DE102008038069A1

DE102008038069A1 - Power-split transmission for e.g. press, has gear wheel with two helical teething, and helical-toothed gear wheels connected one below other in rotationally and axially fixed manner and together movable in axial direction

Info

Publication number: DE102008038069A1
Application number: DE102008038069A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Fahrenbach
Original assignee: L Schuler GmbH
Current assignee: L Schuler GmbH
Priority date: 2008-08-16
Filing date: 2008-08-16
Publication date: 2010-02-25

Abstract

The transmission (2) has a gear wheel (8) with two helical teething (9, 10). The gear wheel is in engagement with a set of gear wheels (12, 13). A set of helical-toothed gear wheels (21, 22) is connected to the set of gear wheels in a rotationally and axially fixed manner. Another set of helical-toothed gear wheels (24, 25) is in engagement with the former set of helical-toothed gear wheels. The helical-toothed gear wheels of the latter set are connected one below the other in a rotationally and axially fixed manner and are together movable in an axial direction.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Getriebe mit Leistungsverzweigung für Pressen, Windkraftanlagen oder ähnliche Anwendungsfälle.object The invention is a transmission with power split for Presses, wind turbines or similar applications.

Die Anwendung des Prinzips der Leistungsverzweigung ist bekannt und dient meist dazu, bei einem Getriebe die zu übertragenden Drehmomente auf mehrere Zahneingriffe zu verteilen.The Application of the principle of power split is known and usually serves to transmit the transmission in a transmission Distribute torques to multiple meshing.

Zum Beispiel offenbart die EP 1619386 A2 ein Getriebe für eine Windkraftanlage höherer Leistung, das dazu dient, die langsame Rotordrehzahl in eine schnelle Generatordrehzahl umzusetzen. Dazu kämmt ein unmittelbar mit dem Rotor verbundenes großes Eingangszahnrad mit einem Zahnradpaar einer ersten Zahnradgruppe, die an Vorgelegewellen angeschlossen sind. Das Eingangszahnrad ist schräg verzahnt. Die beiden Vorgelegewellen treiben jeweils ein Stirnradgetriebe an, das schräg verzahnte Zahnräder enthält. Die beiden letzten Zahnräder jedes dieser Stirnradgetriebe kämmen mit einem gemeinsamen Ritzel der Generatorwelle.For example, the EP 1619386 A2 a transmission for a higher power wind turbine, which serves to convert the slow rotor speed into a fast generator speed. For this purpose, a large input gear wheel connected directly to the rotor meshes with a gear pair of a first gear group, which are connected to countershafts. The input gear is helical toothed. The two countershafts each drive a spur gear, which contains helical gears. The last two gears of each of these spur gear mesh with a common pinion of the generator shaft.

Bei derartigen Getrieben kann meist keine vollständig hälftige Aufteilung der übertragenen Drehmomente bzw. Leistungen, ob die Beiden hinsichtlich des Lastflusses parallel arbeitenden Zweige des Getriebes erreicht werden. Es muss deshalb mit einem relativ hohen Sicherheitsfaktor gerechnet werden, was die Getriebe verteuert und zu einem entsprechenden Bauvolumen führt.at Such transmissions can usually not completely half Distribution of the transmitted torques or powers, whether the two work in parallel with regard to the load flow Branches of the transmission can be achieved. It must therefore with one relatively high safety factor can be expected what the gearbox more expensive and leads to a corresponding volume of construction.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Konzept für Getriebe mit Leistungsverzweigung vorzustellen, das zu geringeren Getriebegrößen führt.From that Based on the object of the invention, a concept for To imagine transmission with power split, the lower Gear sizes leads.

Diese Aufgabe wird dem Getriebenachanspruch 1 gelöst:
Das erfindungsgemäße Getriebe weist ein erstes Zahnrad mit einer ersten Schrägverzahnung und einer zweiten entgegen gesetzten Schrägverzahnung auf. Das erste Zahnrad kann eine Maag-Verzahnung, eine Pfeilverzahnung oder dergleichen aufweisen und durch ein einziges Stirnrad gebildet sein. Es kann auch durch zwei im axialen Abstand angeordnete unterschiedlich schräg verzahnte Stirnräder als Doppelschräg-Stirnrad ausgebildet sein. Mit dem ersten Zahnrad kämmen mindestens zwei Zahnräder einer ersten Gruppe, wobei jedes Zahnrad der ersten Gruppe jeweils eine Vorgelegewelle antreibt. Vorzugsweise sind die Zahnräder der ersten Gruppe mit ihren Vorgelegewellen, insbesondere in Axialrichtung fest verbunden.This problem is solved the gearbox claim 1:
The transmission according to the invention has a first gear with a first helical toothing and a second opposite helical toothing. The first gear may have a Maag toothing, an arrow tooth or the like and be formed by a single spur gear. It can also be formed by two axially spaced differently helical spur gears as a double helical spur gear. At least two gears of a first group mesh with the first gear, with each gear of the first group each driving a countershaft. Preferably, the gears of the first group are firmly connected to their countershafts, in particular in the axial direction.

Jedes Zahnrad der ersten Gruppe ist jeweils mit einem Zahnrad einer zweiten Gruppe drehfest und in Axialrichtung fest verbunden. Die Zahnräder der zweiten Gruppe sind in entgegen gesetzten Richtungen schräg verzahnt und kämmen jeweils mit einen Zahnrad einer dritten Gruppe. Die beiden Zahnräder der dritten Gruppe sitzen auf einer gemeinsamen Welle, die vorzugsweise axial schwimmend, d. h. verschiebbar gelagert ist. Diese Welle ist beispielsweise über eine Längsbewegungen ausgleichende Kupplung oder eine andere Verbindungseinrich tung mit mindestens einer elektrischen Maschine verbunden. Die Verbindungseinrichtung kann zum Beispiel auch durch ein gerade verzahntes Stirnradgetriebe gebildet sein, das eine axiale Relativverschiebung der beteiligten Zahnräder zulässt. Die Axialpositionierung der Vorgelegewellen erfolgt durch die Zahneingriffe und nicht über Axialdrucklager.each Gear of the first group is each with a gear of a second Group rotatably and firmly connected in the axial direction. The gears of the second group are inclined in opposite directions toothed and combed each with a gear of a third Group. The two gears of the third group sit on a common shaft, preferably axially floating, d. H. is slidably mounted. This wave is over for example a longitudinal motion compensating clutch or another Verbindungseinrich device with at least one electric machine connected. The connection device can also be, for example, by a straight toothed spur gear be formed, which has an axial Relative displacement of the involved gears allows. The axial positioning of the countershafts is carried out by the meshing and not via thrust bearings.

Dieses erfindungsgemäße Konzept nutzt den Umstand, dass die Zahnradpaarungen der Zahnräder der zweiten und der dritten Gruppe einander entgegengesetzt gerichtete Axialschubkomponenten erzeugen. Entsprechend wirken auf die Zahnräder der ersten Gruppe einander entgegengesetzt gerichtete Axialschubkomponenten. Dies führt dazu, dass eine der Vorgelegewellen vorwiegend über eine der beiden Schrägverzahnungen des ersten Zahnrads angetrieben wird, während die andere Vorgelegewelle vorzugsweise und vorwiegend über die andere Schrägverzahnung des ersten Zahnrads angetrieben wird. Durch die zumindest geringe axiale Verschiebbarkeit der ersten und der zweiten Vorgelegewelle, sowie insbesondere der die Zahnräder der dritten Gruppe tragenden Welle ergibt sich dabei ein Drehmomentausgleich, so dass beide Zweige des Getriebes das gleiche Drehmoment und die gleiche Leistung übertragen. Somit sind die Zahnbelastungen an dem ersten Zahnrad und auch in dem weiteren Getriebe minimiert. Es kann mit einem verminderten Sicherheitsfaktor gearbeitet werden und die Getriebe werden trotz verminderter Baugröße zuverlässiger.This inventive concept uses the fact that the gear pairs of the gears of the second and the third group generate oppositely directed axial thrust components. Correspondingly act on the gears of the first group oppositely directed axial thrust components. This causes one of the countershafts predominantly over one of the two helical gears of the first gear is driven while the other countershaft is preferred and predominantly over the other helical gearing of the first gear is driven. By the at least small axial Displacement of the first and second countershafts, as well in particular, the gears carrying the third group Wave results in a torque balance, so that both branches of the transmission transmit the same torque and the same power. Thus, the tooth loads on the first gear and also in minimized to the other transmission. It can with a diminished Safety factor to be worked and the gears will be despite reduced size more reliable.

In einer abgewandelten Ausführungsform sind die beiden Vorgelegewellen jeweils durch zumindest ein axiales Drucklager axial abgestützt. Der Drehmomentausgleich findet dann ausschließlich über die beiden einander entgegen gesetzt gerichteten Schrägverzahnungen der Zahnradpaarungen der zweiten und dritten Gruppe und die axiale Verschiebbarkeit der miteinander verbundenen Zahnräder der dritten Gruppe statt. In diesem Fall genügt es, wenn die Zahnräder der ersten Gruppe nur jeweils mit einer der Schrägverzahnungen des ersten Zahnrads kämmen.In a modified embodiment, the two countershafts each axially supported by at least one axial thrust bearing. The torque compensation then takes place exclusively the two oppositely directed helical gears the gear pairings of the second and third group and the axial Displacement of the interconnected gears the third group. In this case, it is sufficient if the Gears of the first group only each with one of the helical gears comb the first gear.

Das erfindungsgemäße Konzept hat insbesondere Bedeutung bei Getrieben mit nicht gleichförmiger Drehmomentübertragung, wie beispielsweise Getriebe von Windkraftanlagen oder Getriebe von Pressen.The inventive concept has particular significance in transmissions with non-uniform torque transmission, such as gearboxes of wind turbines or gearboxes of presses.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung der Beschreibung oder Ansprüchen. Die Beschreibung beschränkt sich dabei auf wesentliche Aspekte der Erfindung und sonstiger Gegebenheiten. Die Zeichnung offenbart weiter Einzelheiten und ist ergänzend heran zu ziehen. Es zeigen:Further details of advantageous Ausfüh Forms of the invention are the subject of the drawing of the description or claims. The description is limited to essential aspects of the invention and other conditions. The drawing discloses further details and is complementary to zoom. Show it:

1 eine Presse in schematisierter Stirnansicht, 1 a press in schematic front view,

2 eine ausschnittweise Stirnansicht des Getriebes der Presse nach 1, 2 a fragmentary front view of the transmission of the press after 1 .

3 das Getriebe nach 2, in einer schematisierten Seitenansichtsdarstellung, und 3 the gearbox after 2 in a schematic side view representation, and

4 eine abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes in schematisierter Seitenansichtsdarstellung. 4 a modified embodiment of the transmission according to the invention in a schematic side view representation.

1 veranschaulicht eine Presse 1, in der das erfindungsgemäße Getriebe 2 zur Anwendung kommen kann. Es kann zum Beispiel dazu dienen, Antriebsleistung eines, zweier oder mehrerer als Motoren betriebener elektrischer Maschinen 3, 4 auf eine Hauptwelle 5 zu übertragen. Die Hauptwelle 5 dient beispielsweise zum Antrieb eines in einem Pressengestell 6 vertikal auf und ab bewegbaren Stößels 7. Der Leistungsfluss findet dabei vorwiegend von den elektrischen Maschinen 3, 4 zu dem Stößel 7 hin statt. Es können jedoch auch kurze Phasen der Umkehrung des Leistungsflusses gegeben sein. 1 illustrates a press 1 in which the transmission according to the invention 2 can be used. It may, for example, serve to drive power of one, two or more electric machines operated as motors 3 . 4 on a main shaft 5 transferred to. The main shaft 5 serves, for example, to drive one in a press frame 6 vertically up and down movable plunger 7 , The power flow is mainly from the electrical machines 3 . 4 to the pestle 7 out instead. However, there may also be short phases of power flow reversal.

Das Getriebe 2 ist nicht auf den Anwendungsfall in Pressen 1 beschränkt. Es kann beispielsweise auch in Einrichtungen zur Anwendung kommen, bei denen der Leistungsfluss vorwiegend oder vollständig von der Hauptwelle 5 zu der zumindest einen elektrischen Maschine 3 hin stattfindet. Beispielsweise kann das Getriebe 2 in Windkraftanlagen vorgesehen sein, um den langsam drehenden Rotor an einen schnell drehenden Generator anzukoppeln.The gear 2 is not on the application in presses 1 limited. It can also be used, for example, in installations in which the power flow is predominantly or completely from the main shaft 5 to the at least one electric machine 3 takes place. For example, the transmission 2 be provided in wind turbines to couple the slowly rotating rotor to a fast-rotating generator.

Demgemäß kann das Getriebe 2 sowohl als Übersetzungsgetriebe als auch als Untersetzungsgetriebe ausgebildet sein. Es kann dabei insbesondere zur Übertragung höherer Leistungen bis hin zu mehreren MW ausgelegt werden.Accordingly, the transmission 2 be designed both as a transmission gear and as a reduction gear. It can be designed in particular for the transmission of higher power up to several MW.

Das erfindungsgemäße Getriebe 2 weist zumindest ein erstes Zahnrad 8 auf, das, wie 2 zeigt, mit der Hauptwelle 5 drehfest, d. h. Drehmoment übertragend verbunden ist. Die Hauptwelle 5 ist bei der Presse 5 die Ausgangswelle des Getriebes 2. Das Getriebe 2 ist dann ein Untersetzungsgetriebe. Wird die Hauptwelle 5 hingegen als Eingangswelle genutzt, ist das Getriebe 2 ein Übersetzungsgetriebe.The transmission according to the invention 2 has at least a first gear 8th on, that, how 2 shows, with the main shaft 5 rotatably, that is torque transmitting connected. The main shaft 5 is at the press 5 the output shaft of the transmission 2 , The gear 2 is then a reduction gear. Will be the main wave 5 however, used as an input shaft, is the transmission 2 a transmission gear.

Das erste Zahnrad 8 ist in Axialrichtung unverschiebbar drehbar gelagert und als außenverzahntes Stirnrad ausgebildet. Es weist, wie 3 zeigt, eine erste Schrägverzahnung 9 und eine zweite Schrägverzahnung 10 auf. Die Schrägverzahnungen 9, 10 weisen vorzugsweise den Schrägungswinkel β1, β2 mit gleichem betrag aber mit unterschiedlichen Vorzeichen auf. Das Zahnrad 8 ist somit ein Doppelschräg-Stirnrad, ein Stirnrad mit Pfeilverzahnung oder ein Stirnrad mit Maag-Verzahnung. Zwischen den beiden Schrägverzahnungen 9, 10 kann optional ein Abstand 11 vorgesehen sein.The first gear 8th is rotatably mounted immovably in the axial direction and formed as externally toothed spur gear. It shows how 3 shows a first helical toothing 9 and a second helical toothing 10 on. The helical gears 9 . 10 preferably have the helix angle β1, β2 with the same amount but with different signs. The gear 8th is thus a Doppelschräg spur gear, a spur gear with a helical toothing or a spur gear with Maag toothing. Between the two helical gears 9 . 10 can optionally be a distance 11 be provided.

Das erste Zahnrad 8 kämmt mit zwei Zahnrädern 12, 13, die eine erste Gruppe 14 bilden. Die Zahnräder 12, 13 sind Stirnräder, die vorzugsweise einen im Vergleich zu dem ersten Zahnrad 8 wesentlich geringeren Durchmesser aufweisen und deshalb auch als Ritzel bezeichnet werden können. Vorzugsweise sind die Zahnräder 12, 13 untereinander vollkommen gleich ausgebildet. Sie weisen jeweils zwei Verzahnungen 15, 16; 17, 18 auf, die zusammen eine Doppelschrägverzahnung, Pfeilverzahnung, Maag-Verzahnung oder dergleichen bilden. Die Verzahnungen 15, 17 passen zu der Schrägverzahnung 9, deren Schrägungswinkel β1 vorzugsweise in dem Bereich von 25 Grad bis 30 Grad liegt. Die Verzahnungen 16, 18 passen zu der Schrägverzahnung 10, deren Schrägungswinkel β2 vorzugsweise ebenfalls in dem Bereich von 25 bis 30 Grad liegt.The first gear 8th meshes with two gears 12 . 13 who are a first group 14 form. The gears 12 . 13 are spur gears, which are preferably one compared to the first gear 8th have much smaller diameter and therefore can also be referred to as a pinion. Preferably, the gears are 12 . 13 formed with each other completely the same. They each have two teeth 15 . 16 ; 17 . 18 on, which together form a double helical gearing, arrow teeth, Maag gearing or the like. The gears 15 . 17 fit the helical gearing 9 whose helix angle β1 is preferably in the range of 25 degrees to 30 degrees. The gears 16 . 18 fit the helical gearing 10 , whose helix angle β2 is preferably also in the range of 25 to 30 degrees.

Das Zahnrad 12 ist mit einer ersten Vorgelegewelle 19 verbunden, die drehbar gelagert und vorzugsweise in Axialrichtung etwas verschiebbar angeordnet ist. Das Zahnrad 13 ist mit einer zweiten Vorgelegewelle 20 dreh und axial fest verbunden. Die Vorgelegewelle 20 ist wie die Vorgelegewelle 19 in einem nicht weiter veranschaulichten Getriebegehäuse drehbar gelagert und zumindest geringfügig axial verschiebbar.The gear 12 is having a first countershaft 19 connected, which is rotatably mounted and preferably arranged slightly displaceable in the axial direction. The gear 13 is with a second countershaft 20 rotating and axially firmly connected. The countershaft 20 is like the countershaft 19 rotatably mounted in a not further illustrated gear housing and at least slightly axially displaceable.

Die Vorgelegewelle 19 ist mit einem Zahnrad 21 drehfest und axialfest verbunden. Unter axialfester Verbindung wird in der vorliegenden Beschreibung durchgängig verstanden, dass die betreffenden Wellen und Zahnräder untereinander ohne Axialspiel verbunden sind.The countershaft 19 is with a gear 21 rotatably and axially connected. Under axialfester connection is understood in the present description throughout that the respective shafts and gears are connected to each other without axial play.

Das Zahnrad 21 ist ein Stirnrad, dessen Zähne einen Schrägungswinkel β3 aufweisen, dessen Betrag kleiner ist als der Betrag der Schrägungswinkel β1 oder β2.The gear 21 is a spur gear whose teeth have a helix angle β3 whose amount is smaller than the amount of helix angle β1 or β2.

Die Vorgelegewelle 20 trägt wiederum dreh- und axialfest ein Zahnrad 22, dessen Durchmesser und Zähnezahl mit dem Durchmesser und der Zähnezahl des Zahnrads 21 übereinstimmt. Es ist wiederum als schräg verzahntes Stirnrad ausgebildet, mit einem Zahnschrägungswinkel β4. Vorzugsweise stimmt der Betrag des Schrägungswinkels β4 mit dem Betrag des Schrägungswinkels β3 überein, wobei die Vorzeichen entgegen gesetzt sind. Die Zahnräder 21, 22 bilden eine zweite Gruppe 23. Das Zahnrad 21 kämmt mit einem Zahnrad 24 mit passender Verzahnung. Das Zahnrad 22 kämmt mit einem Zahnrad 25, mit ebenfalls passender Verzahnung. Die Zahnräder 24, 25 gehören zu einer dritten Gruppe 26. Die Zahnräder 24, 25 stimmen im Durchmesser und Zähnezahl miteinander überein. Sie weisen einander entgegen gesetzte Schrägverzahnungen auf und sind untereinander axialfest und drehfest verbunden. Sie sitzen auf einer gemeinsamen Welle 27, die parallel zu den Vorgelegewellen 19, 20 und auch parallel zu der in 3 nicht veranschaulichten Hauptwelle 5 orientiert ist. Die Welle 27 ist drehbar gelagert und in Axialrichtung beweglich, wie in 3 durch einen Pfeil 28 angedeutet ist. Im Weiteren ist sie über eine Verbindungseinrichtung 29 mit der elektrischen Maschine 3 verbunden. Die Verbindungseinrichtung 29 kann durch ein Stirnradgetriebe, mit vorzugsweise geradverzahnten Zahnrädern 30, 31 gebildet sein. Aus Sicht der elektrischen Maschine 3 ist das Getriebe 2 insgesamt ein Untersetzungsgetriebe. Die Zahnradpaarung der Zahnräder 31, 30 bildet eine Untersetzung. Eine weitere Untersetzung wird durch die Zahnradpaarung der Zahnräder 24, 21, sowie 25, 22 gebildet. Die Zahnräder 12, 8; 13, 8 bilden ebenfalls eine Untersetzung. Die jeweiligen Untersetzungen können den konkreten Anforderungen angepasst werden. Es ist auch möglich, einzelne Stufen ohne Untersetzung oder mit einer Übersetzung auszubilden.The countershaft 20 in turn rotatably and axially fixed a gear 22 , its diameter and number of teeth with the diameter and the number of teeth of the gear 21 matches. It is in turn designed as a helical spur gear, with a tooth bevel angle β4. Preferably, the amount of skew angle β4 coincides with the amount of skew angle β3, with the signs being opposite. The tooth bikes 21 . 22 form a second group 23 , The gear 21 combs with a gear 24 with matching teeth. The gear 22 combs with a gear 25 , with likewise matching toothing. The gears 24 . 25 belong to a third group 26 , The gears 24 . 25 match the diameter and number of teeth. They have opposing helical gears and are mutually axially fixed and rotatably connected. They are sitting on a common wave 27 parallel to the countershafts 19 . 20 and also parallel to the in 3 not illustrated main shaft 5 is oriented. The wave 27 is rotatably mounted and movable in the axial direction, as in 3 through an arrow 28 is indicated. Furthermore, it is via a connection device 29 with the electric machine 3 connected. The connection device 29 can by a spur gear, preferably with spur gears 30 . 31 be formed. From the perspective of the electric machine 3 is the transmission 2 Overall, a reduction gear. The gear pairing of the gears 31 . 30 makes a reduction. Another reduction is made by the gear pairing of the gears 24 . 21 , such as 25 . 22 educated. The gears 12 . 8th ; 13 . 8th also form a reduction. The respective reductions can be adapted to the specific requirements. It is also possible to train individual stages without reduction or with a translation.

Das insoweit beschriebene Getriebe 1 arbeitet wie folgt:
Die elektrische Maschine 3 arbeitet als Motor. Sie treibt über die Zahnräder 31, 30 die Welle 27 an. Von dieser verzweigt sich die auf die Welle 27 geleitete Leistung auf die Zahnräder 24, 25 der Gruppe 26. Die Zahnräder 24, 25 treiben über die Zahnräder 21, 22 die Vorgelegewellen 19, 20. Dadurch entstehen an den Zahneingriffen der Zahnräder 24, 25 und 21, 22 der Gruppen 26, 23 einander entgegen gesetzt gerichtete Axialkräfte. Diese sind gleich groß, wenn beide Zahnräder 21, 22 von der Welle 27 her das gleiche Drehmoment erhalten. Die Welle 27 kommt deshalb in derjenigen Axialposition zur Ruhe, in der die Lastaufteilung auf beide Vorgelegewellen 19, 20 gleich, d. h. 0,5 zu 0,5 ist. Die Axialpositionierung der Vorgelegewellen 19, 20 und der Welle 27 wird nur von den Zahneingriffen, nicht aber durch irgendwelche Axial lager bestimmt.The transmission described so far 1 works as follows:
The electric machine 3 works as a motor. She drives over the gears 31 . 30 the wave 27 at. From this branches on the wave 27 directed performance on the gears 24 . 25 the group 26 , The gears 24 . 25 drive over the gears 21 . 22 the countershafts 19 . 20 , This results in the teeth meshing of the gears 24 . 25 and 21 . 22 of the groups 26 . 23 oppositely directed axial forces. These are the same size if both gears 21 . 22 from the wave 27 get the same torque. The wave 27 Therefore comes in that axial position to rest, in the load distribution on both countershafts 19 . 20 equal, ie 0.5 to 0.5. The axial positioning of the countershafts 19 . 20 and the wave 27 is determined only by the teeth, but not by any axial bearing.

Die beiden Vorgelegewellen 19, 20 erhalten durch die unterschiedlichen Vorzeichen der Schrägungswinkel β3, β4 unterschiedliche Axialkräfte, wie in 3 durch Pfeile 33, 34 angedeutet ist. Damit erhalten die Zahnräder 12, 13 unterschiedliche axiale Vorspannungen. Über die, durch die Verzahnungen 9, 10 gebildete Pfeilverzahnung sind die beiden Zahnräder 12, 13 jeweils für sich mittig ausgerichtet. Durch die Axialbelastung in Richtung des Pfeils 33 erhält an dem Zahnrad 12 die Verzahnung 16 eine Last, die etwas größer ist, als eine Verzahnung 15. In dem Zahnrad 13 sind die Verhältnisse umgekehrt. Dort erhält die Verzahnung 17 eine etwas höhere Last als die Verzahnung 18. Dies führt zu definierten Belastungsverhältnissen an dem Zahnrad 8. Die Kräfte gemäß den Pfeilen 33, 34 sind wesentlich geringer, als die zentrierenden Kräfte, die durch die größeren Schrägungswinkel β1, β2 hervorgerufen werden.The two countershafts 19 . 20 obtained by the different signs of the helix angle β3, β4 different axial forces, as in 3 through arrows 33 . 34 is indicated. This preserves the gears 12 . 13 different axial biases. About, through the gears 9 . 10 formed herringbone teeth are the two gears 12 . 13 each centered. Due to the axial load in the direction of the arrow 33 gets on the gear 12 the gearing 16 a load that is slightly larger than a gearing 15 , In the gear 13 the conditions are reversed. There receives the gearing 17 a slightly higher load than the gearing 18 , This leads to defined load conditions on the gear 8th , The forces according to the arrows 33 . 34 are much smaller than the centering forces caused by the larger helix angles β1, β2.

Das erfindungsgemäße Getriebe 2 führt sowohl bei Kraftübertragung von der Welle 27 zu dem Zahnrad 8, wie auch bei Kraftübertragung von dem Zahnrad 8 zu der Welle 27 zu einer gleichmäßigen Leistungsverzweigung und vermeidet auf diese Weise die Überlastung einzelner Zahnradpaarungen. Damit lassen sich besonders platzsparende Getriebe für große Leistungen aufbauen.The transmission according to the invention 2 results in both power transmission from the shaft 27 to the gear 8th , as well as in power transmission from the gear 8th to the wave 27 to a uniform power split and avoids in this way the overload of individual gear pairs. This makes it possible to build particularly space-saving gear units for large outputs.

Eine abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes geht aus 4 hervor. Soweit dieses mit dem vorstehend beschriebenen Getriebe übereinstimmt, werden gleiche Bezugszeichen verwendet und es wird auf die vorstehende Beschreibung verwiesen. Anders als das vorbeschriebene Getriebe 2 nach 3 weist das Getriebe 2 nach 4 abgewandelte Zahnräder 12, 13' auf. Das Zahnrad 12' kämmt nur mit der Verzahnung 10 während das Zahnrad 13' nur mit der Verzahnung 9 kämmt. Die an den Zahnrädern 12, 13' auftretenden Axialkräfte sind somit nicht ausgeglichen. Sie werden über axiale Drucklager 35, 36, 37, 38 aufgefangen, die die Vorgelegewellen 19, 20 in Axialrichtung abstützen. Die Symmetrierung der Lastverteilung erfolgt jedoch wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen auch wiederum über die entgegen gesetzt geschrägten Verzahnungen der Zahnräder der zweiten und dritten Gruppe 23, 26. Bei dieser Ausführungsform kann es zweckmäßig sein, die Schrägungswinkel β1, β2 geringer zu wählen. Außerdem können anstatt der Schrägverzahnungen 9, 10 jeweils Pfeilverzahnungen zur Anwendung kommen.A modified embodiment of the transmission according to the invention is made 4 out. As far as this agrees with the transmission described above, like reference numerals are used and reference is made to the above description. Unlike the above-described transmission 2 to 3 has the gearbox 2 to 4 modified gears 12 . 13 ' on. The gear 12 ' meshes only with the teeth 10 while the gear 13 ' only with the teeth 9 combs. The on the gears 12 . 13 ' occurring axial forces are thus not balanced. They are powered by axial thrust bearings 35 . 36 . 37 . 38 intercepted the countershafts 19 . 20 support in the axial direction. However, as in the exemplary embodiments described above, the balancing of the load distribution is again effected by way of the oppositely beveled toothings of the gears of the second and third groups 23 . 26 , In this embodiment, it may be appropriate to choose the helix angle β1, β2 lower. Also, instead of the helical gears 9 . 10 each Pfeilverzahnungen be used.

Das Getriebe 2 kann, wie in 2 durch Punkte angedeutet ist, mehrere Anordnungen gemäß 3 und/oder gemäß 4 enthalten, um an das Zahnrad 8 mehrere elektrische Maschinen 3, 4 anzuschließen. Damit kann die Presse 1 nach 1 von mehreren Servo-Motoren angetrieben werden, die gleiche oder unterschiedliche Leistungsbeiträge für den Antrieb der Hauptwelle liefern.The gear 2 can, as in 2 indicated by dots, several arrangements according to 3 and / or according to 4 included to the gear 8th several electrical machines 3 . 4 to join. This can be the press 1 to 1 driven by multiple servo motors that provide the same or different power contributions to the drive of the main shaft.

Das erfindungsgemäße Getriebe 2 mit Leistungsverzweigung weist zwei Vorgelegewellen 19, 20 auf, deren Zahnräder 12, 13 mit einem gemeinsamen ersten Zahnrad 8 kämmen. Die Vorgelegewellen 19, 20 sind durch axiale Drucklager oder wie es bevorzugt wird, durch die Verzahnung 15, 16; 17, 18 ihrer Zahnräder 12, 13 in Axialrichtung zentriert. Beide Vorgelegewellen 19, 20 werden von einer gemeinsamen Welle 27 her angetrieben (oder treiben diese an). Dazu dienen Zahnradpaarungen 24/21; 25/22 mit entgegen gesetztem Schrägungswinkel. Dies führt zu einer automatischen axialen Zentrierung der Welle 27. Die axiale Zentrierung wird insbesondere dann leicht ermöglicht, wenn die Welle 27 über geradverzahnte Stirnräder angetrieben wird. Die eine axiale Verschiebung der Welle 27 zulassen.The transmission according to the invention 2 with power split has two countershafts 19 . 20 on, their gears 12 . 13 with a common first gear 8th comb. The countershafts 19 . 20 are by axial thrust bearing or as it is preferred by the gearing 15 . 16 ; 17 . 18 their gears 12 . 13 centered in the axial direction. Both Countershaft 19 . 20 be from a common wave 27 driven (or drive this). Serve gear pairings 24 / 21 ; 25 / 22 with opposite skew angle. This leads to an automatic axial centering of the shaft 27 , The axial centering is particularly easy when the shaft 27 is driven by straight spur gears. The one axial displacement of the shaft 27 allow.

11: PressePress
22: Getriebetransmission
3, 43, 4: elektrische Maschineelectrical machine
55: Hauptwellemain shaft
66: Pressengestellpress frame
77: Stößeltappet
88th: Zahnradgear
99: erste Schrägverzahnungfirst helical teeth
1010: zweite Schrägverzahnungsecond helical teeth
β1β1: Schrägungswinkel der ersten Schrägverzahnunghelix angle the first helical toothing
β2β2: Schrägungswinkel der zweiten Schrägverzahnunghelix angle the second helical toothing
12, 1312 13: Zahnräder der ersten Gruppe 14 Gears of the first group 14
1414: erste Gruppefirst group
15, 1615 16: Verzahnungen des Zahnrads 12 Gears of the gear 12
17, 1817 18: Verzahnungen des Zahnrads 13 Gears of the gear 13
19, 2019 20: VorgelegewellenCountershaft
21, 2221 22: Zahnräder der zweiten Gruppe 23 Gears of the second group 23
2323: zweite Gruppesecond group
24, 2524 25: Zahnräder der dritten Gruppegears the third group
2626: dritte Gruppethird group
2727: Wellewave
2828: Pfeilarrow
2929: Verbindungseinrichtungconnecting device
31, 3231 32: Zahnrädergears

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- EP 1619386 A2 [0003]

Claims

Transmission ( 2 ) with power split, in particular for presses ( 1 ), Wind turbines or the like, with a first gear ( 8th ), a first helical gearing ( 9 ) and a second helical toothing ( 10 ) whose helix angles (β1, β2) have opposite signs, and with two gears ( 12 . 13 ) of a first group ( 14 ) is engaged, with two helical gears ( 21 . 22 ) of a second group ( 23 ) each with a gear ( 12 . 13 ) of the first group ( 14 ) are rotationally fixed and axially fixed and whose helix angle (β3, β4) have opposite signs, with two helical gears ( 24 . 25 ) of a third group ( 26 ), each with a gear ( 21 . 22 ) of the second group ( 23 ) are engaged and the rotationally fixed to each other and axially fixed and are jointly movable in the axial direction.

Transmission according to claim 1, characterized in that the first helical gearing ( 9 ) and the second helical toothing ( 10 ) form an arrow toothing.

Transmission according to claim 1, characterized in that the first and the second helical gearing ( 9 . 10 ) Have helix angles (β1, β2) of equal amounts.

Transmission according to claim 1, characterized in that the first gear ( 8th ) is formed by two rotationally fixed and axially fixedly connected spur gears.

Transmission according to claim 1, characterized in that the first gear ( 8th ) is formed by a single spur gear.

Transmission according to claim 1, characterized in that the gears ( 12 . 21 ; 13 . 22 ) of the first and second groups ( 14 . 23 ) with each other in pairs by a wave ( 19 . 20 ) are connected, which is mounted axially displaceable.

Transmission according to claim 1, characterized in that the gears ( 12 . 13 ) of the first group ( 14 ) are each formed by an arrow-toothed spur gear or pinion, with both helical gears ( 9 . 10 ) of the first gear ( 8th ) combs.

Transmission according to claim 1, characterized in that the gears ( 12 . 13 ) of the first group ( 14 ) each with only one of the two helical gears ( 9 . 10 ) of the first gear ( 8th ) comb.

Transmission according to claim 1, characterized in that the gears ( 24 . 25 ) of the third group ( 26 ) fixed to a shaft ( 27 ) are connected, which is mounted axially displaceable.

Transmission according to claim 1, characterized in that the gears ( 24 . 25 ) of the third group ( 26 ) via an axial relative displacement allowing connection device ( 29 ) with an electric machine ( 3 ) are connected.

Transmission according to claim 10, characterized in that the connecting device ( 29 ) a spur gear ( 30 . 31 ).

Transmission according to claim 1, characterized in that the spur gear two straight spur gears ( 30 . 31 ).