Selbstsperrendes Ausgleichgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Die Erfindung bezieht sich auf ein selbst sperrendes Ausgleichgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Als Sperrgetriebe sind am bekanntesten die Schneckengetriebe, welche in verschiedenen Ausführungsarten Anwendung finden. Die Schneckengetriebe haben aber den Nachteil der sich kreuzenden Achsen sowie einer notwendigerweise grossen Übersetzung. Wegen den sich kreuzenden Achsen ist überdies die Fertigung des selbst sperrenden Schneckenausgleichgetriebes ge genüber dem normalen Stirnradausgleich getriebe erheblich verteuert.
Es ist bereits bekannt, in einem Zahn stangengetriebe mit normaler ,Stirnverzah nung eine Selbstsperrung durch kegelige Aus bildung der Ritzelzapfen zu erreichen (vergl. Werkzeugmaschine 19ä6, Heft 12, Seite 315 bis 316). Ein solches selbstsperrendes Aus gleichgetriebe kommt aber aus räumlichen Gründen zumeist nicht in Betracht.
Es ist ferner bekannt, Stirnradausgleich getriebe zusätzlich mit Bremsscheiben zu ver sehen, die über schrägverzahnte Klauenkupp- lungen an das Getriebegehäuse angepresst wer den. Bei diesen Getrieben kommt aber die Selbstsperrung nicht zustande, wenn beim Durchgehen eines Rades die Gegenkraft zur Aufrechterhaltung des Anpressdruckes der Bremsscheibe wegfällt.
Weiterhin ist es bekannt, einem Kegelrad ausgleichgetriebe für Kraftfahrzeuge zwar keine Selbstsperrwirkung, aber eine gewisse Hemmwirkung dadurch zu verleihen, dass die Verzahnung der Kegelräder so ausgeführt ist, dass eine ungleichförmige Winkelgeschwin digkeit an den Antriebswellen auftritt. Praktisch ist ein solches Ausgleichgetriebe im Fahrbetrieb äusserst nachteilig, da durch die Ungleichförmigkeit an den Triebrädern ein abwechselndes ruckweises Schleudern der Räder bei der Kurvenfahrt eintritt.
Schliesslich ist es noch bekannt, für die Verzahnung eines Kegelradausgleichgetriebes eine Stumpfverzahnung zu wählen, die durch ihre grosse Agialkraft bezw. ihren schlechten Wirkungsgrad einer Bewegung Widerstand entgegensetzen soll. Mit einer solchen Stirn- verzahnung wird aber eine Selbstsperrung nicht in genügendem Umfang erreicht. Uni bei Ausgleichgetrieben der vorbeschriebenen Art eine vollkommene Sperrwirkung zu er zielen, wird daher die Axialkraft der Kegel räder meist noch dazu benutz]-, Konusbremsen im Gehäuse oder dergleichen zum Ansprechen zu bringen.
Die Anordnung derartiger Brem sen im Zusammenhang mit der Stumpfver zahnung verschlechtert die Wirkungsweise dieser Ausgleichgetriebe im praktischen Fahrbetrieb noch mehr, da jetzt eine Brems wirkung im Ausgleichgetriebe bei jeder Kur venfalirt auftritt, bei der die Räder des Fahr zeuges vom Motor her getrieben werden. Es wird also durch diese Ausgleichgetriebe ein beträchtlicher Teil der Motorleistung wäh rend der Kurvenfahrt unnötigerweise ver richtet.
In Erkenntnis und zur Beseitiung der Mängel der bisher gebräuchlichen selbstsper- renden Ausgleichgetriebe verwendet die Er- f-_'.ndung zur Erzielung der Sperrwirkung den Effekt des "Reibungskreises" (vergl. Hütte I. ?6. Auflage, Seite 307).
Erfindungsgemäss wird die Sperrwirkung durch Verwendung von Zahnrädern mit derart flacher @Ausbil- dung der Flanken erzielt, dass die Normale zu der Eingriffslinie den durch die Zapfenrei- bung bestimmten Reibungskreis des einen der miteinander kämmenden Räder schneidet.
Dies hat zur Folge, dass eine Drehung des. Rades. dessen Reibungskreis von der Norma len zu der Eingriffslinie geschnitten wird. vom Gegenrad aus nicht erfolgen kann, da der wirksame Hebelarm der Drehkraft zu klein ist, um mit der Drehkraft die Reihum- zu überwinden. Weil die Lage der Normalen zu den Reibungskreisen der Zahnrüder mass gehend ist, ist die Sperr Wirkung des Getrie-. bes abhängig von dem Übersetzungsverhält nis, indem der Wälzpunkt bei gleichem Ein griffswinkel den Abstand der Eingriffslinie von der Radachse bestimmt. Weiterhin ist sie abhängig von der Zapfengrösse der Radnahen und den Gleitverhältnissen in den Lagern.
In Anbetracht dieses Einflusses der Zap fengrösse kann somit bei Übersetzungsgetrie- 11e11 wahlweise das Rad oder das Ritze] zur Sperrung genommen\',-erden. Zweckmässig sind die Ruder als Stufenräder ausgebildet, 11n1 eine genügende Überdeckung zu haben. Noch besser iste es. wenn die Scheiben. der Stufenräder unendlich dünn und stetig ge geneinander versetzt sind, d. h. wenn es sich 1;11z Zahnräder mit Schräverzahnung 11a11_ sielt. Zur Aufnahme der dabei auftretenden Axialkräfte ist die Sperrverzahnung zweck mässig als Pfeil- oder Kreisbogenverzahnung, ausgebildet, wobei dis Verzahnung in ein , fachster Weisae als Evolventenmvrzahnung aus gebildet seih kann, die in fertigungstechni- seher Hinsiecht a111 günatigsten ist.
Die Erfiizdung ermöglicht eine vorzüg liche Sperrwirkmig bei besonders einfachem Aufbau, eine leichte Herstellungsweise und geringen Platzbedarf. Die Erfindung ist nicht t uf die Verwendung von Stirnrädern he- sebränkt. In bleicher Weise können auch flaehgängige, spiralverzahnte Hebelräder ver wendet sein.
In der Zeichnung- sind mehrere Ausfüh rungsbeispiele des Ausgleichgetriebes nach vier Eifindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 ein Wälzzahnradpaar eines Aus gleichgetriebes, Fig. ? ein Sperrzahnrad mit Stufenver gleichgetriebes, zahnung, Fig. 3 den Querschnitt durch einen Zap fen des Sperrzahnrades mit dein Reibungs kreis, Fig. 4 ein Ausgleichgetriebe im Längs schnitt nach. der Linie IV-IV der Fite. 5, Fig. 5 den Querschnitt nach der Linie V-V der Fig. 4.
Fig. 6 ein Wälzzahnradhaar, bei. wel chem gegenüber Fig. 1 die Sperrwirkung in das Gegenrad verlegt ist, Fig.7 den Zapfen des grösseren Rades. wobei die Kraft P durch den angedeuteten Reibungskreis geht, Fig. 8 ein Strinradpaar mit Stufenver zahnung, Fig. 9 eile Stirnradpaar mit Pfeilverzah- iilzng, Fig. 10 ein zweites selbstsperrendes Aus gleichgetriebe im Längsschnitt nach der Linie X-X der Fig. 11, Fig. 11 den Schnitt nach der Linie XI-XI der Fig. 10, Fig. 1.2 ein weiteres selbstsperrendes Aus gleichgetriebe im Längsschnitt und Fig. 13 einen gleichen Schnitt durch ein Ausgleichgetriebe anderer Bauart.
Nach Fig. 1. sind das Kitzel 1 und das von diesem getriebene Zahnrad 2 mit derart fla chen Zahnflanken ausgebildet, dass die Nor male zu der Eingriffslinie der Verzahnung durch den Reibungskreis 3 des Kitzels 1 hin durchgeht, so dass eine Sperrung des Kitzels 1 bei einem Antrieb vom obern Rad 2 ein tritt. Anderseits ist eine Bewegung des obern Rades 2 vom Kitzel 1 her ohne weiteres mög lich, da hierbei die Normale zu der Eingriffs linie der Verzahnung an dem Reibungskreis 4 des obern Rades vorbeigeht.
Nach Fig. 3, besitzt das Ritze] 1 einen Zapfen 1' vom Radius r, während q der Ra dius des Reibungskreises ,3 sei. Das Moment der Kraft P ist also kleiner als<I>P .</I> q und so mit ungenügend zur Überwindung der Rei bung. Der Reibungskreis 3 sowie der Zapfen I' des Kitzels 1 sind dabei im Durchmesser grösser als der Reibungskreis 4 und der La.- gerzapfen des Rades 2 (Fig. 1). Hierdurch wird die Sperrwirkung des Kitzels 1 nur bei, dessen Funktion als angetriebenes Rad erhal ten, während das Radpaar bei der Funktion des Kitzels 1 als treibendes Rad beweglich bleibt.
Die Kraft P besitzt dabei in Umfangs richtung die Komponente U und in Radial- ri.chtung die Komponente R.
Beim Radpaar nach Fig. 6 wird die Selbstsperrung durch das grössere Rad be wirkt. Die Normale geht hier durch den Rei bungskreis 5 des grösseren Rades 6, dagegen an dem Reibungskreis 7 des kleineren Rades 8 mit dem Reibungskreisradius r71 vorbei. In Fig. 7 ist mit r der Radius des Zapfens des grösseren Rades 6 bezeichnet, wobei die Nor male durch den Reibungskreis mit dem Ra dius q2 hindurchgeht. Fig. 2 zeigt ein Sperrzahnrad 9 mit Stu fenverzahnung. Ebenso sind nach Fig. 8 beide Räder 10, 11 des selbstsperrenden .Stirnrad paares mit Stufenverzahnung und nach Fig. 9 die Stirnräder 12, 13 mit Pfeilverzahnung ausgebildet.
Bei dem selbstsperrenden Ausgleich getriebe nach den Fig. -1 und 5 sind die Ab triebsräder 14, 15 als Kitzel mit entsprechend grossem Zapfen 16, 17 ausgebildet und die Ausgleichräder 18 grösser gewählt. Die Sperr verzahnung ist hier als Bogenverzahnung aus gebildet. Wird dieses Getriebe von der einen Seite her, d. h. von einem z. B. in der Kurve voreilenden Abtriebsrad 15, angetrieben, so kann das grössere Gegenrad 1.8 bewegt wer den. Auf der Gegenseite erfolgt aber eine Be hinderung dieser Ausgleichbewegung in den Ausgleichbrücken 18a, 18b durch die Sperr wirkung, die das Abtriebsrad 14 einem An trieb durch das ihm zugeordnete Rad 18 ent gegensetzt, und zwar, weil die Normale zu der Eingriffslinie der Zahnräder 14, 18 durch den Reibungskreis des Kitzels geht.
Bei dem Ausgleichgetriebe nach Fig. 10 und 11 sind wiederum die Abtriebsräder 19, 2,0 mit einer Sperrverzahnung ausgerüstet, die, wie angedeutet, als bogenförmige Ver zahnung ausgebildet ist. Die Normale zu der Eingriffslinie der Abtriebsräder 19, 2,0 und der Gegenräder auf den Ausgleichbrücken schneidet die Reibungskreise der Abtriebs räder 19, 20, so dass die Wirkung der Selbst sperrung die gleiche ist wie beim ersten Ge triebe.
Bei dem Getriebe nach F'ig. 12 ist die Sperrverzahnung der selbstsperrenden Stirn räder 21, 22 als Schrägverzahnung ausge bildet.
Das letzte Ausgleichgetriebe nach F'ig. 13 hat die gleiche Wirkung wie das Getriebe nach Fig. 12. Es sind lediglich die Aus gleichräder 23 durchgehend als schrägver zahnte Stirnräder ausgebildet, so dass die Ausgleichräder 23 zugleich die Zwischen räder der Getriebebrücke bilden.