DE1030651B

DE1030651B - Vorrichtung zum Verhindern des Hin- und Herschlagens eines Zahnrades in den Zahnluecken des Gegenrades

Info

Publication number: DE1030651B
Application number: DESCH19793A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gaston Borgeaud; Alfred Duerig
Original assignee: Schweizerische Lokomotiv und Maschinenfabrik AG (SLM)
Current assignee: Schweizerische Lokomotiv und Maschinenfabrik AG (SLM)
Priority date: 1956-03-01
Filing date: 1956-03-20
Publication date: 1958-05-22
Also published as: BE555060A; GB856629A; CH339021A; FR1166938A; NL96935C

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verhindern des Hin- und Herschiagens eines Zahnrades in den Zahnlücken eines mit ihm kämmenden zweiten Zahnrades, bei welcher axial neben dem Hauptzahnradpaar ein Hilfszahnradpaar von gleichem Übersetzungsverhältnis angeordnet ist, von denen das eine mit dem ersten Hauptzahnrad drehfest und das andere mit dem zweiten Hauptzahnrad drehbar durch eine druckmediiumbeaufschlagte und zur Drehverspannung !«stimmte Vorrichtung -verbünden ist.

Es sind Vorrichtungen zur Beseitigung des Flankenspieles und zur Verhinderung des Hin- und Herschlagens bekannt, bei welchen auf den Wellen des Hauptzahnradpaares ein Hilfszahnradpaar von gleichem Übersetzungsverhältnis angeordnet ist und dabei das eine Hilfszahnrad mit dem ersten Hauptzahnrad drehfest, das andere Hilfszahnrad mit dem zweiten Hauptzahnrad drehbar und in Drehrichtung verspannbar verbunden ist.

Die Verspannung dieser bekannten Vorrichtungen erfolgt mittels vorgespannter und in eines der Räder eingebauter. Federn, womit die Höchstspannkraft festgelegt und im Stillstand nicht ohne weiteres, während des Laufes des Getriebes überhaupt nicht geändert werden kann. In vielen Fällen läßt sich aber die zur Verhinderung des. Hin- und Herschiagens notwendige Verspannkraft, nicht vorher bestimmen. Andererseits soll sie nicht unnötigerweise hoch sein, weil sie eine zum Arbeitsdruck hinzukommende Flankenbelastung der Haupträder verursacht.

Nach einem weiteren Vorschlag sind auch schon in Umfangsrichtung der beiden verdrehbar nebeneinanderliegenden Zahnräder verteilte Kammern bekanntgeworden, die mit einem Druckmedium beaufschlagt werden können und der Vorspannung dienen sollen. Dieser Vorschlag ist jedoch deshalb praktisch ungeeignet, weil diese Kammern so ausgeführt sind, daß sie auch bei einer Druckbeaufschlagung keinerlei Volumenvergrößerung erfahren und damit kein Drehmoment im Sinne der Verspannung hervorrufen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mängel der bekannten Verspannvorrichtungen zu beheben und eine solche Verspannvorrichtung zu schaffen, die in einfacher und betriebssicherer Weise durch ein Druckmedium betätigt werden kann.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung in Drehrichtung arbeitende Betätigungszylinder aufweist, deren Druckraum bei einer Relativverdrehung der zugeordneten beiden Zahnräder in Verspannrichtung zunimmt. Bei einer solchen Vorrichtung hat man es leicht in der Hand, die Verspannung durch eine entsprechende Änderung des Druckes des zugeführten Druckmediums an die

Vorrichtung zum Verhindern

des Hin- und Herschiagens eines Zahnrades in den Zahnlücken des Gegenrades

Anmelder:

Schweizerische Lokomotiv-
und Maschinenfabrik,
Winterthur (Schweiz)

,Vertreter: Dipl.-Ing. R.Beetz, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorfstr. 10

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom. 1. März 1956

Dr.-Ing. Gaston Borgeaud und Alfred Dürig,

Winterthur (Schweiz),
sind als Erfinder genannt worden

jeweils gegebenen praktischen Verhältnisse anzupassen, wobei die Höhe des Öldruckes z.B. in einem besonderen Regulierapparat willkürlich oder automatisch eingestellt werden kann.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt

Fig. .1 ein zweiwelliges Zahnradgetriebe im Längs-

-' -schnitt nach der Schnittlinie I-I der Fig. 3,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Hauptzahnräder nach der Schnittlinie H-TI der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Hilfszahnräder nach der Schnittlinie IH-III der Fig. 1.

Im Gehäuse g sind die beiden Getriebewellen 1

und 3 gelagert. Auf der Welle 1 des Getriebes ist das erste Haupt- oder Arbeitszahnrad 2, auf der Welle 3 das mit ihm kämmende zweite Hauptzahnrad 4 aufgekeilt. Neben dem Hauptzahnrad 2 ist das Hilfszahnrad 5 angeordnet, das mit der Welle 1 ebenfalls drehfest verbunden ist, während neben dem Hauptzahnrad 4 ein Hilfszahnrad 6 liegt, das auf der Welle 3 drehbar gelagert ist. Das Hilfszahnradpaar weist das gleiche Übersetzungsverhältnis wie das Hauptzahnradpaar auf. Seine Teilung könnte aber von derjenigen des Hauptzahnradpaares verschieden sein.

Das Hilfszahnrad 6 und das Hauptzahnrad 4 sind gegeneinander in Drehrichtung verspannbar. Zu diesem Zweck ist das Hilfszahnrad 6 mit einem Flansch 7 und einem mit diesem verschraubten Deckel 8 ver-

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sehen. Das ganze ist auf der Nabe 9 gelagert, die mit der Welle 3 verkeilt ist. In den so gebildeten Ringraum 10 ragen abwechslungsweise je acht klauenartig ausgestaltete Elemente 12 bzw. 13 des Deckels 8 sowie der Nabe 9 und bilden Kammern 14 und 14a. Die Kammern 14,14 α dienen als Betätigungszylinder der Verspannvorrichtung und sind zu diesem Zweck durch Kanäle 15 bis 19 mit der auf dem Ende der Welle 3 gelagerten Verteilmufre 20 verbunden. Diese ist an das Steuer- und Druckregulierventil 22 angeschlossen, dem von der Ölpumpe 23 Drucköl zugeführt wird. Mit dieser Anordnung können die Kammern sowohl im Stillstand als auch während des Betriebes des Getriebes unter Druck gehalten werden, wobei sich der Arbeitsdruck vermittels des Ventils 22 einstellen läßt.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Sobald das Ventil 22 geöffnet wird und die Kammern 14 daraufhin unter Druck zu stehen kommen, werden die klauenartig ausgestalteten Elemente 12 und mithin das Hilf szahnrad 6 im Uhrzeigersinn ausweichen wollen, während umgekehrt die Elemente 13 und somit das Hauptzahnrad 4 sich im Gegenufarzeigersinn zu verdrehen suchen. Diese einander entgegengesetzt gerichteten Verdrehungen übertragen sich auf das Hilfszahnrad 5 und das Hauptzahnrad 2. Die miteinander kämmenden Zahnflanken des Hilfs- und Haupträderpaares kommen nun in der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Weise stets aneinanderzuliegen, während die Gegenflanken um das volle Zahnspiel s_v S₂ voneinander entfernt bleiben. Die auf die Ritzel 5 und 2 ausgeübten Zahnkräfte Z₁ und Z₂ sind dabei einander entgegengesetzt gerichtet.

Diese Auswirkungen der Verspannvorrichtung treten sowohl im unbelasteten als auch im belasteten Zustand des Getriebes auf. Läuft das Getriebe unter Belastung, z. B. in der Annahme, daß die Welle 3 als Antriebswelle arbeite und sich entgegen dem Uhrzeigersinn drehe, so übt das Hauptzahnrad 4 auf das Ritzel 2 eine Umfangskraft A₁ aus, die in der gleichen Richtung wie die Verspannkraft Z₁ verläuft. Die resultierende Umfangskraft Z ist somit gleich der Summe der beiden Kräfte.

Die Verspannkraft Z₁ bleibt dabei konstant, solange der Arbeitsdruck in der ölzuführung nicht verändert wird. Hingegen kann die Umfangskraft A₁ je nach Antriebsart periodisch oder stoßweise schwanken oder Änderungen dynamischen Ursprungs erleiden, indem im einen Arbeitszahnrad Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit auftreten, denen das andere Arbeitsrad nicht genügend rasch zu folgen vermag. Solche Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit kommen z. B. beim Antrieb durch Brennkraftkolbenmotoren oder beim Auftreten von Eigenschwingungen in Frage.

Ein Ablösen der aneinander arbeitenden Zahnflanken wird bei größeren Winkelgeschwindigkeitsänderungen nicht eintreten, solange der resultierende Flankendruck bzw. Umfangskraft Z oberhalb der Nuälgrenze bleibt. Ändert diese jedoch ihren Richtungssinn, d. h. nimmt diese einen negativen Wert an, so tritt das ganze Zahnspiel s während eines kurzen Momentes in Erscheinung, und die Zähne des einen Arbeitsrades schlagen dann in den Zahnlücken des Gegenrades hin und her. Um die Laufruhe in diesem Fall wiederherzustellen, muß der Öldruck der Verspannvorrichtung entsprechend erhöht werden. Umgekehrt besteht auch die Möglichkeit, bei genügender Laufruhe den ganzen Verspannmeclianismus auszuschalten bzw. die Ölpumpe 23 abzustellen, um Leistung zu sparen und unerwünschte Erwärmung des Getriebeschmieröles zu vermeiden.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Vorrichtung zum Verhindern des Hin- und Herschlagens eines Zahnrades in den Zahnlücken eines mit ihm kämmenden zweiten Zahnrades, bei welcher axial neben dem Hauptzahnradpaar ein Hilfszahnradpaar von gleichem Übersetzungsverhältnis angeordnet ist, von denen das eine mit dem ersten Hauptzahnirad drehfest und das andere mit dem zweiten Hauptzahnrad drehbar durch eine druckmediumbeaufschlagte und zur Drehverspannung bestimmte Vorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in Drehrichtung arbeitende Betätigungszylinder aufweist, deren Druckraum (14) bei einer Relativverdrehung der zugeordneten beiden Zahnräder (4, 6) in Verspannrichtung zunimmt.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 477 175, 2 081644; deutsche Patentschriften Nr. 142 774, 668 668; französische Patentschrift Nr. 719 789.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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