DE2935376A1

DE2935376A1 - Zahnradgetriebe fuer den endantrieb schwerer kraftfahrzeuge.

Info

Publication number: DE2935376A1
Application number: DE19792935376
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.). Bernhard 7980 Ravensburg Binger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1979-09-01
Filing date: 1979-09-01
Publication date: 1981-03-12
Also published as: US4448092A; GB2057626A; FR2464413A1; DE2935376C2; GB2057626B

Description

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Die Erfindung betrifft ein Zahnradgetriebe für den Endantrieb schwerer Kraftfahrzeuge, insbesondere Kettenfahrzeuge, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Getriebe für den Endantrieb benötigen oft einen extrem großen Achsversatz zwischen Antriebs- und Abtriebswelle, wenn bei Kettenfahrzeugen das Kettenrad möglichst weit über den Rahmen bzw. die Wanne ragen soll oder wenn bei schweren Kraftfahrzeugen eine größere Bodenfreiheit vorhanden sein soll (Portalachsen). Ferner ist es notwendig, auf kleinem Bauraum relativ große Untersetzungsverhältnisse unterzubringen unter Beachtung der spezifischen Bedingungen eines Endantriebes. Bekannt ist nach der DE-AS 24 18 810 ein Endantrieb für ein schweres Kraftfahrzeug, bei dem ein Hohlrad mit der Abtriebswelle verbunden und ein Antriebsritzel sowohl dieses Hohlrad direkt als auch indirekt über Zwischenräder antreibt. Dabei sind zwischen Antriebsritzel und Hohlrad zweimal zwei Zwischenräder jeweils symmetrisch zu den Antriebsritzeln bzw. zu dem Hohlrad so angeordnet, daß sich auf diesem indirekten Antrieb des Hohlrades noch eine Leistungsverzweigung ergibt.

Derartige Zahnradgetriebe sind in ihrer Auslegung im Zusammenhang mit dem Achsversatz und der Übersetzung stark eingeschränkt und beide Bedingungen sind in großem Maße voneinander abhängig. Die Größe des Hohlrades ist- durch die spezifischen Bedingungen eines Endantriebes (z. B. durch die

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Kettenradtrommel) begrenzt und auch das Äntriebsritsel kann infolge der zu übertragenden Leistung in der Antriebswelle nicht beliebig klein gehalten werden. Weiter ist es kaum möglich, den Achsversatz zu verändern, ohne daß gleichzeitig das Obersetzungsverhältnis mitverändert werden muß. Der Spielraum für diese Lösung, unter Beachtung aller dieser Bedingungen im Zusammenhang mit dem Achsversatz der übersetzung und den praktischen Möglichkeiten, ist sehr stark eingeengt und schließlich ist es schon gar nicht möglich, in einem fertig konzipierten Getriebe den Achsversatz zu verändern, wenn ein solcher Wunsch aus den Bedingungen, die sich im Zusammenhang mit dem Fahrzeug und der Antriebsquelle ergeben können, entstehen sollte»

Auch die Anpassung eines bestehenden Getriebes an verschiedene Kraftfahrzeuge mit möglicherweise unterschiedlich notwendigem Achsversatz in den Endantrieben ist kaum denkbar.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Zahnradgetriebe für den Endantrieb eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, mit dem ein größerer Achsversatz erreichbar ist, mit beliebigen Übersetzungen, die nicht vom Achsversatz abhängig sind und das sich leicht an unterschiedliche Bedingungen in verschiedenen Fahrzeugen in bezug auf Achsversatz anpassen läßt.

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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Durch die Anordnung von zwei Radsätzen nebeneinander ist es möglich, den Achsversatz von beiden Radsätzen, nach Anspruch 1 addiert, zu nutzen." Bei unterschiedlicher Stellung der diesen Radsätzen zugeordneten Gehäuseabschnitten zueinander, die um die Verbindungswelle oder Koppelwelle verdrehbar sind, ist es praktisch möglich, den Bereich von größer Null bis etwa 290 mm Achsversatz zu erreichen. Auch alle Übersetzungen von praktischer Bedeutung sind mit dieser Anordnung möglich und der Achsversatz ist im gesamten Bereich veränderbar, ohne daß dabei in die bestehende Anordnung der Übersetzung eingegriffen werden muß'. Der gesamte Aufbau der Radsätze und deren Bemessung, die durch aufwendige Berechnung entstanden sind, bleibt also völlig unverändert.

Die Ausführung des Zahnradgetriebes nach Anspruch 2 ist dann besonders günstig, wenn beide Radsätze gleich im Aufbau sind und die eingesetzten Räder übereinstimmen. Mit dieser Anordnung ist neben einem relativ großen Achsversatz besonders auch eine große übersetzung erreichbar.

Nach Anspruch 3 ist im Zusammenhang mit einem einfachen Aufbau - ein Radsatz besteht aus nur zwei Zahnrädern - trotz allem ein relativ großer Bereich im Achsversatz und auch eine durchaus noch günstige Übersetzung möglich.

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- zf_ 2 9 3 5⁷3 7 6

Wenn nach Anspruch 4 ein Radsatz als offene Räderkette mit Leistungsverzweigung ausgebildet und der zweite Radsatz ein Planetenstandgetrxebe ist, läßt sich bei noch brauchbaren Untersetzungen ein extrem großer Achsversatz erzielen«

Besonders dann, wenn die gemeinsame Entwicklung eines schweren Kraftfahrzeuges mit dem Antrieb (Motor) und dem Endantrieb nach der Erfindung abgeschlossen ist und mit einer Veränderung des Achsversatzes nicht mehr gerechnet werden muß, kann die Lösung nach Anspruch 5 erhebliche Vorteile bringen. Ein gemeinsames,'einteiliges Gehäuse für beide Radsätze vereinfacht die Herstellung des Endantriebes, ohne daß auf die Vorteile der Erfindung während der Entwicklungsphase verzichtet werden muß. Dies wird dann besonders wertvoll sein, wenn die erforderliche Stückzahl dieser in Frage kommenden Ausführung des Endantriebs relativ groß ist=

Die erfinderische Ausgestaltung eines Endantriebes für schwere Kraftfahrzeuge ist neben der vorher beschriebenen Möglichkeit nach Anspruch 5 mit einem einteiligen Gehäuse auch für verschiedene Anwendungsfälle, in bezug auf den Achsversatz, mit einem zweiteiligen Gehäuse, also auch in der praktischen Ausführung, möglich.

Einfache offene Räderketten in Verbindung mit einfachen Planetenradsätzen, deren Wellen koaxial angeordnet sind, sind allgemein bekannt und können ab einem Achsversatz von

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- S-

etwa 20 0 mm zum Einsatz gelangen. Eine notwendige Veränderung des Achsversatzes während der Entwicklung zwingt aber auch bei dieser Anordnung zur gleichzeitigen Veränderung der übersetzung, so daß das Getriebe des Endantriebs völlig neu konzipiert werden muß.

Im folgenden werden weitere Einzelheiten der Erfindung in verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt und anhand von Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1 das Getriebeschema nach der Erfindung in der Ausgestaltung mit zwei Planetenstandgetrieben nach Anspruch 2.

Fig. 2 das Schema nur eines Radsatzes nach Fig. 1 in Seitensicht.

Fig. 3 das Getriebeschema mit einer offenen Räderkette mit Innenverzahnung und einem Planetenstandgetriebe nach Anspruch 3.

Fig. 4 das Getriebeschema mit einer offenen Räderkette mit Leistungsverzweigung und einem Planetenstandgetriebe nach Anspruch 4.

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Fig. 5 das Schema der offenen Räderkette mit Leistungsverzweigung nach Fig„ 4 in Seitensicht.

In Fig„ 1 ist das Schema des Zahnradgetriebes für den Endantrieb schwerer Kraftfahrzeuge,, insbesondere Kettenfahrzeuge,, nach der Erfindung dargestellt=, Beide Radsätze sind dabei als einfache Planetenstandgetriebe 10, 20 mit gleichem Räderaufbau ausgebildet. Der Antrieb erfolgt dabei über eine erste Antriebswelle Al und ein erstes Sonnenrad 11» Jeder Steg Sl/ S2 ist mit dem jeweiligen, dazugehörigen Gehäuseabschnitt IBj, 25 fest verbunden. Die in den Stegen Sl, S2 frei drehbar gelagerten Planeten 12, 12^s; 22, 22' sind gleich groß, aber kleiner als die großen Planeten 13 und 23, so daß sich ein Achsversatz von der Antriebswelle Al zur Abtriebswelle Bl des ersten Planetenstandgetrxebes 10 und auch von der Antriebswelle A2 zur"Abtriebswelle B2 des zweiten einfachen Planetenstandgetrxebes 20 ergibt.

Das Antriebsmoment wird dabei über die erste Antriebswelle Al und das erste Sonnenrad 11 mit Leistungsverzweigung über die kleinen Planeten 12 und 12' und über den großen Planeten 13 auf das Hohlrad 14 und über die erste Abtriebswelle Bl, die gleichzeitig als Koppelwelle für die beiden einfachen Planetenstandgetriebe wirkt und damit zweite Antriebswelle A2 des dazugehörigen zweiten einfachen Standgetriebes 20 ist, auf dieses Getriebe Übertragen. In diesem zweiten einfachen Planetenstandgetriebe 20 erfolgt in gleicher Weise die Leistungsverzweigung von dem zweiten Sonnenrad 21 über die

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Planeten 22, 22· und 23 auf das zweite Hohlrad 24 und damit auf die zweite Abtriebswelle B2_f die ja gleichzeitig die Abtriebswelle des Endantriebes ist.

Ohne jede Veränderung in der Übersetzung des Endantriebes, die sich aus den einzelnen Übersetzungen der jeweiligen einfachen Planetenstandgetriebe ergibt, ist es durch Verdrehen der Gehäuseabschnitte 15 und 25 zueinander um die Koppelwelle - Abtriebswelle Bl/Antriebswelle A2 -herum möglich, jeden Achsversatz von der Antriebswelle Al zur Abtriebswelle B2 im Bereich größer Null bis zum summierten Achsversatz beider Planetenstandgetriebe 10, 20 zu erhalten.

Aus verschiedenen Gründen, z. B. der Montage, kann es dabei zweckmäßig sein, die Gehäuseabschnitte 15,25 im Prinzip einteilig, wie beim Gehäuseabschnitt 15 oder auch mehrteilig wie beim Gehäuseabschnitt 25, in zwei Varianten 25a, 25b und 25c, 25d dargestellt, auszuführen.

Unter Berücksichtigung besonders günstiger Auslegungskriterien für die einzelnen Planetenstandgetriebe und unter Beachtung praktisch zweckmäßiger Abmessungen und den in Frage kommenden zu übertragenden Leistungen sind bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel etwa folgende Ergebnisse erzielbar:

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Radsatz Dreh- Obersetzung Achsversatz a (mm) richtung

einfaches
Planetenstandge-
triebe 10 - 2,1-3,5 30-70

einfaches
Planetenstandge-
triebe 20 - 2,1 - 3,5 30 - 70

gesamt + 4,5-12 0 - 140

In Fig. 2 ist in einer Seitensicht äer Räderaufbau nur von einem einfachen Plane tens tandgetrxebe dargestellt,, Die Bezeichnungen stimmen mit den Bezeichnungen, die in Pig» I verwendet wurden, überein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das von großer Bedeutung ist, well ein Radsatz nur aus zwei Rädern besteht, ist in Fig» 3 dargestellt«

Das Zahnradgetriebe unterscheidet sich von -dem in Fig„ 1 dargestellten nur dadurch^ daß ein Radsatz 100 - in diesem Beispiel der nahe der Antriebswelle Al liegende - nur aus einem Antriebsritzel 111 und einem Hohlrad 114-besteht, während alle anderen Bedingungen so, wie unter FIg = -1 be= schrieben, verbleiben. Allerdings ergibt sich bei diesem Aufbau eine Drehrichtungsumkehr, die aber, mit Rücksicht auf die vielen Möglichkeiten zur Veränderung im gesamten Antriebsstrang, nicht von so großer Bedeutung ist» Mit diesem

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Aufbau nach Fig. 3 sind unter Beachtung zweckmäßiger Auslegung und Abmessung und unter Berücksichtigung der zu übertragenden Leistung etwa folgende Ergebnisse erzielbar:

Radsatz Dreh- übersetzung Achsversatz a (mm) richtung

offene Stirnradkette mit
Innenverzahnung 100 + 1,5 - 2 50-90

einfaches
Planetenstange-
triebe 20 - 2,1-3,5 30-70

gesamt - 3-6 20 - 160

In dem Anwendungsbeispiel nach Fig. 4 und 5 sind als Radsätze neben dem schon beschriebenen einfachen Planetenstandgetriebe 20 eine offene Räderkette mit Leistungsverzweigung 300 gekoppelt. Auch in dieser Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich günstige Untersetzungsverhältnisse, vor allem ist aber ein extrem großer Achsversatz zwischen der Antriebswelle Al und der Abtriebswelle B2 des Endantriebes erreichbar. Die einzelnen Werte sind aus der nachfolgenden Tabelle zu ersehen:

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Radsatz Dreh- Obersetzung achsversatz a in

richtung

offene Räder-

kette mit

Leistungsver-

zweigung + 0,75 - 1,3 150 einfaches PXa-

netenstandge-

triebe 20 - 2,1-3,5 30-70

gesamt - 1,6-4,6 120 -

Die Erfindung ist nicht auf die vorgenannten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es ist z» B. auch möglich, die Radsätze in der Reihenfolge zu vertauschen« Weiter ist es möglich, bei jeweils einem Radsatz oder auch bei beiden Radsätzen die An- und Äbtriefoswellen Kl„ Bl und h2, B2 zu vertauschen.

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24.08„1979 T-PA pz-hg

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Claims

ZAHNRADFABRIK FRJEDRICHSJIAFEN 2935376

Aktiengesellschaft
Friedrichshafen

Zahnradgetriebe für den Endantrieb schwerer Kraftfahrzeuge

Patentansprüche

Ij, Sahnradgetriebe für den Endantrieb schwerer Kraftfahrzeuge, insbesondere Kettenfahrzeuge, bei dem ein Hohlrad mit der Abtriebswelle und der Steg/die Stege mit dem Gehäuse fest verbunden und bei dem die An- und Abtriebswelle in einer Ebene, jedoch mit Achsversatz angeordnet sind, gekennzeichnet durch die Merkmales

zwei Radsätze (10, 20) liegen nebeneinander, das Gehäuse besteht aus zwei diesen Radsätzen (10, 20) zugeordneten Gehäuseabschnxtten (15, 25), diese Gehäuseabschnitte (15, 25) lassen sich konzentrisch zur Verbindungswelle/Koppelwelle (Bl + A2) dieser beiden Radsätze (10, 20) gegeneinander verdrehen.

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2. Zahnradgetriebe für den Endantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale:

beide Radsätze sind als einfache Planetenstandgetriebe (10, 20) ausgebildet,

beide Planetenstandgetriebe (10, 20) haben unterschiedlich große Planeten (12, 12'; 22, 22' bzw. 13; 23), der Antrieb (Al) erfolgt über ein Sonnenrad (11) oder über ein Hohlrad (14).
3. Zahnradgetriebe für den Endantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale:

ein Radsatz ist als einfaches Planetenstandgetriebe (20) mit unterschiedlich großen Planeten (22, 22' bzw. 23) ausgebildet,

der zweite Radsatz ist eine offene Stirnradkette (100) mit Innenverzahnung,

der Antrieb (Al) erfolgt über ein Ritzel (111)/Sonnenrad (21) oder über ein Hohlrad (114, 24).
4. Zahnradgetriebe für den Endantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale:

ein Radsatz ist als einfaches Planetenstandgetriebe (20) mit unterschiedlich großen Planeten (22, 22' bzw. 23) ausgebildet,

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der zweite Radsatz ist eine offene Räderkette (300) mit Leistungsverzweigung,

- der Antrieb (Al) erfolgt über ein Ritzel (301)/Sonnenrad (21) oder über ein Hohlrad (24).
5. Zahnradgetriebe für den Endantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch die Merkmales

die Möglichkeit zur Verdrehung der Gehäuseabschnxtte (15, 25) gegeneinander ist auf die Anpassungskonstruktion des Endantriebes an das Fahrzeug beschränkt, das praktisch ausgeführte Getriebe des Endantriebs hat ein einteiliges Gehäuse.

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