DE102007006025B4

DE102007006025B4 - Transfer case for at least two axes driven vehicles

Info

Publication number: DE102007006025B4
Application number: DE200710006025
Authority: DE
Inventors: Werner 85080 Schels; Daniel 85055 Brückel; Georg 85107 Selensky; Gerhard 85055 Kumpf; Thomas 85049 Schweickert; Dieter 85134 Weidemann; Kurt 85101 Freyboth; Helmut 85098 Schöberl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2011-07-07
Anticipated expiration: 2027-02-08
Also published as: FR2912093A1; FR2912093B1; ITMI20080134A1; DE102007006025A1

Abstract

Verteilergetriebe für zumindest an zwei Achsen angetriebene Kraftfahrzeuge, mit einem über ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe (10) angetriebenen Ausgleichsgehäuse (20, 22), in dem mehrere Ausgleichszahnräder angeordnet sind, die mit abtreibenden Achszahnrädern (42) kämmen, wobei das eine Achszahnrad (42) mit einer Abtriebswelle (44) trieblich verbunden ist, die an ihrem freien Ende mit einer Kardanwelle (48, 50, 52) trieblich verbindbar ist, wobei die Abtriebswelle (44) einstückig mit dem Achszahnrad (42) verbunden und/oder ausgebildet ist und die Abtriebswelle (44) über eine Steckverzahnung (46) mit der Kardanwelle (48, 50, 52) trieblich verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (44) konstruktiv so ausgeführt ist, dass sie durch einen das Achszahnrad (42) im Ausgleichsgehäuse (20, 22) haltenden Flansch (22a) des Ausgleichsgehäuses (20, 22) hindurch montierbar ist, an dem ein Lagerhals (22b) angeformt ist, der im Getriebegehäuse (14) über ein Wälzlager (19) gelagert ist und in dem die Abtriebswelle (44) als deren einzige Lagerstelle (44a) drehbar gelagert...Transfer case for motor vehicles driven at least on two axles, comprising a differential housing (20, 22) driven by a variable speed transmission (10), in which a plurality of differential gears are arranged, which mesh with driven axle gears (42), said one axle gear (42) is drivingly connected to an output shaft (44), which at its free end with a propeller shaft (48, 50, 52) is drivably connectable, wherein the output shaft (44) is integrally connected to the axle gear (42) and / or formed and the Output shaft (44) via a spline (46) with the propeller shaft (48, 50, 52) is drivingly connected, characterized in that the output shaft (44) is designed constructively so that by a the axle gear (42) in the differential housing ( 20, 22) holding flange (22 a) of the differential housing (20, 22) can be mounted therethrough, on which a bearing neck (22 b) is integrally formed in the gear housing (14) via a Wälzlag it is mounted (19) and in which the output shaft (44) as its single bearing point (44a) rotatably mounted ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verteilergetriebe für zumindest an zwei Achsen angetriebene Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a transfer case for at least two axles driven vehicles according to the preamble of claim 1.

Derartige, gattungsgemäße Verteilergetriebe (Längsdifferenziale) zeigen beispielsweise die DE 40 35 624 C2 (Torsendifferenzial) oder die DE 40 13 201 A1 (Parallelaxis-Getriebe), bei denen die Achszahnräder mit den jeweiligen Abtriebswellen zu den Achsantrieben (Vorderachse, Hinterachse) in üblicher Weise über Steckverzahnungen ausgeführt sind. Die Steckverzahnungen – die teils konstruktionsbedingt sind und zudem die Montage der Getriebeelemente in der Regel vereinfachen – bewirken andererseits einen erhöhten Fertigungs- und Teileaufwand und in Summierung eine Zunahme der Zahnspiele im Getriebe mit entsprechenden Lastwechselreaktionen.Such generic transfer cases (longitudinal differentials) show, for example, the DE 40 35 624 C2 (Torsen differential) or the DE 40 13 201 A1 (Parallelaxis transmission), in which the axle gears with the respective output shafts to the axle drives (front axle, rear axle) are designed in the usual way via splines. The splines - which are partly due to design and also simplify the installation of the transmission elements in the rule - cause the other hand, an increased manufacturing and parts cost and in total an increase of gear plays in the transmission with appropriate load change reactions.

Weiterhin zeigt die DE 600 05 427 T2 ein Verteilergetriebe mit synchronisierter Bereichsschalteinrichtung und adaptiver Kupplungssteuerung. Die DE 692 03 183 T2 zeigt ein Verteilergetriebe zum Verteilen des Antriebsdrehmoments an zwei Achsen. Weiterhin zeigen die US 5,057,062 A und die DE 38 05 284 A1 jeweils Abtriebswellen von Planetendifferentialen, die endseitig einen Schraubflansch aufweisen, an dem nachfolgende Abtriebselemente verschraubt sind. Weiterhin zeigt die US 2002/0142878 A1 ein Ausgleichsgehäuse, das über Ausgleichszahnräder mit abtreibenden Achszahnrädern kämmt.Furthermore, the shows DE 600 05 427 T2 a transfer case with synchronized range switching device and adaptive clutch control. The DE 692 03 183 T2 shows a transfer case for distributing the drive torque to two axes. Furthermore, the show US 5,057,062 A and the DE 38 05 284 A1 each output shafts of planetary differentials, the end having a screw, are screwed to the subsequent output elements. Furthermore, the shows US 2002/0142878 A1 a differential housing that meshes with counterbalancing gears with driven-off axle gears.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verteilergetriebe der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, das baulich und fertigungstechnisch einfacher ausgeführt ist.The object of the invention is to propose a transfer case of the generic type, which is structurally and manufacturing technology simpler.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are the further claims removed.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Abtriebswelle einstückig mit dem Achszahnrad hergestellt und bevorzugt konstruktiv so ausgeführt ist, dass sie durch einen das Achszahnrad im Ausgleichsgehäuse haltenden Flansch des Ausgleichsgehäuses hindurch montierbar ist. Durch eine entsprechende Konstruktion der besagten Abtriebswelle gelingt es, diese abweichend von der üblichen, lösbaren Auslegung fest oder einstückig mit dem Achszahnrad herzustellen, wodurch der Teile- und Fertigungssaufwand vermindert, insbesondere aber eine erhöhte Abtriebssteifigkeit des Differenzialgetriebes erzielt wird. unter der einstückigen Verbindung wird dabei insbesondere eine materialeinheitliche Verbindung bevorzugt, d. h. dass das Achszahnrad und die Antriebswelle z. B. in einem Werkzeug gemeinsam hergestellt werden. Grundsätzlich soll darunter jedoch im weiteren Sinne eine solche spielfreie Verbindung verstanden werden, bei der Antriebswelle und Achszahnrad miteinander verpresst und/oder verschweißt sind.According to the invention it is proposed that the output shaft is made in one piece with the axle gear and is preferably constructed so that it can be mounted through a flange of the differential housing holding the axle gear in the differential housing. By an appropriate construction of said output shaft manages to produce this deviating from the usual, detachable design fixed or integral with the axle, whereby the parts and Fertigungssaufwand reduced, but in particular an increased output stiffness of the differential gear is achieved. in particular a material-uniform connection is preferred under the integral connection, d. H. that the axle gear and the drive shaft z. B. are made together in a tool. Basically, however, this is to be understood in a broader sense such a backlash-free connection in which the drive shaft and the axle gear are pressed together and / or welded together.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann an den Flansch des Ausgleichsgehäuses ein im Getriebegehäuse über ein Wälzlager gelagerter Lagerhals angeformt sein, indem die Abtriebswelle als deren einzige Lagerstelle drehbar gelagert ist. Durch die steifere Verbindung zwischen dem Achszahnrad und der Abtriebswelle kann gegebenenfalls ein zusätzliches Getriebelager entfallen.In an advantageous embodiment of the invention can be integrally formed on the flange of the differential housing mounted in the gear housing via a rolling bearing neck by the output shaft is rotatably supported as its single bearing point. Due to the stiffer connection between the axle gear and the output shaft may optionally account for an additional gear bearing.

Die Lagerstelle kann dabei baulich besonders einfach nur als Gleitlager mit einer axial relativ breiten Lagerbasis ausgeführt sein.The bearing can be structurally particularly simple designed as a plain bearing with an axially relatively wide bearing base.

Ferner kann die Abtriebswelle in an sich bekannter Weise über eine Steckverzahnung (oder eine Keilverbindung) mit der Kardanwelle trieblich verbunden sein. Diese kann ohne weiteres so ausgeführt sein, dass eine Montage der Abtriebswelle durch den Flansch des Ausgleichsgehäuses problemlos möglich ist.Further, the output shaft can be connected in a known manner via a spline (or a splined connection) with the propeller shaft. This can easily be designed so that a mounting of the output shaft through the flange of the differential housing is easily possible.

Das Verteilergetriebe kann in an sich bekannter Weise ein Torsen- oder Parallelaxis-Differenzial mit entsprechend verzahnten Ausgleichszahnrädern und Achszahnrädern bzw. Achsschneckenrädern sein. Des weiteren kann das Verteilergetriebe grundsätzlich als Längsdifferenzial oder aber auch aus quer eingebautes Differenzial ausgeführt sein.The transfer case can be in a conventional manner a Torsen- or Parallelaxis differential with correspondingly toothed differential gears and axle gears or axial worm gears. Furthermore, the transfer case can basically be designed as a longitudinal differential or even transversely mounted differential.

Schließlich kann das Verteilergetriebe in vorteilhafter Weise an das Geschwindigkeits-Wechselgetriebe des Kraftfahrzeuges angebaut sein, wobei der Antrieb des Ausgleichsgehäuses über eine Welle erfolgt, die koaxial durch die als Hohlwelle ausgeführte zweite Abtriebswelle des Verteilergetriebes hindurch geführt ist.Finally, the transfer case can be mounted in an advantageous manner to the speed change gearbox of the motor vehicle, wherein the drive of the differential housing via a shaft which is guided coaxially through the designed as a hollow shaft second output shaft of the transfer case.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem angebauten Verteilergetriebe.An embodiment of the invention is explained in more detail below with further details. The schematic drawing shows a partial longitudinal section through a speed change gearbox for a motor vehicle with a mounted transfer case.

Die Zeichnung zeigt den Endbereich eines Geschwindigkeits-Wechselgetriebes 10, an dessen Getriebegehäuse 12 das Getriebegehäuse 14 eines Längsdifferenziales bzw. Verteilergetriebes 16 angeflanscht ist. Es sei betont, dass das Wechselgetriebe 10 und das Verteilergetriebe 16 nur soweit beschrieben sind, als dies für das Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich ist. Im übrigen können das Wechselgetriebe 10 und das Verteilergetriebe 16 herkömmlicher, dem Fachmann geläufiger Bauart sein.The drawing shows the end of a speed change gearbox 10 , on the gear housing 12 the gearbox 14 a longitudinal differential or transfer case 16 is flanged. It should be emphasized that the gearbox 10 and the transfer case 16 are described only insofar as is necessary for the understanding of the present invention. Otherwise, the change gear can 10 and the transfer case 16 conventional, familiar to those skilled in construction.

Das Verteilergetriebe 16 ist durch ein Mittendifferenzial gebildet, dessen über zwei Wälzlager 18, 19 im Getriebegehäuse 14 drehbar gelagertes Ausgleichsgehäuse 20, 22 mehrere, über dessen Umfang verteilte und miteinander kämmende Ausgleichszahnräder 24, 26 trägt. Das Ausgleichsgehäuse 20, 22 ist über eine nur teilweise ersichtliche Zentralwelle 28 des Wechselgetriebes 10 über eine Steckverzahnung 30 und ein inneres Kupplungssteil 32 angetrieben.The transfer case 16 is formed by a center differential, whose two rolling bearings 18 . 19 in the gearbox 14 rotatably mounted differential housing 20 . 22 several, distributed over its circumference and intermeshing differential gears 24 . 26 wearing. The differential housing 20 . 22 is over a partially visible central shaft 28 of the gearbox 10 via a spline 30 and an inner coupling part 32 driven.

Der Abtrieb zu der vorderen, angetriebenen Achse des Kraftfahrzeuges erfolgt über ein erstes Achszahnrad bzw. Achsschneckenrad 34, das über eine weitere Steckverzahnung 36 auf eine als Hohlwelle ausgeführte, erste Abtriebswelle 38 und von dieser mittels eines Antriebsritzels 40 und weitere, nicht ersichtliche Getriebeelemente auf das vordere Achsdifferenzial wirkt.The output to the front, driven axle of the motor vehicle via a first axle or Achsschneckenrad 34 that has another spline 36 on a designed as a hollow shaft, the first output shaft 38 and from this by means of a drive pinion 40 and further, not apparent transmission elements acts on the front axle differential.

Der Abtrieb zu der hinteren, angetriebenen Achse des Kraftfahrzeuges verläuft von dem zweiten Achszahnrad bzw. hier Achsschneckenrad 42 des Verteilergetriebes 16 über die Abtriebswelle 44, über eine am freien Ende der Abtriebswelle 44 vorgesehene Steckverzahnung 46 auf ein Gelenkteil 48 eines homokinetischen Gleichlaufgelenkes 50 einer nur teilweise dargestellten Kardanwelle 52 und von dieser in bekannter Weise auf ein hinteres Achsdifferenzial (nicht dargestellt).The output to the rear, driven axle of the motor vehicle extends from the second axle gear or here Achsschneckenrad 42 of the transfer case 16 over the output shaft 44 , via one at the free end of the output shaft 44 provided spline 46 on a joint part 48 a homokinetic constant velocity joint 50 a propeller shaft only partially shown 52 and from this in a known manner to a rear axle differential (not shown).

Ferner ist auf der Abtriebswelle 44 wie ersichtlich ein Torsions-Schwingungsdämpfer 54 angeordnet.Further, on the output shaft 44 as can be seen a torsional vibration damper 54 arranged.

Das Achsschneckenrad 42 ist wie aus der Zeichnung ersichtlich einstückig bzw. materialeinheitlich mit der Abtriebswelle 44 ausgeführt.The axial worm wheel 42 is as shown in the drawing in one piece or the same material with the output shaft 44 executed.

Die einstückige Verbindung des Achsschneckenrades 42 mit der Abtriebswelle 44 kann aber auch durch eine Pressverbindung und/oder durch eine Schweißverbindung ausgebildet sein und somit eine zahnspielfreie Montageeinheit bilden.The one-piece connection of the axial worm wheel 42 with the output shaft 44 but can also be formed by a press connection and / or by a welded connection and thus form a gear play-free mounting unit.

Des weiteren ist die Abtriebswelle 44 wie ersichtlich konstruktiv so ausgeführt, dass der Flansch 22a und der Lagerhals 22b bei der Montage des Verteilergetriebes 16 auf die Abtriebswelle 44 bis zur Anlage an dem Achsschneckenrad 42 aufschiebbar und dann mit dem Gehäuseteil 20 des Ausgleichsgehäuses 20, 22 verschraubbar ist (vgl. Schraube 56, weitere Schrauben 56 sind nicht ersichtlich).Furthermore, the output shaft 44 As can be seen structurally designed so that the flange 22a and the camp neck 22b during assembly of the transfer case 16 on the output shaft 44 until it abuts the axial worm wheel 42 pushed on and then with the housing part 20 of the differential housing 20 . 22 is screwed (see screw 56 , more screws 56 are not apparent).

Die Abtriebswelle 44 ist dabei wie ersichtlich nur über eine zylindrische Lagerfläche 44a in dem das Wälzlager 19 tragenden Lagerhals 22b auf einer relativ breiten Abstützbasis (axiale Länge des Lagerhalses 22b) gleitgelagert, während deren auf der Zeichnung rechts der Lagerfläche 44a liegende Wellenbereiche ohne weitere Gehäuselagerung und mit einem geringeren Außendurchmesser ausgeführt sind.The output shaft 44 is as shown only on a cylindrical bearing surface 44a in which the rolling bearing 19 bearing neck 22b on a relatively wide support base (axial length of the bearing neck 22b ), during which on the drawing right of the bearing surface 44a lying shaft areas without further housing storage and are designed with a smaller outer diameter.

Ein Wellendichtring 58 schließlich dichtet die Abtriebswelle 44 gegenüber dem Getriebegehäuse 14 ab.A shaft seal 58 Finally, the output shaft seals 44 opposite the gearbox 14 from.

Die Funktion an sich des Verteilergetriebes 16 ist bekannt, so dass eine entsprechende Beschreibung entfallen kann. Anstelle des Verteilergetriebes 16 kann auch ein bauähnliches Parallelaxis-Verteilergetriebe oder ein Kegelrad-Verteilergetriebe mit im Ausgleichsgehäuse angeordneten Achskegelrädern verwendet sein.The function itself of the transfer case 16 is known, so that a corresponding description can be omitted. Instead of the transfer case 16 It is also possible to use a construction-type parallelaxis transfer case or a bevel gear transfer case with axle bevel gears arranged in the differential housing.

Claims

Transfer case for motor vehicles driven at least on two axles, with one via a speed change gear ( 10 ) driven differential housing ( 20 . 22 ), in which a plurality of balancing gears are arranged, which with abreibreib Achszahnrädern ( 42 ), wherein the one axle gear ( 42 ) with an output shaft ( 44 ) is drivingly connected, which at its free end with a cardan shaft ( 48 . 50 . 52 ) is drivingly connectable, wherein the output shaft ( 44 ) in one piece with the axle gear ( 42 ) is connected and / or formed and the output shaft ( 44 ) via a spline ( 46 ) with the cardan shaft ( 48 . 50 . 52 ) is drivingly connected, characterized in that the output shaft ( 44 ) is constructively designed so that it by a the axle gear ( 42 ) in the differential housing ( 20 . 22 ) retaining flange ( 22a ) of the differential housing ( 20 . 22 ) is mountable through which a bearing neck ( 22b ) is formed in the transmission housing ( 14 ) via a rolling bearing ( 19 ) is mounted and in which the output shaft ( 44 ) as their sole depository ( 44a ) is rotatably mounted.

Transfer case according to claim 1, characterized in that the bearing point as a plain bearing ( 44a ) is designed with an axially extending bearing base.

Transfer case according to one of the preceding claims, characterized in that the transfer case ( 16 ) a torso or parallelaxis differential with correspondingly toothed counterbalancing gears ( 24 . 26 ) and axle gears or axial worm wheels ( 34 . 42 ).

Transfer case according to one of the preceding claims, characterized in that the transfer case ( 16 ) to the speed Change gear ( 10 ) of the motor vehicle is mounted, and that the drive of the differential housing ( 20 . 22 ) via a central shaft ( 28 ) takes place coaxially through the second output shaft designed as a hollow shaft ( 38 ) of the differential ( 16 ) is guided through.

Transfer case according to one of the preceding claims, characterized in that the differential housing ( 20 . 22 ) and the output shaft ( 44 ) together with axle gear ( 42 ) are rotatably mounted in a transmission housing, from which the free end of the output shaft ( 44 ) is led out.

Transfer case according to one of the preceding claims, characterized in that the transfer case ( 16 ) is designed as longitudinal or transversely mounted in the vehicle differential.