DE102010036244A1

DE102010036244A1 - Wellenanordnung für ein Differentialgetriebe sowie Antriebseinheit mit der Wellenanordnung

Info

Publication number: DE102010036244A1
Application number: DE201010036244
Authority: DE
Inventors: Dr. Smetana Tomas; Philip Wurzberger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2012-03-08

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Bauform für eine Welle, insbesondere für eine Abtriebswelle, eines Differentialgetriebes vorzuschlagen. Hierzu wird eine Wellenanordnung 2a, b für ein Differentialgetriebe 6 eines Fahrzeugs mit einem Wellenabschnitt 9 zur Kopplung des Differentialgetriebes 6 mit einem Antriebsstrang des Fahrzeugs, und mit einem Formschlussabschnitt 10) als Zwischenglied zur Sicherung und/oder Kopplung des Wellenabschnitts 9 in dem Differentialgetriebe 6 vorgeschlagen, wobei der Formschlussabschnitt 10 an einem Ende des Wellenabschnitts 9 angeordnet ist, und mit einer Zentriereinrichtung 19, 24, so dass der Formschlussabschnitt 10 und der Wellenabschnitt 9 bezüglich einer gemeinsamen Achse zueinander zentriert sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Wellenanordnung für ein Differentialgetriebe eines Fahrzeuges mit einem Wellenabschnitt zur Kopplung des Differentialgetriebes mit einem Antriebsstrang des Fahrzeuges und mit einem Formschlussabschnitt als Zwischenglied zur Sicherung und/oder Kopplung des Wellenabschnitts in dem Differentialgetriebe, wobei der Formschlussabschnitt an einem Ende des Wellenabschnitts angeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch eine Antriebseinheit mit dieser Wellenanordnung.
Differentialgetriebe werden bei Fahrzeugen z. B. als Verteilungsdifferentiale oder als Achsdifferentiale eingesetzt. Bei Verteilungsdifferentialen wird ein Antriebsdrehmoment auf zwei Räder einer gemeinsamen Achse verteilt, bei Achsdifferentialen wird das Antriebsdrehmoment zum Beispiel zwischen einer Vorder- und einer Hinterachse verteilt. Derartige Differentialgetriebe weisen oftmals Abtriebswellen auf, welche das verteilte Antriebsdrehmoment von dem Differentialgetriebe im Antriebsstrang weiter führen.
Bei manchen Ausführungsformen werden die Abtriebswellen als sogenannte „Steckachsen” ausgeführt, welche in das bereits montierte Differentialgetriebe „eingesteckt” werden und dort über eine Sicherungseinrichtung vor einem Herausfallen gesichert werden.
Beispielsweise offenbart die Druckschrift US5,733,216 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, ein Differentialgetriebe, bei dem die Abtriebswellen mittels eines Formschlusselements gesichert werden, welches in radialer Richtung auf die getriebeseitigen Enden der Abtriebswellen aufgeschoben wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Bauform für eine Welle, insbesondere für eine Abtriebswelle, eines Differentialgetriebes vorzuschlagen. Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinheit mit der Wellenanordnung zu offenbaren. Diese Aufgaben werden durch eine Wellenanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch eine Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruches 8 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Erfindungsgemäß wird eine Wellenanordnung für ein Differentialgetriebe eines Fahrzeuges vorgestellt. Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein anderes Mobil handeln. Unter einem Differentialgetriebe wird insbesondere eine Getriebeanordnung verstanden, bei der ein Antriebsdrehmoment eingeleitet und auf mindestens zwei unterschiedliche Kraftwege verteilt wird. Beispiele für Differentialgetriebe sind eine erfindungsgemäße Ausführungsform als Verteilungsgetriebe, wobei das Antriebsdrehmoment auf zwei Abtriebswellen einer gemeinsamen Achse übertragen wird, oder als ein Achsdifferentialgetriebe, wobei das Antriebsdrehmoment über Abtriebswellen auf zwei unterschiedliche Achsen verteilt wird. Besonders bevorzugt ist die Wellenanordnung als eine insbesondere derartige Abtriebswelle ausgebildet, welche zur Übertragung des Antriebsdrehmoments im Betrieb rotiert. Die Erfindung kann auch ein Differentialgetriebe für ein Fahrzeug mit der Wellenanordnung betreffen.
Die Wellenanordnung umfasst einen Wellenabschnitt, welcher zur Kopplung des Differentialgetriebes mit einem Antriebsstrang des Fahrzeuges geeignet und/oder ausgebildet ist. Der Wellenabschnitt kann das verteilte Antriebsdrehmoment beispielsweise in Richtung eines Rades oder an ein Rad des Fahrzeuges weiterleiten. Optional weist der Wellenabschnitt an seinem freien Ende eine Kopplungseinrichtung, wie zum Beispiel eine Gelenkglocke, auf.
An dem dem Differentialgetriebe zugeordneten Ende des Wellenabschnitts ist ein Formschlussabschnitt angeordnet, welcher als ein Zwischenglied zur Sicherung und/oder Kopplung des Wellenabschnitts in dem Differentialgetriebe ausgebildet ist. Insbesondere ist der Wellenabschnitt und/oder das Differentialgetriebe so ausgebildet, dass der Wellenabschnitt in das bereits montierte Differentialgetriebe eingeschoben werden kann und unter Verwendung des Formschlussabschnitts gegen ein Herausziehen oder Herausfallen gesichert werden kann. Der Formschlussabschnitt kann sich hierbei an weiteren Komponenten des Differentialgetriebes, vorzugsweise formschlüssig, abstützen. Insbesondere ist der Formschlussabschnitt als ein separates Bauteil oder als eine separate Baueinheit zu dem Wellenabschnitt ausgebildet, welche so angeordnet ist, dass diese im Betrieb gemeinsam mit dem Wellenabschnitt rotiert.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Formschlussabschnitt und der Wellenabschnitt über eine Zentriereinrichtung bezüglich einer gemeinsamen Achse zueinander zentriert sind. Besonders bevorzugt sind der Formschlussabschnitt und der Wellenabschnitt bezüglich der Drehachse des Wellenabschnitts zueinander zentriert. Die Zentrierung erfolgt in radialer Richtung, wobei die Zentriereinrichtung insbesondere so ausgebildet ist, dass die Zentrierung in alle radiale Richtungen erfolgt. Insbesondere verbleibt kein Freiheitsgrad in radialer Richtung, der nicht durch die Zentriereinrichtung gesichert ist. Eine Zentrierung in radialer Richtung erfolgt somit z. B. in Bezug zu mindestens drei in Umlaufrichtung um die Achse vorzugsweise gleichmäßig verteilten radialen Vektoren. Insbesondere sind der Formschlussabschnitt und der Wellenabschnitt bezüglich der gemeinsamen Achse selbstzentrierend bei der Montage ausgebildet. Besonders bevorzugt wird der Formschlußabschnitt in axialer Richtung auf den Wellenabschnitt aufgesetzt oder eingesetzt.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass es gerade bei der Montage von einer als sogenannten „Steckachse” ausgebildeten Wellenanordnung vorteilhaft ist, dass sich diese bei der Montage bezüglich Anschlusskomponenten selbst zentrieren kann, um auftretende Unwuchten möglichst gering zu halten.
Gerade für den Fall, dass die Zugänglichkeit im Kopplungsbereich zwischen Formschlussabschnitt und Wellenabschnitt bei der Montage schwer oder gar nicht gegeben ist, ist es besonders vorteilhaft, wenn die saubere Relativpositionierung der beiden Bauteile bzw. Baueinheiten zueinander durch konstruktive Zwangsbedingungen reproduzierbar und genau definiert ist.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Zentriereinrichtung bzw. Abschnitte davon an dem Wellenabschnitt und/oder an dem Formschlussabschnitt angeordnet und/oder eingeformt. Durch diese Weiterbildung ist sichergestellt, dass die Anzahl der Bauteile gering bleibt, da die Zentriereinrichtung bevorzugt einstückig in dem Wellenabschnitt bzw. in dem Formschlussabschnitt ausgebildet ist.
Bei einer vorteilhaften konstruktiven Realisierung weist die Zentriereinrichtung bei dem Wellenabschnitt und/oder bei dem Formschlussabschnitt zumindest in der Grobform einen Zentrierkonus auf oder zumindest in Umlaufrichtung Zentrierkonusabschnitte. Der Zentrierkonus bzw. -abschnitt in dem Wellenabschnitt ist hinsichtlich des Konuswinkels vorzugsweise gleich zu dem Zentrierkonus bzw. dem Zentrierkonusabschnitt des Formschlussabschnitts ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Formschlussabschnitt in Form eines Kegels oder Kegelstumpfes realisiert, so dass dieser einen Stecker bildet, wohingegen der Wellenabschnitt einen Hohlkegel oder Hohlkegelstumpf zeigt und damit als Buchse für den Formschlussabschnitt wirkt. Insbesondere ist die Zentriereinrichtung bei dem Wellenabschnitt und/oder bei dem Formschlussabschnitt rotationssymmetrisch um die Achse, insbesondere um die Drehachse, ausgebildet. Diese Ausprägung erleichtert die Montage, da der Formschlussabschnitt und der Wellenabschnitt bezüglich der Umlaufrichtung beliebig zueinander angeordnet sein können.
In Umlaufrichtung kann der oder die Zentrierkonen durchgängig ausgebildet sein, bei einigen Ausführungsformen ist es vorteilhaft, wenn der Zentrierkonus in Umlaufrichtung nur abschnittsweise ausgebildet ist. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform bilden der Formschlussabschnitt und der Wellenabschnitt gemeinsam Schmierstoffkanäle, insbesondere für Schmieröl oder Getriebeöl, so dass Schmierstoff aus dem Inneren des Wellenabschnitts durch die Zentriereinrichtung durchgeführt werden kann. Bei einer möglichen konstruktiven Umsetzung ist vorgesehen, dass der Zentrierkonus des Formschlussabschnitts als ein durchgängiger und/oder rotationssymmetrischer Zentrierkonus, insbesondere Kegel oder Kegelstumpf, ausgebildet ist, und dass der Zentrierkonus des Wellenabschnitts axial durchgängige Nuten aufweist, welche zusammen mit dem Zentrierkonus des Formschlussabschnitts den oder die Schmierstoffkanäle bilden.
In einer bevorzugten konstruktiven Realisierung ist der Formschlussabschnitt über eine Schraubverbindung mit dem Wellenabschnitt verbunden. Diese Schraubverbindung ermöglicht eine besonders sichere Verbindung zwischen Wellenabschnitt und Formschlussabschnitt. Die genaue Relativpositionierung zwischen Wellenabschnitt und Formschlussabschnitt wird durch die Zentriereinrichtung sichergestellt.
Bei einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Wellenabschnitt eine Hohlwelle und einen Stangenabschnitt, wobei der Formschlussabschnitt mit dem Stangenabschnitt über die Schraubverbindung verbunden ist und wobei der Formschlussabschnitt über die Zentriereinrichtung relativ zu der Hohlwelle ausgerichtet ist. Insbesondere wirkt der Formschlussabschnitt in dieser Konfiguration als eine Spannhülse. Das Gewinde der Schraubverbindung und/oder des Formschlussabschnitts ist vorzugsweise so orientiert, dass die Schraubverbindung bei Vorwärtsfahrt des Differentialgetriebes in dem Fahrzeug angezogen wird.
In einer möglichen Ausbildung der Erfindung umfasst die Wellenanordnung eine Aufsatzkomponente, welche auf dem Wellenabschnitt drehfest angeordnet ist und welche beispielsweise als eine Abtriebssonne des Differentialgetriebes realisiert sein kann. Der Formschlussabschnitt weist einen Kragenbereich auf, welcher in radialer Richtung, zum Beispiel plattenförmig, absteht und der ein Formschlussorgan zur formschlüssigen Kopplung des Formschlussabschnitts mit der Aufsatzkomponente in Umlaufrichtung bildet. Insbesondere ist der Kragenbereich in axialer Draufsicht in der Außenkontur nicht rotationssymmetrisch ausgebildet. Beispielsweise kann der Kragenbereich wie ein dreiblättriges Kleeblatt gestaltet sein, welches in einer komplementären Aufnahme der Aufsatzkomponente aufgenommen wird, so dass es in der Aufsatzkomponente formschlüssig in Umlaufrichtung gehalten ist. Die Ausprägung eines Formschlussorgans hat den Vorteil, dass bei der Montage der Wellenanordnung der Formschlussabschnitt von einem Mitdrehen gehindert wird. Zu dem erfolgt durch das Formschlussorgan eine Vorjustage des Formschlussabschnitts ebenfalls in radialer Richtung zu der Achse.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung liegt der Formschlussabschnitt in axialer Richtung an der Aufsatzkomponente an und bildet insbesondere einen Endanschlag für die Aufsatzkomponente.
In der beschriebenen Ausbildung der Erfindung wird somit der Formschlussabschnitt über das Formschlussorgan bei der Montage vorpositioniert und der Wellenabschnitt, insbesondere die Hohlwelle über die Zentriereinrichtung bezüglich der gemeinsamen Achse zentriert.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Fahrzeug mit einer Wellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinheit mindestens einen Elektromotor zur Bereitstellung des Antriebsdrehmoments aufweist.
Der Elektromotor ist insbesondere ausgebildet, ein Antriebsdrehmoment für eine Fahrt mit einer Geschwindigkeit von mindestens 50 km/h zu ermöglichen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Elektromotor und/oder die Hauptwelle des Elektromotors koaxial zu dem Wellenabschnitt abgeordnet. Insbesondere ist die Hauptwelle des Elektromotors als eine Hohlwelle ausgebildet, durch die der Wellenabschnitt bei der Montage als „Steckachse” durchgesteckt wird. Hier sind nochmals die Vorteile der Erfindung erkennbar, da durch den Elektromotor die Sicherung des Wellenabschnitts in dem Differentialgetriebe durch die Zugänglichkeit erschwert ist und durch die erfindungsgemäße Ausprägung der Wellenanordnung erleichtert wird.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Antriebseinheit ein Überlagerungsgetriebe sowie einen weiteren Elektromotor, wobei das Überlagerungsgetriebe und/oder der Elektromotor koaxial zu der Achse angeordnet ist. Optional umfasst die Antriebseinheit zwei Wellenanordnungen, wie sie zuvor beschrieben wurden, wobei eine Wellenanordnung durch den ersten Elektromotor und die andere Wellenanordnung durch den weiteren Elektromotor koaxial gesteckt und optional durch die als Hohlwelle ausgebildete Hauptwelle der Elektromotoren geführt werden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Antriebseinheit als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine schematische Schnittdarstellung der Differenzwelle aus der 1;
3 eine dreidimensionale Darstellung der Differenzwelle in der 2 im Bereich der Spannhülse;
4 eine dreidimensionale Einzeldarstellung der Spannhülse aus den 2 und 3;
5 eine Detailvergrößerung aus der 1 im Bereich der Differenzwelle.
Die 1 zeigt in einer schematischen Querschnittdarstellung eine Antriebseinheit 1, wie diese beispielsweise zum Antrieb eines Fahrzeuges eingesetzt werden kann. Die Antriebseinheit 1 weist als Abtriebe zwei Differenzwellen 2a, b als Wellenanordnungen auf, welche endseitig mit Gelenkglocken 3a, b ausgestattet sind, um gelenkig mit Wellen von Antriebsrädern eines Fahrzeuges gekoppelt zu werden. In ähnlicher Ausführungsform kann jedoch auch eine Antriebseinheit 1 realisiert sein, welche über die zwei Differenzwellen 2a, b ein Antriebsdrehmoment für einen Vorderachsbereich und einen Hinterachsbereich bereitstellt.
Die Antriebseinheit 1 gliedert sich in axialer Richtung in einen ersten Elektromotor 4, welcher das Hauptantriebsdrehmoment für die Differenzwellen 2a, b bereitstellt, ein Verteilungsgetriebe 5, welches das Hauptantriebsmoment des Elektromotors 4 auf die zwei Differenzwellen 2a, b verteilt, ein Überlagerungsgetriebe 6 sowie einen zweiten Elektromotor 7, wobei das Überlagerungsgetriebe 6 ausgebildet ist, das Antriebsdrehmoment des Elektromotors 7 dem Hauptdrehmoment zu überlagern und wahlweise auf beide Differenzwellen 2a, b oder – beispielsweise für Kurvenfahrten des Fahrzeuges – auf eine der Differenzwellen 2a oder 2b zu übertragen. Elektromotor 4, Verteilungsgetriebe 5, Überlagerungsgetriebe 6, Elektromotor 7 sind jeweils koaxial und konzentrisch zu den Differenzwellen 2a, b angeordnet, so dass sich insgesamt eine höchst kompakte Baueinheit darstellt, welche eine axiale Länge, zum Beispiel von kleiner als 65 cm und einen Durchmesser von kleiner als 35 cm aufweist.
Das Verteilungsgetriebe 5 ist als ein Planetengetriebe mit zwei gekoppelten Planetensätzen ausgebildet, wobei jeder Differenzwelle 2a und 2b jeweils ein Sonnenrad 8a und 8b zugeordnet ist.
Die Differenzwellen 2a, b sind als Wellenanordnungen ausgebildet und bestehen aus mehreren Komponenten, wie sich dies beispielsweise aus der 2 ergibt, die einen schematischen Längsschnitt durch die Differenzwelle 2a oder b zeigt. Die Differenzwelle 2a, b umfasst einen Wellenabschnitt 9, an dessen getriebeseitigem Ende eine Spannhülse 10 als ein Formschlussabschnitt angeordnet bzw. aufgesetzt ist. Der Wellenabschnitt 9 umfasst eine Hohlwelle 11 an deren der Spannhülse 10 abgewandten Ende die Gelenkglocke 3a, b einstückig angeformt ist. In dem Wellenabschnitt 9 ist ein koaxial in der Hohlwelle 11 verlaufender Stangenabschnitt 13 angeordnet, welcher zumindest endseitig oder auch über die gesamte Länge ein Gewinde trägt.
Auf der Getriebeseite ist der Stangenabschnitt 13 über eine Schraubverbindung 14a mit der Spannhülse 10 verbunden, auf der gegenüber liegenden Seite greift der Stangenabschnitt 13 in eine Mutter 15 ein, welche über eine zweite Schraubverbindung 14b den Stangenabschnitt 13 hält. Durch Anziehen der Mutter 15 ist es möglich, den Stangenabschnitt 13 in die Spannhülse 10 einzuschrauben und die Spannhülse 10 über den Stangenabschnitt 13 und die Mutter 15 in axialer Richtung zu verspannen.
Bei der Montage der Antriebseinheit 1 wird in einem früheren Montageschritt die Spannhülse 10 an dem Sonnenrad 8a bzw. b positioniert und in einem späteren Schritt die Differenzwelle 2a oder b ohne Spannhülse 10 als Steckachse in die Antriebseinheit 1 eingeschoben. Durch Drehen der Mutter 15 kann dann die Spannhülse 10 an den Wellenabschnitt 9 herangezogen und fixiert werden.
Die 3 zeigt eine Detailvergrößerung der Differenzwellen 2a, b im Bereich der Spannhülse 10. Aus dieser Darstellung ist zu entnehmen, dass die Spannhülse 10 für die Schraubverbindung 14a ein Innengewinde 16 aufweist, in das der Stangenabschnitt 13 eingeschraubt werden kann. Im Bereich des Innengewindes 16 ist die Spannhülse 10 in Form eines zylindrischen Abschnittes 17 ausgebildet, welcher im Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Hohlwelle 11 bemessen ist, so dass sich ein Ringspalt 18 zwischen Hohlwelle 11 und Spannhülse 10 ergibt. Der Ringspalt 18 erstreckt sich über die gesamte Länge des Wellenabschnitts 9. Nach dem zylindrischen Abschnitt 17 geht die Spannhülse 10 in einen Zentrierkonus 19 über, welcher als ein Kegel bzw. Kegelabschnitt ausgebildet ist. Der Zentrierkonus 19 hat eine umlaufende, durchgängige Oberfläche in Form eines Kegelmantels bzw. Kegelstumpfmantels. An den Zentrierkonus 19 schließt sich ein Kragen 20 an, welcher zumindest abschnittsweise in radialer Richtung über den Außendurchmesser der Hohlwelle 11 übersteht.
Auf der Hohlwelle 11 sind in axialer Richtung verlaufende Nuten 21 ausgebildet, die eine in Umfangsrichtung formschlüssige Festlegung der Sonnenräder 8a, b erlauben.
Der genaue Aufbau der Spannhülse 10 ist nochmals in der 4 zu erkennen, die die Spannhülse 10 in einer schematischen dreidimensionalen Einzeldarstellung zeigt. Aus dieser Darstellung ist auch zu entnehmen, dass der Kragen 20 in axialer Draufsicht nicht rotationssymmetrisch ausgebildet ist, sondern Abweichungen von der Rotationssymmetrie aufweist, die in diesem Fall kleeblattähnlich mit drei „Blättern” 22a, b, c ausgebildet ist. Ferner sind an der der Hohlwelle 11 zugewandten Unterseite des Kragens 20 Nuten 23a, 23b, 23c angeordnet, die sich vom Fuß des Zentrierkonus 19 bis zur umlaufenden Seitenfläche des Kragens 20 erstrecken.
Wie sich bei einer genauen Betrachtung der 1 ergibt, weisen die Sonnenräder 8a, b Aufnahmen 12a, b auf, in die die Spannhülse 10 mit dem Kragen 20 so eingelegt ist, dass der Kragen 20 und damit die Spannhülse 10 in Umlaufrichtung formschlüssig gehalten ist. Insbesondere wird durch den Formschluss eine Rotation oder Drehung der Spannhülse 10 unterbunden.
Betrachtet man nochmals die Aufbau in der 3, so zeigt sich, dass auch die Hohlwelle 11 Zentrierkonusabschnitte 24 aufweist, welche einen Hohlkegel bilden und den gleichen Kegelwinkel wie der Zentrierkonus 19 aufweisen. Durch das Zusammenwirken der Zentrierkonusabschnitte 24 und des Zentrierkonus 19 als eine Zentriereinrichtung wird die Spannhülse 10 relativ zu der Hohlwelle 11 bezüglich der Drehachse der Differenzwelle 2a oder b zentriert.
Die Funktion der Spannhülse 10 beim Zusammenbau der Antriebseinheit 1 lässt sich wie folgt zusammenfassen: Bei der Montage der Antriebseinheit 1 wird zunächst die Spannhülse 10 eingelegt und ist über das Sonnenrad 8a bzw. b in Umlaufrichtung formschlüssig gehalten. In einem nächsten Schritt wird der Wellenabschnitt 9 in die Antriebseinheit 1 eingeschoben und der Stangenabschnitt 13 über die Mutter 15 in die Spannhülse 10 eingeschraubt. Diese kann dabei nicht mitdrehen, da sie in Umlaufrichtung formschlüssig von dem Sonnenrad 8a oder b gehalten ist. Über das Zusammenwirken von Zentrierkonus 19 und Zentrierkonusabschnitte 24 werden Spannhülse 10 und Hohlwelle 11 bezüglich der Achse der Differenzwelle 2a bzw. b zueinander zentriert. Sonnenrad 8a bzw. b bildet zugleich einen axialen Anschlag für die Spannhülse 10 in Gegenrichtung zu der Einschubrichtung des Wellenabschnitts 9, wobei durch Festziehen der Mutter 15 die Hohlwelle in Richtung des Sonnenrades 8a bzw. b gezogen wird.
Die 5 zeigt einen Detailausschnitt der Antriebseinheit 1 in der 1 im Bereich der Differenzwelle 2a in gleicher Darstellung. Die Differenzwelle 2a wird ist über zwei Lager 25a, b in einer Hohlwelle 26 drehbar sowie konzentrisch und/oder koaxial zu der Hohlwelle 26 gelagert. Die Hohlwelle 26 ist die Abtriebswelle des Elektromotors 4, der wiederum konzentrisch und/oder koaxial zu der Hohlwelle 26 bauraumsparend angeordnet ist. Zwischen der Hohlwelle 26 und der Differenzwelle 2a ist ein Ringspaltkanal 27 ausgebildet, welcher einen Ölfluss in axialer Richtung zu der Differenzwelle 2a ermöglicht. Der Ringspaltkanal 27 erstreckt sich von dem Sonnenrad 8a zu dem Lager 25a, so dass das Schmieröl oder Getriebeöl das Lager 25a, wieder entlang der Differenzwelle 2a und dann durch das andere Lager 25b durchfließen kann. Um einen Ölfluss aktiv zu erzeugen weist die Hohlwelle 26 ein Aufsatzteil 28 auf, welches drehfest mit der Hohlwelle 26 verbunden ist und welches als ein Förderglied ausgebildet ist. Hierzu trägt das Aufsatzteil 28 an seiner radialen Innenseite schraubenlinienförmige Strukturen, z. B. Nuten oder Stege, die so angeordnet sind, dass bei einer Relativbewegung von Hohlwelle 26 und somit Aufsatzteil 28 und Differenzwelle 2a das Öl in axialer Richtung durch den Ringspaltkanal 27 gefördert wird. Die Ölflussrichtung ist in der 1 durch einen Pfeil dargestellt.
Im Bereich vor der Gelenkglocke 3a bzw. noch im rohrförmigen Bereich des Wellenabschnitts 9 ist eine radial verlaufende Ölbohrung 29 eingebracht, die den Ringspaltkanal 27 mit dem Ringspalt 18 strömungstechnisch verbindet. Der Ölfluss wird somit von dem Ringspaltkanal 27 durch die Ölbohrung 29 in dem Ringspalt 18 weitergeführt, so dass das Öl innerhalb des Wellenabschnitts 9 in Gegenrichtung strömt, wie dies durch weitere Pfeile angedeutet ist.
Im Bereich der Spannhülse 10 strömt das Öl an dem zylindrischen Abschnitt 17 vorbei und wird dann durch Kanäle (nicht dargestellt) geführt, die durch die Zentrierkonusabschnitte 24 und den Zentrierkonus 19 gebildet sind. Nach den Kanälen wird das Öl über die Nuten 23a, 23b, 23c in radialer Richtung weitergeführt, wie dies durch weitere Pfeile dargestellt ist.
Bezugszeichenliste

1: Antriebseinheit
2a, b: Differenzwelle
3a, b: Gelenkglocke
4: Elektromotor
5: Verteilungsgetriebe
6: Überlagerungsgetriebe
7: Elektromotor
8a, b: Sonnenrad
9: Wellenabschnitt
10: Spannhülse
11: Hohlwelle
12a, b: Aufnahmen
13: Stangenabschnitt
14a, b: Schraubverbindung
15: Mutter
16: Innengewinde
17: zylindrischer Abschnitt
18: Ringspalt
19: Zentrierkonus
20: Kragen
21: Nuten
22a, b, c: Blätter
23a, b, c: Nuten
24: Zentrierkonusabschnitte
25a, b: Lager
26: Hohlwelle
27: Ringspaltkanal
28: Aufsatzteil
29: Ölbohrung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5733216 [0004]

Claims

Wellenanordnung (2a, b) für ein Differentialgetriebe (6) eines Fahrzeugs mit einem Wellenabschnitt (9) zur Kopplung des Differentialgetriebes (6) mit einem Antriebsstrang des Fahrzeugs, und mit einem Formschlussabschnitt (10) als Zwischenglied zur Sicherung und/oder Kopplung des Wellenabschnitts (9) in dem Differentialgetriebe (6), wobei der Formschlussabschnitt (10) an einem Ende des Wellenabschnitts (9) angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Zentriereinrichtung (19, 24), so dass der Formschlussabschnitt (10) und der Wellenabschnitt (9) bezüglich einer gemeinsamen Achse zueinander zentriert sind.
Wellenanordnung (2a, b) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriereinrichtung (19, 24) an dem Wellenabschnitt (9) und/oder an dem Formschlussabschnitt (10) angeordnet und/oder eingeformt ist.
Wellenanordnung (2a, b) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriereinrichtung (19, 24) bei dem Wellenabschnitt (9) und/oder bei dem Formschlussabschnitt (10) zumindest in der Grobform als ein Zentrierkonus (19) oder als ein Zentrierkonusabschnitt (24) ausgebildet ist.
Wellenanordnung (2a, b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Wellenabschnitt (9) und den Formschlussabschnitt (10) gemeinsam mindestens ein Schmierstoffkanal gebildet ist.
Wellenanordnung (2a, b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Formschlussabschnitt (10) über eine Schraubverbindung (14a) mit dem Wellenabschnitt (9) gekoppelt ist.
Wellenanordnung (2a, b) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenabschnitt (9) eine Hohlwelle (11) und einen Stangenabschnitt (13) aufweist, wobei der Formschlussabschnitt (10) mit dem Stangenabschnitt (13) über die Schraubverbindung (14a) verbunden ist und wobei der Formschlussabschnitt (10) über die Zentriereinrichtung (19, 24) relativ zu der Hohlwelle (11) ausgerichtet ist.
Wellenanordnung (2a, b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Aufsatzkomponente (28), welche auf dem Wellenabschnitt (9) drehfest angeordnet ist, wobei der Formschlussabschnitt (10) einen Kragenbereich (20) aufweist, der ein Formschlussorgan zur formschlüssigen Kopplung des Formschlussabschnitts (10) mit der Aufsatzkomponente in Umlaufrichtung bildet.
Antriebseinheit (1) für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch eine Wellenanordnung (2a, b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinheit mindestens einen Elektromotor (4) zur Bereitstellung des Antriebsdrehmoments aufweist.
Antriebseinheit (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (4) und/oder die Hauptwelle (26) des Elektromotors (4) koaxial zu dem Wellenabschnitt (9) angeordnet ist.
Antriebseinheit (1) nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch ein Überlagerungsgetriebe (6) sowie einen weiteren Elektromotor (7), wobei das Überlagerungsgetriebe (6) und/oder der weitere Elektromotor (7) koaxial zu den Wellen (26, 9) angeordnet ist.