DE69108688T2

DE69108688T2 - Ausgleichsgetriebeeinheit mit schwimmenden Tellerrad.

Info

Publication number: DE69108688T2
Application number: DE69108688T
Authority: DE
Inventors: James R Long
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1990-12-05
Filing date: 1991-11-09
Publication date: 1996-01-04
Anticipated expiration: 2011-11-10
Also published as: JPH04290645A; ATE120839T1; EP0489272B1; DE69108688D1; AR247612A1; BR9105391A; EP0489272A1; ES2070394T3; TR26276A; CA2055626A1; KR920012788A; MX9102318A; MX174273B; US5098355A

Description

EINLEITUNG

Gegenstand der Erfindung ist allgemein eine Tellerrad-Ritzelanordnung zur Übertragung von Drehmoment zwischen einem Drehantriebsglied, wie bspw. einem von der Ausgangswelle eines Gangwechselgetriebes angetriebenen Ritzel, und einem Paar drehend angetriebener Elemente, wie bspw. gepaarte Achswellen, und insbesondere ein Tellerrad sowie eine Ausgleichsgetriebeanordnung, die ein Tellerrad nutzt, das dazu eingerichtet ist, von Ausgleichsritzeln gehalten zu werden, die mit Seitenrädern kämmen, die in einem Achsgehäuse entsprechend drehbar abgestützt sind und die dazu geeignet sind, an den Achswellen gesichert zu werden sowie in Bezug auf diese zu schwimmen, wenn sich die Seitenräder in Reaktion auf die Drehung des Tellerrades drehen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Seit vielen Jahren sind bei Ausgleichsgetriebeanordnungen von Kraftfahrzeugen Tellerräder benutzt worden, um zwischen einem Drehantriebselement, wie bspw. der Ausgangswelle eines Gangwechselgetriebes, und einem Paar drehend angetriebener Elemente, wie bspw. einem Paar im wesentlichen axial fluchtender, voneinander beabstandeter Achswellen, die drehbar gelagert sind und an deren entsprechenden außenbordwärts liegenden Enden jeweils ein Rad montiert ist, Drehmoment zu übertragen.
Die FR-A-475 958 offenbart ein Beispiel einer Ausgleichsgetriebeanordnung für ein Motorfahrzeug, das dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 entspricht. Diese Ausgleichsgetriebeanordnung enthält zwei Seitenräder, die einstückig mit dem jeweiligen inneren Ende der beiden entsprechenden Achswellen ausgebildet sind. Die Achswellen sind in dem Achsgehäuse mittels Kugellager drehbar gelagert. Jede der Achswellen ist mit einer koaxial ausgerichteten Blindbohrung versehen, die sich von dem Mittelpunkt des Gehäuses ausgehend weg erstreckt. Diese Blindbohrungen enthalten Lager für ein sternförmiges Stützteil. Das Stützteil ist mit zwei Stützzapfen versehen, die in den Blindbohrungen der benachbarten Achswellen drehbar gelagert sind.
Das Stützteil trägt das Tellerrad, das mit dem Antriebsritzel kämmt. Außerdem hält das Stützteil die Ausgleichsräder.
Infolge dieser Anordnung ist das Tellerrad der Ausgleichsanordnung von dem Stützteil gehalten, das seinerseits in den Blindbohrungen gehalten ist.
Eine andere Anordnung einer Ausgleichsgetriebeanordnung ist in der FR-A-2 114 558 geoffenbart. Das Tellerrad dieser Anordnung ist mit einer Kugellaufbahn versehen, so daß das Tellerrad direkt in dem Differentialgehäuse montiert ist, das die äußere Kugellaufbahn trägt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Entsprechend ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Tellerrad zur Verwendung bei einer Ausgleichsgetriebeanordnung eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, das dazu geeignet ist, in Bezug auf ein Paar Seitenräder zu schwimmen, die an angetriebenen Elementen gesichert sind und die durch das Tellerrad gedreht werden.
Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein Tellerrad und eine Ausgleichsgetriebeanordnung für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die ein Tellerrad verwendet, das einfach und wirtschaftlich herstellbar ist und das vorteilhafterweise die Anzahl der Komponenten reduziert, die dazu bei Fahrzeugdifferentialen verwendet sind, die Tellerräder benutzen, und das zusätzlich dazu eingerichtet ist, in Bezug auf das Differentialgehäuse und die Seitenräder zu schwimmen, die an den getriebenen Elementen gesichert sind und somit die Präzision bei der Ausrichtung verringern, die für das Tellerrad hierzu erforderlich ist.
Diese Aufgaben werden durch eine Ausgleichsgetriebeanordnung für Kraftfahrzeuge sowie ein Tellerrad gemäß den Ansprüchen 1 bzw. 2 gelöst.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine zentrale Querschnittsansicht auf die Seite einer Ausgleichsgetriebeanordnung nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 ist eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Tellerrades 50;
Fig. 3 ist eine ausschnittsweise, zentrale Querschnitts-Seitenansicht, geschnitten entlang der Linie 2-2 in Fig. 1; und
Fig. 4 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ausgleichsgetriebeanordnung 100.

BESCHREIBUNG EINIGER BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die in Fig. 1 dargestellte Ausgleichsgetriebeanordnung 30 ist von der vorstehend beschriebenen Bauart und erfordert eine Vielzahl von Komponenten und ein viel größeres Gehäuse, um diese zu umschließen.
Die Anordnung 30 dient dazu, Drehmoment von einem Ritzel 32, das von einer drehbaren Ausgangswelle 34 eines Gangwechselgetriebes angetrieben wird, auf ein Tellerrad 36 zu übertragen, wobei seine Zähne mit Zähnen des Tellerrades 36 kämmend in Eingriff stehen. Das Tellerrad 36 ist an einem Rahmen 38 befestigt, der mittels Lager 40 drehbar in Bezug auf ein Gehäuse 42 gelagert ist. Ebenso drehen das Tellerrad 36 und der Rahmen 38 koaxial um eine Achswelle 48, die ein endseitiges Zahnrad 43 aufweist, das an ihrem innerbordwärtigen Ende über geeignete Mittel, wie bspw. eine Profilverzahnung oder Stege, gesichert ist. Es ist somit aus Fig. 1 leicht ersichtlich, daß die Ausgleichsgetriebeanordnung nach dem Stand der Technik eine präzise und kostenträchtige Ausrichtung zwischen dem Tellerrad und dem Differentialgehäuse erfordert.
Die Achswelle 48 ist beabstandet von und im wesentlichen axial fluchtend zu der Achswelle 48' ausgerichtet, die ein endseitiges Zahnrad 43' aufweist, das an ihrem innerbordwärtigen Ende dem endseitigen Zahnrad 43 gegenüberliegend gesichert ist. Die Achswellen 48 und 48' haben eine gemeinsame Mitteldrehachse C&sub2;, die im wesentlichen rechtwinklig zu der mittleren Drehachse C&sub1; des Ritzels 32 steht.
Die endseitigen Zahnräder 43 und 43' stehen mit wenigstens zwei in Umfangsrichtung gleich beabstandeten Ausgleichsritzeln 44 in kämmendem Eingriff, die mittels Zapfen 46 drehbar an dem Rahmen 38 befestigt sind. Die Drehung des Rahmens 38 mittels des Tellerrades 36 veranlaßt die Ritzel 64, um die Achse C&sub2; zu drehen, die ihrerseits die endseitigen Zahnräder 43 und 43' veranlassen, die Achswellen 48 und 48' entsprechend um die Achse C&sub2; zu drehen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Achswelle 48' mittels Lager 40' in Bezug auf das Gehäuse 42 drehbar gelagert und beide Achswellen 48 und 48' können infolge der Sicherung an deren entsprechenden endseitigen Zahnrädern mittels Profilverzahnung relativ leicht entfernt werden, jedoch ist die präzise fluchtende Ausrichtung zwischen dem Tellerrad 36 und dem Rahmen 38 sowie zwischen den Ritzeln 44 und den endseitigen Zahnrädern 43 und 43' wesentlich.
Das Tellerrad und die Ausgleichsgetriebeanordnung der hiernach mit Bezug auf die Fig. 2, 3 und 4 beschriebenen Erfindung gestatten zusätzlich zu dem Weglassen sowohl des Rahmens 38 und der zu seiner Sicherung an dem Tellerrad 36 erforderlichen Bolzen als auch der Zapfen 46 eine wesentliche Verminderung der Größe des Gehäuses 42 infolge des Nichtvorhandenseins des Rahmens 38 und ermöglichen dem Tellerrad zusätzlich, in Bezug auf das Gehäuse und die an den Achswellen gesicherten endseitigen Zähnrädern zu schwimmen.
Fig. 2 veranschaulicht das erfindungsgemäße Tellerrad 50, das dazu eingerichtet ist, in der in Fig. 4 dargestellten Ausgleichsgetriebeanordnung für Kraftfahrzeuge zu schwimmen.
Das Tellerrad 50 weist einen im wesentlichen ringförmigen Aufbau mit einer im wesentlichen runden Umfangsfläche 4 und einer im wesentlichen runden Innenumfangsfläche 6 auf. Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, weist das Tellerrad 50 eine Vielzahl von in Umfangsrichtung im wesentlichen gleichmäßig voneinander beabstandeten Zähnen 8 auf, die sich von dessen Seite zwischen der Umfangsfläche 4 und der Innenumfangsfläche 6 weg erstrekken. Die Zähne 8 sind vorzugsweise vom spiralkegel- oder hypoidverzahnten Typ mit einem gekrümmten Zahnprofil, wie in Fig. 2 dargestellt ist, um das weiche Greifen mit den Zähnen des in Fig. 2 dargestellten Ritzels 16 zu verbessern, das vorzugsweise ebenfalls mit gekrümmten Zähnen versehen ist, um das weiche, kontinuierliche Kämmen mit den Zähnen 8 des Tellerrades 50 zu befördern. Die Verwendung von spiralkegel- oder hypoidverzahnten Zähnen bei Ausgleichsgetriebeanordnungen von Kraftfahrzeugen zur Verbesserung der gleichmäßigen Drehmomentsübertragung ist dem Fachmann bekannt und deshalb hier nicht erneut im Detail erläutert.
Im Gegensatz zu vorstehend beschriebenen Tellerrädern nach dem Stand der Technik ist das Tellerrad 50 mit wenigstens zwei und vorzugsweise vier in Umfangsrichtung im wesentlichen gleich beabstandeten Zapfen 10 (lediglich zwei mit Bezugszeichen versehen) versehen, die sich von der Innenumfangsfläche 6 ausgehend radial nach innen erstrecken und die mit diesem einstückig ausgebildet oder an diesem durch Schweißen oder andere geeignete Sicherungsmittel gesichert sind oder sie können ihrerseits so montiert sein, daß sie drehbar sind und die Ausgleichsritzel 12 sind entweder fest an ihnen gesichert oder drehbar auf ihnen montiert.
An jedem Zapfen 10 ist ein Ausgleichsritzel 12 drehbar befestigt (in Fig. 2 ist lediglich eines dargestellt).
Die Ausgleichsritzel 12 haben einander diametral gegenüberliegende Zähne, die dazu dienen, gleichzeitig mit den Zähnen der Seitenräder 18 und 18' kämmend in Eingriff zu stehen, wie nachfolgend mit Bezug auf die Ausgleichsgetriebeanordnung 100 nach Fig. 4 beschrieben ist.
In Fig. 4 ist ein Dreh-Antriebselement, wie eine Ausgangswelle 14 eines Kraftfahrzeug-Gangwechselgetriebes, durch eine Öffnung führend in einem Gehäuse 11 aufgenommen und entsprechend drehbar gelagert.
Die Welle 14 weist an ihrem Ende ein daran gesichertes Ritzel 16 mit einer zentralen Drehachse auf, die mit "C&sub1;" bezeichnet ist. Die zentrale Drehachse "C&sub2;" des Tellerrades 50 ist im wesentlichen rechtwinklig zu der Achse C&sub1; angeordnet und die Zähne, sowohl des Tellerrades 50 als auch des Ritzels 16, sind dazu ausgelegt, kämmend miteinander in Eingriff zu stehen, so daß das Tellerrad 50 in Reaktion auf die Drehung des Ritzels 16 dreht.
Das Gehäuse 11 enthält vorzugsweise eine einstellbare Schraube 13, die dazu dient, eine Ablenkung der Zähne des Tellerrades 50 von den Zähnen des Ritzels 16 weg zu verhindern, um den kämmenden Eingriff zwischen diesen sicherzustellen.
Das Tellerrad 50 ist in dem Raum zwischen den Enden der axial im wesentlichen miteinander fluchtenden Rad- Achswellen 20 und 20' angeordnet, die außerdem die Achse "C&sub2;" als deren gemeinsame zentrale Drehachse haben. Die Seitenräder 18 und 18' sind an den voneinander beabstandeten, einander gegenüberliegenden Enden der Achswellen 20 bzw. 20' durch geeignete Sicherungsmittel, wie bspw. eine Profilverzahnung (nicht dargestellt) oder Stege, gesichert und zur gemeinsamen Drehung mit diesen drehbar gelagert. Die Zähne der Seitenräder 18 und 18' dienen dazu, mit den Zähnen der Ausgleichsritzel 12 zu kämmen, wobei die Kombination sowohl dazu dient, eine Abstützung für das Tellerrad 50 in den Raum zwischen den Enden der Achswellen 20 und 20' zu erbringen als auch dem Tellerrad 50 zu ermöglichen, die Achswellen 20 und 20' zu drehen, wenn es über das Ritzel 16 angetrieben ist und dies zusätzlich dazu, daß dem Tellerrad 50 ermöglicht wird, in dem Raum zwischen den Enden der Achswellen 20 und 20' zu "schwimmen", weil es an dem Gehäuse 11 nicht fest drehbar gelagert ist, und somit wird ermöglicht, die präzise Ausrichtung zu vermindern, die in der Vergangenheit charakteristischerweise zwischen solchen Komponenten erforderlich war.

Claims

1. Ausgleichsgetriebeanordnung (100) für Kraftfahrzeuge, um ein Drehmoment von einem durch ein Antriebsglied (14) drehend angetriebenen Ritzel (16) auf ein Paar im wesentlichen axial miteinander fluchtender und voneinander beabstandeter drehend angetriebener Teile (20, 20') zu übertragen, die jeweils drehbar gelagert sind, eine im wesentlichen rechtwinklig zu der zentralen Rotationsachse (C&sub1;) des Ritzels (16) angeordnete Rotationsachse (C&sub2;) aufweisen und je ein Seitenzahnrad (18, 18') tragen, das mit ihnen drehfest verbunden ist und deren Zähne über den Abstand zwischen den angetriebenen Teilen (20, 20') einander gegenüberstehen, wobei die Getriebeanordnung (100) aufweist:

ein in dem Zwischenraum zwischen den Seitenzahnrädern angeordnetes Tellerrad (50), das eine ringförmige Gestalt, die zwischen einer inneren Umfangsfläche und einer äußeren Umfangsfläche begrenzt ist, sowie eine zentrale Rotationsachse (C&sub1;) aufweist, die im wesentlichen rechtwinklig zu der zentralen Rotationsachse des Ritzels (16) verläuft, wobei das Tellerrad (50) eine Anzahl von im wesentlichen längs des Umfangs äquidistant angeordneten Zähnen (8) trägt, die sich zwischen dessen innerer und äußerer Umfangsfläche erstrecken, in Richtung auf eines der Seitenzahnräder (18, 18') zeigen und kämmend mit den Zähnen des Ritzels in Eingriff stehen, damit das Tellerrad von diesem in Umdrehungen zu versetzen ist; sowie Ausgleichsritzel (12), von denen jedes diametral gegenüberliegende Zähne trägt, die gleichzeitig mit den Zähnen der beiden Seitenzahnräder (18') kämmend in Eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Tellerrad wenigstens zwei längs dem Umfang äquidistant verteilt angeordnete Zapfen (10) trägt, die von seiner Innenumfangsfläche radial nach innen stehen, daß auf jedem Zapfen ein Ausgleichszahnrad (12) gelagert ist und die in Verbindung damit dazu dienen, eine Lagerung für das Tellerrad zu schaffen und es dem Tellerrad ermöglichen zu schwimmen, wenn die Ausgleichszahnräder (12) die Seitenzahnräder in Abhängigkeit von der durch das Ritzel (16) hervorgerufenen Rotation des Tellerrades (50) in Umdrehungen versetzen.

2. Tellerrad (50) zur Übertragung eines Drehmoments von einem Ritzel (16), das von einem Antriebsglied (14) eines Fahrzeugs in Umdrehungen versetzt wird, auf ein Paar im wesentlichen axial miteinander fluchtender und voneinander beabstandeter drehangetriebener Teile (20, 20'), die jeweils drehbar gelagert sind und eine mittige Rotationsachse (C&sub2;) aufweisen, die im wesentlichen rechtwinklig zu der mittigen Rotationsachse (C&sub1;) des Ritzels ausgerichtet ist und die je ein Seitenzahnrad (18, 18') tragen, das mit ihnen drehfest ist und deren Zähne über den Abstand zwischen den angetriebenen Teilen (20, 20') einander gegenüberstehen, wobei das Tellerrad (50) dazu vorgesehen ist, in dem Zwischenraum zwischen den Seitenrädern (18, 18') angeordnet zu sein, eine ringförmige Gestalt aufweist, die zwischen einer inneren Umfangsfläche und einer äußeren Umfangsfläche begrenzt ist und das eine Anzahl von im wesentlichen äquidistant längs dem Umfang angeordneten Zähnen (8) trägt, die sich zwischen seiner inneren und seiner äußeren Umfangsfläche erstrecken und die so gestaltet sind, daß sie in Richtung auf eines der Seitenräder (18,18') zeigen, und um mit den Zähnen des Ritzels kämmend in Eingriff zu stehen, um das Tellerrad hierdurch in Umdrehungen zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, daß das Tellerrad (50) wenigstens zwei längs dem Umfang äquidistant verteilt angeordnete Zapfen (10) trägt, die von seiner Innenumfangsfläche radial nach innen stehen, daß jeder Zapfen dazu vorgesehen ist, ein Ausgleichszahnrad (12) zu tragen, das darauf gelagert ist und diametral gegenüberstehende Zähne trägt, die dazu vorgesehen sind gleichzeitig mit den Zähnen der beiden Seitenrädern kämmend in Eingriff zu stehen und in Kombination damit eine Lagerung für das Tellerrad zu schaffen, um es dem Tellerrad ermöglichen zu schwimmen, wenn die Ausgleichszahnräder (12) die Seitenzahnräder in Abhängigkeit von der durch das Ritzel (16) hervorgerufenen Rotation des Tellerrades (50) in Umdrehungen versetzen.

3. Anordnung (100) nach Anspruch 1, bei der das Tellerrad (50) vier Zapfen (10) trägt, die von dessen innerer Umfangsfläche radial nach innen ragen und auf denen jeweils ein Ausgleichszahnrad (12) gelagert ist.

4. Anordnung (100) nach Anspruch 1, bei der die Tellerradzähne bogenverzahnte Zähne sind.

5. Anordnung (100) nach Anspruch 1, bei der die Tellerradzähne Hypoidzähne sind.

6. Tellerrad (50) nach Anspruch 2 mit vier Zapfen (10), die von dessen innerer Umfangsfläche radial nach innen ragen, um die Ausgleichszahnräder (12) darauf zu lagern.

7. Tellerrad (50) nach Anspruch 2, bei dem die Tellerradzähne bogenverzahnte Zähne sind.

8. Tellerrad (50) nach Anspruch 2, bei dem die Tellerradzähne Hypoidzähne sind.