DE10147566A1

DE10147566A1 - Portaltrieb für Portalachse

Info

Publication number: DE10147566A1
Application number: DE2001147566
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Gruenbeck
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-04-10

Abstract

Bei einem Portaltrieb einer Portalachse von niederflurigen Fahrzeugen, insbesondere Omnibussen, ist vorgesehen, eine Steckwelle (6) und ein Achskegelrad (7) einteilig als Achskegelradwelle (5) auszubilden. Dadurch können Axialkräfte aus einem Antriebsrad (8) auch über eine Differentiallagerung (10) abgestützt werden. Vorzugsweise wird das Antriebsrad (8) schwimmend gelagert und durch ein Sicherungselement (9) auf der Achskegelradwelle (5) gehalten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Portaltrieb für Portalachsen von niederflurigen Fahrzeugen, insbesondere von Omnibussen, nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher definierten Art.
In Nahverkehrs- oder Stadtomnibussen ist eine möglichst niedrige Flurhöhe wünschenswert, um den Fahrgästen ein bequemes und zügiges Ein- und Aussteigen zu ermöglichen. Hierfür werden Portalachsen eingesetzt, bei welchen die Achswellen gegenüber den Radachsen um einen bestimmten Abstand, der sog. Portaltiefe, versetzt sind. Dieser Achsversatz wird durch jeweils ein Zwischengetriebe unmittelbar am Radantrieb, dem sog. Portaltrieb, hervorgerufen. Die Fahrgäste können dadurch den Bus vom Bordstein aus betreten, ohne merklich nach oben steigen zu müssen. Dies ist besonders für Rollstuhlfahrer oder Kinderwagen eine deutliche Erleichterung.

Aus der DE 196 04 730 der Anmelderin ist eine Portalachse für Niederflur-Omnibusse mit einem Ausgleichsgetriebe bekannt, dessen Achswellen jeweils in ein Antriebsritzel eines Portaltriebes eingesteckt sind. Dabei ist das Antriebsritzel zwischen zwei Zwischenritzeln freischwimmend und selbstzentrierend angebracht. Die Zwischenritzel übertragen jeweils die halbe Antriebsleistung auf ein Stirnrad zum Radantrieb, wobei die Achswellen, bedingt durch die beiden Portaltriebe, um die Portaltiefe niedriger liegen als die Radachsen.

In der DE 30 27 806 der Anmelderin ist ebenfalls eine Portalachse mit einem Portaltrieb beschrieben, der um einen Portalabstand tiefer als die Radantriebswellen angeordnet ist. Dessen Triebachse besteht im wesentlichen aus einer in einem Portalgehäuse gelagerten Vorgelegewelle, welche die beiden in unmittelbarer Nähe der Räder angeordneten Stirnradvorgelegegetriebe miteinander verbindet, und aus einem Kegelradgetriebe mit Differential, dessen Abtriebskegelrad mit der Vorgelegewelle drehfest verbunden ist und dessen Antriebskegelrad über eine Welle mit dem Schaltgetriebe verbunden ist.

Die Achswellen dieser Ausgleichsgetriebe sind jeweils in das Antriebsritzel des Portaltriebes eingesteckt, das wiederum freischwimmend und selbstzentrierend direkt zwischen den zwei Zwischenritzeln angebracht und mit diesen im Eingriff ist. Die Zwischenritzel greifen in das Stirnrad zum Radantrieb ein. Die Zahneingriffskraft und die Antriebsleistung wird auf die beiden Zwischenritzel gleichmäßig verteilt. Das Antriebsritzel ist über zwei Axialrollenlager axial mit Spiel gelagert und wird über eine fein abgestufte Distanzscheibe eingestellt.

In der DE 198 52 394.7 ist ein Portaltrieb für eine Portalachse vorgeschlagen, bei welchem die Axiallagerung des Antriebsritzels, welches in kämmender Verbindung mit zwei Zwischenritzeln steht, über Federelemente in Form von Tellerfedern vorgespannt wird, um ein Schwingen des Antriebsritzels zu verhindern. Die Federelemente sind dergestalt ausgelegt, daß eine gleichmäßige Vorspannung der Axiallagerung gewährleistet ist. Das axiale Spiel des Antriebsritzels wird dadurch aufgehoben.

Im allgemeinen sollen moderne Antriebsradlagerungen dem Antriebsrad eine radiale Bewegungsfreiheit ermöglichen, um eine ausgewogene Momentenaufteilung auf beide Zwischenräder zu gewährleisten. Die in der Verzahnung auftretenden Axialkräfte einer Schrägverzahnung werden dabei von den Axiallagern aufgenommen. Bei der Kegelrollenlagerung des Differentialkorbes können jedoch lediglich die Verzahnungskräfte aus dem Kegelradsatz abgestützt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Portaltrieb für eine Portalachse mit erhöhter Lebensdauer zu schaffen, welche die notwendige Anzahl von Einzelteilen reduziert, eine ausgewogene Momentenaufteilung auf beide Zwischenlager ermöglicht, die Axialkräfte in der Verzahnung effektiv abstützt und kostengünstig in der Herstellung ist.

Ausgehend von einem Portaltrieb der eingangs näher genannten Art, erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit dem im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Demnach ist bei einem Portaltrieb einer Portalachse von niederflurigen Fahrzeugen, der ein Kegelradgetriebe mit Differential und ein axial gelagertes Antriebsrad umfaßt, das in kämmendem Eingriff mit Zwischenrädern zum Antrieb eines Abtriebsrades steht, vorgesehen, daß eine Steckwelle und ein Achskegelrad einteilig als Achskegelradwelle ausgebildet sind. Dadurch können die Axialkräfte aus dem Antriebsrad auch über die Differentiallagerung abgestützt werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Antriebsrad auf der erfindungsgemäßen Achskegelradwelle schwimmend gelagert und wird durch ein Sicherungselement gehalten. Dieses Sicherungselement kann dabei aus einer Scheibe und/oder einem Ring bestehen, die aus herkömmlichen Normteilen ausgewählt werden können. Ferner ist es vorteilhaft, am Differentialkorb eine Anlaufscheibe anzuordnen, die beispielsweise aus Messing bestehen kann. Diese Anlaufscheibe kann freischwimmend vorgesehen sein oder beispielsweise mit Stiften am Differentialkorb befestigt werden.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Portaltriebs können nach außen wirkende Axialkräfte über das Sicherungselement, d. h. die Scheibe bzw. den Ring, auf die Achskegelradwelle und dann von der Flanschfläche der Achskegelradwelle auf den Differentialkorb übertragen werden. Von dort werden die Axialkräfte auf ein tellerradseitiges Differentiallager weitergeleitet.

Die im Portalantrieb entstehenden nach innen gerichteten Axialkräfte können sich direkt über die Anlaufscheibe am verlängerten Differentialkorb abstützen. Je nach der Höhe der entstehenden Kräfte ist zu entscheiden, ob die Anlaufscheibe freischwimmend oder am Differentialkorb befestigt anzuordnen ist.

Eine Rollenlagerung wie bisher im Portalgehäuse ist nicht länger erforderlich, da eine Relativbewegung nur im Fall einer Differenzdrehzahl im Differential stattfindet. Im Normalbetrieb läuft der Differentialkorb und das Antriebsrad mit gleicher Drehzahl. Die Kräfte können daher vom Differentiallager in der Achsbrücke aufgenommen werden.

Mit der vorliegenden Erfindung können daher eine Reihe von Einzelteilen wie beispielsweise ein Rollenkranz, eine Wellenscheibe, Tellerfedern, axiale Rollenlager oder Gehäusescheiben eingespart werden. Zudem können verschiedene bisher verwendete Bauteile durch kostengünstigere Bauteile ersetzt werden. Außerdem ist es möglich, die Montagekosten insgesamt zu reduzieren. Ein Portaltrieb gemäß der vorliegenden Erfindung ist daher kostengünstig herzustellen. Ferner ermöglicht er eine verbesserte Abstützung der Axialkräfte der Verzahnung bei gleichzeitiger gleichmäßiger Aufteilung der Drehmomente auf beide Zwischenlager des Portaltriebs.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Ausschnitt eines Portaltriebs nach dem Stand der Technik und
Fig. 2 einen Ausschnitt eines Portaltriebs nach der vorliegenden Erfindung.
Der Portaltrieb nach dem Stand der Technik aus Fig. 1 zeigt eine Welle 1, die mit Hilfe von Axiallagern 2 und 3 axial gelagert ist. Zwischen dem Portalgehäuse und dem Axiallager 2 ist eine Tellerfeder 4 vorgesehen, um die Lageranordnung in montiertem Zustand unter Vorspannung zu halten, wie es in der DE 198 52 394 beschrieben ist.
In Fig. 2 ist ein Portaltrieb mit einer erfindungsgemäßen Achskegelradwelle 5 gezeigt, die einteilig aus einer Steckwelle 6 und einem Achskegelrad 7 gebildet ist. Die Welle 5 ist in Anlaufscheiben 11 und Druckscheiben 12 gelagert. Mit 8 ist das auf der Achskegelradwelle 5 angeordnete Antriebsrad des Portaltriebs bezeichnet.
Zur Abstützung der nach außen gerichteten Axialkräfte ist ein Sicherungselement 9 in Form eines Ringes (DIN 471) auf der Achskegelradwelle 5 zur Sicherung des Antriebsrades 7 vorgesehen. Das Sicherungselement 9 kann auch durch eine Nutmutter gebildet werden. Von der Flanschfläche der Achskegelradwelle 5 werden die Axialkräfte auf ein Differentiallager 10 übertragen.
Die nach innen wirkenden Axialkräfte werden über eine Anlaufscheibe 11 am verlängerten Differentialkorb abgestützt. Im gezeigten Beispiel ist die Anlaufscheibe frei schwimmend angeordnet. Sie kann aber auch durch Stifte abgestützt werden. Bezugszeichen 1 Welle
2 Axiallager
3 Axiallager
4 Tellerfeder
5 Achskegelradwelle
6 Steckwelle
7 Achskegelrad
8 Antriebsrad
9 Sicherungselement
10 Differentiallager
11 Anlaufscheibe
12 Druckscheibe

Claims

1. Portaltrieb einer Portalachse von niederflurigen Fahrzeugen, insbesondere Omnibussen, der ein Kegelradgetriebe mit Differential umfasst und bei dem ein axial gelagertes Antriebsrad in kämmendem Eingriff mit Zwischenrädern zum Antrieb eines Abtriebsrades steht, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steckwelle (6) und ein Achskegelrad (7) einteilig als Achskegelradwelle (5) derart ausgebildet sind, dass Axialkräfte aus dem Antriebsrad (8) über eine Differentiallagerung (10) abgestützt werden.

2. Portaltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (8) schwimmend gelagert ist.

3. Portaltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (8) auf der Achskegelradwelle (5) mit einem Sicherungselement (9) gehalten wird.

4. Portaltrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (9) aus einer Scheibe und/oder einem Ring besteht.

5. Portaltrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (9) als Nutmutter ausgebildet ist.

6. Portaltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Differentialkorb eine Anlaufscheibe (11) angeordnet ist.

7. Portaltrieb nach Anspruch 6, dadurch gegekennzeichnet, dass die Anlauf Scheibe (11) aus Messing ist.

8. Portaltrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe (11) freischwimmend gelagert ist.

9. Portaltrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe (11) am Differentialkorb befestigt ist.