DE69808136T2

DE69808136T2 - Differentialgetriebe

Info

Publication number: DE69808136T2
Application number: DE69808136T
Authority: DE
Inventors: Alf Johansson
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 1997-12-23
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2003-04-30
Anticipated expiration: 2018-12-19
Also published as: WO1999034996A1; SE9704848D0; SE509385C2; SE9704848L; DE69808136D1; US6425840B1; EP1042136A1; EP1042136B1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Differentialgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Stand der Technik

Ein solches Getriebe ist aus US-A-5,302,158 bekannt.
Fahrzeuge mit tandem-getriebenen Hinterachsgestellen weisen im allgemeinen ein Differentialgetriebe zum Verteilen des vom Motor abgegebenen Antriebsdrehmoments auf die vordere und hintere Radwelle auf. Gewöhnlich wurden beide Radwellen ständig angetrieben werden. Der zunehmend übliche Gebrauch von luftgefederten Radwellen bietet sogar in einem Tandemgestell die Möglichkeit, eine der Radwellen, normalerweise die hintere, anzuheben, welche dadurch entlastet wird, sich aber weiterdreht. Dies eliminiert auch die Kraft über das Differential, das eine Führung der Antriebswelle schafft, was folglich nicht nur den Zahnradeingriff im Übertragungsgetriebe, sondern auch die Funktion der Differentialsperre beeinträchtigt und einen unerwünschten Verschleiß verursacht. Diese Probleme ergeben sich aus dem Auftreten eines axialen Spiels im Differentialgetriebe mit der Folge, dass die nun entlastete Antriebswelle nicht mehr so gut wie vorher geführt wird. Diese Probleme treten nicht auf, wenn die hintere Radwelle abgesenkt und die Antriebswelle einer normalen Drehmomentbelastung ausgesetzt ist.

Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist, ein Differentialgetriebe zu schaffen, welches das Problem eines nicht zentrierten Antriebs und schlechteren Funktionierens der Differentialsperre in einem Tandemgestell eliminiert, wenn die hintere Radwelle angehoben und entlastet ist.
Eine weitere Aufgabe ist, eine möglichst einfache Lösung zu schaffen, die mit dem geringstmöglichen Umfang einer Abwandlung einer vorher verwendeten Ausführung verbunden ist.

Beschreibung der Erfindung

Das Problem wird gemäß der Erfindung gelöst, indem das Differentialgetriebe mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen versehen wird.
Ein Einbau eines vorbelasteten Kegellagers gemäß der Erfindung eliminiert ein axiales Spiel der Antriebswelle, wenn das Differential entlastet ist. Dies führt dazu, dass die Antriebswelle in einer gut fixierten Lage gehalten wird, selbst wenn die Abtriebswelle keiner Drehmomentlast ausgesetzt ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung und den Patentansprüchen angegeben.

Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im folgenden mit Verweis auf eine Ausführungsform ausführlicher erläutert, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, in denen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Differentialgetriebe gemäß der Erfindung zeigt, und
Fig. 2 ein Detail von Fig. 1 im größeren Maßstab zeigt.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Ein Differentialgetriebe 1 gemäß der Erfindung hat ein Gehäuse 2, in dem eine angetriebene Antriebswelle 3 abgestützt ist. Eine Abtriebswelle 4 soll ein Drehmoment auf die hintere Radweile in einem Tandemgestell an einem Fahrzeug übertragen, und eine Abtriebswelle 5 soll ein Drehmoment auf die vordere Radwelle im Tandemgestell übertragen. Jede der beiden Abtriebswellen 4 und 5 treibt ihre jeweilige Radwelle über ihr jeweiliges Hinterachsdifferential an, das in diesem Zusammenhang nicht weiter beschrieben wird. Das dargestellte Differentialgetriebe 1 wird verwendet, um zu ermöglichen, dass die Radwellen mit voneinander verschiedenen Drehzahlen rotieren.
Die Antriebswelle 3, die vom Motor des Fahrzeugs angetrieben wird und mit der Abtriebswelle 4 gleichachsig ist, trägt mit ihr gemeinsam drehend mehrere Differentialritzel 6, um nicht nur ein zu gemeinsamer Drehung mit der Abtriebswelle 4 verbundenes hinteres Differentialrad 7, sondern auch ein zur Drehung um die Antriebswelle 3 montiertes vorderes Differentialrad 8 anzutreiben. Um das vordere Differentialrad 8 zu gemeinsamer Drehung mit der Antriebswelle 3 zu kuppeln, kann eine Differentialsperre 9 verwendet werden. Dies ermöglicht, dass die Antriebswelle 3 über das vordere Differentialrad 8 ein Ritzel 10 antreibt, das zu gemeinsamer Drehung mit der Abtriebswelle 5 montiert ist, so dass ein Drehmoment zur vorderen Radwelle übertragen wird.
Das Differentialgetriebe ist einem Kegelgetriebe formähnlich, bei dem die Verzahnung auf den Differentialritzeln 6 und die Verzahnung auf den zusammenwirkenden hinteren und vorderen Differentialrädern 7, 8 konusförmig ist. Diese Form lässt die axialen Kräfte entstehen, die im Getriebe auftreten und das in der Einführung erwähnte Problem eines axialen Ungleichgewichts von Kräften erzeugen, wenn nur ein Differentialrad belastet ist.
Die Differentialsperre 9 weist ein Ritzel 11 auf, das auf der Antriebswelle 3 axial bewegbar ist, sich aber zusammen mit ihr dreht und, indem es in Richtung auf das vordere Differentialrad 8 bewegt wird, in einen Drehmoment übertragenen Eingriff mit ihm gebracht werden kann. Ein Bewegen des Ritzels 11 in der entgegengesetzten Richtung rückt das vordere Differentialrad 8 aus.
Die Antriebswelle 3 ist im Gehäuse 2 über ein vorderes Lager 12 abgestützt. Dementsprechend ist die Abtriebswelle 4 über das hintere Differentialrad 7 im Gehäuse 2 über ein hinteres Lager 13 abgestützt. Bei einer Drehmomentübertragung zwischen der Antriebswelle 3 und der Abtriebswelle 4 dienen diese beiden Lager 12 und 13 als Pfad, um die gegenseitig trennenden axialen Kräfte, welche die Differentialritzel 6 dem jeweiligen vorderen und hinteren Differentialrad 8 und 7 vermitteln, auf die Wände des Gehäuses 2 zu übertragen.
Wie in Fig. 2 ausführlicher dargestellt ist, ist das dem hinteren Differentialrad 7 benachbarte Ende 14 der Antriebswelle 3 in ihm über ein axiale Kräfte übertragendes inneres Lager 15 abgestützt, das in eine axiale Ausnehmung 16 im hinteren Differentialrad 7 eingepasst ist. Die Ergebnisse einer Ausführung des Differentialgetriebes 1 in der Art, dass die Lager 12, 13 und 15 vorbelastet sind, beinhalten, dass das hintere Differentialrad 7 einer von der Antriebswelle 3 weg gerichteten axialen Last ausgesetzt ist. Dies bedeutet, dass die Antriebswelle 3 und das hintere Differentialrad 7 zu allen Zeiten gut lagefixiert gehalten werden, selbst wenn kein Drehmoment übertragen werden muss, weil die hintere Radwelle angehoben und die Differentialsperre 9 in Eingriff gebracht ist und das ankommende Drehmoment von der Antriebswelle 3 zur Abtriebswelle 5 und dem mit ihr verbundenen Rad auf der vorderen Radwelle übertragen wird.
Wie man in den Zeichnungen sehen kann, ist es vorteilhaft, dass die Lager 12, 13 und 15 Kegelrollenlager sind, die großen radialen und axialen Lasten standhalten. Die gewünschte Vorbelastung kann vorteilhafterweise mittels geeignet bemessener Abstandsscheiben erzielt werden. In der hier dargestellten Ausführung stößt der Außenring des Lagers 15 in der axialen Richtung an eine Schulter im hinteren Differentialrad 7 und dessen Innenring an eine Schulter auf der Antriebswelle 3. Eine entgegengesetzte Anordnung ist ebenfalls möglich.

Claims

1. Differentialgetriebe zur Verteilung eines Drehmoments zwischen einer vorderen angetriebenen Radwelle und einer hinteren angetriebenen Radwelle an einem Fahrzeug, bei dem die hintere Radwelle angehoben werden kann, welches Differentialgetriebe mit einer Antriebswelle (3) und einer Abtriebswelle (4) für die und koaxial zur hinteren Radwelle versehen ist, welche Antriebswelle (3) konische Differentialritzel (6) zum Antreiben nicht nur eines hinteren Differentialrades (7), das zu gemeinsamer Drehung mit der Abtriebswelle (4) verbunden ist, sondern auch eines vorderen Differentialrades (8) aufweist, das für eine Drehung um die Antriebswelle (3) montiert ist, mittels einer Differentialsperre (9) zu gemeinsamer Drehung mit der Antriebswelle (3) gekuppelt werden kann und ein Ritzel (10) für die vordere Radwelle antreibt, während durch die Differentialritzel (6) bewirkte und entlang der Antriebs- und Abtriebswelle verlaufende axial trennende Kräfte über ein vorderes Lager (12) bzw. ein hinteres Lager (13) auf ein Differentialgehäuse (2) übertragen werden und das dem hinteren Differentialrad (7) benachbart gelegene Ende (14) der Antriebswelle (3) im letztgenannten über ein inneres Lager (15) gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Lager (15) zur axialen Kraftübertragung zwischen der Antriebswelle und dem hinteren Differentialrad dient.

2. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Lager (15) für das Ende (14) der Antriebswelle, wie das vordere Lager (12) und das hintere Lager (13), mit Vorspannung eingebaut ist, um axiales Lagerspiel zu eliminieren, so dass, wenn die Antriebswelle (3) zusammen mit dem hinteren Differentialrad (7) in einer angehobenen Stellung für die hintere Radwelle ist, sie mit vorgeschalteten Antriebselementen spielfreie gekuppelt bleibt.

3. Differentialgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (3) eine rückwärts gewandte Schulter für das Lager (15) aufweist, das innerhalb des hinteren Differentialrades (7) angeordnet ist und selbst an eine vorwärts gewandte Schulter im hinteren Differentialrad stößt.

4. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das innere Lager (15) ein Kegelrollenlager ist.

5. Differentialgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Lager (12) und das hintere Lager (13) ebenfalls Kegelrollenlager sind.