DE1016524B - Als Zweiweggetriebe ausgebildetes zweistufiges Stirnrad-Untersetzungsgetriebe - Google Patents

Description

• Als Zweiweggetriebe ausgebildetes zweistufiges Stirnrad-Untersetzungsgetriebe Bei als Zweiweggetriebe ausgebildeten Stirnrad-Untersetzungsgetrieben wird die Kraft von einem zentralen Antriebsritzel über zwei parallele, im Eingriff mit diesem stehende Zahnräder und je ein auf deren Wellen sitzendes Ritzel auf das austreibende, mit den beiden Ritzeln der Zwischenstufe kämmende Zahnrad der gleichachsig zur antreibenden Welle liegenden Welle übertragen. Damit der Kraftfluß gleichmäßig über die beiden Kraftwege übertragen wird und Überlastungen der Zwischenwellen vermieden werden, sind besondere Maßnahmen zum Drehmomentausgleich erforderlich. Zu diesem Zweck werden die beiden mit dem Antriebsritzel kämmenden Zahnräder vielfach mit drehelastischen Zahnkränzen versehen, die die Ausgestaltung des Getriebes verwickelt und kostspielig machen.
• Es ist bekannt, den Axialschub von zweistufigen Zweiweggetrieben mit einem schräg verzahnten Antriebsritzel dadurch auszugleichen, daß die Wellen der beiden mit diesem im Eingriff stehenden schräg verzahnten Zwischenräder gegen den Druck einer in Membranen eingeschlossenen Flüssigkeit axial verschiebbar gelagert sind, wobei die zweite Getriebestufe eine Geradverzahnung hat. Die mit Flüssigkeit gefüllten Hohlräume der beiden Membranen sind durch eine Rohrleitung miteinander verbunden. Die hierbei verwendeten Membranen sind jedoch empfindlich und können besonders bei hohen Druckbelastungen leicht zerstört werden, so daß dieses bekannte Getriebe für größere Leistungen unbrauchbar ist.
• Es sind auch Zweiweggetriebe mit zwei übersetzungsstufen bekannt, bei denen zwei pfeilverzahnte Ritzelpaare sowie die im Eingriff mit diesen stehenden Getrieberäder der ersten Stufe axial verschiebbar angeordnet sind, so daß sie sich auf die beiden Getrieberäder einstellen können. Sämtliche Räder der ersten Getriebestufe sind also axial verschiebbar, was eine verwickelte Konstruktion bedingt und besonders bei großen Drehmomenten keinen sicheren Ausgleich gewährleistet. Außerdem wirkt sich die für den Belastungsausgleich notwendige Verschiebung auf das getriebene mittlere Zahnrad und dessen Welle ungünstig aus.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde; die Nachteile der bekannten Getriebebauarten zu vermeiden und mit einfachen Mitteln eine völlig gleichmäßige Aufteilung des Kraftflusses auf die beiden Wege des Getriebes und damit einen vollständigen Drehmomentausgleich zu erreichen. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß die mit axial umverschiebbaren Antriebsritzel im Eingriff stehenden schräg verzahnten Räder auf ihrer durch eine Pfeilverzahnung der zweiten Getriebestufe axial festgelegten Welle verschiebbar angeordnet und mit dieser zur Drehmomentübertragung in an sich bekannter Weise in der Umfangsrichtung fest, z. B. durch eine Zahnkupplung, gekuppelt sind. Nach der Lehre der Erfindung ist also das Antriebsritzel unverschiebbar, und es sind nur die mit diesem im Eingriff stehenden beiden Zahnräder auf ihren Wellen verschiebbar, die ihrerseits durch die Pfeilverzahnung der zweiten Getriebestufe an einer axialen Verschiebung gehindert sind. Es können daher weder die Welle des Antriebsritzels noch die Wellen der zweiten Getriebestufe in axialer Richtung wandern, so daß die Achsenstände festliegen und auch die treibende und getriebene Welle sich nicht verschieben kann. Die für den Belastungsausgleich notwendige Verschiebung der beiden Getrieberäder der ersten Stufe spielt sich nur innerhalb des Getriebes ab und wirkt sich nicht nach außen aus.
• Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist bei jedem axial auf seiner Welle verschiebbaren Zahnrad der ersten Stufe ein durch eine Druckflüssigkeit betätigter Kolben vorgesehen, der dem Axialschub des schräg verzahnten Zahnrades entgegenwirkt. Dieser Axialschub ändert sich bei einer Änderung des von einem der beiden parallelen Zahnräder übertragenen Drehmoments und bewirkt durch Verschiebung des an dem Zahnrad angebrachten Kolbens eine Druckerhöhung der Flüssigkeit. Die Druckräume der Kolben der beiden parallelen Zahnräder stehen z B. durch eine Rohrleitung miteinander in Verbindung und sind außerdem an eine Pumpe angeschlossen, die vorzugsweise über .-in einstellbares Ventil den nötigen Flüssigkeitsdruck erzeugt. Tritt durch Axialschub eines Zahnrades infolge Änderung des von ihm übertragenen Drehmoments eine Druckerhöhung auf, so wird diese durch das Rohrsystem auf den Druckraum des anderen Zahnrades übertragen, und es tritt über das Rohrsystem sofort ein Druckausgleich ein, wodurch das erste Zahnrad so weit verschoben wird, daß es wieder das gleiche Drehmoment wie das zweite Zahnrad überträgt. Damit in beiden Drehrichtungen des Getriebes dieser Drehmomentausgleich erhalten werden kann, wird der an jedem Zahnrad vorgesehene Kolben vorteilhaft als Ringkolben mit zwei Arbeitsräumen ausgebildet, die durch Bohrungen der Welle mit dem Rohrsystem bzw. der Druckpumpe verbunden sind. Als Druckflüssigkeit wird vorzugsweise Öl verwendet.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in der Draufsicht bzw. im teilweisen Schnitt dargestellt.
• Die z. B. mit einem Elektromotor gekuppelte schnell laufende Antriebswelle 1 ist mittels der beispielsweise als Wälzlager ausgebildeten Lager 2 und 3 in dem nur teilweise dargestellten Getriebegehäuse gelagert. Die Welle 1 ist zwischen den Lagern 2, 3 als schräg verzahntes Ritzel5 ausgebildet, das im Eingriff mit den beiden ebenfalls mit einer Schrägverzahnung versehenen parallelen Zahnräder 6 steht. Jedes der beiden Zahnräder 6 ist auf seiner Welle 7 verschiebbar gelagert. Die beiden Wellen 7 sind mittels der Lager 8 im Getriebegehäuse gelagert und tragen je ein Ritzel 9, das z. B. mit einer Pfeilverzahnung verseben ist und mit dem Zahnrad 10 im Eingriff steht, das auf der gleichachsig zur Antriebswelle 1 in den Lagern 11 des Getriebegehäuses gehaltenen getriebenen Welle 12 unverdrehbar befestigt ist. An der Innenseite jedes der beiden Zahnräder 6 ist eine Zahnkupplung 13 vorgesehen, die z. B. über einen Sprengring 14 mit einer Hülse 15 fest verbunden ist, die an ihrer Innenseite einen ringförmigen Kolben 16 aufweist. An beiden Seiten des Kolbens 16 ist je ein ringförmiger Druckraum 17 und 18 vorgesehen, der durch eine entsprechende Eindrehung der Welle 7 gebildet ist und durch radiale Kanäle 19, 20 mit in der Achsmitte der Welle 7 angebrachten Kanälen 21 und 22 in Verbindung steht. Diese beiden axialen Kanäle sind am Ende der Welle 7 über entsprechende, von einem Deckel 23 abgeschlossene Sammelräume 24 bzw. 25 verbunden, an die die nicht dargestellten, zu einer Druckölpumpe und zu dem zweiten Zahnrad 6 führenden Rohrleitungen angeschlossen sind.
• Wenn die Antriebswelle 1 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles 28 umläuft, führen die beiden Zahnräder 6 eine gleichgerichtete Drehung in Richtung der eingezeichneten Pfeile 29 aus, die über die Ritzel 9 auf das Zahnrad 10 bzw. deren Welle 12 übertragen wird.
• Infolge der Schrägverzahnung tritt an den Zahnrädern 6 bei Drehmomentübertragung ein Axialschub in Richtung des Pfeiles 30 auf, der durch die im Ringraum 17 befindliche Druckflüssigkeit ausgeglichen wird, so daß der Kolben die axiale Mittellage des Zahnrades 6 aufrechthält. Wird das vom Zahnrad 6 übertragene Drehmoment größer, so tritt ein größerer Axialschub auf, der eine Druckerhöhung in dem Ringraum 17 zur Folge hat. Da dieser Ringraum mit dem Ringraum des zweiten parallelen Zahnrades 6 über ein Rohrsystem in Verbindung steht, kann sich dieser Überdruck ausgleichen, so daß dadurch auch die beiden von den Zahnrädern 6 übertragenen Drehmomente gleich werden. Bei einer Änderung der Drehrichtung der Antriebswelle 1 tritt der Axialschub in Richtung des gestrichelten Pfeiles 31 auf, der von dem Ringraum 18 an der anderen Seite des Kolbens 16 aufgenommen wird. Bei einer Änderung des Drehmoments wird der dann auftretende größere Axialschub in gleicher Weise durch die Druckflüssigkeit im Ringraum 20 des anderen Zahnrades 6 ausgeglichen.
• Die hydraulische Einrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht daher in beiden Drehrichtungen einen Ausgleich des von den beiden parallelen Zahnrädern 6 übertragenen Drehmoments, so daß die Wellen beider Zahnräder stets gleich belastet sind und schädliche Überlastungen einer Welle vermieden werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Als Zweiweggetriebe ausgebildetes zweistufiges Stirnrad-Untersetzungsgetriebe, dessen mit dem Antriebsritzel kämmende schräg verzahnte Räder zum Ausgleich ihres Axialschubes gegen den Druck einer Flüssigkeit verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem axial unverschiebbaren Antriebsritzel (5) im Eingriff stehenden schräg verzahnten Räder (6) auf ihrer durch eine Pfeilverzahnung (9) der zweiten Getriebestufe axial festgelegten Welle (7) verschiebbar angeordnet und mit dieser zur Drehmomentübertragung in an sich bekannter Weise in der Umfangsrichtung fest, z. B. durch eine Zahnkupplung (13), gekuppelt sind.
2. 2. Getriebe nach Anspruch 1, bei dem die schräg verzahnten Räder an ihrer Stirnseite mit einem die Eingriffsorgane einer Kupplung bildenden Bauelement versehen sind, dadurch gekennzeichnet; daß die Hülse einer Zahnkupplung von einem an der Stirnseite der Zahnräder (6) angeordneten ringförmigen Ansatz (13) gebildet ist, an dem ein an seiner Innenseite als ringförmiger Kolben (16) ausgebildeter Zylinder (15) befestigt ist, der flüssigkeitsdicht die mit Druckräumen (17, 18) und Kanälen (19, 20, 21, 22) für die Druckflüssigkeit versehene Welle (7) umschließt.
3. 3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet. daß zum Drehmomentausgleich in beiden Drehrichtungen an beiden Seiten des Kolbens (16) je ein Druckraum (17 bzw. 18) vorgesehen ist, der . über in der Welle (7) vorgesehene Kanäle (19, 21 bzw. 20, 22) mit den zu den entsprechenden Druckräumen des zweiten .Zahnrades (6) führenden Flüssigkeitsleitungen verbunden ist.
4. 4. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) als Ringkolben ausgebildet ist, der durch einen die Welle (7) dicht umschließenden Zylinder (15) mit einem die Hülse der Zahnkupplung bildenden zylindrischen Ansatz (13) des Zahnrades (6, 6') befestigt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 878140, 285 013; 497 225, 867 660, 483 026, 563 535, 578 901, 722 920; USA.-Patentschrift Nr. 2 386 367; britische Patentschrift Nr. 554 001.