine explosionsartige Perspektivansicht von Abschnitten einer Achsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform;
  • 2 ist eine Perspektivansicht der Achsvorrichtung von 1, dargestellt mit entferntem Achsgehäuse, die eine Differentialvorrichtung und eine Ritzelwellenvorrichtung zeigt;
  • 3 ist eine Aufsicht eines inneren Hohlraums des Achsgehäuses, dargestellt mit entfernter Differentialvorrichtung, um eine Ritzeleinheit zu zeigen, die am Achsgehäuse befestigt ist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ist eine Schnittansicht der Achsvorrichtung entlang der Linie 4-4 von 3;
  • 5 ist eine Perspektivansicht des Achsgehäuses gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 6 ist eine Perspektivansicht der Ritzeleinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) ist lediglich beispielhafter Natur, wobei nicht beabsichtigt ist, die Erfindung, deren Anwendung oder Verwendungen einzuschränken. Die Differentialvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einer Vielfalt von Anwendungen eingesetzt werden und soll nicht auf die hier beschriebene Anwendung speziell beschränkt sein.
  • Wie es insbesondere in 1 und 2 gezeigt ist, ist eine Antriebsachsenanordnung 12 dargestellt, die allgemein ein Achsgehäuse 14 enthält, das eine Ritzel wellenanordnung 16 und eine Differentialvorrichtung 18 drehbar trägt. Ein Abdeckabschnitt 20 ist am Achsgehäuse angebracht, wenn es zusammengesetzt ist. Die Ritzelwellenanordnung 16 in 4 enthält eine Ritzelwelle 22 mit einem Ritzel 24, Lagereinheiten 64, 66, die die Ritzelwelle innerhalb eines zylindrischen Hohlraumes 28 drehbar tragen, der im Achsgehäuse 14 ausgebildet ist, und einen Antriebskopf 30, der mit einem Endsegment der Ritzelwelle 22 über eine Feststellschraube 32 gekoppelt ist. Ein Ölzuführleitungsweg 34 ist in der Ritzeleinheit 26 vorgesehen, der ein Schmiermittel zuführt, wie es detaillierter beschrieben wird. Die Differentialvorrichtung 18 überträgt Kraft auf zwei Achswellen 36L und 36R, wobei sie einen Unterschied der Achswellendrehzahl kompensiert, der während eines Wende- oder anderen Lenkmanövers auftreten kann.
  • Die Differentialvorrichtung 18 enthält zwei Ausgleichskegelräder 38 und zwei Seitenräder 40 (deutlicher in 2 zu erkennen), die in einem Differentialgehäuse 42 angeordnet sind und antriebsmäßig mit entsprechenden Achswellen 36L und 36R verbunden sind. Um eine ordnungsgemäße Funktion der Achsanordnung 12 zu ermöglichen, ist die Differentialvorrichtung 18 drehbar in einem Achsgehäuse 14 mit zwei Differentiallagern 44 angebracht. Die Differentiallager 44 sind von ringförmigen Wänden 46 getragen, die entsprechende Öffnungen 48 im Achsgehäuse 14 (1) definieren. Es wird darauf hingewiesen, dass andere Konfigurationen verwendet werden können, um Differentiallager 44 im Achsgehäuse 14 anzuordnen. Wie es allgemein üblich ist, ist ein Außenrad 52 über Schrauben 54 am Differentialgehäuse 42 befestigt und greift in das Ritzel 24. Die Differentialvorrichtung 18 ist für die Verwendung bei einem Hinterradantrieb eingerichtet, wobei jedoch die vorliegende Erfindung für die Verwendung bei Differentialvorrichtungen in Erwägung gezogen wird, die in Getrieben bei Frontantriebsfahrzeugen und/oder Verteilergetrieben bei Allradfahrzeugen verwendet werden.
  • Unter Bezugnahme auf 3 bis 6 wird die Ritzeleinheit 26 umfassender beschrieben. Die Ritzeleinheit 26 enthält im allgemeinen eine Manschette 60, die für die Drehung mit der Ritzelwelle 22 befestigt ist, einen Außenring 62, der am Achsgehäuse befestigt ist, und zwei seitlich beabstandete Lagereinheiten 64 und 66. Der Außenring 62 enthält einen im wesentlichen zylindrischen Körperabschnitt 67, der in einem Hohlraum 28 gehalten ist, und einen integralen Flanschabschnitt 68. Der Körperabschnitt 67 des Außenrings 62 definiert eine äußere abgeschrägte Oberfläche oder einen äußeren Lagerring 70, eine Zwischenfläche 72 und eine innere abgeschrägte Oberfläche oder einen inneren Lagerring 74. Die Zwischenfläche 72 stimmt mit dem Zuführleitungsweg 34 überein.
  • Der Flanschabschnitt 68 enthält eine Abfolge von Bohrungen 76, durch die eine Vielzahl von Befestigungselementen 78 (3) mit entsprechenden Bohrungen 80 (5) ausgerichtet sind, die an einer inneren Huflagerfläche 82 des Achsgehäuses 14 angeordnet sind. In einer angebrachten Stellung (3) ordnen die Befestigungselemente 78 den Flanschabschnitt 68 der Ritzeleinheit 26 an der inneren Auflagefläche 82 des Achsgehäuses 14 in einer sicheren Position an. Die Ritzeleinheit 26 gemäß der vorliegenden Erfindung enthält sechs Bohrungen 76, die sechs Befestigungselemente 78 aufnimmt. Eine Hohlkehle 84 (6) definiert einen Übergang zwischen dem zylindrischen Körperabschnitt 67 und dem Flanschabschnitt 68. Die Hohlkehle 84 verringert eine Spannung an der ringförmigen Übergangsstelle zwischen dem zylindrischen Körperabschnitt 67 und dem Flanschabschnitt 68. Die Hohlkehle 84 definiert einen Radius von etwa 3 mm. Der Flanschabschnitt 68 definiert eine Dicke "T" (4) von etwa 14 mm. Es wird aus der folgenden Erläuterung hervorgehen, dass diese Abmessungen Vorteile hinsichtlich Konstruktion und Herstellung bieten. Es versteht sich jedoch, dass andere Abmessungen gemäß der vorliegenden Lehre verwendet werden können, wobei ähnliche Ergebnisse erzielt werden.
  • Die Konfiguration und Geometrie der Ritzeleinheit 26 weisen günstige Konstruktions- und Herstellungsvorteile gegenüber einer herkömmliche spanabhebend bearbeiteten Ritzeleinheit auf. Insbesondere trägt die Dicke des Flanschabschnittes 68 zu einem robusteren Bauteil bei der Verwendung der Achsanordnung 12 bei. Darüber hinaus gestattet es die Dicke des Flanschabschnittes 68, dass die Hohlkehle 84 und die Ritzeleinheit 26 als Ganzes durch einen kostengünstigeren Schmiedevorgang ausgebildet werden können.
  • Unter besonderer Bezugnahme auf 4 definiert die Ritzeleinheit 26 einen Außenring 62, der mit einer konischen Manschette 60 zusammenwirkt, um kegelförmige erste und zweite Kugellagereinheiten 64 bzw. 66 zu tragen. Insbesondere wird die erste kegelförmige Kugellagereinheit 64 auf dem äußeren Lagerring 70 des zylindrischen Körperabschnittes 67 getragen, während die zweite kegelförmige Kugellagereinheit 66 auf dem inneren Lagerring 74 des zylindrischen Körperabschnittes 67 getragen wird. Wie es in 4 gezeigt ist, definiert der Ölzuführleitungsweg 34 einen Ölzuführeinlass 90 und einen Ölzuführauslass 92. Der Ölzuführauslass 92 endet an einer Stelle zwischen der ersten und der zweiten Kugellagereinheit 64 bzw. 66.
  • Unter Bezugnahme auf 3 bis 5 wird nun das Achsgehäuse gemäß der vorliegenden Erfindung detaillierter beschrieben. Das Achsgehäuse 14 enthält einen Hauptkörper 100 der einen inneren Hohlraum 102 definiert, der bei der Zufuhr eines Schmiermittels zum Ölzuführleitungsweg 34 hilfreich ist. Das Achsgehäuse 14 definiert eine innere Umfangsfläche 104 (4 und 5), die sich zwischen einer Außenfläche 106 (4) und einer inneren Auflagefläche 82 (5) erstreckt. Die innere Umfangsfläche 104 definiert eine innere Umfangsöffnung 108 des Achsgehäuses 14. Der zylindrische Körperabschnitt 67 der Ritzeleinheit 26 ist durch die Umfangsöffnung 108 aufgenommen und auf der inneren Umfangsfläche 104 getragen.
  • Ein Relief 110 ist am Hauptkörper 100 definiert. Das Relief 110 ist durch die innere Auflagefläche 82 ausgebildet und erstreckt sich durch einen Abschnitt der inneren Umfangsfläche 104 (5). Das Relief 110 definiert im allgemeinen eine konkave Wand 112, die gegenüberliegende Enden hat, die an der inneren Auflagefläche 82 enden. Die Kontur des Reliefs 110 definiert eine übergangslose Erweiterung von einer Innenfläche 116 des Hauptkörpers 100 des Achsgehäuses 14 zur Innenumfangsfläche 104. Insbesondere enthält die Innenfläche 116 des Hauptkörpers 100 einen einheitlichen bogenförmigen Weg durch einen Bereich, der durch das Relief 110 definiert ist, und zur inneren Umfangsfläche 104.
  • Während des Betriebs fließt Öl, das im inneren Hohlraum 102 des Achsgehäuses 14 enthalten ist, durch das Relief 110 und in den Ölzuführeinlass 90 des Ölzuführleitungsweges 34. Das Öl wird durch den Ölzuführleitungsweg 34 geleitet und tritt am Ölzuführauslass 92 aus. Das Öl, das aus dem Ölzuführauslass 92 fließt, wird in die innere und äußere kegelförmige Kugellagereinheit 64 bzw. 66 geleitet.
  • Das Öl kann dann das Ritzel 24 schmieren. Der Flussweg des Öls wiederholt sich während des Betriebs der Achsvorrichtung 12.
  • Das Druckgießen, das für das Achsgehäuse 14 der vorliegenden Erfindung erforderlich ist, ist vereinfacht. Insbesondere kann der Reliefabschnitt 110 in das Achsgehäuse 14 in einem einzigen Schritt oder während des Ausbildens des Achsgehäuses 14 als Ganzes gegossen werden. Infolgedessen ist ein zusätzlicher Vorgang, der erforderlich ist, um einen Ölzuführkanal auszubilden, nicht erforderlich. Auf diese Weise ist der Herstellungsvorgang vereinfacht.
  • Wenngleich die Erfindung in der Beschreibung und in den Zeichnungen unter Bezugnahme auf unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben bzw. dargestellt wurde, wird der Fachmann verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente für deren Elemente eingesetzt werden können, ohne vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den Ansprüchen definiert ist. Weiterhin wird das Mischen und Abstimmen von Merkmalen, Elementen und/oder Funktionen zwischen unterschiedlichen Ausführungsformen hier ausdrücklich in Erwägung gezogen, so dass dem Fachmann aus dieser Beschreibung verständlich wird, dass Merkmale, Elemente und/oder Funktionen einer Ausführungsform in anderen Ausführungsformen in geeigneter Weise enthalten sein können, solange es nicht anders beschrieben ist. Darüber hinaus können zahlreiche Abänderungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material auf die Lehre der Erfindung anzupassen, ohne von ihrem wesentlichen Geltungsbereich abzuweichen. Somit ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die spezielle Ausführungsform beschränkt ist, die durch die Zeichnungen und die Beschreibung als beste Art dargestellt bzw. beschrieben ist, die derzeit zur Ausführung dieser Erfindung in Erwägung gezogen wird, sondern dass die Erfindung beliebige Ausführungsformen enthalten wird, die unter die vorgenannte Beschreibung und die angefügten Ansprüche fallen.

Claims (9)

  1. Achsvorrichtung (12), die umfasst: ein Achsgehäuse (14) mit einem Hauptkörper (100), der einen inneren Hohlraum (102) und eine erste und zweite Öffnung (48) definiert, die zum Tragen erster beziehungsweise zweiter Differentiallager (44) geeignet sind; eine Differentialvorrichtung (18), die drehbar in dem Hohlraum (102) des Achsgehäuses (14) durch die ersten und zweiten Differentiallager (44) getragen wird; und wobei der Hauptkörper (100) eine Außenfläche (106), eine innere Auflagefläche (82) und eine innere Umfangsfläche (104), definiert, wobei die innere Umfangsfläche (104) eine dritte Öffnung (108) definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Umfangsfläche (104) sich zwischen der Außenfläche (106) und der inneren Auflagefläche (82) erstreckt, und dass der Hauptkörper (100) weiterhin ein Relief (110) definiert, das durch die innere Auflagefläche (82) gebildet wird und das sich durch einen Abschnitt der inneren Umfangsfläche (104) erstreckt.
  2. Achsvorrichtung (12) nach Anspruch 1, die weiterhin eine Ritzeleinheit (26) umfasst, die an die innere Auflagefläche (82) des Achsgehäuses (14) gekoppelt ist, wobei die Ritzeleinheit (16) eine Ritzelwelle (22) über Lagereinheiten (64, 66) trägt.
  3. Achsvorrichtung (12) nach Anspruch 2, wobei die Ritzeleinheit (26) einen Durchgang (34) durch einen zylindrischen Körperabschnitt (67) definiert.
  4. Achsvorrichtung (12) nach Anspruch 3, wobei das Relief (110) einen Fluidübertragungsweg von dem inneren Hohlraum (102) des Achsgehäuses (14) zu dem Durchgang (34) in der Ritzeleinheit (26) definiert.
  5. Achsvorrichtung (12) nach Anspruch 4, wobei der Durchgang (34) in der Ritzeleinheit (26) Fluid von dem Relief (110) zu einem äußeren Umfang der Ritzellagervorrichtungen (64, 66) überträgt.
  6. Achsvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1–5, wobei das Relief (110) weiterhin durch eine konkave Wand (112) definiert wird, die sich durch den Hauptkörper (100) erstreckt und an entgegengesetzten Enden an der inneren Auflagefläche (82) endet.
  7. Achsvorrichtung (12) nach Anspruch 3, wobei die Ritzeleinheit (26) einen Flanschabschnitt (68) definiert, der sich von dem zylindrischen Körperabschnitt (67) erstreckt, wobei der Flanschabschnitt (68) eine Vielzahl von Augenabschnitten (76) aufweist, die Befestigungselemente (78) zum Befestigen der Ritzeleinheit (26) an dem Achsgehäuse (14) aufnehmen.
  8. Achsvorrichtung (12) nach Anspruch 7, wobei die Augenabschnitte (76) sechs Augenabschnitte (76) umfassen, die um den Flanschabschnitt (68) angeordnet sind, um dementsprechend sechs Befestigungselemente (78) aufzunehmen.
  9. Achsvorrichtung (12) nach Anspruch 7, wobei die innere Auflagefläche (82) an dem Flanschabschnitt (78) der Ritzeleinheit (26) angebracht ist.
DE602005004105T 2004-12-06 2005-11-25 Ritzel-Einheit in einer Achsvorrichtung Active DE602005004105T2 (de)

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US5569 2001-12-05
US11/005,569 US7178424B2 (en) 2004-12-06 2004-12-06 Pinion unit in axle assembly

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