DE4120475A1 - Bevel gear drive for all-wheel drive of vehicle - has gear drive carrier in connection with input gear independent of central bevel gears which lie in axial plane vertical to central axes - Google Patents
Bevel gear drive for all-wheel drive of vehicle - has gear drive carrier in connection with input gear independent of central bevel gears which lie in axial plane vertical to central axesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Umlaufrädergetriebe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a planetary gear according to the Preamble of claim 1.
Ein Umlaufrädergetriebe dieser Art ist aus der ATZ Automobil technische Zeitschrift 89 (1987) 11, S. 596 bekannt und als fliehkraftabhängige Zuschaltkupplung für die eine Antriebsachse verwendet, während die andere Antriebsachse permanent ange trieben ist. Der Umlaufräderträger des bekannten, in Stirnrad-Bau weise ausgeführten Umlaufrädergetriebes ist durch eine fliehkraftabhängige Bremse festbremsbar, während das die grö ßere Zähnezahl aufweisende Zentralkegelrad über eine zusätz liche Kegelradstufe mit dem Eingangszahnrad in Antriebsverbin dung steht, welches von einem einem Antriebsmotor im Kraftfluß nachgeordneten Gangwechselgetriebe angetrieben ist. Die Momen tenverteilung auf beide Antriebsachsen ist jedoch 1 : 1, weil die Achsübersetzung der von dem die kleinere Zähnezahl aufwei senden Zentralkegelrad angetriebenen Fahrzeugachse entsprechend ausgelegt ist.A planetary gearbox of this type is from the ATZ automobile technical journal 89 (1987) 11, p. 596 known and as centrifugal clutch for one drive axle used while the other drive axle is permanently on is driven. The planet gear carrier of the well-known, in spur gear construction epicyclic gear is executed by a centrifugal brake can be braked while the gr Central bevel gear with larger number of teeth via an additional bevel gear stage with the input gear in drive connection manure, which is from a drive motor in the power flow downstream gear change gear is driven. The Moms However, the distribution on both drive axles is 1: 1 because the final drive ratio of which the smaller number of teeth send central bevel gear driven vehicle axle accordingly is designed.
Wenn Schlupf an der permanent angetriebenen Fahrzeugachse auf tritt, wird der Umlaufräderträger mit einer hohen Übersetzung ins Schnelle angetrieben, wodurch die Fliehkraftbremse so ak tiviert werden soll, daß das Abstützmoment und damit das auf die zuschaltbare Antriebsachse übertragene Antriebsmoment un abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit ausschließlich von der absoluten Drehzahldifferenz zwischen Vorder- und Hinterachse gesteuert wird.If there is any slip on the permanently driven vehicle axle occurs, the planet gear carrier with a high gear ratio driven quickly, which makes the centrifugal brake so ak tiviert that the support torque and thus on the switchable drive axle transmitted drive torque un depending on the vehicle speed only on the absolute speed difference between front and rear axles is controlled.
Bei diesem bekannten Umlaufrädergetriebe sind als Umlaufräder sogenannte Stufenplaneten mit zwei Zahnkränzen unterschied licher Zähnezahl verwendet, die jedoch durch Profilverschiebung als eine durchgehende Verzahnung ausgebildet sind.In this known epicyclic gearbox are as epicyclic gears so-called stepped planets with two sprockets Licher number of teeth used, but due to profile shift are designed as a continuous toothing.
Aus der DE-OS 21 08 026 ist ein gattungsfremdes Umlaufräderge triebe in Kegelrad-Bauweise bekannt, bei welchem die beiden Zentralkegelräder unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen, um das Antriebsmoment ungleich auf zwei Fahrzeugachsen aufzutei len. Die jeweilige Drehachse der Umlaufkegelräder ist gegenüber der Zentralachse unter einem Achsenwinkel ungleich 90° geneigt angeordnet.DE-OS 21 08 026 is a non-generic rotary gear drives in bevel gear design known in which the two Central bevel gears have different numbers of teeth in order distributing the drive torque unequally on two vehicle axles len. The respective axis of rotation of the planetary bevel gears is opposite the central axis inclined at an axis angle not equal to 90 ° arranged.
Unabhängig hiervon sind profilverschobene Verzahnungen bei der Evolventenverzahnung als Normalfall anzusehen (Dubbel, 14. Auflage, Springer-Verlag Berlin-Heidelberg-New York, 1981, S. 457).Regardless of this, profile-shifted gears are at Involute toothing to be regarded as a normal case (Dubbel, 14. Edition, Springer-Verlag Berlin-Heidelberg-New York, 1981, p. 457).
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesent lichen darin, ein kostengünstiges Umlaufrädergetriebe mit un gleicher Momentenverteilung auf Vorder- und Hinterachse zu schaffen.The object underlying the invention is essentially Lichen in it, an inexpensive epicyclic gearbox with un equal torque distribution on the front and rear axles create.
Die erläuterte Aufgabe ist in vorteilhafter Weise mit den Merk malen von Patentanspruch 1 gelöst.The task explained is advantageous with the Merk paint solved by claim 1.
Die bei dem Umlaufrädergetriebe nach der Erfindung verwendete Kegelrad-Bauweise hat sich als besonders kostengünstig er wiesen. The used in the epicyclic gear according to the invention Bevel gear design has proven to be particularly inexpensive grasslands.
Bei dem Umlaufrädergetriebe nach der Erfindung sind im wesent lichen noch folgende Vorteile erreicht.In the epicyclic gear according to the invention are essentially The following advantages are achieved.
Bei nicht zu großen Unterschieden zwischen den Zähnezahlen der Zentralkegelräder - ein Verhältnis 45 : 55 gilt traktionsmäßig als günstig - kann ein gerader Lagerbolzen für die Umlaufke gelräder verwendet werden wie bei herkömmlichen Achsdifferen tialen auch.If there are not too big differences between the number of teeth on the Central bevel gears - a 45: 55 ratio applies in terms of traction as cheap - can a straight bearing pin for the Umlaufke Gel wheels are used as with conventional axle differentials tials too.
Der Übersetzungsunterschied der Zentralkegelräder wird durch Profilverschiebung erreicht, d. h., obwohl die Zentralkegelräder etwa gleiche Kopf- und Fußkreiskegel besitzen, haben sie un terschiedliche Zähnezahlen, z. B. 18 : 22 für ein Momentenver hältnis von 45 : 55.The difference in translation of the central bevel gears is by Profile shift reached, d. i.e., although the central bevel gears have about the same head and root cones, they have un Different numbers of teeth, e.g. B. 18:22 for a moment ver Ratio of 45: 55.
Die Wälzkegel liegen dann nicht auf Mitte Zahnhöhe.The roller cones are then not at the center of the tooth height.
Sofern vier statt zwei Umlaufkegelräder verwendet werden, kann für zwei gegenüberliegende Räder ein langer durchgehender La gerbolzen verwendet werden. Die beiden anderen Umlaufkegelräder werden auf kurzen Lagerzapfen gelagert, die sich mit ihrem ei nen Ende jeweils in Aussparungen des langen durchgehenden La gerbolzens abstützen. Dabei müssen die kurzen Lagerzapfen nicht senkrecht auf dem durchgehenden Lagerbolzen stehen, sondern können - in Umfangsrichtung verschoben - winklig auf den La gerbolzen zulaufen.If four instead of two planetary bevel gears are used, can for two opposite bikes a long continuous la bolts are used. The other two planetary bevel gears are stored on short journals, which are with their egg NEN end in recesses of the long continuous La support the bolt. The short journals do not have to stand vertically on the continuous bearing pin, but can - shifted in the circumferential direction - at an angle to the La run towards the bolt.
Auf diese Weise können Montierbarkeitsbedingungen, die aus den Zähnezahlen und der Zahl der Umlaufkegelräder herrühren, er füllt werden sowie Montageöffnungen zur Einführung der Kegel räder in ein diesbezügliches Getriebegehäuse zwischen den Auf nahmebohrungen für die kurzen Lagerzapfen und den durchgehenden Lagerbolzen vorgesehen werden. In this way, assembly conditions resulting from the Number of teeth and the number of revolving bevel gears, he be filled as well as assembly openings for the introduction of the cone wheels in a related gearbox between the on bore holes for the short trunnion and the through Bearing bolts are provided.
Auch wenn das Ausgleichsgetriebegehäuse geteilt ist, hat ein Umlaufkegelradträger, bei dem die Drehachsen der Kegelräder in einer Ebene liegen, Herstellungsvorteile (Wuchtung beim Ab drehen).Even if the differential case is split, one has Rotating bevel gear carrier, in which the axes of rotation of the bevel gears in one level, manufacturing advantages (balancing in Ab rotate).
Das Umlaufrädergetriebe nach der Erfindung ist in vorteil hafter Weise als Geländewagenverteilergetriebe mit optimiertem Antriebsstrang einsetzbar.The epicyclic gear according to the invention is advantageous as an off-road vehicle transfer case with optimized Powertrain can be used.
Bei dem Umlaufrädergetriebe nach der Erfindung entsteht schon bei Geradeausfahrt eine konkrete Momentenverteilung im Verhält nis bspw. 45 : 55.In the epicyclic gear according to the invention already arises when driving straight ahead, a concrete torque distribution in the ratio e.g. 45: 55.
Ein wesentlicher Vorteil liegt bei dem Umlaufrädergetriebe nach der Erfindung darin, daß eine einfache Bauweise erreicht ist, da das Getriebegehäuse nicht geteilt sein muß und der die Um laufkegelräder tragende Lagerzapfen nicht abgewinkelt sein muß und dadurch einfach herzustellen und zu montieren ist.A significant advantage lies with the epicyclic gear the invention in that a simple construction is achieved, since the gearbox does not have to be divided and the order bearing journals carrying bevel gears need not be angled and is therefore easy to manufacture and assemble.
Gegenüber dem Umlaufrädergetriebe nach der Erfindung in Kegel rad-Bauweise sind Doppelplanetengetriebe mit zentralen Stirn rädern ungleicher Zähnezahl wesentlich aufwendiger, schwerer und haben mehr Eigenreibung, so daß diese für ABS wenig taug lich sind.Compared to the epicyclic gear according to the invention in cone wheel design are double planetary gears with a central forehead wheels of unequal number of teeth much more complex, heavier and have more self-friction, so that these are not very suitable for ABS are.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von drei in der Zeichnung schematisch darge stellten Ausführungsformen. In der Zeichnung bedeuten Fig. 1 einen die Zentralachse enthaltenden Axialschnitt durch ein Umlaufkegelrädergetriebe nach der Er findung in der ersten Ausführungsform, Details of the invention will become apparent from the following description of three embodiments shown schematically in the drawing. In the drawing: Fig. 1 mean an axial section containing the central axis through a planetary bevel gear according to the invention in the first embodiment,
Fig. 2 ein Zapfenkreuz in Einzeldarstellung einer zweiten Ausführungsform des Umlaufkegelräderge triebes nach der Erfindung, und Fig. 2 is a cross in a single representation of a second embodiment of the planetary bevel gear according to the invention, and
Fig. 3 als Einzeldarstellung einen Querschnitt durch das Getriebegehäuse einer dritten Ausführungsform des Umlaufkegelrädergetriebes nach der Erfindung. Fig. 3 as a separate representation a cross section through the gear housing of a third embodiment of the planetary bevel gear according to the invention.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 weist ein Getriebegehäuse 7 zwei zu einer Zentralachse 13-13 koaxiale Lagerhalse 24 und 25 auf, über welche das Getriebegehäuse 7 in der üblichen Weise gegen über einem nicht drehenden stationären Gehäuse drehbar abge stützt bzw. gelagert ist. Das Getriebegehäuse 7 wird von einem durchgehenden Lagerbolzen 23 durchsetzt, der mit seiner Achse 10 in einer zur Zentralachse 13-13 senkrechten Achsenebene II-II des Getriebegehäuses 7 angeordnet und mit seinen Bolzen enden in zur Drehachse 10 fluchtenden Lageröffnungen 26 und 27 in der Gehäusewand 21 des Getriebegehäuses 7 fixiert ist. Auf dem Lagerbolzen 23 sind zwei Umlaufkegelräder 8 drehbar gela gert, welche mit zwei Zentralkegelrädern 5 und 6 kämmen, welche mit ihrer hülsenförmigen Habe in der Zentralöffnung des zuge hörigen Lagerhalses 24 bzw. 25 drehbar abgestützt sind. . Referring to Figure 1, a gear housing 7, two to a central axis 13 - 13 coaxial bearing necks 24 and 25, via which the gear housing 7 with respect to a non-rotating stationary housing supports in the usual manner rotatable abge or is mounted. The gear housing 7 is penetrated by a continuous hinge pin 23, which with its axis 10 in a to the central axis 13 - of the transmission case 7 is disposed perpendicular 13 axis plane II-II and with its bolt ends in aligned to the rotational axis 10 bearing holes 26 and 27 in the housing wall 21 of the gear housing 7 is fixed. On the bearing pin 23 are two revolving bevel gears 8 rotatably gela, which mesh with two central bevel gears 5 and 6 , which are rotatably supported with their sleeve-shaped property in the central opening of the associated bearing neck 24 or 25 .
Das Getriebegehäuse 7 - welches zur Montage der Kegelräder ge teilt sein oder eine Montageöffnung aufweisen kann - weist ei nen Befestigungsflansch 28 auf, an dem ein zur Zentralachse 13-13 zentrisches ringförmiges Eingangszahnrad 4 befestigt ist, welches von einem Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges her über ein Wechselgetriebe antreibbar ist.The gear housing 7 - which shares may be or a mounting hole for mounting the bevel gears ge - has ei NEN mounting flange 28 on which a to the central axis 13 - centric 13 annular input gear 4 is fixed, which by a drive motor of a motor vehicle forth over a change gear is drivable.
Das Zentralkegelrad 5, das über eine innere Keilnutenverzahnung in seiner Habe mit dem Achsantrieb der Vorderachse des Kraft fahrzeuges in Antriebsverbindung steht, weist eine kleinere Zähnezahl von 18 sowie einen entsprechenden kleineren Teil kegelwinkel 14 auf.The central bevel gear 5 , which has an internal spline in its properties with the final drive of the front axle of the motor vehicle in drive connection, has a smaller number of teeth of 18 and a corresponding smaller part cone angle 14 .
Das andere Zentralkegelrad 6 weist eine größere Zähnezahl von 22 und einen entsprechend größeren Teilkegelwinkel 15 auf. Das Zentralkegelrad 6 ist über eine innere Mitnahmeverzahnung in seiner Habe mit dem Achsantrieb der Hinterachse in Antriebs verbindung bringbar. Damit die Umlaufkegelräder 8 für die bei den verschiedenen Zähnezahlen trotzdem eine durchgehende Ver zahnung 9 aufweisen können, ist die Verzahnung an einem oder beiden der Zentralkegelräder 5 und 6 mit Profilverschiebung ausgeführt.The other central bevel gear 6 has a larger number of teeth of 22 and a correspondingly larger partial bevel angle 15 . The central bevel gear 6 can be brought into drive connection via an internal drive toothing in its properties with the final drive of the rear axle. Thus, the epicyclic bevel wheels 8 may have for in the different numbers of teeth nevertheless a continuous serration 9, the teeth on one or both of the central bevel gears 5 and 6 is carried out by profile displacement.
Aus der beschriebenen Anordnung ergibt sich ohne weiteres, daß das Getriebegehäuse 7 mit seinem Lagerbolzen 23 und gegebenen falls den Lagerzapfen 18 und 19 die Funktion eines Umlaufke gelräderträgers für die Umlaufkegelräder 8 ausübt.From the arrangement described it follows readily that the gear housing 7 with its bearing pin 23 and, if applicable, the bearing journal 18 and 19, the function of a Umlaufke gelradträger for the revolving bevel gears 8 .
Wenn sich die Verwendung von mehr als zwei Umlaufkegelrädern 8 als notwendig erweist, kann ein Zapfenkreuz nach Fig. 2 vor gesehen sein, bei dem zwei aufeinander senkrecht stehende Drehachsen 10-10 und 11-11 verwendet sind, welche in der Ach senebene II-II liegen. Der Drehachse 10-10 sind der durchge hende lange Lagerbolzen 23 mit den beiden Umlaufkegelrädern 8 entsprechend der Ausführungsform von Fig. 1 zugeordnet. Der Drehachse 11-11 sind zwei kurze Lagerzapfen 18 und 19 für je ein zusätzliches Umlaufkegelrad zugeordnet, deren zur Zentral achse 13-13 radial außen liegendes Zapfenende 20 jeweils in einer korrespondierenden Lageröffnung der Gehäusewand 21 und deren inneres Zapfenende 22 jeweils in einer korrespondierenden Aufnahme des durchgehenden Lagerbolzens 23 gehaltert ist.If the use of more than two revolving bevel gears 8 proves necessary, a trunnion cross according to FIG. 2 can be seen before, in which two mutually perpendicular axes of rotation 10 - 10 and 11 - 11 are used, which in the axis II-II lie. The axis of rotation 10 - 10 of the continuous long bearing pin 23 with the two rotating bevel gears 8 are assigned according to the embodiment of FIG. 1. The axis of rotation 11 - 11 are assigned two short journals 18 and 19 for an additional planetary bevel gear, whose central axis 13 - 13 radially outer journal end 20 each in a corresponding bearing opening of the housing wall 21 and the inner journal end 22 each in a corresponding receptacle of the continuous bearing pin 23 is supported.
Anstelle oder zusätzlich zu einer Gehäuseteilung zur Montage der Kegelräder kann die Gehäusewand 21 des Getriebegehäuses 7 gemäß der Ausführungsform der Fig. 3 wenigstens eine Montage öffnung 17 aufweisen. Zu diesem Zweck ist die Drehachse 12-12 der kurzen Lagerzapfen 18, 19 (Fig. 2) um einen Achsenwinkel 16 größer 90° gegenüber der Drehachse 10-10 des durchgehenden Lagerbolzens 23 geneigt und die Montageöffnung 17 im Bereich dieses Winkels vorgesehen.Instead of or in addition to a housing division for mounting the bevel gears, the housing wall 21 of the gear housing 7 according to the embodiment of FIG. 3 can have at least one mounting opening 17 . 12 of short trunnions 18, 19 (Fig. 2) by an axis angle 16 greater than 90 ° relative to the axis of rotation 10 - - To this end, the rotational axis 12 is inclined 10 of the continuous bearing bolt 23 and the mounting hole 17 provided in the region of said angle.
Im übrigen stimmen die Ausführungsformen der Fig. 2 und 3 mit der Ausführungsform der Fig. 1 überein.Otherwise, the embodiments of FIGS. 2 and 3 correspond to the embodiment of FIG. 1.
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