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Kraftfahrzeugen Die vorliegende Erfindung bezieht sicchauf Zahnradgetriebe
mit ungleichachsigen Antriebs- und Abtriebswellen, insbesondere für die Antriebsräder
von Kraftfahrzeugen.
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Getriebe dieser Art sind bekannt, wobei das Antriebsrad eine Außenverzahnung
aufweist und das Abtriebsrad, welches drehfest mit der Radnabe des Fahrzeugs verbunden
ist, eine Innenverzahnung aufweist.
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Die Übertragung der Antriebskraft erfolgt bei diesem bekannten Getriebe
an einer Stelle, nämlich dort, wo das Antriebszahnrad mit dem Abtriebsrad kämmt.
Aus
dem Umstand, daß die Antriebskraft lediglich an einer Stelle übertragen wird, ergibt
sich bereits, daß große Kräfte übertragen werden müssen, d.h. große Belastungen
auf die im Eingriff befindlichen Zähne der Zahnräder wirken. Nachteilig ist weiter,
daß die um den Wälzkreisradius vom Drehpunkt entfernt wirkende Kraft eine Gegenkraft
zur Folge hat, die das Lager jedes der Zahnräder belastet. Weiterhin führen diese
Belastungen zu Biegebeanspruchungen in Antriebs-und Abtriebswelle.
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Die vorbeschriebenen Nachteile treten bei den gewöhnlichen Planetengetrieben,
bei denen ein Sonnenrad mit gleichmäßig über den Umfang verteilten Planetenrädern
kämmt, welche ihrerseits in Eingriff mit einem innenverzahnten Umfangsrad stehen,
nicht auf. Das am Sonnenrad anliegende Drehmoment wird von den gleichmäßig über
den Umfang verteilten Planetenrädern aufgenommen, so daß ein reines Moment ohne
Querkraft wirkt.
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Die Kraftwirkung auf die im Eingriff befindlichen Zähne ist demgemäß
geringer und die Zager sind von Querkräften Entlastet.
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Dort, wo die Abtriebswelle jedoch nicht in der Verlängerung der Antriebswelle
liegen soll, z.B. bei der Verwendung eines
solchen Getriebes an
den Antriebsrädern von Kraftfahrzeugen, sind diese Planetengetriebe nicht zu verwenden,
da Antriebs-und Abtriebswelle konstruktionsbedingt gleichachsig sind. Bei Kraftfahrzeugen
oder Transportfahrzeugen kann es zur Erhöhung der Bodenfreiheit wünschenswert sein,
die Antriebsachse höher zu legen als die Drehachse der Antriebsräder. Umgekehrt
kann es wünschenswert sein, der Ladef@läche oder der Plattform eines Autobusses
eine niedrige Höhe zu geben und unter die Drehachse der Antriebsräder zu legen.
In diesem Falle muß die Antriebsachse unter die Drehachse der Räder gelegt werden.
Diese konstruktiven Bedingungen werden am einfachsten mit Hilfe der eingangs beschriebenen
Untersetzungsgetriebe mit ungleichachsigen Antriebs- und Abtriebswellen verwirklicht.
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Ziel der Erfindung ist es, ein derartiges Getriebe so auszubilden,
daß die eingangs beschriebenen Nachteile vermieden werden und eine erhöhte Belastbarkeit
erreicht wird. Ausgegangen wird hierbei von einem Untersetzungsgetriebe, auf dessen
Antriebswelle ein außenverzahntes Zahnrad sitzt, welches kämmt mit dem innenverzahnten
Abtriebsrad der mit der Antriebswelle nicht gleichachsigen Abtriebswelle, wobei
erfindungsgemäß zwei außenverzahnte Zwischenräder vorgesehen sind, deren erstes
in Eingriff mit dem Antriebszahnrad
steht, und deren anderes mit
dem ersten Zwischenrad und mit dem Abtriebszahnrad kämmt, wobei die Achsen sämtlicher
Räder im wesentlichen in einer Ebene liegen und das Antriebszahnrad schwimmend gelagert
ist.
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Es kann mit zweckmäßig sein, auch das Abtriebszahnrad schwimmend zu
lagern.
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Bei der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Ausbildung wird
das in der Antriebswelle wirkende Drehmoment durch ein reines kräftepaar auf das
Antriebszahnrad abgenommen, wodurch sich einmal die Belastung der im Eingriff befindlichen
Zähne auf die Hälfte verringert und eine Belastung des Wellenlagers ausschließt.
Durch die schwimmende Laterung kann sich das Antriebszahnrad selbsttätig derart
einstellen, daß die vorstehlend beschriebenen vorteilhaften Betriebsbedingungen
gegeben sind.
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Wäre die Achse sowohl des Antriebs- als auch des Ab@triebsrades fest
gelagert, so würde im Betrieb das theoretisch und aus Fertigungsgründen unvermeidliche
Spiel zwischen den Zahnflanken an der Eingriffsstelle des Antriebs- mit dem Abtriebsrad
aufgebraucht sein, ehe auch die Spiele der Eingriffsstellen des über die Zwischenräder
führenden möglichen Übertragungswege s aufgebraucht sind. Es käme nur zur Kraftübertragung
an der Eingriffsstelle zwis:cllen @ntii_Eh@@- inia
Abtriebsrad,
nicht jedoch über die Zwischenräder. In diesem Falle würde sich das Getriebe im
Betrieb nicht von den eingangs beschriebenen bekannten Untersetzungsgetrieben mit
einem innenverzahnten Abtriebsrad und ungleichachsiger Antriebs- und Abtriebswelle
unterscheiden.
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Nur bei der erfindungsgemäßen schwimmenden Lagerung des Antriebsrades
kann sich die Achse des Antriebsrades unter der Wirkung der Gegenkraft an der Eingriffsstelle
mit dem Abtriebsrad seitlich, d. h. in Umfangsrichtung des Abtriebsrades verschieben.
Dadurch wird das Spiel im gegenüberliegenden Kraftübertragungsweg, d.h. durch die
beiden Zwischenräder, beseitigt. Jetzt wirk, wie vorstehend beschrieben, ein reines
Kräftepaar auf das Antriebsrad.
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Sinngemäß in gleicher Weise vollzieht sich die Selbsteinstellung des
Abtriebsrades, wenn dieses schwimmend gelagert wird. Im weiteren wird die Erfindung
anhand eines Ausführungsbei-Spiels unter Bezugnahme auf die beigegebenen Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes
Raduntersetzungsgetriebe; Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II aus Fig. 1
Auf
der Antriebswelle 3 ist das Antriebszahnrad 5 fliegend befestigt. Dieses steht in
Eingriff mit dem Abtriebsrad 6 mit Innenverzahnung, welches fliegend auf der Abtriebswelle
7 befestigt ist und über diese drehfest mit der Radnabe 8 verbunden ist.
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Die Wellen 3 und 7 sind ungleichachsig angeordnet. Die Welle 3 des
Antriebszahnrades ist im Wälzlager 2 gelagert. Zwischen diesem Lager und dem Gehäuse
1 des Getriebes ist ein federndes Element 4 vorgesehen, das z.B. aus Gummi oder
aus einem sonstigen verformbaren Stoff gefertigt sein kann. Dieses elastische Element
4 muß hinsichtlich Materialauswahl und Dimensionierung so gewählt sein, daß die
notwendige Verschiebung der Achse des Antriebsrades 5, im wesentlichen in Umfangsrichtung,
möglich ist. -Im Gehäuse 1 des Getriebes sind zwei Zwischenzahnräder 9 und 10 gelagert,
die miteinander kämmen, und von denen Zahnrad 9 in Eingriff mit dem Antriebsrad
5 und Zahnrad 10 in Eingriff mit dem Abtriebsrad 6 steht.
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Das Lager 11 des Zwischenrades 9 und das Lager 12 des Zwischenrades
10 sind ortsfest im Gehäuse 1 angeordnet. Die Achsen der Zwischenräder 9 und 10
liegen in einer Ebene mit den .Achsen des Antriebsrades 5 und des Abtriebsrades
6.
Beginnt ein Drehmoment in der Antriebswelle 3 zu wirken, so beginnt
zunächst die Flankenpressung an der Eingriffsstelle des Antriebsrades 5 mit dem
Abtriebsrad 6. Die Spiele an den Eingriffsstellen 5 mit 9, 9 mit 10 und 10 mit 6
sind hierbei noch nicht aufgebraucht. Aufgrund der an der Eingriffsstelle 5 mit
6 wirkenden Querkraft verlagert sich jedoch die Achse des Antriebsrades 5 unter
Verformung des elastischen Elementes 4 solange etwa in Umfangsrichtung, bis die
genannten Spiele aufgebraucht sind. Hierbei wälzt sich selbstverständlich das Antriebsrad
5 bereits um einen geringen Betrag im Abtriebsrad 6 ab. Jetzt wirkt, wenn man von
dem vernachlässigbaren Einfluh der elastischen kraft des um einen geringen Betrag
verformten Elementes 4 absieht, ein reines Kräftepaar, und zwar sowohl auf Antriebsrad
5, als, auch auf Abtriebsrad 6. Die Lager beider Wellen 3 und 7 sind Praktisch von
Reaktionskräften entlastet. Die Flankenpressung der in Eingriff befindlichen Zähne
ist gering. Statt des elastischen Elementes 4 kann auch ein federndes oder sonst
nachgiebiges Halterungselement Verwendung finden. In gleicher Weise wie das Antriebsrad
5 kann auch das Abtri @ebsrad 6 mittel f-, eines solchen Elemente s schwimmend gelarert
weiden.