DE4410074A1 - Antriebsachse mit einem in einem Achsgehäuse angeordneten Differentialgetriebe - Google Patents
Antriebsachse mit einem in einem Achsgehäuse angeordneten DifferentialgetriebeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsachse mit einem in einem Achsgehäuse
angeordneten Differentialgetriebe, das in einem Differentialkorb gelagert ist, aus dem
beiderseits zwei Abtriebswellen herausgeführt sind.
Derartige Antriebsachsen finden beim überwiegenden Teil der Kraftfahrzeuge
Verwendung. Das Differentialgetriebe dient dem Ausgleich von unterschiedlichen
Raddrehzahlen bei Kurvenfahrt. Zur Schmierung des Differentialgetriebes befindet sich
Schmiermittel, nämlich Öl im Achsgehäuse, wobei der Flüssigkeitsstand so gewählt ist,
daß alle Bauteile, insbesondere der Differentialkorb mit dem darin befindlichen
Differentialgetriebe in allen Betriebszuständen mit Öl versorgt sind. Das Achsgehäuse
ist deshalb in der Regel bis zur halben Höhe mit Öl gefüllt und der Differentialkorb somit
etwa zur Hälfte in Öl getaucht.
Bei in Betrieb befindlicher Antriebsachse dreht sich der Differentialkorb in Öl, wobei
Panschverluste entstehen. In Abhängigkeit von der Drehzahl des Differentialkorbs
steigen die Panschverluste, die Teile der Antriebsenergie in Wärme umwandeln. Bei
hohen Drehzahlen treten daher hohe Verluste auf. Dies ist dann der Fall, wenn die
Fahrgeschwindigkeit eines mit einer gattungsgemäßen Antriebsachse ausgerüsteten
Fahrzeugs groß ist. Bei großen Fahrgeschwindigkeiten werden zumeist keine Kurven
befahren oder allenfalls Kurven mit großem Kurvenradius. In diesen Betriebszuständen
wird eine Differentialwirkung nur in kleinem Umfang benötigt oder gar nicht. Die
Geschwindigkeitsunterschiede der beiden Abtriebswellen sind allenfalls gering.
Ungünstigerweise sind die Panschverluste also gerade dann am größten, wenn eine
Schmierung des Differentialgetriebes nicht oder nur in geringem Umfang erforderlich
ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftlich herstellbare
Antriebsachse der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die im
Wirkungsgrad verbessert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Differentialkorb als nach
außen abgedichtetes Getriebegehäuse zur Aufnahme von Schmiermittel ausgebildet
und außenumfangsseitig nicht in Schmiermittel getaucht ist. Bei rotierendem
Differentialkorb entstehen daher außerhalb desselben keine Panschverluste.
Schmiermittel ist nur im Inneren des Differentialkorbs vorhanden, nämlich an den
Verzahnungen der Ausgleichsräder des Differentialgetriebes, an denen es gebraucht
wird. Durch die infolge der Abdichtung bewirkte Abgeschlossenheit des
Differentialkorbes ist dabei dafür gesorgt, daß das Schmiermittel stets dort ist, wo es
gebraucht wird. Die Panschverluste werden daher im Vergleich zu den bekannten
Antriebsachsen des Standes der Technik stark herabgesetzt und somit der
Wirkungsgrad verbessert.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Zufuhr
oder zur Zufuhr und Abfuhr von Schmiermittel mindestens ein zu den Abtriebswellen
paralleler Kanal längs zumindest einer Abtriebswelle in den Differentialkorb
hineingeführt ist. Durch diesen Kanal erfolgt die Versorgung des Differentialgetriebes
mit Öl. Sofern eine Kühlwirkung erwünscht ist, kann durch Zu- und Abfuhrkanäle eine
Spülwirkung erzielt werden.
Es ist günstig, wenn der Kanal von einer Ausnehmung in der Abtriebswelle gebildet ist.
Der Kanal kann beispielsweise durch eine oder mehrere Bohrungen hergestellt sein.
In einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann aber auch
vorgesehen sein, daß der Kanal zwischen der Abtriebswelle und einer zur
Durchführung der Abtriebswelle im Differentialkorb vorgesehenen Ausnehmung
angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß die Abtriebswellen im Querschnitt nicht
geschwächt sind und daher ein höheres Drehmoment übertragen können, als bei der
oben beschriebenen Variante. Der Kanal hat dabei einen ringförmigen Querschnitt.
Sofern der Differentialkorb über eine Kegelradanordnung angetrieben wird, wie das
gewöhnlich bei Kraftfahrzeugen üblich ist, bedarf es einer räumlichen Trennung
zwischen dem Differentialkorb und den Kegelrädern, damit die Kegelräder zur
Schmierung beispielsweise in Öl laufen können, der Differentialkorb zur Vermeidung
der oben erwähnten Panschverluste jedoch nicht. Hierzu erweist es sich als günstig,
wenn eine zu einer der Abtriebswellen koaxial angeordnete Antriebswelle als Hohlwelle
ausgebildet die Abtriebswelle umschließt und mit dem Differentialkorb trieblich
verbunden ist. Die beschriebene Anordnung einer Antriebswelle ermöglicht es, die
antreibenden Kegelräder seitlich versetzt zum Differentialkorb anzuordnen, wodurch
eine Trennwand zwischen Differentialkorb und Kegelrädern angeordnet werden kann
und infolgedessen ein Betrieb der Kegelräder in Öl bei gleichzeitigem Betrieb des
Differentialkorbs im Trockenen (d. h. von außen nicht in Schmiermittel getaucht)
ermöglicht ist.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Antriebswelle
als Welle eines das Differentialgetriebe antreibenden, in dem Achsgehäuse
angeordneten Antriebsmotors ausgebildet. Eine solche platzsparende Konstruktion
ermöglicht auf einfache Weise die Zufuhr von Schmiermittel zum Differentialgetriebe
durch den zwischen der hohlen Welle des Antriebsmotors und der dazu koaxialen
Abtriebswelle angeordneten ringförmigen Kanal.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das den
Differentialkorb umgebende Achsgehäuse mit Ausnehmungen zur Belüftung versehen
ist. Wenn es erforderlich ist, das Differential und/oder den Antriebsmotor zu kühlen,
ergibt sich dadurch die Möglichkeit, dies von außen durch Kühlluft zu tun, was den
Wirkungsgrad gegenüber einer Anordnung verbessert, bei der durch Eintauchen des
Differentialkorbs in Öl und Abstrahlen der durch das Öl aufgenommenen Wärmeleistung
über das Achsgehäuse gekühlt wird. Diese Anordnung wird dadurch ermöglicht, daß
der Differentialkorb erfindungsgemäß nicht in Öl läuft. Bei einer Antreibsachse, bei der
der Differentialkorb in Öl läuft, würde das Öl durch die Belüftungsöffnungen abfließen.
Es erweist sich ferner als vorteilhaft, einen im wesentlichen ölfreien Antriebsmotor
insbesondere einen Elektromotor als Antriebsmotor vorzusehen. Gegenüber
Antriebsachsen des Standes der Technik, wird bei der erfindungsgemäßen
Antriebsachse auf einfache Weise eine Verbindung zwischen dem Antrieb und dem
Differentialkorb unter gleichzeitiger Trennung zwischen Bauteilen, die in Öl laufen, und
Bauteilen, die nicht in Öl laufen sollen, erreicht.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der
Differentialkorb mit einem Lüfterrad verbunden ist, was dadurch erleichtert wird, daß
erfindungsgemäß ein ölfreier Bauraum um den Differentialkorb herum zur Verfügung
steht. Besonders vorteilhaft im Hinblick auf geringe Fertigungskosten ist es dabei, wenn
die Flügel des Lüfterrades einstückig an dem Differentialkorb gebildet sind.
Eine andere, die Erfindung weiterbildende Maßnahme sieht vor, daß der
Differentialkorb mit einem Sensorgeber eines Drehzahlgebers verbunden ist.
Schließlich ist es auch günstig, den Differentialkorb mit einer Bremse zu verbinden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen,
daß an den axialen Enden des Achsgehäuses jeweils ein Endgetriebe oder
Endgetriebe mit Bremse angeordnet ist, wobei der in dem Differentialkorb mündende
Kanal an den Schmiermittelvorrat des Endgetriebes oder Endgetriebes mit Bremse
angeschlossen ist. Auf diese Weise bedarf es zur Versorgung des Differentialgetriebes
keines eigenen Schmiermittelreservoirs. Das erforderliche Schmiermittel wird dem
Gehäuse der Endgetriebe oder dem Gehäuse der naß laufenden Bremsen
entnommen.
Besonders günstig ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Antriebsachse für ein
batterie-elektrisch betriebenes Fahrzeug, insbesondere Flurförderzeug. Durch die mit
der Erfindung erzielte Wirkungsgradverbesserung steht mehr Energie zur Verfügung,
was zur Erhöhung der mit einer Batterieladung erzielbaren Einsatzdauer des
Fahrzeugs und/oder zur erhöhten Leistungsabgabe im Antrieb genutzt werden kann.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der
schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Figur zeigt eine Antriebsachse mit einem Achsgehäuse 1, in dem ein Elektromotor
2 und ein von diesem angetriebenes Differentialgetriebe 3 angeordnet sind. Das
Differentialgetriebe 2 ist innerhalb eines Differentialkorbs 4 angeordnet und weist
Ausgleichsräder 5 und zwei aus dem Differentialkorb 4 beidseitig herausgeführte
Abtriebswellen 6 und 7 auf.
Die Abtriebswellen 6 und 7 führen zu den axialen Enden des Achsgehäuses 1, an
denen jeweils ein Endgetriebe 8a bzw. 8b befestigt ist. Jedes Endgetriebe 8a bzw. 8b
ist zumindest teilweise mit Schmiermittel (Öl) gefüllt.
Im Bereich des in der Figur rechten axialen Endes des Achsgehäuses 1 ist eine
Ausnehmung 9a zur Aufnahme einer nicht dargestellten, zum Eingriff mit der
Abtriebswelle 7 bestimmten Naß-Lamellenbremse vorgesehen, wobei die Ausnehmung
9a durch eine Zwischenwand 1a des Achsgehäuses 1 von einer Ausnehmung 9b
abgetrennt ist, in der sich der Elektromotor 2 und der Differentialkorb 4 befinden. Die
zur Aufnahme der Naß-Lamellenbremse vorgesehene Ausnehmung 9a ist zumindest
teilweise mit Schmiermittel (Öl) gefüllt.
Die in der Figur linke Abtriebswelle 6 ist innerhalb einer hohlen Antriebswelle 10 des
Elektromotors 2 angeordnet, die in einem Zentrierflansch 4a des Differentialkorbs 4 mit
diesem trieblich verbunden ist. Der Differentialkorb 4 auf seiner linken Seite folglich auf
der Antriebswelle 10 abgestützt, die wiederum an ihrem linken Ende im Achsgehäuse 1
gelagert ist. Auf der rechten Seite ist der Differentialkorb 4 mit Hilfe eines die
Abtriebswelle 7 umgebenden und an dem Differentialkorb 4 angeformten Bunds 4b in
der Zwischenwand 1a gelagert. Antriebswelle 10 und Differentialkorb 4 bilden somit
eine drehbare, in sich verdrehfeste Einheit, die an zwei Stellen in der Antriebsachse
gelagert ist.
Der Differentialkorb 4 ist als geschlossenes Getriebegehäuse ausgebildet, das
gegenüber der Ausnehmung 9b in dem Achsgehäuse 1 abgedichtet ist.
Zwischen der linken Abtriebswelle 6 und der hohlen Antriebswelle 10 ist ein
ringförmiger Kanal 11 gebildet, der im Verein mit einer Ausnehmung 11a im
Differentialkorb 4 zur Durchführung der Abtriebswelle 6 das Innere des Differentialkorbs
4 mit dem Gehäuse des in der Figur linken Endgetriebes 8 verbindet und dadurch die
Versorgung des Differentialgetriebes 2 mit Schmiermittel aus dem in der Figur linken
Endgetriebe 8a ermöglicht.
Um zu verhindern, daß Schmiermittel in die Ausnehmung 9b des Achsgehäuses 1 läuft
und dort Funktionsstörungen des Elektromotors 2 und Panschverluste an den
rotierenden Teilen, insbesondere am Differentialkorb 4 bewirkt, ist die Antriebswelle 10
an ihrem in der Figur linken Ende aus dem Achsgehäuse 1 herausgeführt und der
Kanal 11 sowohl am linken als auch am rechten Ende gegenüber der Ausnehmung 9a
abgedichtet.
Zwischen der rechten Abtriebswelle 7 und der Innenseite des Bunds 4b ist ein
ringförmiger Kanal 12 gebildet, der im Verein mit einer Ausnehmung 12a im
Differentialkorb 4 zur Durchführung der Abtriebswelle 7 das Innere des Differentialkorbs
4 mit der schmiermittelgefüllten Ausnehmung 9a verbindet und dadurch ebenfalls die
Versorgung des Differentialgetriebes 2 mit Schmiermittel ermöglicht. Der Bund 4b ist
gegenüber der Ausnehmung 9a abgedichtet, so daß auch von dieser Seite aus kein
Schmiermittel in die Ausnehmung 9a gelangen kann.
Erfindungsgemäß rotiert also der Differentialkorb 4 nicht in Schmiermittel, wodurch an
dieser Stelle keine Planschverluste entstehen und der Wirkungsgrad verbessert ist.
In dem Achsgehäuse 1 sind im Bereich des Differentialkorbs 4 Ausnehmungen 13 in
der Gehäusewandung angeordnet, die die Zufuhr von Kühlluft zur Kühlung des
Differentialkorbs 4 und des Elektromotors 2 ermöglichen. Die Kühlung kann gesteigert
werden, wenn der Differentialkorb 4 mit einem Lüfterrad 13 verbunden ist, was dadurch
möglich ist, daß der Raum um den Differentialkorb 4 herum nicht als
Schmiermittelbehälter benötigt wird. Es können auch weitere Funktionen an dieser
Stelle untergebracht werden. Beispielweise kann der Differentialkorb 4 mit einem
Sensorgeber 15 eines Drehzahlsensors 16 verbunden werden. Es ist auch möglich,
zusätzlich oder an Stelle der in der Ausnehmung 9a vorgesehenen Naß-
Lamellenbremse eine (Trocken)-Bremse mit dem Differentialkorb 4 zu verbinden.
Claims (14)
1. Antriebsachse mit einem in eine Achsgehäuse (1) angeordneten
Differentialgetriebe (2), das in einem Differentialkorb (4) gelagert ist, aus dem
beiderseits zwei Abtriebswellen (6, 7) herausgeführt sind, dadurch
gekennzeichnet, daß der Differentialkorb (4) als nach außen abgedichtetes
Getriebegehäuse zur Aufnahme von Schmiermittel ausgebildet und
außenumfangsseitig nicht in Schmiermittel getaucht ist.
2. Antriebsachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zufuhr oder
zur Zufuhr und Abfuhr von Schmiermittel mindestens ein zu den Abtriebswellen (6,
7) paralleler Kanal (11; 12) längs zumindest einer Abtriebswelle (6; 7) in den
Differentialkorb (4) hineingeführt ist.
3. Antriebsachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (11;
12) von einer Ausnehmung in der Abtriebswelle (6; 7) gebildet ist.
4. Antriebsachse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (11;
12) zwischen der Abtriebswelle (6; 7) und einer zur Durchführung der Abtriebswelle
im Differentialkorb (4) vorgesehenen Ausnehmung (11a; 12a) angeordnet ist.
5. Antriebsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
eine zu einer der Abtriebswellen (6) koaxial angeordnete Antriebswelle (10) als
Hohlwelle ausgebildet die Abtriebswelle (6) umschließt und mit dem
Differentialkorb (4) trieblich verbunden ist.
6. Antriebsachse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle
(10) als Welle eines das Differentialgetriebe (2) antreibenden, in dem Achsgehäuse
(1) angeordneten Antriebsmotors ausgebildet ist.
7. Antriebsachse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das den
Differentialkorb (4) umgebende Achsgehäuse (1) mit Ausnehmungen (13) zur
Belüftung versehen ist.
8. Antriebsachse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein im
wesentlichen ölfreier Antriebsmotor, insbesondere ein Elektromotor (2) als
Antriebsmotor vorgesehen ist.
9. Antriebsachse nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Differentialkorb (4) mit einem Lüfterrad (14) verbunden ist.
10. Antriebsachse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel des
Lüfterrades einstückig an dem Differentialkorb (4) gebildet sind.
11. Antriebsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Differentialkorb (4) mit einem Sensorgeber (15) eines Drehzahlgebers (16)
verbunden ist.
12. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Differentialkorb (4) mit einer Bremse verbunden ist.
13. Antriebsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß an den axialen Enden des Achsgehäuses (1) jeweils ein Endgetriebe (8a; 8b)
oder Endgetriebe mit Bremse angeordnet ist, wobei der in dem Differentialkorb (4)
mündende Kanal (11; 12) an den Schmiermittelvorrat des Endgetriebes (8a; 8b)
oder Endgetriebes mit Bremse angeschlossen ist.
14. Verwendung einer Antriebsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 12 für ein
batterie-elektrisch betriebenes Fahrzeug, insbesondere Flurförderzeug.
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Owner name: LINDE MATERIAL HANDLING GMBH, 63743 ASCHAFFENB, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTSHIP PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE |
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