DE3640947C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit Lastausgleich für ein lenkbares Rad eines Kraftfahrzeuges mit einem Hohlrad, das mit einer Radnabe verbunden ist, einem Eingangsrad, das drehfest an einer Antriebswelle angreift, und mit Zwischenrädern.

Aus der DE-OS 21 16 441 geht ein Getriebe mit einer doppelten Untersetzungsstufe für einen Radantrieb hervor. Hierfür treibt ein fliegend gelagertes Eingangsrad zwei zweistufige Zwischenräder an, die mit einem mit einer Radnabe drehfest verbundenen Ausgangsrad kämmen und auf beidseitig festgelegten Achsen drehen. Die Möglichkeit des Eingangsrads, zum Lastausgleich radial auszuweichen, wird durch die Verwendung einer Kupplung in der Eingangswelle begünstigt.

Dieses Getriebe ist insofern nachteilig, als es aufgrund der Lagerung der Achsen die Verwendung eines Hohlrads als Abtriebsrad bei dem gezeigten Aufbau nicht zuläßt - die Verwendung eines Hohlrades würde aber eine größere Dreh­ zahluntersetzung zulassen. Des weiteren tritt eine nicht unerhebliche Radialbelastung auf die mit dem Ausgangsrad kämmende Stufe der Zwischenräder auf, wenn die Radnabe radial belastet wird - ein Lastausgleich in diesem Bereich ist nicht möglich.

Die DE-OS 23 63 106 offenbart in Fig. 3 ebenfalls ein Getriebe, allerdings für ein lenkbares Rad, mit jeweils beidseitig gelagertem Eingangsrad und ebenso gelagerten Zwischenrädern. Das Ausgangsrad wird von einem Hohlrad gebildet, das drehfest an der Radnabe angreift. Um die Achsen der Zwischenräder beidseitig lagern zu können, ist an einen schwenkbaren Radnabenträger eine Platte ange­ schraubt, die die Achsen einenends aufnimmt, während sie anderenends in dem Radnabenträger lagern. Die Verzahnung verläuft überall schräg, und die Zwischenräder sind ent­ gegen der Kraft von Federn auf den Achsen axial beweglich. Tritt in dem Getriebe eine zusätzliche Radialkomponente auf eines der Zahnräder auf, weicht dieses zum Lastaus­ gleich im Umfang der aus der Schrägverzahnung resultie­ renden Axialkomponente unter Federspannung aus.

Aus der Anbringung von Federn zum Axialausgleich, sowie der Platte, um die einen Enden der Achsen zu tragen, er­ gibt sich ein zusätzlicher Raumbedarf in axialer Richtung, der eine kurze gedrungene Bauweise dieses Getriebes nicht zuläßt. Eine derartige raumsparende Bauweise ist aller­ dings bei dem Antrieb eines lenkbaren Rades erwünscht, bei dem das Getriebegehäuse innerhalb der axialen Erstreckung des Rades bleiben sollte.

Bei einem anderen bekannten Getriebe (DE-GM 19 69 467) verläuft der Leistungsfluß zum Antreiben des lenkbaren Rades von der Antriebswelle über das Eingangsrad und das Hohlrad auf die Radnabe, was insofern nachteilig ist, als hierbei entweder hohe Drehmomente übertragen werden müssen oder durch eine geeignete Auswahl der Abmessungen des Hohlrades und des Eingangsrades die hohe Eingangsdrehzahl der Eingangswelle herabgesetzt werden muß. Dabei führen zu übertragende hohe Drehmomente zu hohen Herstellungskosten, weil entweder hochwertige Materialien oder überdimen­ sionierte Teile verwendet werden müssen. Andererseits ist eine ausreichende Herabsetzung der Eingangsdrehzahl nur begrenzt möglich, weil das Hohlrad in seinem Außendurch­ messer von dem Freiraum in der kleinsten zu verwendenden Felge bestimmt wird und das Eingangsrad im Außendurch­ messer nur so klein gehalten werden kann, wie es seine Festigkeit zuläßt.

Es ist auch aus der DE-PS 18 04 779 bekannt, ein Unter­ setzungsgetriebe in der Radnabe eines lenkbaren Rades an­ zuordnen; jedoch ist dieses als Planetengetriebe ausge­ bildet und damit bekanntlich sehr kostenaufwendig.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, ein Getriebe mit einem Lastausgleich für ein lenkbares Rad mit sehr kompakter Bauweise zu schaffen, das gegenüber den bekannten Getrieben einfacher aufgebaut ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst worden.

Auf diese Weise treten in der Antriebswelle, in dem Ein­ gangsrad und in dem Universalgelenk zwischen der Antriebswelle und dem Eingangsrad geringe Drehmomente auf. Es erfolgt eine doppelte Untersetzung, und zwar zunächst von dem Eingangsrad auf die erste und mit größerem Außendurchmesser versehene Stufe des Zwischenrades und dann von der zweiten und mit kleinerem Außendurchmesser versehene Stufe des Zwischenrades auf das Hohlrad.

Die zweimalige fliegende Lagerung, nämlich des Eingangs­ rades und der Zwischenräder läßt sowohl einen Lastaus­ gleich zu dem als Hohlrad ausgebildeten Abtriebsrad wie auch zu dem Eingangsrad zu, so daß übermäßige Flächen­ pressungen der Zahnflanken der beteiligten Zahnräder unterbleiben. Da die freitragenden Enden der Zwischenräder im Innenraum des Hohlrads keine Lagerung brauchen und somit die im Stand der Technik bekannte Platte wegfällt, reduziert sich die Baulänge in axialer Richtung, so daß eine gedrungene Bauweise entsteht.

In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Getriebe in einem Gehäuse eines lenkbaren Rades in schemati­ scher Darstellung und in Seitenansicht und

Fig. 2 das Getriebe in Vorderansicht, ebenfalls in schematischer Darstellung.

Aus Fig. 1 geht ein Gehäuse 10 hervor, das der Aufnahme eines erfindungsgemäßen Getriebes 12 dient und mittels Lageraugen 14 an ein Ende eines nicht dargestellten Achs­ körpers, insbesondere einer Vorderachse eines Acker­ schleppers, angeschlossen wird. In die Lageraugen 14 sind nicht ersichtliche Lagerbohrungen eingebracht, die der Aufnahme eines ebenfalls nicht gezeigten und einenends von dem Achskörper aufgenommenen Achsschenkelbolzens dienen und um diesen mit dem Gehäuse 10 horizontal oder im we­ sentlichen horizontal schwenkbar sind.

In dem Gehäuse 10 sind ein Eingangsrad 16, zwei zwei­ stufige Zwischenräder 18, ein Hohlrad 20 und ein Schaft 22 einer Radnabe 24 vorgesehen. Zudem erstreckt sich in das Gehäuse 10 an dessen oberen Endbereich eine Antriebswelle 26.

Das Eingangsrad 16 ist drehfest auf dem in das Gehäuse 10 hineinragenden Endbereich der Antriebswelle 26 gehalten.

Die Zwischenräder 18 sind zweistufig ausgebildet und wei­ sen als erste Stufe 28 ein Zahnrad mit einem größeren Außen­ durchmesser auf, während eine zweite Stufe 30 von einem Zahnrad mit einem kleineren Außendurchmesser gebildet wird. Die Zahnräder beider Stufen 28 und 30 sind drehfest mit­ einander verbunden und gemeinsam auf einer Welle 32 gela­ gert.

Das Hohlrad 20 hat die Form einer Glocke, deren Glocken­ boden zentrisch mit dem Schaft 22 der Radnabe 24 verbunden ist. Hierzu ist es aus Montagegründen zweckmäßig, eine Außenverzahnung auf dem Schaft 22 und eine Innenverzahnung in dem Glockenboden anzubringen, was jedoch in der Zeich­ nung nicht dargestellt ist.

Der Schaft 22 erstreckt sich durch sich gegenüberliegende und annähernd vertikal verlaufende Wandungen 34 und 36 des Gehäuses 10 und ist in diesen mittels nicht dargestellter Kegelrollenlager drehbar gelagert. Das in der Zeichnung links aus dem Gehäuse 10 herausragende Endstück des Schaf­ tes 22 trägt einen Flansch 38 der Radnabe 24, an den eine Felge 40 angeschraubt wird. Es ist somit ersichtlich, daß eine sich drehende Radnabe 24 gleichzeitig die Felge 40 und ein sie aufnehmendes Rad 44 in Drehung versetzt.

Die Antriebswelle 26 erstreckt sich über ein Universalge­ lenk 42 von einem nicht in die Zeichnung aufgenommenen Dif­ ferentialgetriebe aus in das Gehäuse 10 und nimmt dort axial und tangential fest das Eingangsrad 16 auf. Das das Ein­ gangsrad 16 tragende Endstück der Antriebswelle 26 ist fliegend in dem Gehäuse 10 gelagert und ermöglicht so einen Lastausgleich zwischen dem Eingangsrad 16 und den Zwischenrädern 18 bzw. deren ersten Stufe 28.

Die Zwischenräder 18 werden jeweils von der Welle 32 getra­ gen, die einenends in der Wandung 34 und mittig in einem Steg 46 gelagert ist, wobei sich zwischen dem Steg 46 und der Wandung 34 das Zahnrad der ersten Stufe 28 und zwischen dem Steg 46 und der Wandung 36 das Zahnrad der zweiten Stu­ fe 30 mit der Welle 32 freitragend erstreckt.

Zur Beschreibung des Leistungsflusses wird im folgenden ergänzend auf das in Fig. 2 Gezeigte verwiesen.

Man erkennt dort, daß die Außenverzahnung des Eingangsra­ des 16 mit der Außenverzahnung der ersten Stufe 28 der Zwi­ schenräder 18 kämmt. Je nach der Größe und der Richtung der zwischen dem Eingangsrad 16 und der ersten Stufe 28 angreifenden Kraft wird das Eingangsrad 16 radial gering­ fügig ausweichen, um somit einen Lastausgleich zu schaf­ fen. Ferner ist Fig. 2 zu entnehmen, daß die Außenverzah­ nung der zweiten und mit einem kleineren Außendurchmesser versehenen Stufe 30 mit der Innenverzahnung des Hohlrades 20 kämmt. Nachdem die erste und die zweite Stufe 28 und 30 drehfest miteinander verbunden sind, wird eine über das Eingangsrad 16 eingeleitete Drehbewegung über die beiden Zwischenräder 18 auf das Hohlrad 20 und von dort aus auf die Radnabe 24 und das Rad 44 übertragen. Wenn hier auch zwei Zwischenräder 18 dargestellt sind, so ist es dennoch denkbar, bei entsprechenden Kraftverhältnissen nur ein Zwi­ schenrad 18 vorzusehen.

Die tatsächliche Anordnung des Eingangsrades 16 und der Zwischenräder 18 entspricht der in Fig. 2 dargestellten, wohingegen bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung das Eingangsrad 16 der Übersichtlichkeit wegen nach oben ver­ setzt dargestellt ist.

Das Gehäuse 10 kann aufgrund der wenigen Komponenten des Getriebes 12 und deren raumsparender Anordnung innerhalb der Felgenschüssel der Felge 40 untergebracht werden.

Claims (1)

1. Getriebe (12) mit Lastausgleich für ein lenkbares Rad (44) eines Kraftfahr­ zeuges mit einem Hohlrad (20), das mit einer Radnabe (24) verbunden ist, mit einem Eingangsrad (16), das dreh­ fest an einer Antriebswelle (26) angreift, mit mindestens zwei Zwischenrädern (18) welche zwei unterschiedliche Außendurchmesser aufweisende und drehfest miteinander verbundenen Stufen (28, 30) haben, wobei

   • a) die Stufe (28) mit dem größeren Außendurchmesser mit dem Eingangsrad (16) und die Stufe (30) mit dem kleineren Außendurchmesser mit dem Hohlrad (20) kämmt,
   • b) das Hohlrad (20), das Eingangsrad (16) und die Zwischenräder (18) innerhalb der axialen Erstreckung des Rades (44) angeordnet sind und
   • c) das Eingangsrad (16) sowie die mit dem Hohlrad (20) kämmenden Stufen (30) fliegend gelagert sind.