DE4329851A1 - Zahnradgetriebe mit Antirattersystem - Google Patents
Zahnradgetriebe mit AntirattersystemInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antirattersystem für
Zahnradantriebe, genauer gesagt ein Antirattersystem für ein
Mehrganggetriebe mit konstant kämmenden Zahnradsätzen.
Mehrganggetriebe verwenden üblicherweise Zahnradsätze mit
Zahnrädern, die immer miteinander kämmen. Bestimmte Gänge
können bei diesen Getrieben gewählt werden, indem ein Zahn
rad durch die Bewegung eines Gleitelementes mit einer Welle
verbunden wird. Zu einem bestimmten Zeitpunkt besitzen die
meisten Zahnradsätze ein Zahnrad, das sich relativ zu der
Welle, auf der es gelagert ist, frei drehen kann. Wenn die
Zahnräder eines Zahnradsatzes angetrieben werden, ohne Dreh
moment zu übertragen, können sie rattern bzw. klappern und
hierdurch unerwünschte Geräusche erzeugen sowie beschädigt
werden.
Zwei Zahnräder, die miteinander kämmen, besitzen üblicher
weise ein gewisses Spiel. Dieses Spiel entspricht dem Be
trag, mit dem die Breite des von einem Zahn eines Zahnrades
eingenommenen Raumes die Dicke eines hiermit kämmenden
Zahnes am Teilkreis überschreitet. Bedingt durch das Her
stellverfahren für Getriebe besitzen die meisten Zahnrad
sätze ein gewisses Spiel. Torsionsvibrationen erregen die
rotierenden Zahnräder und bewirken, daß diese im ent
sprechenden Spielbereich vibrieren. Diese Vibration inner
halb des Spielbereiches erzeugt ein Zahnradrattern.
Es sind verschiedene Vorrichtungen vorgeschlagen worden, um
dieses Zahnradrattern zu eliminieren. Einige dieser Vorrich
tungen eliminieren das vorhandene Spiel. Andere Vorrichtun
gen bringen eine geringe Drehmomentbelastung auf, die die
Zähne der Zahnräder in Kontakt hält und Vibrationen elimi
niert. Diese Vorrichtungen sind jedoch komplex ausgebildet,
benötigen einen beträchtlichen Raum, reduzieren die Zuver
lässigkeit und erhöhen die Reibung. Reibung verbraucht Ener
gie, die nicht für nützliche Arbeit zur Verfügung steht und
Wärme erzeugt, die zu Getriebedefekten führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ruhiges Zahn
radgetriebe zu schaffen.
Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung einer Antirat
tereinheit für ein Zahnradgetriebe, die minimalen Raum benö
tigt, Energieverluste minimiert und zuverlässig ist.
Des weiteren soll erfindungsgemäß eine Antirattereinheit für
ein Zahnradgetriebe zur Verfügung gestellt werden, die so
ausgebildet sein kann, daß sie die erforderliche Drehmoment
belastung ohne übermäßigen Energieverbrauch zur Verfügung
stellt.
Jede Antirattereinheit umfaßt ein erstes Teil, das an einem
rotierenden Element befestigt ist, sowie ein zweites Teil,
das an einem anderen rotierenden Element fixiert ist. Das
erste Teil besitzt ein Paar von Druckscheiben. Die Druck
scheiben bestehen aus Federstahl oder einem anderen
elastischen Material und besitzen parallele, aufeinander zu
weisende Flächen. Das zweite Teil umfaßt eine Reibscheibe
mit einem Außenumfang, der zwischen den parallelen ebenen
gegenüberliegenden Flächen des Paares der Druckscheiben des
ersten Teiles angeordnet ist, und lenkt die Druckscheiben
voneinander ab, indem es dieselben verformt. Eines der Teile
der Antirattereinheiten ist an einem Zahnrad des Getriebes
befestigt. Das andere Teil der Antirattereinheiten ist mit
einem anderen Zahnrad des Getriebes oder einer Lagerwelle
für die Antirattereinheit verbunden. Der Durchmesser der
Reibscheibe ist so ausgewählt, daß diese in Kombination mit
den Druckscheiben versucht, ein Zahnradsatz oder Zahnrad
sätze reibend mit einer unterschiedlichen Drehzahl anzutrei
ben als sie von den Zahnradzähnen angetrieben werden. Die
Reibscheibe rutscht relativ zu den Druckscheiben, um die von
der Antirattereinheit auf die Zahnräder aufgebrachte Drehmo
mentbelastung zu begrenzen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei
spielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläu
tert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt,
eines Antriebszahnrades, eines angetrie
benen Zahnrades und einer befestigten An
tirattereinheit;
Fig. 2 eine schematische Teilschnittansicht ei
ner Getriebeeinheit mit einem An
triebszahnrad, einem angetriebenen Zahn
rad, einer Gegenwelle, einem Paar von
Zahnrädern an der Gegenwelle zur Übertra
gung von Drehmoment vom Antriebszahnrad
auf das angetriebene Zahnrad und einer
befestigten Antirattereinheit;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer
Getriebeeinheit mit einem Antriebszahn
rad, drei angetriebenen Zahnrädern, einer
Gegenwelle, Zahnrädern auf der Gegenwelle
zur Übertragung von Drehmoment vom An
triebszahnrad auf das angetriebene Zahn
rad und eine befestigte Antiratterein
heit;
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer
Modifikation der in Fig. 3 dargestellten
Antirattereinheit;
Fig. 5 eine weitere schematische Schnittansicht
einer anderen Modifikation der in Fig. 3
gezeigten Antirattereinheit; und
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht, teil
weise im Schnitt, eines Antriebszahnra
des, eines angetriebenen Zahnrades, eines
Leerlaufzahnrades, das mit dem An
triebszahnrad und dem angetriebenen Zahn
rad kämmt, und einer befestigten Antirat
tereinheit.
Zwischen zwei Zahnrädern ist Spiel vorhanden, wenn die
Breite des Raumes zwischen zwei Zähnen an einem Zahnrad die
Dicke eines hiermit kämmenden Zahnes an einem anderen Zahn
rad an den Teilkreisen übersteigt. Das Spiel ist diejenige
Distanz, mit der die Breite des Raumes zwischen zwei Zähnen
an einem Zahnrad die Dicke eines hiermit kämmenden Zahnes an
einem anderen Zahnrad übersteigt. Die meisten Zahnradan
triebe besitzen mindestens ein gewisses Spiel. Wenn zwei
Zahnräder Drehmoment in einer Richtung ohne Vibrationen
übertragen, stellt dieses Spiel kein großes Problem dar.
Wenn jedoch eine Drehmomentumkehr in einem Zahnradantrieb
auftritt, die die Drehmomentabgabe des Antriebs übersteigt,
können die Zahnräder relativ zueinander über eine Distanz
schwingen, die dein Spiel entspricht. Eine solche Drehmoment
umkehr, die die Drehmomentabgabe übersteigt, kann durch
Vibrationen in einem Zahnradantrieb induziert werden. Diese
Vibrationen können durch die Komponenten einer Maschine, die
über eine Zahnradeinheit angetrieben wird, sowie durch die
Energiequelle, die das Drehmoment auf die Zahnradeinheit
überträgt, induziert werden.
Maschinen, die über Getriebeeinheiten angetrieben werden,
können zumindest teilweise unter reduzierten Lasten betrie
ben werden. Torsionsvibrationen im Antrieb können Zahnrad
schwingungen während eines Betriebes mit niedriger Dreh
momentabgabe bewirken. Mehrganggetriebe und Umkehrgetriebe
können angetriebene Zahnräder besitzen, die über den größten
Teil der Zeit nur ein geringes oder kein Drehmoment übertra
gen. Beispielsweise weisen konstant kämmende Mehrgangge
triebe Zahnräder auf, die nur dann Drehmoment übertragen,
wenn ein Zahnrad über ein Gleitelement mit einer Welle ver
riegelt ist. Konstant kämmende Zahnradzüge in diesen Getrie
ben, die kein Zahnrad aufweisen, das über ein Gleitelement
an einer Welle festgelegt ist, werden zwar angetrieben,
übertragen jedoch kein Drehmoment. Torsionsvibrationen in
diesen Getrieben können zu Zahnradschwingungen in den Ge
triebezügen, die kein Drehmoment übertragen, führen.
Zahnradschwingungen, die aufgrund von Spiel und Torsions
vibrationen entstehen, erzeugen Geräusche. Diese Geräusche
werden als Zahnradrattern bzw. Zahnradklappern bezeichnet.
Bei Fahrzeuggetrieben ist ein derartiges Zahnradrattern
äußerst unerwünscht. Es ist normalerweise auch bei anderen
Zahnradgetrieben unerwünscht. Es kann zur Beschädigung von
Zahnrädern und schließlich zum Ausfall der Zahnräder führen.
In Fig. 1 ist ein angetriebenes Zahnrad 10 an einer ange
triebenen Welle 12 gezeigt. Das angetriebene Zahnrad 10
kämmt mit einem an einer Antriebswelle 16 montierten An
triebszahnrad 14. Die Teilkreise des angetriebenen Zahnrades
10 und des Antriebszahnrades 14 schneiden sich entlang der
Linie 18. Die Antirattereinheit 20 besitzt ein erstes Teil
22, das am angetriebenen Zahnrad 10 befestigt ist, sowie ein
zweites Teil 24, das am Antriebszahnrad 14 befestigt ist.
Das erste Teil 22 umfaßt zwei Druckscheiben 26 und 23, die
über mit Gewinde versehene Befestigungselemente 30 am ange
triebenen Zahnrad 10 befestigt sind. Die Druckscheiben 26
und 23 besitzen parallele ebene gegenüberliegende Flächen 32
und 34, die sich in einer Ebene befinden, die senkrecht zur
Drehachse des angetriebenen Zahnrades 10 verläuft. Das
zweite Teil 24 der Antirattereinheit 20 umfaßt eine Reib
scheibe 33, die über mit Gewinde versehene Befestigungsele
mente 35 am Antriebszahnrad 14 befestigt ist. Der Außenum
fang 37 der Reibscheibe 33 ist zwischen den parallelen ge
genüberliegenden ebenen Flächen 32 und 34 der Druckscheiben
26 und 23 angeordnet und lenkt die Druckscheiben voneinander
ab. Die Druckscheiben 26 und 23 bestehen aus Federstahl oder
einem anderen elastischen Material, das nicht versagt, wenn
es vom Außenumfang 37 der Reibscheibe 32 verformt wird.
Die Reibscheibe 33 verformt beide Druckscheiben 26 und 23
voneinander weg. Wenn beide Druckscheiben 26 und 23 verformt
werden, ist die Größe der Ablenkung einer jeden einzelnen
Druckscheibe 26 oder 23 minimiert, und die Kontakte zwischen
den Druckscheiben 26 und 23 sowie der Reibscheibe 33 sind
gleichmäßig und relativ klein. Falls gewünscht, kann es sich
bei einer der Druckscheiben 26 oder 23 um ein starres Ele
ment handeln, wobei dieses Element sogar das Zahnrad sein
kann, an dem die elastische Druckscheibe befestigt ist. Um
in entsprechender Weise wie bei den Kontaktflächen, die
durch die elastischen Druckscheiben vorgesehen werden, wie
in Fig. 1 gezeigt, Kontaktflächen mit einer starren Druck
scheibe vorzusehen, ist es erforderlich oder zumindest
höchst wünschenswert, anstelle einer ebenen Fläche eine
konische Fläche an der starren Druckscheibe vorzusehen. Eine
ebene Fläche an der starren Druckscheibe kann zu Schwierig
keiten bei der Festlegung des Antriebsverhältnisses der An
tirattereinheit führen und ein Antriebsverhältnis erzeugen,
das sich mit Änderungen der Betriebsbedingungen, wie bei
spielsweise der Temperatur, der Schmierung und der Drehzahl,
ändert.
Der Durchmesser der Reibscheibe 33 ist geringfügig kleiner
als der Durchmesser des Teilkreises des Antriebszahnrades
14, an dem die Reibscheibe befestigt ist. Durch den Reibkon
takt zwischen den Druckscheiben 26 und 23 und der Reib
scheibe 33 wird Drehmoment zwischen dem Antriebszahnrad 14
und dem angetriebenen Zahnrad 10 übertragen, wenn die An
triebswelle 16 gedreht wird. Da der Durchmesser der Reib
scheibe 33 geringer ist als der Durchmesser des Teilkreises
des Antriebszahnrades 14, wie vorstehend erläutert, ver
suchen die Druckscheiben 26 und 23 und die Reibscheibe 33
das angetriebene Zahnrad 10 langsamer anzutreiben als es vom
Antriebszahnrad 14 angetrieben wird. Da die Zahnradzähne
nicht rutschen, besteht zwischen den Druckscheiben 26, 23
und der Reibscheibe 33 Schlupf. Der erzwungende Schlupf
zwischen den Druckscheiben 26 und 23 und der Reibscheibe 33
beaufschlagt die Zahnräder 10 und 14 mit einer durch Reibung
erzeugten Last, die die Zahnräder daran hindert, sich über
das Spiel zurück und vor zu bewegen. Das von der Antirat
tereinheit 20 übertragene Drehmoment neigt dazu, die Drehung
des angetriebenen Zahnrades 10 zu verzögern und ein Zahn
radrattern zu verhindern, wenn das über die beiden Zahnräder
übertragene Drehmoment ein Zahnradrattern nicht verhindert.
Das angetriebene Zahnrad 10 kann zum Antriebszahnrad und das
Antriebszahnrad 14 kann zum angetriebenen Zahnrad werden.
Wie in Fig. 1 gezeigt, neigt dann die Antirattereinheit 20
dazu, das angetriebene Zahnrad schneller zu drehen als das
angetriebene Zahnrad vom Antriebszahnrad angetrieben wird.
Die Reibscheibe 33 kann einen größeren Durchmesser aufweisen
als der Teilkreis des Antriebszahnrades 14. Wenn die Reib
scheibe 33 einen größeren Durchmesser als der Teilkreis des
Antriebszahnrades 14 besitzt, neigt die Antirattereinheit 20
dazu, das angetriebene Zahnrad 10 schneller anzutreiben als
es von den Zahnradzähnen angetrieben wird. Der Durchmesser
des Teilkreises der Reibscheibe 33 ist im wesentlichen der
Außendurchmesser der Reibscheibe 33 oder möglicherweise ge
ringfügig kleiner als der Außendurchmesser der Reibscheibe
33.
Die in Fig. 2 gezeigte Zahnradeinheit besitzt ein An
triebszahnrad 36 an einer Antriebswelle 38 und ein angetrie
benes Zahnrad 40 an einer Ausgangswelle 42. Die Antriebs
welle 38 und die Ausgangswelle 42 sind koaxial, wie gezeigt.
Eine Gegenwelle 44 trägt ein angetriebenes Zahnrad 46, die
mit dem Antriebszahnrad 36 kämmt, und ein Antriebszahnrad
48, das mit dem angetriebenen Zahnrad 40 kämmt. Die Gegen
welle sieht vier Zahnräder 36, 46, 48 und 40 vor, um das ge
wünschte Antriebsverhältnis zur Verfügung zu stellen. Sie
macht es ferner möglich, die Drehzahl und das Drehmoment in
einem Antrieb mit koaxialen Antriebs- und Ausgangswellen zu
verändern. Das Antirattersystem 50 umfaßt eine Antiratterge
genwelle 52, die drehbar benachbart zur Antriebswelle 38 und
zur Ausgangswelle 42 gelagert ist, und ein Paar von Antirat
tereinheiten 54 und 55. Die Antirattereinheit 54 umfaßt ein
erstes Teil 56, das an der Antirattergegenwelle 52 befestigt
ist, sowie ein zweites Teil 58, das am Antriebszahnrad 36
befestigt ist. Das erste Teil 56 umfaßt zwei Druckscheiben
60 und 62, die an der Antirattergegenwelle 52 fixiert sind.
Die Druckscheiben 60 und 62 weisen parallele und ebene ge
genüberliegende Flächen 64 und 66 auf, die in Ebenen liegen,
die senkrecht zur Drehachse der Antirattergegenwelle 52 ver
laufen. Das zweite Teil 58 der Antirattereinheit 54 besitzt
eine Reibscheibe 68, die über mit Gewinde versehene Befesti
gungselemente 70 am Antriebszahnrad 36 befestigt ist. Der
Außenumfang 72 der Reibscheibe 68 ist zwischen den paral
lelen ebenen Flächen 64 und 66 der Druckscheiben 60 und 62
angeordnet und lenkt die Druckscheiben voneinander weg.
Die andere Antirattereinheit 55 umfaßt ein erstes Teil 57,
das an der Antirattergegenwelle 52 befestigt ist, sowie ein
zweites Teil 59, das am angetriebenen Zahnrad 40 fixiert
ist. Das erste Teil 57 besitzt zwei Druckscheiben 61 und 63,
die parallele und ebene gegenüberliegende Flächen 65 und 67
besitzen und in Ebenen liegen, die senkrecht zur Drehachse
der Antirattergegenwelle 52 verlaufen. Das zweite Teil 59
der Antirattereinheit 55 umfaßt eine Reibscheibe 69, die
über mit Gewinde versehene Befestigungselemente 71 am ange
triebenen Zahnrad 40 befestigt ist. Der Außenumfang 73 der
Reibscheibe 69 ist zwischen den parallelen ebenen Flächen 65
und 67 der Druckscheiben 61 und 63 angeordnet und lenkt die
Druckscheiben voneinander weg.
Die Teilkreise des Antriebszahnrades 36 und des angetriebe
nen Zahnrades 46 schneiden sich entlang der Linie 74. Die
Teilkreise des Antriebszahnrades 48 und des angetriebenen
Zahnrades 40 schneiden sich entlang der Linie 76. Die Durch
messer der Reibscheiben 68 und 69 können gleich sein wie
oder größer oder kleiner als der Teilkreisdurchmesser der
Zahnräder 36 oder 40, an denen sie befestigt sind, solange
wie die Durchmesser der Druckscheiben 60 und 62 und der
Druckscheiben 61 und 63 so ausgewählt sind, daß das kombi
nierte Antriebsverhältnis der Antirattereinheiten 54 und 55
sich geringfügig von dem kombinierten Übersetzungsverhältnis
der Zahnräder 36, 46, 48 und 40 unterscheidet. Die Lage der
Antirattergegenwelle 52, der Durchmesser der Druckscheiben
60 und 62, der Durchmesser der Druckscheiben 61 und 63 und
die Durchmesser der Reibscheiben 68 und 69 können im wesent
lichen in Abhängigkeit von dem zur Verfügung stehenden Raum
variiert werden.
Das in Fig. 2 gezeigte Antirattersystem 50 kann eingesetzt
werden, wenn kein ausreichender Raum für die Druckscheiben
60 und 62 am angetriebenen Zahnrad 46 und wenn kein aus
reichender Raum für die Druckscheiben 61 und 63 am An
triebszahnrad 48 zur Verfügung steht. Durch die Verwendung
einer Antirattergegenwelle 52 erhält der Konstrukteur eines
Antirattersystems eine beträchtliche Flexibilität in bezug
auf die Konstruktion. Natürlich können aber auch zwei Anti
rattereinheiten 20 der in Fig. 1 gezeigten Art zusammen mit
dem in Fig. 2 gezeigten Getriebezug verwendet werden.
Ein Mehrganggetriebe 78 mit konstant kämmenden Zahnrädern
ist in Fig. 3 gezeigt. Wie gezeigt, besitzt das Getriebe 78
drei unterschiedliche Antriebsverhältnisse. Ein Rückwärtsge
triebezug ist nicht gezeigt, kann jedoch hinzugefügt werden,
falls gewünscht. Das Mehrganggetriebe 78 besitzt ein An
triebsritzel oder Zahnrad 80 an einer Antriebswelle 82. Eine
Ausgangswelle 84 ist koaxial zur Antriebswelle 82 angeord
net, wie gezeigt. Drei angetriebene Zahnräder 86, 88 und 90
sind über Lager 92, 94 und 96 drehbar an der Ausgangswelle
84 gelagert. Der Antrieb zwischen der Antriebswelle 82 und
der Ausgangswelle 84 wird hergestellt, indem Gleitelemente
verwendet werden, die so manipuliert werden können, daß sie
wahlweise die Zahnräder 86, 88 oder 90 an der Ausgangswelle
84 festlegen. Die Gleitelemente können mit Synchronisierein
richtungen kombiniert werden und sind bekannt. Die meisten
manuell schaltbaren Fahrzeuggetriebe, die heutzutage herge
stellt werden, besitzen konstant kämmende Zahnräder und
Synchronisiereinrichtungen. Gleitelemente und Synchronisier
einrichtungen sind in der Zeichnung nicht dargestellt, um
Verwirrungen zu vermeiden und weil sie bekannt sind. Die
US-PS 46 40 146, die hiermit durch Bezugnahme in die vorlie
gende Offenbarung eingearbeitet wird, beschreibt Gleitele
mente, die zum Festlegen der Zahnräder 86, 88 und 90 an der
Ausgangswelle 84 verwendet werden können, falls gewünscht.
Synchronisiereinrichtungen könne zusammen mit den Gleitele
menten oder Schaltflanschen benutzt werden, falls gewünscht.
Eine Gegenwelle 98 ist drehbar um eine Achse gelagert, die
parallel zu den Drehachsen der Antriebswelle 82 und der Aus
gangswelle 84 verläuft. Ein angetriebenes Zahnrad 100 ist an
der Gegenwelle 98 befestigt und kämmt mit dem Antriebsrad 80
auf der Antriebswelle 82. Das Antriebszahnrad 102 an der Ge
genwelle 98 kämmt mit dem angetriebenen Zahnrad 86, das An
triebszahnrad 104 an der Gegenwelle kämmt mit dem angetrie
benen Zahnrad 88 und das Antriebszahnrad 106 an der Gegen
welle kämmt mit dem angetriebenen Zahnrad 90. Die angetrie
benen Zahnräder 86, 88 oder 90 kämmen in konstanter Weise
mit den Antriebszahnrädern 102, 104 und 106.
Ein Antirattersystem 108 ist vorgesehen, um zu verhindern,
daß die Antriebszahnräder 102, 104 und 106 und die angetrie
benen Zahnräder 86, 88 und 90 rattern. Das Antirattersystem
108 umfaßt eine Antirattergegenwelle 110, die drehbar auf
einer Seite der Antriebswelle 82 und der Ausgangswelle 84
gelagert ist, sowie vier Antirattereinheiten 112, 114, 116
und 118. Jede Antirattereinheit 112, 114, 116 und 118 umfaßt
ein erstes Teil 120, das an der Antirattergegenwelle 110 be
festigt ist, und ein zweites Teil 122. Das erste Teil 120
besitzt zwei Druckscheiben 124 und 126, die an der Antirat
tergegenwelle 110 befestigt sind. Die Druckscheiben 124 und
126 haben parallele ebene Flächen 128 und 130, die in Ebenen
liegen, die senkrecht zur Drehachse der Antirattergegenwelle
110 verlaufen. Das zweite Teil 122 einer jeden Antirat
tereinheit 112, 114, 116 und 118 besitzt eine Reibscheibe
132. Die Reibscheibe 132 der Antirattereinheit 112 ist über
geeignete Befestigungselemente am Antriebszahnrad 80 be
festigt. Die Reibscheiben 132 der Antirattereinheiten 114,
116 und 118 sind jeweils an einem der angetriebenen Zahnrä
der 86, 88 und 90 befestigt. Die Außenumfänge der Reibschei
ben 132 sind zwischen den parallelen ebenen Flächen 128 und
130 der Druckscheiben 124 und 126 angeordnet und lenken die
Druckscheiben voneinander weg.
Das Antriebsverhältnis der Antirattereinheiten 112 und 114
unterscheidet sich von dem Übersetzungsverhältnis der Zahn
räder 80, 100, 102 und 86. Das Antriebsverhältnis der Anti
rattereinheiten 112 und 116 unterscheidet sich vom Über
setzungsverhältnis der Zahnräder 80, 100, 104 und 88. Das
Antriebsverhältnis der Antirattereinheiten 112 und 118 un
terscheidet sich ferner vom Übersetzungsverhältnis der Zahn
räder 80, 100, 106 und 90.
Die Antriebsverhältnisse der Antirattereinheiten 114, 116
und 118 können für viele Antirattersysteme 108 ausgewählt
werden, die die Antirattereinheit 112, welche die Antirat
tergegenwelle 110 antreibt, nicht überlasten. Bei Mehrgang
getrieben 78, die zur Übertragung von großen Drehmoment
lasten konstruiert sind, sind die angetriebenen Zahnräder
86, 88 und 90 groß und besitzen eine hohe Trägheit. Diese
Getriebe mit hoher Trägheit und mit mehreren Gängen können
ein größeres Antriebsdrehmoment für die Antirattergegenwelle
110 erfordern als die Antirattereinheit 112 zur Verfügung
stellen kann. Daher kann es bei diesen Getrieben erforder
lich sein, ein Zahnrad 134 an der Antirattergegenwelle 110
vorzusehen, das, wie in Fig. 4 gezeigt, mit dem An
triebszahnrad 80 kämmt und die Antirattergegenwelle 110 an
treibt.
Der Reibantrieb zwischen den Reibscheiben 132 und den Druck
scheiben 124 und 126 gemäß Fig. 3 muß infolge Veränderungen
zwischen den Antriebsverhältnissen der Antirattereinheiten
112, 114, 116 und 118 und den Übersetzungsverhältnissen der
Zahnräder des Getriebes 78 mit mehreren Gängen rutschen.
Dieser Schlupf erzeugt Wärme und beaufschlagt das An
triebszahnrad 82 mit einer Drehmomentbelastung. Unter gewis
sen Bedingungen kann es wünschenswert sein, die zu dem
mehrere Gänge aufweisenden Getriebe 78 hinzugefügte Drehmo
mentbelastung zu entfernen. Die Drehmomentbelastung kann re
duziert werden, indem das Zahnrad 134 drehbar an der Anti
rattergegenwelle 110 montiert wird, wie in Fig. 5 gezeigt.
Das Zahnrad 134 rotiert jedesmal dann, wenn das An
triebszahnrad 80 und die Antriebswelle 82 angetrieben wer
den. Mit dem nach rechts in Fig. 5 angeordneten Gleitele
ment 136 rotiert das Zahnrad 134 frei auf der Antiratterge
genwelle 110. Wenn das Gleitelement 136 nach links bewegt
wird, treten die Nasen 138 am Zahnrad 134 mit den Nasen 140
am Gleitelement 136 in Eingriff und die Antirattergegenwelle
110 rotiert zusammen mit dem Zahnrad 134. Das Gleitelement
136 kann sich axial bewegen, jedoch nicht auf der Antirat
tergegenwelle 110 drehen. Das Drehen des Gleitelementes 136
wird durch die Keilelemente 142 auf der Antirattergegenwelle
110 verhindert, die von Keilnuten 144 im Gleitelement 136
aufgenommen sind.
Die in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Antiratterein
heiten sind in bezug auf ihre Funktions- und Betriebsweise
im wesentlichen identisch. Die Unterschiede liegen in den
Zahnradantrieben, an denen die Antirattereinheiten befestigt
sind. Zahnradantriebe mit einem Leerlaufzahnrad erfordern
substantiellere Änderungen der Antirattereinheiten.
Der in Fig. 6 dargestellte Zahnradantrieb umfaßt eine An
triebswelle 146, ein Antriebszahnrad 148, ein Leerlaufzahn
rad 150, ein angetriebenes Zahnrad 152 und eine angetriebene
Welle 154. Die Antriebswelle 146 überträgt Drehmoment auf
das Antriebszahnrad 148, das Leerlaufzahnrad 150, das ange
triebene Zahnrad 152 und die angetriebene Welle 154. Das
Leerlaufzahnrad 150 findet Verwendung, um die angetriebene
Welle 154 in der gleichen Richtung zu drehen wie sich die
Antriebswelle 146 dreht. Der in Fig. 1 gezeigte Zahnradan
trieb dreht die angetriebene Welle 12 in der entgegengesetz
ten Richtung von der Antriebswelle 16. Der Eingriff zwischen
den Zähnen am Antriebszahnrad 148 und am Leerlaufzahnrad 150
sowie der Eingriff zwischen den Zähnen am Leerlaufzahnrad
und den Zähnen am angetriebenen Zahnrad 152 können Rattern
verursachen.
Die zur Verwendung mit einem Zahnradzug, der ein Leerlauf
zahnrad 150 umfaßt, bestimmte Antirattereinheit 156 besitzt
eine Druckscheibeneinheit 158 mit zwei Druckscheiben 160 und
162. Die Druckscheibe 160 umfaßt einen mittleren Flansch
164. Der mittlere Flansch 164 lagert die Druckscheibenein
heit 158 in drehbarer Weise auf der Leerlaufzahnradlager
welle 166 und klemmt die Druckscheibe 162 an die Druck
scheibe 160. Die beiden Druckscheiben 160 und 162 besitzen
parallele und ebene gegenüberliegende Flächen 168 und 170,
die sich normalerweise in Ebenen erstrecken, die senkrecht
zur Drehachse der Leerlaufzahnradlagerwelle 166 verlaufen.
Eine Reibscheibe 172 ist über mit Gewinde versehene Befesti
gungselemente 174 am Antriebszahnrad 148 befestigt. Der
Außenumfang 176 der Reibscheibe 172 ist zwischen den paral
lelen und ebenen gegenüberliegenden Flächen 168 und 170 der
Druckscheiben 160 und 162 angeordnet und lenkt die Druck
scheiben voneinander weg. Eine Reibscheibe 168 ist über mit
Gewinde versehene Befestigungselemente 180 am angetriebenen
Zahnrad 152 befestigt. Der Außenumfang 182 der Reibscheibe
178 ist zwischen den parallelen und ebenen gegenüberliegen
den Flächen 168 und 170 der Druckscheiben 160 und 162 ange
ordnet und lenkt die Druckscheiben voneinander weg. Wie in
Fig. 6 gezeigt, sind die ebenen Flächen 168 und 170 durch
die Reibscheiben 172 und 178 verformt und aus den ebenen
parallelen Ebenen herausgelenkt worden.
Die Reibscheibe 172 besitzt einen Durchmesser, der geringer
ist als der Durchmesser des Teilkreises des Antriebszahnra
des 148. Die Reibscheibe 178 besitzt einen Durchmesser, der
geringfügig größer ist als der Durchmesser des Teilkreises
des angetriebenen Zahnrades 152. Folglich versucht die Anti
rattereinheit 156 das angetriebene Zahnrad 152 langsamer an
zutreiben als es vom Antriebskettenrad 148 angetrieben wird.
Durch diese Neigung der Antirattereinheit 156 zur Verzöge
rung der Bewegung des angetriebenen Rades 52 wird der Kon
takt zwischen den Zähnen des Leerlaufzahnrades 150 und des
Antriebszahnrades 148 und zwischen den Zähnen des Leerlauf
zahnrades 150 und des angetriebenen Zahnrades 154 auf
rechterhalten.
Die Antirattereinheiten sind vorstehend in Verbindung mit
einer Vielzahl von unterschiedlichen Zahnradantrieben be
schrieben worden. Es versteht sich für den Fachmann, daß Än
derungen und Modifikationen der Antirattereinheiten durchge
führt werden können, die im Rahmen der Erfindung liegen, um
diese Antirattereinheiten auch für andere Zahnradantriebe
geeignet zu machen.
Claims (10)
1. Zahnradgetriebe mit einer Antriebswelle (82) mit einer
Drehachse, mindestens einem Antriebszahnrad (80), das
an der Antriebswelle (82) montiert und um die Drehachse
der Antriebswelle (82) drehbar ist, einer angetriebenen
Welle (84) mit einer Drehachse, mindestens einem ange
triebenen Zahnrad (86, 88 oder 90), das an der ange
triebenen Welle (84) montiert und um die Drehachse der
angetriebenen Welle (84) drehbar ist sowie vom An
triebszahnrad (80) angetrieben wird, und mindestens ei
ner Antirattereinheit (112), gekennzeichnet durch ein
erstes Teil (120) mit einem Paar von Druckscheiben (124
und 126), von denen mindestens eine elastisch ist und
die parallele und ebene gegenüberliegende Flächen (128
und 130) besitzen, und ein zweites Teil mit einer Reib
scheibe (132) mit einem Außenumfang, der zwischen den
parallelen und ebenen gegenüberliegenden Flächen (128
und 130) des Paares der Druckscheiben (124 und 126) an
geordnet ist und die Druckscheiben (124 und 126) durch
Verformung von mindestens einer der Druckscheiben (124
und 126) voneinander ablenkt, wobei eines der Teile
(120 oder 122) der mindestens einen Antirattereinheit
(112) vom Antriebszahnrad (80) angetrieben wird und das
andere Teil der mindestens einen Antirattereinheit
(112) Drehmoment auf das mindestens eine angetriebene
Zahnrad (86, 88 oder 90) überträgt und dazu neigt, das
mindestens eine angetriebene Zahnrad (86, 88 oder 90)
mit einer anderen Drehzahl anzutreiben als das min
destens eine angetriebene Zahnrad (86, 88 oder 90)
durch das Antriebszahnrad (80) gedreht wird.
2. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das angetriebene Zahnrad (86, 88 oder 90) mit
dem Antriebszahnrad (80) kämmt und daß eines der Teile
der mindestens einen Antirattereinheit (112) am An
triebszahnrad (80) befestigt ist, während das andere
Teil der mindestens einen Antirattereinheit (112) an
dem mindestens einen angetriebenen Zahnrad (86, 88 oder
90) befestigt ist.
3. Zahnradgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß das erste Teil der mindestens einen Antirat
tereinheit (112) zwei elastische Druckscheiben (124 und
126) aufweist, die beide von der Reibscheibe (132) ab
gelenkt und verformt werden.
4. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß es ein Leerlaufzahnrad (140) aufweist, das um
eine Leerlaufzahnradachse drehbar ist und mit dem An
triebszahnrad (80) sowie mit dem mindestens einen ange
triebenen Zahnrad (86, 88 oder 90) kämmt, und daß die
mindestens eine Antirattereinheit (112) ein Paar von
Druckscheiben (124 und 126) mit parallelen und ebenen
gegenüberliegenden Flächen (128 und 130) umfaßt, die um
die Leerlaufzahnradachse drehbar sind, wobei eine Reib
scheibe (132) am Antriebszahnrad (80) befestigt ist und
einen Außenumfang aufweist, der zwischen den parallelen
und ebenen gegenüberliegenden Flächen (128 und 130) des
Paares der Druckscheiben (124 und 126) angeordnet ist
und die Druckscheiben durch Verformung von mindestens
einer der Druckscheiben (124 und 126) voneinander ab
lenkt, und wobei die Reibscheibe (132) an dem min
destens einen angetriebenen Zahnrad (86, 88 oder 90)
befestigt ist und einen Außenumfang besitzt, der
zwischen den parallelen und ebenen gegenüberliegenden
Flächen (128 und 130) des Paares der Druckscheiben (124
und 126) angeordnet ist, die um die Leerlaufzahnrad
achse drehbar sind, und die Druckscheiben durch Verfor
mung von mindestens einer der Druckscheiben (124 und
128) voneinander ablenkt.
5. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Gegenwelle (98) mit einer Drehachse, ein an der
Gegenwelle montiertes Zahnrad (100), das mit dem An
triebszahnrad (80) kämmt, und ein anderes Zahnrad
(102), das an der Gegenwelle montiert ist und mit einem
von dem mindestens einen angetriebenen Zahnrädern (86,
88 oder 90) kämmt, die an der angetriebenen Welle (84)
montiert sind, eine Lagerwelle (110) für die Antirat
tereinheit mit einer von der Antriebswelle (82) und der
angetriebenen Welle (84) beabstandeten Drehachse, eine
erste Antirattereinheit (112) mit einem Teil (120 oder
122), das an dem Zahnrad (80) montiert ist, und einem
anderen Teil (120 oder 122), das an der Lagerwelle
(110) für die Antirattereinheit befestigt ist, und eine
zweite Antirattereinheit (114) mit einem Teil (120 oder
122), das an dem mindestens einen angetriebenen Zahnrad
(86, 88 oder 90) befestigt ist, und mit einem anderen
Teil (120 oder 122), das an der Lagerwelle (110) für
die Antirattereinheit befestigt ist.
6. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Gegenwelle (98) mit einer Drehachse, ein an der
Gegenwelle montiertes Zahnrad (100), das mit dem An
triebszahnrad (80) kämmt, ein anderes Zahnrad (102),
das an der Gegenwelle montiert ist und mit einem von
dem mindestens einen angetriebenen Zahnrad (86, 88 oder
90) kämmt, das an der angetriebenen Welle (84) montiert
ist, eine Lagerwelle (110) für eine Antirattereinheit
mit einer Drehachse, die von der Antriebswelle (82) und
der angetriebenen Welle (84) beabstandet ist, eine An
tirattereinheit (112) mit einem Teil (120 oder 122),
das an der Lagerwelle (110) für die Antirattereinheit
befestigt ist, und mit einem anderen Teil (120 oder
122), das an dem mindestens einen angetriebenen Zahnrad
(86, 88 oder 90) befestigt ist, und ein Zahnrad (134),
das an der Gegenwelle (110) der Antirattereinheit mon
tiert ist und mit dem Antriebszahnrad (80) kämmt.
7. Zahnradgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß das Zahnrad (134), das an der Lagerwelle (110)
der Antirattereinheit montiert ist und mit dem An
triebszahnrad (80) an der Antriebswelle (82) kämmt,
drehbar an der Gegenwelle (110) der Antirattereinheit
gelagert ist, und daß ein Gleitelement (136) an der Ge
genwelle (110) der Antirattereinheit vorgesehen ist,
das in eine Position gleiten kann, um eine Drehung
zwischen der Gegenwelle der Antirattereinheit und dem
drehbar an der Gegenwelle der Antirattereinheit gela
gerten Zahnrad (134) zu verhindern, und das in eine an
dere Position gleiten kann, um eine Drehung zwischen
der Gegenwelle (110) der Antirattereinheit und dem
drehbar an der Gegenwelle (110) der Antirattereinheit
gelagerten Zahnrad (134) zu ermöglichen.
8. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Vielzahl von angetriebenen Zahnrädern (86, 88 und
90), die an der angetriebenen Welle (84) montiert sind,
eine Gegenwelle (98) mit einer Drehachse, ein an der
Gegenwelle montiertes Zahnrad (100), das mit dem An
triebszahnrad (80) kämmt, Zahnrädern (102, 104 und
106), die an der Gegenwelle (98) montiert sind und je
weils mit einem der angetriebenen Zahnräder (86, 88 und
90) kämmen, die an der angetriebenen Welle (84) mon
tiert sind, eine Lagerwelle (110) für eine Antirat
tereinheit mit einer Drehachse, die von der Antriebs
welle (82) und der angetriebenen Welle (84) beabstandet
ist, eine erste Antirattereinheit (112) mit einem Teil
(120 oder 122), das am Antriebszahnrad (80) befestigt
ist, und einem anderen Teil (120 oder 122), das an der
Lagerwelle (110) für die Antirattereinheit befestigt
ist, und zusätzliche Antirattereinheiten (114, 116 und
118) mit einem Teil (120 oder 122), das an jedem der
angetriebenen Zahnräder (86, 88 und 90) montiert ist,
welche an der angetriebenen Welle (84) montiert sind,
und mit einem anderen Teil (120 oder 122), das an der
Lagerwelle (110) für die Antirattereinheit befestigt
ist.
9. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Vielzahl von angetriebenen Zahnrädern (86, 88 und
90), die an der angetriebenen Welle (84) montiert sind,
eine Gegenwelle (98) mit einer Drehachse, einem Zahnrad
(100), das an der Gegenwelle (98) montiert ist und mit
dem Antriebszahnrad (80) kämmt, und Zahnrädern (102,
104 und 106), die an der Gegenwelle (98) montiert sind
und jeweils mit einem der angetriebenen Zahnräder (86,
88 und 90) kämmen, die an der angetriebenen Welle (84)
montiert sind, eine Lagerwelle (110) für eine Antirat
tereinheit mit einer Drehachse, die von der Antriebs
welle (82) und der angetriebenen Welle (84) beabstandet
ist, ein Zahnrad (134), das an der Gegenwelle (110) für
die Antirattereinheit montiert ist und mit dem An
triebszahnrad (80) kämmt, und Antirattereinheiten (114,
116 und 118) mit einem Teil (120 oder 122), das an je
dem der angetriebenen Zahnräder (86, 88 und 90) mon
tiert ist, welche an der angetriebenen Welle (84) mon
tiert sind, und mit einem anderen Teil (120 oder 122),
das an der Lagerwelle (110) für die Antirattereinheit
befestigt ist.
10. Zahnradgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß das an der Gegenwelle (110) für die Antirat
tereinheit montierte Zahnrad (134) drehbar an der Ge
genwelle (110) für die Antirattereinheit gelagert ist
und daß ein Gleitelement (136) gleitbar an der Gegen
welle (110) für die Antirattereinheit montiert ist, das
in eine Position gleiten kann, um eine Drehung zwischen
der Gegenwelle (110) für die Antirattereinheit und dem
drehbar an der Gegenwelle für die Antirattereinheit
montierten Zahnrad (134) zu verhindern, und das in eine
andere Position gleiten kann, um eine Drehung zwischen
der Gegenwelle (110) für die Antirattereinheit und dem
drehbar an der Gegenwelle (110) für die Antiratterein
heit gelagerten Zahnrad (134) zu ermöglichen.
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