DE1043744B - Getriebe mit Kegelraedern - Google Patents

Description

kl. 47h 6

INTERNAT. KL. F 06 H

PATENTAMT

N 9714 XII/47h

ANMEtDETAG: 8. NOVEMBER 1954

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 13. NOVEMBER 1958

Die Erfindung bezieht sich auf Kraftübertragungseinrichtungen bzw. Getriebe mit zwei ineinander kämmenden Spiralzahn- bzw. Schrägzahnkegelritzeln, deren Zähne, so ausgebildet sind, daß ein in der einen Richtung von dem einen Zahnrad bzw. Ritzel auf das andere übertragenes Drehmoment einen resultierenden Axialschub hervorruft, der eines dieser Ritzel (nachstehend der Einfachheit halber als das Kegelrad bezeichnet) zu seiner Kegelspitze hin zu verschieben sucht.

Schrägzahn- bzw. Spiralzahnkegelritzel, welche Zähne mit diesen Eigenschaften aufweisen, sind bekannt. Es ist weiterhin bekannt, bei Kegelrädergetrieben Stützflächen vorzusehen, welche eine axiale Bewegung der Räder verhindern sollen. So ist in dem einen Fall das eine Kegelrad mit solchen Stützflächen in Form von Spurkränzen versehen, welche an das andere Kegelrad dicht hinter der Verzahnung angreifen. Da die beiden Berührungslinien jedoch nicht parallel zu den Berührungslinien der beiden Grundkegel liegen, treten bei dieser bekannten Konstruktion sehr hohe Reibungsverluste auf. Sie ist daher allenfalls bei Kegelrädergetrieben mit gerader Verzahnung anwendbar, bei denen außer dem Eigengewicht, das in Achsrichtung wirken kann, nur noch eine zwischen den Zahnrädern auftretende Reaktionswirkung zur Wirkung kommt. Bei einem anderen bekannten Kegelradgetriebe sind Stützflächen in Form von Stützkegeln vorgesehen, die entweder mit den Kegelrädern fest verbunden oder aber gegenüber diesen unabhängig drehbar angeordnet sind. Bei der letzteren Anordnung fallen zwar die Spitzen der Stützkegel mit denen der zugehörigen Zahnräder zusammen, ihre Erzeugenden decken sich jedoch nicht. Hierbei sind zusätzliche, den Axialdruck aufnehmende Lagerflächen zwischen den Kegelrädern und den Stützkegeln erforderlich. Bei einem bekannten Kegelradgetriebe mit gerader Stirnverzahnung ist die eine Stützfläche an einem gesonderten Teil vorgesehen, der mit dem einen Kegelrad fest verbunden ist, während die andere Stützfläche an dem anderen Kegelrad direkt vorgesehen ist und etwa in der Fläche des Teilkreiskegels verläuft. Durch diese Anordnung ergeben sich jedoch Nachteile und Schwierigkeiten bei der Bearbeitung der Zähne, da die über den Fußkreiskegel hinausreichende Stützfläche die Bearbeitung behindert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Getriebe mit zwei ineinander kämmenden Spiralzahn- bzw. Schrägzahnkegelritzeln zu schaffen, bei dem ein einwandfreier Eingriff zwischen den zusammen kämmenden-. Zähnen beider Kegelritzel bzw. Kegelräder sichergestellt ist, und zwar trotz des bei solchen Getrieben gegenüber Kegelrädergetrieben mit gerader Stirnver-— zahnung zusätzlich auftretenden Axialschubes zur Kegelspitze hin.

Getriebe mit Kegelrädern

Anmelder:
D. Napier & Son Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing.₌F. Wuesthoff und Dipl.-Ing. G. Puls,. Patentanwälte, München; 9, Schweigerstr. 2

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 9. November 1953

Robert Henry Coles, London,
ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung geht von solchen Getrieben aus, bei denen die Kegelritzel oder mit ihnen verbundene Teile mit Axialdruck aufnehmenden Stützflächen versehen sind, die einander berühren und auf diese Weise die Verschiebung des einen Kegelritzels zu seiner Kegel^ spitze begrenzen, um einen richtigen Zahneingriff aufrechtzuerhalten. Das Neue besteht bei dem Getriebe gemäß der Erfindung darin, daß die Axialdruck aufnehmenden Flächen sich auf einer parallel zur Berührungslinie der Grundkegel der beiden Kegelritzel liegenden Linie berühren, wobei die eine Axialdruck aufnehmende Fläche auf dem Fußkreiskegel des zugehörigen Ritzels liegt, während die andere Axialdruck aufnehmende Fläche, wie an sich bekannt, an einem vom anderen Kegelritzel trennbaren Teil vorgesehen ist und außerhalb des Grundkegels dieses Ritzels liegt. .Mit der Erfindung erhält man ein Kegelradgetriebe von sehr hoher Wirksamkeit, welches von leichtem ,und gedrängtem Aufbau ist. Das erfindungsgemäße Getriebe ist weiter billig und einfach herzustellen und vermeidet die Notwendigkeit von Lagern, welche den bei solchen Getrieben mit Spiralzahn- bzw. Schräg- -zahnkegelritzeln auftretenden hohen Axialschub aufzunehmen in der Lage sind. Durch die neue Anordnung sind lediglich solche Lager nötig, die — wenn überhaupt — einen merklichen Axialschub nur in einer von der Kegelspitze der Zahnräder weg weisenden Richtung aufnehmen können.

Die Axialdruckflächen an den Ritzeln können kegel- -stumpfförmig ausgebildet und so angeordnet sein, daß sie sich unmittelbar aufeinander abstützen und aufeinander abrollen.

809 678/654

Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das ihre Anwendung auf eine Kraftübertragungseinrichtung zwischen einer Hilfsausrüstung und der Turboverdichterwelle eines Flugzeugantriebs beschreibt.

Die Zeichnung ist ein vergrößerter Querschnitt durch die Spiralzahn- bzw. Schrägzahnkegelritzel, welche in dem Kraftübertragungsantrieb zwischen der Turboverdichterwelle 2 und dem nicht dargestellten elektrischen Anlaßmotor enthalten sind.

In dem dargestellten Beispiel ist die für den Axialverdichter und die Gasturbine gemeinsame Welle 2 mit einer angetriebenen Hohlwelle 9 verbunden. Am vorderen Ende der Verdichterwelle 2 ist ein Spiralzahnkegelritzel 21 aufgekeilt, welches mit dem Spiralzahnkegelritzel 20 einer Zwischenwelle 17 kämmt, welche von einem nicht dargestellten Anlaßmotor über ein Zwischengetriebe angetrieben werden kann. Das Zahnrad 20 soll in dem dargestellten Beispiel eine größere Zähnezahl als das Kegelritzel 21 aufweisen, um eine entsprechende Untersetzung zwischen Anlaßmotor und Verdichterwelle 2 sicherzustellen. Der normale Drehsinn des Getriebes ist so angenommen, daß der auf das Spiralzahnkegelritzel 20 wirkende Axialschub zur Kegelspitze hin gerichtet ist.

Jedes Spiralzahnkegelritzel 20., 21 ist mit einem Element 22, 23 versehen bzw. steht mit einem solchen Element in Verbindung, welches eine kegelstumpfförmige Axialdruckfläche aufweist, wobei die Kegelspitzen dieser Axialdruckflächen mit der gemeinsamen Grundkegelspitze der beiden Kegelritzel annähernd zusammenfallen. Diese kegelstumpfförmigen Flächen sind so angeordnet, daß sie einander parallel zu der gemeinsamen Berührungslinie 25 der Grundkegel berühren, wenn die Zähne der Ritzel sich in richtigem Eingriff befinden, und bewirken somit, daß die Ritzel in richtigem Eingriff gehalten werden und eine nach innen gerichtete Bewegung des Kegelrades in axialer Richtung zu seiner Kegelspitze hin verhindert wird.

Es wäre erwünscht, beide Elemente 22, 23 aus einem Stück mit den Ritzeln selbst herzustellen, da hierdurch die Anfertigung eines gesonderten Teils in Fortfall käme. Dem steht aber entgegen, daß dann, wenn die den Axialdruck aufnehmende Fläche des betreffenden Elements außerhalb des Grundkegels des zugehörigen Ritzels liegt, bei der Herstellung des Zahnfußabschnittes innerhalb des Grundkegels Schwierigkeiten entstehen. In dem dargestellten Beispiel der Anordnung gemäß der Erfindung ist diese Schwierigkeit überwunden, indem die konische Fläche des Elementes 22 so angeordnet ist, daß sie etwas innerhalb des Grundkegels des Kegelrades 20 und annähernd auf dem Fußkreiskegel 40 des Kegelrades liegt, wodurch die Herstellung der Zahne erleichtert wird. Die konische Fläche des Elementes 23 muß demzufolge außerhalb des Grundkegels seines zugeordneten Kegelrades 21 liegen, und infolgedessen ist, um die Herstellung der Zahne, dieses Ritzels zu erleichtern, das Element 23 als besonderes Teil hergestellt, welches mit dem Schaft 2 verkeilt und durch einen Klemmring 24 in seiner Lage festgehalten ist.

Es versteht sich, daß die Berührung zwischen den kegelstumpfförmigen Flächen der Elemente nicht rein rollender Art ist, sondern auch ein geringes Maß von Gleiten auftritt, da die miteinander zusammenarbeitenden Flächen der Elemente 22 und 23 nicht auf den Grundkegeln der Kegelritzel liegen. Gleichwohl ist dieses Gleiten nicht erheblich, da die Berührung zwischen den Flächen in einem sehr begrenzten Bereich und von der gemeinsamen Grundkegelspitze merklich entfernt und darüber hinaus nur wenig außerhalb der gemeinsamen Grundkegel-Mantellinie 25 stattfindet. Tatsächlich kann die geringfügige Gleitwirkung manche Vorteile haben, indem sie eine Schmierung der Flächen unterstützt.

Es wäre zwar möglich, durch Herstellung beider Elemente 22, 23 als von ihren entsprechenden Ritzeln getrennte Teile die konischen Flächen dieser Elemente so anzuordnen, daß sie sich einander genau auf der gemeinsamen Grundkegel-Mantellinie 25 berühren; abgesehen davon, daß — wie oben bereits ausgeführt — eine Gleitreibung zwischen den Stützflächen, soweit sie in bestimmten Grenzen gehalten wird, die Schmierung der Flächen verbessert, hat eine solche Ausführungsform jedoch den Nachteil, daß für jedes der beiden zusammenwirkenden Ritzel ein gesonderter, die Fläche aufweisender Teil angefertigt oder die Zähne der Ritzel in aufwendigen Spezialverfahren hergestellt werden müßten.

Die querliegende Zwisehenwelle 17 ist an ihrem inneren und äußeren Ende von Lageranordnungen abgestützt, welche in Richtung auf die Verdichterwelle 2 hin keinen merkliehen Axialschub und in der entgegengesetzten Richtung nur einen beschränkten Axialschub aufzunehmen brauchen. Die Lager und ihre Befestigungen können deshalb von verhältnismäßig leichter Konstruktion sein, da der nach innen gerichtete Druck von den kegelstumpfförmigen Druckflächen an den Elementen 22, 23 aufgenommen wird.

Die Erfindung schafft eine besonders zweckmäßige Methode, um sicherzustellen, daß sich die Zähne der ineinander kämmenden Kegelritzel in richtigem Eingriff befinden, wobei es nicht nötig ist, die Wellen beider Ritzel in axialer Richtung festzulegen. Wenn eine Welle in axialer Richtung festgelegt ist, so nimmt die andere Welle selbsttätig ihre richtige Lage ein, sobald Kraft übertragen wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Getriebe mit zwei ineinander kämmenden Spiralzahn- bzw. Schrägzahnkegelritzeln, bei dem die Kegelritzel oder mit ihnen verbundene Teile mit Axialdruck aufnehmenden Flächen versehen sind, die einander berühren und auf diese Weise die Verschiebung des einen Kegelritzels zu seiner Kegelspitze begrenzen, um einen richtigen Zahneingriff aufrechtzuerhalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialdruck aufnehmenden Flächen (22, 23) sich auf einer parallel zur Mantellinie (25) der Grundkegel der beiden Kegelritzel liegenden Linie berühren, wobei die Axialdruck aufnehmende Fläche (22) auf dem Fußkreiskegel des zugehörigen Ritzels liegt, während die Axialdruck aufnehmende Fläche (23), wie an sich bekannt, an einem vom anderen Kegelritzel trennbaren Teil vorgesehen ist und außerhalb des Grundkegels dieses Ritzels liegt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 512 872, 468 321;
   britische Patentschriften Nr. 636 581, 620176.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen