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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Abtriebsflanschanordnung zum
abtriebsseitigen Verbinden mit einem Achskegelrad eines Differenzialgetriebes
eines Fahrzeuggetriebes gemäß der im
Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Aus
der Fahrzeugtechnik sind derartige Anordnungen mit einem Abtriebsflansch
zum abtriebsseitigen Verbinden mit einem Getriebe bekannt. Bei der
Montage wird der Abtriebsflansch in das Getriebe abtriebsseitig
eingeführt
und an einem Achskegelrad bzw. einem Ausgleichskegelrad eines Differenzialgetriebes
axial fixiert. Dazu weist der Abtriebsflansch eine Radialnut und
einen in der Radialnut eingelegten radial aufspreizenden Sicherungsring
auf. Der Sicherungsring wird im montierten Zustand gegen einen Ringanlagebereich
an dem Innendurchmesser des Achskegelrades gepresst. Somit ist der
Abtriebsflansch axial an dem Achskegelrad befestigt.
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Zum
Demontieren muss eine entsprechende Demontagekraft zum Zusammenpressen
des Sicherungsringes aufgebracht werden, um den Abtriebsflansch
wieder von dem Differenzialgetriebe zu lösen. Durch die an dem Achskegelrad
vorgesehene Ringanlagefläche
wird die Demontagekraft auf den Sicherungsring übertragen, so dass je nach
Ausführung dieser
Anlagefläche
auch die Höhe
der aufzubringenden Demontagekraft beeinflusst wird. Ferner ist
an dem Achskegelrad eine Einführschräge für den Abtriebsflansch
vorgesehen, die an der dem Getriebe abgewandten Seite des Innendurchmessers
des Achskegelrades angeordnet ist. Durch die Einführschräge kann
die erforderliche Montagekraft beeinflusst werden.
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Bei
der bekannten Anordnung ist der Kraftaufwand in axialer Richtung
für die
Montage deutlich geringer als für
die Demontage. Insbesondere wird die axiale Demontagekraft bei Schlageinwirkungen, also
bei dynamischen Belas tungen, deutlich reduziert. Dies kann z. B.
beim Montageablauf zu Problemen führen. Um dies zu vermeiden,
kann bei der bekannten Anordnung die Steifigkeit des Sicherungsringes
erhöht
werden. Dadurch wird die für
die Demontage erforderliche Kraft erhöht, so dass ein unbeabsichtigtes
Lösen der
Verbindung zwischen dem Abtriebsflansch und dem Getriebe verhindert
wird. Ein steiferer Sicherungsring erhöht aber auch die erforderliche
Montagekraft. Somit ist es möglich,
dass bei der Montage eine unerwünschte
Spanbildung an dem Sicherungsring auftreten kann.
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Um
die Demontagekraft zu erhöhen,
ist es auch bekannt, dass die achskegelradseitige Ringanlagefläche bezüglich Ihres
Winkels modifiziert wird, so dass auch die statische Demontagekraft
erhöht wird.
Jedoch hat die Veränderung
des Winkels der Ringanlagefläche
am Achskegelrad nur geringen Einfluss auf dynamische Beanspruchungen.
Bei einer solchen dynamischen Beanspruchung wirkt ein Impuls radial
auf den Sicherungsring. Bei dem resultierenden Schwingvorgang erreicht
der Sicherungsring eine dynamische Radialverformung, die größer ist
als unter Einwirkung einer statischen Kraft. Demzufolge ist die
erforderliche Demontagekraft bei einer Schlagbeanspruchung geringer.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs
beschriebene Abtriebsflanschanordnung derart zu verbessern, dass
sowohl bei statischen als auch dynamischen Beanspruchungen eine
ausreichende Demontagekraft zum Demontieren erforderlich ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und
den Zeichnungen.
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Somit
wird eine Abtriebsflanschanordnung zum abtriebsseitigen Verbinden
mit einem Achskegelrad eines Differentialgetriebes eines Fahrzeuggetriebes
vorgeschlagen, wobei ein Abtriebsflansch mit zumindest einer Radialnut und
mit einem in der Radialnut eingelegten radial aufspreizenden Sicherungsring
vorgesehen ist, der im montierten Zustand gegen eine Ringanlagefläche an dem
Innendurchmesser des Achskegelrades gepresst wird, wobei die Radialnut
mit zumindest einem abtriebsflanschseitigen Ringanlagebereich oder
dergleichen ausgerüstet
ist, mit dem bei einer axialen Belastung eine zusätzliche
radial nach außen
gerichtete Expansionskraft-Komponente erzeugt wird.
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Sobald
eine Axialkraft auf den Sicherungsring aufgebracht wird, wird durch
die Anlage des Sicherungsringes an dem abtriebsflanschseitigen Ringanlagebereich
eine Radialkraft durch Expansion des Sicherungsringes nach außen erzeugt.
Diese erzeugte Radialkraftkomponente bzw. Expansionskraft hebt die
nach innen gerichtete Radialkraft zumindest teilweise auf, die durch
die Anlage des Sicherungsringes an der achskegelradseitigen Anlagefläche bewirkt
wird, so dass in vorteilhafter Weise die statische Demontagekraft
erhöht
wird.
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Zudem
kann die Demontagekraft auch bei dynamischen Beanspruchung erhöht werden,
da die durch die dynamische Beanspruchung erzeugte Schwingbewegung
des Sicherungsringes durch den an dem Ringanlagebereich erzeugten
Gegenimpuls gedämpft
und durch Formschluss begrenzt wird.
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Im
Rahmen einer möglichen
Ausführungsvariante
der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der abtriebsflanschseitige
Ringanlagebereich an der getriebeseitigen Flanke der Radialnut des
Abtriebsflansches vorgesehen ist. Es sind auch andere Anordnungsmöglichkeiten
des Ringanlagebereiches oder auch weitere Ringanlagebereiche möglich. Jedoch
ist der Ringanlagebereich an der getriebeseitigen Flanke der Radialnut
vorteilhaft, da somit eine optimale Dämpfung der Radialkraftimpulse bei
Schlagbeanspruchungen gegeben ist. Zudem wird die Montagekraft durch
die vorgeschlagene Anordnung nicht beeinflusst.
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Vorzugsweise
kann der abtriebsflanschseitige Ringanlagebereich als Schräge an der
getriebeseitigen Flanke der Radialnut ausgebildet sein. Es sind
auch andere konstruktive Formen des Ringanlagebereiches denkbar.
Jedoch ist eine Schräge
vorteilhaft einfach herstellbar und zudem bietet diese Form eine
formschlüssige
Anlage an dem Sicherungsring, so dass die Radialschwingungen des
Sicherungsringes optimal gedämpft
werden.
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Bei
dem als Schräge
ausgeführten
Ringanlagebereich kann die Steigung beliebig gewählt werden, wobei sich ein
Winkel etwa unterhalb von 10° als vorteilhaft
erwiesen hat, wobei dieser jedoch von der Rauheit und anderen Faktoren
der Bauteile abhängig ist
und entsprechend verändert
werden kann. Die Richtung der Steigung sollte so gewählt werden, dass
sich die axiale Breite in Richtung des Bodens der Radialnut reduziert.
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Die
erfindungsgemäß vorgeschlagene
Anordnung kann bevorzugt bei Automatgetrieben zum Einsatz kommen,
die bei Allradfahrzeugen eingesetzt werden, wobei die Anordnung
bevorzugt zum Verbinden mit einem Achskegelrad eines Vorderachsdifferentials
verwendet wird. Es sind jedoch auch andere Anwendungsbereiche denkbar.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Schnittansicht einer Abtriebsseite eines Allrad-Automatgetriebes
mit einer erfindungsgemäßen Anordnung;
und
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2 eine
vergrößerte Teilansicht
einer möglichen
Ausführungsform
der Anordnung gemäß 1.
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In 1 ist
ein Ausschnitt eines Vorderachsantriebes eines Allrad-Automatgetriebes 1 gezeigt. Die
Abtriebsseite wird durch ein Differentialgetrie be 2 mit
einem Ausgleichskegelrad bzw. Achskegelrad 3 gebildet,
mit dem ein Abtriebsflansch 4 der erfindungsgemäßen Anordnung
verbunden wird, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Bauteile
beschrieben und bezeichnet werden.
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Der
Abtriebsflansch 4 ist mit einer Radialnut 5 an
seinem dem Differentialgetriebe 2 zugewandten Ende versehen.
In der Radialnut 5 des Abtriebsflansches 4 ist
ein radial aufspreizender Sicherungsring 6 aufgenommen,
um den Abtriebsflansch 4 axial an dem Achskegelrad 3 zu
fixieren. Eine drehfeste Verbindung zwischen dem Abtriebsflansch 4 und
dem Achskegelrad 3 wird durch eine Steckverzahnung 7 realisiert,
die aus einer Innenverzahnung 8 am Innendurchmesser des
Achskegelrades 3 und einer Außenverzahnung 9 an
dem Abtriebsflansch 4 gebildet wird.
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An
der dem Getriebe 1 abgewandten Seite des Innendurchmessers
des Achskegelrades 3 ist eine Einführungsschräge 10 zum Erleichtern
der Montage des Abtriebsflansches 4 vorgesehen. Ferner
ist eine achskegelradseitige Ringanlagefläche 11 am getriebeseitigen
Ende der Innenverzahnung 9 des Achskegelrades 3 vorgesehen,
an dem im montierten Zustand der radial aufspreizende Sicherungsring 6 anliegt.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die Radialnut 5 einen abtriebsflanschseitigen Ringanlagebereich 12 aufweist,
mit dem eine zusätzliche
radial nach außen
gerichtete Expansionskraft-Komponente 14 erzeugt wird,
um dadurch die durch Radialkraftimpulse nach innen bewirkte Schwingungen
des Sicherungsringes 6 aufgrund einer Kompressionskraft 15 zu
dämpfen.
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Der
zusätzliche
Ringanlagebereich 12 ist an der getriebeseitigen Flanke
der Radialnut 5 als Schräge 13 ausgebildet.
Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, wird durch
das Anlegen des Sicherungsringes 6 an der Schräge 13 die
Expansionskraft 14 als zusätzliche radial nach außen gerichtete Kraftkom ponente
erzeugt, welche durch einen Pfeil angedeutet ist. Diese Expansionskraft 14 ist
der radial nach innen wirkenden Kompressionskraft 15 entgegengerichtet,
die sich z. B. aufgrund von Schlagbeanspruchungen ergibt. Als Resultierende
aus der Expansionskraft 14 und der Kompressionskraft 15 ergibt
sich die Kraftkomponente 16, die ebenfalls in 2 eingezeichnet
ist. Die resultierende Kraftkomponente 16 ist deutlich
kleiner als die erforderliche Kompressionskraft 16' zur Demontage
des Abtriebsflansches 4 bei der erfindungsgemäßen Abtriebsflanschanordnung.
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Um
nun bei der Demontage die erforderliche Kompressionskraft 16' aufbringen
zu können,
dessen Betrag durch die beiden horizontalen Linien in 2 angedeutet
ist, muss die Demontagekraft 17 entsprechend erhöht werden.
Die höhere
Demontagekraft 17' bewirkt
dann die erforderlichen Kraftkomponenten 14' und 15', aus denen sich die resultierende Kraft 16' ergibt. Die
höhere
Demontagekraft 17' wird durch
eine punktierte Linie im Verhältnis
zur sonst erforderlichen Demontagekraft 17 schematisch
angedeutet, welche mittels einer durchgezogenen Linie gekennzeichnet
ist.
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Durch
den abtriebsflanschseitigen Ringanlagebereich 12 und die
daraus resultierende Expansionskraft 14 bzw. 14' ergibt sich
sowohl bei statischen als auch bei dynamischen Beanspruchungen eine höhere Demontagekraft,
so dass ein unbeabsichtigtes lösen
des Abtriebsflansches von dem Getriebe vermieden und gleichzeitig
die Montagekraft nicht erhöht
wird.
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- 1
- Automatgetriebe
- 2
- Differentialgetriebe
- 3
- Achskegelrad
- 4
- Abtriebsflansch
- 5
- Radialnut
- 6
- Sicherungsring
- 7
- Streckverzahnung
- 8
- Innenverzahnung
- 9
- Außenverzahnung
- 10
- Einführungsschräge
- 11
- achskegelradseitige
Ringanlagefläche
- 12
- abtriebsflanschseitige
Ringanlagebereich
- 13
- Schräge
- 14,
14'
- Expansionskraft
- 15,
15'
- Kompressionskraft
- 16,
16'
- resultierende
vertikale Kraftkomponente
- 17,
17'
- Demontagekraft