DE1455810A1

DE1455810A1 - Getriebe

Info

Publication number: DE1455810A1
Application number: DE19641455810
Authority: DE
Inventors: Brownyer Nelson R
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1963-05-06
Filing date: 1964-03-13
Publication date: 1969-06-26
Also published as: GB1031854A; US3213700A

Description

Getriebe. Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen von Getrieben und Achsgetrieben, die ein Kegelradgetriebe aufweisen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf derartige Getriebe, die eine neue Kombination von versetzten Kegelradgetrieben, wobei die Kegelräder gekrümmte Zähne aufweisen, und Halterungen oder Montageeinheiten umfassen.
Zahnradgetriebesätze mit gekrümmten Zähnen, die üblicherweise als Spiralzahnkegelradsätze bezeichnet werden, werden in vielen Zwischengetrieben und in den verschiedensten Übertragern verwendet, beispielsweise in Kraftfahrzeugachsgetrieben und in Achsgetrieben von Hubkarren und anderen Fahrzeugen. Bei gewöhnlichen Spiralzahnkegelradsätzen ist die Ritzelachse in der Ebene der Mitte des Tellerrades angeordnet und bei Hypoid-Getrieben ist die Achse des Antriebsritzels üblicherweise gegenüber der Mittelachse des Tellerrades nach oben oder nach unten versetzt, um die Zahnberührungsfläche zu vergrößern und um die Belastungsfähigkeit zu erhöhen. Das Tellerrad derartiger Getriebesätze ist bei Kraftfahrzeuggetrieben üblicherweise im Differentialgehäuse einer einzigen Untersetzungsachse des Kraftfahrzeuges angeordnet oder an einer Querwelle einer doppelten Achsuntersetzung und dieses Tellerrad wird vom Antriebsritzel angetrieben, welches die Antriebskraft von einem Antriebsmotor über ein Vorgelege und eine Antriebswelle erhält. Die konvexe Seite der Zähne von Kegelrädern mit gekrümmten Zähnen wird normalerweise als Antriebsseite bezeichnet und ist die Seite, mit der das Getriebe in der normalen Drehrichtung angetrieben wird und diese Seite kann. infolge ihrer Ausbildung die gewünschte oder vorbestimmte Belastung aufnehmen. Die gegenüberliegende konkave Seite der Zähne wird als die freilaufende Seite bezeichnet und es ist die Seite, mit der das Getriebe in der umgekehrten Drehrichtung angetrieben wird. In bisherigen Hypoid-Getrieben hat die freilaufende Seite eine beträchtliche verminderte Lastaufnahmefähigkeit und dies folgt aus der Unfähigkeit der Zager, die Teile bei hohen Antriebskräften und radialen Belastungskräften in ihrer Stellung zu halten. Derartige Hypoid-Getriebe können deshalb nicht in gleicher Weise gut bei Vorwärtsdrehung und bei einer umgekehrten Drehung arbeiten. Beispielsweise ist bei üblichen Kraftfahrzeugachsgetrieben mit Hypoid-Getrieben die Betriebslebensdauer für einen Antrieb der freilaufenden Seite der Zähne wesentlich geringer als die Betriebslebensdauer der Antriebsseitef und zwar für eine gleiche Belastung und die Momentenaufnahmefähigkeit der freilaufenden Seite beträgt deshalb lediglich etwa 75 % der Momentenaufnahmefähigkeit der Antriebsseite bei gleicher Betriebslebensdauer. Derartige Kraftfahrzeugachsgetriebe werden üblicherweise in Kraftfahrzeugen mit Vierradantrieb verwendet, um beispielsweise die Vorder- und Hinterachse anzutreiben oder um zwei hintere Tandemachsen eines Mehrradfahrzeuges'mit oder ohne Vorderachsenantrieb-anzutreiben. In bestimmten dieser Fahrzeuggetrieben können die Hypoid-Getriebe derart ausgebildet und angeordnet sein, daß ein Antrieb auf der konkaven Seite der Getriebezahnräder verhindert wird, d.h. es wird ein Antrieb mit der Seite verhindert, die eine beträchtlich geringere Lebensdauer hat als die konvexe Seite. Dies kann mit großen Kosten und Unbequemlichkeiten dadurch erzielt werden, daß die Übertrager oder Zwischenradanordnung umgekehrt wird oder daß die Zwischenübertragungseinrichtung umgestaltet wird, um die richtige Drehrichtung zu erzielen. An Achsen, die einander schneiden, angeordnete Kegelzahnräder mit geraden Zähnen arbeiten in jeder Drehrichtung gleich gut. Jedoch ist die Anwendung derartiger Getriebe bei Kraftfahrzeugen beschränkt und diese Getriebe wurden hauptsächlich durch übliche Spiralzahnkegelrad getriebe oder Hypoid-Getriebe ersetzt. Um ein Spiralzahnkegelradgetriebe in der entgegengesetzten Drehrichtung mit voller Lastaufnahmefähigkeit treiben zu können, ist es lediglich erforderlich, auf den entgegengesetzten Spiralwinkei überzuwechseln, ohne die Größe des Getriebes zu verändern. Im Gegensatz zu einem Spiralzahnkegelradgetriebe kann ein Hypoid-Getriebe für eine umgekehrte Drehung nicht dadurch verändert werden, daß der Spiralenwinkel in die entgegengesetzte Richtung verändert wird. Der gesamte Hypoid-Getrieberatz und dessen zugeordneten Bauteile müßten umgestaltet werdenp um das Antriebsritzel auf die gegenüberliegende Seite der Tellerradmittellinie zu bewegen. Auch wenn dies durchgeführt wird, und wenn das umgestaltete Getriebe derart betätigt wird, daB ein Teil der Zeit mit der leerlaufenden Seite der Zähne gearbeitet wird,(wie beispielsweise beim umgekehrten Betrieb) so tritt ein Verlust von ungefähr 2.5 % der Belastungsfähigkeit während dieses Betriebes ein. Durch die unterschiedlichen Leistungsfähigkeiten der Getriebe auf der Antriebsseite und auf der freilaufenden Seite der Zähne der Hypoid-Getriebe und der Spiralzahnkegelradgetriebe,wird ganz allgemein die Lebens-Bauer derartiger Getriebe ganz erheblich herabgesetzt,wobei bei einem Betrieb mit der freilaufenden Seite bei einer Beschädigung des Zapfens, des Zäpfenlagers oder der Zapfenlagerhalterung in vielen Fällen eine erhebliche Abnutzung des Getriebes auftritt. Derartige Fehler treten beispielsweise bei einem Betrieb auf, der einen erheblichen Antrieb über die freilaufende Seite der Zähne erforderlich macht, wie beispielsweise während eines Abbremsens der freilaufenden Seite im Getriebe beim Bergabfahren, beim häufigen Anfahren und Anhalten im Lastkraftwagenbetrieb, beim häufigen Umkehren des Antriebes mit schwerer Belastung, wie beispielsweise bei Hubkarren, bei Vorderachsenbetrieb, bei Achsen, die mit Verzögerern verwendet werden, bei Überkopfladern usw.
Übliche .Hypoid-Getriebefür eine Drehung in einer Richtung weisen einen Antriebaritzelspiralwinkel zwischen 45o und 50o auf, wie es von den Herstellern vorgeschlagen wird. Der Ausdruck nSpiralwinkel" bezieht sich auf den Winkel zwischen einer@Tangente an eine Zahnspirale an einem beliebigen Funkt und der steigungsflächenerzeugenden, die durch diesen Punkt hindurch geht. Es wurde gefunden, daB durch eine beträchtliche Verringerung dieses Spiralwinkels auf etwa 33o - 37o es möglich ist, ein Getriebe zu schaffen, welches mit der bemessenen Belastungsaufnahme bei gleicher Lebensdauer in beiden Drehrichtungen betrieben werden kann. Obwohl dieses Getriebe beim Betrieb auf der normalen Antriebsseite eine etwas hat als die üblichen, nur in einer Richtung arbeitenden Getriebe von vergleichbarer Größe, so hat dieses Getriebe jedoch beim Betrieb mit de% leerlaufenden Seite der Zahnräder eine beträchtlich größere Belastungsaufnahmefähigkeit. Die etwas geringere Lastaufnahmefähigkeit auf der-Antriebsseite der Zähne kann beispielsweise dadurch kompensiert werden, däß das Tellerrad etwas vergrößert wird, jedoch ist diese Vergrößerung wesentlich geringer als die, die normalerweise bei üblichen Hypoid-Getrieben erforderlich ist, wenn es sich als notwendig herausgestellt hat, einen Antrieb über die leerlaufende Seite der Zähne durchzuführen. Es werden weitere wesentliche Vorteile durch die Erfindung erzielt, die für den Fachmann auf dem Gd.et der Übertragung mechanischer Leistung ersichtlich sind. Beispielsweise werden durch die verbesserten Kegelradgetriebe mit gekrümmten Zähnen, wobei die Kegelräder zueinander versetzt sind, die Druckbelastungen und die Trennkräfte des Getriebes ganz erheblich unter diejeni" gen vergleichbarer Hypoid-Getriebe verringert,. wodurch es möglich ist, kleinere und billigere Zager zu verwenden. Weiterhin sind Übertrager oder Zwischenradverbiegungen möglich, die wesentlich größer sind als die bisher üblicherweise angenommenen Grenzen, wodurch die Lebensdauer des Getriebes in unerwarteter und überraschender Weise erhöht wird. Bei einer Rückkehr zum freitragenden Antriebaritzel kann die Montage des Zapfenlagers am vorderen Ende des Ritzels mit der Halterung des Lagers im Wandlergehäuse vermieden werden, was zu einer Kostenverminderung führt und was Getriebeflächenbreiten von 30 % des Konusabstandes der Radsätze erlaubt, verglichen mit 2'1 - 27 % des Konusabstandes in üblich gegabelt montierten Hypoid#-Getrieben. In üblichen Hypoid-Getrieben, die auf beiden Seiten der Zähne arbeiten und die die gleiche Leistungsaufnahme, Anzahl von Zähnen und Zahngrößen für ein typisches Ausführungsbeispiel der Erfindung haben, sind beträchtlich größere Lager und stärkere, größere und schwerere sowie teuerere Träger erforderlich, um den großen Hypoid-Getriebe-Drucklasten und um den großen Radiallasten des Getriebes zu widerstehen. Neben der Tateache, daß größere Teile verwehdetwerden müssen und daß erhöhte Herstellungskosten-auftreten, sei bemerkt, daß es für die Zager und Träger der Getriebe zu jedem Zweck und überhaupt in der Technik bekannt ist, daß diese Teile bestimmten Baubeschränkungen unterworfen sind, die beachtet werden müssen, so daß die Erhöhung der Größe der Getriebekästen und die Erhöhung der Größe der Zager, um die erhöhten Drucke und Radialbelastung aufzunehmen, wenn ein Betrieb auf der freilaufenden Seite der Zähne stattfindet, einmal wegen des Geräusches nicht üblich ist und zum anderen zu großen Kosten führt und zu Gewichten, die bei Kraftfahrzeugen nicht zulässig sind. Bei den meisten Kraftfahrzeugen, bei denen die Erfindung angewendet werden kann, ist es nicht möglich, das Getriebegehäuse oder die Zager wesentlich zu vergrößern, und zwar wegen der vorhandenen Raum-und Gewichtsbeschränkungen. Um deshalb die Leistungsaufnahme des gemäß der Erfindung verbesserten Getriebes durch die Verwendung von üblichen Hypoid-Getrieben zu erzielen, müssen teuerere Teile und Getriebekästen verwendet werden. Vergleichsversuche haben gezeigt, daß das gemäß der Er- -# Findung verbesserte Getriebe und Gehäuse, wenn es Verbiegungen ausgesetzt ist, die gleich denen sind, die bei einem üblichen Hypoid-Getriebe währenddes Betriebes auftreten oder die größer sind als diese, in überraschender Weise eine wesentlich größere Gesamtlebensdauer hat als die vergleichbaren üblichen Hypoid-Getriebe. Weiterhin ist es durch die Erfindung möglich, das Getriebe flexibler zu montieren, und zwar im Gegensatz zur beträchtlich starreren Montage üblicher Getriebekästen, bei denen eine Zapfenlagerbefestigung vorgenommen wird. Bei üblichen Hypoid-Getrieben ist es bekannt, da13 eine Erhöhung der seitlichen Versetzung innerhalbtunGrenzen eine Erhöhung der Belastungsaufnahmefähigkeit in speziellen Getrieben mit sich bringt. Jedoch ist"es bei Kraftfahrzeuggetrieben und insbesondere bei Tandem-Achsgetrieben nicht immer möglich, die Versetzung des Antriebsrit zels zu erhöhen, und zwar hauptsächlich wegen der sich daraus ergebenden erhöhten Winkelbeziehungen innerhalb der Antriebswellenuniversalgelenke. Demzufolge müßten in solchen Fällen die Zahnradsätze umgestaltet werden, um eine erhöhte Belastungsaufnahmefähigkeit zu erhalten. Es ist demzufolge ein Hauptziel der Erfindung, ein Kegelzahnradgetriebe mit gekrümmten Zähnen, wobei das Antriebsritzel seitlich versetzt ist, zu schaffen, welches in der Vorwärtsrichtung, in der Rückwärtsrichtung oder in beiden Richtungen mit gleich guten Ergebnissen vom Standpunkt der Leistungsfähigkeit, der Festigkeit und der Lebensdauer aus betrieben werden kann. Es ist ein weiteres Ziel, eine Getriebeanordnung zu schaffen, welche ein Kegelzahnradgetriebe aufweist, wobei die Kegelzahnräder zueinander versetzt sind und wobei die-Kegelzahnräder gekrümmte Zähne haben, wobei diese Kegelzahnräder Spiralzahnwinkel aufweisen, die wesentlich unter den Winkeln der bisher üblichen Hypoid-Zahnräder liegen, wobei gleichzeitig Trägeranordnungen und Bauteile vorgesehen sind, um eine wesentlich erhöhte, abgeglichene Lastaufnahmefähigkeit zu erzielen und um eine erhöhte Lebensdauer für den Betrieb mit der Antriebsseite der Zahnräder und der freilaufenden Seite der Zahnräder zu erzielen, wobei die Betriebseigenschaften wesentlich besser sind als die vergleichbarer Hypoid-Getriebe gleicher Größe. Zusätzliche Ziele und Vorteile der Erfindung sollen unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung in der folgen--den Beschreibung dargelegt werden. Es zeigen:. ", Fig. 1 eine schematische Barstellung einer typischen Tandem-Antriebsachsenanordnung,, yig. 2 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Getriebes, Fig. 3 eine vergrößerte Endansicht des Antriebsritzels und eine Schnittansicht des mit dem Antriebsritzel kämmenden Tellerrades, Fig. 4 eine Schnittdarstellung, bei der der Schnitt durch das Antriebsritzel und das Tellerrad, und zwar durch die Achsen von Antriebsritzel und Tellerrad geführt ist und Fig. 5 eine Ansicht des neuen Tellerrades und Antriebsritzels: Bei üblichen Tandem-Antriebsachsen, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, werden beide Achsen von einem Paar üblicher Hypoid-Getriebe angetrieben. Die Antriebsritzel sind unter der Mittellinie der Tellerräder angeordnet. Während des Betriebes tritt ein erhebliches Geräusch aufs welches, wie festgestellt wurde, durch die spitzen Universalgelenkwinkel an der Zwischenantriebswelle von der- vorderen Hinterachse zur hinteren Hinterachse, und zwar durch die niedrige Stellung der Antriebsritzel relativ zur Antriebswelle, erzeugt wird. Bei anderen Ausführungsformen kann dieser übermäßige Universalgelenkwinkel dadurch verhindert werden, daß vor dem hinteren Getriebekasten ein Zwischenkasten eingebaut wird, jedoch kann dies nicht immer erfolgen, und zwar-wegen der Raum- -beschränkungen. Weiterhin würde der Einbau eines derartigen Zwischengetriebekastens die Kosten und das Gewicht des Getriebes erhöhen. Wenn das Antriebs-» ritzel über der Mitte des Tellerrades angeordnet wird, und auf diese Weise einen Antrieb auf der Seite der Zähne bewirkt, die normalerweise als die Freilaufleite bezeichnet wird, so muß die Größe des Getriebes wesentlich erhöht werden, um die verminderte Lastäufnahmefähigkeit und um die verminderte Lebensdauer zu kompensieren. Mit anderen Worten, ein Tellerrad mit einem gegebenen Teilkreisdurchmesser muß durch ein wesentlich größeres ersetzt werden. Dies ist ein in hohem Maße unerwünschter Nachteil. Durch die Erfindung werden diese und andere Probleme dadurch gelöst, daß ein neues Getriebesystem vorgesehen wird, mit aelchem genau so gut auf der Antriebsseite der Zähne als auch auf der Freilaufseite der Zähne gearbeitet werden kann. Es sei nun im einzelnen auf Fig. 9 Bezug genommen. Mit dem Bezugszeichen 10 ist eine Hauptantriebswelle eines Motors eines Kraftfahrzeuges gekennzeichnet, welche ein Getriebe antreibt, das ein Zahnrad 12 aufweist, ein Zwischenzahnrad 14 und ein Zahnrad_15, welches mit einer Antriebsritzelwelle 16 verbunden ist, die ein Antriebsritzel 18 aufweist, welches ein Tellerrad 20 antreibt. Das Antriebsritzel 18 und das Tellerrad 20 bilden die Antriebsteile einer Achsantriebanordnung für eine Antriebsachse, die mit 21 bezeichnet ist und in diesem Fall ist die Achse 21 die vordere Achse des dargestellten hinteren Tandem-Achsenantriebssystems. Das erste Zahnrad 12 ist ebenfalls mit der Antriebswelle 22 verbunden, die über ein Universalgelenk mit einer Zwischenachsenantriebswelle 23 verbunden ist. Diese Zwischenachsenantriebswelle 23 führt zur hinteren Achse und ist über ein Universalgelenk mit dem anderen Ende einer Antriebsritzelwelle 28 verbunden. Diese Welle 28 weist ein Antriebsritzel 30 auf, welches ein Tellerrad 32 antreibt. Das Kitzel 30 und das Tellerrad 32 bilden die Antriebsteile eines Achsengetriebes für die Hinterachse 34 des dargestellten Tandem-Achsantriebes. Die Antriebsanordnung kann in verschiedener Weise verändert werden und es können Untersetzungsgetriebe und Zwischenachsendifferentiale vorgesehen sein., die nicht dargestellt sind, weil diese keinen Teil der Erfindung bilden. Weiterhin sei bemerkt, daß die Erfindung nicht auf Tandem-Antriebsachsenanordnungen beschränkt ist, sondern daß die Erfindung auch bei Einzelachsantrieben verwendet werden kann. Das Problem, das durch die vorliegende Erfindung gelöst wird, kann jedoch am besten unter Bezugnahme auf.die Tandem-Achsantriebebeschrieben werden. In den meisten Fällen sind die vorderen Enden der Ritzel 18 und 30 in Zapfenlagern gelagert, die schematisch bei 24 und 26 dargestellt sind. Diese Zapfenlager 24 und 26 sind vorgesehen, um die Starrheit und Steifigkeit der ,Anordnung zu verbessern und um den Trennkräften zwischen dem Antriebsritzel und dem Tellerrad entgegen zu wirken. Diese Zapfenlager werden üblicherweise von Stegen öder Halterungen getragen, die mit den inneren Wandungen des Getriebekastens, der nicht dargestellt ist, ein Ganzes bilden. Durch diesen üblichen Aufbau ist der Raum inner-`-halb des Getriebekastens verringert, so daß die Flächenbreiten der Getrieberäder nicht wesentlich vergrößert werden können, obwohl dieses in einigen Fällen WünsdÜeriswert i$t..Es wurde gefunden, daß es beidem neuen Getriebe möglich ist, das innere Zapfenlager des Antriebsritzels in einigen Fällen fort zu lassen., und zwar wegen der beträchtlichen Verringerung der Trennkräfte.-' Wie in Figo 1 gezeigt, nimmt die Zwischenantriebswelle 23 eine unerwünschte Winkelstellung ein, die einen erheblichen Verschleiß und beträchtliche Geräusche in den UniversalgelenkenIrrvorruft. Um den Antriebswellenwinkel durch die Anordnung des Ritzels über der Mittellinie des Tellerrades zu vermindern, wie es gestrichelt in Fig. 1 dargestellt ist, muß bei einem üblichen Getriebe der Getriebekasten umgebaut werden und es muß ein größeres Tellerrad eingebaut werden. Neben der Tatsache, daß dies zu höheren Fertigungskosten führt, wird dadurch erheblich die Austauschbarkeit vermindert und es werden die Schwierigkeiten bei der Wartung erhöht. Das beschriebene neue Getriebe verhindert diese Nachteile. Fig. 5 zeigt einen Teil eines Getriebes nach der Erfindung, welches ein Tellerrad 36 aufweist, das gekrümmte Zähne 38 hat, die mit den gekrümmten Zähnen 40 eines Antriebsritzels 42 kämmen. Die Ritzelachse 44 schneidet nicht die Achse 46 des Tellerrades 36. Bei einer Anwendung in einem System der in Figo 1 gezeigten Art ist die Ritzelachse gegenüber der horizontalen Mittellinie 48 des Tellerrades 36 nach oben versetzt. Bei einer üblichen Anordnung eines derartigen Getriebes würde die konvexe Seite 50 der gekrümmten Zähne 38 als Antriebsseite bezeichnet und die gegenüberliegende konkave Seite 52 der'Zähne als freilaufende Seite. Das Getriebe wird normalerweise im Uhrzeigersinn gedreht, wie es durch. den Pfeil angedeutet ist. Wenn das Tellerrad 36 in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, so müßte die Belastung um etwa 25 % verringert werden, um die gleiche Lebensdauer sicherzustellen. Diese Verminderung in der lastufnahmefähigkeit wird durch die Umkehrung der Drucklasten bewirkt, die durch die verwickelte Beziehung zwischen den Spiralzähnen des Ritzels und des Tellerrades hervorgerufen wird und weiterhin wird diese Verminderung der Lastaufnahmefähigkeit durch die Unfähigkeit der Getriebekastenanordnung bewirkt, die Zahnräder in ihrer Zage zu halten. Diese Verhältnisse in Spiralzahnkegelradgetrieben werden hauptsächlich durch den Spiralwinkel der Ritzelzähne bestimmt, durch die Krümmung der Tellerradzähne und durch die Anordnung des Berührungspunktes zwischen den Zähnen und durch den erzielten Druckwinkel. In üblichen Hypoid-Getrieben liegt der Antriebsritzelspiralwinkel üblicherweise zwischen 45o und 50o und der Tellerrad-0 zahnwinkel liegt zwischen 300 und 40. Es sei nun auf Fig. 5 Bezug genommen.
Der Scheitelpunkt 54 des Steigungskonus 56 des Ritzels 42 liegt in diesem Fall vor der senkrechten Mittellinie 58 des Tellerrades 36. Es sind jedoch auch andere Zagen des Ritzelscheitels möglich, beispielsweise eine Zage auf oder jenseits der senkrechten Mittellinie des Tellerrades, .

ohne daß dadurch die Eigenschaften des neuen Getriebes verändert werden. Die allgemeine Form der Zähne 38 und 40 des Tellerrades und des Antriebsritzels kann die übliche sein und Tellerrad und Antriebsritzel können auf einer üblichen Werkzeugmaschine hergestellt sein: Die neuen Zahnräder gemäß der Erfindung können in Übereinstimmung mit den folgenden Forderungen hergestellt sein: Die relative Winkelstellung und die Krümmungen der Ritzelzähne und der Tellerradzähne können, um die gewünschte Wirkung zu erzielen, für jede besondere Belastung dadurch bestimmt werden, daß das Zahnradpaar derart in richtiger Weise proportioniert wird, daß die gewünschten Bedingungen erreicht werden. Dies kann in an sich bekannter Weise geometrisch dargestellt werden und zwar unter Anwendung bekannter Faktoren, wie beispielsweise des Radius der Zahnkrümmung, des gewünschten Spiralwinkels'usw. Ein bevorzugtes Zahnprofil mit einem verminderten Spiralwinkel für Zahnradsatz kann auf diese Weise entwickelt werden, wobei der Spiralwinkel für das Ritzel vorzugsweise zwischen 33o und 37o und für das Tellerrad zwischen 180 und 370 liegt, wodurch ein Zahnrad- oder Getriebesatz geschaffen wird, welcher in beiden Drehrichtungen annähernd die gleiche Lastaufnahmefähigkeit hat und welcher erheblich verminderte Druckkräfte und radiale Lastkräfte entwickelt. Dies kann am besten durch einen Vergleich von Untersuchungsergebnissen von Ausführungsbeispielen von üblichen Hypoid-Getriebesätzen und von Getrieben, die gemäß der Erfindung aufgebaut sind, dargestellt werden, wobei die erfindungsgemäßen Getriebe unterschiedliche Versetzungen des Antriebsritzels aufweisen. Die Untersuchungsergebnisse, die von beliebigen verschiedenen Getrieben genommen wurden, die ganz eingehend über eine längere Zeitdauer geprüft wurden, sind die folgenden: '

üblich neu

Ritzelversetzung 1,75 Zoll 1,75 Zoll 2 Zoll

Zahl der Zähne 7 - 43 7 - 43 7 - 43

Verhältnis 6-1/7 6-1/7 6-1/7

Getriebedurchmesser 16,875 Zoll 16,875Z011 16,875 Zoll

Kranzbreite 2,12 Zoll 2,60 Zoll 2,60 Zoll

Ritzellagerung gegabelt freitragend freitragend

Spiralwinkel Zahnrad 350 210 7' 190 5t.

Spiralwinkel Ritzel 480 241 350 35o

Ritzeldrehmoment 3,140 3,140 3,140

Fuß-Pfund

Biegebeanspruchung 39,221 38,600 37,764

Ritzelumläufe vor 162,220 182,060 213,414

dem Ausfall

Druckbeanspruchung 330,354 332,084 328,247

Drucklast am Ritzel,

wenn der Antrieb auf

der Antriebsseite 125,32 80,47 80,31

liegt (Last in % der

Tangentiallast)

Drucklast am Tellerrad,

wenn der Antrieb auf 30952 31,54 30,89

der Antriebsseite er-

folgt

Radiallast am Ritzel, 31,46 29,56 28,22

wenn der Antrieb an der

Antriebsseite erfolgt

Radiallast am Teller-

rad, an der wenn Antriebsseite der Antrieb 81,28 _ 48,81 44,27

erfolgt

üblich neu

Drucklast am Ritzel,

wenn der Antrieb an -92,50 -54,18 -53,63

der Freilaufseite

erfolgt

Drucklast am Teller-

rad, wenn der Antrieb 66986 54,04 53,45

an der Freilaufseite erfolgt

Radiallast am Ritzel,

wenn der Antrieb an 88992 68,10 69,35

der Freilaufseite

erfolgt

Radiallast am Teller-

rad, wenn der Antrieb_ 53998 -25,08 -20,78

an der Freilaufseite

erfolgt

Alle drei Proben hatten die gleiche Größe und die gleiche Anzahl von Zähnen. Durch die gegabelte Lagerung Hypoid-Getriebe mußte die.Kranzbreite schmaler gehalten werden als beim erfindungsgemäßen Getriebe, bei welchem die Zapfenlagerung für die gegabelte Lagerung wegen der verminderten Kräfte fortgelassen werden kann.

Es ist zu erkennen, daß eine geringe Erhöhung der Ritzelversetzung beim erfindungsgemäßen Getriebe weiterhin die Lebensdauer des Antriebsritzels erhöht. Die Spiralwinkel für das Antrl.ebsritzel und für das Tellerrad sind beträchtlich kleiner als bei- den üblichen Getrieben. Obwohl der Drehmomenteneingang für alle drei Getriebe der gleiche ist, sind bei den erfindungsgemäßen Getrieben die Biegebeanspruchungen und die Druckbeanspruchungen beträchtlich geringer und die Umlaufzeit für die Ritze@@or einem Ausfall ist deshalb wesentlich größer als die Umlaufzeit bei einem üblichen Ritzel. Die Druckkräfte, die am erfindungsgemäßen Ritzel auf jeder Seite oder beispielsweise auf der Freilaufseite der Zähne einwirken, sind beträchtlich geringer als beim üblichen Ritzel. Die Radiallwäfte, die beim erfindungsgemäßen Getriebe auf das Tellerrad bei jeder Antriebsrichtung, insbesondere bei der Antriebsrichtung in Richtung der freilaufenden Seite, auftreten, sind wesentlich verringert. Dadurch ist es möglich, das neue Getriebe entweder in Uhrzeigerrichtung oder-entgegengesetzt zur Uhrzeigerrichtung mit der gleichen Leistungsfähigkeit anzutreiben. Zusätzlich zeigen die im vorstehenden erwähnten Untersuchungen weitere wesentliche Vorteile der Erfindung gegenüber üblichen Hypoid-Getrieben von vergleichbarer Größe oder vergleichbarer Leistungsfähigkeit. Es wurde bereits ausgeführt, daß eine vergrößerte Versetzung des Antriebsritzels gegenüber der Mittellinie des Tellerrades in gewissen Fällen wünschenswert ist, um die Lastaufnahmefähigkeit des Getriebesatzes zü erhöhen. Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß dies bei üblichen Hypoid-Getrieben nicht immer durchgeführt werden kann. Theoretische Untersuchungen zeigen, daß eine zunehmende Versetzung des Ritzels weiterhin die leistungsaufnahmefähigkeit erhöht und die radialen Lasten und die Drucklasten bei jedem Betrieb oder bei einem Betrieb mit der Leerlaufseite vermindert. Es wurde beispielsweise gefunden, daß eine Vergrößerung der Ritzelversetzung von 0,25 Zoll eine vorteilhafte Verminderung sowohl der Drucklasten als auch der Radiallasten auf jeder Antriebsseite der Zähne oder auf der freilaufenden Seite der Zähne mit sich bringt. Die neue Getriebekastenanordnung und die neue Getriebekombination ist in Fig. 2 gezeigt. Der in Fig. 2 gezeigte Getriebekasten, der die neuen Getriebeteile aufweist, die in den Fig. 3 - 5 gezeigt sind, kann sowohl bei der vorderen als auch bei der hinteren Achse eines Tandem-Antriebes verwendet werden, wie es in Fig. 1 gezeigt ist oder bei einem nichtdargestellten Vorderachsenantrieb. Es sei weiterhin auf Fig. 2 Bezug genommen.

Ein Achsengehäuse ist bei 90 gezeigt und weist einen Schalenabschnitt 92 auf, in welches das Getriebe 94 eingesetzt ist. Das Getriebe 94 weist einen Achsgehäuseteil 96 und einen Ritzelgehäuseteil 98 auf. Der Gehäuseteil 96 weist eine Glockenform auf und hat einen radialen Flansch 100, mit welchem das Getriebe am Achsgehäuse 90 mittels Schrauben 102 befestigt ist. Der untere Teil 104 des Gehäuseteiles 96 unter dem Flansch 100 erstreckt sich in den Schalenabschnitt 92 hinein und weist quer in Flucht liegende Öffnungen 106 und 108 auf. Diese Öffnungen nehmen Ant-ifriktionslager 110 und 112 auf, die ein Differentialgehäuse 114 drehbar tragen. Der-im Gehäuse 114 angeordnete, nichtdargestellte Differentialmechanismus kann irgendein bekannter, üblicher Differentialmechanismus sein oder das Differential kann einen anderen Aufbau haben und der Aufbau dieses Differentials bildet keinen Teil der Erfindung. Achsen 116 und 118 erstrecken sich in entgegengesetzten Richtungen vom Differentialgehäuse 114 durch das Achsgehäuse 90 hindurch, und zwar in an sich bekannter Weised Das Differentialgehäuse 114 weist einen Flansch 120 auf, an welchem das Tellerrad 36 befestigt ist. Dieses neue Tellerrad 36 kämmt mit dem zugeordneten Antriebsritzel 42. Das Antriebsritzel 42 ' weist eine Ritzelwelle 122 auf, die in Antifriktions-1 agern 124 und 126 drehbar gelagert ist. Diese Zager sind in einem Ritzelgehäuse 98 angeordnet, das am Vorderende des Getriebegehäuses befestigt ist. Das Ritzelgehäuse 98 weist einen ausgesparten Abschnitt 130 auf, der in einer entsprechenden Öffnung 132 am vorderen Ende des Hauptgehäuses 96 sitzt. Ein radialer Flansch 134 begrenzt die Einwärtsbewegung des Ritzelgehäuses und bildet eine Einrichtung, um das Ritzelgehäuse am Hauptgehäuse zu befestigen. Das innere Ritzellager 124 ist axial zwischen der Rückseite des Ritzels 42 und einem radialen Flansch 136 befestigt. Das äußere Ritzellager 126 ist axial durch den inneren Flansch 136 und eine Wellenschulter 144 befestigt. Durch die Befestigung einer üblichen Antriebswelle oder eines nichtdargestellten Universalgelenkes am Keilnutenende 146 der Ritzelwelle 122 wird das äußere Zager axial befestigt und die Lagerlasten können dann durch die Mutter 148 an einem Ende der Ritzelwelle eingestellt werden. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform eines leichten Getriebekastens sind die Differentiallager 110 und 112 und die Rtzellager.124 und 126 für irgendeine besondere Anwendung beträchtlich leichter als bei einem vergleichbaren, üblichen Hypoid-Getriebe, auch wenn die übliche Zapfenlagerung, die üblicherweise am inneren Ende der Ritzelwelle vorgesehen ist, fortgelassen wird. Die Lagerlasten können der folgenden vergleichenden Tabelle entnommen werden:

Lage des Lagers Hypoid-Getriebe Erfindungsgemäßes

(gemessene Last) Getriebe

Rechtes Differen- radial 8,350 7,800

tial

Druck 6,300 6,000

linkes Differen- radial 9,700 7,800

tial

Druck 8,800 6,000

Vorderes Ritzel- radial 12,500 10,800

lagen

Druck 10,400 89750

hinteres Ritzel- radial 12,500 109800

lagen Druck 10,400 8,750

Es ist zu erkennen, daß bei einem üblichen Hypoid-Getriebe mit einer vergleichbaren Lastaufnahmefähigkeit schwerere Lager mit größeren Belastungen verwendet werden müssen, wodurch die Fertigungskosten erhöht werden und wodurch sich das Gewicht erhöht und das Ganze führt zu einem größeren 'etriebekasten. Aus der vorstehenden Beschreibung und aus einem Vergleich der im vorstehenden aufgeführten Testversuche ist zu erkennen, daß durch, das neue Getriebesystem viele wesentliche Vorteile erzielt werden, beispielsweise eine Verminderung der Größe der Ritzelwellenlager, das Zapfenlager für .das Ritzel kann fortgelassen werden und für eine gegebene Größe des Getriebes kann eine erhöhte Lastaufnahmefähigkeit erzielt werden und weiterhin kann eine größere Lebensdauer erreicht werden. Es ist möglich, das neue Getriebe bei den verschiedensten Kraftfahrzeugantrieben zu verwenden, wobei es bisher nicht möglich war, bei diesen speziellen Anwendungsgebieten Getriebe zu verwenden, ohne die Getriebesätze umzubauen und weiterhin ist es durch die Erfindung möglich, Getriebe dort zu verwenden, wo.es wünschenswert ist, den Antrieb über die Freilaufseite der Zähne zu erzeugen. Die Erfindung kann in anderen speziellen Formen ausgeführt werden, die alle im Rahmen der Erfindung liegen. Das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel ist lediglich als zum Zwecke der Erläuterung gegeben zu betrachten und die Erfindung ist nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt.