DE2363106A1

DE2363106A1 - Zahnradgetriebe mit leistungsverzweigung

Info

Publication number: DE2363106A1
Application number: DE2363106A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr Ing Klaue
Original assignee: Individual
Current assignee: KLAUE, HERMANN, DR.-ING., 3302 CREMLINGEN, DE
Priority date: 1973-12-19
Filing date: 1973-12-19
Publication date: 1975-07-17
Also published as: DE2363106C2

Description

Dr.Ing. Hermann Klaue Drygalski-Allee 118 R 603

München 71

Zahnradgetriebe mit Leistungsverzweigung

Die Verteilung der Antriebewellenleistung auf mehrere Zweige im Innern eines Zahnradgetriebes und die anschliesaende Zusammenfassung en der gemeinsamen Abtriebewelle bietet den Vorteil, daaa sich die KrSfte und Drehmomente an den einzelnen Bauteilen und Zahneingriffsetellen verringern. Voraussetzung ist allerdings eine a'usserst präzise Herstellung der ZahnrSder und der die Räder tragenden Lager und Abstützteile· Um mit normalen Fertigungetoleranzen auezukommen, wird beispielsweise bei Vorgelegegetrieben mit einer Verteilung auf zwei Vorgelegewellen auf eine Lagerung der Rüder auf der Zentralwelle verzichtet. Auch bei Planetengetrieben ist es üblich, durch Fortlassen einer Lagerung de· Innensonnenrades bzw. durch radial elastische Aufhängung der Planetenra'der oder des Auasensonnenrades eine gleichmässige Verteilung der Zehnkräfte auf die Leistungsatra'nge zu erreichen.

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Diese Maβanahmen haben jedoch Nachteile zur Folge. Durch radial nachgiebige Aufhängung treten Schwingungen mit Gerä'uschbildung auf. Aus β erdem wird der Raumbedarf eines derartigen Getriebes groeseer, weil die Lagerung der freien Räder möglichst weit vom Zahneingriff entfernt angeordnet werden muss.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, dies© Nachteile zu beseitigen und eine innere Leistungeteilung bei Zahnradgetrieben anzuwenden» ohne dose weder eine über die normale Fex¹ tigungßtoleranz hinausgehende Genauigkeit für die Herstellung der Einzelteile gefordert werden muss, noch dass infolge der freien Aufhängung der An- oder Abtriebsteile Schwingungen auftreten können.

ErfindungsgemSse können bei schrfa'g verzahnten RHdern und einer n-fachen Leistungsverzweigung mindestens n-1 der die Zahnkräfte vom Antriebezahnrad aufnehmenden Räder unter Last eine, infolge des Schra'gwinkels der Verzahnung, unter der Gegenwirkung von Federn hervorgerugone Axialbewegung durchführen.

Bei Anwendung dieser Massnahme können sa'mtliche Ra'der und Wellen des Getriebes in konventioneller Weise gelagert sein, und die Vorteile der Leietungsteilung voll ausgenutzt werden.

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Bei einer Ausführungeform der Erfindung sind die Rgder, welche die Drehmomente vom An» auf den Abtriebeteil übertragen, auf ihren Achsen oder Wellen auf Rollen oder Nadeln radial gelagert und auf beiden Stirnseiten, zumindest Jedoch auf der durch die Verzahnungsschräge gegebenen Druckseite mit einem Axlal-Wälzlager ausgerüstet, dessen in Urnfangs rieh tung feststehender, sich auf der Druckfeder abstützender Ring mit Laufspiel euf der Achse oder Welle EitSbi Bei einer veiteren Ausführungeform der Erfindung ist die Druckfeder eine Tellerfeder.

Im folgenden ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen anhand beiliegender Zeichnungen erläutert. Darin ist in Fig, 1 im Längsschnitt ein Planetengetriebe dargestellt, bei dem die Leistungeverzweigung durch die Plane tenra'der erfolgt und diese axial federnd &u£ den Stegacheen gelagert sind. Fig. 2 zeigt schematisch ein Vorgelege-Lee tkraftwagen-Getriebe mit 10 Vorwärts- und 2 Rückwnrts-ÜberSetzungen, bei dem zwei Vorgelegewellen angeordnet sind und die RMder der einen Vorgelegewelle axial federn können. Xn Fig. 3 ie* ein Längsschnitt durch das Rad mit dem Antrieb, in Fig. k ein Querschnitt und in Fig. 5 ein in Fig. k mit E-F gekennzeichneter Schnitt durch Ritzel und Zwischenräder und deren Lagerung gezeigt.

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Beim Planetengetriebe in Fig. 1 wird das Innensonnenrad k durch die mittels Nadellnger 2 abgestützte Welle 1 in Richtung des Pfeiles 3 angetrieben. Venn das durch Kugelloger 6 im Gehä'use 7 gelagerte, innen verzahnte Aussensonnenrßd 8 durch die Bandbremse 5 festgehalten wird, erfolgt der Abtrieb über den Steg 10, dessen Planetenreder 9 sich nm Aussensonnenrad 8 abstützen auf die Abtriebswelle 11» welche durch das Kugellager IP im Geh&use 7 gelagert ist. Steg und Abtriebewelle sind aus einem Stück nngefertigt. E¹Je mit gegenläufig schragen Verzahnungen 9. und 9_O euegerüsteten Planet enrfe'd er 9 sind auf den Stegschsen 1O₁ durch Nadellager 13 radial gelagert. Die federnde oxiele Abstützung erfolgt über ein Axialkugellager l*f, dessen Innenring 14- auf der Stegachse 1O₁ gleiten kann, durch eine Tellerfeder 15» welche am Steg 10 anliegt.

Das in Fig. 2 schema tisch wiedergegebene LastkrRf twfigengetriebe ist ein kupplungsgeschalteteß Getriebe mit 10 VorwHrte- und 2 Rückwärtsgängen, das au» einem Vorgelegegetriebe 17 - Ό und einem Planeten-Gruppengetriebe kU zusammengesetzt ist. Das Vorgelegegetriebe weist eine Leistungsverzweigung auf, welche darin besteht, dass zwei Vorgelegewellen mit schr&gverzahnten Vorgelegerlidern vorgesehen sind und die Vorgelegeräder der einen Vorgelege-

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welle axial federnd gelagert sind. Das Getriebe wird vom Motor über ein Kardangelenk 16 angetrieben. Das Eingangszahnrad 17 kämmt mit den Radom IS und 19 der beiden Vorgelegewellen, die mit weiteren Zahnrädern 20 bis 29 auegerüstet sind. Die RSder 20 und 21 sind debei mit dem Zahnrad 30, die Räder 22 und 23 mit dem Zahnrad 31, die Räder Zk und 25 mit dem Zahnrad 32» die Räder 26 und 27 mit dem Zahnrad 33 und schlieeslich die Räder 28 und 29 über die nicht mit dargestellten Umkehrr&der 3**, 35 mit dem Zahnrad 36 der Hauptwelle 37 im Eingriff. Mit der Hauptwelle 37. »i*id die Kupplungsträger 3β, 39 ₉ kO der Doppel Schaltkupplungen h'L^fhl.^ hZ^/h2 _% ²*3_iA3_? verbunden. Dur-ch dio Znhnrh'der und Schnitkupplungon werden, insgesamt fünf Vorwärts- und eine Rückwärtsschaltstufe ermöglicht. Die Verdoppelung der Stufenzahl wird durch dos Planeten-Gruppengetriebe hk erreicht, dessen Aussensonnenrad kh- bei den ersten fünf Vorwärtsg&'ngen durch die Bremse hh„ festgehalten wird und boi den höheren fünf Gängen durch eine Kupplung 44„ kurzgeschlossen iet. Der Abtrieb erfolgt über ein weiteres Planetengetriebe ^5» dessen Steg ^5, mit der wassergekühlten lionusbremae k6 in kraftschlüssiger Verbindung steht. Der Abtrieb vom Planetengetriebe k$ geht vom Aussensonnenrad k5„ über die Hohlwelle kj auf das Ritzel 48, welches das nicht mit dargestellte Antriebestirnrad mit dem Verteiierdifferential antreibt.

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die die Vorgelegereder 18, 20, 23, 2h, 26 und tragende eine Vorgelegewelle eine starre Einheit mit den Rödorn darstellt, ist die zweite Vorgelegewelle als Hohlvelle k9 ausgebildet, welche mit den Ködern 21, 23, 25, 27 und .?° starr verbunden und auf der fest im Getriebegehäuse angebrachten Achse $0 gegen den Druck der Kegelfeder 51 verschiebbar gelagert ist. Das zwockmässigerweiee mit entgegengesetzter Zohnsehräge verzahnte Antriebsrad 19 ist mit der Hohlwelle 49 fiber eine Keilwellenverzahnung h<) axial verschiebböx- verbunden und ist durch eine vorgespannte Kegeifeder 52 gehalten..

In Fig. 3 bis 5 ist der Radantrieb für ein gelenktes Vorderrad eines schweren Nutzfahrzeuges wiedergegeben. Dort wirkt die Bremse auf die Antriebswelle und 1st am nicht mit dargestellten Achsantrieb angeordnet. Um Gewicht oinzuspsren und den schmalen Rnum zwischen Achsschenkel und Rad für die Uebertragung der hohen Anfahr- und Bremsmomente Buslegen zu können, erfolgt der Antrieb vom im Rad gelngerten Antrieberitzel leletungsverzweigt über zwei beidseitig federnd gelagerte Zwischenrö'der auf das mit dem Rad umlaufende, innen verzahnte Antriebsrad.

Bei dem Radantrieb Fig. 3f ^ und 5 erfolgt der Antrieb über die Gelenkwelle 53» welche auf der Wageninneren, nicht mit dargestellten Seite mit dem Achsantrieb und

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der übersetzt laufenden Bremse verbunden ist. Das Doppelgelenk $h treibt das durch Schra'grollenlfiger 55 und 56 gelagerte schrSgverzabnte Ritzel 57 on» welches mit den Verzahnungen 5&, und 59 < der Zwischenra'der 5$ und 59 kfc'mnit. Die gegenläufig schrägen Zähne 58_O ^und 59 ₉ der Zwiechenräder 58 und 59 greifen in die Innenverzahnung des Antriebsrades 60 ein und sorgen für die gleichmässige Verteilung der Zahnkra'fte euf vier Eingriffe. Damit die £l©i,e<^riffflt!o3i<ge! Zahndruckverteilung in beiden Drehrichtungen, also bei antreibendem wie angetriebenem Ritzel erfolgt, sind die Zwiechenräder 58 und 59, wie aus Flg. 5 zu entnehmen ist, auf beiden Seiten federnd abgestützt. Radial sind die Zwischenräder 58 und 59 durch Nadellager 61 und 62 gelagert, axial durch die Druckkugellager 63 und 6h bzw. 65 und 66, Die mit Laufsitz auf den Achsen 67 und 68 zentrierten Leufringe 63,t 6k^ bzw. 65., 66 stützen sich an vorgespannten Tellerfedern 69t ?O» 71 und 72 ab.

Das Ritzel 57 ist auf der Gelenkseite durch das SchrSgrollenlager 56 im Achsschenkel 73 und auf der gegenüberliegenden Seite durch das im Haltebügel 7k befestigte Schra'grollenlager 55 gelagert. Der Haltebügel 7h, der euch zusammen mit dem Achsschenkel die Zwischenrad-Achsen 67 und 68 tra'gt, ist mit dem Achsschenkel 73 ver-

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schraubt. Der Achsechenkelzapfen 73·, trb"gt über die Schrlfgroilenlager 75 und 76 den gegossenen Rodkörper 77» en detn in üblicher Weise die Felge 78 befestigt ist und mit dem das innenverzahnte Antrieberad 60 verschraubt ist. Auf der dem Zapfen 73-. gegenüberliegenden Seite trägt der Achsschenkel 73 die Fortsätze 73₂ und 73ot an denen er schwenkbar an der Achse 79 aufgehängt ist. Der Raum zwischen Achsschenkel und Radkörper, in welchem das Ritzel 57 mit den beiden Zwiechenrädern 58 und 59 sowie Antriebsrad 60 untergebracht sind, ist durch den mit dem Achsschenkel verschraubten Blechdeckel 80 mit Dichtungsring 81 abgeschlossen.

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Claims

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Patentansprüche

Zahnradgetriebe mit schräg verzahnten Rädern und einer n^fachen Leistungsverzweigung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens n-1 der die Zahnkräfte vom Antriebszahnrad (k-, 17; 57) aufnehmenden Rädern (9₂; 19; 58_χ; 59_χ) unter Last eine, infolge des Schrägungswinkels der Verzahnung, unter der Gegenwirkung von Federn (l5; 51, 52; 69, 70, 71, 72) hervorgerufene Axialbewegung durchführen,
2) Zahnradgetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass als Federn Tellerfedern (l5; 69, 70, 71, 72) verwendet werden.
3) Zahnradgetriebe nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Räder, welche die Drehmomente vom Anauf den Abtriebsteil übertragen (9; 19, 21, 23, 25, 27, 29; 58, 59) auf ihren Achsen oder Wellen (lO ; 5O; 67, 68) auf Rollen oder Nadeln (l3; 6l, 62) radial gelagert und auf wenigstens ihrer durch die Verzahnungsschräge gegebenen Druckseite mit einem Axial-Wälzlager (lk; 63, 6k, 65, 66) ausgerüstet sind, dessen in Umfangsrichtung feststehender, sich auf der Druckfeder (l5; 69, 70, 7I, 72) abstützender Ring (l^; 63_χ, 6k_±, 65 , 66_±) mit Laufspiel auf der Achse oder Welle (lO.. ; 67, 68) sitzt.

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