DE4023354C2 - Treibachse für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Treibachse für Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.

Eine Treibachse dieser Art ist bekannt (DD 1 20 626). Mit Hilfe ihrer Ölumwälzvorrichtung findet während des Fahrbetriebes ein ständiger Austausch von Schmieröl zwischen Ausgleichsgetriebe und Radnabengetrieben (Seitenvorgelege) statt.

Zu diesem Zweck sitzt auf dem Antriebskegelrad des Ausgleichsgetriebes ein zusätzliches, in einen Ölsammelraum eintauchendes Radialpumpenrad. Dasselbe führt am Achskörper extern verlegten, in die Seitenvorgelege ausmündenden Zuführleitungen unter Druck Schmieröl zu, das von dort wieder in das Achsgetriebe zurückgeleitet wird, indem es in jeweils eine Achswelle aufnehmenden Schutzrohren zurückfließt.

Ferner ist es aus der DE-AS 17 80 021 bekannt, Schmieröl des Ausgleichsgetriebes einer Antriebsachse mittels eines als Ölförderrad dienenden Tellerrades zu Getriebelagern zu fördern. Diese Getriebelager liegen jedoch innerhalb des Ausgleichsgetriebes und dienen der Lagerung des Getriebe-Antriebsritzels. Das Schmieröl ist hierfür durch das Tellerrad lediglich einem an einem seitlichen Wandteil des Getriebegehäuses vorgesehenen Zuführkanal zuzufördern, der tiefer liegt als die Drehachse des Tellerrades.

Die Ölversorgung der Getriebelager ist dabei unkritisch, weil das vom Tellerrad abgeschleuderte Schmieröl zwangsläufig dem tiefgelegten Zuführkanal zuströmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Treibachse der eingangs genannten Art in jeder Achsbetriebsstellung eine zuverlässige Ölversorgung der Radnabengetriebe sicherzustellen und dabei auf die Anordnung eines gesonderten, im Achsgetriebe unterzubringenden und von diesem anzutreibenden Ölförderorganes verzichten zu können.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Bei der Erfindung wird ein ohnehin vorhandenes Teil des Ausgleichsgetriebes, nämlich das Tellerrad, zur Schmierölförderung benutzt. Bei dessen Rotation wird aus dem Ölsammelraum des Ausgleichsgetriebes Schmieröl aufgenommen und in Richtung auf die oberhalb desselben vorgesehene und in Richtung auf den Tellerradumfang offene, mit ihrem Ölverteilraum an die Zuführkanäle angeschlossene Ölfanghaube geschleudert. Dabei steht innerhalb der Ölfanghaube bzw. ihres Ölverteilraumes auch bei relativ niedriger Drehzahl des Tellerrades stets eine solche Ölmenge an, daß eine Ölverdrängung stattfindet und zwangsläufig Schmieröl über die Zuführkanäle den Radnabengetrieben zugeführt wird. Durch die trichterförmige Verjüngung der Ölfanghaube ist dabei zusätzlich gewährleistet, daß am Einlaßquerschnitt der Zuführkanäle aufgrund des stets hohen Füllungsgrades im Ölverteilraum unter Druck stehendes Schmieröl ansteht, was für die ausreichende Ölversorgung der Radnabengetriebe ebenfalls von Vorteil ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Teillängsschnitt einer schematisiert dar­ gestellten Treibachse eines Nutzfahrzeuges im Bereich ihres eine Ölumwälzvorrichtung enthal­ tenden Ausgleichsgetriebegehäuses,

Fig. 2 einen Teillängsschnitt der Treibachse im Bereich eines Fahrzeugrades,

Fig. 3 einen Teilquerschnitt der Treibachse entlang der Linie III-III der Fig. 1, in größerem Maßstab als Fig. 1,

Fig. 4 eine teilweise aufgebrochen dargestellte Vorder­ ansicht der Ölfanghaube der Ölumwälzvorrichtung.

Bei der in Fig. 1 teilweise dargestellten Treibachse handelt es sich um eine Starrachse, deren Achskörper als Ganzes mit 10 bezeichnet ist. 12 bezeichnet das Getriebegehäuse eines im mittleren Bereich des Achskörpers 10 vorgesehenen Ausgleichs­ getriebes 14, das, mit Ausnahme seines Tellerrades 16, lediglich strichpunktiert angedeutet ist. Das Tellerrad 16 ist durch ein Antriebsritzel 18 antreibbar, das seinerseits über eine Kardanwelle antreibbar ist.

Durch das Ausgleichsgetriebe 14 sind die Räder, beispielsweise Zwillingsräder, der Treibachse durch jeweils eine Achswelle 20 bzw. 22 antreibbar, die sich jeweils durch einen zentralen Durchgang 24 bzw. 26 des Achskörpers 10 hindurcherstrecken.

In Fig. 2 ist ein Endstück 28 eines der beiden Achsrohre 30 und 32 dargestellt, das von der Achswelle 22 durchsetzt ist. Auf diesem Achsrohrendstück 28 ist eine als Ganzes mit 34 be­ zeichnete Radnabenscheibe mittels zweier Kegelrollenlager 36 gelagert, die eine Bremstrommel 37 einer als Ganzes mit 38 be­ zeichneten Innenbackenbremse trägt, deren eine Bremsbacke mit 40 bezeichnet ist.

Außerdem ist mit der Radnabenscheibe 34 ein topfförmiges Rad­ nabengetriebegehäuse 42 drehfest verbunden, das ein eine Dreh­ zahlreduzierung und Drehmomentübertragung bewirkendes Radna­ bengetriebe, das beispielsweise als Stirnrad- Planetenradgetriebe 44 aufgebaut ist, aufnimmt. Dessen An­ triebsglied ist durch die Achswelle 22 antreibbar.

Die Treibachse ist mit einer als Ganzes mit 48 bezeichneten Ölumwälzvorrichtung ausgestattet, die während des Fahrbetriebes einen kontinuierlichen Austausch von Schmieröl zwischen dem Ausgleichsgetriebe 14 und den Stirnrad-Planetenradgetrieben 44 bewerkstelligt. Diese weist ein Ölförderrad sowie eine diesem zugeordnete, als Ganzes mit 50 bezeichnete Ölfanghaube auf, von der zu jedem Radnabengetriebe 44 ein Zuführkanal 52 bzw. 54 abgeht, über den der Schmierölaustausch zwischen Ausgleichsge­ triebe 14 und dem jeweiligen Radnabengetriebe 44 stattfindet.

Die Zuführkanäle 52 und 54 sind innerhalb des Achskörpers 10 in den Durchgängen 24 und 26 für die Achswellen 20 und 22 ver­ legt, wobei deren äußeres Ende, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, in einen Verbindungskanal 56 einmündet, der die Wandung des Achsrohrendstückes 28 in Richtung auf einen zwischen den Ke­ gelrollenlagern 36 innerhalb der Radnabenscheibe 34 liegenden Zwischenraum 58 durchsetzt und in diesen ausmündet.

Das Ölförderrad ist durch das Tellerrad 16 des Ausgleichsge­ triebes 14 gebildet, dem die Ölfanghaube 50 oberhalb des Öl­ sammelraumes 60 des Ausgleichsgetriebes 14 derart zugeordnet ist, daß in diese während der Rotation des in den Ölsammelraum 60 ein­ tauchenden Tellerrades 16 von diesem aufgenommenes und abge­ schleudertes Schmieröl in geeigneter Konzentration eingebracht wird und in ihr einen solchen Flüssigkeitsdruck aufbaut, daß Schmieröl über die Zuführkanäle 52 und 54 in die Zwischen­ räume 58 der Radnabenscheiben 34 abfließt und von dort über das außenliegende Kegelrollenlager 36 dem jeweiligen Radnabenge­ triebe 44 zugefördert wird. Von dort erfolgt der Ölabfluß über den jeweiligen zentralen Durchgang 24 bzw. 26 des Achskörpers 10 zurück in das Getriebegehäuse 12 des Ausgleichsgetriebes 14. Das den Zwischenraum 58 begrenzende, innenliegende Kegelrol­ lenlager 36 ist gegenüber der Innenbackenbremse durch Dich­ tungen 62 abgedichtet.

Um eine konzentrierte Ölbeaufschlagung der Ölfanghaube 50 si­ cherzustellen, ist diese möglichst nahe oberhalb des Ölsammelraumes 60 an der Innenseite der Gehäuserückwand 12′ mit geringem Ra­ dialabstand zum Tellerrad 16 angeordnet.

Die Ölfanghaube 50 ist in Richtung auf den Ölsammelraum 60 sowie den Umfang des Tellerrades 16 offen und weist in ihrem oberen Be­ reich einen von der offenen Haubenseite aus zugänglichen, an die Zuführkanäle 52 und 54 angeschlossenen Ölverteilerraum 64 auf. Dieser ist derart ausgelegt, daß er sich mit in die Öl­ fanghaube 50 eingeschleudertem Schmieröl füllt und sich dabei solche Druckverhältnisse einstellen, daß über die Zuführ­ kanäle 52 und 54 eine konzentrierte Schmierung der Radnabenge­ triebe 44 sichergestellt ist.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ölfanghaube 50 durch ein in das Getriebegehäuse 12 einsetzbares Bauteil gebildet. Sie weist eine Trägerplatte 66 auf, die im oberen Bereich die Ölfanghaube 50 bildet. Ihre Breite ist größer als die Breite des Tellerrades 16, was insbesondere den Vorteil bietet, daß sie in Ausgleichsgetrieben mit verschieden breit ausgelegten Tellerrädern einbaubar ist. Ihre nach unten gerichtete Trichter­ öffnung 68 ist vorzugsweise rechteckförmig, wobei deren Abmes­ sung senkrecht zur Tellerradachse lediglich einem Bruchteil ihrer Abmessung in Richtung derselben entspricht.

Wie Fig. 4 zeigt, verjüngt sich die Ölfanghaube 50 nach innen trichterförmig, wobei deren Ölverteilerraum 64 hinter deren innenliegender kleinerer Trichteröffnung 70 liegt. Dadurch ist sicherge­ stellt, daß sich eingeschleudertes Schmieröl in seitlichen Raumteilen 64′ und 64′′ bzw. hinter den schrägen Trichterwänden 72 und 74 sammeln kann. Dabei sind die Abmessungen der Trich­ teröffnung 70 das Volumen des Ölverteilerraumes 64 sowie die Auslaßquerschnitte der Zuführkanäle 52 und 54 derart auf­ einander abgestimmt, daß bereits bei einer minimalen Drehzahl des Tellerrades 16 im Ölverteilerraum 64 eine für die ge­ wünschte Ölversorgung der Radnabengetriebe 44 ausreichende, unter entsprechendem Druck stehende Ölmenge zur Verfügung steht.

Die den Ölverteilerraum 64 oben begrenzende Haubenwand 76 ist vorzugsweise in Richtung der Tellerradachse symmetrisch zur inneren Trichteröffnung 70 konkav gekrümmt, wobei die an den einander gegenüberliegenden Stirnwänden 78 und 80 des Ölvertei­ lerraumes 64 angeschlossenen Zuführkanäle 52 und 54 teilweise unterhalb der die Trichteröffnung 70 enthaltenden Ebene liegen. Diese Konfiguration der oberen Haubenwand 76 sowie die Zuord­ nung der Kanalanschlüsse zur Trichteröffnung 70 begünstigt das Abströmen von Schmieröl aus dem Ölverteilerraum 64.

Die Zuführkanäle 52 und 54 können am Achskörper 10 auch ex­ tern verlegt sein, was sich insbesondere empfiehlt, sofern die Achswellen 20 und 22 außerhalb des Achskörpers in Schutzrohren vorgesehen sind. Ebensogut können sie auch in den Achskörper 10 eingegossen sein, insbesondere dann, wenn auch die Ölfanghaube 50 an die Getriebewand 12′ angegossen ist.

Im Zusammenhang mit der durch die Ölumwälzvorrichtung 48 be­ werkstelligten Schmierung der Radnabengetriebe 44 werden eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Ausgleichsgetriebes 14 so­ wie eine Absenkung der Betriebstemperatur in den Radnabenge­ trieben 44 erreicht. Dies ergibt sich durch das durch die Öl­ fanghaube 50 und die Zuführleitungen 52 und 54 aufgenommene Volumen abfließenden Schmieröls aus dem Ausgleichsgetriebege­ häuse 12, wodurch dort das Niveau im Ölsammelraum 60 abgesenkt und dadurch der Wirkungsgrad entsprechend verbessert wird. Das in den Zuführleitungen 52 und 54 abfließende Schmieröl weist, ebenso wie dasjenige des Ölsammelraumes 60 gegenüber dem Schmieröl der Radnabengetriebe 44 eine wesentlich niedrigere Betriebs­ temperatur auf, was wiederum, aufgrund des ständig erfolgenden Schmierölaustausches, eine Herabsetzung der Betriebstemperatur in den Radnabengetrieben 44 bewirkt.

Die erfindungsgemäße Ölumwälzvorrichtung 48 ist mit besonderem Vorteil bei mit Außenplanetengetrieben ausgestatteten Treib­ achsen für schwere Nutzfahrzeuge einsetzbar, indem die mit ih­ rer Hilfe erzielbaren Vorteile eine höhere Lebensdauer solcher Achsen garantieren.

Claims (4)

1. Treibachse für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, mit einem Ausgleichsgetriebe, von diesem über jeweils eine Achswelle antreibbaren Radnabengetrieben, und mit einer Ölumwälzvorrichtung zum kontinuierlichen Austausch von Schmieröl zwischen Ausgleichsgetriebe und Radnabengetrieben, die im Getriebegehäuse des Ausgleichsgetriebes ein durch dasselbe antreibbares, in einen Ölvorrat eintauchendes Ölförderrad aufweist, durch das Schmieröl aus dem Getriebegehäuse oberhalb des Ölsammelraumes einander gegenüberliegenden Öffnungen von zu jeweils einem der Radnabengetriebe führenden Zuführkanälen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölförderrad das Tellerrad (16) des Ausgleichsgetriebes (14) ist, dem im Getriebegehäuse (12) oberhalb des Ölsammelraumes (60) eine sich nach oben und innen trichterförmig verjüngende Ölfanghaube (50) zugeordnet ist, daß die kleinere Trichteröffnung (70) der Ölfanghaube (50) in einen Ölverteilerraum (64) einmündet, an dem die Zuführkanäle (52 und 54), in Achsrichtung des Tellerrades (16) gesehen, an einander gegenüberliegenden Wandteilen (78 und 80) angeschlossen sind, daß die der kleineren Trichteröffnung (70) gegenüberliegende Wand (76) des Ölverteilerraumes (64) in Richtung der Tellerradachse symmetrisch zur kleineren Trichteröffnung (70) konkav gekrümmt ist und daß die Anschlüsse der Zuführkanäle (52 und 54), in Achsrichtung des Tellerrades (16) gesehen, über einen Teilbereich ihres Querschnittes unterhalb der kleineren Trichteröffnung (70) liegen.

2. Treibachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die größere Trichteröffnung (68) der Ölfanghaube (50) rechteckförmig ist und daß ihre Abmessung in Achsrichtung des Tellerrades (16) größer ist als die Tellerradbreite und ihre Abmessung senkrecht zur Tellerradachse einem Bruchteil der vorgenannten Abmessung entspricht.

3. Treibachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölverteilerraum (64) in Breite und Länge in etwa der größeren Trichteröffnung (68) entspricht.

4. Treibachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführkanäle (52, 54) innerhalb des Achskörpers (10) in dessen Durchgängen (24, 26) für die Achswellen (20, 22) verlaufen.