DE69313923T2 - Montage einer Antriebsachse für Tandem-Anordnungen und Ritzelwellenbaugruppe hierfür - Google Patents
Montage einer Antriebsachse für Tandem-Anordnungen und Ritzelwellenbaugruppe hierfürInfo
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Description
- Bei der vorliegenden Erfindung geht es um Antriebsachsen und insbesondere solche Anordnungen bei einem Fahrzeug, das mehrere Antriebsachsen in Tandemanordnung aufweist. Tandemantriebsachsanordnungen werden üblicherweise bei schweren Straßen-LKWs und Geländefahrzeugen verwendet, die die zusätzliche Traktion mehrerer Antriebsachsen erfordern. Bei schweren Straßen-LKWs ist die der Kardanwelle benachbarte Achse die vordere der Tandemachsen. Bei solchen Anordnungen enthält die vordere Antriebsachse eine Eingangswelle, die an die Fahrzeugkardanwelle angekuppelt ist, und eine mit dieser fluchtenden Ausgangswelle, die zum Ankuppeln der zweiten nachlaufenden Antriebsachse eingerichtet ist.
- Achsanordnungen der oben genannten Bauart verwenden üblicherweise ein Zwischenachsdifferenzial zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle, um das Antriebswellendrehmoment auf beide Achsen zu verteilen.
- Die eingangsseitige oder vordere Antriebsachse bei einer Tandemantriebsachsanordnung verfügt typischerweise über ein Antriebszahnrad, das auf der Eingangswelle gelagert ist, die die Antriebsleistung von einem leistungsteilenden Zwischenachsdifferenzial bekommt und das mit einem Vorgelegezahnrad kämmt, das an der Achsantriebsritzelwelle befestigt ist, dessen Antriebsritzel mit dem Tellerrad der Achse in Eingriff steht. Bislang wurde die Vorgelege- oder Ritzelwelle mit einer Vielzahl von Lagern gelagert, um eine exakte Positionierung des Antriebsritzeis bezüglich des Tellerrads zu gewährleisten, um die Bewegung des Antriebsritzels bezüglich des Tellerrads bei der Kraftübertragung zu minimieren.
- Die DE-A-22 62 992, die die Basis für den Hauptanspruch bildet, zeigt ein Achsgehäuse, das ein Differenzialgetriebe und ein Leistungsteilergetriebe beherbergt. Das Achsgehäuse besteht aus einem Hauptteil und einem an dem Hauptteil befestigten Deckel. Diese Teile umschließen einen Raum, in dem der Leistungsteiler angeordnet ist. Zu dem Leistungsteiler gehört eine Ausgangswelle, die drehfest ein Stirnzahnrad trägt. Das Stirnzahnrad kämmt mit einem weiteren Stirnzahnrad, das auf einer Zwischenwelle, die das Ritzel des Differenzialgetriebes trägt, gehaltert ist. Die Zwischenwelle ist mittels zweier Lager gelagert, von denen eines zwischen dem Stirnzahnrad und dem Ritzel angeordnet ist, während sich das andere an einem Ende der Zwischenwelle gegenüber dem Ritzel befindet.
- Ein Käfigteil dient dazu, die Lager aufzunehmen, wobei das Käfigteil rohrförmige Fortsätze an beiden Enden trägt, die so gestaltet sind, dass in ihnen die Lager stecken und sie in passende Bohrungen mit dem Hauptteil des Achsgehäuses bzw. des Deckels einsetzbar sind. Auf diese Weise wird das Käfigteil durch den Deckel und den inneren Teil des Gehäuses getragen.
- Die GB-A-2 021 015 zeigt einen anderen Stand der Technik für Antriebsachsen von schweren LKWs und Geländefahrzeugen, wobei die Zwischenwelle, die das Antriebsritzel trägt, in Lagern gelagert ist, die in einem entfernbaren Block sitzen, der in eine Bohrung des Achsgehäuses eingesetzt ist. Das vordere Ende der Ritzelwelle ist mit einer Führungsbohrung versehen, die dazu eingerichtet ist, ein Führungsteil einer anderen Welle aufzunehmen, die in den Lagern gelagert ist, die in dem Gehäuse angeordnet sind. Das Ritzel, das mit dem Tellerrad kämmt, trägt an seinem vorderen Ende einen Führungsfortsatz, der dazu vorgesehen ist, in einem Kugellager gelagert zu werden. Dieses Kugellager befindet sich in der Bohrung einer Wand neben dem Differenzialgetriebe, das an dem Tellerrad befestigt ist.
- Die vorliegende Erfindung schafft eine Antriebsachsanordnung mit einer Vorgelegewelle, die von einer Eingangswelle angetrieben ist, wobei das Ritzel für das Tellerrad auf der Vorgelegewelle sitzt. Eine Ausgangswelle, die zum Anschließen einer Tandemantriebsachse eingerichtet ist, ist vorzugsweise über ein Differenzial mit der Eingangswelle antriebsmäßig verbunden. Die Vorgelegewelle, zu der das Antriebsritzel und das Vorgelegezahnrad gehören, ist in einem demontierbaren Ritzelwellenkäfig gelagert, wobei die Vorgelegewellenlager zu beiden Seiten des Vorgelegewellenzahnrads angeordnet sind, und der Käfig das Vorgelegewellenzahnrad im Wesentlichen umgibt. Die demontierbare Untereinheit aus Käfig und Ritzelwelle ist mit einem Führungsabschnitt an dem Ende des Ritzels versehen, der in einem Ritzelführungslager gelagert ist, das in dem Achsgehäuse sitzt. Die Untereinheit aus Käfig und Vorgelegewelle wird mittels einer Mutter zusammengehalten, die auf das Ende der Vorgelegewelle aufgeschraubt und gegen Distanzhülsen festgeschraubt ist, die zwischen den Lagern angeordnet sind, um die erforderliche Ritzelwellenvorspannung an den Lagern zu erzeugen. Die Untereinheit aus Käfig und Ritzelwelle wird sodann mit Distanz- oder Ausgleichsscheiben an dem Achsgehäuse befestigt, um das Ritzel im richtigen Eingriff mit dem Tellerrad der Achse zu positionieren.
- Die vorliegende Erfindung schafft auf diese Weise eine neue und verbesserte Technik zum Lagern einer Ritzelvorgelegewelle, die eine radiale Abstützung für die Welle an beiden Seiten des Vorgelegewellenzahnrads in einer leicht demontierbaren Untereinheit aus Ritzelwelle und Käfig schafft. Es sind Vorkehrungen getroffen, um das Ende des Antriebsritzels in einem dritten Lager abzustützen, das an dem Achsgehäuse befestigt ist. Die Untereinheit aus der Ritzelwelle und dem Lagerkäfig erleichtert ein genaues und stabiles positionieren des Ritzels bezüglich des Achstellerrads.
- Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch die Antriebsachseinheit gemäß der Erfindung und
- Fig. 2 zeigt eine axonometrische Darstellung der Untereinheit aus Ritzelwelle und Käfig der Antriebsachse nach Fig. 1.
- In Fig. 1 ist die Antriebsachseinheit insgesamt mit 10 bezeichnet und in einer Bauart entsprechend der vorderen Antriebsachse einer Mehrantriebsachsanordnung ausgeführt, die als Tandemanordnung an dem Fahrzeug befestigt
- ist.
- Die Achsanordnung 10 weist ein Achsgehäuse 12 mit einer Eingangswelle 14 auf, die in diesem in einem Lager gelagert ist, das sich in der Nähe des eingangsseitigen Ende befindet und insgesamt mit 15 bezeichnet ist.
- Das gegenüberliegende Ende der Welle 14 ist an einem Führungsabschnitt 16 einer Ausgangswelle 18 drehbar gelagert, die in axialer Richtung koaxial zu der Eingangswelle 14 angeordnet ist. Die Ausgangswelle 18 trägt ein Zahnrad 17 an ihrem vorderen Ende, das eine Nabe aufweist, die in einem insgesamt mit 19 bezeichneten Lager gelagert ist, das in dem Gehäuse 12 angeordnet ist. Das gegenüberliegende Ende der Welle 18 ist in zwei insgesamt mit 20, 22 bezeichneten Lagern gelagert, die sich in dem Gehäuse 12 befinden. Das nachfolgende oder hintere Ende der Welle 18 ragt nach außen aus dem Gehäuse heraus und ist mit einem Ende versehen, das zum Befestigen eines Flansches oder eines Gabelkopfes zum Antrieb einer Welle, die zu der hinteren Tandemachsanordnung führt, eingerichtet ist.
- Leistungsteilermittel in Gestalt eines Zwischenachsdifferenzials, das insgesamt bei 24 gezeigt ist, dienen dazu, die antriebsmäßige Verbindung zwischen der Eingangswelle 14, der Antriebsachse 10 und der Ausgangswelle 18 herzustellen. Zu dem Differenzial 24 gehört ein mit der Eingangswelle 14 profilverzahnter und auf diese Weise angetriebener Differenzialkorb oder -träger 21. Der Differenzialkorb 21 trägt mehrere Differenzialzahnräder 23, von denen jedes mit Zähnen 25 in Verbindung steht, die an der hinteren Stirnseite des Eingangszahnrades 28 vorgesehen sind, das in Lagern 29 gelagert ist, die auf der Welle 14 sitzen. Die Differenzialzahnräder 23 kämmen außerdem mit Zähnen 27, die an dem vorderen Stirnende des Ausgangswellenzahnrads 17 vorgesehen sind, um auf diese Leistung zu übertragen.
- Das Leistungsteilerdifferenzial kann durch Einrücken einer verschiebbaren Schaltkupplung, insgesamt mit 26 bezeichnet, gesperrt werden. Die Verwendung eines Zwischenachsleistungsteilerdifferenzials zwischen der Eingangswelle 14, der Achse 10 und der Ausgangswelle 18 sowie die Verwendung einer Kupplung zum Sperren ist aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und die weitere Beschreibung hiervon wurde zu Gunsten der Kürze weggelassen.
- In einer nachstehend beschriebenen Weise ist eine vorhandene Vorgelegewelle 30 gelagert und trägt ein Vorgelegewellenzahnrad 32, das auf ihr drehfest sitzt. Ferner ist auf der Welle 30 ein Antriebsritzel 34 vorhanden, das an einem ihrer Enden angeordnet und von dem Vorgelegewellenzahnrad 32 axial beabstandet ist. Das Ritzel 34 ist mit einem Führungszapfen 36 versehen, der an einem seiner Stirnenden ausgebildet ist, das in einem Lager gelagert ist, das insgesamt bei 38 veranschaulicht ist und in dem Gehäuse 12 steckt. Das Antriebsritzel 34 kämmt mit dem Achstellerrad 37, um das Fahrzeug anzutreiben, wenn es, wie weiter unten beschrieben, positioniert ist. Das Tellerrad 37 ist in üblicher Weise an einem Differenzialträger 40 befestigt, der eine Fahrzeugachswelle 42 über ein Kegelrad, das an der Achswelle befestigt ist, und Ausgleichs- oder Differenzialräder antreibt, die mit dem Achsseitenrad kämmen, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, wobei mit Rücksicht auf die Kürze eine dahingehende Beschreibung unterbleibt.
- Gemäß den Fig. 1 und 2 ist die Ritzelvorgelegewelle 30 in einem Primärlager, das ingesamt bei 44 gezeigt ist, gelagert, das zwischen dem Vorgelegewellenzahnrad 32 und dem Antriebsritzel 34 angeordnet ist, wobei das Lager 44 in einer in dem Käfig 48 ausgebildeten Öffnung 46 sitzt. Der Käfig 48 umgibt weitgehend das Vorgelegewellenzahnrad 32 mit geringem Abstand und einem kontrollierten Freiraum, um die dynamischen Ölkräfte zu begrenzen, indem innerhalb des Käfigs 48 ein niedrigerer dynamischer Ölstand ermöglicht wird. Ein Sekundärlager, das insgesamt bei 50 veranschaulicht ist, ist vorgesehen, in dem das Ende der Welle 30 an der dem Vorgelegewellenzahnrad 32 gegenüberliegenden Seite gelagert ist; und es steckt in einer Öffnung 52, die in dem Käfig 48 ausgebildet ist, ein Lager 50. Der Käfig 48 ist mit einem nach außen weisenden peripheren Befestigungsflansch 54 versehen, der von demjenigen Ende des Käfigs in der Nähe des Lagers 44 radial nach außen wegstehend ausgebildet ist. Der Flansch 54 enthält mehrere Öffnungen 56, durch die Schrauben 58 hindurchführen, die in das Gehäuse 12 eingeschraubt sind.
- Der Käfig 48 und die Welle 30 einschließlich des Vorgelegewellenzahnrads 32 zusammen mit dem Lagern 44, 50 werden in dem Käfig 48 mittels der Mutter 60 zusammengehalten, die auf ein Ende der Ritzelvorgelegewelle 30 aufgeschraubt ist. Mit den Bezugszeichen 62 und 64 in Fig. 1 bezeichnete Distanzelemente, zu denen auch passende Beilagscheiben gehören, sind zwischen den Lagern und vorzugsweise an gegenüberliegenden Seiten des Zahnrades 30 vorgesehen.
- Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform sind die Lager 44 und 50 in dem Käfig angeordnet und die Vorgelegewelle 30 steckt axial in den Lagern, wobei das Zahnrad 32 in dem Käfig platziert ist und die Welle 30 mit der Nabe des Zahnrads 32 mit geeigneten Zähnen verbunden ist, die mit dem Bezugszeichen 66 belegt sind. Die geeigneten Distanzstücke und Beilagscheiben werden eingesetzt, wenn die Welle 30 in die Lager eingesteckt und die Mutter aufgesetzt und angezogen wird, um die gewünschte Vorspannung in den Ritzelwellenlagern 44, 50 zu erzeugen. Die so erhaltene Untereinheit wird sodann bei abgenommenem Deckel 68 in das Achsgehäuse eingesteckt und gegen die Stirnfläche 69 des Achsgehäuses unter Verwendung von Beilagscheiben 70 ausgerichtet, die entsprechend erforderlich sind, um das Antriebsritzel 34 in die richtige Lage für den richtigen Eingriff mit dem Tellerrad 38 zu bringen. Die Untereinheit aus Käfig und Ritzelwelle, die in Fig. 2 insgesamt mit 72 bezeichnet ist, ist so bei abgenommenem Deckel 68 an dem Achsgehäuse in einer Weise montierbar, die leicht die Positionierung des Ritzels durch die Verwendung der Beilagscheiben 70 gestattet und die mittels der Schrauben 58 an dem Achsgehäuse leicht zugänglich zu befestigen ist. Die Anordnung gestattet eine genaue Positionierung des Antriebsritzels 34 bezüglich des Tellerrades 38 mittels der Beilagscheibe 70 sowie den Einbau und die Ausrichtung der Anordnung 72 durch Anziehen der Schrauben 58 gegen den Flansch 54, um die Anordnung 72 in dem Gehäuse zu befestigen. Der Deckelteil 68 des Gehäuses 12 kann sodann über der Anordnung 72 angebaut werden.
- Die vorliegende Erfindung schafft so eine einzigartige und neue Antriebsachsanordnung für Tandemachsanordnungen mit einer Unteranordnung aus einer Ritzelwelle und einem Vorgelegewellenzahnrad, die außerhalb des Achsgehäuses zusammenmontiert und vorgespannt werden kann. Die Unteranordnung kann leicht eingebaut, in der Lage justiert und an dem Achsgehäuse befestigt werden, um das Antriebsritzel für den Eingriff mit dem Tellerrad exakt zu positionieren. Die vorliegende Erfindung führt zu einer kostengünstigen leichten Herstellung und Montage der Antriebsachse zur Verwendung in einem Schwerlastfahrzeug.
- Obwohl die vorliegende Erfindung oben anhand des veranschaulichten Ausführungsbeispiels erläutert ist, ist für den Fachmann verständlich, dass die Erfindung abänderbar und variierbar und dass sie nur im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche beschränkt ist.
Claims (19)
1. Antriebsachsanordnung (10) zum Aufteilen des
Drehmoments, das von einer Hauptantriebsachse kommt, auf
eine Antriebsachse und eine Ausgangswelle (18), die dazu
vorgesehen ist, mit einer anderen Antriebsachse (42) gekup
pelt zu werden, wobei zu der Anordnung ferner gehören:
a) Gehäusemittel (12,68), die Deckelmittel (68) und
ein inneres Teil (69) aufweisen, wobei die
Ausgangswellenmittel (18) in dem Gehäuse (12,68) gelagert
sind;
b) Eingangswellenmittel (14), die in dem Gehäuse (12,
68) gelagert und antriebsmäßig mit der
Hauptantriebswelle gekuppelt sind;
c) Leistungsteilermittel (24), die den
Eingangswellenmitteln (14) zugeordnet sind, wobei die
Leistungsteilermittel (24) Zahnradmittel (27,28) aufweisen,
die antriebsmäßig mit der Antriebsachse (12) in
Verbindung stehen und zu den Zahnradmitteln gehören:
(i) ein Eingangszahnrad (28);
(ii) eine Ritzelwelle (30), die von der
Eingangswelle (14) beabstandet, zu dieser im
Wesentlichen parallel angeordnet ist und ein Antriebsritzel
(34) sowie ein angetriebenes Zahnrad (32) trägt, das
von dem Ritzel (34) beabstandet ist;
(iii) ein Tellerradmittel (37), das in dem
Gehäuse (12, 68) gelagert ist, das mit dem
Antriebsritzel
(34) in Eingriff steht und das von diesem
angetrieben ist;
(iv) ein Ritzelkäfig (48), der lösbar an dem
Gehäuse (12,68) befestigt ist, wobei der Ritzelkäfig
lediglich an dem Innenteil (69) des Gehäuses (12,68)
befestigt und vollständig von dem Gehäuse (12,68)
umgeben ist;
(v) ein erstes (50) und ein zweites (44)
Ritzelwellenlager, die an gegenüberliegenden Seiten des
angetriebenen Zahnrads (32) angeordnet sind, wobei
das erste (50) und das zweite (44) Lager in dem Käfig
(48) gehaltert sind, um eine Ritzelunterbaugruppe
(72) zu bilden, und das angetriebene Zahnrad (32) mit
dem Eingangszahnrad (28) kämmt, wenn die
Unterbaugruppe (72) an dem Gehäuse (12, 68) befestigt ist;
(d) dritte Ritzelwellenlagermittel (38), die an
der dem ersten (50) und dem zweiten (44) Lager
gegenüberliegenden Seite des Antriebsritzels (34)
angeordnet sind, wobei die dritten Lagermittel (38) in dem
Gehäuse (12,68) mit dem Ende (36) der darin
gelagerten Ritzelwelle (30) ausgerichtet sind; und
(e) Antriebsmittel (26), die dazu dienen
Drehmoment von den Eingangswellenmitteln (14) auf die
Ausgangswellenmittel (18) zu übertragen.
2. Antriebsachsanordnung (10) nach Anspruch 1, wobei
die Leistungsteilermittel (24) Differenzialmittel
aufweisen, um das Drehmoment zwischen dem Eingangszahnrad
(28) und den Ausgangswellenmitteln (18) aufzuteilen.
3. Antriebsachsanordnung (10) nach Anspruch 2, wobei
die Eingangszahnradmittel (28) und das angetriebene
Zahnrad (32) schrägverzahnte Zahnräder sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1, wobei zu der
Unterbaugruppe
(72) eine Mutter (60), die auf dasjenige Ende
der Ritzelwelle (30) aufgeschraubt ist, die von dem Ritzel
(34) abliegt, sowie Distanzstücke (62,64) gehören, die
zwischen jeder Seite des angetriebenen Zahnrads (32) und
dem betreffenden ersten und dem betreffenden zweiten Lager
(44,50) eingefügt sind, wobei ein Drehen der Mutter (60)
gegenüber der Ritzelwelle (30) dazu dient, das erste und
das zweite Lager (44,50) vorzuspannen.
5. Achsanordnung nach Anspruch 1, wobei die
Ritzelwelle (30) einen Führungsteil (36) aufweist, der von einer
Stirnseite des Ritzels (34) wegsteht, und das dritte
Ritzelwellenlager (38) einen inneren Laufring umfasst, der
auf dem Führungsteil (36) gesichert ist, sowie einen
äußeren Laufring, der mit einer Gleitpassung in den
Gehäusemitteln (12,68) fluchtend sitzt.
6. Achsanordnung nach Anspruch 1, wobei die
Antriebsmittel Differenzialmittel (24) sowie eine Sperrkupplung
(26) für diese Differenzialmittel (24) aufweist.
7. Unterbaugruppe nach Anspruch 1, die außerdem
Distanzmittel (79) umfasst, die zwischen den ersten und
den zweiten Lagermitteln (44,50) angeordnet sind.
8. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die
Sicherungsmittel eine Mutter umfassen, die auf das Ende der
Vorgelegewelle aufgeschraubt ist.
9. Antriebsachsanordnung nach Anspruch 1, wobei
Distanzmittel zwischen dem Vorgelegezahnrad und wenigstens
einem Lagermittel des Paars der Lagermittel vorhanden ist.
10. Antriebsachsanordnung nach Anspruch 1, wobei das
Antriebsritzel einstückig mit der Vorgelegewelle
ausgebildet
ist.
11. Antriebsachsanordnung (10) nach Anspruch 1, wobei
der Käfig (48) mit geringem Abstand das angetriebene
Zahnrad (32) nahezu vollständig umgibt.
12. Antriebsachsanordnung nach Anspruch 1, wobei der
Käfig (48), der an dem inneren Teil (69) der Gehäusemittel
(12,68) befestigt ist, einen offenen, ein Zahnrad
aufnehmenden Innenraum mit zwei aufeinander ausgerichteten
Öffnungen (46,52) aufweist, die jeweils an
gegenüberliegenden Enden des Innenraums angeordnet sind und von dem
Käfig (48) weg nach außen erstrecken.
13. Antriebsachsanordnung nach Anspruch 1, wobei zu
den ersten Lagermitteln (44) ein innerer Laufring gehört,
der auf der Welle (30) sitzt und sich neben dem Ritzel
(34) an einer von dem Führungsteil (36) abliegenden Stelle
befindet, und wobei ein äußerer Laufring in einer der
Käfigöffnungen (46) eingesetzt ist.
14. Antriebsachsanordnung nach Anspruch 1, wobei die
zweiten Lagermittel (50) einen auf der Ritzelwelle (30)
neben dem angetriebenen Zahnrad (32) sitzenden inneren
Laufring aufweisen, wobei ein äußerer Laufring in der
äußeren (52) des Paares der Käfigöffnungen (46,52) sitzt.
15. Antriebsachsanordnung nach Anspruch 1, wobei der
Käfig (48) eine Befestigungsfläche bildet, die dazu
eingerichtet ist, an dem inneren Teil (69) der Gehäusemittel
(12,68) anzuliegen, um das darin befindliche Ritzel (34)
zu positionieren.
16. Unterbaugruppe nach Anspruch 15, wobei die
Befestigungsflächen einen Montageflansch (54) umfassen, der um
den Außenumfang des Käfigs (48) herumführt.
17. Antriebsachsanordnung nach Anspruch 1, wobei die
Sicherungsmittel (60) dazu dienen, die Welle (30) in dem
ersten (44) und dem zweiten (50) Lagermittel zu halten und
das Ende der Ritzelwelle (30) an der Stelle des zweiten
Lagermittels (20) lediglich durch den Käfig (48)
unterstützt ist.
18. Antriebsachsanordnung nach Anspruch 1, wobei die
Welle (30) an demjenigen Ende mit einem Antriebsritzel
(34) versehen ist, das sich außerhalb des Käfigs (48) und
neben den ersten Lagermitteln (44) befindet.
19. Antriebsachsanordnung nach Anspruch 1 und einem
oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, die dazu
eingerichtet ist, in einer Tandemachsanordnung, die von
einer Hauptwelle angetrieben ist, verwendet zu werden.
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