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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Ausgleichsgetriebe mit zwei einander
axial gegenüber stehenden
Ausgleichskörpern,
wobei jeder Ausgleichskörper
mindestens eine Kurvenbahn aufweist und wobei zwischen den Kurvenbahnen
Rollkörper bewegbar
angeordnet sind.
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Ein
gattungsgemäßes Ausgleichsgetriebe
ist in der
EP 0 066
122 B1 des gleichen Erfinders bekannt. Das Ziel der dort
beschriebenen Entwicklung war es, die Reibung im Ausgleichsgetriebe
zu vermindern und einen ruhigen Lauf zu gewährleisten. Dieses Ziel sollte
durch eine in Axialrichtung des Antriebsrades verschiebbare Drehlagerung
erreicht werden.
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Dieses
Ziel konnte jedoch nie zufrieden stellend verwirklicht werden. Daher
wurde das im Stand der Technik beschriebene Ausgleichsgetriebe nie kommerziell
verwendet.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, das gattungsgemäße Ausgleichsgetriebe
so weiter zu entwickeln, dass die angestrebten Ziele, die Reibung
zu vermindern und ruhige Laufeigenschaften zu gewährleisten,
in zufrieden stellender Weise erreicht werden.
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Die
Lösung
besteht in einem Ausgleichsgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs
1. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die Form jeder Kurvenbahn durch die Hüllkurve eines Rollkörpers bestimmt
ist, dessen Mittelpunkt eine sinuswellenförmige Bahn beschreibt, derart,
dass jede Kurvenbahn eine von der sinuswellenförmigen Bahn abweichende Kurvenbahn
beschreibt.
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Die
wesentliche Erkenntnis besteht somit darin, dass die Form der Kurvenbahnen
selbst eben nicht, wie im Stand der Technik gefordert und dargestellt,
einen im Wesentlichen sinuswellenförmigen Verlauf hat. Eine Bahn
mit einem im Wesentlichen sinuswellenförmigen Verlauf müssen vielmehr
die Mittelpunkte der Rollkörper
des erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebes beschreiben.
Wenn sich nun die Rollkörper
so bewegen, dass ihre Mittelpunkte eine im Wesentlichen sinuswellenförmige Kurve
beschreiben, dann bildet die Bewegung ihrer Außenkontur eine Hüllkurve
mit einem Verlauf, bei dem die Kurvenradien der einzelnen Wellenberge
und Wellentäler
abwechselnd zunehmen und abnehmen. Der Verlauf der Kurvenbahnen
auf den Ausgleichskörpern entspricht
nun dieser Hüllkurve,
die selbst keine Sinuskurve ist.
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Mit
dieser erfinderischen konstruktiven Maßnahme lässt sich jetzt das ursprünglich angestrebte Ziel,
den Verschleiß zu
verringern und ruhige und ruckfreie Laufeigenschaften zu gewährleisten,
zuverlässig
erreichen.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Vorzugsweise
sind auf einem Ausgleichskörper
eine innere Kurvenbahn und eine äußere Kurvenbahn
vorgesehen. Damit lassen sich die Ausgleichsfunktion und die Sperrfunktion
eines Ausgleichsgetriebes auf besonders einfache und elegante Weise lösen. Dabei
sollte in vorteilhafter Weise die äußere Kurvenbahn gegenüber der
inneren Kurvenbahn um 45° phasenverschoben
angeordnet sein.
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Die
Ausgleichskörper
können
identisch ausgebildet sein, wodurch die Fertigung vereinfacht wird.
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Der
Höhenunterschied
innerhalb einer Kurvenbahn kann beliebig hoch sein. Mit dem Höhenunterschied
wird die Sperrwirkung des erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebes beeinflusst.
Der Höhenunterschied
hängt somit
von den Anforderungen an das Ausgleichsgetriebe im Einzelfall ab.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass jede Kurvenbahn über den
Bereich von 360° zwei
Maxima und zwei Minima aufweist. Daraus folgt, dass in dieser Ausführungsform
vier Rollkörper
vorgesehen sind, weil die Anzahl der Rollkörper immer das Doppelte der
Anzahl der Maxima bzw. Minima ist. Die Anzahl der Maxima und Minima
kann aber beliebig gewählt
werden.
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In
vorteilhafter Weise können
innere Rollkörper
und äußere Rollkörper vorgesehen
sein, die an Stirnflächen
aneinander liegen. Dabei korrespondiert jeder Rollkörpertyp
mit einer entsprechenden inneren bzw. äußeren Kurvenbahn.
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Der
innere Rollkörper
kann gegenüber
seiner Stirnfläche
einen Außenkegel
aufweisen, der an einem inneren Führungselement anliegt, welches
einen korrespondierenden Innenkegel aufweist. In vergleichbarer
Weise kann der äußere Rollkörper gegenüber seiner
Stirnfläche
einen Innenkegel aufweisen, der an einem äußeren Führungselement anliegt, welches
einen korrespondierenden Außenkegel
aufweist. Die Führungselemente
können
darüber
hinaus V-förmige
Gleitflächen
aufweisen. Im Einzelnen kann das äußere Führungselement mit dem äußeren Rollkörper eine
Drehlagerung und mit dem Antriebsrad eine Gleitlagerung bilden.
In vergleichbarer Weise kann das innere Führungselement mit dem inneren Rollkörper eine
Drehlagerung und mit der Nabe des Antriebsrads eine Gleitlagerung
bilden. Bei dieser Art von Lagerung treten nur geringe Reibungskräfte auf.
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Das
erfindungsgemäße Ausgleichsgetriebe kann
so konstruiert sein, dass die zwei einander axial gegenüberstehenden
Ausgleichskörper
koaxial und relativ zum Antriebsrad verdrehbar angeordnet und jeweils
mit einer Abtriebswelle verbunden sind.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen
näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 einen
Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebes
in schematischer, nicht maßstabsgerechter Darstellung;
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2 einen
Schnitt entlang der Linie II-II in 1;
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3 die
Anordnung und Ausbildung der Rollkörper und Führungselemente im Ausführungsbeispiel
gemäß 1 in
schematischer, nicht maßstabsgerechter
Darstellung;
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4 eine
Draufsicht auf die Kurvenbahnen eines Ausgleichskörpers in
schematischer, nicht maßstabsgetreuer
Darstellung;
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5 eine
Seitenansicht der Abwicklung der Kurvenbahnen zweier Ausgleichskörper in
schematischer, nicht maßstabsgetreuer
Darstellung;
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6 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebes
in einer Darstellung gemäß 2;
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Die 1 bis 3 zeigen
ein erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebes 1.
Ein derartiges Ausgleichsgetriebe dient dazu, an einem Kraftfahrzeug
die unterschiedlichen Drehzahlen zweier auf einer Achse sitzenden Räder auszugleichen
und die Leistung auf beide Räder
gleichmäßig zu übertragen
und ein Durchdrehen eines Rades zu vermeiden.
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Das
Ausgleichsgetriebe 1 weist zwei fluchtend angeordnete Abtriebswellen 2, 4 auf,
die jeweils in einem Gehäuse 6 bzw. 8 mittels
Kugellagern 12 bzw. 10 gelagert sind. Die beiden
Gehäuse 6, 8 sind fest
mit einem Antriebsrad 14 verbunden, in dessen Inneren die
Bauteile des Ausgleichsgetriebes 1 angeordnet sind. Zwischen
den Ausgleichskörpern 16, 18 und
den Gehäusen 8, 6 sind
Ringscheiben 34, 36 angeordnet, die die Gleitfähigkeit
zwischen diesen Bauteilen verbessern und zu diesem Zweck mit Ölnuten versehen
sind (nicht dargestellt).
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Die
Enden der Abtriebswellen 2, 4 sind jeweils fest
mit einem Ausgleichskörper 16 bzw. 18 verbunden.
Die beiden Ausgleichskörper 16, 18 sind
mit einer inneren Kurvenbahn 30 und einer äußeren Kurvenbahn 32 versehen.
Zwischen diesen Kurvenbahnen 30, 32 der einander
axi al gegenüberliegenden Ausgleichskörper 16, 18 sind
innere Rollkörper 20 bzw. äußere Rollkörper 22 angeordnet.
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Wie
in 3 besonders gut dargestellt ist, sind die Rollkörper 20, 22 im
Prinzip kugelförmig
ausgebildet. Sie weisen einander zugekehrte Stirnflächen 40, 39 auf,
mit denen sie im eingebauten Zustand aneinander liegen.
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Der äußere Rollkörper 22 ist
mit einem seiner Stirnfläche 39 gegenüber liegenden
Innenkegel 38 versehen, in den der Außenkegel 37 eines
Führungselements 24 eingreift
und eine Drehlagerung 21 bildet. Das Führungselement 24 weist
gegenüber dem
Außenkegel 37 eine
V-förmige Gleitfläche 26 auf,
welche mit einer Keilfläche 23 des
Antriebsrads 14 eine Gleitlagerung 42 bildet.
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In
vergleichbarer Weise ist der innere Rollkörper 20 mit einem
seiner Stirnfläche 40 gegenüber liegenden
Außenkegel 47 versehen,
in den der Innenkegel 48 eines Führungselements 28 eingreift und
eine Drehlagerung 31 bildet. Das Führungselement 28 weist
gegenüber
dem Innenkegel 48 eine V-förmige Gleitfläche 27 auf,
welche mit der Nabe 50 des Antriebsrads 14 eine
Gleitlagerung 43 bildet.
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Die
erfindungsgemäße Gestaltung
der Kurvenbahnen 30, 32 ist in den 4 und 5 dargestellt.
Aus der Abwicklung einer Kurvenbahn von 0° bis 360°, wie sie in 5 dargestellt
ist, ist deutlich zu erkennen, dass ein zwischen den Kurvenbahnen zweier
einander axial gegenüber
liegender Ausgleichskörper 16, 18 liegender
Rollkörper
eine kurvenförmige
Abrollbewegung vollzieht. Dabei ist es wesentlich, dass der Mittelpunkt 35 eines
Rollkörpers während dessen
Abrollbewegung eine im Wesentlichen sinuswellenförmige Kurve 41 beschreibt.
Diese Kurve 41 ist in 5 strichpunktiert
dargestellt. Diese Bewegung des Mittelpunktes 35 eines
Rollkörpers führt dazu,
dass die Außenkontur
des Rollkörpers ebenfalls
einen kurvenförmigen
Verlauf nimmt, der in Form einer oberen Hüllkurve 44 und einer
unteren Hüllkurve 46 beschrieben
werden kann. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Hüllkurven 44, 46 selbst keinen
sinuswellenförmigen
Verlauf beschreiben, weil sich unterschiedlich große Radien
R und r der durch die Wellenberge und Wellentäler definierten Kreisbogenabschnitte
ergeben. Die Hüllkurven 44, 46 sind
identisch mit dem Verlauf der Kurvenbahnen 30, 32 der
Ausgleichskörper 16, 18.
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4 zeigt
noch einmal die Anordnung der inneren Kurvenbahn 30 und
der äußeren Kurvenbahn 32 relativ
zueinander. Es ist zu erkennen, dass die Minima und Maxima der den
jeweiligen Hüllkurven
der Rollkörper
entsprechenden Kurvenbahnen um 45° gegeneinander
versetzt sind.
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Diese
erfindungsgemäße Ausgestaltung
der Kurvenbahnen 30, 32 gewährleistet einen geringen Reibungsverschleiß und einen
ruhigen, ruckfreien Lauf.
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6 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebes
in einer Darstellung gemäß 2.
In diesem Ausführungsbeispiel
sind die inneren Rollkörper 20' und die äußeren Rollkörper 22' um 45° gegeneinander
versetzt. Dementsprechend sind die Minima und Maxima der den jeweiligen
Hüllkurven
der Rollkörper
entsprechenden Kurvenbahnen nicht auch noch um 45° versetzt,
sondern einander radial benachbart.