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Die
Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für eine Druckmaschine und eine
mit einer solchen Getriebeanordnung ausgerüstete Druckmaschine.
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Beim
Antrieb einer Druckmaschine, wie z. B. einer Bogendruckmaschine,
können
in einem Räderzug
bzw. einem Getriebe dieser veränderliche
Lasten auftreten. Solche veränderlichen
Lasten werden durch dynamische Verbraucher, wie beispielsweise eine
Greifersteuerung, einen Vorgreiferantrieb, einen Verreibungsantrieb,
eine Farbabnahme usw., erzeugt. Diese veränderlichen Lasten können nicht
nur elastische Verformungen im Getriebe verändern, sondern können auch
Dreh- und Biegeschwingungen in der Druckmaschine anregen.
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Durch
die Schwingungen und die Lastveränderungen
treten in Umfangsrichtung in der Verzahnung von Zahnrädern des
Getriebes der Druckmaschine entsprechend veränderliche Zahnkräfte auf. Durch
die Zahnkräfte
können
insbesondere bei schrägverzahnten
Zahnrädern
auch axiale Kräfte auftreten,
die ein Kippmoment auf die Zahnräder
ausüben.
Bei Drehschwingungen und Lastveränderungen
treten somit veränderliche
Zahnkräfte
und damit veränderliche
Kippmomente bzw. Kippmomentschwankungen im Antriebssystem der Druckmaschine
auf. Dies kann z. B. zu Ungenauigkeiten bei Bogenübergaben
und zu einem Dublieren im Druckbild führen.
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Aus
dem Stand der Technik sind Antriebssysteme bekannt, bei denen der
Versuch unternommen wurde, Drehschwingungen zu dämpfen oder zu kompensieren.
Da aber die Amplituden der Drehwinkel und die Winkelgeschwindigkeiten
der bei Druckmaschinen auftretenden Drehschwingungen sehr klein
sind, ist mit den bekannten Antriebssystemen eine effektive Dämpfung nicht
möglich
bzw. die Dämpfungswirkung
relativ gering.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeanordnung für eine Druckmaschine
sowie eine Druckmaschine bereitzustellen, bei denen zumindest Kippmomente
bzw. durch Schwingungen verursachte Kippmomentschwankungen effektiv
gedämpft
werden können.
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Dies
wird mit einer Getriebeanordnung gemäß Anspruch 1 bzw. einer Druckmaschine
gemäß Anspruch
8 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung weist eine Getriebeanordnung für eine Druckmaschine
auf: eine Basis, wenigstens ein Zahnrad mit einer der Basis zugewandten
Seitenfläche,
wobei zwischen Basis und Seitenfläche ein Zwischenraum vorbestimmter
Weite vorgesehen ist, und Getriebeöl-Zuführmittel, die eingerichtet
sind, zumindest einen Teilraum des Zwischenraums mit Getriebeöl zu füllen, so dass
das Getriebeöl
in dem Teilraum einen vorbestimmten Druck aufweist, wobei der Teilraum
derart ausgebildet ist, dass eine eine Weite des Teilraums verändernde
Bewegung des Zahnrades zumindest zu einer temporären Veränderung des Druckes des in dem
Teilraum befindlichen Getriebeöls
führt.
Die Volumenänderung
führt zum
Verdrängen
oder Ansaugen des Öls.
Hier treten Schubspannungen durch die Strömung auf, die zu Verlusten
führen
können.
Diese Strömungsverluste
dämpfen
die Bewegung, weil die Energieverluste aus der Bewegungsenergie
gespeist werden.
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Mit
der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer
Getriebeanordnung können
Kippmomente bzw. durch Schwingungen verursachte Kippmomentschwankungen
effektiv gedämpft
werden.
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Die
Erfindung basiert darauf, dass ein mit einem Zahnrad in Kontakt
befindlicher Ölfilm
dämpfend wirkt.
Das oder die Zahnräder
der Getriebeanordnung bzw. des Räderzuges
der Druckmaschine laufen wie auf einem Axialgleitlager. Treten Kippmomente
an einem Zahnrad auf, verändert
sich die Weite des Teilraums. Ist dieser Teilraum mit Öl gefüllt, so
ist eine Kraft erforderlich, das Ölvolumen zu verändern. Die
auftretenden Schubspannungen im Öl
dämpfen die
Kippmomente bzw. die Kippmomentschwankungen oder -schwingungen an
dem Zahnrad. Zusätzlich werden
durch das Öl
bzw. den Teilraum auch Drehschwingungen gedämpft.
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Die
Basis kann erfindungsgemäß von einem Gehäuse der
Getriebeanordnung oder einem Gestell der Druckmaschine gebildet
sein. Natürlich
sind auch andere Ausformungen möglich,
solange diese eine sichere bzw. im Wesentlichen unnachgiebige Abstützung für das Zahnrad
oder die Zahnräder
gewährleisten.
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Die
Getriebeöl-Zuführmittel
können
erfindungsgemäß z. B. Ölleitungen, Ölbohrungen,
Ventile, Düsen, Ölspeicher
usw. aufweisen. Ferner können
die Getriebeöl-Zuführmittel
z. B. in die Basis integriert sein. Natürlich können die Getriebeöl-Zuführmittel
auch in andere Elemente der Getriebeanordnung integriert sein.
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Erfindungsgemäß kann der
in dem Teilraum einstellbare, vorbestimmte Druck des Getriebeöls einen
Wert von größer oder
gleich Null aufweisen. Beispielsweise kann ein entsprechender Druck
auch über
einen hohen Volumenstrom des Getriebeöls realisiert sein, wobei dann
das Zahnrad beim Verkippen bzw. Verringern der Weite des Teilraums ähnlich einer
Prallplatte nach dem Düse/Prallplatte-Prinzip arbeitet.
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Ferner
kann die Druckerhöhung
des Getriebeöls
bei der Weitenverminderung des Teilraums temporär, also sich von selbst wieder
abbauend, oder auch anhaltend, also sich von selbst nicht wieder
abbauend, erfolgen.
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Der
Teilraum kann erfindungsgemäß von einem
einzigen Raum oder auch von einer Mehrzahl von Räumen gebildet sein. Ferner
kann der Teilraum den Zwischenraum zwischen Zahnrad und Basis überspannen
oder auch sich nur um einen Teil dieser Distanz erstrecken. Wenn
mehrere Räume
den Teilraum bilden, kann erfindungsgemäß eine Weitenverminderung in
einem dieser Räume
oder auch in mehreren oder allen dieser Räume stattfinden. Erfindungsgemäß wird Raum
nicht zwangsläufig
als dreidimensional begrenztes Gebilde verstanden, sondern kann
auch im Sinne eines Abstandes zwischen zwei gegenüberliegenden
Flächen
verstanden werden, wobei dieser Abstand oder Raum senkrecht zur Gegenüberliegerichtung
nicht von einer Fläche
begrenzt ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist der Teilraum Ölflussbeschränkungsmittel auf,
die ein Austreten von Getriebeöl
aus dem Teilraum beschränken.
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Beschränken ist
erfindungsgemäß so zu
verstehen, dass davon sowohl ein Reduzieren als auch ein Sperren
des Ölflusses
umfasst ist.
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Die Ölflussbeschränkungsmittel
können
beispielsweise Querschnittsverminderungen, Dichtungen, Prallelemente,
Labyrinthe, Oberflächenrauigkeiten
im Makrobereich, einen oder mehrere Spalte usw. aufweisen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist die Getriebeanordnung ferner ein Distanzelement
vorbestimmter Breite auf, wobei das Distanzelement in dem Zwischenraum
angeordnet und an der Basis oder an der Seitenfläche des Zahnrades abgestützt ist,
wobei das Distanzelement eine erste Seitenfläche, die der Seitenfläche des
Zahnrades zugewandt ist, und eine zweite Seitenfläche aufweist, die
einer Innenfläche
der Basis zugewandt ist, und wobei der Teilraum von einem Spalt
bzw. schmalen Zwischenraum zwischen der Seitenfläche des Zahnrades und der ersten
Seitenfläche
des Distanzelementes und/oder einem Spalt bzw. schmalen Zwischenraum
zwischen der zweiten Seitenfläche
des Distanzelementes und der Innenfläche der Basis gebildet ist.
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Gemäß dieser
Ausgestaltung weist das Distanzelement eine Breite auf, die kleiner
als die Weite des Zwischenraums ist. Das Distanzelement kann eine
beliebige Form aufweisen und drehbar oder drehfest an der Basis
oder an der Seitenfläche
des Zahnrades abgestützt
sein.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
ist ein Spalt oder sind mehrere Spalte vorgesehen, wobei deren jeweiliger
schmaler Austrittsbereich gegenüber
dem auf der durch die beiden gegenüberliegenden Flächen gebildeten
Spaltfläche
befindlichen Ölvolumen eine Ölflussbeschränkung darstellt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist in der zweiten Seitenfläche des Distanzelementes eine
Sack-Ausnehmung mit einer vorbestimmten Form vorgesehen, wobei die
Innenfläche der
Basis ein Kolbenelement mit einer zu der Form der Sack-Ausnehmung
komplementären
Form aufweist, so dass eine Ein/Ausfahr-Relativbewegung zwischen
Kolbenelement und Distanzelement möglich ist, und wobei zwischen
Kolbenelement und Distanzelement eine Dichtung vorgesehen ist, so
dass ein Ölaustritt
bzw. Ölfluss
aus einem von einem Spalt bzw. schmalen Zwischenraum zwischen einer
Bodenfläche
der Sack-Ausnehmung
des Distanzelementes und einer der zweiten Seitenfläche des
Distanzelementes bzw. der Seitenfläche des Zahnrades zugewandten
Stirnfläche
des Kolbenelements gebildeten Spaltraum beschränkt ist.
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Gemäß dieser
Ausgestaltung der Erfindung setzt sich die zweite Seitenfläche des
Distanzelementes in der Sack-Ausnehmung, d. h. über deren Wandflächen) und
deren Bodenfläche
hinweg, fort.
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In
diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass,
wenn das Zahnrad durch quasi statische Kräfte bereits ausgelenkt wird,
der Spalt ringsum nicht mehr gleich groß bzw. weit ist. Kennt man
diese Auslenkung, kann das Distanzelement vorher bereits entsprechend
ausgerichtet werden, so dass es im Betrieb unter Last mit seiner
ersten Seitenfläche
parallel zum Zahnrad steht. Gemäß der Ausgestaltung
mit Sack-Ausnehmung und Kolbenelement kann das Distanzelement auch über hydraulische
Stößel bzw. Kolben
(Kombination Sack-Ausnehmung und Kolbenelement) an das Zahnrad angelegt
werden. Die Dämpfung
erfolgt dann sowohl durch die hydraulischen Stößel als auch durch die Spaltfläche.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung sind in die zweite Seitenfläche des Distanzelementes elastische
Dichtmittel integriert, wobei die Dichtmittel an der Innenfläche der
Basis anliegen, so dass ein Ölaustritt
aus einem von dem Spalt zwischen der zweiten Seitenfläche des
Distanzelementes und der Innenfläche
der Basis gebildeten Spaltraum beschränkt ist.
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Bei
dieser Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, das ganze Distanzelement
als Kolben einzusetzen. Durch den geringen notwendigen Kolbenhub
kann dieser über
die Elastizität
der Dichtmittel realisiert sein.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist das Distanzelement mittels eines Wälzlagers an
der Seitenfläche
des Zahnrades abgestützt.
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D.
h., das Distanzelement kann durch Wälzlager am Zahnrad oder Zahnradflansch
anliegen und die Dämpfung
kann dann beispielsweise über
die Kolbenwirkung des Distanzelementes in Zusammenwirkung mit den
elastischen Dichtmitteln an der Innenfläche der Basis oder über die
Kolbenwirkung der Kombination von Sack-Ausnehmung und Kolbenelement erfolgen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist das Distanzelement von einem Distanzring gebildet,
so dass dessen Seitenflächen
in Form von Ringflächen
ausgebildet sind.
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In
diesem Fall kann, um die Spaltfläche
mit Öl
zu versorgen, z. B. eine Ringnut in der ersten und/oder der zweiten
Seitenfläche
des Distanzringes vorgesehen sein, durch die das Öl in Umfangsrichtung
des Distanzringes verteilt wird. Durch die Drehung des Zahnrades
und die Fliehkräfte
wird das Öl in
der gesamten Spaltfläche
verteilt. Ferner können
in diesem Fall die elastischen Dichtmittel z. B. von zwei O-Ringen
gebildet sein. Der Distanzring kann gestellfest bzw. an der Basis
abgestützt
sein, wobei seine plane erste Seitenfläche parallel zur planen Seitenfläche des
Zahnrades steht und einen kleinen Spalt zu dieser bildet. Alle anderen
oben beschriebenen Ausführungsformen
der Erfindung sind in Kombination mit dem Distanzring natürlich ebenfalls
möglich.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung weist eine Druckmaschine eine Getriebeanordnung gemäß einer,
mehrerer oder aller vorhergehenden erfindungsgemäßen Ausführungsformen in jeder denkbaren
Kombination auf.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren
anhand von Ausführungsformen
beschrieben.
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1 zeigt
eine schematische Schnittansicht einer Getriebeanordnung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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2 zeigt
eine schematische Schnittansicht einer Getriebeanordnung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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3 zeigt
eine schematische Schnittansicht einer Getriebeanordnung gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung.
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In
der Folgenden Beschreibung von drei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung
einer Druckmaschine (nicht vollständig gezeigt) bezeichnen in
allen Ausführungsformen
gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente.
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Wie
in 1 gezeigt, kann eine erfindungsgemäße Druckmaschine
eine Getriebeanordnung 1 gemäß der ersten Ausführungsform
der Erfindung aufweisen.
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Die
Getriebeanordnung 1 weist eine Basis 10 in Form
eines Maschinengestells der Druckmaschine, wobei das Maschinengestell
gleichzeitig ein Gehäuse
für die
Getriebeanordnung 1 bildet, eine Mehrzahl von miteinander
in Eingriff befindlichen Zahnrädern
(nur ein einziges Zahnrad 20 mit seiner Zahnung 21 ist
dargestellt), die gemeinsam einen Räderzug eines Antriebssystems
der Druckmaschine bilden, und ein in Form eines Distanzringes ausgebildetes
Distanzelement 30 vorbestimmter Breite auf.
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Das
Distanzelement 30 ist in einem Zwischenraum 40 vorbestimmter
Weite zwischen einer Innenfläche 11 der
Basis 10 und einer der Innenfläche 11 zugewandten,
planen Seitenfläche 22 des Zahnrades 20 angeordnet,
wobei das Distanzelement 30 an der Innenfläche 11 der
Basis 10 drehfest abgestützt ist.
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Das
Distanzelement 30 weist eine plane erste Seitenfläche 31,
die der Seitenfläche 22 des
Zahnrades 20 zugewandt ist, und eine zweite Seitenfläche 32 auf,
die der Innenfläche 11 der
Basis 10 zugewandt ist und die an dieser anliegt. Die erste
und die zweite Seitenfläche 31, 32 des
Distanzelementes 30 sind jeweils als Ringfläche ausgebildet.
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Zwischen
der Seitenfläche 22 des
Zahnrades 20 und der ersten Seitenfläche 31 des Distanzelementes 30 ist
ein Spalt 41 vorgesehen, der einen Teilraum des Zwischenraums 40 bildet.
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In
das Distanzelement 30 sind Getriebeöl-Zuführmittel 50 integriert,
die eingerichtet sind, den Spalt 41 mit Getriebeöl zu füllen, so
dass das Getriebeöl
in dem Spalt 41 einen vorbestimmten Druck aufweist.
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Die
Getriebeöl-Zuführmittel 50 weisen
eine an das Distanzelement 30 herangeführte Ölzuführleitung 51 (nur
teilweise dargestellt), eine Ölbohrung 52 in
dem Distanzelement 30 und eine Ringnut 53 in der ersten
Seitenfläche 31 des
Distanzelementes 30 auf.
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Die Ölzuführleitung 51 weist
ein Anschlussstück
(nicht bezeichnet) auf, das an die Ölbohrung 52 angeschlossen
ist, so dass Ölzuführleitung 51 und Ölbohrung 52 miteinander
in Fluidverbindung stehen. Die Ölbohrung 52 in
dem Distanzelement 30 weist eine radiale Bohrung (nicht
separat bezeichnet) und eine sich rechtwinklig von dieser erstreckende,
axiale Bohrung (nicht separat bezeichnet) auf, wobei die radiale
und die axiale Bohrung miteinander in Fluidverbindung stehen. Die
axiale Bohrung mündet
in der Ringnut 53 und steht mit dieser in Fluidverbindung.
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Über die
Getriebeöl-Zuführmittel 50 ist
der Spalt 41 mit Getriebeöl befüllbar. D. h., das durch die Ringnut 53 austretende
Getriebeöl
wird im Betrieb der Druckmaschine durch die Drehung des Zahnrades 20 und
die Fliehkräfte
in Umfangsrichtung auf der gesamten durch die Seitenfläche 22 des
Zahnrades 20 und die erste Seitenfläche 31 des Distanzelementes 30 gebildeten
Spaltfläche
verteilt und der Spalt 41 vollständig mit Getriebeöl befüllt.
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Wenn
während
des Betriebs der Druckmaschine Kippmomente am Zahnrad 20 auftreten,
verändert
sich eine Weite des Spaltes 41. Einer solchen Veränderung
der Weite des Spaltes 41 setzt das Getriebeöl durch
seine Viskosität
eine bestimmte Kraft entgegen, so dass eine entsprechend höhere Kraft des
Zahnrades 20 erforderlich ist, um das Ölvolumen in dem Spalt 41 zu
verändern
bzw. das Getriebeöl aus
dem Spalt 41 zu verdrängen.
Die dabei auftretenden Schubspannungen im Getriebeöl dämpfen die Bewegung
des Zahnrades 20. Zusätzlich
werden durch den ölgefüllten Spalt 41 auch
Drehschwingungen des Zahnrades 20 gedämpft.
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Mit
anderen Worten kommt es bei einer die Weite des Spalts 41 vermindernden
Bewegung des Zahnrades 20 zu einer temporären Erhöhung des Druckes
des in dem Spalt 41 befindlichen Getriebeöls. Diese
Druckerhöhung
baut sich ähnlich
wie bei einem ölgefüllten Stoßdämpfer eines
Kraftfahrzeugs nur langsam ab, da der Spalt 41 durch seinen
gegenüber
dem auf der Spaltfläche
bzw. in dem Spaltraum des Spalts 41 befindlichen Ölvolumen
schmalen, radialen Austrittsbereich eine Ölflussbeschränkung darstellt.
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2 zeigt
eine Getriebeanordnung 1' gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung, welche in eine erfindungsgemäße Druckmaschine integriert
sein kann.
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Die
Getriebeanordnung 1' gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung ist ähnlich
der Getriebeanordnung 1 gemäß der ersten Ausführungsform
der Erfindung ausgebildet und wird nachfolgend beschrieben.
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Die
Getriebeanordnung 1' weist
die Basis 10 in Form des Maschinengestells der Druckmaschine, wobei
das Maschinengestell gleichzeitig das Gehäuse für die Getriebeanordnung 1 bildet,
die Mehrzahl von miteinander in Eingriff befindlichen Zahnrädern (nur
das Zahnrad 20 mit seiner Zahnung 21 ist dargestellt),
die gemeinsam den Räderzug
des Antriebssystems der Druckmaschine bilden, und das in Form des
Distanzringes ausgebildete Distanzelement 30 vorbestimmter
Breite auf.
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Das
Distanzelement 30 ist in dem Zwischenraum 40 vorbestimmter
Weite zwischen der Innenfläche 11 der
Basis 10 und der der Innenfläche 11 zugewandten,
planen Seitenfläche 22 des
Zahnrades 20 angeordnet, wobei das Distanzelement 30 an
der Innenfläche 11 der
Basis 10 drehfest abgestützt ist.
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Das
Distanzelement 30 weist die plane erste Seitenfläche 31,
die der Seitenfläche 22 des
Zahnrades 20 zugewandt ist, und die zweite Seitenfläche 32 auf,
die der Innenfläche 11 der
Basis 10 zugewandt ist. Die erste und die zweite Seitenfläche 31, 32 des Distanzelementes 30 sind
jeweils als Ringfläche
ausgebildet.
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Zwischen
der Seitenfläche 22 des
Zahnrades 20 und der ersten Seitenfläche 31 des Distanzelementes 30 ist
der Spalt 41 vorgesehen.
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In
der zweiten Seitenfläche 32 des
Distanzelementes 30 ist eine in Form einer Sack-Bohrung ausgebildete
Sack-Ausnehmung 33 vorgesehen. Die Sack-Ausnehmung 33 weist eine Wandfläche (nicht separat
bezeichnet) und eine Bodenfläche
auf. Gemäß dieser
Ausführungsform
der Erfindung setzt sich die zweite Seitenfläche 32 des Distanzelementes 30 in
der Sack-Ausnehmung 33, d. h. über deren Wandfläche und
deren Bodenfläche
hinweg, fort.
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An
die Innenfläche 11 der
Basis 10 ist über eine
Schrauben-Stift-Verbindung (nur der Stift 13 ist gezeigt)
ein kreisrundes Kolbenelement 12 montiert, das eine zur
Form der Sack-Ausnehmung 33 komplementäre Form aufweist, so dass eine
axiale Ein/Ausfahr-Relativbewegung zwischen Kolbenelement 12 und
Distanzelement 30 möglich
ist.
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Auf
einem Umfang des Kolbenelements 12, also zwischen Kolbenelement 12 und
Distanzelement 30, ist eine Dichtung 14 in Form
eines aus Gummi hergestellten O-Rings vorgesehen, so dass ein Ölaustritt
aus einem von einem Spalt 42 zwischen der Bodenfläche der
Sack-Ausnehmung 33 des Distanzelementes 30 und
einer Stirnfläche
(nicht separat bezeichnet) des Kolbenelements 12 gebildeten Spaltraum
beschränkt
ist.
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Der
Spalt 41 (erster Spalt) zwischen der Seitenfläche 22 des
Zahnrades 20 und der ersten Seitenfläche 31 des Distanzelementes 30 und
der Spalt 42 (zweiter Spalt) zwischen der Bodenfläche der Sack-Ausnehmung 33 des
Distanzelementes 30 und der Stirnfläche des Kolbenelements 12 bilden
gemeinsam einen Teilraum des Zwischenraums 40.
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In
das Distanzelement 30 sind die Getriebeöl-Zuführmittel 50 integriert,
die eingerichtet sind, den ersten Spalt 41 und den zweiten
Spalt 42 mit Getriebeöl
zu füllen,
so dass das Getriebeöl
in dem jeweiligen Spalt 41, 42 einen vorbestimmten
Druck aufweist.
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Die
Getriebeöl-Zuführmittel 50 weisen
die an das Distanzelement 30 herangeführte Ölzuführleitung 51 (nur
teilweise dargestellt), die Ölbohrung 52 in
dem Distanzelement 30 und die Ringnut 53 in der ersten
Seitenfläche 31 des
Distanzelementes 30 auf.
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Die Ölzuführleitung 51 weist
das Anschlussstück
(nicht bezeichnet) auf, das an die Ölbohrung 52 angeschlossen
ist, so dass Ölzuführleitung 51 und Ölbohrung 52 miteinander
in Fluidverbindung stehen. Die Ölbohrung 52 in
dem Distanzelement 30 weist eine radiale Bohrung (nicht
separat bezeichnet und nicht vollständig gezeigt) und eine sich
rechtwinklig von dieser erstreckende, axiale Bohrung (nicht separat
bezeichnet) auf, wobei die radiale und die axiale Bohrung miteinander
in Fluidverbindung stehen. Die axiale Bohrung mündet in der Ringnut 53 und
steht mit dieser in Fluidverbindung. Die Ölbohrung 52 weist ferner
eine radial verlaufende Verbindungsbohrung 54 zu dem zweiten
Spalt 42 auf.
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Über die
Getriebeöl-Zuführmittel 50 sind
der erste Spalt 41 und der zweite Spalt 42 mit
Getriebeöl befüllbar. D.
h., das durch die Ringnut 53 austretende Getriebeöl wird im
Betrieb der Druckmaschine durch die Drehung des Zahnrades 20 und
die Fliehkräfte
in Umfangsrichtung auf der gesamten durch die Seitenfläche 22 des
Zahnrades 20 und die erste Seitenfläche 31 des Distanzelementes 30 gebildeten
Spaltfläche
verteilt und der erste Spalt 41 vollständig mit Getriebeöl befüllt. Ferner
wird durch die radiale Verbindungsbohrung 54 der Ölbohrung 52 Getriebeöl in den zweiten
Spalt 42 geliefert, so dass der von dem zweiten Spalt 42 gebildete
Spaltraum vollständig
mit Getriebeöl
befüllt
wird.
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Obwohl
in 2 nicht dargestellt, können auf der diametral gegenüberliegenden
Seite des Zahnrades 20 bzw. des Distanzelementes 30 zweite Getriebeöl-Zuführmittel 50,
eine zweite Sack-Ausnehmung 33 und ein zweites Kolbenelement 12 vorgesehen
sein. Natürlich
kann das Kolbenelement auch als um das gesamte als Distanzring ausgebildete
Distanzelement 30 umlaufendes, ringförmiges Kolbenelement ausgebildet
sein. Die Dichtung 14 wäre in
diesem, nicht dargestellten Fall von zwei O-Ringen gebildet.
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Bei
der Getriebeanordnung 1' gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung ist es möglich,
wenn das Zahnrad 20 durch quasi statische Kräfte bereits
ausgelenkt ist, so dass der erste Spalt 41 ringsum nicht
mehr gleich groß bzw.
weit ist, das Distanzelement 30 über die Zusammenwirkung mit dem
Kolbenelement 12 an das Zahnrad 20 anzustellen,
so dass der erste Spalt 41 vergleichmäßigt wird. Zu diesem Zweck
ist zwischen dem Umfang des Kolbenelements 12 und der Wandfläche der
Sack-Ausnehmung 33 ausreichend Spiel vorgesehen, wobei die
Dichtung 14 dieses Spiel elastisch abdichtet.
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Wenn
während
des Betriebs der Druckmaschine Kippmomente am Zahnrad 20 auftreten,
verändert
sich die Weite des ersten Spaltes 41 und die Weite des
zweiten Spaltes. Einer solchen Veränderung der jeweiligen Weiten
des ersten und des zweiten Spaltes 41, 42 setzt
das Getriebeöl
durch seine Viskosität
und seinen vorbestimmten Druck eine bestimmte Kraft entgegen, so
dass eine entsprechend höhere
Kraft des Zahnrades 20 erforderlich ist, um das Volumen
der Spalte 41, 42 zu verändern. Die dabei auftretenden
Schubspannungen im Getriebeöl dämpfen eine
Schwingung des Zahnrades 20. Zusätzlich werden durch den ölgefüllten ersten
Spalt 41 auch Drehschwingungen des Zahnrades 20 gedämpft.
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Mit
anderen Worten kommt es bei einer die Weite des ersten Spalts 41 vermindernden
Bewegung des Zahnrades 20 zu einer temporären Erhöhung des
Druckes des in dem ersten Spalt 41 befindlichen Getriebeöls. Diese
Druckerhöhung
baut sich ähnlich
wie bei einem ölgefüllten Stoßdämpfer eines Kraftfahrzeugs
nur langsam ab, da der erste Spalt 41 durch seinen gegenüber dem
auf der Spaltfläche bzw.
in dem Spaltraum des ersten Spalts 41 befindlichen Ölvolumen
schmalen, radialen Austrittsbereich eine Ölflussbeschränkung darstellt.
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Ferner
kommt es bei einer die Weite des zweiten Spalts 42 vermindernden
Bewegung des Zahnrades 20 und des Distanzelementes 30 zu
einer quasi anhaltenden, also sich von selbst nicht wieder abbauenden,
Erhöhung
des Druckes des in dem zweiten Spalt 42 befindlichen Getriebeöls. Dies
wird dadurch bewirkt, dass die Dichtung 14 einen Ölaustritt
aus dem von dem zweiten Spalt 42 gebildeten Spaltraum sperrt.
Fachleuten ist klar, dass es natürlich
im Rahmen der Fluidverbindung über
die Ölbohrung 52 in
dem Gesamtssystem der Getriebeöl-Zuführmittel 50 zu
einem Druckausgleich kommt, welcher auch den Druck in dem zweiten
Spalt 42 beeinflusst.
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Im
Fazit erfolgt bei der Getriebeanordnung 1' gemäß der zweiten Ausführungsform
der Erfindung die Dämpfung
der Kippmomente bzw. Kippmomentschwankungen sowohl über den ölgefüllten ersten Spalt 41 als
auch über
den ölgefüllten zweiten
Spalt 42. Die Drehschwingungen werden über den ölgefüllten ersten Spalt 41 gedämpft.
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3 zeigt
eine Getriebeanordnung 1'' gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung, welche in eine erfindungsgemäße Druckmaschine integriert
sein kann.
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Die
Getriebeanordnung 1'' gemäß der dritten Ausführungsform
der Erfindung ist ähnlich
den Getriebeanordnungen 1 und 1' gemäß der ersten bzw. der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung ausgebildet und wird nachfolgend beschrieben.
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Die
Getriebeanordnung 1'' weist die Basis 10 in
Form des Maschinengestells der Druckmaschine, wobei das Maschinengestell
gleichzeitig das Gehäuse
für die
Getriebeanordnung 1'' bildet, die
Mehrzahl von miteinander in Eingriff befindlichen Zahnrädern (nur
das Zahnrad 20 mit seiner Zahnung 21 ist dargestellt),
die gemeinsam den Räderzug
des Antriebssystems der Druckmaschine bilden, und das in Form des
Distanzringes ausgebildete Distanzelement 30 vorbestimmter
Breite auf.
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Das
Distanzelement 30 ist in dem Zwischenraum 40 vorbestimmter
Weite zwischen der Innenfläche 11 der
Basis 10 und der der Innenfläche 11 zugewandten,
planen Seitenfläche 22 des
Zahnrades 20 angeordnet, wobei das Distanzelement 30 an
der Innenfläche 11 der
Basis 10 drehfest abgestützt ist.
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Das
Distanzelement 30 weist die plane erste Seitenfläche 31,
die der Seitenfläche 22 des
Zahnrades 20 zugewandt ist, und die zweite Seitenfläche 32 auf,
die der Innenfläche 11 der
Basis 10 zugewandt ist. Die erste und die zweite Seitenfläche 31, 32 des Distanzelementes 30 sind
jeweils als Ringfläche
ausgebildet.
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Zwischen
der Seitenfläche 22 des
Zahnrades 20 und der ersten Seitenfläche 31 des Distanzelementes 30 ist
der erste Spalt 41 vorgesehen.
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In
die zweite Seitenfläche 32 des
Distanzelementes 30 sind elastische Dichtmittel 15 in
Form von zwei aus Gummi hergestellten O-Ringen 16, 17 integriert,
wobei die O-Ringe 16, 17 an der Innenfläche 11 der
Basis 10 anliegen, so dass ein Ölaustritt aus einem von einem
Spalt (dritter Spalt) 43 zwischen der zweiten Seitenfläche 32 des
Distanzelementes 30 und der Innenfläche 11 der Basis 10 gebildeten
Spaltraum beschränkt
und in diesem Falle gesperrt ist.
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Die
zweite Seitenfläche 32 des
Distanzelementes 30 weist zwischen den O-Ringen 16, 17 einen
gegenüber
dem Rest der Seitenfläche 32 vertieften
Bereich 32a auf, so dass ein Spaltraum des dritten Spalts 43 vergrößert ist.
Der vertiefte Bereich 32a ist gemäß dieser Ausführungsform
als um das gesamte als Distanzring ausgebildete Distanzelement 30 umlaufender,
ringförmiger
Bereich ausgebildet.
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Der
erste Spalt 41 zwischen der Seitenfläche 22 des Zahnrades 20 und
der ersten Seitenfläche 31 des
Distanzelementes 30 und der dritte Spalt 43 der zweiten
Seitenfläche 32 (bzw.
deren vertieften Bereich 32a) des Distanzelementes 30 und
der Innenfläche 11 der
Basis 10 bilden gemeinsam einen Teilraum des Zwischenraums 40.
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In
das Distanzelement 30 sind die Getriebeöl-Zuführmittel 50 integriert,
die eingerichtet sind, den ersten Spalt 41 und den dritten
Spalt 43 mit Getriebeöl
zu füllen,
so dass das Getriebeöl
in dem jeweiligen Spalt 41, 43 einen vorbestimmten
Druck aufweist.
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Die
Getriebeöl-Zuführmittel 50 weisen
die an das Distanzelement 30 herangeführte Ölzuführleitung 51 (nur
teilweise dargestellt), die Ölbohrung 52 in
dem Distanzelement 30 und die Ringnut 53 in der ersten
Seitenfläche 31 des
Distanzelementes 30 auf.
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Die Ölzuführleitung 51 weist
das Anschlussstück
(nicht bezeichnet) auf, das an die Ölbohrung 52 angeschlossen
ist, so dass Ölzuführleitung 51 und Ölbohrung 52 miteinander
in Fluidverbindung stehen. Die Ölbohrung 52 in
dem Distanzelement 30 weist eine radiale Bohrung (nicht
separat bezeichnet und nicht vollständig dargestellt) und eine
sich rechtwinklig von dieser erstreckende, axiale Bohrung (nicht
separat bezeichnet) auf, wobei die radiale und die axiale Bohrung
miteinander in Fluidverbindung stehen. Die axiale Bohrung mündet in
der Ringnut 53 und steht mit dieser in Fluidverbindung.
Die Ölbohrung 52 weist
ferner eine axial verlaufende Verbindungsbohrung 55 zu
dem dritten Spalt 43 auf.
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Über die
Getriebeöl-Zuführmittel 50 sind
der erste Spalt 41 und der dritte Spalt 43 mit
Getriebeöl befüllbar. D.
h., das durch die Ringnut 53 austretende Getriebeöl wird im
Betrieb der Druckmaschine durch die Drehung des Zahnrades 20 und
die Fliehkräfte
in Umfangsrichtung auf der gesamten durch die Seitenfläche 22 des
Zahnrades 20 und die erste Seitenfläche 31 des Distanzelementes 30 gebildeten
Spaltfläche
verteilt und der erste Spalt 41 vollständig mit Getriebeöl befüllt. Ferner
wird durch die axiale Verbindungsbohrung 55 der Ölbohrung 52 Getriebeöl in den dritten
Spalt 43 geliefert, so dass der von dem dritten Spalt 43 gebildete
Spaltraum vollständig
mit Getriebeöl
befüllt
wird.
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Auch
bei der Getriebeanordnung 1'' gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung ist es möglich,
wenn das Zahnrad 20 durch quasi statische Kräfte bereits
ausgelenkt ist, so dass der erste Spalt 41 ringsum nicht
mehr gleich groß bzw.
weit ist, das Distanzelement 30 über die Wirkung des von dem dritten
Spalt 43 gebildeten Spaltraums an das Zahnrad 20 anzustellen,
so dass der erste Spalt 41 vergleichmäßigt wird. Ein entsprechender
Kolbenhub des dann als Kolben wirkenden Distanzelementes 30 wird über die
Elastizität
der O-Ringe 16 und 17 realisiert.
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Wenn
während
des Betriebs der Druckmaschine Kippmomente am Zahnrad 20 auftreten,
verändert
sich die Weite des ersten Spaltes 41 und die Weite des
dritten Spaltes 43. Einer solchen Veränderung der jeweiligen Weiten
des ersten und des dritten Spaltes 41, 42 setzt
das Getriebeöl
durch seine Viskosität
und seinen vorbestimmten Druck eine bestimmte Kraft entgegen, so
dass eine entsprechend höhere
Kraft des Zahnrades 20 erforderlich ist, um das Volumen
der Spalte 41, 43 zu verändern. Die dabei auftretenden
Schubspannungen im Getriebeöl dämpfen eine
Schwingung des Zahnrades 20. Zusätzlich werden durch den ölgefüllten ersten
Spalt 41 auch Drehschwingungen des Zahnrades 20 gedämpft.
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Mit
anderen Worten kommt es bei einer die Weite des ersten Spalts 41 vermindernden
Bewegung des Zahnrades 20 zu einer temporären Erhöhung des
Druckes des in dem ersten Spalt 41 befindlichen Getriebeöls. Diese
Druckerhöhung
baut sich ähnlich
wie bei einem ölgefüllten Stoßdämpfer eines Kraftfahrzeugs
nur langsam ab, da der erste Spalt 41 durch seinen gegenüber dem
auf der Spaltfläche bzw.
in dem Spaltraum des ersten Spalts 41 befindlichen Ölvolumen
schmalen, radialen Austrittsbereich eine Ölflussbeschränkung darstellt.
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Ferner
kommt es bei einer die Weite des dritten Spalts 43 vermindernden
Bewegung des Zahnrades 20 und des Distanzelementes 30 zu
einer quasi anhaltenden, also sich von selbst nicht wieder abbauenden,
Erhöhung
des Druckes des in dem dritten Spalt 43 befindlichen Getriebeöls. Dies
wird dadurch bewirkt, dass die O-Ringe 16, 17 einen Ölaustritt
aus dem von dem dritten Spalt 43 gebildeten Spaltraum sperren.
Fachleuten ist klar, dass es natürlich
im Rahmen der Fluidverbindung über
die Ölbohrung 52 in
dem Gesamtssystem der Getriebeöl-Zuführmittel 50 zu
einem Druckausgleich kommt, welcher auch den Druck in dem dritten
Spalt 43 beeinflusst.
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Im
Fazit erfolgt bei der Getriebeanordnung 1'' gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung die Dämpfung
der Kippmomente bzw. Kippmomentschwankungen sowohl über den ölgefüllten ersten Spalt 41 als
auch über
den ölgefüllten dritten
Spalt 43. Die Drehschwingungen werden über den ölgefüllten ersten Spalt 41 gedämpft.
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Gemäß in den
Figuren nicht dargestellten Varianten der zweiten und dritten Ausführungsform können die
Getriebeöl-Zuführmittel 50 zusätzlich separate Ölleitungen
und Ölflusssteuermittel
aufweisen zum selektiven und druckgesteuerten Befüllen des zweiten
Spalts 42 bzw. des dritten Spalts 43 mit Getriebeöl.
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- 1
- Getriebeanordnung
- 1'
- Getriebeanordnung
- 1''
- Getriebeanordnung
- 10
- Basis
- 11
- Innenfläche
- 12
- Kolbenelement
- 13
- Stift
- 14
- Dichtung
- 15
- Dichtmittel
- 16
- O-Ring
- 17
- O-Ring
- 20
- Zahnrad
- 21
- Zahnung
- 22
- Seitenfläche
- 30
- Distanzelement
- 31
- erste
Seitenfläche
- 32
- zweite
Seitenfläche
- 32a
- vertiefter
Bereich
- 33
- Sack-Ausnehmung
- 40
- Zwischenraum
- 41
- (erster)
Spalt
- 42
- (zweiter)
Spalt
- 43
- (dritter)
Spalt
- 50
- Getriebeöl-Zuführmittel
- 51
- Ölzuführleitung
- 52
- Ölbohrung
- 53
- Ringnut
- 54
- radiale
Verbindungsbohrung
- 55
- axiale
Verbindungsbohrung