KR20140095978A

KR20140095978A - 차량의 러닝 휠을 위한 구동 유닛

Info

Publication number: KR20140095978A
Application number: KR1020140007289A
Authority: KR
Inventors: 호르스트 지글; 페터 하젤베르거; 클라우스 알레쉬; 파울 렌츠; 루돌프 노이뮐러; 알렉산더 엔델
Original assignee: 젯트에프 프리드리히스하펜 아게
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2014-08-04
Also published as: US20140206490A1; DE102013201089A1; CN103968032A; US9169911B2

Abstract

본 발명은 고정 하우징(1)을 구비한, 차량의 러닝 휠을 위한 구동 유닛에 관한 것으로서, 상기 고정 하우징 내에는 액슬 차동 기어를 갖는 회전 가능하게 구동될 수 있는 차동 하우징(3)이 차동 베어링(2)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 상기 차동 베어링에 의해 두 개의 구동 샤프트(4)가 회전 가능하게 구동될 수 있으며, 구동 샤프트에는 각각 하나의 구동 기어휠(5)이 회전 불가능하게 배치되어 있다. 이때, 상기 구동 기어휠들(5)은 차량의 러닝 휠들의 구동을 위해 서로 반대방향의 헬리컬 기어 맞물림으로 출력 기어휠들(7)과 맞물리며, 액슬 차동 기어의 중심을 향한 축방향 힘을 생성한다. 다시 구동 유닛의 구성 부품에 지지되는 축방향 힘을 액시얼 베어링 장치로 지지한다. 차동 베어링(2)은 내측링(19)과 외측링(20)을 구비한 액시얼/레이디얼 롤링 베어링이며, 상기 베어링의 내측링(19)은 차동 하우징(3)에 배치되어 축방향으로 액슬 차동 기어의 중심을 향해 차동 하우징의 제1 반경방향 지지면(17)에 지지된다. 이때 액시얼 베어링 장치는 구동 샤프트(4)에 대해 축방향으로 외측링(20)의 구동 기어휠(5)을 향한 측면에서 제2 지지면(24)에 지지되고, 차동 베어링(2)의 외측링(20)은 차동 하우징(3)의 반대쪽 단부면이 축방향으로 하우징(1)의 제3 지지면(22)에 지지된다.

Description

차량의 러닝 휠을 위한 구동 유닛{DRIVE UNIT FOR THE RUNNING WHEEL OF A VEHICLE}

본 발명은 고정 하우징을 구비한, 차량의 러닝 휠을 위한 구동 유닛에 관한 것이며, 상기 고정 하우징 내에는 액슬 차동 기어를 갖는 회전 가능하게 구동될 수 있는 차동 하우징이 차동 베어링을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 상기 차동 베어링에 의해 두 개의 구동 샤프트가 회전 가능하게 구동될 수 있으며, 구동 샤프트에는 각각 하나의 구동 기어휠이 회전 불가능하게 배치되어 있고, 상기 구동 기어휠들은 차량의 러닝 휠들의 구동을 위해 서로 반대방향의 헬리컬 기어 맞물림으로 출력 기어휠들과 맞물려서, 액슬 차동 기어의 중심을 향한 축방향 힘을 생성하며, 다시 구동 유닛의 구성 부품에 지지되는 축방향 힘을 액시얼 베어링 장치로 지지한다.

상기 유형의 구동 유닛의 경우, 액슬 차동 기어의 중심을 향한 구동 기어휠들의 축방향 힘이 하우징 부품들에 지지되는 것으로 공지되어 있으며, 상기 부품들은 구동휠과 차동 하우징 사이에서 반경방향으로 구동 샤프트에 근접하기까지 연장되고 액시얼 베어링 장치들을 위한 반경방향 지지면 및 축방향 안내부를 포함한다.

더 높은 출력을 전달할 수 있도록 헬리컬 기어의 경사각이 커야하는 경우, 구동 기어휠에 의해 생성되고 액슬 차동 기어의 중심을 향하는 축방향 힘도 증대되며, 상기 축방향 힘은 액시얼 베어링 장치에 의해 하우징 부품들에 지지되어야 한다. 이는 베어링 장치의 확대 및 하우징 부품들의 더 안정한 설계를 필요로 하므로, 더 큰 구조 공간을 필요로 한다. 그러나, 구조 공간이 러닝 휠의 림(rim)과 이의 칼라 유격 및 차동 베어링에 의해 제한되기 때문에, 축방향 확대는 불가능하다.

따라서, 본 발명의 과제는 서두에 언급된 유형의 구동 유닛으로서, 더 큰 구조 공간을 필요로 하지 않는 간단한 구조에서 구동휠에 의해 크게 생성되는 축방향 힘을 지지할 수 있게 하는 구동 유닛을 제공하는 것이다.

상기 과제는 본 발명에 따라, 차동 베어링이 내측링과 외측링을 구비한 액시얼/레이디얼 롤링 베어링이며, 상기 베어링의 내측링은 차동 하우징에 배치되어 축방향으로 액슬 차동 기어의 중심을 향해 차동 하우징의 제1 반경방향 지지면에 지지되며, 이때 액시얼 베어링 장치는 구동 샤프트에 대해 축방향으로 외측링의 구동 기어휠을 향한 측면에서 제2 지지면에 지지되고, 차동 베어링의 외측링은 차동 하우징의 반대쪽 단부면이 축방향으로 하우징의 제3 지지면에 지지됨으로써 해결된다.

이러한 경우 레이디얼/액시얼 롤링 베어링은 바람직하게 테이퍼 롤러 베어링이다.

따라서, 구동 기어휠과 차동 하우징 사이의 축방향 공간은 베어링 장치를 위해 온전히 제공되므로, 베어링 장치는 더 큰 구조 공간을 필요로 하지 않으면서 더 크게 그리고 그에 따라 더 큰 축방향 힘에 대해 적합하게 설계될 수 있다.

또한, 구동 기어휠의 헬리컬 기어 경사각이 더 커서 하우징 거동에 유리하고 톱니 기어의 손실률이 더 작아지게 된다.

더 강한 축방향 힘을 전달하기 위해 액시얼 베어링 장치는 축방향으로 구동 기어휠에 접하는 링형 샤프트 디스크와, 축방향으로 차동 베어링의 외측링의 제2 지지면에 접하는 링형 하우징 디스크를 포함하며, 상기 하우징 디스크는 구동 샤프트를 둘러싸고 이들 사이에는 액시얼 롤링 베어링이 배치되며, 상기 하우징 디스크는 액시얼 롤링 베어링을 지나 반경방향 외부로 연장되고, 차동 베어링의 외측링은 축방향으로 하우징 디스크에 의해 하우징의 제3 지지면에 지지된다.

하우징 디스크의 틸팅을 방지하기 위해 하우징 디스크는 하우징의 포트형(pot-shaped) 리세스 내에 축방향으로 안내될 수 있고, 이때 포트형 리세스의 바닥은 제3 지지면을 형성한다.

포트형 리세스의 바닥 영역에서 포트형 리세스가 단차식으로 직경이 감소하는 단차 리세스이고 포트형 리세스의 이러한 바닥 영역에 상응하게 하우징 디스크의 반경방향 외부 영역에서 하우징 디스크가 단차식으로 형성되면, 차동 베어링의 외측링은 하우징 디스크에 의해 축방향으로 하우징의 제3 지지면에 지지되어, 축방향으로 하우징 디스크의 긴 안내 길이가 달성되고 하우징 디스크가 차동 베어링의 다른 부품들과 충돌하는 것을 확실히 방지하게 된다.

차동 베어링을 하우징에 대해 축방향으로 정확하게 위치시키기 위해, 각각의 차동 베어링의 외측링은 외측링의 제2 지지면으로써 축방향으로 특정 두께의 스페이서 디스크에 의해 하우징 디스크에 접할 수 있다.

구동 기어휠과 샤프트 디스크 사이에는 축방향으로 예비 인장된 제1 스프링 부재가 배치될 수 있다.

축방향으로 예비 인장된 제1 스프링 부재에 의해, 하우징 디스크와 샤프트 디스크는 항상 액시얼 롤링 베어링의 롤러에 대해 예비 인장된다. 이로써, 구동 샤프트의 회전 방향이 변경되는 경우 상기 부품들 사이의 유격 극복 시 충격이 방지된다.

이제 하우징은 더 이상 액시얼 베어링 장치를 수용 및 지지하기 위해 구동 샤프트에 근접하기까지 연장될 필요가 없기 때문에, 구동 샤프트는 각각 구동 샤프트에 할당된 구동 기어휠과 일체로 형성될 수 있으며, 이때 구동 기어휠과 일체로 형성된 구동 샤프트가 간단한 조립으로 차동측으로부터 조립될 수 있다.

베어링의 예비 인장을 위해, 간단한 방식으로 구동 기어휠은 하우징에 지지된 제2 스프링 부재에 의해 축방향으로 액슬 차동 기어의 중심 쪽으로 힘을 받는다.

간단한 구성으로 제1 스프링 부재 및/또는 제2 스프링 부재는 다이어프램 스프링일 수 있다.

본 발명의 실시예는 도면에 도시되어 있으며 이후 더 상세히 설명된다.

본 발명에 따르면, 더 큰 구조 공간을 필요로 하지 않는 간단한 구조에서 구동휠에 의해 크게 생성되는 축방향 힘을 지지할 수 있는 구동 유닛이 제공된다.

도 1은 차량의 러닝 휠을 위한 구동 유닛의 단면도이다.

하우징(1) 내에는 도시되지 않은 액슬 차동 기어의 회전 가능하게 구동될 수 있는 차동 하우징(3)이 두 개의 차동 베어링(2)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있으며, 도면에서는 차동 베어링 중 하나가 도시되어 있다.

직경 방향으로 대면하여 위치하는 두 개의 구동 샤프트(4)가 액슬 차동 기어에 의해 회전 가능하게 구동될 수 있다. 도시된 단면도에는 이들 구동 샤프트(4) 중 하나의 영역이 도시되어 있다.

구동 샤프트(4)는 액슬 차동 기어의 반대쪽 단부에서 구동 기어휠(5)과 일체로 형성되며, 구동 기어휠은 헬리컬 기어(6)를 갖는다. 구동 기어휠(5)은 출력휠(7)과 맞물리고, 도시되지 않은 차량의 러닝 휠은 출력휠에 의해 구동될 수 있다.

하우징(1)은 구동 기어휠(5)을 갖는 구동 샤프트(4)의 단부를 둘러싼다. 하우징(1)의 동축 홈(8)의 바닥에는 제2 다이어프램 스프링(9)이 지지되어 있고, 상기 스프링은 러닝 디스크(10)와 제1 액시얼 실린더 롤러 베어링(11)과 제1 샤프트 디스크(12)에 의해 구동 기어휠(5)과 구동 샤프트(4)를 차동 하우징(3) 방향으로 예비 인장시킨다.

구동 기어휠(5)의 차동 하우징(3)을 향한 측면에서 구동 기어휠은, 축방향으로 서로 순차적으로 배치된 제1 다이어프램 스프링(23)과, 하우징 디스크(13)와, 제2 액시얼 실린더 롤러 베어링(14)으로서 형성된 롤링 베어링과, 하우징 디스크(15)에 의해 지지된다.

차동 하우징(3)은 구동 기어휠(5)을 향한 관형 연장부(18)를 포함한다. 관형 연장부(18)의 반경방향 외부 둘레면에는, 테이퍼 롤러 베어링으로서 형성된 차동 베어링(2)의 내측링(19)이 배치되어 있다. 상기 내측링(19)은 축방향으로 차동 하우징(3)의 반경방향 지지면(17)에 접한다.

차동 베어링(2)의 외측링(20)은, 하우징(1) 내 포트형 리세스의 바닥 영역에서 포트형 리세스(21)가 단차식으로 직경이 감소하는 단차 리세스의 큰 단차부 내로 삽입된다. 하우징 디스크(15)는 반경방향으로 액시얼 베어링 장치의 액시얼 롤링 베어링(14)을 지나 돌출하고, 포트형 리세스(21)의 단차식 구조에 상응하게 하우징 디스크는 반경방향 외부 영역에서 단차식으로 형성되어 포트형 리세스(21)의 단차벽에서 축방향으로 변위 가능하게 안내된다.

차동 하우징(2)의 외측링(20)은 차동 하우징(3)의 반대쪽 단부면이 반경방향 제2 지지면(24)을 형성하고 축방향으로 스페이서 디스크(16)에 의해 포트형 리세스(21) 바닥의 외측링에 지지되며, 상기 리세스의 바닥은 제3 지지면(22)을 형성한다.

구동 샤프트(4)의 회전 구동 시, 구동 기어휠(5)의 헬리컬 기어(6)로 인해 구동 기어휠로부터 구동 샤프트(4)로 액슬 차동 기어의 중심 방향으로 향하는 축방향 힘이 생성된다. 이러한 축방향 힘은 제1 다이어프램 스프링(23)에 의해, 그리고 제2 샤프트 디스크(13)와 제2 액시얼 실린더 롤러 베어링(14)과 하우징 디스크(15)로 이루어진 액시얼 베어링 장치에 의해 차동 베어링(2)의 외측링(20)의 반경방향 링형 제2 지지면(24)에 지지될뿐 아니라 차동 베어링(2)에 의해 차동 하우징(3)의 제1 지지면(17)에 지지된다.

1: 하우징
2: 차동 베어링
3: 차동 하우징
4: 구동 샤프트
5: 구동 기어휠
6: 헬리컬 기어
7: 출력휠
8: 홈
9: 제2 다이어프램 스프링
10: 러닝 디스크
11: 제1 액시얼 실린더 롤러 베어링
12: 제1 샤프트 디스크
13: 제2 샤프트 디스크
14: 제2 액시얼 롤러 베어링
15: 하우징 디스크
16: 스페이서 디스크
17: 제1 지지면
18: 연장부
19: 내측링
20: 외측링
21: 포트형 리세스
22: 제3 지지면
23: 제1 다이어프램 스프링
24: 제2 지지면

Claims

고정 하우징(1)을 구비한, 차량의 러닝 휠을 위한 구동 유닛으로서, 상기 고정 하우징 내에는 액슬 차동 기어를 갖는 회전 가능하게 구동될 수 있는 차동 하우징(3)이 차동 베어링(2)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 상기 차동 베어링에 의해 두 개의 구동 샤프트(4)가 회전 가능하게 구동될 수 있으며, 구동 샤프트에는 각각 하나의 구동 기어휠(5)이 회전 불가능하게 배치되어 있고, 상기 구동 기어휠들(5)은 차량의 러닝 휠들의 구동을 위해 서로 반대방향의 헬리컬 기어 맞물림으로 출력 기어휠들(7)과 맞물리며, 액슬 차동 기어의 중심을 향한 축방향 힘을 생성하며, 다시 구동 유닛의 구성 부품에 지지되는 축방향 힘을 액시얼 베어링 장치로써 지지하기 위한, 차량의 러닝 휠을 위한 구동 유닛에 있어서,
차동 베어링(2)은 내측링(19)과 외측링(20)을 구비한 액시얼/레이디얼 롤링 베어링이며, 상기 베어링의 내측링(19)은 차동 하우징(3)에 배치되어 축방향으로 액슬 차동 기어의 중심을 향해 차동 하우징의 제1 반경방향 지지면(17)에 지지되고, 이때 액시얼 베어링 장치는 구동 샤프트(4)에 대해 축방향으로 외측링(20)의 구동 기어휠(5)을 향한 측면에서 제2 지지면(24)에 지지되고, 차동 베어링(2)의 외측링(20)은 차동 하우징(3)의 반대쪽 단부면이 축방향으로 하우징(1)의 제3 지지면(22)에 지지되는 것을 특징으로 하는, 차량의 러닝 휠을 위한 구동 유닛.
제1항에 있어서, 액시얼 베어링 장치는 축방향으로 구동 기어휠(5)에 접하는 링형 샤프트 디스크(13)와, 축방향으로 차동 베어링(2)의 외측링(20)의 제2 지지면(24)에 접하는 링형 하우징 디스크(15)를 포함하며, 상기 하우징 디스크는 구동 샤프트(4)를 둘러싸고 이들 사이에는 액시얼 롤링 베어링(14)이 배치되며, 하우징 디스크(15)는 액시얼 롤링 베어링(14)을 지나 반경방향 외부로 연장되고, 차동 베어링(2)의 외측링(20)은 축방향으로 하우징 디스크(15)에 의해 하우징(1)의 제3 지지면(22)에 지지되는 것을 특징으로 하는, 차량의 러닝 휠을 위한 구동 유닛.
제2항에 있어서, 하우징 디스크(15)는 하우징(1)의 포트형 리세스(21) 내에서 축방향으로 안내될 수 있고, 이때 포트형 리세스(21)의 바닥은 제3 지지면(22)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 차량의 러닝 휠을 위한 구동 유닛.
제3항에 있어서, 포트형 리세스(21)는 포트형 리세스의 바닥 영역에서 단차식으로 직경이 감소하는 단차 리세스이고, 하우징 디스크(15)는 포트형 리세스(21)의 바닥 영역에 상응하게 하우징 디스크의 반경방향 외부 영역에서 단차식으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 차량의 러닝 휠을 위한 구동 유닛.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 차동 베어링(2)의 외측링(20)은 외측링의 제2 지지면으로써 축방향으로 특정 두께의 스페이서 디스크(16)에 의해 하우징 디스크(15)에 접하는 것을 특징으로 하는, 차량의 러닝 휠을 위한 구동 유닛.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 구동 기어휠(5)과 제2 샤프트 디스크(13) 사이에는 축방향으로 예비 인장된 제1 스프링 부재가 배치되는 것을 특징으로 하는, 차량의 러닝 휠을 위한 구동 유닛.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 구동 샤프트(4)는 각각 구동 샤프트에 할당된 구동 기어휠(5)과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는, 차량의 러닝 휠을 위한 구동 유닛.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 구동 기어휠(5)은 하우징(1)에 지지된 제2 스프링 부재에 의해 축방향으로 액슬 차동 기어의 중심 쪽으로 힘을 받는 것을 특징으로 하는, 차량의 러닝 휠을 위한 구동 유닛.
제6항 및 제8항에 있어서, 제1 스프링 부재 및/또는 제2 스프링 부재는 다이어프램 스프링(9, 23)인 것을 특징으로 하는, 차량의 러닝 휠을 위한 구동 유닛.