DE850696C

DE850696C - Ausgleichgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE850696C
Application number: DEW6127A
Authority: DE
Inventors: Ernest Wildhaber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-06-27
Filing date: 1951-06-27
Publication date: 1952-09-25

Description

Ausgleichgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft Ausgleichgetriehe, insbesondere Ausgleichgetriebe mit Sperrung oder teilweiser Sperrung.
In gebräuchlichen Ausgleichgetrieben sind die Umlaufritzel in einem Halter oder Träger gelagert, der genau bearbeitet sein muß, um diese Ritzel im genauen Winkelabstand zu halten. Das ist nötig, damit sie richtig mit ihren Rädern kämmen und den richtigen Teil der Last tragen. Auch benötigen die üblichen Ausgleichgetriebe zweiteilige Träger, wenn mehr als zwei Umlaufritzel atigeor<hiet sind. Die beiden Hälften des Trägers werden dann beim Einbau zusammengeschraubt.
Wenn eines der Antriebsräder eines Kraftfahrzeuges auf weichen oder vereisten Grund kommt, dann verliert es den Halt zum Antrieb, und es fängt an, rasch umzulaufen. Die Antriebskraft des anderen Rades ist dann bedeutend verringert. In krassen Fällen kommt es vor, daß die Antriebskraft nicht ausreicht, um das Kraftfahrzeug vom Fleck zu bewegen.
Aus diesem Grund sind mehrere Arten von Ausgleichgetrieben vorgeschlagen worden, bei welchen eines der Seitenräder gegenüber dem Antriebsgehäuse vollständig oder teilweise abgebremst wird, so daß eine Kraftübertragung auch dann möglich ist, wenn. das eine Antriebsrad des Fahrzeuges ins Gleiten kommt. Bei einem solchen bekannten Vorschlag wird eine Anordnung der Umlaufritzel benutzt, bei welcher das Ritzelsystem viel schneller umläuft, als der Drehung der Seitenräder gegenüber 'dem Antriebsrad entspricht. Die dadurch erzeugte erhebliche Reibung ergibt eine relative Abbremsung oder Sperrung.
Auch sind Vorschläge .bekannt, eine Sperrung dadurch zu erreichen, daß das Ausgleichsgetriebe als Zahnradpumpe gebaut wird, wobei das 01 am Durchfließen gehindert wird. Dadurch wird Druck erzeugt und Flüssigkeitsbremsung der Relativbewegung bewirkt, wenn ein Antriebsrad keinen Halt findet und sich beschleunigt. Bei solchen bekannten Anordnungen wird aber bei Relativgeschwindigkeiten, bei denen Sperrung eintreten sollte, so wenig Flüssigkeit befördert, daß; ein sehr hoher Druck notwendig ist, um eine wirksame Sperrung zu erzielen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ausgleichgetriebe von einfacher Bauart, von großer Festigkeit und niedrigen Herstellungskosten zu schaffen,.. das die Belastung gleichmäßig auf die verschiedenen Umlaufritzel zu verteilen vermag, ohne allzu enge Toleranzen zu erfordern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, für ein gegebenes Drehmoment ein Ausgleichgetriebe von kleinstem Außendurchmesser zu entwickeln, bei welchem der Durchmesser durch Vergrößerung der axialen Länge des Getriebes verkleinert werden kann.
Weiter soll der gebräuchliche Träxer der Umlaufritzel durch einen viel einfacheren""Drehkörper ersetzt werden, der gleichachsig mit dem früheren Träger angeordnet ist.
Auch sollen sich mehr als zwei Umlaufritzel anordnen lassen, ohne daß ein 4 zweiteiliger Träger oder zweiteiliges Antriebseletpent benötigt wird.
Ein anderer Zweck der Erfindung ist auch eine verbesserte Anordnung eines Ausgleichgetriebes mit geteiltem Antriebselement.
Beim Ausgleichgetriebe nach. der Erfindung wird der Sperrungsgrad durch Unterschiede der Zähnezahlen der gleichachsigen Zahnräder des Getriebes bestimmt, und es kann vollständige oder teilweise Sperrung mit der gleichen grundlegenden Bauart erreicht werden.
Das Ausgleichgetriebe eignet sich besonders. zur Sperrung durch Flüssigkeitsbremsung, und es wird ohne übermäßigen Flüssigkeitsdruck eine weiche und doch genügende Sperrung erreicht.
Bei dem Ausgleichgetriebe mit Flüssigkeitsbremsung wird. bei einer gegebenen, Relativgeschwindigkeit der beiden angetriebenen Achsen viel mehr Öl gefördert als bei bekannten Ausgleichgetrieben; mit Flüssigkeitsbremsung, weil die Umlaufritzel gezwungen. werden, viel schneller an ihren Gegenrädern abzurollen.
Auch wird Bremsung durch die Förderung von Öl durch die Zähne der Zahnräder erreicht, wobei dieses Öl im Ausgleichgetriebe von dem Schmieröl der äußeren Antriebsräder getrennt gehalten wird und davon verschieden sein kann.
Weitere Zwecke der Erfindung ergeben. sich aus der Beschreibung einiger. bevorzugter Ausführungsbeispiele und aus den Ansprüchen. In den Zeiehnu.ngen zeigt Fig. i einen teilweisen Axialschnitt eines bekannten Ausgleichgetriebes mit Sperrung, Fig.2 einen entsprechenden Schnitt eines Ausgleichgetriebes nach der Erfindung, Fig.3 einen Axialschnitt eines Ausgleichgetriebes, das nach einer weiteren Ausführungsart der Erfindung hergestellt ist, Fig. 4, 5 und 6 vergrößerte Teilansichten, welche die 'verschiedene Zahnkämmung eines der Umlaufritzel des Getriebes der Fig. 3 mit den drei Innen.-rädern zeigen, -Fig. 7 eine schematisch gehaltene Axialansicht, welche das antreibende Innenrad, die drei Umlaufritzel und das Zentralrad des Ausgleichgetriebes der Fig. 3 zeigt, Fig.8 eine Teilansicht ähnlich der Fig.7, die eine etwas abgeänderte Ausführungsart veranschaulicht, Fig.9 einen Axialschnitt eines Ausgleichgetriebes, das nach einer weiteren Ausführungsart der Erfindung hergestellt ist, Fig. io einen Axialschnitt eines Ausgleichgetriebes, das nach einer noch anderen Bauart der Erfindung ausgeführt ist, Fig. i i einen Axialschnitt eines Ausgleichgetriebes entsprechend einer we.iteren.Auisführungsform der Erfindung; hier ist das Getriebe als Zahnradpumpe ausgebaut, und die Ölförderung dieser Pumpe wird gehemmt, um eine Flüssigkeitsbremsung der Relativbewegung zu erreichen, Fig. 12, 13 und 14 vergrößerte Teilansichten, die den Zahneingriff der drei Innenzahnräder der Fig. i i mit einem Umlau.fritzel darstellen, Fig. 15 einen Schnitt nach Linie 15-15 der Fig. ii, mit dem Blick in der Richtung der Pfeile, Fig. 16 zum Teil eine Seitenansicht, zum Teil einen Axialschnitt des Hüllkörpers, welcher im Ausgleichgetriebe der Fig. i i den Öldruck bei Relativbewegung erzeugt, und Fig. 17 einen Teilquerschnitt und eine Tei(axialansdcht dieses H'üllkörpers; hier ist der Hüllkörper gegenüber seiner Lage in Fig. 16 um 9o° gedreht.
Wie erwähnt, zeigt Fig. i einen bekannten Vorschlag eines Ausgleichgetriebes mit Sperrung. In diesem Getriebe bestand jeder Umlaufkörper 20 aus drei Ritzeln 21, 22 und, 23 von verschiedenen Zähnezahlen und verschiedenen Durchmessern. Diese Ritzel waren aus einem Stück gemacht oder fest miteinander verbunden. Sie sollten mit je - einem der drei verzahnten Innenräder 24, 25 und 26 kämmen. Das Innenrad 25 war als Antriebsrad des Ausgleichgetriebes bestimmt, und die Innenräder 24 und 26 sollten die Seitenräder sein. Diese sollten durch Keilnuten mit je einer der beiden Antriebswellen 28, 29 der Treibräder verbunden sein. Die Umlaufkörper 20 sollten auf Bolzen oder Wellen 30 gelagert sein, deren Enden in einem Halter 31 befestigt waren. Das Antriebsrad 25 sollte zwischen den beiden Hälften 32 und 33 des Antriebsträgers festgehalten sein, der in üblicher Weise in Rollenlagern 34, 35 oder Kugellagern gelagert war. Das Antriebsrad der Hinterachse, hier als Kegelrad oder Hypoidrad 37 dargestellt, sollte in üblicher Weise am Antriebsträger befestigt sein, dessen Teile 32 und 33 in üblicher Weise mit Schrauben 38 und :Muttern 39 zusammengehalten wurden.
Soweit bekannt ist, war dieses Ausgleichgetriebe nie auf dem Markt. Aber es arbeitet nach gewissen Grundlagen, die zum Verständnis der Erfindung beitragen, und ist deswegen erläutert worden. Im Ausgleichgetriebe nach Fig. i bewirkt eine Drehung des Umlaufkörpers 2o um seine Achse eine Drehung des Seitenrades 24, die langsamer ist als die Drehung des mittleren oder Antriebsrades 25, und sie bewirkt eine Drehung des Seitenrades--6, die schneller ist als die Drehung des Rades 25. Gegenüber dem Antriebsrad 25 drehen sich also die beiden Seitenräder 24, 26 in entgegengesetzter Richtung, wie es notwendig ist in einem Ausgleichgetriebe. Gegenüber dem Antriebsrad.25 rollen dann die Umlaufkörper 20 verhältnismäßig schnell mit einer Umlaufgeschwindigkeit herum, die der Drehgeschwindigl!eit des Rades 25 bei feststehender Achse des Umlaufkörpers gleicht. Diese Geschwindigkeit ist viel größer als die relative Drehgeschwindigkeit eines jeden Seitenrades gegenüber dem Antriebsrad 25. Diese schnelle Umlaufgeschwindigkeit, d. 1i. die Übersetzung ins Schnelle, ergibt eine Reibung, welche die Relativbewegung des Atisgleichgetriebes abzubremsen, <l. h. zu sperren, sucht.
Dadurch wird dieses Getriebe zum Sperrgetriebe mit mehr oder weniger Sperrung, die es ermöglicht, ein Antriel>sinoment auch dann zu erzeugen, wenn eines der beiden Triebräder wenig Halt findet.
Um die Last auf die verschiedenen Umlaufkörper des Ausgleichgetriebes gleichmäßig zu verteilen, muß man diese Umlaufkörper genau gleich bemessen. Auch müssen die drei Ritze121,22und23 genau ausgerichtet sein. Überdies muß die Zahndicke der Ritzel21 der verschiedenen Umlaufkörper 2o des Ausgleichgetriebes genau gleich sein, wie auch die Zahndicke der Ritzel 22 genau gleich sein soll. Dasselbe gilt für die Ritze123. Diese Bedingungen sind in Serienherstellung sehr schwierig zu erfüllen und nur mit bedeutenden Kosten. Die Kosten dieses Ausgleichgetriebes werden weiterhin dadurch vergrößert, daß verschieden große Radkörper für die beiden Seitenräder 24 und 26 benötigt werden und daß die Lagerflächen für diese Seitenräder im Antriebsgehäuse verschiedene Durchmesser erhalten müssen.
Gegenüber diesem bekannten Vorschlag enthält im Ausgleichgetriebe nach der Erfindung jeder Umlaufkörper nur ein .einziges langes Ritzel4o (Fig.2). Dieses Ritzel hat den gleichen Durchmesser, die gleiche Zähnezahl und die gleiche Zahndicke auf seiner ganzen Länge. Ein jedes Umlaufritzel kämmt mit allen drei verzahnten Innenrädern 41, 42, 43. Ein jedes dieser Innenräder hat eine andere Zähnezahl. Das Innenrad 42 ist das Antriebsrad des Ausgleichgetriebes, und die Innenräder 41 und 43 sind die Seitenräder. Diese sind durch Keilnuten an die Triebradwellen 45 und 46 gekuppelt. Die Seitenräder 41 und 43 erhalten eine kleinere bzw. eine größere Zähnezahl als das innenverzahnte Antriebsrad 42. Dieses weist also eine Zähnezahl auf, die zwischen den Zähnezahlen der Seitenräder liegt. Diese Anordnung ist nach den. bekannten Zahnradgrundregeln möglich, nach welchen die Zahnraddurchmesser nicht notwendigerweise die genaue Übersetzung bestimmen. Das Momentanzentrum, d. h. der Punkt, wo reines Rollen besteht, liegt bei jedem der drei verschiedenen Zahnradpaare q.0-41, 4o-42 und 4o-43 in einer verschiedenen radialen Lage. Die Paare haben also verschiedene Teilkreisdurchmesser. Mit anderen Worten ist das einzige Ritzel4o von Fig.2 imstande, die gleiche Bewegung zu übertragen wie die drei zusammenhängenden Ritzel der Fig. i.
Bei einem einzigen Ritzel 40 ist jeder Zahn über seine ganze Länge hin ausgerichtet, so daß das Ausrichten kein Problem darstellt. Auch können die Zahndicken bei den mehreren Umlaufkörpern viel besser gleichgehalten werden, wenn jeder Umlaufkörper nur eineneinzigen Zahnkranzenthält, als wenn jeder Utnlaufkörper drei verschiedene Zahnkränze hat. Auch das Antriebsgehäuse kann, billiger hergestellt und bearbeitet werden, da die Lagerflächen der Seitenräder gleichen Durchmesser haben. Die Seitenräder 41 und 43 können aus gleichen Radkörpern hergestellt werden, was die Kosten weiterhin verringert. Die beiden Teile des Antriebsgehäuses und das Antriebsrad 42 werden auf übliche Art durch Schrauben 49 und Muttern 49 zusammengehalten und sind auf übliche Art in Rollenlagern 54 und 54 oder Kugellagern gelagert. 44 ist das übliche Antriebsrad der Hinterachse.
Eine weitere Ersparnis ist durch die Erfindung insofern erreicht, als die einzigen Ritzel der Umlaufkörper in einer einzigen Bearbeitung verzahnt werden können und nicht drei verschiedene Bearbeitungen benötigen. Auch kann eine weitere Verbesserung dadurch erreicht werden, daß das An.-triebsrad 42 breiter gemacht wird als die Seitenräder 41 und 43. Das vergrößert die Tragkraft, da das Antriebsrad 42 die gesamte Last der beiden Seitenräder tragen muß.
In der Ausführungsform der Erfindung nach Fig.2 sind die Umlaufritzel4o auf Bolzen oder Wellen 47 gelagert, welche an ihren beiden Enden in einem Halter oder Träger 48 befestigt sind, der gleichachsig zu den Wellen 45, 46 angeordnet und frei drehbar ist.
Eine weitere Verbesserung nach der Erfindung besteht darin, daß man ohne Halter oder Träger auskommt. Fig.3 zeigt eine solche Ausführungsform der Erfindung.
In dieser Ausführungsform sind die Umlaufritzel mit 5o bezeichnet. 51, 52 und 53 sind die verzahnten Innenräder, welche mit den Ritzeln 50 kämmen. Das Innenrad 52 ist das Antriebsrad. Räder 51 und 53 sind die Seitenräder. Sie sind durch Nuten mit je einer der Wellen 55 und 56 verbunden. An Stelle eines gelagerten Trägers, in dem die L?inlaufritzel gelagert sind, wird hier ein verzahntes Zentralrad 57 eingeführt. Es ist schwebend ohne Lagerung angeordnet (Fig.7), und es wird nicht von außen angetrieben. Es berührt die Umlaufritzel 5o gleichzeitig auf beiden Seiten seiner Zähne und hält diese in der richtigen. Lage.
Die Lager der Umlaufritzel in einem bekannten Ausgleichgetriebe müssen genau den richtigen Winkelabstand haben und genau parallel zur Achse des Trägers sein, denn nur dann haben die verschiedenen Kitzel gleiche Belastung. Eine weitere Bedingung für die verschiedenen Kitzel, die in dem Träger gelagert sind, besteht in der Forderung gleicher Zahndicke der Kitzel. Wird nach der Erfindung der Träger durch ein Zentralrad 57 ersetzt, so kann eine gleichmäßige Belastung der verschiedenen Kitzel viel leichter erreicht werden. Auch Kitzel mit weiter Toleranz, wie z. B: mit verschiedenen Zahndicken, werden durch das Zentralrad gezwungen, die gleiche Belastung zu tragen.
Wenn eines der Ritzel5o eine größere Last zu tragen sucht als die anderen, dann würde es durch den vergrößerten Radialdruck das Zentralrad 57 gegen die anderen Kitzel 5o drücken, bis das Gleichgewicht wiederhergestellt ist. Gleichgewicht ist dann vorhanden, wenn alle Kitzel 5o die gleiche Belastung haben. Die Einführung des Zentralrades bewirkt daher gleiche Belastung der Umlaufritzel. Demgemäß ist das Zentralrad nicht nur ein Ersatz für den gelagerten Träger, sondern eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Träger. Auch kostet es bedeutend weniger als der Träger 48.
Eine weitere Eigenschaft der Ausführungsform der Erfindung nach Fig.3 ist die neue Art, mit welcher das Antriebsgehäuse geteilt und zusammengebaut ist. Dieses Gehäuse besteht aus den zwei Teilen 58 und. 59 und dem Innenrad 52. Dieses Rad ist mit den Seitenteilen 58 und 59 durch Klauenkupplungen 6o und 61 verbunden, welche z. B. nach einem bekannten Verfahren hergestellt werden können. Die Teile 58 und 59 werden durch eine Buchse 63 zusammengehalten, die an beiden Enden gegenläufige Innengewinde aufweist. Diese stehen mit entsprechenden Außengewinden der Teile 58 und 59 des Antriebsgehäuses im Eingriff. Die Buchse 63 kann an einem Ende mit Seitenzähnen 66 versehen sein, welche durch ein passendes Werkzeug ergriffen werden können, um die Buchse zu drehen. Dadurch werdien die beiden Teile 58, 59 des Antriebsgehäuses längs ihrer Achse einander angenähert oder voneinander entfernt, je nach dem Drehsinn der Buchse.
Meistens sind Gewinde von so großem Durchniesser unbeliebt, weil die Herstellungstoleranzen einen einseitigen Druck erzeugen können und ungleiche Verteilung des Druckes auf dem Umfang. Dieser Nachteil wird hier dadurch vermieden, daß an der Buchse 63 zwischen den beiden Gewinden 64 und 65 ein Verbindungsstück 67 vorgesehen ist, welches einen dünneren Querschnitt aufweist als die Gewindeteile. Die Teile 58 und 59 werden so stark zusamineagezogen, daß das Verbindungsstück 67 der Buchse etwas Tiber die elastische Grenze gestreckt wird. Diese Streckung gleicht den Druck auf (lern ganzen Umfang der Buchse aus.
Der Teil 58 des Antriebsgehäuses ist mit einem Flansch 68 versehen, an welchem (las Teller- oder Hypoidrad 7o des Achsantriebes durch Schrauben 71 festgemacht ist. Das "'#iitriel)sgeliäuse ist in zwei Lagern 73 und 74 iti üblicher Z\@eise gelagert. Die beiden Seitenräder 51 und 53 finit Innenverzahnung können aus genau gleichen Radkörpern geschnitten werden. Sie haben Naben 75 und 76, welche in den Teilen 58, 59 des Antriebsgehäuses drehbar gelagert sind und durch Keilnuten mit den Keilwellen 55, 56 verbunden sind.
Die Umlaufritzel 5o können eine beliebige bekannte Zahnform haben. Die Innenräder werden so hergestellt, daß sie zu den kitzeln passen. Dies kann beispielsweise im Al)wälzverfahren mittels eines Stoßrades geschehen, das dem Kitzel entspricht. Auch Formwerkzeuge können verwendet werden, deren Profil einer Zahnlücke entspricht und in diese hineinpaßt. Die bekannte Evolventenverzahnung kann verwendet werden; doch ist die Erfindung nicht auf Evolventenverzahnungbeschränkt.
Fig. 4, 5 und 6 sind mehr oder weniger schematische Ansichten, die den Zahneingriff an verschiedenen Stellen längs des Umlaufritzels veranschaulichen. Sie zeigen, wie ein und dasselbe Kitzel 5o richtig mit den verschiedenen Innenrädern 5z, 52, 53 kämmen kann, die zwar denselben Kopfkreis und denselben Fußkreis, aber verschiedene Teilkreise haben. Der Teilpunkt 8o (Fig.4) ist das Momentanzentrum, wo reines Rollen zwischen dem Kitzel 5o und dem Innenrad .3 i auftritt. Er liegt auf der Mittellinie 8r-82, die die Mittelpunkte 8r und 82 des Innenrades und des Kitzels verbindet, in solcher Lage, daß die Teilhalbmesser 8o-8> und 8o-82 in demselben Verhältnis zueinander stehen wie die Zähnezahlen des Innenrades 31 und Kitzels 5o. Durch den Punkt 8o verläuft der Teilkreis. Diese Beziehung ist bekannt, und die Lage des Teilpunktes 8o dieses Zahnradpaares kann daher ohne weiteres bestimmt werden. In gleicher Weise kann die Lage des Teilpunktes 84 des Zahnradpaares 5o-52 und die Lage des Teilpunktes 86 des Zahnradpaares 50-53 bestimmt «-erden. Wie ersichtlich, liegt der Teilpunkt 8o nahe beim Grundkreis (nicht eingezeichnet) des Kitzels. Der Teilpunkt 84 liegt etwa in der Mitte der Zahnhöhe, und der Teilpunkt 86 liegt in der Nähe des Außenkreises des Kitzels. Wie bei allen Evolventenverzahnungen sind auch hier die Eingriffslinien gerade und gehen durch die Teilpunkte. Alle diese Zähne haben einen richtigen Zahneingriff.
In dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung enthalten die Kitzel 50 zwölf Zähne. Das Antriebsrad 52 hat sechsunddreißig Zähne. Das Innenrad 51 hat neununddreißig Zähne, und (las Innenrad 53 'hat dreiunddreißig Zähne. Das Zentralrad 57 isthier genau gleich wie die Kitzel 5o und hat zwölf Zähne. Es ist klar, daß die Zähnezahlen der Innenräder 51, 52, 53 so gewiihlt werden müssen, d.aß dieRitzel in den Zahneingriff eingeführt werden können, d. h. daß die Zahnlücken der Räder 51, 52, 53 an den Eingrifisstellen zusammenfallen. Dies ist erreichbar, wenn der Unterschied der Zähnezahlen eines Seitenrades 5 i oder 53 und des treibenden Innenrades 52 durch die Anzahl der Umlaufritzen teilbar ist. Im Beispiel ist dieser Unterschied. drei. Daher können drei Umlaufritzel5o angeordnet werden. Wäre der Unterschied vier, dann könnten entweder zwei oder vier Umlaufritzen vorgesehen werden. Je größer dieser Unterschied ist im Verhältnis zur Zähnezahl des innenverzahnten Antriebsrades 52, desto kleiner ist die erreichte Sperrung.
Bei gleichem Unterschied der Zähnezahlen bei beiden Seitenrädern 51 und 53 würde das Seitenrad 51 mit der größeren Zähnezahl ein größeres Drehmoment erhalten als das andere Seitenrad! 53, wenn die teilweise Sperrwirkung nicht da wäre. Ohne irgendwelche Reibung würden die Drehmomente im Verhältnis der Zähnezahlen der Seitenräder stehen. Im obigen Beispiel würden sie im Verhältnis von neununddreißig zu dreiunddreißig stehen, d.li. von dreizehn zu elf. Während diese Ungleichheit beim geraden Fahren durch die Sperrwirkung aufgehoben wird, kommt sie zum Vorschein, wenn die beiden Antriebsräder sich gegeneinander drehen. Dann erhält das eine Rad etwas mehr Antriel> als das andere. Da das Rad näher der Straßenmitte im ganzen einen etwas besseren Halt haben mag als das Rad, das näher an der Seite der Straße läuft, so ist vorzugsweise dieses erste Rad mit dem Seitenrad 5 i mit größerer Zähnezahl verbunden.
Bei Fahrzeugen mit Vierradantrieb wird meistens verlangt, daß das Ausgleichgetriehe zwischen dem Vorderachs- und dem Hinterachsantrieb die Kraft ungleich aufteilt und ein höheres Drehmoment auf die Hinterachse überträgt als auf die Vorderachse. Wenn dazu ein Ausgleichgetriebe nach der Erfindung in einem Vierradantrieb gebraucht wird, so kann (lies auf zwei Arten erreicht werden. Ein Weg besteht darin, daß der Unterschied der Zähnezahlen der Innenräder so groß angenommen wird, daß die Seitenräder "Zähnezahlen im Verhältnis der gewünschten Drehmomente erhalten. Ein anderer Weg besteht im Gebrauch von verschiedenenZähnezahlunterschieden bei den beiden Seitenrädern. Es kann bewiesen werden, daß die bei Fortfall der Reibung übertragenen Drehmomente proportional der Zähnezahl eines Seitenrades 51 bzw. 53 sind und umgekehrt proportional dem Unterschied dieser Zähnezahl von der Zähnezahl des innenverzahnten Antriebsrades 52. Beispielsweise mit dreißig Zähnen an einem Seitenrad und sechsunddreißig Zähnen beim Antriebsrad ergibt sich dieses Verhältnis zu Wenn das andere Seitenrad vierzig Zähne hat, dann ist der Unterschied von sechsunddreißig vier, und das Verhältnis ist Die bei Fortfall der Reibung übertragenen Drehmomente stehen dann im Verhältnis von fünf zu zehn oder auch eins zu zwei.
Ungleiche Unterschiede der Zähnezahlen können auch dazu verwendet werden, um gleiche Drehrnomente bei Fortfall der Reibung zu erhalten. Beispielsweise mit zweiundvierzig Zähnen am Seitenrad 51 und achtundvierzig Zähnen am innenverzahnten Antriebsrad 52 ist das obige Verhältnis Wenn das andere Seitenrad 53 sechsundfünfzig Zähne hat, dann ist der Unterschied von achtundvierzig acht, und das obige Verhältnis ist Beide Verhältnisse sind gleich sieben. Das gleiche Drehmoment wird dann an beide Seitenräder 51, 53 übertragen, wenn man die Reibung unberücksichtigt läßt.
Auch andere Zähnezahlen können für die Innenräder gewählt werden, wie z. B. zwanzig, vierundzwanzig und dreißig. Hier ist das Verhältnis 20 gleich 6°. Es zeigt dies an, daß beide Seitenräder 4 -bei Fortfall der Reibung das gleiche Drehmoment erhalten. Diese letzteren Zähnezahlen sind in der Ausführungsform der Fig. i i bis 15 dargestellt.
Bei den letzterwähnten Gruppen von Zähnezahlen können nur zwei Umlaufritzen vorgesehen werden. Es beruht dies darauf, daß zwei in beiden Unterschieden vier und sechs enthalten ist. Auch ist zwei der einzige gemeinsame Faktor der Unterschiede sechs und acht.
Die Ritzel5o können mit geraden oder mit schraubenförmigen Zähnen versehen werden. Bei schraubenförmigen Zähnen mit genügend großer Zahnneigung kann eine Rolle 9o (Fig. 8) das Zentralzahnrad 57 ersetzen, wenigstens wenn das Antriebsrad 52 eine verhältnismäßig große Zahnbreite hat. Die Rolle 9o berührt die zylindrische Kopffläche der Zähne eines jeden Umlaufritzens 50'. Im übrigen wirkt es auf gleiche Art wie das Zentralzahnrad 57. Es gleicht die Belastung der verschiedenen Umlaufritzel 50' aus.
Das in Fig. 3 abgebildete Ausgleichgetriebe hat etwa denselben Durchmesser wie die üblichen Ausgleichgetriebe für Personenwagen. Mit der dargestellten und mit drei Umlaufritzeln ist das Ausgleichgetriebe sehr kräftig, stärker als es sein muß. Sein Durchmesser kann verkleinert werden, während es für die Größe des Achsantriebsrades 70 immer noch stark genug bleibt, wie aus Fig. 9 ersichtlich. Die Verkleinerung im Durchmesser vermindert noch weiter die Kosten, und das Gewicht und ist auch oft aus anderen Gründen wünschenswert.
Fig.9 zeigt eine Bauart eines Antriebsgehäuses aus einem Stück nach der Erfindung. Dieses Gehäuse ist mit ioo bezeichnet. Es ist in zwei Rollen-oder Kugellagern ioi und io2 gelagert. Das Ausgleichgetriebe hat drei Umlaufritzen io5, welche durch ein Zentralzahnrad io6 in der richtigen Lage gehalten werden. Die Umlaufritzen io5 stehen mit verzahnten Innenrädern 107, io8 und iog im Eingriff. Das Antriebsrad io8 ist aus einem Stück mit dem Antriebsgehäuse geformt. Die Seitenräder 107 und iog sind ringförmig. Ihre Zähne können mit einem durchgehenden Werkzeug geräumt werden. Die Umlaufritzel 105 und das Zentralrad io6 werden in axialer Richtung durch dünnte Platten 1 io gehalten, welche die zylindrische Innenfläche der Zähne der Seitenräder 107 und io8 berühren, und durch Sprengringe i i i axial gesichert sind. Die Innenräder 107 und iog sind drehbar im Antriebsgehäuse ioo gelagert. Eine Seite eines jeden. dieser beiden Innenräder wird durch einen Vorsprung i 12 axial gehalten, der durch das Antriebsrad io8 gebildet wird. Am entgegengesetzten Ende lehnt sich ein jedes an einen Ring 114 an., der durch einen Sprengring 115 in der richtigen Lage gehalten wird. Die verzahnten Innenräder 107, io8 und io9 sind nach den schon erläuterten Grundsätzen hergestellt, so daß sie richtig mit dien Ritzeln 105 kämmen. Ein jedes dieser Innenräder hat eine andere Zähnezahl als die beiden anderen Innenräder.
In der veranschaulichten Bauart nach der Erfindung sind die Antriebswellen hohl und haben innere Köpfe i2o, 121. Diese enthalten an der Außenseite Zähne, welche in die Zahnlücken der Seitenräder 107 bzw. 109 passen. Dadurch sind sie mit den Seitenrädern gekuppelt. Die Zähne der Seitenräder sind genügend breit bemessen, um eine solche Verbindung oder Kupplung zu ermöglichen. Die Außenzähne 122, 123 können in der Längsrichtung ballig gemacht werden, wenn dies erwünscht ist, um Ungenauigkeiten. in der Lagerung und Vei#-biegung durch Belastung unschädlich zu machen.
Fig. io zeigt ein Ausgleichgetriebe nach einer Ausführungsart der Erfindung, das in, einem Fahrzeug mit Vierradantrieb die Treibkraft auf die Vorderräder und die Hinterräder aufteilt. Das gleiche Ausgleichgetriebe könnte aber auch zwischen zwei gleichachsigen Rädern verwendet werden. Es mag zwei Umlaufritzel 130 und ein verzahntes Zentralrad, 131 haben. Es hat ein innenverzahntes Antriebsrad 132 und innenverzahnte Seitenräder 138, 139. Ein Stirnrad 137 dient zum Antrieb des Gehäuses 134 und ist mit ihm zusammen aus dem gleichen Stück hergestellt. Das Gehäuse ist auf Rollenlagern oder Kugellagern 135, 136 gelagert.
Die Innenräder 132, 138, 139 haben verschiedene Zähnezahlen wie in. den schon beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung. Die Seitenräder 138 und 139 besitzen an ihren äußeren Enden Hohlteile, die axial verlaufende Einschnitte 140 bzw. 141 haben.
Die Flanken dieser Einschnitte 14o können durch Rollen 142 eines Universalgelenkgliedes 143 erfaßt werden, das gestrichelt angedeutet ist. Auf gleiche Weise können die Flanken der Einschnitte 141 durch Rollen 142' eines Universalgelenkglied'es 143' erfaßt werden, das auch gestrichelt eingezeichnet ist. Die Universalgelenke können jedoch beliebig ausgeführt sein.
Je eine Platte 145 mit einer Eindrehung ist zwischen den Einschnitten 140 bzw. 141 und der Verzahnung der Seitenräder 138 und 139 eingefügt. Diese Platten werden von der Seite der Verzahnung eingebaut und können an ihren Stirnseiten Zähne aufweisen, welche in die Zahnlücken ihrer Seitenräder passen und die Platten gegen Relativdrehung sichern. Die Platten 145 stoßen gegen die innere Stirnfläche der Vorsprünge an, in welchen die Einschnitte 140, 141 liegen. Die Platten 145 sichern die Umlaufritzel 130 und das Zentralrad gegen Verschiebung in Achsenrichtung.
Die Seitenräder 138 und 139 sind im Antriebsgehäuse 134 drehbar gelagert und werden gegen Verschiebung in Achsenrichtung durch die Seitenflächen 149 des innenverzahnten Antriebsrades 132 und durch Stirnringe 15o gehalten. Diese Ringe sind an das Antriebsgehäuse 134 angeschraubt und befestigen auch die Lager 135, 136. Sie selbst sind gegen Drehung gesichert, z. B. durch Stifte 151.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung soll mit dem in Fig. i i bis 17 dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert werden. In diesem wird das Ausgleichgetriebe als Zahnradpumpe ausgestaltet, und der freie Durch,fluß von Öl von den Druckseiten zu den Saugseiten wird gedrosselt, so daß Flüssigkeitsdruck erzeugt und Arbeit verbraucht wird. Durch die Förderung von 01 oder anderer im Ausgleichgetriebe eingeschlossener Flüssigkeit unter Druck wird eine Flüssigkeitsbremsung der Relativbewegung erreicht, so daß eine erhebliche Sperrung bewirkt wird.
In den meisten üblichen Ausgleichgetrieben ist der Träger der Umlaufritzel unmittelbar mit dem Achsantriebsrad verbunden; wenn ein Seitenrad festgehalten wird, so läuft das andere Seitenrad zweimal so schnell herum wie der Träger. Es erfordert daher im üblichen Ausgleichgetriebe zwei vollständige Umdrehungen des einen Seitenrades gegenüber dem anderen Seitenrad, um den. Zahneingriff mit jedem Umlaufritzel auf seinem ganzen Umfang herumgehen zu lassen. Im Ausgleichgetriebe nach der Erfindung rollen die Ritzel schneller an den Seitenrädern ab als beim üblichen Ausgleichgetriebe. Dies beruht auf den Unterschieden der Zähnezahlen der Seitenräder. Wenn daher ein Ausgleichgetriebe nach, der Erfindung als Zahnradpumpe ausgebildet wird, so wird bei zwei relativen Drehungen der Seitenräder entsprechend, mehr C51 gefördert als bei üblichen Ausgleichgetrieben, die als Zahnradpumpen wirken. Bei Ausgleichgetrieben nach der Erfindung entspricht daher eine gegebene Druckerhöhung einem entsprechend größeren Arbeitsverbrauch im 0I und einer entsprechend größeren inneren Brems- oder Sperrwirkung. Aus diesem Grund ist bei Ausgleichgetrieben nach der Erfindung eine genügend große Sperrwirkung ohne übergroßen Flüssigkeitsdruck erreichbar. Ein Ausgleichgetriebe nach der Erfindung ist daher viel besser dazu geeignet, als Ölbremse der Relativbewegung zu wirken als übliche Ausgleichgetriebe mit ihrem viel langsameren Zahneingriff. Die Klasse der Ausgleichgetriebe, bei welchen das System der Umlaufritzel sich sowohl gegenüber dem Antriebsgehäuse als auch gegenüber einem jeden Seitenrad bewegt, ergibt eine besonders günstige Anwendung als Zahnradpumpe, um eine innere Bremsung oder Sperrung zu erreichen.
Bei dem in Fig. i i bis 17 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das innenverzahnte Antriebsrad 155 wiederum aus einem Stück mit dem Antriebsgehäuse 156 geformt, und die innenverzahnten Seitenräder 157, 158 sind in diesem.Gehäuse gelagert. Die Umlauf ritzel sind mit i6o bezeichnet. Wie vorher kämmen sie mit allen drei Innenrädern, d. h. die Zähne greifen ineinander ein. Wenn das Ausgleichgetriebe als Zahnradpumpe arbeiten soll, dann sind große Zähne erwünscht, un ) die Ölförderung zu vergrößern. Im allgebildeten Beispiel hat das innenverzahnte Antriebsrad 155 vierundzwanzig Zähne, die Seitenräder 157, 158 halsen zwanzig bzw. dreißig Zähne, und die Umlaufritzel 16o halsen sechs Zähne.
Wenn ein Umlaufritzel 16o bei feststehender Achse gedreht wird., so daß das Innenrad. 155 eine Umdrehung macht, dann machen die Seitenräder 157 und 158 Umdrehungen, d. h. des Innenrades 155 macht das eine Seitenrad, 157, Umdrehungen. Für je fünf Umdrehungen sechs Umdrehungen und das andere Seitenrad, 158, vier Umdrehungen. Dabei machen die beiden Seitenräder zwei Umdrehungen gegenoinander. Bei dieser Relativbewegung der Seitenräder kommen diese beim üblichen Ausgleichgetriebe nur einmal in Zahneingriff mit einem Ritzel. Im oben beschriebenen Ausgleichgetriebe nach der Erfindung hingegen kommt das eine Seitenrad, sechsanal, das andere Seitenrad viermal in Zahneingriff mit einem Ritzel und das mittlere Antriebsrad fünfmal. Dadurch wird ein vielfaches Ölvolumen gefördert gegenüber dem üblichen Differential. Die geförderte Ölmenge wird weiterhin durch den Eingriff der Umlaufritzel mit dem verzahnten Zentralrad 161 vergrößert. Die große Ölmenge, die sogar bei mäßigen Relativgeschwindigkeiten gefördert wird, ergibt die gewünschte Sperrwirkung durch Flüssigkeitsbremsung bei den erwünschten Relativgeschwindigkeiten und ohne übermäßigen Flüssigkeitsdruck.
Fig. 12, 13 und 14 veranschaulichen den Zahneingriff zwischen einem Umlaufritzel 16o und den Innenrädern 157, 155 und 158. Die Bezugszahl 162 bezeichnet die Drehachse des Umlaufritzels und 164 die gemeinsame Drehachse der Innenräder 157, 155, 158. Die Teilpunkte, d.li. die Momentanzentren, sind mit 166, 167 und 168 bezeichnet. Diese liegen in verschiedener Entfernung von der Ritzelac'hse 162 auf der Mittellinie 164-162. Am Ritzel sind schraubenförmige Zähne 169 vorgesehen. Sie kämmen mit schraubenförmigen Zähnen 170, 171 und 172 der drei Innenräder. Schraubenförmige Zähne sind erwünscht, um eine gleichförmige Bewegung zu übertragen, da bei den Innenrädern 155 und 157 der Profileingriff nicht genügend lang ist, um allein von einem Zahn bis zum nächsten die gleichförmige Bewegung zu übertragen. Auch eine neue Art dies Zusammenbaues eines Ausgleichgetriebes ist in Fig. i i veranschaulicht. Das Antriebsgehäuse 156 hat einen Flansch 175, an welchem das Antriebsrad des Fahrzeuges befestigt werden kann. Das Antriebsrad ist nicht eingezeichnet. Die Lager 176 und 177 des Antriebsgehäuses sitzen auf Endteilen 178 und 179, die am Hauptteil 156 des Antriebsgehäuses befestigt sind. Jeder Endteil wird daran zentriert und wird durch eine Mutter i8o gegen eine Stirnfläche des Hauptteiles gepreßt. Die Mutter greift in ein Außengewinde des Hauptteiles 156 ein. Eine dünne Platte 182 voll nachgiebigem Material ist zwischen dem Flansch 183 jeder Mutter und dem entsprechenden Endteil 178 oder 179 angeordnet und bewirkt eine gleichmäßige Druckverteilung längs des Umfanges. Auch hält sie das Gewinde jederzeit unter Belastung, so daß die Mutter dadurch gesichert ist. Ein jedes Seitenrad 157 oder 158 ist drehbar in einem dieser Endteile und auch im Hauptteil 156 gelagert. Auf der einen Seite liegt es an der Innenfläche des Endteiles und auf der anderen Seite an einer der Seitenflächen 185 des Innenrades 155 an.
Vorzugsweise wird im Ausgleichgetriebe ein Ölvorrat oder Flüssigkeitsvorrat benutzt, der gegen das Hochdruckschmieröl abgedichtet ist, das zur Schmierung des Hinterac'hsantrie'bes oder eines anderen Antriebes des Gehäuses 156 dient. Die Seitenräder 157 und 158 sind an ihrem inneren Ende durch Platten 187 abgeschlossen und abgedichtet, die an den Seitenrädern angesch.Nveißt,sein können. , Vorzugsweise wird ein gehäuseartiger Körper 190 (Fig. 11, 15 Isis 17) benutzt, um den freien Durchfluß des Öles zu drosseln, wenn sich die Ritzel um ihre Achsen drehen, d. h. während der Relativdrehung der beiden Seitenräder. Es ist ein ungeteiltes Gußstück. Dieser Körper, der die Ritzel und Räder teilweise umhüllt, muß mit genügend Spiel passen, so daß die gewünschte Druckerhöhung bei einer gegebenen Relativgeschwindigkeit auftritt. Es enthält gegenüberstehende Arbeitsteile 192, die an beiden Enden durch Flansche 193 verbunden sind. Diese Flansche sind die einzige Verbindung der Arbeitsteile. Hohlräume 194 sind zwischen den beiden Arbeitsteilen vorgesehen, welche die Umlaufritzel i6o enthalten. Das Zentralrad 161 liegt in der inneren Bohrung 195. Die Außenflächen 196 der Flansche 193 stehen in Berührung mit Ringen 198, die in die Innenräder 157 und 158 eingebaut sind. Diese Ringe können an ihrer Stirnseite mit Zähnen i99 versehen sein, die in die Zahnlücken der Seitenräder passen und eine Drehung der Ringe verhüten. Die Ringe können auch weggelassen werden.
Zwischen den Endteilen 178, 179 und den zugehörigen Seitenrädern 157, 158 sind Abdichtungen 200 vorgesehen. Sie sind nicht aus Metall hergestellt und halsen einen U-förmigen Querschnitt. Sie können beispielsweise aus Kunstgummi ad. dgl. gemacht werden, so daß eine Seite der U-Form an den entsprechenden Endteil gebunden ist. Die andere Seite wird gegen die Hinterseite eines Seitenrades gedruckt. Eine Druckerhöhung sucht die U-Form auseinanderzudrücken und den Druck zwischen der Dichtung und dem Seitenrad zu erhöhen. Eine solche Abdichtung ist auch bei hohem Druck wirksam. jedoch kann auch irgendeine bekannte Abdichtung verwendet werden.
Ein Ölverlust durch die Schraubengewinde, in welche die Muttern i8o eingreifen, kann dadurch vermieden werden, daß die Gewinde vor dem Zusammenlau mit einer abdichtenden Substanz überzogen oder bedeckt werden.
Erst durch die Erfindung ist ein einfaches und praktisches Ausgleichgetriebe mit Flüssigkeitsbremsung der Relativbewegung möglich geworden.
Die hier beschriebenen Ausführtin-sformen der Erfindung sind nur Beispiele. Die Erfindung ist nicht auf diese allein beschränkt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Ausgleichgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Antriebsgehäuse, drei gleichachsigen, relativ drehbaren Zahnrädern, von denen eines mit dem Antriebsgehäuse verbunden ist und von denen zwei mit den Triebwellen verbunden sind, und verzahnten Umlaufkörpern, die mit den gleichachsigen Zahnrädern kämmen und im Eingriff damit gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufkörper mit einer einzigen Verzahnung versehene Ritzel (50, Tos; 130, 16o) sind, welche mit allen drei gleichachsigen Rädern (z. B. 51, 52, 53) kämmen, die infolge gegenseitiger Profilverschiebung verschiedene Zähnezahlen haben.
2. Ausgleichgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die drei gleichachsigen Zahnräder (z. B. 51, 52, 53) im wesentlichen gleiche Zahnkopf- und Zahnfußdurchmesser haben.
3. Ausgleichgetriebe nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle drei gleichachsigen Zahnräder (z. B. 51, 52, 53) Innenräder sind.
4. Ausgleichgetriebe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein jedes Umlaufritzel eine einzige zylindrische Außenfläche (9i) hat, die sich auf die ganze verzahnte Länge des Ritzels erstreckt.
5. Ausgleichgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Ritzel parallel angeordnet sind und daß das mit dem Antriebsgehäuse verbundene Zahnrad (z. B. 52) breiter ist als die beiden andern gleichachsigen Zahnräder (51, 53).
6. Ausgleichgetriebe nach Anspruch i oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle eines gelagerten Ritzelträgers (3i) ein oder mehrere zentrale drehbare Körper (;.7 oder go) a.ag@o@ (1-net sind, welche die Ritzel (5o) im 1?ingriff mit den genannten Zahnrädern (51, 52, 53) halten.
7. Ausgleichgetriel- nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeich,@et, daß ein Zentralrad (57) angeordnet ist, welches mit den Umlaufritzeln kämmt. B.
Ausgleichgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet. (laß das Zentralrad (57) gleichgeformt ist wie die Umlaufritzel (5o).
9. Ausgleichgetriehe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Zähnezahlen der drei gleichachsigen Zahnräder (51.52, 53) alle durch die Anzahl der Umlaufritzel (5o) teilbar sind. io.
Ausgleichgetriehe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Seitenrad (51) eine Zä'h@z°zal;l aufweist gleich der Differenz der Zähnezahl des mittleren Rades (52) minus der Anzahl der Umlaufritzel (5o) und daß das andere Seitenrad (53) eine Zähnezahl aufweist gleich der Sumine der Zähnezahl des mittleren Rades (52) plus der Anzahl der Umlaufritzel (5o). i i.
Ausgleichgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ritzel (5o) gerade oder schraubenförmige Zähne aufweisen.
12. Ausgleichgetriebe nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet., daß die Ritzel schraubenförmige Zähne aufweisen, wenn derUnterschied der Zähnezahlen des mittleren Rades (52) und eines Seitenrades (51) größer ist als die Anzahl der Umlaufritzel (5o).
13. Ausgleichgetriebe nach Anspruch i oder 3, dadurch gekennzeichnet, (la.ß das Getriebe als Zahnradpumpe derart ausgebildet ist, daß der freie Durchfluß der eingeschlossenen Flüssigkeit gedrosselt wird, um eine Flüssigkeitsbremsung der Relativbewegung des Ausgleichgetriebes zu erhalten.
14. Ausgleichgetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichgetrieb,e einen eigenen Ölvorrat besitzt, der vom Schmieröl des Achsenantriebes abgedichtet ist.
15. Ausgleichgetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselung des Öldurchflusses durch einen gehäuseartigen, zusammenhängenden Körper (igo) bewirkt wird.
16. Ausgleichgetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zentralzahnrad (161) vorgesehen ist, (las mit den Umlaufritzeln (16o) im Eingriff steht und zur Flüssigkeitsförderung beiträgt.
17. Ausgleichgetriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der den freien Durchfluß der Flüssigkeit drosselnde gehäuseartige Körper nur an den beiden Enden zusammenhängt.