DE3144586A1

DE3144586A1 - Zahnraederwechselgetriebe mit mehreren vorgelegewellen

Info

Publication number: DE3144586A1
Application number: DE19813144586
Authority: DE
Inventors: Klaus Prof. Dr. 8000 München Ehrlenspiel; Heinrich Johann Dipl.-Ing. 8011 Anzing Petra
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1981-11-10
Filing date: 1981-11-10
Publication date: 1983-05-19

Description

Zahnräderwechselgetriebe
mit mehreren Vorgelegewellen Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnräderwechselgetriebe mit meh-reren Vorgelegewellen, bei welchem zur Begegnung oder Gradder unerwünschten Wirkung der bei Schräg ,6verz ahnung unter Last entstehenden Komponenten der Zahnkraft ein Lastausgleich vorgesehen ist.
Ein Lastausgleich ist bei derartigen Getrieben bereits in unterschiedlichster Weise verwirklicht worden.
Es ist bekannt, den Lastausgleich durch eine Beweglichkeit der Wellen zu erreichen.
So ist in unterschiedlichster Weise die Hauptwelle beweglich, indem beispielsweise, wie in der DE-OS 1 942 179 (Eaton) zu entnehmen ist, ihr eines Ende über eine Keilwellenverzahnung schwenkbar gelagert, während ihr anderes Ende eine frei schwimmende Lagerung aufweist.
Andererseits wurde bei fest gelagerter Hauptwelle die Vorgelegewellen beweglich angeordnet. So ist aus der DE-AS 1 900 923 (Rheinstahl) zu ersehen, daß die Vorgelegeblöcke in frei beweglichen, zylindrischen Räderblockträgern gelagert sind, wodurch die Vorgelegewellen eine gemeinsame, radial schwimmende Anordnung erfahren. Auch ist aus der DE-PS 1 625 036 (Eaton) bekannt, die Vorgelegewellen in einem Rahmen zu lagern, der über Federn senkrecht zur Achsrichtung beweglich ist, während in der DE-PS 485 924 (Demag) die Vorgelegewellen eine axiale Federung aufweisen.
Es ist desweiteren bekannt, den Lastausgleich dadurch zu erreichen, daß eines oder mehrere der Zahnräder beweglich angeordnet sind.
So z.B. ist in den DE-ASen 1 625 047, 1 775 944, 1 650 679 und den DE-OSsen 2 138 657 und 2 036 006 (Eaton) jeweils das Eingangszahnrad radial schwimmend auf der Eingangswelle befestigt, wobei dieses mit je einem Zahnrad auf jeder Vorgelegewelle kämmt, von welchen es gleichzeitig getragen wird.
Bei den bekannten Getrieben wird der Lastausgleich meist durch zusätzliche, aufwendige, konstruktive Vorkehrungen erreicht, welche einerseits ein Mehr an Bauteilen.bedeuten und andererseits einen erheblichen Platzbedarf erfordern.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zahnräderwechselgetriebe mit mehreren Vorgelegewellen zu schaffen, bei welchem ein optimaler Lastausgleich erreicht wird, ohne daß zusätzliche Bauteile und ohne daß, im Verhältnis zu den Getrieben ohne Lastausgleich, zusätzlicher Bauraum benötigt wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einem Zahnräderwechselgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Das Zahnräderwechselgetriebe mit mehreren Vorgelegewellen und mit Lastausgleich nach der Erfindung ist dabei dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der die Kraft zwischen Haupt- und Vorgelegewellen übertragenden Zahnräder eine in Kraftrichtung elastische Verzahnung aufweist. Dabei können die einzelnen Zähne des Zahnrades oder der Zahnräder in Kraftrichtung elastisch ausgebildet sein, wobei die Elastizität der Zähne dadurch erreicht wird, daß die Höhe ihres Zahnfußes derart verlängert wird, daß eine entsprechende Elastizität gewährleistet ist. Der hierdurch entstehende größere Zwischenraum zwischen den Zähnen kann erfindungsgemäß mit einem elastischen Werkstoff ausgefüllt sein, wodurch die verlängerten Zähne gleichzeitig eine elastische Abstützung erfahren.
Die Elastizität der Verzahnung wird erfindungsgemäß auch dadurch erreicht, daß das Zahnrad in Art einer Hülse ausgebildet ist, mit einer derartigen einseitigen Ausnehm-ung, daß ein in sich elastischer Zahnkranz entsteht. Die Ausnehmung kann ihrerseit wieder mit einem elastischen, den Zahnkranz unterstützenden Material ausgefüllt sein.
Die erfindungsgemäße elastische Verzahnung kann im Getriebe an unterschiedlichen Zahnrädern vorgesehen sein. So kann mit dieser elastischen Verzahnung ausgestattet sein, entweder das Eingangsrad, oder das Ausgangsrad, die mit diesen Rädern kämmenden Vorgelegewellenzahnräder oder eine beliebige Kombination dieser Räder oder auch alle Räder des Getriebes.
Dabei kann in ein und demselben Getriebe sowohl die elastische Verzahnung durch verlängerten Zahnfuß als auch die durch Hülsenform nach Belieben gemischt eingebaut werden.
Die erfindungsgemäße Erzielung eines Lastausgleiches durch elastische Verzahnungen weist den Vorteil auf, daß die diese elastische Verzahnungen aufweisenden Zahnräder keinerlei zusätzliche bauliche Veränderungen, also zusätzliche Bauteile (elastische Elemente an Wellen oder Zahnrädern) benötigen, noch die Forderung nach einem größeren Platzbedarf besteht. In einem bereits vorhandenen Zahnräderwechselgetriebe mit mehreren Vorgelegewellen kann daher einfach ein z.B. Eingangszahnrad normaler Bauweise mit einem Zahnrad mit erfindungsgemäßer elastischer Verzahnung ausgetauscht werden, ohne daß irgendwelche zusätzliche Maßnahmen getroffen werden müßten.
Weitere Merkmale des Zahnräderwechselgetriebes nach der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit den in der Zeichnung widergegebenen Ausführungsbeispielen erläutert.
In der Zeichnung zeigen: Fig.1 : den schematischen Aufbau eines Zahnräderwechselgetriebes mit zwei Vorgelegewellen, sowie einer ersten und zweiten Welle, Fig.2: eine elastische Verzahnung mit verlängertem Zahnfuß, Fig.3: eine elastische Verzahnung nach Fig.2 mit ausgefülltem zusätzlichen Zahnzwischenraum und Fig. 4: eine elastische Verzahnung in Hülsenform.
Das in Fig.1 als Schema gezeigte Zahnräderwechselgetriebe umfaßt eine erste Welle 10, eine hierzu gleichachsige Welle 11, zwei Vorgelegewellen 12 und 12a (es können auch drei oder mehr Vorgelegewellen sein), die jeweils einen Lastanteil übertragen, ein erstes, schrägverzahntes Zahnrad 13, das auf der ersten Welle 10 drehfest angeordnet ist und mit einem Satz zugeordneter (ebenfalls schrägverzahnter) Zahnräder 14, 14a kämmt, die untereinander gleich ausgebildet sind und von denen ein jedes auf den Vorgelegewellen fest angeordnet ist.
Außer dem Zahnrad 14 bzw. 14a sind auf jeder Vorgelgewelle 12 bzw. 12a weitere Zahnräder 15, 17, 19, 21 bzw. 15a, 17a, l9a, 21a befestigt, die jeweils mit einem auf der zweiten Welle 11 drehbaren Zahnrad 16, 18, 20, 22 im Eingriff stehen.
Die Zahnräder 16, 18, 20, 22 sind wahlweise über zugeordnete Schaltkupplungen 23, 24, 25 mit der zweiten Welle 11 verbindbar, um die jeweilsgewünschte Übersetzung herzustellen.
Alle Wellen des Zahnräderwechselgetriebes sind axial und, radial fest gelagert und alle Zahnräder gegenüber den zugehörigen Wellen axial fixiert.
Die neuen Merkmale dieses Getriebes sind in den Fig.2 bis 4 dargestellt. Aus den Fig.2 und 3 ist zu ersehen, daß die Zähne 26 eines Zahnrades mit einem radial nach Innen verlängerten Zahnfuß 7 ausgestattet sind, wodurch die Elastizität des Zahnes gewährleistet wird. Der durch die Verlängerung des Zahnfußes entstandene Zahnzwischenraum ist mit einem elastischen Material 28 ausgefüllt.
In Fig.4 ist ein hülsenförmig ausgebildetes Zahnrad dargestellt, welches eine Ausnehmung 29 aufweist, welche unterschiedlich ausgebildet sein kann. Die Ausnehmung 29 kann eine Hinterdrehung ähnlich wie in der Fig.4 dargestellt, sein, wobei der übriggebliebene Kernteil 32 in seiner Gänze stehen bleiben kann oder so wie in Fig.4 dargestellt, teilweise in axialer Richtung abgetragen sein. Der Kernteil 32 kann jedoch bis auf den Grund der Ausnehmung 29 entfernt werden, wodurch der hülsenförmige Charakter des Rades betont wird.
Das Zahnrad kann, wie in Fig.4 dargestellt eine einseitige Lagerung durch die Welle 31 aufweisen, es kann jedoch auch beidseitig gelagert sein, wie durch die unterbrochene Wellendarstellung 33 eingezeichnet ist. Desweiteren kann dieses hülsenförmige Zahnrad auch, nicht wie dargestellt,in einem Stück mit der Welle geformt, sondern ein separat gefertigtes Rad sein, welches in bekannter Weise auf einer Welle dreh- und verschiebefest aufgebracht ist. Durch die hülsenförmige Ausgestaltung entsteht ein relativ dünner, elastischer Zahnkranz 30, welcher in sich verformbar ist und eine elastische Verformung der Zähne mitgestattet.
Die Ausnehmung 29 kann teilweise, also soweit ein Zwischenraum zum Kernteil 32 vorhanden ist, oder auch in seiner Gänze mit einem elastischen Material ausgefüllt sein.
Bezugszeichenliste 10 - erste Welle 11 - Welle (gleichachsig mit 10) 12,12a - Vorgelegewellen 13 - erstes schrägverzahntes Zahnrad 14,14a - Vorgelegezahnräder 15, 15a- 11 16 - drehbares Zahnrad auf Hauptwelle 17, 17a Vorgelegezahnräder 18 - drehb. Zahnrad auf Hauptwelle 19,19a - Vorgelegezahnräder 20 - drehb. Zahnrad auf Hauptwelle 21,21a - Vorgelegezahnräder 22 - drehb. Zahnrad auf Hauptwelle 23, 24, 25 - Schalkupplungen 26 - elastischer Zahn 2 7-Zahnfuß 28 - elastische Füllung 29 - Ausnehmung 30 - Zahnkranz 31 - Welle 32 - Kernteil 33 - Welle Leerseite

Claims

Patentansprüche fi./ Zahnräderwechselgetriebe mit einer ersten Welle (10), einer zweiten Welle (11), mehreren parallel zu diesen angeordneten, jeweils einen Lastanteil übertragenden Vorgelegewellen (12,12a) und einem ersten Zahnrad (13), das auf der ersten Welle drehfest angeordnet ist und mit einem Satz zugeordneter weiterer Zahnräder (14,1-4a) kämmt, die auf den Vorgelegewellen drehfest angeordnet sind, um eine konstante Übersetzung zwischen diesen und der ersten Welle herzustellen, wobei das erste Zahnrad und die damit kämmenden weiteren Zahnräder der Vorgelegewellen (13 und 14,14a) schräg verzahnt sind und mit Lastausgleich, um die unter oer Geradverzahnung der Wirkung der bei Schrägverzahnung/unter Last entstehenden Komponenten der Zahnkraft auszugleichen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens eines der die Kraft zwischen Hauptwellen (10,11) und Vorgelegewellen(12, 12a) übertragenden Zahnräder eine in Kraftrichtung elastische Verzahnung (26,30) aufweist.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Verzahnung darin besteht, daß die einzelnen Zahne (26) in Kraftrichtung elastisch ausgebildet sind.
3. Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß um die Elastizität der Zähne (26) zu erreichen, deren Zahnfuß (27) radial in's Innere des Zahnrades verlängert ist.
4. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Verlängerung des Zahnfußes (27) entstandene größere Zahnzwischenraum mit einer elastischen Füllung (28) ausgefüllt ist.
5. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Verzahnung dadurch erreicht wird, daß der Zahnkranz (30) als Ganzes elastisch ausgebildet ist.
6, Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad in Art einer Hülse mit innerer Ausnehmung (29) ausgebildet ist, an deren äußeren Mantelfläche die Zähne (30) des Rades angeordnet sind.
7. Getriebe nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Ausnehmung (29) mit einem elastischen Material ausgefüllt ist.
8. Getriebe nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangszahnrad (13) eine elastische Verzahnung (26,30) aufweist.
9. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangszahnrad (16,18,20 oder 22) eine elastische Verzahnung aufweist.
10. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Eingangsrad (13) kämmenden Zahnräder (14,14a) der Vorgelegewellen (12,12a) eine elastische Verzahnung (26,30) aufweisen.
11. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Ausgangszahnrädern (16,18,20,22) kämmenden Zahnräder (15,17,19,21) der Vorgelegewellen (12, 12a) eine elastische Verzahnung (26,30) aufweisen.
12. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangsrad (13) und die Ausgangsräder (16,18,20,22) elastische Verzahnungen (26,30) aufweisen.
13. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Eingangswelle (13) und den Ausgangszahnrädern (16,18,20,22) kämmenden Zahnräder der Vorgelegewellen (12,12a) eine elastische Verzahnung (26,30) aufweisen.