DE102014220601A1

DE102014220601A1 - Ausgleichsgetriebe

Info

Publication number: DE102014220601A1
Application number: DE102014220601.4A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Glassner
Original assignee: Steyr & Co KG Engineering Ct GmbH; Engineering Center Steyr GmbH and Co KG
Current assignee: GLASSNER, RUDOLF, AT
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2016-04-14
Anticipated expiration: 2034-10-11
Also published as: DE102014220601B4; WO2016055255A1

Abstract

Ein Ausgleichsgetriebe umfassend miteinander kämmende Umlaufräder (1) und zwei zentrale Ausgangsstirnräder (2) zweier Ausgangswellen, wobei die Umlaufräder (1) jeweils mit einem der Ausgangsstirnräder (2) kämmen, wobei die Umlaufräder (1) und die Ausgangsstirnräder (2) in einem Gehäuse (3) angeordnet sind, wobei das Gehäuse (3) selbst zur Lagerung der Umlaufräder (1) ausgebildet ist und die Umlaufräder (1) direkt am Gehäuse (3) gelagert sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ausgleichsgetriebe, insbesondere ein Stirnradausgleichsgetriebe. Das Ausgleichsgetriebe umfasst miteinander kämmende Umlaufräder (auch Planetenräder genannt) und zwei zentrale Ausgangsstirnräder zweier Ausgangswellen, wobei die Umlaufräder jeweils mit einem der Ausgangsstirnräder kämmen, wobei die Umlaufräder und die Ausgangsstirnräder in einem Gehäuse angeordnet sind.
Stand der Technik
Ausgleichsgetriebe oder Differentialgetriebe sind an sich bekannt und werden beispielsweise als Achsdifferential in mehrspurigen Fahrzeugen verwendet. Dort ist sein Zweck, zwei Räder so anzutreiben, dass sie in Kurven unterschiedlich schnell aber mit gleicher Vortriebskraft drehen können. Den gleichen Zweck hat das Zentraldifferential in allradgetriebenen Fahrzeugen, bei denen die Leistung auf zwei oder mehr angetriebene Achsen verteilt werden soll.
So offenbart beispielsweise die DE 1555887 A1 ein Differentialgetriebe mit ersten und zweiten Zahnrädern, die koaxial fluchtend im Abstand zueinander angeordnet sind und jeweils mit in entgegengesetzten Richtungen führenden Achsen verbunden sind.
Aus der DE 10 2012 214 767 A1 ist ein Differentialgetriebe bekannt, mit einem zum Umlauf um eine Differentialachse vorgesehenen Planetenträger der als Blechumformteil gefertigt ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Ausgleichsgetriebe anzugeben, dass nur wenige Einzelteile benötigt und kompakt und leicht gebaut werden kann.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Ausgleichsgetriebe umfassend miteinander kämmende Umlaufräder und zwei zentrale Ausgangsstirnräder zweier Ausgangswellen, wobei die Umlaufräder jeweils mit einem der Ausgangsstirnräder kämmen, wobei die Umlaufräder und die Ausgangsstirnräder in einem Gehäuse angeordnet sind, wobei das Gehäuse selbst zur Lagerung der Umlaufräder ausgebildet ist und die Umlaufräder direkt am Gehäuse gelagert sind.
Das Gehäuse, das die Umlaufräder aufnimmt und den Planetenträger für die Umlaufräder bildet, und somit üblicherweise den Eingang des Ausgleichsgetriebes darstellt, wird hierdurch direkt zur Lagerung der Umlaufräder genutzt, ohne zusätzliche Bauteile wie Lagerbolzen zu verwenden. Die Form des Gehäuses selbst ist dazu so ausgebildet, dass eine Lagerung der Umlaufräder am Gehäuse möglich ist.
Hierdurch kann auf zusätzliche Bauteile zur Lagerung der Umlaufräder verzichtet werden und somit auch Gewicht und Bauraum eingespart werden.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.
Vorzugsweise sind die Umlaufräder als außenverzahnte Hohlräder, mit Hohlräumen um die jeweiligen Drehachsen der Umlaufräder, ausgebildet und Ausformungen des Gehäuses reichen jeweils in die Hohlräume der Umlaufräder, so dass die Umlaufräder direkt auf den Ausformungen des Gehäuses gelagert sind.
Besonders bevorzugt sind diese Ausformungen des Gehäuses zylindrische Ausformungen, insbesondere an jedem Umlaufrad jeweils zwei zylindrische Ausformungen die axial von beiden Seiten in die Hohlräume reichen.
Bevorzugt weist das Gehäuse an der Außenseite für jedes Umlaufrad eine kreisbogenförmige Ausbuchtung auf, wobei die Ausbuchtung jeweils die Außenkontur des Umlaufrades nahe umgreift. Hierdurch wird eine besonders kompakte Bauform des Ausgleichsgetriebes ermöglicht, da das Gehäuse dem minimalen Bauraumbedarf der Umlaufräder folgt.
Bevorzugt ist das Gehäuse aus zwei Halbschalen zusammengesetzt.
Bevorzugt sind die zwei Halbschalen entlang einer gewellten Ringfläche, die durch die kreisbogenförmigen Ausbuchtungen gebildet wird, gefügt und/oder an Kreisflächen, an welchen sich die jeweils zwei zylindrischen Ausformungen berühren – besonders bevorzugt an beiden genannten Fügeflächen. Die Fügeflächen stehen normal auf die Drehachsen der Umlaufräder.
Diese Formgebung der Halbschalen ermöglicht ein besonders steifes Gehäuse, ermöglicht eine Reduktion der Blechdicke und eine geschlossene Form, ohne der Verwendung von Bohrungen.
Vorzugsweise sind die Fügeflächen des Gehäuses öldicht gefügt, bevorzugt geschweißt, insbesondere durch Kondensator-Entladungsschweißen, um eine Öldichtheit des Ausgleichsgetriebes zu erreichen.
Das Gehäuse kann aus zumindest einem, bevorzugt aus zwei Blechumformteilen bestehen, insbesondere aus zwei baugleichen, tiefgezogenen, topfförmigen Blechschalen.
Zur Gewährleistung der Öldichtheit können zwischen dem Gehäuse und den Ausgangswellen öldichte Abdichtungen vorgesehen sein.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine seitliche Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebes entsprechend dem Schnitt A-A der 2.
2 ist eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebes von vorne, entsprechend dem Schnitt B-B der 1.
3 ist eine Detaildarstellung eines Ausschnitts aus 2.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßes Ausgleichsgetriebe in zwei Schnittansichten dargestellt. Das Ausgleichsgetriebe umfasst acht miteinander kämmende Umlaufräder 1 und zwei zentrale Ausgangsstirnräder 2 die achsparallel zu den Drehachsen 4 der Umlaufräder 1 angeordnet sind. Die Umlaufräder 1 kämmen jeweils mit einem der Ausgangsstirnräder 2, und zwar – wie in 2 dargestellt – kämmt jeweils abwechselnd eines der Umlaufräder mit dem einen Ausgangsstirnrad und das nächstfolgende Umlaufrad mit dem anderen Ausgangsstirnrad, so dass jedes Ausgangsstirnrad insgesamt mit vier Umlaufrädern kämmt. Die Umlaufräder 1 und die Ausgangsstirnräder 2 sind in einem Gehäuse 3 angeordnet, dass den Antrieb des Ausgleichsgetriebes bildet.
Die Umlaufräder 1 sind als außenverzahnte Hohlräder, mit zentralen Hohlräumen um die jeweiligen Drehachsen 4 der Umlaufräder 1, ausgebildet und jeweils zwei zylindrische Ausformungen 5 des Gehäuses 3 reichen axial von beiden Seiten in die Hohlräume der Umlaufräder 1, so dass die Umlaufräder 1 direkt auf den zylindrischen Ausformungen 5 des Gehäuses 3 gelagert sind.
Das Gehäuse 3 weist an der Außenseite für jedes Umlaufrad 1 eine kreisbogenförmige Ausbuchtung 6 auf, wobei die Ausbuchtung 6 jeweils die Außenkontur des Umlaufrades 1 nahe am Umlaufrad 1 umgreift.
Das Gehäuse 3 ist aus zwei Halbschalen 7, 8 zusammengesetzt, nämlich aus zwei baugleichen, tiefgezogenen, topfförmigen Blechschalen, die spiegelsymmetrisch zusammengesetzt sind.
Die zwei Halbschalen 7, 8 sind entlang einer gewellten Ringfläche 9, die durch die kreisbogenförmigen Ausbuchtungen 6 gebildet wird, gefügt und an acht Kreisflächen 10, an welchen sich die jeweils zwei zylindrischen Ausformungen 5 berühren. Die Fügeflächen 9, 10 stehen normal auf alle Drehachsen 4.
Zwischen dem Gehäuse 3 und den Ausgangswellen sind – nicht dargestellte – öldichte Abdichtungen vorgesehen. Die einzigen beiden Öffnungen des Gehäuses 3 sind jene für die beiden Ausgangswellen.
Jedes Umlaufrad 1 ist mit drei Zahneingriffen antriebsverbunden: ein Eingriff mit einem Ausgangsstirnrad 2 und je ein Eingriff mit jedem der zwei benachbarten Umlaufräder 1. Die Anzahl der Umlaufräder 1 ist acht. Die geometrischen Eingriffsbedingungen durch die drei Zahneingriffe bedingen eine starke Einschränkung in der Wahl der Zähnezahlen.
Die Umlaufräder 1 weisen jeweils 10 Zähne auf, die Ausgangsstirnräder 2 weisen jeweils 16 Zähne auf. Das Verhältnis der Zähnezahl eines Ausgangsstirnrades 2 zur Zähnezahl eines Umlaufrades 1 ist 1,6. Die Verdoppelung der Zähnezahlen von Umlaufrädern 1 und Ausgangsstirnrädern 2 erfüllt ebenfalls die Einbaubedingungen. Eines der Ausgangsstirnräder 2 ist über vier Zahneingriffe mit vier Umlaufrädern 1 antriebsverbunden. Diese vier Umlaufräder 1 sind über acht Zahneingriffe mit im Umlaufsinn um 45 Grad versetzt angeordneten weiteren vier Umlaufrädern 1 antriebsverbunden, welche wiederum über vier Zahneingriffe mit dem anderen Ausgangsstirnrad 2 antriebsverbunden sind.
Die radiale Positionierung der Ausgangsstirnräder 2 erfolgt über die Kontaktflächen zu den Umlaufrädern 1 (2), die axiale Positionierung über eine Kreisringfläche zur Halbschale 7, 8 und in der Symmetrieebene des Gehäuses 3 über eine Kreisringfläche zum jeweils anderen Ausgangstirnrad 2 (1).
In 3 ist ein Detailausschnitt aus 2 dargestellt, in welchem der Bereich des Eingriffs zwischen einem Umlaufrad 1 und einem Ausgangsstirnrad 2 gut zu sehen ist. Die Eingriffsverzahnungen der Umlaufräder 1 und der Ausgangsstirnräder 2 weisen im Zahnfußbereich eine optimierte Formgebung auf. Die Eingriffsevolvente ist im Fußbereich nachgeformt. Dies führt zu einer Stärkung der Verzahnung in diesem Bereich und zu einem kraftschlüssigen Rollkontakt durch die zylindrischen Kontaktflächen von Kopfbereich und Fußbereich, jedes der im Eingriff stehenden Stirnräder.
Bezugszeichenliste

1: Umlaufrad
2: Ausgangsstirnrad
3: Gehäuse
4: Drehachse
5: Ausformung des Gehäuses
6: Ausbuchtung
7: Halbschale
8: Halbschale
9: gewellte Ringfläche
10: Kreisfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1555887 A1 [0003]
DE 102012214767 A1 [0004]

Claims

Ausgleichsgetriebe umfassend miteinander kämmende Umlaufräder (1) und zwei zentrale Ausgangsstirnräder (2) zweier Ausgangswellen, wobei die Umlaufräder (1) jeweils mit einem der Ausgangsstirnräder (2) kämmen, wobei die Umlaufräder (1) und die Ausgangsstirnräder (2) in einem Gehäuse (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) selbst zur Lagerung der Umlaufräder (1) ausgebildet ist und die Umlaufräder (1) direkt am Gehäuse (3) gelagert sind.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufräder (1) als außenverzahnte Hohlräder, mit Hohlräumen um die jeweiligen Drehachsen (4) der Umlaufräder, ausgebildet sind und Ausformungen (5) des Gehäuses (3) jeweils in die Hohlräume der Umlaufräder (1) reichen, so dass die Umlaufräder (1) direkt auf den Ausformungen (5) des Gehäuses (3) gelagert sind.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformungen (5) des Gehäuses zylindrische Ausformungen (5) sind, bevorzugt an jedem Umlaufrad (1) jeweils zwei zylindrische Ausformungen (5) die axial von beiden Seiten in die Hohlräume reichen.
Ausgleichsgetriebe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) an der Außenseite für jedes Umlaufrad (1) eine kreisbogenförmige Ausbuchtung (6) aufweist, wobei die Ausbuchtung (6) jeweils die Außenkontur des Umlaufrades (1) nahe umgreift.
Ausgleichsgetriebe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) aus zwei Halbschalen (7, 8) zusammengesetzt ist.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Halbschalen (7, 8) entlang einer gewellten Ringfläche (9), die durch die kreisbogenförmigen Ausbuchtungen (6) gebildet wird, gefügt sind und/oder an Kreisflächen (10), an welchen sich die jeweils zwei zylindrischen Ausformungen (5) berühren, gefügt sind, wobei die Fügeflächen (9, 10) bevorzugt normal auf alle Drehachsen (4) stehen.
Ausgleichsgetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügeflächen (9, 10) des Gehäuses (3) öldicht gefügt sind, bevorzugt geschweißt, insbesondere durch Kondensator-Entladungsschweißen.
Ausgleichsgetriebe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) aus zumindest einem, bevorzugt zwei, Blechumformteilen besteht, insbesondere aus zwei baugleichen, tiefgezogenen, topfförmigen Blechschalen.
Ausgleichsgetriebe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (3) und den Ausgangswellen öldichte Abdichtungen vorgesehen sind.