DE2931220A1

DE2931220A1 - Stirnradausgleichsgetriebe fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2931220A1
Application number: DE19792931220
Authority: DE
Inventors: Guenter Penndorf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-08-01
Filing date: 1979-08-01
Publication date: 1981-02-05
Also published as: DE2931220C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Stirnradausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge.

Es sind Ausgleichsgetriebe bekannt, bei denen an einem Kegeltellerrad ein Gehäuse angeordnet ist, in welchem die als Kegelräder ausgebildeten Ausgleichsräder untergebracht sind.

Darüber hinaus ist es auch bekannt, in dem Gehäuse anstelle von Kegelrädern Stirnräder unterzubringen. Bei dieser Ausführungsform sind die Stirnräder seitlich vom Kegeltellerrad angeordnet. Dadurch tritt eine starke Belastung des Befestigungselementes des umlaufenden Gehäuses ein; auch eine Neigung zum Mitschwingen des Gehäuses ist nicht auszuschließen.

Beide bekannte Ausführungsformen von Ausgleichsgetrieben gestatten jedoch nicht die Sperrung der Ausgleichsbewegung mit einfachen Mitteln.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Stirnradausgleichsgetriebe zu schaffen, bei dem zunächst die Ausgleichsbewegung auf verschleißfreiere Weise möglich ist und bei dem zugleich die Möglichkeit besteht, die Sperrung der Ausgleichsbewegung auf hydraulischem Wege vorzunehmen.

Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß in einem hohlen Antriebsrad eine gerade Anzahl von untereinander kämmenden, auf einem Kreis angeordneten Stirnrädern als Stirnradverbund untergebracht sind, deren Achsen seitlich und beidseitig wechselweise eine Anzahl Ausgleichszahnräder tragen, die mit den beiden axial zum Antriebsrad angeordneten Abtriebsrädern kämmen, wobei die Achsen der Ausgleichszahnräder in einem mit dem Antriebsrad fest verbundenen Gehäuse lagern.

Die beiderseitige Anbringung der Ausgleichszahnräder zum Stirnradverbund gestattet eine gleichmäßige Auslastung des Getriebes und damit einen geringeren Verschleiß.

Weiterhin ist der aus Stirnrad und Ausgleichszahnrad bestehende Radblock unmittelbar neben dem Stirnrad und dem Ausgleichszahnrad gelagert. Dadurch ist die Schwingungsneigung weitgehend herabgesetzt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Stirnradausgleichsgetriebe mit einer Vorrichtung zum Sperren der Ausgleichsbewegung versehen. Diese Vorrichtung besteht aus dem Stirnradverbund, der zugleich als Zahnradpumpeneinrichtung ausgebildet ist, deren Saug- und Druckkanäle untereinander verbunden sind, wobei in den Kanälen eine Vorrichtung zur Sperrung des hydraulischen Mediums, zum Beispiel ein Sperrschieber, eingebaut ist.

Bei dieser Ausführungsform sind zur Erzielung eines dichten Gehäuses für die Zahnradpumpeneinrichtung an der Innenseite des Antriebsrades Zylindersegmente vorgesehen, in denen die Stirnräder liegen; ferner ist beiderseits der Stirnfläche der die Zahnradpumpeneinrichtung bildenden Stirnräder je eine Seitenwand dicht angeordnet.

Bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges nimmt das Antriebsrad den Stirnradverbund und auch die Ausgleichszahnräder als feste Einheit mit, ohne daß die Stirnräder und Ausgleichszahnräder eine Relativbewegung zum Antriebsrad machen, und überträgt die Drehbewegung auf die Abtriebsräder. Wird jedoch ein Abtriebsrad an der Drehbewegung gehindert, dann machen die Stirnräder des Stirnradverbundes und die Ausgleichszahnräder relativ zueinander eine Drehbewegung. Da dieser Stirnradverbund zugleich als Zahnradpumpeneinrichtung mit ausgebildet ist, tritt eine Förderung der in den Zahnlücken der Zahnradpumpeneinrichtung befindlichen Flüssigkeit ein. Da die Druck- und Saugkanäle untereinander verbunden sind, ist eine Ausgleichsbewegung der Stirnräder des Stirnradverbundes möglich. Diese Ausgleichsbewegung kann nun in einfacher Weise dadurch gesperrt werden, daß in dem Kanalsystem ein Sperrschieber in Sperrstellung gebracht wird, so daß der Strömungsverlauf unterbrochen ist. In diesem Falle können die Stirnräder des Stirnradverbundes keine Drehbewegung mehr ausführen, so daß die Ausgleichsbewegung gesperrt ist.

Nach der besonderen Ausführungsform ist zwischen zwei kämmenden Stirnrädern je ein in Achsrichtung verlaufender Kanal angeordnet, der je nach der Drehrichtung der kämmenden Stirnräder als Saug- bzw. Druckkanal wirkt. Jeder Saug- und Druckkanal steht mit einem konzentrisch zur Achse des Antriebsrades angeordneten Sammelkanal in Verbindung, wobei jeder Sammelkanal konzentrisch zu einer Hülse angeordnet ist, in der Mittel zur Sperrung des hydraulischen Mediums angebracht sind. Dabei sind nach der besonderen Ausbildung in den Seitenwänden der Zahnradpumpeneinrichtung je ein Verbindungskanal zur Verbindung des jeweiligen Druck- bzw. Saugkanals der Zahnradpumpeneinrichtung mit dem Sammelkanal angeordnet.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform dargestellt.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch das erfindungsgemäße Stirnradausgleichsgetriebe;

Fig. 2 ist ein Schnitt gemäß der Linie II-II;

Fig. 3 ist ein Schnitt gemäß der Linie III-III;

Fig. 4 ist ein Schnitt gemäß der Linie IV-IV;

Fig. 5 ist ein Schnitt gemäß der Linie V-V in Fig. 2;

Fig. 6 zeigt das gleiche wie Fig. 5, jedoch in Sperrstellung.

In Fig. 1 ist das Antriebsrad mit 1 bezeichnet, das in an sich bekannter Weise beispielsweise mit Hilfe eines Kegelrades 1a, das beispielsweise von einer Kardanwelle angetrieben wird, in Bewegung gesetzt wird. Das Antriebsrad 1 besitzt innen bei 2 die Stirnräder 3. Es ist eine gerade Anzahl von Stirnrädern vorgesehen. - Nach der beispielsweisen Ausführungsform sind sechs Stirnräder vorgesehen; es können aber auch nur vier Stirnräder vorgesehen sein.

Diese untereinander kämmenden Stirnräder bilden einen Stirnradverbund (vgl. Fig. 3).

Zu beiden Seiten des Stirnradverbundes sind die Ausgleichszahnräder 4, 4a angeordnet. Sie sind wechselweise zueinander angeordnet, d.h. ist zu einem Stirnrad 3 das Ausgleichszahnrad 4 rechts angeordnet, dann ist zum benachbarten Stirnrad das Ausgleichszahnrad 4a links vom Stirnrad angebracht. Jedes Ausgleichszahnrad sitzt fest auf der Achse 4b eines jeden Stirnrades 3.

Jedes Ausgleichszahnrad 4a bzw. 4b bildet mit dem dazugehörigen Stirnrad 3 einen festen einheitlichen Radblock. Die Ausgleichszahnräder 4, 4a kämmen mit den zentrisch angeordneten Abtriebsrädern 5 bzw. 5a.

Die Lagerung des Stirnradverbundes und damit auch des Antriebsrades 1 und zugleich auch der Ausgleichszahnräder 4 erfolgt in einem Gehäuse 6, das fest am Antriebsrad angebracht ist und sich beiderseits des Antriebsrades 1 erstreckt und das sich auf den

Achsen 7 bzw. 7a der Abtriebsräder 5, 5a mit Hilfe der üblichen Lagerelemente 16 abstützt. Zusätzlich ist noch ein Außengehäuse 17 vorgesehen.

Damit der Stirnradverbund, bestehend aus den Stirnrädern 3 zugleich als Zahnradpumpeneinrichtung verwendung finden kann, liegen die Stirnräder in Zylindersegmenten 3a. (Fig. 3). Ferner ist auf jeder Stirnseite der Stirnräder eine Seitenwand 8, 8a dicht angeordnet, in der die Stirnräder zusätzlich gelagert sind. Dadurch ist ein dichter Gehäuseraum für die Zahnradpumpeneinrichtung gebildet.

Damit die Schwingungsneigung des aus Stirnrad und Ausgleichszahnrad bestehenden Radblockes weitgehend herabgesetzt ist, ist der Radblock unmittelbar neben dem Stirnrad und dem Ausgleichszahnrad gelagert, und zwar einerseits in der Seitenwand 8 bzw. 8a und andererseits in der Gehäusewand 6a bzw. 6b.

Damit die Stirnräder 3 als Zahnradpumpeneinrichtung wirken können, ist zwischen je zwei Stirnrädern ein Kanal in Achsrichtung angeordnet, der je nach der Drehrichtung der Stirnräder 3 als SAug- 9 bzw. Druckkanal 10 wirkt. Jeder Saug- bzw. Druckkanal ist dabei mit einem zentrisch zur Achse 11 des Antriebsrades 1 liegenden Sammelkanal 12 verbunden. Dadurch bilden sich mehrere Sammelkanäle, die konzentrisch zu der um den Sperrschieber 14 angeordneten Hülse 13 liegen, in der die Öffnungen 15 angeordnet sind. Die Sammelkanäle 12 sind über je eine Anschlußleitung 12a mit der Hülse 13 verbunden. (Fig. 3). Die Verbindung der Saug- und Druckkanäle der Zahnradpumpeneinrichtung mit den Sammelkanälen 12 erfolgt über die in den Seitenwänden 8, 8a vorgesehenen Verbindungskanäle 18.

In der Hülse 13 ist der insgesamt mit 14 bezeichnete axial verschiebbare Sperrschieber angeordnet.

Die Wirkungsweise des Stirnradausgleichsgetriebes ist wie folgt:

Macht das Fahrzeug eine Geradeausfahrt und wird das Antriebsrad 1 angetrieben, dann laufen die Stirnräder 3 des Stirnradverbundes und damit auch die Ausgleichszahnräder 4 als starre Einheit mit um und treiben die Abtriebsräder 5 bzw. 5a in an sich bekannter Weise an. Wird jedoch ein Abtriebsrad festgehalten, dann machen die Stirnräder 3 und auch die Ausgleichszahnräder 4, 4a eine Relativbewegung zum Antriebsrad 1 und auch untereinander und bewirken somit die Ausgleichsbewegung.

Bei dieser Ausgleichsbewegung wirken die Stirnräder 3 als Zahnradpumpeneinrichtung und fördern die im System befindliche Flüssigkeit von dem jeweiligen Saugkanal 9 zum Druckkanal 10 und von da über die Verbindungskanäle 18 zum Sammelkanal 12 und über die Öffnungen 15 auf die gegenüberliegende Seite der Zahnradpumpeneinrichtung. Während der Ausgleichsbewegung kann mithin die Flüssigkeit frei innerhalb des Kanalsystems umlaufen.

Durch den in der Hülse 13 angeordneten Sperrschieber 14 können die Öffnungen 15 abgeschlossen werden. In diesem Falle ist ein freier Umlauf der Flüssigkeit im Kanalsystem nicht mehr möglich. Ist aber ein Freier Umlauf der Flüssigkeit nicht mehr möglich, dann können auch die Stirnräder 3 sich nicht mehr relativ zum Antriebsrad 1 bewegen; sind sind mithin gesperrt. Wenn aber die Stirnräder 3 gesperrt sind, ist der Stirnradverbund und sind damit auch die Ausgleichszahnräder 4, 4a blockiert, so daß nunmehr von dem Antriebsrad 1 gleichmäßig die Drehung auf die Abtriebsräder 5 bzw. 5a erfolgen kann.

Mit 19 ist ein in der Seitenwand 8 bzw. 8a angebrachtes Dichtungselement bezeichnet, das um die Achse des Radblockes angeordnet ist.

Claims

1. Stirnradausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge,

dadurch gekennzeichnet, daß

in einem hohlen Antriebsrad (1) eine gerade Anzahl von untereinander kämmenden, auf einem Kreis angeordneten Stirnrädern (3) als Stirnradverbund untergebracht sind, deren Achsen seitlich und beidseitig wechselweise eine Anzahl von Ausgleichszahnrädern (4, 4a) tragen, die mit den beiden axial zu dem Antriebsrad (1) angeordneten Abtriebsrädern (5, 5a) kämmen, wobei die Achsen der Ausgleichszahnräder in einem mit dem Antriebsrad (1) fest verbundenen Gehäuse (6) lagern.

2. Stirnradausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, mit einer Vorrichtung zur Sperrung der Ausgleichsbewegung,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Vorrichtung aus den Stirnrädern (3) als Stirnradverbund besteht, der als Zahnradpumpeneinrichtung ausgebildet ist, deren Saug- und Druckkanäle untereinander verbunden sind, wobei in den Kanälen ein Mittel zur Sperrung des hydraulischen Mediums angebracht ist.

3. Stirnradausgleichsgetriebe nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Stirnräder (3) des Stirnradverbundes in Zylindersegmenten (3a) liegen, die an der Innenseite des Antriebsrades (1) sind und daß beiderseits der Stirnfläche der die Zahnradpumpeneinrichtung bildenden Stirnräder (3) je eine Seitenwand (8, 8a) dicht angeordnet ist.

4. Stirnradausgleichsgetriebe nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß

jeder Saug- (9) und Druckkanal (10) mit einem zentrisch zur Achse des Antriebsrades (1) angeordneten Sammelkanal (12) in Verbindung steht, der über eine Anschlußleitung (12a) mit einer konzentrisch angeordneten Hülse (13) verbunden ist, in der die Mittel zur Sperrung des Hydraulischen Mediums angebracht sind.

5. Stirnradausgleichsgetriebe nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß

in den Seitenwänden (8, 8a) die Verbindungskanäle (18) zur Verbindung der Druck- bzw. Saugkanäle der Zahnradpumpeneinrichtung mit dem zugeordneten Sammelkanal (12) angeordnet sind.

6. Stirnradausgleichsgetriebe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

der aus Stirnrad (3) und Ausgleichszahnrad (4) bestehende Radblock unmittelbar neben dem Stirnrad und dem Ausgleichszahnrad gelagert ist.