Differentialgetriebe mit verminderter Ausgleichsfähigkeit für Kraftfahrzeuge. Um die übermässige Empfindlichkeit der allgemein gebräuchlichen Differentialgetriebe mit Stirn- oder Kegelrädern zu vermeiden, hat man diese durch Schneckenverzahnungen, Bremsvorrichtungen oder auch vollkommene Verriegelungen zu ergänzen oder zu ersetzen versucht. Derartige Konstruktionen kompli zieren und verteuern jedoch die normale Aus führungsform, sind zum Teil schnellem Ver schleiss unterworfen und bedingen meist kon struktive Änderungen beim Einbau in das Achsgehäuse.
Vorliegende Erfindung erreicht die ange strebte grössere Unempfindlichkeit gegen äu ssere Einflüsse der Strasse beim Fahren in gerader Richtung allein durch eine neue Zahnform der in normalem Differential ver wandten Zahnräder. Die Zähne dieser Zahn räder erhalten nämlich konkaves Kopf- und konvexes Fussprofil.
Beim Zusammenarbeiten zweier Zahn räder der üblichen Evolventen-Verzahnung tritt je nach dem Evolventenwinkel oder der Neigung der Zahndruckrichtung zum Rad umfang eine Kraftkomponente .auf, welche die Räder auseinander zu treiben sucht. Wählt man ganz ausserordentlich grosse Evol- ventenwinkel, so lässt sich diese Druckkom ponente entsprechend gross gestalten. Sie kann auch zur Erzielung einer starken Reibung in Stirnlagern des Radkörpers benutzt werden.
Anderseits tritt bei der Evolventen-Verzah- nung zwischen zwei aufeinander arbeitenden Zahnflanken stets ein Gleiten ein, welches mit der Entfernung vom Teilkreise schnell anwächst, da bei gleicher Umfangsgeschwin digkeit im Teilkreise die einzelnen Punkte zusammenarbeitender Kopf- und Fussprofile verschiedener Räder mit ihren Abständen vom Teilkreis an Umfangsgeschwindigkeit zu- resp. abnehmen. Flankenstücke in genü gender Entfernung vom Teilkreis arbeiten daher stets unter grossem Gleiten, und bei Wahl sehr grosser Druckwinkel auch unter entsprechend vergrössertem Druck, im Resul tat also mit beliebig gross zu bemessender Reibung aufeinander.
Grosse Druckwinkel er geben daher zwischen den Zahnflanken und in den Lagerungen bei entsprechender Wahl aller Verhältnisse äusserst grosse Gesamtrei bung bis zur vollkommenen Selbsthemmung.
Trotzdem lässt sich der angestrebte Zweck nicht ohne weiteres mit der üblichen Evol- venten-Verzahnung durch einfaches Vergrö- Bern des Druckwinkels erreichen, da es nicht möglich ist, die zu jedem korrekten Arbeiten bei Vermeidung von Stössen und stellenwei sem grossen Spielraum zwischen den Zahn flanken unbedingt erforderliche Länge der Eingriffsdauer bei Anwendung sehr grosser Druckwinkel zu erzielen. Soll der Eingriff bei einer Zahnflanke in korrekter Weise all mählich fortschreiten und nicht aufhören, be vor er auf der benachbarten Zahnflanke wie der begonnen hat, so wird die Konstruktion einer gänzlich neuartigen Zahnform erforder lich.
Die Eigenarten dieser Zahnform beste hen im wesentlichen aus einer in ihrem mitt leren Teil aussergewöhnlich stark geneigt liegenden flachen Zahnflanke, welche nach den Zahnkopf- und Fussenden hin stark an Krümmung zunimmt. Diese Krümmung nach den Kopf- und Fussenden des Zahnes hin er folgt in dem Sinne, dass sie von einer ent sprechenden Abnahme des Druckwinkels be gleitet wird. Im Resultat entsteht daher, wie oben erwähnt, ein Zahn mit konkaven Kopf- und konvexen Fussprofilen.
Ein derartiger Zahn arbeitet im mittleren Teil infolge seines eigenartig grossen Druckwinkels mit entspre chend grosser Reibung zwischen den Zähnen und auch an den Flächen zwischen den Na ben der Radkörper und den entsprechenden Aufnahmeflächen im Lagergehäuse, während die konkaven resp. konvexen Kopf- und Fuss enden mit geringerem Druckwinkel, haupt sächlich zur Sicherung eines genügend langen Eingriffes dienen.
Ähnlich wie bei der Cy- cloiden-Verzahnung kämmt beim Zusammen- mit derartiger Verzahnung versehenen arbeiten derartiger Zahnflanken stets ein er haben gekrümmtes mit einem hohlgekrümm ten Flankenstück zusammen, jedoch arbeitet nicht wie bei der Cycloiden-Verzahnung ein konvexes Kopf- mit konkavem. Fussprofil. sondern gerade umgekehrt, immer ein kon kaves Kopf- mit konvexem Fussprofil zu sammen.
Eine nach diesem Gesichtspunkt entwor fene Verzahnung ist in den Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen die Zähne eines in vier beim nach einander eintretenden Stellungen zueinander; Fig. 5 zeigt schematisch die Anwenden der Verzahnung an einem. Differential getriebe. Der Einfachheit halber ist die Ab wicklung der Verzahnung anstatt .auf einer Kegelfläche in einer entsprechenden. Ebene ausgeführt, wodurch die Ränder der flachen Kegelräder als Zahnstange erscheinen.
Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch ein Kegelraddifferential, Fig. 7 eine schaubildliche Darstellung desselben.
Fig. 1. zeigt den Augenblick, wo die be trachtete Vorwärtsflanke des Zahnes 1 des kleinen Rades in Berührung mit der entspre chenden Flanke des Zahnes 2 des grossen Ra des tritt, der Eingriff beginnt gerade in die sem Augenblick im. Anfangspunkt E1 der punktiert gezeichneten Eingriffslinie. In die ser Stellung schneidet die Zahndrucklinie die Räderzentrale im Punkte I.
Beim Weiterdrehen der Rüder wälzen sich die Flanken aufeinander ab, der Eingriff schreitet allmählich auf der Eingriffslinie von rechts nach links vorwärts und findet in der in Fig. 2 gezeigten Stelleng im Punkt E2 statt. In diesem Augenblick befindet sich der Zahn 2 des grossen Rades in Mittelstel lung gegenüber der Räderzentralen. Der Schnittpunkt zwischen Zalndrucklinie und Räderzentrale ist bis zum Punkt II hinauf geklettert.
Beim weitern Vorwärtsdrehen wird die in Fig. 3 gezeigte Stellung erreicht, in welcher der Zahn 1 des kleinen Rades sich in genauer Mittelstellung gegenüber der Räderzentrale befindet. Der Eingriff findet jetzt in. E3 statt. während die Zahndrucklinie der Räderzen trale in III schneidet.
Verdreht man die Räder noch weiter, so ergibt sich die Stellung der Fig. 4 mit dem ergibt sich die Stellung der Fig. 4 mit dem Eingriff in E4. Der Schnittpunkt zwischen Zahndrucklinie und Räderzentrale hat sich bereits wieder bis IV gehoben. Der folgende Zahn ist inzwischen bereits in Eingriff ge treten und wird sich bei fortschreitenjer Dre hung in ,genau der ,gleichen Weise auf der Gegenflanke abwälzen, wie der eben be schriebene Zahn.
Bei dem Kegelraddifferentialgetriebe nach den Fig. 5 bis 7 nehmen die im Gehäuse 1 gelagerten und mit ihm umlaufenden Ritzel 2, 3 beiderseits in bekannter Weise die auf den getrennten Wellen 4 und 5 aufgekeilten und daher je ein Hinterrad antreibenden gro ssen Kegelräder 6 und 7 mit. Eine Drehbewe gung der Ritzel 2, 3 um ihre eigene Achse soll nur beim Fahren in der Kurve erfolgen und ruft ein Vor- resp. Nacheilen zwischen den beiden grossen Kegelrädern 6 und 7 hervor.
Die durch die beschriebenen, besonderen Zahnformen erzielten eigentümlichen Druck- und Reibungsverhältnisse bewirken bei ent sprechender Wahl aller Verhältnisse jedes ge wünschte Mass; von Unempfindlichkeit des Dif ferentials gegen äussereunangenehme Einflüsse der Strasse. Es lässt sich jeder Wirkungsgrad für die Ausgleichsbewegung bis zur vollkom menen Selbsthemmung für einen Kraftfluss vom Motor zu den Hinterrädern ohne die ge ringste Änderung der .allgemein üblichen Ge samtanordnung durch einfaches Auswechseln der bisher verwendeten Zahnräder gegen sol che mit Zahnformen gemäss vorliegender Er findung erreichen.