DE3323128C2 - Achsanordnung für Motorfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Achsanordnung für Motor­ fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Achsschäfte bzw. Steckachsen dieser Art, d. h. sog. Bündel­ achsen, werden in erster Linie für Hinterachsen schwerer Gebrauchsfahrzeuge verwendet. Bei solchen Achsen, die öl­ geschmierte Naben haben, werden die Naben sorgfältig abge­ dichtet. Das Innere der Nabe ist teilweise mit Öl desselben Typs gefüllt, wie es für das Schmieren des Differentials ver­ wendet wird. Das in der Nabe und in dem Gehäuse eingeschlos­ sene Öl sowie die in der Nabe und in dem Gehäuse eingeschlos­ sene Luft werden kalt, wenn das Fahrzeug für eine gewisse Zeit stillsteht, und werden graduell erwärmt, wenn sich das Fahrzeug bewegt, woraus eine Expansion der Luft resultiert. Um zu verhindern, daß die expandierende Luft die Dichtungen bricht, muß gewährleistet sein, daß die Luft auf eine Weise entweichen kann, die nicht gleichzeitig eine Ölleckage er laubt. Konsequenterweise sollte das Achsgehäuse an einem relativ hochliegenden Punkt belüftet werden. Bekannte Hin­ terachsen dieser Art wurden bereits mit einer Ventilations­ öffnung an der Oberseite des Abschnittes des Achsgehäuses vorgesehen, welche das Differential umgibt. Damit die ex­ pandierende Luft im Inneren der Nabe über diese Ventila­ tionsöffnung entweichen kann, muß eine Verbindung zwischen dem Inneren der Naben und dem Gehäuse vorgesehen werden. Bei den bekannten Achsanordnungen wird diese Verbindung durch Abwesenheit der Dichtungen im Ringraum zwischen der Innenwand des Achsgehäuses und dem tatsächlichen Achs­ schaft eingerichtet.

Ein bezeichneter Nachteil dieser Anordnung besteht jedoch darin, daß, wenn sich das Fahrzeug in Kurven bewegt, ein unkontrolliertes Bewegen des Öls von einer Nabe zur ande­ ren über die genannten Ringräume und das Differential mög­ lich ist. Insbesondere Achsanordnungen mit einer sog. Na­ benreduktion, bei denen die Antriebstransmission zwischen dem Achsschaft und der Nabe über ein Planetenreduktions­ getriebe bewirkt wird, welches sich in der Nabe befindet, sind sehr empfindlich hinsichtlich der Veränderungen des Ölvolumens in der Nabe. Ein zu kleines oder zu großes Vo­ lumen resultiert in einer übermäßigen Steigerung der Tempe­ ratur, verbunden mit dem Risiko der Beschädigung der Lager und der Zahnräder. In anderen Worten bedeutet dies, daß, wenn das Fahrzeug in Kurven gefahren wird, sowohl die inne­ re Nabe, welche Öl verliert, und die äußere Nabe, welche übermäßig Öl aufnimmt, einem Temperaturanstieg unterworfen ist.

Aus der DE 27 09 616 A1 ist eine hohle Antriebswelle bei einer Schlagbohrmaschine bekannt. Die dortige Hohlwelle ist jedoch mit einer Ventilanordnung in verschiedenen Ausfüh­ rungsformen versehen, die ihrerseits bewirkt, daß die Wel­ lenbohrung beim Stillstand der Welle geschlossen ist und sich erst bei einer bestimmten Drehzahl öffnet. Bei einem Einsatz dieser Art von hohlen Antriebswellen in einer An­ ordnung für Motorfahrzeuge nach dem Gattungsbegriff des An­ spruchs 1 wäre es mithin nicht möglich, daß bei einem Stillstand des Fahrzeugs ein Ölausgleich zwischen den Rad­ naben des Fahrzeugs eintritt, wie es wegen der gleichen Zollmengen an Öl in den Naben notwendig ist. Darüber hinaus könnte auch die zentrale Einfüllmöglichkeit, die na­ turgemäß im Stillstand stattfindet, nicht ausgenutzt werden.

Aus der DE-PS 19 07 846 ist ein Radantrieb für Kraftfahr­ zeuge mit einem in der Radnabe angeordneten Planetenendge­ triebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Bei der bekannten Achsanordnung ist jedoch die Achswelle nicht hohl, sondern massiv. Da das Innere der Radnabe in Richtung auf das Achsgehäuse durch eine Dichtung abgedichtet ist, ist es notwendig, daß jede der beiden Radnaben für sich entlüftbar ist. Dies geschieht bei der bekannten Anordnung durch Kanäle und eine Entlüftungsschraube. Auch für das öleinfüllen muß sowohl an jeder Radnabe als auch am Achsgehäuse für das Differentialgetriebe eine eigene Öleinfüllöffnung vorhanden sein, was naturgemaß den Bearbeitungsaufwand erhöht. Bei einer Ausführungsform entfällt zwar diese Notwendigkeit, doch besteht wiederum die Schwierigkeit, daß sich das Öl bei einer Kurvenfahrt wegen der fehlenden Dichtungen unkontrolliert von einer Radnabe zur anderen bewegt, wodurch die geschilderten Schwierigkeiten auftreten.

Des weiteren ist als Antriebsverbindung zwischen den Enden der Antriebswellen und den Naben ein Planetenradgetriebe bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu eliminieren und eine Achsanordnung zu schaffen, bei der eine unkontrol­ lierte Bewegung des Öls zwischen den Naben verhindert ist, bei der jedoch eine Belüftung der bekannten Art möglich ist, d. h. über eine Ventilationsöffnung, die sich oberhalb des Differentials im Achsgehäuse befindet.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Achsanordnung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patenanspruchs 1 gelöst.

Wenn die Naben sich beim Antrieb des Fahrzeuges drehen, wird Öl durch die Zentrifugalkraft nach außen geschleudert, wo­ durch im Bereich der Schaftbohrungsöffnung ein zentraler Luftraum gebildet wird. So kann die expandierende Luft über die Schaftbohrung entweichen, während die Dichteinrichtung zwischen dem Schaft und dem Gehäuse eine Ölbewegung zwischen den Naben verhindert. Die in der sich drehenden Nabe befind­ liche Luft enthält Ölnebel, welche über die Schaftbohrung in das Differentialgehäuse geleitet wird. Dies bedeutet, daß die Konstruktion gemäß der Erfindung ebenso dazu beiträgt, die Schmierung der Teile des Differentials innerhalb des Differen­ tialgehäuses zu verbessern. Beim Stillstand des Fahrzeuges dienen die Schaftbohrungen als Überströmdrainagen, so daß, wenn erforderlich, das Ölniveau zwischen den Naben und dem Differential jederzeit dann ausnivelliert werden kann, wenn das Fahrzeug stillsteht. Ein zusätzlicher Vorteil besteht im geringeren Gewicht des Achsschaftes.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Die einzige Figur zeigt in vereinfachter Form einen Längsschnitt durch einen Teil einer Achsanordnung mit einer Nabenreduktion.

In der einzigen Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Differentialge­ häuse, welches ein Kronenrad 2 trägt und Differentialzahn­ räder enthält, die auf bekannte Weise angeordnet und hier nicht im einzelnen dargestellt sind. Das Gehäuse 1 ist dreh­ bar im Achsgehäuse 3 befestigt und treibt auf herkömmliche Weise ein Paar von Achsen 4 an, welche ihrerseits einzelne Radnaben 5 antreiben, von denen nur eine in der Figur darge­ stellt ist. Die Radnabe 5 besteht aus einem geflanschten (6) Abschnitt 7, welcher drehbar in Lagern 8 an der Außensei­ te des Achsgehäuses 3 befestigt ist. Weiterhin umfaßt die Radnabe 5 eine Schale 9, die an den Abschnitt 7 geschraubt ist. Die Schale 9 bildet zusammen mit dem Abschnitt 7 einen ölenthaltenden Raum 10. Ein Abdichtring 11 dichtet den Raum 10 gegenüber der Umgebung ab. Die Achse 4 treibt die Nabe 5 über ein Planetenreduktionsgetriebe 12 mit reduzierter Ge­ schwindigkeit an. Das Sonnenrad 13 dieses Getriebes ist starr am Achsende befestigt und kämmt mit auf einem Träger 15 be­ findlichen Planetenrädern, welcher Träger fest an der Schale 9 angebracht ist. Ein Ring 16 des Zahnradsatzes bzw. des Ge­ triebes ist fest am Achsgehäuse 3 angebracht.

Im Abschnitt des Achsgehäuses 3, welcher das Differentialge­ häuse 1 umgibt, sind Ventilationsmittel vorgesehen, welche in der Figur der Einfachheit halber als Durchgangsloch 20 im Gehäuse dargestellt sind. In der Praxis jedoch ist ein Sieb oder ein Filter vorgesehen, welches den Durchtritt der Luft in beiden Richtungen erlaubt, jedoch verhindert, daß Schmutz in das Gehäuse gelangen kann. Luft kann durch die Öffnung entweichen oder durch die Öffnung eintreten, wenn die Luft im Gehäuse erwärmt bzw. gekühlt wird.

Entsprechend der Erfindung ist eine Dichtung 21 zwischen dem Ende des Achsgehäuses 3 und der Achse 4 angeordnet, um zu verhindern, daß Öl zwischen den Nabenräumen 10 und dem Dif­ ferential über den Spalt 22 nach vorne oder zurück läuft, welcher zwischen den Achsen 4 und dem Achsgehäuse 3 ausge­ bildet ist. Um über die Ventilationsöffnung eine Belüftung bzw. Ventilation des Nabenraumes 10 über die Ventilations­ öffnung 20 mit einem abgedichteten Spalt 22 möglich zu machen, werden die Achsen 4 als Hohlachsen ausgebildet, d. h., mit einer zentralen Durchgangsbohrung 23, die den Raum 10 mit dem Inneren des Differentialgehäuses 1 ver­ bindet. In der Wand des Gehäuses 1 befindet sich eine Bohrung 24.

Während des Betriebes wird Öl durch die Zentrifugalkraft nach außen geworfen, so daß das Volumen der Luft im Raum auf den zentralen Bereich konzentriert wird, d. h., vor der Bohrungsöffnung. Luft, die expandiert, wenn sie durch die Drehung der Nabe erwärmt wird, kann so über die Bohrung 23 entweichen, ohne daß Öl zum Differentialgehäuse läuft, mit Ausnahme einer vernachlässigbaren Menge von Ölnebel. Dieser Ölnebel trägt jedoch zu einer verbesserten Schmie­ rung der im Differentialgehäuse befindlichen Teile bei. Wenn die Ölmenge so gewählt wird, daß das unterste Niveau sich beim Stillstand am unteren Rand der Bohrung 23 be­ findet, wie dies durch den Buchstaben a in der Figur ange­ deutet ist, existiert immer beim Anhalten des Fahrzeuges ein automatischer Niveauausgleich, weil die Bohrungen 23 als Überströmdrainagen dienen.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine Achsanordnung mit Nabenreduktion beschrieben. Sie ist jedoch nicht auf derartige Anordnungen beschränkt. Es ist ebenso möglich, die Erfindung auf Achsen anzuwenden, bei denen die Naben direkt über einen Flansch angetrieben werden, der mit dem Schaftende und der Nabe verbunden ist.

Claims (3)

1. Achsanordnung für Motorfahrzeuge mit

• - einem Achsgehäuse, das sowohl ein Differentialgetriebe enthält als auch zwei im Achsgehäuse drehbar gelagerte und mit einem Ende mit dem Differentialgetriebe in Antriebsverbindung stehende Antriebswellen,
• - mit einem Paar von Radnaben, die an entgegengesetzten Enden des Achsgehäuses an der Außenseite drehbar gelagert sind und mit den jeweils anderen Enden der Achswellen in Antriebsverbindung stehen und dabei Schmiermittel-Innenräume bilden, die gegen die Außenseite des Achsgehäuses über eine Dichtung abgedichtet sind und
• - mit Entlüftungs-Mitteln zum Schaffen einer Verbindung zwischen dem Inneren des Achsgehäuses und der umgebenden Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß die Achswellen (4) hohl ausgebildet sind, so daß über ihre zentralen Bohrungen (23) zwischen den Innenräumen (10) der Naben (5) und dem Inneren des Achsgehäuses (3) eine Verbindung besteht.

2. Achsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (23) der hohlen Achswelle (4) in das Differentialgehäuse (1) einmünden.

3. Achsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsverbindung zwischen den Enden der Antriebswellen (4) und den Naben (5) ein Planetenrad-Getriebe (12) vorgesehen ist.