DD145784A1

DD145784A1 - Einrichtung zur drehmomentabstuetzung bei umlaufraedergetrieben fuer hohe uebersetzungen

Info

Publication number: DD145784A1
Application number: DD21513979A
Authority: DD
Inventors: Lueder Vollert
Original assignee: Lueder Vollert
Priority date: 1979-08-23
Filing date: 1979-08-23
Publication date: 1981-01-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Drehmomentabstuetzung bei Umlaufraedergetrieben fuer hohe Uebersetzungen mit zwei im Eingriff befindlichen Zahnraedern geringer Zaehnezahldifferenz, von denen das eine Zahnrad um die Achse des anderen exzentrisch gefuehrt ist. Die Zielstellung besteht darin, die Funktionsfaehigkeit auch bei groesseren Fertigungstoleranzen zu gewaehrleisten und damit den Fertigungs- und Wartungsaufwand zu verringern. Hieraus ergibt sich die Aufgabe, zur Abstuetzung des exzentrisch gefuehrten Zahnrades am Getriebegehaeuse solche Mittel vorzusehen, die in ihrem Zusammenwirken ein bewegliches statisch bestimmtes System bilden. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe geloest, indem zur gelenkigen Abstuetzung ein System untereinander parallelgeschalteter und mit einem Druckspeicher verbundener Hydraulikzylinder oder ein Paralleldoppelkurbelgetriebe, dessen Kurbeln als parallelgeschaltete doppelwirkende Hydraulikzylinder mit durchgehender Kolbenstange ausgebildet sind, oder eine Schwinge vorgesehen ist, die einerseits mit dem abzustuetzenden Zahnrad und anderseits mit dem Getriebegehaeuse durch je ein Paralleldoppelkurbelgetriebe gelenkig verbunden ist.

Description

Anwendung^gebiet

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Drehmomentabstützung bei Umlaufrädergetriebe!! für hohe Übersetzungen mit zwei sich im Eingriff befindlichen starren. Zahnrädern» wobei die Achse des einen Zahnrades als Mantellinie eines .gedachten Rotationskörpers.um'die mit der Symmetrieachse des Rotationskörpers identische Achse des anderen Zahnrades umläuft« Sie ist.anwendbar für den Bau leistungsstarker .Getriebe, bei denen mit wenig Getriebestufen bei hohem Leistungagewici.it große Übersetzungen bzw· Untersetzungen zu realisieren sind_e

Ein bekanntes Getriebe der genannten Art besteht, im wesentlichen aus einem sogenannten offenen Umlaufrädergetriebe und einem Parallelkurbeltrieb als zusätzliches Maschinenelement zur Abstützung des Drehmomentes. Bei diesem Getriebe ist ein innenverzahntes Hohlrad im Getriebegehäuse und ein außenverzahntes Stirnrad auf.dem Zapfen einer Kurbel gelagert«. Die Exzentrizität der Kurbel entspricht der halben Differenz der Teilkreisd.urchrnesser beider Zahnräder. Außerdem stützt sich das Stirnrad noch durch weitere Kurbeln gleicher Exzentrizität in Umfangsnähe am Gehäuse ab* Dadurch wird erreicht« daß bei gleichförmiger Drehung der Kurbel

. das Stirnrad.ohne eigene Drehbewegung im Kreise herumgeführt wird und nur der Eingriffspunkt der· beiden Verzahnungen umlauf te. Da das Stirnrad keine eigene Drehbewegung ausführen kann* wird -die Drehzahl der Kurbel der Zähnezahldifferenz entsprechend untersetzt auf das Hohl rad, das Abtriebsrad, übertragen (siehe Jahr, Knechteis "Grundzüge der.Getriebelehre", 2. Ede $ Abb«, 58_S S_e 65* Fachbuchverlag Leipzig 1956). ' . ^{l %} · .

Dieses Getriebe hat den Kachteil^. daß die zur Abstützung des am Stirnrad durch Drehung der "Kurbel auftretenden

Drehmomentes am Gehäuse vorgesehenen Parallelkurbeln ein statisch überbestimmtes System bilden. Die Funktionsfähig» keit eines derartigen Systems ohne Störanfälligkeit setzt hohe Fertigungsgenauigkeit voraus, die trotz eines hohen fertigungstechnischen Aufwandes kaum realisierbar ist, so daß überhöhte Fläehenpressungen in den Lagerstellen und damit Versohleißerscheinungen nicht zu vermeiden sind»

Zielstellung der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es* eine Einrichtung zur Drehmomentabstützung bei Umlauf 2*äderge trieben für hohe Übersetzungen zu schaffen, deren Punktionsfähigkeit auch bei größeren Fertigungstoleranzen gewährleistet ist, die eines geringeren Fertigungsaufwandes bedarf und minimalen Verschleißer» scheinungen unterliegt,

Wesen der Erfindung

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Einrichtung zur Drehmomentabstützung zu konzipieren, bei der die zur Abstützung des exzentrisch geführten Zahnrades am Getriebegehäuse vorgesehenen Mittel ein in zwei Freiheitsgraden bewegliches statisch bestimmtes System bilden»

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sich das eine von zwei im Eingriff befindlichen Zahnrädern, das auf dem exzentrischen Zapfen einer Welle drehbar gelagert ist, gelenkig am Getriebegehäuse über mindestens drei Hydraulikzylinder abstützt. Die Hydraulikzylinder sind jeweils annähernd gleichmäßig verteilt am Umfang des exzentrisch gelagerten Zahnrades und des Getriebegehäuses , angelenkt. Sie sind untereinander und mit einem Druck« speicher verbunden, wobei jeweils die kolbenbodenseitigen oder die kolbenstangenseitigen Hohlräume zusammengeschlos-

sen sind_s Pur wechselnde Drehrichtungen werden beide Hohlräume jeweils zu einem Hydraulikkreis untereinander zu.«· sammengeschaltet« Bei Drehung der Kurbel mit dem exzentrischen Zapfen und dem darauf drehbar gelagerten'Zahnrad um die Achse des anderen Zahnrades wird das Hydrauliköl fortlaufend aus einem Hydraulikzylinder jeweils in die in iirehrichtung nachfolgenden Hydraulikzylinder gedrückt« Wegen der Inkompressibilität des Hydrauliköls kann sich das auf dem exzentrischen Zapfen lagernde Zahnrad nicht um seine eigene Achse drehen«, Das am Umfang dieses Zahnrades durch die Drehung der Kurbel mit dem Zapfen auftretende Drehmoment wird über die Hydraulikzylinder auf das Getriebegehäuse übertragen· Der in den Hydraulikkreislauf geschaltete Druckspeicher ist vorgesehen zur Dämpfung der Ungleich- förmigkeit der übertragenen Drehbewegung«,

Die t/kufgäbe kann erfindungsgemäß auch dadurch gelöst werden, daß sich das auf dem exzentrischen Zapfen gelagerte Zahnrad gelenkig am Getriebegehäuse mittels eines Parallel- doppelkurbelgetriebes abstützt* dessen Kurbeln als hydraulisch parallelgeschaltetes, doppeltwirkende Hydraulikzylinder ausgebildet sind* die eine durchgehende Kolbenstange aufweisen«, Zwischen den Hydraulikzylindern bestehen-zwei Hydraulikkreisläufe, wobei jeweils die Kolbenstangenseite des einen und die Kolbenbodenseite des anderen Hydraulikzylinders zn einem Hydraulikkreislauf zusammengeschlossen sindj In den jeweils wahlweise ein Druckspeicher eingeschaltet ist« Durch diese Parallelschaltung ist es mö"glich₅ daß sich bei Drehung der Kurbel mit dem exzentrischen Zapfen mit dem darauf gelagerten Zahnrad die Anlenkpimkte der Kurbeln des Paralleldoppelkurbelgeti'iebes am exzentrisch geführten Zahnrad immer parallel verschieben, da zwischen den zusammengeschlossenen Hohlräumen der.Hydraulikzylinder ein ständiger Ausgleich von Hydraulikflüssigkeit erfolgte

In einer v/eiteren Variante ist eine Schwinge vorgesehen, 'die einerseits über ein Paralleldoppelkurbelgetriebe gelenkig mit dem auf dem exzentrischen Zapfen gelagerten Zahn« rad und andererseits über ein weiteres Paralleldoppelkur~ beigetriebe gelenkig mit dem Getriebegehäuse verbunden ist· Dabei verlaufen die Verbindungslinien zwischen den AnIenkpunkten der Paralleldoppelkurbelgetriebe an der Schwinge annähernd rechtwinklig zueinander. Auch bei dieser Einrichtung kann sich die Lage des exzentrisch gelagerten Zahnrades nach allen Richtungen ändern, ohne daß es eine . eigene Drehbewegung ausführen kann, da diese durch die Abstützung am Getriebegehäuse verhindert wird. Bei allen drei Varianten werden die durch Drehung des auf dem exzentrischen Zapfen gelagerten Zahnrades an diesem Zahnrad auftretenden Umfangskräfte tangential oder nahezu tangential auf das Getriebegehäuse übertragen.

Die Erfindung wird an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert· Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen: 20

Pig* 1s die schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig» 2: die schematische Darstellung einer Einrichtung mit Paralleldoppelkurbelgetriebe mit Hydraulikzylindern als Kurbeln,

Pig, J)'. die schematische Darstellung einer Einrichtung mit Schwinge, ·

Das Umlaufrädergetriebe besteht aus zwei ineinandergreifenden Zahnrädern 1, 2 mit geringer Zähnezahldifferenz, Das eine Zahnrad 1 ist als innenverzahntes ßohlrad 1, das andere Zahnrad 2 als außenverzahntes Stirnrad 2 ausgebildet« Das Hohlrad 1 ist auf dem Zapfen 3 der Kurbel 4 drehbar, das Stirnrad 2 dagegen auf der Achse 5 starr gelagert.

Gemäß Fig* 1 besteht zwischen dem Hohlrad 1 und dem Getriebegehäuse 6 eine -gelenkige Verbindung^ indem jeweils gleichmäßig am Umfang des Hohlrades 1 und des Getriebegehäuses 6 drei mit einseitigen Kolbenstangen versehene Hydraulikzylinder 7» 8, 9 angelenkt sind_r deren kolben» bodenseitigen Hohlräume 10 untereinander und mit einem Druckspeicher 11 verbunden sind«. Bei entgegengesetzter Drehrichtung werden dagegen die kolbenstangenseitigen . Hohlräume 12 parallelgeschaltet_e Sind wechselnde Drehrichtungen vorgesehen_s sind sov^/ohl die kolbenbodenseitigen Hohlräume 10 als auch die kolbenstangenseitigen Hohlräume 12 jeweils au, einem Hydraul ikkrelslauf ζ üsainrn enges ehalt et ,·' Wird die Kurbel 4 entgegen dem Uhrzeigersinn etwas um die Achse 5 gedreht, wird das Hydraulikö'l aus den Hydraulikzylindern 7 und 8 in den Hydraulikzylinder 9 umgepumpt,, Wegen der Inkompressibilität des Hydrauliköls kann sich das Hohlrad 1 nicht um seine eigene Achse drehen^ es wird lediglich exzentrisch um die Achse. 5 des Stirnrades 2 geführte Die dabei am Umfang des Hohlrades 1 auftretenden Kräfte werden über die Hydraulikzylinder 7, 8_f 9 in das Getriebe« gehäuse 6 eingeleitet» Durch die Abstützung des Hohlrades am Gehäuse G, die eine Bewegung in zwei .Freiheitsgraden zuläßt _s ist der ständige Eingriff des Stimrsides 2 im Hohlrad 1 gesichert. Bei fortgesetzter Drehung der Kurbel 4 wird das Hydraulikö'l a'us dem Hydraulikzylinder 7 bzw« 8 bzw* 9 mit dem momentan höchsten anliegenden Druck zwecks Druckausgleich· in. die.. nachfolgenden Hydraulikzylinder 7 bzw« 8 bzw» 9 mit momentan niedrigerem Druck gedrückt> wobei lediglich der Zahneingriffspunkt entgegen dem Uhrzeigersinn um das Hohlrad 1 und das Stirnrad 2 umläuft* Dabei dreht sich bei einer vollen Umdrehung der Kurbel 4 das Stirnrad 2 im Uhrzeigersinn um die Zähnezahldifferenz.· Zur Dämpfung der Ungleiehföriüigkeit der¹ übertragenen Drehbewegung, die vor allem·bei geringer Anzahl von Hydraulikzylindern und größerer, insbesondere räumlicher Winkelbewegung-.der

Hydraulikzylinder auftreten, aber nicht zur bleibenden Drehung dea Stirnrades 2 führen kann, ist ein Druckspeicher 11 vorgesehen,

Bei der Einrichtung nach Fig. 2 ist zur Drehraomentabstützung ein Paralleldoppelkurbelgetriebe vorgesehen, dessen Kurbeln 13 als doppeltwirkende Hydraulikzylinder 14, 15 ausgebildet sind. Die Hydraulikzylinder sind in den Anlenkpunkten 16 am Hohlrad 1 und am Getriebegehäuse 6 angelenkt. Der kolbenbodenseitige Hohlraum 10 des Hydraulikzylinders 14 ist mit dem kolbenstangenseitigen Hohlraum 12 des Hydraulikzylinders 15 sowie der kolbenbodenseitige Hohlraum 10 des Hydraulikzylinders 15 Jnit dem kolbenstangenseitigen Hohlraum 12 des Hydraulikzylinders 14 zu jeweils einem Hydraulikkreislauf zusarnmengeschaltet, in den jeweils ein Druckspeicher 11 eingeschaltet werden kann. Damit gleiche Druckverhältnisse in den Hydraulikzylindern 14» 15 erzielt werden, sind diese mit durchgehenden Kolbenstangen ausgerüstet. Bei Drehung der Kurbel 4 mit dem Zapfen 3> auf dem das Hohlrad 1 lagert, um die Achse 5 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn wird der Kolben im Hydraulikzylinder 15 nach unten gedrückt und verdrängt aus dem kolbenbodenseitigen Hohlraum 10 Hydraiiliköl in den kolbenstangenseitigen Hohlraum 12 des Hydraulikzylinders 14, so daß auch der Kolben des Hydraulikzylinders 14 nach unten gedrückt wird und eine parallele Verschiebung der Anlenkpunkte 16 erfolgt. Das dabei aus dem kolbenbodenseitigen Hohlraum 10 des Hydraulikzylinders 14 verdrängte Hydrauliköl füllt den sich vergrößernden kolbenstangenseitigen Hohlraum 12 des Hydraulikzylinders 15 auf. Auch mit dieser Einrichtung stützt sich das Hohlrad. 1 am Getriebegehäuse 6 ab, so daß es sich, durch Drehung der Kurbel 4. um die Achse 5 des Stirnrades 2 exzentrisch geführt, ständig mit dem Stirn- ' rad 2 in Eingriff befindet, ohne sich um seine eigene Achse drehen zu können.« Dadurch kommt es nur zum Umlaufen

₇ 9|i fill,

— / ~ um 6 *M te w¹ &

des Zahneingriffspunktes und zur Drehung des Stirnrades

3 seigt eine Weitere Variante sur Abstützung des Hohlrades 1 am Getriebegehäuse 6. Das exzentrisch geführte Hohlrad 1 ist über ein aus zwei Kurbeln bestehendes Paralleldoppelkurbelgetriebe 17 mit einer Schwinge 18 gelenkig, verbunden, die Schwinge 18 wiederum ist gelenkig mit dem Getriebegehäuse 6 ebenfalls über ein aus zwei Kurbeln gebildetes Paralleldoppelkurbelgetriebe 19 ver~ bunden. Die Anlerücpunkte 20 der" Paralleldoppelkurbelgetriebe 17, .19 an der Schwinge 18 sind so angeordnet,, daß die zwigchen düesen Anlenkpunkten 20 gedachten Verbindungslinien rechtwinklig oder annähernd rechtwinklig zueinander verlaufen. Diese Einrichtung zur Drehraomentabstützung ermöglicht ebenso wie die bereits dargelegten, die Lage des Hohlrades »1 nach allen Richtungen zu verändern, ohne daß dieses selbst eine Drehbewegung ausführen kann. Sie gestattet lediglich das Herumführen des Hohlrades 1 um das Stirnrad 2 und somit'das Umlaufen des Zahneingriffspunktes, wodurch sich die Drehung des Stirnrades 2 ergibt*

Claims

Erfindungsanspruch

1. Einrichtung zur Drehmomentabstützung bei Umlaufrädergetrieben mit zwei im Eingriff befindlichen Zahnrädern geringer Zähnezahldifferenz, von denen ein Zahnrad exzentrisch um die Achse des anderen Zahnrades geführt und am Getriebegehäuse abgestützt ist, gekennzeichnet dadurch, daß sich das exzentrisch geführte Zahnrad (1) gelenkig am Getriebegehäuse (6) über mindestens drei jeweils annähernd gleichmäßig am Umfang des exzentrisch geführten Zahnrades (1) und des Getriebegehäuses (6) angelenkte Hydraulikzylinder (7» 8, 9) abstützt und daß jeweils die kolbenbodenseitigen Hohlräume (10) und/oder die kolbenstangenseitigen Hohlräume (12) der Hydraulikzylinder (7, 8, 9) untereinander und mit einem Druckspeicher (11) verbunden sind,

2· Einrichtung zur Drehmomentabstützung bei Umlaufrädergetrieben mit zwei im Eingriff stehenden Zahnrädern geringer Zähnezahldifferenz, von denen ein Zahnrad exzentrisch um die Achse des anderen Zahnrades geführt und am Getriebegehäuse abgestützt ist, gekennzeichnet dadurch, daß sich das exzentrisch geführte Zahnrad (1) gelenkig am Getriebegehäuse (6) mittels eines Paralleldoppelkurbelgetriebea abstützt, dessen Kurbeln (13) als hydraulisch paralle'lgeschaltete doppeltwirkende Hydraulikzylinder (14{ 15) mit durchgehenden Kolbenstangen ausgebildet sind, wobei jeweils der kolbenstangenseitige Hohlraum (12) des einen (14 bzw. 15) mit dem kolbenbodenseitigen Hohlraum (10) des anderen Hydraulikzylinders .(1.5 bzw« 14) und wahlweise mit einem Druckspeicher (11) verbunden ist* <

3„ Einrichtung zur Drehmomentabstützung bei Umlaufrädergetrieben mit awei im Eingriff stehenden Zahnrädern geringer Zfeihnezahldifferenz_s von denen ein Zahnrad exzentrisch um die Achse des anderen Zahnrades geführt und am Getriebegehäuse abgestützt ist,, gekennzeichnet dadurch, daß eine Schwinge (18) vorgesehen ist? die einerseits über ein Paralleldoppelkurbelgetriebe (17) gelenkig mit dem exzentrisch geführten Zahnrad (1) und andererseits über ein weiteres Paralleldoppelkurbelgetriebe (19) gelenkig mit dem Getriebegehäuse (6) verbunden ist, wobei die Verbindungslinien zwischen den Anlenkpunkten (20) der Paralleldoppelkurbelgetriebe (17ι 19) an der Schwinge (18) annähernd rechtwinklig zueinander verlaufen«,