DE2348437A1

DE2348437A1 - Lenkachse fuer motorgetriebene fahrzeuge

Info

Publication number: DE2348437A1
Application number: DE19732348437
Authority: DE
Inventors: John Wolansky
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1972-09-28
Filing date: 1973-09-26
Publication date: 1974-04-04
Also published as: AR198536A1; SE7612163L; AU6078473A; GB1434289A; ES419134A1; BR7307565D0; FR2201192A1; JPS4987024A; FR2201192B1; JPS59318U; CA1005351A; US3862667A; IT993454B

Description

Patentanwälte Ui?!.-Ing. W. Sehen mann Di.-'ng. R. Riiger

7300 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 24, Postfach 348

26. September 1973 Telefon

PA 91 nascho Stuttgart (0711)356539

359619

Telegramme Patentschutz Esslingenneckar

Eaton Corporation, 100 Erieview Plaza, Cleveland,

Ohio 44114/USA

Lenkachse für motorgetriebene Fahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf Antriebsachsen für Fahrzeuge, insbesondere auf eine getriebene vordere Lenkachse.

Übliche angetriebene Lenkachsen bei vierrädrigen überlandfahrzeugen führen insofern zu Problemen, als sie hohe Herstellungskosten erfordern und den Schwerpunkt des Fahrzeugkörpers erhöhen. Diese beiden Nachteile sind auf die grundlegende herkömmliche Achskonstruktion zurückzuführen, die ein geradlinig verlaufendes Achsgehäuse mit einem daran befestigten Differential enthält, in dem ein Ring- oder Tellerzahnrad mit hohem Übersetzungsverhältnis längs einer Achse angeordnet ist, die mit dem Drehmittelpunkt der Achsräder zusammenfällt. Diese Konstruktion bedingt ein großes Differentialgehäuse, das nicht unbeträchtlich über den Drehmittelpunkt der Räder nach oben hinaus ragt. Dieses Differentialgehäuse' erfordert das Köherlegen des Fahrzeuijkörpers

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und somit auch des Fahrzeugschwerpunktes, damit genügend Abstand bis zu dem Gehäuse verbleibt. Darüber hinaus erhöhen sich damit die gesamten Gestehungskosten des Fahrzeuges, v/eil das Höherlegen des Fahrzeugkörpers, ob dies nun während der ursprünglichen Herstellung oder im Laufe eines späteren Umbaues eines vierrädrigen Fahrzeuges mit einer Treibachse erfolgt, größerere und kostspielige Konstruktionsänderungen in der Fahrzeugaufhängung und/oder am Fahrzeugrahmen erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte getriebene Lenkachse zu schaffen, die auch in ein vierrädriges Fahrzeug mit normalerweise Einachsantrieb eingebaut werden kann und an einem solchen Fahrzeug ein Minimum an Änderungen erfordert. Dabei soll die angetriebene Lenkachse auch zur erhöhten Lastaufnahme geeignet sein und aufgrund ihrer Konstruktion den Abstand zum Fahrzeugkörper verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgeraäß dadurch gelöst, daß die Achsanordnung ein starres Achsgehäuse mit rohrförmigen Endabschnitten und einem tiefer gelegten rohrförmigen Mittelabschnitt aufweist, und daß an den äußeren Enden der jeweiligen rohrförmigen Endabschnitte Spindelhülsen angelenkt sind, während ein in dem Achsgehäuse angeordnetes Differential über die rohrförmigen Achsgehäuseabschnitte antriebsmäßig angeschlossen sind, um die in den Spindelgehäusen gelagerten Achswellen anzutreiben. Dieser grundlegende Achsaufbau ermöglicht entweder bei der ursprünglichen Herstellung oder bei späteren Umbauten ein schnelles und kostensparendes Auswechseln der erfindungsgemäßen angetriebenen Lenkachse und Starrachsen mit vertieftem Mittelabschnitt.

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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besitzen die rohrförmigen Gehäuseendabschnitte eine gemeinsame Achse, zu der die Achse des tiefer gelegten rohrförmigen Gehäusemittelabschnittes im wesentlichen parallel verläuft. Durch diese geometrische Beziehung wird die Aufhängung bzw. die Federung des Fahrzeugkörpers über die Achsanordnung erleichtert und der Federungsweg bzw. Federungsabstand zwischen der Achsanordnung und dem Fahrzeugkörper vergrößert.

Zweckmäßigerweise ist das Eingangszahnrad des im tiefer gelegten Mittelabschnitt angeordneten Differential im wesentlichen mit der gleichen Drehzahl wie die Eingangswelle des Differentials angetrieben, während der Zahnradsatz zwischen dem Differentialausgang und der jeweiligen Spindelantriebswelle ein .Untersetzungsgetriebe bildet. Aufgrund dieser Anordnung entsteht ein Differentialgehäuse niedrigerer Höhe, mit dem sich ein ausreichender Abstand zwischen der Oberseite des Differentialgehäuses und dem darüber liegenden benachbarten Fahrzeugbereich einerseits und zwischen der Unterseite des Differentialgehäuses und der Straßenoberfläche andererseits aufrechterhalten läßt.

Die Erfindung bezieht sich gleichermaßen auf ein verbessertes Motorfahrzeug mit einem starren Vorderachsgehäuse, bestehend aus Endabschnitten und einem tiefergelegten Mittelabschnitt, Abstützungen des Fahrzeugkörpers durch nachgiebige Aufhängungseinrichtungen, die auf dem tiefergelegten Mittelabschnitt gehaltert sind, und Antriebsmittel im Achsgehäuse zum Antrieb der P.adeinheiten, die drehbar auf Spindelgehäusen abgestützt sind, welche ihrerseits an den Jiußenenden der Achsgehäuse-Abschnitte befestigt rind. Auf diese Weise entsteht ein vierrädriges, allradgetriebenes Fahrzeug mit einem relativ niedrigen

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Fahrzeugschwerpunkt und dadurch günscigen Eigenschaften der Lenk- und Fahrstabilität.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Rückansicht einer angetriebenen Fahrzeuglenkachse mit tiefergelegtem Mittelabschnitt nach der Erfindung,

Fig. 2 abgebrochene Teilansichten einer Lastwagen-Zugmaschine, bei der die linke Seite mit einer herkömmlichen angetriebenen Lenkachse und die rechte Seite für eine angetriebene Lenkachse gemäß Fig. mit vertieftem Mittelabschnitt gilt_f

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht des Antriebsverlaufes für eine allradgetriebene vierrädrige Zugmaschine mit einer vertieften Lenkachse nach Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 1 und Fig. 5 einen Teilschnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 3.

Entsprechend Fig. 1 umfaßt die in ihrer Außenansicht dargestellte erfindungsgemäße Achse 10 einen vertieften Mittelabschnitt 12, zwei Endabschnitte 14, zwei Untersetzungsgetriebegehäuse 16 und zwei Radanordnungen 18, die auf zwei Spindelgehäusen 20 (Fig. 5) gelagert sind, welche ihrerseits an den äußeren Enden 22 des jeweiligen Gehäuseendabschnittes 14 gelenkig gehaltert sind. Der Mittelabschnitt 12 umfaßt ein niedriges Differentialgehäuse 24 und zwei Federauflagen 25 für die Fahrzeugfederung, die mit zwei U-förmig gebogenen Schraubenbolzen 28 zusammenwirken, um zwei Blattfederpakete 30 zur Abfederung des Zugfahrzeuges zu haltern. Entsprechena Fig.

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ist in einem an das Differentialgehäuse 24'angeschraubten Deckel 26 ein für hohe Drehzahlen ausgelegtes Ausgleichsgetriebe 27 und eine Eingangswelle 29 zum Ausgleichsgetriebe abgestützt.

Ein in Fig. 2 dargestelltes Zugfahrzeug 32 ist links von der Trennlinie mit einer herkömmlichen angetriebenen Lenkachse 34 versehen, auf der der Fahrzeugkörper 34 über die Federanordnung 38, ähnlich dem Federpaket 30, aufgehängt ist, wobei auch hier das Federpaket in üblicher Weise am linken Lenkrahmen 40 des Fahrzeuges angeschäkelt ist. Rechts von der Trennlinie ist das Zugfahrzeug 32 mit einer angetriebenen Lenkachse 10 mit vertieftem Mittelabschnitt ausgestattet, der den Fahrzeugkörper 36 über das Federpaket 30 abstützt, das an seinen Enden am rechten Längsrahmenteil 40 des Fahrzeuges angeschäkelt ist. Die in herkömmlicher Bauart ausgeführte Achse 34 besitzt ein hohes Differentialgehäuse 41, das sich unterhalb der Ölwanne 42 des am Fahrzeugrahmen 40 gehalterten Motors befindet. Gleichermaßen befindet sich auch der Mittelabschnitt 12 der Achse 10 mit dem niedrigen Differentialgehäuse unterhalb der Ölwanne 42, jedoch erkennt man, daß unter Aufrechterhaltung des gleichen Durchfederungsabstandes die GEsamthöhe der Zugmaschine wesentlich erniedrigt werden konnte, so daß durch die damit erfolgte Tieferlegung des Schwerpunktes die FahrzeugStabilität aufrechterhalten bleibt, ohne die Federamplitude, die für die Ermüdung des Fahrers stark maßgeblich ist, erhöhen zu müssen.

Entsprechend Fig. 3unfaßt der Antrieb der Zugmaschine ein Übertragungsgetriebe 44 an der Vorderseite der Hinterachseinheit 46. Die Hinterachseinheit 46 besitzt eine Eingangswelle 48 an ihrer Vorderseite und zwei Ausgangswellen, von denen die eine vom unteren Bereich der Vorderseite des

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Übertragungsgetriebes an der Stelle 50 vorsteht. Die andere Ausgangswelle (nicht dargestellt), ist antriebsmäßig an ein nicht gezeigtes Getriebe in der Hinterachseinheit angeschlossen. Ein mit dem Motor 42 in Verbindung stehendes Getriebe 52 ist über eine Triebwelle 54 mit Universalgelenken 56, 58 an die Eingangswelle 48 angeschlossen. Das Ubertragungsgetriebe 44 teilt das über die Welle 48 zugeführte Eingangsmoment der Hinterachseinheit und der Ausgangswelle 50 zu. Die Ausgangswelle 50 ist über eine Triebwelle 60 mit Universalgelenken 62, 64 an die Eingangswelle 29 der Vorderachse 10 angeschlossen. Da die Ausgangswelle 50 aus dem ubertragungsgetriebe 44 verhältnismäßig niedrig liegt und mit der noch niedrigeren Eingangswelle 29 ira vertieften Mittelabschnitt der Vorderachse 10 verbunden ist, ergibt sich für zahlreiche Zucfmaschinenarten ein geradliniger Weg zwischen den Wellen 50 und 29. Aufgrund dieser Verhältnisse können die Wellen 50 und 29 mittels einer einzigen Triebwelle miteinander verbunden werden, ohne daß Änderungen am Fahrzeugrahmen, an der Anordnung des Motors oder des Getriebes erforderlich sind.

Entsprechend Fig. 4 enthält das für hohe Drehzahlen ausgelegte Ausgleichsgetriebe 27 ein Ausgleichsgehäuse 66, einen Ausgleichsgetriebezug 70 und ein abgeschrägtes Tellerrad 74. Das Ausgleichsgehäuse 66 ist über Kegelrollenlager. 76, 78 in einer Abstützanordnung 80 gelagert. Die Abstützanordnung 80 besteht aus einer Hälfte 80a, die mit dem Deckel 26 eine Einheit bildet und mit der anderen Hälfte 8Ob zusammenwirkt, die zur Abstützung des Lagers 76 mit der Hälfte 80a verschraubt ist. Eine weitere, mit dem Deckel 26 eine Einheit bildende Lagerabstützhälfte 80c wirkt mit einer Hälfte 8Od zusammen und ist zur Abstützung des Lagers 78 mit der Hälfte 80c verschraubt.

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Der Deckel 26 enthält eine öffnung 82, -auf der ein aufgesetzter Hülsenteil 84 mittels Schrauben 85 befestigt ist. Die Eingangswelle 29 erstreckt sich durch den Hülsenteil 84 und ist dort mit Hilfe von Kegelrollenlagern 86, gelagert, die mittels einer Hülse 90 auf Abstand gehalten sind. Das angetriebene Ende der Welle 29 besitzt Keilnuten 92, in denen ein entsprechendes Keilnutenprofil 94 in einem Joch 96 aufgenommen ist, das einen Teil eines Universalgelenks 64 bildet. Am Ausgangsende der WeJLIe 29 ist ein Kegelrad 98 angeformt, das mit den Zähnen des Tellerrades 74 in Eingriff steht. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Teilkreisdurchmesser der Zahnräder 74 und 9 8 der gleiche, so daß das Ausgleichsgehäuse 66 mit der gleichen Drehzahl wie die Welle 29 rotiert. Indem man hier auf eine Untersetzung verzichtet oder zwischen den Zahnrädern 74 und 98 nur eine kleine Untersetzung vornimmt, bleibt der Durchmesser des Tellerrades 74 auf einem Kleinstwert, und das von dem Ausgleichsgetriebe zu übertragende Drehmoment bleibt auf einem relativ niedrigen Wert, wodurch das Differentialgehäuse niedrig ausgelegt werden kann und erhebliche Materialeinsparungen erreicht werden, da die Masse der Differentialanordnung im Verhältnis zu d.em von ihr übertragenen Drehmoment verringert v/erden kann. Das Differentialgehäuse der beschriebenen Ausführungsform ist jedoch· groß genug, daß darin Ausgleichsgetriebe mit verschiedenen Beanspruchungswerten untergebracht v/erden können, und zwar Ausgleichsgetriebe mit Übersetzungsverhältnissen zwischen den Zahnrädern 74 und 98 im Bereich von 1:1 bis 1,5:1.

Über den Ausgleichsräderzug 70 wird zv.'ei Antriebswellen des Mittelabschnittes eine Drehbewegung erteilt, wenn das Ausgleichsgehäuse 6€ vom Tellerrad 74 gedreht wird. Der

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Ausgleichsräderzug 70 ist in einem Hohlraum 104 des Ausgleichsgehäuses 66 angeordnet und umfaßt zwei Achswellenkegelräder 106 sowie eine dazwischen mit ihnen in Eingriff stehende Ausgleichskegelräder 108. Die Ausgleichsräder 108 sitzen jeweils auf einer Stummelwelle 100, die in entsprechenden Bohrungen 112 des Ausgleichsgehäuses eingepaßt sind. Die Achswellenräder 106 sind im Ausgleichsgehäuse in üblicher Weise gelagert und mit einem inneren Keilwellenprofil 114 versehen, das auf entsprechenden Keilnuten 116 auf den inneren Enden des Mittelabschnittes der Achswellen lOO vorgesehen ist.

Fig. 5 zeigt Einzelheiten der linken Seite der Lenkachse mit einem Teil des Mittelabschnittes 12, des Untersetzungsgehäuses 16, des Achsendabschnittes 14, des Achsschenkelgehäuses 20, ferner mit einem Teil der Radeinheit 18, und mit einem Antriebszug 118, der das Achswellenkegelrad lOG (Fig. -4) mit der Radeinheit 18 verbindet. Die rechte Hälfte der Lenkachse außerhalb des Differentialgehäuses 24 entspricht im Aufbau der linken Achshälfte und wird deshalb nicht weiter beschrieben.

Die linke Seite des Mittelabschnittes 12 enthält einen rohrförmigen Gehäuseabschnitt 120, der einteilig in das Differentialgehäuse 24 übergeht und an seinem äußeren Ende 122 spanend bearbeitet ist. Ein ferner dazugehörendes Endstück 123 umfaßt einen Hülsenabschnitt 124 sowie einen Radialflansch 126, der zur Mittelachse des Hülsenabschnittes 124 exzentrisch angeordnet ist. Der Hülsenabschnitt 124 ist an seiner Innenseite maschinell bearbeitet zur Erzielung eines Preßsitzes mit dem bearbeiteten Ende 122 und besitzt eine Mehrzahl von über den Umfang verteilten Öffnungen 128, über die Platz für eine Nietschweißung verbleibt, um die-Festigkeit zwischen dem Hülsenabschnitt

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und dem Ende des Mittelabschnittes zu erhöhen.

lter Flanschabschnitt 126, der das innere Ende eines Untersetzungsgetriebegehäuses 16 bildet, besitzt an seinem äußeren Umfang einen axial gerichteten Rand 130 zur Auflage auf einem entsprechend passenden Rand 132 am Umfang eines radial gerichteten Flanschabschnittes 134, der die Innenseite eines Endgehäuses 135 bildet. Die Randabschnitte 130, 132 liegen mit ihren Stoßflächen aneinander und sind mit Hilfe von Schrauben 136, 138 und Muttern 140 fest miteinander verbunden.

Das Endabschnxttsgehause 135 umfaßt außerdem einen Rohrabschnitt 142 mit nach oben und nach unten gerichteten Armabschnitten 144, 146, die außerhalb des Abschnittes ein gegabeltes Ende 22 bilden. Die Armabschnitte 144, 146 enthalten axial zueinander ausgerichtete, im wesentlichen vertikal verlaufende Bohrungen 148, 150 zur Aufnahme oberer und unterer Achsschenkelbolzen 152, 154, die in Nadellagern 156 abgestützt sind.

Das Achsschenkelgehäuse 20 ist etwa konisch verjüngt und besitzt an seinem inneren Ende obere und untere Arme 158, 160, die gabelförmig auswärts gerichtet sind. Axial zueinander ausgerichtete Bohrungen 162, 164 in den Gabelarmen 158 bzw. 160 nehmen die Verlängerungen der Achsschenkelbolzen 152, 154 auf und lenken somit das Spindelgehäuse an dem Endabschnitt 14 zur Ausführung einer Bewegung in einer im wesentlichen waagerechten Ebene an. Die Achsschenkelbolzen 152, 154 sind in üblicher Weise mit Hilfe von Feststellschrauben 66 in den Bohrungen 162 bzw. 164 starr gehaltert.

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Der gezeigte Abschnitt der Radeinheit 18 enthält eine Nabe 168 und eine Bremsanordnung 170. Die Nabe 168 ist auf dein Achsschenkelgehäuse mit Hilfe von Kegelrollenlagern 172, 174 gelagert und an einer axialen Relativbewegung bezüglich des Achsschenkelgehäuses durch Feststellemuttern 176, 178 für die Bremstrommel gehindert, die auf das in Axialrichtung äußere Ende des Achsschenkelgehäuses aufgeschraubt sind. Eine Ringdichtung 180 schützt die Bremsanordnung vor Schmiermitteln, die aus den Lagern 172, 174 ausdringen könnten. Die Bremsanordnung 17O umfaßt eine Bremstrommel 171, zv/ei Bremsbacken 182, von denen nur einer gezeigt ist, und einen Backenbolzen 184, der an dem Achsschenkelgehäuse durch mehrere Schrauben 18G gehaltert ist. Die Bremstrommel 171 ist mit Hilfe mehrerer flacher Kopfschrauben 173 sowie Paßstiften 175 befestigt.

Der Getriebezug 118 stellt eine Verbindung her zwischen dem rotierenden Ausgang des Achswellenrades -106 des Ausgleichsgetriebes (Fig. 4) und der Nabe 168. Der Antriebszug 118 enthält eine Antriebswelle lOO des Mittelabschnittes, ein Untersetzungsgetriebe 188, eine Antriebswelle des Endabschnittes, ein Universalgelenk 191 und eine im Achsschenkelgehäuse angeordnete Antriebswelle 193.

Die Antriebswelle 100 im Mittelabschnitt, die an ihrer Innenseite über die Keilwellenverzahnung mit dem Achswellenrad 106 (Fig. 4) gekuppelt ist, erstreckt sich nach außen durch das Untersetzungsgetriebegehäuse 16 in eine Bohrung 189 im Flanschabschnitt 134 des Endabschnittgehäuses 135. Die Drehachse der Welle 100 verläuft unterhalb und parallel zur Achse der Antriebswelle 19O des Endabschnittes. Mit dem äußeren Ende 100 und der Nabe 19 eines Zahnrades 194 mit Schraubverzahnung besteht eine lockere Keilwellenverbindung. Die Nabe 192 enthält ring-

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förmige Flanschabschnitt·196, 198, die Sitzflächen für die Innenringe von Kegelrollenlagern 200 bzw. 202 bilden. Der Flanschteil 126 des Endstückes 123 dient als Sitzfläche für den Außenring des Wälzlagers 200. Der Außenring des V7älzlagers 2O2 sitzt in einem schalenförmig en Bauteil 204 innerhalb der Bohrung 189. Der schalenförmige Bauteil 204 trägt einen Radialflansch 206, der mit Hilfe von Schrauben 208 am Flanschabschnitt 134 befestigt ist. Die lockere Keilwellenverbindung zwischen dem Zahnritzel 19 4 und der Welle 100 ermöglicht eine schräg gerichtete Schwimmbewegung der Achse der Welle 100, wenn das Achsgehäuse sich aufgrund großer Lasten durchbiegt.

Die Welle 190 ist in der Nähe ihres äußeren Endes in einem Kegelrollenlager 209 gelagert, das innerhalb eines im Durchmesser verringerten Bereiches des Rohrabschnittes 182 im Endgehäuse 135 abgestützt ist, während das innere Ende der Welle- in einem Kegelrollenlager 210 läuft, das in einer Bohrung 212 des Flanschabschnittes untergebracht ist. Eine scheibenförmige Abdeckung 214 mit einem axial gerichteten Ringvorsprung 215 ist an den Flanschabschnitt 126 angeschraubt, um die Bohrung 212 abzudecken und das Wälzlager 210 an einer Axialbewegung zu hindern. Ein Abschnitt der VJeIle 190 innerhalb des Getriebegehäuses 16 besitzt ein Keilwellenprofil 216, das mit einem entsprechenden PCeilwellenprofil 217 der Kabe eines sehraubverζahnten Zahnrades 220 zusammenpaßt, welches mit dem Ritzel 19 4 in Eingriff steht. Die Zahnräder 194 und 220 bilden zusammen ein Untersetzungsgetriebe 188, mit dem Übersetzungsverhältnisse zwischen 5,43:1 und 3,60:1 erreicht werden.

Die Achsschenkelwelle 19 3 besitzt am äußeren Ende einen Radialflansch 222, der mit Hilfe von Schrauben 224 an der Radnabe 168 befestigt ist. Lach der Befestigung an der

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Nabe bzw. Trommel 168 richtet der Flansch 222 die Welle 193 im Achsschenkelgehäuse 20 auf die Achse aus, die koaxial zur Raueinheit 18 verläuft und bezüglich der Achse der Welle 190 annähernd abwärts abgeschrägt verläuft. Eine Dichtung 226 verhindert das Ausfließen von Schmiermittel aus den Lagern 172, 180 in das Innere des Achsschenkelgehäuses 20. Die Welle IS3 ist mit der Welle 190 durch ein Universalgelenk 191 gekuppelt. Das innere Ende 228 des Universalgelenks 191 ist über eine Keilwellenverzahnung und Schrauben mit dem äußeren Ende der Welle 190 verbunden. Das äußere Ende 230 des Universalgelenks 191 sitzt über eine Keilwellenverzahnung verschiebbar auf der Welle 193, so daß die Nabe 168 leicht abgenommen werden kann.

Die soweit beschriebene angetriebene Lenkachse läßt sich mit vergleichbaren starren Frontachsen auswechseln, so daß das gleiche Lastwagenfahrgestell entweder mit einer herkömmlichen Starrachse versehen wird und ein auf einer Achse getriebenes Fahrzeug entsteht, oder das Fahrgestell nimmt die erfindungsgemäße angetriebene Lenkachse auf, womit ein vierrädriges allradgetriebenes Fahrzeug entsteht. Die leichte Auswechselbarkeit ist auf eine Kombination von Merkmalen zurückzuführen, unter anderem auf den tiefer gelegten Mittelabschnitt der Achse, um den Abstand zum Fahrzeugmotor aufrechtzuerhalten, wobei das niedrige Differentialgehäuse außerdem dazu beiträgt, daß zwischen der Achse und dem Fahrzeugmotor ein ausreichender Federungshub zur Verfügung bleibt. Das niedrige Differentialgehäuse kann deshalb vorgesehen v/erden, v/eil im Differentialgehäuse allenfalls eine geringfügige Drehzahluntersetzung erfolgt, während eine verhältnismäßig große Getriebeübersetzung im Grenzbereich zwischen dein Achsrnittelabschni.tt und den Ach;:-

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endabschnitten durchgeführt wird. Wenn im Differentialgetriebe keine oder nur eine geringe Drehzahl-untersetzung stattfindet, erhöht'sich damit die Drehzahl der rotierenden Bauteile zwischen den Differential-Eingangsrädern und den Untersetzungsgetrieben, so daß die Drehmomentbelastungen dieser Bauteile verringert werden und somit Einsparungen an Masse und Material möglich sind. Die erfindungsgemäße tiefergelegte Mittelanordnung der Achse gewährleistet, daß der erforderliche Antriebsmotor und auch der Durchfederungshub aufrechterhalten bleiben, während das Differentialgehäuse ausreichende Größe behält, um eine Gruppenauswahl von Tellerrädern aufzunehmen, die Übersetzungsverhältnisse zwischen 1:1 bis 1,5:1 im Ausgleichsgetriebe ermöglichen. Die Untersetzungsgetriebegehäuse an den Zwischenflächen zwischen dem tiefergelegten Mittelabschnitt und den Achsendabschnitten ermöglichen die Unterbringung von Getrieben zur Erzielung von Untersetzungen im Bereich zwischen 3,60:1 bis 5,43:1. Selbstverständlich kann das übersetzungsverhältnis des Ausgleichsgetriebes und des Untersetzungsgetriebes so ausgewählt und aufeinander abgestimmt werden, daß ein weiter Bereich von Gesamt-Untersetzungen erreichbar wird, der alle die Verhältnisse einschließt, die normalerweise bei motorgetriebenen Lastwagen vorkommen. Die angetriebene Lenkachse gemäß der Erfindung ist auf diese Weise leicht und vollständig auswechselbar bezüglich bereits bestehender nicht getriebener Vorderachsen, unabhängig davon, ob die eine Achse von der Konstruktion her oder erst nachträglich eingebaut wird.

Die Erfindung läßt sich zusammenfassen als eine angetriebene Lenkachse mit tiefergelegtem Mittelabschnitt zum Antrieb und zur Lenkbev;egung von Rädern, die an den

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äußeren Enden der Achse gelagert sind. Die Lenkachse enthält ein für Lastaufnahme ausgelegtes starres Gehäuse, das sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, sowie Achsschenkelgehäuse, die an den äußeren Enden des starren Gehäuses angelenkt sind. Das starre Gehäuse besteht aus im wesentlichen rohrfönigen rechten und linken Endabschnitten, die parallel und im wesentlichen koaxial, zu einer Achse verlaufen, welche die Drehmittelpunkte der Räder miteinander verbindet, während ein mittlerer Rohrabschnitt zwischen den Endabschnitten angeordnet und bezüglich der Radachse tiefer gelegt ist. Die äußeren Enden des Mittelabschnittes und die entsprechenden inneren Enden der Endabschnitte sind miteinander verschraubt, um in diesem Bereich linke und rechte Untersetzungsgetriebe anzuordnen und unter, zubringen. Das starre Gehäuse enthält ein für hohe Geschwindigkeiten ausgelegtes Ausgleichsgetriebe im Mittelabschnitt, das im Eingangsbereich über einen Winkelantrieb mit einem Übersetzungsverhältnis von im wesentlichen 1:1 umläuft und am Ausgang nach links und rechts an Universalgelenke angeschlossen ist, die angrenzend an die äußeren Enden der starren Gehäuse angeordnet ist. Die Zahnräder in den Untersetzungsgetriebegehäusen sind vorzugsweise schraubverzahnt. Linke und rechte Achswellen, die zum Antrieb der Räder dienen, sind auf den linken und rechten Achsschenkelgehäusen gelagert und über die Kupplung mit den entsprechenden Universalgelenken angetrieben.

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Claims

Patentansprüche

1. [Lenkachse für motorgetriebene Fahrzeuge, insbesondere mix über ein Differential angetriebenen Rädern, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

A. ein in sich starres Achsgehäuse besitzt bezüglich einer gemeinsamen Achse verlaufende Endabschnitte (14) und einen tiefergelegten Mittelabschnitt (12), der im wesentlichen parallel mit Abstand unterhalb der gemeinsamen Achse verläuft,

B. innerhalb des Achsgehäuses ist ein Ausgleichsgetriebe gelagert und besitzt zwei Achswellenräder (106) sowie ein Eingangszahnrad(74), das mit einer Eingangswelle (29) in Antriebsverbindung steht,

C. an den beiden Gehäuseendabschnitten sind Achsschenkelgehäuse (20) schwenkbar angelenkt und dienen zur drehbaren Abstützung einer Radeinheit (18),

D. in den /ichsschenkelgehäusen (20) ist jeweils eine Antriebswelle gelagert und antriebsmäßig mit einer entsprechenden Radeinheit (18) verbunden,

L. Antriebsmittel (16, 19 4, 188, 190) zur Verbindung der Achswellenräder (106) und der Achswellen (193), wobei zwischen jedem Achswellcnrad des Ausgleichsgetriebes und der entsprechenden Achswelle (19 3) ein Untersetzungsgetriebe (IC) vorgesehen ist.

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2. Lenkachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgetriebe (24) im tiefer gelegten Mittelabschnitt (12) der Achse untergebracht ist.

3. Lenkachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem tiefergelegten Mittelabschnitt (12) /Antriebswellen (100) gelagert und von den entsprechenden AchswellenrSdern (106) des Untersetzungsgetriebes angetrieben sind, daß weitere Antriebswellen (190) in den Gehäuseendabschnitten (14) gelagert sind, und daß dazwischen jeweils ein Untersetzungsgetriebe (16) angeordnet ist.

4. Lenkachse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgleichsgetriebe und den Achswellen (193) außerdem jeweils ein Universalgelenk (191) vorgesehen ist, das das nach innen gerichtete Ende der jeweiligen Achswelle und das nach außen gerichtete Ende der entsprechenden Antriebswelle (191) miteinander verbindet.

5. Lenkachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein in sich starres Achsgehäuse mit Endabschnitten (14) und einem tiefergelegten Mittelabschnitt (12), durch ein im Bereich des tiefergelegten Mittelabschnittes angeordnetes Ausgleichsgetriebe (24) mit zwei Ausgangsrädern (iOG) und einem L'ingangsrad (74) zur antriebsraäßigen Kupplung mit einer Lingangswelle (29), durch ein schwenkbar an dem jeweiligen Lndabschnitt. angelenktes Achsschenkelgehäuse (20), auf dem eine Radeinheit (18) drehbar gelagert ist, ferner durch jeweils eine in den Achsschenkclgehäusen gelagerte liadachse (193) , die antriebsmäßig mit einer entsprechenden Raaeinheit in Verbindung steht und durch Antriebsmittel zur Verbindung der r:adachsc.Ti und der AusgangsrL^:oor eier» Ausgleichsgetriebe;,

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wobei die Antriebseinrichtungen

(1) jeweils ein Untersetzungsgetriebe zwischen dein Ausgangsrad und der entsprechenden Radachse enthalten,

(2) ferner in dem tiefergelegten Gehäuseabschnitt gelagerte Antriebswellen (100) zur Verbindung der Ausgangsräder des Ausgleichsgetriebes mit dem entsprechenden Untersetzungsgetriebe,

(3) in den Gehäuseendabschnitten gelagerte Antriebswellen zur Kupplung des jeweiligen Untersetzungsgetriebes und der entsprechenden Radachse.

6. Lenkachse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgetriebe (24) ein Kegelradgetriebe ist und das Eingangszahnrad aus einem Tellerrad (74) besteht, das mit dem Ausgleichsgehäuse (66) fest verbunden und durch ein auf der Eingangswelle (29) sitzendes Zahnrad (98) im wesentlichen mit dem übersetzungsverhältnis 1:1 angetrieben ist.

7. Lenkachse nach einem, der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (172, 174) zur Lagerung einer Radeinheit (18) auf dem äußeren Ende des jeweiligen Gehäuseendabschnittes (14) vorgesehen sind, daß das in dem tiefergelegten Achsabschnitt (12) angeordnete Differentialgehäuse (24) mit seiner Oberseite unterhalb der die Drehmittelpunkte der Radeinheiten (18) verbindenden Achse liegt.

8. Lenkachse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß der tiefergelegte Mittelabschnitt (12) einen im wesentlichen rohrförmigen Abschnitt aufweist, der unterhalb und im wesentlichen parallel zu einer die beiden Drehmittelpunkte der Radeinheiten (18) verbindenden Achse liegt, und ein in den rohrförmigen Abschnitt eingeformtes

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Differentialgehäuse, dessen Oberseite unterhalb der die Radmittelpunkte verbindenden Achse liegt.

9. Antriebsanordnung für ein motorgetriebenes Fahrzeug mit einem im Fahrzeugkörper an vorderer Stelle angeordneten Antriebsmotor und einer angetriebene Bodenräder lagernden Hinterachse und einer vorderen Lenkachse nach .einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Achsgehäuse im wesentlichen waagerecht verlaufende Endabschnitte (14) und parallel dazu einen tiefergelegten Mittelabschnitt (12) mit einem Differentialgehäuse (24) aufweist, wobei die im wesentlichen vertikal verlaufenden Abschnitte zur Verbindung des Mittelabschnittes und der Endabschnitte einen Muldenbereich unterhalb der Antriebsmaschine bilden und diese mit Zibstand umfassen, daß ferner Achsschenkelgehäuse (20) schwenkbar an den Außenseiten der rohrförmigen Endabschnitte angelenkt sind und Bodenräder (18) lagern, und daß ein Antriebszug zwischen dem Ausgang der Antriebsmaschine (42) und den Eingängen der rückwärtigen und vorderen Achsantriebe und der Differentialanordnung vorgesehen ist,wobei in dem Antriebszug (42, 54, 60) ein Übertragungsgetriebe (44) vorgesehen ist, das die Ausgangsleistung der Antriebsmaschine aufnimmt und diese zwischen der Differentialanordnung (24) und dem Antrieb für die Hinterachse (46) verteilt.

10. Lenkachse mit einem vorgeschalteten Antriebszug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsgetriebeeinheit (44) ein Planetengetriebe zur Drehmomentanpassung aufv/eist, das das Drehmoment zwischen dem Differentialgetriebe (24) und dem Antrieb für die Hinterachse aufteilt.

409814/10 03

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