DE4311321A1 - Drehmomentübertragung zwischen einem Getriebe und einem Universalgelenk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für eine Abtriebswelle an einem Getriebegehäuse eines Kraftfahrzeuges oder einer anderen mechanischen Kraftübertragungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In US-PS 4,103,753 ist eine Drehmomentübertragung erläutert, die für ein Kraftfahrzeug geeignet ist, bei dem die Drehmo­ mentübertragung vom Motor zu mehreren angetriebenen Achsen und zu paarweise angetriebenen Vorder- und Hinterrädern er­ folgt. Die aus dieser Druckschrift bekannte Drehmomentüber­ tragung sowie andere derartige Anordnungen machen von einer Zwischenwelle Gebrauch, von der das Drehmoment an die hinte­ ren Räder des Fahrzeuges übertragen wird.

Eine solche Abtriebs- bzw. Zwischenwelle am Ausgang eines Getriebegehäuses für ein Kraftfahrzeug muß in der Lage sein, bestimnte axiale Längenveränderungen zwischen einer dreh­ momentübertragenden Eingangswelle und/oder einem Drehmoment­ übertragungsteil aufzunehmen, um einen Längenausgleich zu erzielen, der zwischen dem Getriebegehäuse und der Hinter­ achse auftreten kann, die von der Zwischenwelle angetrieben ist. Solche Änderungen können sich infolge der normalen Be­ wegung der abgefederten Fahrzeugräder gegenüber dem Chassis einstellen, wenn das Fahrzeug eine Straße oder einen Erdweg befährt. Die Zwischenwelle ist deshalb normalerweise mit inneren Keilnuten zur Aufnahme des Endes einer Abtriebswelle am Getriebegehäuse und/oder mit inneren Teilnuten zur Auf­ nahme des Endes eines Gabelkopfes eines Gleichlaufgelenks oder eines anderen von der Zwischenwelle angetriebenen Bau­ teils versehen. Bei einer derartigen Teilnutanordnung der Zwischenwelle ist diese in einem ringförmigen Gehäuse mit einem offenen endseitigen Flansch angeordnet, der am Getrie­ begehäuse abdichtend befestigt ist. Das Gehäuse umgibt die Zwischenwelle und das Ende der in der Keilnutverbindung auf­ genommenen Antriebswelle bis zu einer Stelle hinter der An­ triebsverbindung zwischen der Antriebswelle und der Zwi­ schenwelle. Die Antriebswelle und die Zwischenwelle sind jeweils in einem Lager drehbar gelagert, für gewöhnlich in einem inneren Lager an oder nahe der Anschlußstelle zwischen dem Getriebegehäuse und dem Gehäuse für die Antriebswelle, und in einem äußeren Lager nahe dem Auslasser des Getriebe­ gehäuses für die Zwischenwelle. Dabei ist das Zwischenwel­ lengehäuse in Strömungsmittelverbindung mit dem Getriebege­ häuse, so daß Schmiermittel aus dem Getriebegehäuse die La­ ger und andere beweglichen Teile im Wellengehäuse schmieren kann.

Bei der vorbeschriebenen Anordnung an einem Getriebegehäuse erstreckt sich die Zwischenwelle über das geschlossene Ende des Zwischenwellengehäuses hinaus und ist mit einer Gabel oder einem anderen Eingangsglied eines Gleichlaufgelenks des Differentials verbunden, über das die Hinterachse des Fahr­ zeuges angetrieben wird. Wenn das Zwischenwellengehäuse Schmiermittel aus dem Getriebegehäuse erhält, so muß zwi­ schen der Zwischenwelle und der Öffnung im Gehäuse eine Dichtung vorgesehen sein, so daß kein Schmiermittel aus dem Gehäuse austreten kann. Rotationsdichtungen für eine der­ artige Anwendung sind aufwendig und teuer, und da es bisher erforderlich war, daß diese Dichtungen Längenänderungen auf­ nehmen können, erhöht sich noch dadurch der Aufwand für die Dichtung, die außerdem einem erhöhten Verschleiß unterliegt. Ferner können sich an freiliegenden Teilen solcher rotieren­ der Bauteile Schmutzablagerungen festsetzen, und wenn diese in den Bereich innerhalb der Dichtung gelangen, so erfolgt durch die Drehung eine erhebliche Schädigung und Lebenszeit­ verkürzung der Dichtung.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine An­ ordnung an einem Getriebegehäuse oder einer anderen mechani­ schen Kraftübertragung vorzusehen, bei der die Zwischenwelle bzw. die Welle zum Antrieb des Gleichlaufgelenks verbessert ist, wobei insbesondere das Getriebegehäuse so gestaltet sein soll, daß die Abtriebswelle bzw. die Zwischenwelle in verbesserter Weise abgedichtet und wirksam gegen Austreten von Schmiermittel aus dem Zwischenwellengehäuse abgedichtet ist.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung geht von einer Abtriebs- bzw. Zwischenwelle und einem mit Schmiermittel gefüllten Gehäuse an dem Ge­ triebegehäuse oder einer anderen mechanischen Kraftüber­ tragung eines Kraftfahrzeuges aus. Das Gehäuse nimmt die Zwischenwelle abdichtend auf, ohne daß es erforderlich ist, axiale Längenänderungen der Zwischenwelle gegenüber dem Ge­ häuse an der Dichtungsstelle auszugleichen. Erfindungsgemäß ist die Zwischenwelle eine mit inneren Teilnuten versehene Welle, die sich nach außen zum geschlossenen Ende des Gehäu­ ses erstreckt. Der innere Endteil der ringförmigen Welle nimmt eine mit äußeren Teilnuten versehene Abtriebswelle auf, die Drehmoment aus dem Getriebegehäuse überträgt, wobei die Teilnutverbindung zwischen der Abtriebswelle und der Zwischenwelle eine begrenzte axiale Längenänderung erlaubt, jedoch keine materielle Umfangsbewegung. In einem äußeren Endteil der Zwischenwelle ist wiederum das mit äußeren Keil­ nuten versehene Ende einer Gabel oder eines anderen Ab­ triebsteils aufgenommen, von dem das Drehmoment aus dem Getriebegehäuse auf ein Differential an der Hinterachse des Fahrzeuges übertragen wird, insbesondere zu einem Gleich­ laufgelenk, das in Verbindung mit dem Ausgleichsgetriebe vorgesehen ist. Die Keilnutverbindung zwischen der Gabel und der Zwischenwelle, die man oft auch als Schubgabel bezeich­ net, führt begrenzte axiale Längenänderungen aus, jedoch keine Bewegungen in Umfangsrichtung.

Bei Verwendung einer Schubgabel zur Drehmomentübertragung von der Getriebezwischenwelle zum Ausgleichsgetrieb oder einem anderen Antriebsteil, entfällt bei dem betreffenden Fahrzeug, insbesondere in Verbindung mit der Keilnutver­ bindung zwischen der Zwischenwelle und der Abtriebswelle die axial oszillierende Längenänderung, die die Zwischenwelle beim regulären Betrieb des Fahrzeuges andererseits ausführen würde, da diese Längenänderungen nun von der Axialbewegung zwischen den Keilnuten der Gabel und der Zwischenwelle auf­ genommen werden. Mit diesem Merkmal entfällt die Notwendig­ keit, eine solchen oszillierenden Bewegungen unterworfene Öldichtung vorzusehen, um die Öffnung zwischen dem Gehäuse auf der Außenseite der Zwischenwelle abzudichten, so daß diese Ausgangsöffnung mit einer einfachen konventionellen Öldichtung abgedichtet werden kann, da die Dichtung nur die Drehbewegung zwischen dem Gehäuse und der Zwischenwelle auf­ nehmen muß. Außerdem kann erfindungsgemäß das ständig zu schmierende äußere Lager, nämlich das Gleitlager in einem konventionellen Zwischenwellengehäuse, das bisher innerhalb der Öldichtung vorgesehen war, um die Schmierung des Gleit­ lagers zu ermöglichen, ersetzt werden durch ein innen abge­ dichtetes selbstschmierendes Wälz- oder Kugellager, um die Zwischenwelle im Gehäuse zu lagern. Deshalb entfällt die Notwendigkeit, das äußere Lager ständig für Schmiermittel aus dem Getriebegehäuse zugänglich zu machen, so daß das äußere Lager nunmehr nach außen vor die Öldichtung versetzt werden kann und damit Schmiermittelaustritt aus dem Getrie­ begehäuse und der Verbindung zwischen Zwischenwelle und Schubgabel zu verringern oder zu verhindern, wobei ferner die Lebensdauer dieser Andauer etwas der Lebensdauer des Fahrzeuges entspricht oder mindestens eine sehr lange Be­ triebszeit erlaubt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeich­ nung zeigt einen Achsenschnitt durch ein Gehäuse und benach­ barte Teile mit einer Getriebeabtriebswelle und einer Zwi­ schenwelle.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Zwischenwelle 10 an dem Getriebegehäuse eines Fahr­ zeuges oder einer anderen mechanischen Kraftübertragung ins­ gesamt ringförmig. Der größere Teil der Zwischenwelle 10 ist in einem Gehäuse 12 eingeschlossen, das einen Ringflansch 14 eingangsseitig aufweist. Der Flansch 14 wird dichtend an nicht gezeigten Teilen des Getriebegehäuses befestigt. Die Zwischenwelle 10 ist mit einer inneren Teilnutverzahnung 16 versehen, die sich vom eingangsseitigen Ende des Drehmoments zum ausgangsseitigen Ende erstreckt. In der Drehmomentsein­ gangsseite der Zwischenwelle 10 steckt eine mit äußeren Teilnuten 18a versehene Abtriebswelle 18, die vom Getrie­ begehäuse her Drehmoment auf die Zwischenwelle 10 überträgt.

Die Keilnutverbindung zwischen der Abtriebswelle 18 und der Zwischenwelle 10 ermöglicht einen begrenzten axialen Längen­ ausgleich zwischen der Abtriebswelle 18 und der Zwischen­ welle 10, um normale Abstandsänderungen zwischen dem Getrie­ begehäuse und der Hinterachse auszugleichen, wenn das Fahr­ zeug auf einer Straße oder im Gelände fährt. Die Keilnutver­ bindung zwischen der Abtriebswelle 18 und der Zwischenwelle 10 verhindert jedoch Umfangsbewegungen, soweit sie nicht durch das erforderliche Spiel zwischen den Keilnuten veran­ laßt sind.

Die Abtriebswelle 18 ist relativ zum Gehäuse 12 mit einem Kugellager 20 gelagert, das am Gehäuse 12 oder an Teilen des Getriebegehäuses befestigt ist. Das Kugellager 20 wird axial an der Abtriebswelle 18 mit Haltern 22, 24 in ringförmigen Nuten 18b, 18c gehalten, die in der Antriebswelle 18 vorge­ sehen sind. Schmiermittel aus dem Getriebegehäuse kann nicht in die Keilnutverbindung zwischen der Welle 10 und der Ab­ triebswelle 18 eintreten, da eine O-Ringdichtung 26 vorge­ sehen ist, die in einer Ringnut 18d der Abtriebswelle 18 sitzt und an einem Abschnitt 10a der Zwischenwelle 10 ohne Keilnuten an deren Drehmomenteingangsseite anliegt.

Die Zwischenwelle 10 ist im Gehäuse 12 nahe der Drehmoment­ ausgangsseite mittels eines weiteren Kugellagers 28 gelagert bzw. eines anderen Lagers, das keine Gleitreibung zwischen sich und dem rotierenden Bauteil aufnehmen muß. Das Lager 28 ist vorzugsweise selbstschmierend auf Lebenszeit ausgebildet und ist an der Zwischenwelle 10 zwischen einer radialen Schulter 10b der Zwischenwelle 10 und einem Lagerhalter 30 in einer inneren Ringnut 12a des Gehäuses 10 festgelegt. Das Lager 28 ist gegenüber dem Gehäuse 12 von dem Halter 30 und einer radialen Schulter 12b des Gehäuses 12 festgelegt.

Das Gehäuse 12 ist für den Zutritt von Schmiermittel aus dem Getriebegehäuse offen und ein schräger Rückströmkanal 12c ist im Gehäuse 12 vorgesehen, durch den Schmiermittel aus dem Gehäuse 12 zum Getriebegehäuse durch Schwerkraft zurück­ gelangen kann. Da im Gehäuse 12 Schmiermittel vorhanden ist, ist es erforderlich, eine passende Dichtung für die Zwi­ schenwelle 10 vorzusehen, so daß Schmiermittel nicht längs der Zwischenwelle 10 aus dem Gehäuse 12 austreten kann. Zu diesem Zweck ist eine Dichtung 32 am zylindrischen Abschnitt 10c vorgesehen. Ist das Lager 28 auf Lebensdauer selbst­ schmierend, so bedarf es keines Schmiermittels aus dem Ge­ häuse 12, so daß die Dichtung 32 auf der Innenseite des La­ gers 28 angeordnet sein kann, dort wo sie ihre Dichtfunktion in der wirksamsten Weise ausführen kann.

Die Keilnuten 16 der Zwischenwelle 10 erstrecken sich bis zur Drehmomentausgangsseite, d. h. bis zum Ende, das aus dem Gehäuse 12 vorsteht. Die Zwischenwelle 10 kann somit Drehmo­ ment zu einer Schubgabel eines nicht dargestellten Gleich­ laufgelenks übertragen, dessen Drehmomenteingangsende mit äußeren Teilnuten versehen ist, die in das freie Ende der Zwischenwelle 10 gesteckt ist. Demzufolge können relative axiale Längenänderungen in Kraftrichtung hinter der Keilnut­ verbindung der Zwischenwelle 10 und der Abtriebswelle 18 von der Keilnutverbindung zwischen der Zwischenwelle 10 und dem Schub und der Schubgabel ausgeglichen werden und die Öldich­ tung 32 muß somit keine Längenänderungen zwischen sich und der Zwischenwelle 10 ausgleichen. Obwohl das Lager 28 vor­ zugsweise außerhalb der Öldichtung 32 angeordnet ist, kann die Öldichtung 32 aber auch das äußere Bauteil sein, wenn das Lager 28 durch ein konventionelles Lager bzw. Gleitla­ gerhülse ersetzt wird.

Um den Eintritt von Feuchtigkeit, Staub und anderen Schmutz­ teilen in das Lager 28 zu verhindern, ist ein ringförmiges Bestandteil in Form eines Deckels 34 o. ä. am äußeren freien Ende des Gehäuses 12 befestigt. Der Abschluß 34 ist unten mit einer Verbreiterung 34a versehen, so daß eingetretene Feuchtigkeit mit Hilfe der Schwerkraft austreten kann. Fer­ ner ist das Ende der Zwischenwelle 10, das sich durch das Gehäuse 12 erstreckt, mit einer Ringnut 10d versehen, um eine flexible elastomäre Manschette aufzunehmen, deren an­ deres Ende an der Gabel befestigt werden kann. Mit Hilfe der Manschette wird der Eintritt von Feuchtigkeit, Staub und Schmutz in das offene Ende an der Zwischenwelle 10 verhin­ dert.

Claims (7)

1. Anordnung für eine Abtriebswelle an einem Getrie­ begehäuse eines Kraftfahrzeuges zum Übertragen vom Drehmo­ ment von einem mit äußeren Keilnuten versehenen, drehbar angetriebenen Triebteil, mit axialem Längenausgleich, beste­ hend aus:
einer drehbaren Zwischenwelle (10) mit einem drehmomentein­ gangsseitigen Ende und einem drehmomentausgangsseitigen En­ de, wobei das drehmomenteingangsseitige Ende der Zwischen­ welle offen ist und der offene Abschnitt sich vom eingangs­ seitigen Ende mindestens teilweise bis zum ausgangsseitigen Ende erstreckt, der offene Abschnitt des eingangsseitigen Endes der Zwischenwelle mit inneren Keilnuten (16) zur Ver­ bindung mit äußeren Keilnuten (18a) am Ende eines Triebteils (18) versehen ist, die Zwischenwelle ferner einen sich vom ausgangsseitigen Ende bis wenigstens teilweise zum eingangs­ seitigen Ende erstreckenden offenen Abschnitt aufweist, der am ausgangsseitigen Ende der Zwischenwelle mit inneren Keil­ nuten (16) zur Verbindung mit dem von der Zwischenwelle an­ zutreibenden Bauteile versehen ist und in der Längsachse der Zwischenwelle auftretende Bewegungen dieses Bauteils ausge­ glichen werden,
einem den Drehmomenteingangsteil der Zwischenwelle (12) so­ wie die innere Keilnutverbindung zur Aufnahme des mit Keil­ nuten versehenen Außenendes des Abtriebteils im wesentlichen umschließenden Gehäuse (12), wobei die Drehmomentausgangs­ seite der Zwischenwelle sich aus dem Gehäuse erstreckt und im Gehäuse Schmiermittel vorgesehen ist, und
einer Abdichtung (32) in dem Gehäuse (12) zur Abdichtung der Zwischenwelle (10) an einer von ihrer Drehmomentausgangs­ seite beabstandeten Stelle, an der die Dichtung eine Rota­ tion der Zwischenwelle gegenüber dem Gehäuse abzudichten hat.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung der Zwischenwelle ein abgedichtetes, innen geschmiertes Lager (28) vorgesehen ist, das auf der Außen­ seite der Dichtung (32) angeordnet ist und somit gegenüber dem Schmiermittel in dem Gehäuse (12) abgedichtet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwelle hülsenförmig ist und sich die inneren Keilnuten (16) zwischen dem drehmomenteingangsseitigen zum drehmomentausgangsseitigen Ende erstrecken.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das drehmomenteingangsseitige Ende der Zwischenwelle einen Abschnitt ohne Keilnuten aufweist und das Ende des Abtriebteils (18) eine außen offene Ringnut zur Aufnahme eines Dichtungsringes aufweist, die gegenüber dem mit äußeren Keilnuten versehenen Ende (18a) des Trieb­ teils nach innen zu versetzt ist, wobei der Dichtungsring in Form eines O-Ringes am keilnutfreien Abschnitt der Zwischen­ welle (10) anliegt.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abdichtungen (26, 32) im we­ sentlichen keine Längenänderungen der Zwischenwelle (10) ausgleichen.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß am Ende des Gehäuses (12) ein Abschluß (34) vorgesehen ist, der das abgedichtete, innen geschmierte Lager (28) nach außen zu abdichtet bzw. gegen den Eintritt von Schmutz schützt.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Deckel (Abschluß 34) einen Austritt auf seiner Unterseite für Feuchtigkeit aufweist.