Einrichtung zum Verhindern des Flatterns von Zahnrädern in den Lücken ihrer Gegenräder Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verhindern des Flatterns von Zahnrädern in den Lücken der mit ihnen kämmenden Gegenräder, insbesondere bei Getrieben mit drei und mehr Zahn radwellen.
Für Getriebe mit nur zwei Wellen sind Einrich- tungen zum Verhindern des Flatterns bekannt und bestehen zum Beispiel darin, dass axial neben dem Arbeitszahnradpaar ein Hilfszahnradpaar von glei chem übersetzungsverhältnis angeordnet und dabei das eine Hilfszahnrad mit dem erstens> Hauptzahn rad drehfest, das andere Hilfszahnrad mit dem zweiten Hauptzahnrad drehbar und in Drehrichtung ver spannt verbunden ist.
In Getrieben mit mehr als zwei Wellen und entsprechenden Zahnradzügen von drei und mehr Rädern können zwar Verspannvorrichtungen der ge nannten Art ebenfalls verwendet werden. Es müssen dann aber alle Zahnradpaare des betreffenden Zahn radzuges mit einer solchen Einrichtung ausgerüstet sein, wenn nicht nur die Räder des ersten Paares, sondern auch diejenigen der nachfolgenden Paare gegeneinander verspannt werden sollen. Dies ver teuert die Anlage erheblich. Unter weniger schweren Betriebsbedingungen und günstigen baulichen Ver hältnissen lässt sich mit einer Verspannvorrichtung eines einzigen Paares und unverspannten restlichen Zahnrädern des Zuges auskommen.
Aber solch gün stige Verhältnisse liegen nicht immer vor und können sich übrigens nach einer gewissen Betriebsdauer durch fortgeschrittene Zahnflanken- und Lagerabnützung verschlechtern, so dass dann doch noch ein Flattern an den unverspannten Rädern des Zahnradzuges ein tritt.
Die Erfindung will die geschilderten Nachteile vermeiden und beruht auf dem Gedanken, für ein Getriebe von drei oder mehr ineinandergreifenden Rädern nur eine einzige Verspannvorrichtung zu verwenden, indessen die Zwischenhilfsräder so mit denjenigen der Eingangs- und Ausgangswellen zu verbinden, dass die Verspannkräfte sich auf den ganzen Zwischenräderzug und damit auch auf den Arbeitsräderzug ausdehnen. Die Verspannvorrich- tung kann dabei von an sich bekannter Bauart sein.
Erfindungsgemäss ist axial neben einem Über tragungszug von paarweise miteinander kämmenden Arbeitsrädern ein Hilfsräderzug mit hinsichtlich der Paare ineinandergreifender Räder gleichen Über setzungsverhältnissen wie der Übertragungszug ange ordnet, wobei das oder die Hilfszahnräder, welches bzw. welche das Ein- und Ausgangshilfszahnrad miteinander verbindet bzw. verbinden, auf seiner bzw. ihrer Welle drehbar gelagert ist bzw. sind.
Ferner sind dabei zwei auf einer der Wellen befind liche und gegeneinander verdrehbare Zahnräder ver mittels einer drehelastischen Kupplung gegeneinan der verspannt.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbei spiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 ein dreiwelliges Zahnradgetriebe im Längs schnitt, . Fig. 2 die zu diesem gehörende Verspannvorrich- tung im Längsschnitt und in grösserer Darstellung, Fig. 3 einen Querschnitt durch die Hauptzahn räder der ersten und zweiten Welle nach der Schnitt linie III-III der Fig. 1,
Fig. 4 einen Querschnitt durch eines der Hilfs zahnräder der ersten und zweiten Welle sowie durch die Verspannvorrichtung nach der Schnittlinie IV-IV der Fig. 1, Fig. 5 ein zweites dreiwelliges Zahnradgetriebe im Längsschnitt. Im Gehäuse g sind die drei Getriebewellen 1 bis 3 gelagert.
Auf der Eingangswelle 1 ist das erste Haupt- oder Arbeitsrad 4, auf der Zwischenwelle 2 das mit ihm kämmende zweite Arbeitszahnrad 5 und auf der Ausgangswelle 3 das mit dem Zahnrad 5 kämmende Arbeitszahnrad 6 aufgekeilt. Axial neben den Haupt- oder Arbeitsrädern 4 und 5 sind die Hilfszahnräder 7 und 8 angeordnet, die auf ihren Wellen 1 und 2 vermittels Bronzebüchsen drehbar gelagert sind, während das neben dem Hauptzahn rad 6 angeordnete Hilfszahnrad 9 mit diesem fest verbunden ist bzw. mit ihm ein ganzes Stück bildet.
Hinsichtlich der Paare miteinander kämmender Zahn räder weist der Hilfsräderzug 7 bis 9 dieselben über- setzungsverhältnisse wie der Haupträderzug 4 bis 6 auf, kann aber eine feinere oder gröbere Zahnteilung besitzen als jener.
Das Hilfszahnrad 7 und das Hauptzahnrad 4 sind gegeneinander in Drehrichtung verspannt. Die zu diesem Zweck vorgesehene Verspannvorrichtung ist in den Fig.2 und 4 grösser dargestellt. Sie besteht aus dem Mitnehmerstern 11, der auf der Welle 1 aufgekeilt ist, den zum Hilfszahnnrad 7 gehörenden Stollen 12 und den sechs Schraubenfedern 13, die vorgespannt zwischen die Mitnehmerarme 14 und die Stollen 12 gelegt sind.
Die Wirkungsweise der Verspannvorrichtung ist leicht aus den Fig. 1 bis 4 zu erkennen. Unter dem Einfluss der Federdrücke werden nämlich die Stollen 12 und mithin das Hilfszahnrad 7 im Uhrzeiger sinn ausweichen wollen (Fig.4), während umge kehrt die Mitnehmerarme 14 und somit das Haupt zahnrad 4 im Gegenuhrzeigersinn auszuweichen suchen (Fig. 3). Diese einander entgegengesetzten Verdrehtendenzen übertragen sich über das lose auf seiner Welle 2 gelagerte Zwischenhilfsrad 8 und über das Arbeitszahnrad 5 auf die Räder 6 und 9.
Die Verspannkräfte gleichen sich somit in einem in sich geschlossenen Kreis aus. Die miteinander käm menden Zahnflanken des Hilfs- und Haupträderpaares 7, 8 bzw. 4, 5 kommen nun in der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Weise stets aneinander zu liegen, während die Gegenflanken um das volle Zahnspiel s1, s. voneinander entfernt bleiben. Die auf die Ritzel 4 und 7 ausgeübten Zahndrücke Z1 und Z2 sind dabei einander gleich, aber entgegengesetzt ge richtet.
Derselbe Vorgang spielt sich analog in den andern Rädern der beiden Zahnräderzüge ab, so dass bei verspannter Kupplung die im Eingriff befind lichen Zahnflanken aller Arbeitsräder in ein und demselben Fortbewegungssinn aneinander gedrückt werden.
Diese Auswirkungen der Verspannvorrichtung treten sowohl im unbelasteten als auch im belasteten Zustand des Getriebes auf. Läuft das Getriebe unter Belastung, zum Beispiel in der Annahme, dass die Welle 1 als Antriebswelle arbeite und sich mit Bezug auf Fig. 3 und 4 entgegen dem Uhrzeigersinn drehe, so übt das Arbeitszahnrad 5 auf das Ritzel 4 einen Arbeitsdruck A 1 aus, der in der gleichen Richtung wie der Verspannungsdruck Z1 verläuft.
Der resultierende Flankendruck Z ist somit gleich der algebraischen Summe der beiden Drücke, oder, als Gleichung aus gedrückt, Z - A1 + Z l. Der Zahndruckanteil ZI bleibt dabei konstant, weil er der Vorspannungs- kraft der Federn 13 entspricht. Hingegen kann der Arbeitsdruckanteil A 1 je nach Antriebsart periodisch oder stossweise schwanken oder Variationen dyna mischen Ursprungs erleiden, indem in den einen Arbeitszahnrädern Schwankungen der Winkelge schwindigkeit auftreten, denen die andern Arbeits räder nicht genügend rasch zu folgen vermögen.
Solche Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit kommen zum Beispiel beim Antrieb durch Brenn- kraftkolbenmotoren oder beim Auftreten von Eigen schwingungen vor.
Solange die resultierenden Flankendrücke Z posi tiv bleiben, kann ein Ablösen der aneinander arbei tenden Zahnflanken des Haupträderzuges nicht ein treten. Schlägt er aber in Negativwerte aus, so wird das ganze Zahnradspiel s während eines kurzen Mo mentes rückwärts durchschritten und die Zähne der einen Arbeitszahnräder flattern dann innerhalb der Zahnlücken der Gegenräder. Um eine solche uner wünschte Lärmerscheinung zu verhindern, müssen also die Federn 13 der Verspannvorrichtung mit ausreichender Vorspannung eingebaut werden.
Im zweiten, in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbei spiel ist ein zweistufiges Getriebe dargestellt. Auch bei diesem erfolgt die Verspannung aller Zahnräder durch eine einzige, gemeinsame Vorrichtung. Die erste Stufe wird durch das Arbeitsräderpaar 4, 5, die zweite Stufe durch das Räderpaar 17, 6 gebildet, wobei wieder alle Arbeitsräder auf ihren Wellen aufgekeilt sind. Axial neben diesen Arbeitsrädern sind die Hilfsräderpaare 7, 8 und 16, 9 angeordnet, wobei die Hilfsräder 7 und 9 mit ihren Haupt rädern und somit mit den entsprechenden Wellen fest verbunden sind, während die beiden Hilfszahn räder 8 und 16 auf der Mittelwelle 2 drehbar ge lagert sind.
Die Verspannvorrichtung ist zwischen den bei den lose auf der Welle 2 gelagerten Hilfszahnrädern 8 und 16 angeordnet. Sie zeigt den gleichen Aufbau wie diejenige des ersten Ausführungsbeispiels und be wirkt in analoger Weise einen geschlossenen Kreis von Verspannungszahndrücken zwischen dem Ar beite- und dem Hilfsräderzug. Das Verspannmoment geht hier aber auch durch die Mittelwelle 2 bzw. vom Arbeitszahnrad 5 nach dem Rad 17 und be ansprucht diese Welle auf Verdrehung.
Das gezeigte Verspannprinzip lässt sich selbst verständlich auch auf Getriebe mit mehr als nur einer Zwischenwelle anwenden. Ferner könnte die dreh elastische Kupplung aus Elementen aufgebaut sein, die eine willkürliche Veränderung der Verspannkräfte während des Betriebes ermöglichen, zum Beispiel nach dem schweizerischen Patent Nr. 33902l.