DE1222756B

DE1222756B - Getriebe mit Leistungsteilung

Info

Publication number: DE1222756B
Application number: DED39448A
Authority: DE
Inventors: Francois Durand
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-08-01
Filing date: 1962-07-24
Publication date: 1966-08-11

Description

Getriebe mit Leistungsteilung Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe mit Leistungsteilung, das aus einer schnellaufenden Antriebswelle mit einem Ritzel besteht, das mit zwei je eine Teilleistung aufnehmenden Zwischenzahnrädern kämmt, die unter Zwischenschaltung nicht starrer Kupplungen mit Ritzeln gekuppelt sind, die ihrerseits mit einem auf der langsam laufenden, getriebenen Welle angeordneten Zahnrad im Eingriff stehen, wobei die Zwischenzahnräder auf einem schwingbaren Waagebalken gelagert sind, der mittels hydraulischer Kapseln gegen Festpunkte abgestützt ist.
Bei einer bekannten Antriebsvorrichtung für Trommeln, insbesondere für Zementmühlen, trägt der hohle Zapfen der Trommel ein Zahnrad, das von zwei Ritzeln angetrieben wird. Beide Antriebsritzel sind auf einem schwenkbaren Waagebalken gelagert, der elastisch gegen Festpunkte abgestützt ist. Jede Welle der beiden Antriebsritzel ist mit ihrem Antriebsmotor über eine bewegliche Kupplung, z. B. eine Zahnkupplung, verbunden. Es handelt sich hier nicht um ein Getriebe mit Leistungsteilung.
Bei einem bekannten Zahnraduntersetzungsgetriebe mit Leistungsteilung werden das Ritzel auf der Antriebswelle, die beiden Teilleistungszahnräder, die diesen nachgeschalteten Ritzel und das Zahnrad auf der Abtriebswelle ortsfest durch je zwei Lager festgehalten. Die nachgeschalteten Ritzel sind in Doppelzahnkranzringe eingeschlossen, die so gelagert sind, daß sie dem Einfluß des Zahndruckes etwas nachgeben können, wenn dieser in den beiden Doppelzahnkränzen verschiedene Werte annimmt. Zweck dieser Anordnung ist die Sicherstellung einer gleichmäßigen Leistungsverteilung auf die beiden Zahnradgruppen. Da sich die Mehrzahl der Zahnräder und Ritzel nicht frei im Raum ausrichten kann, findet selbst bei genauer Bearbeitung der einzelnen Zahnräder ein schlechter Zahneingriff statt, wenn die Lager der Zahnradwellen nicht genau ausgerichtet sind.
Bei einem anderen Untersetzungsgetriebe mit Leistungsteilung sind die nachgeschalteten Ritzel auf hydraulischen Kapseln gelagert, die hydraulisch miteinander in Verbindung stehen. Die nachgeschalteten Ritzel sind mit den sie antreibenden Teilleistungszahnrädern durch eine biegsame Welle verbunden. Dadurch soll eine gleichmäßige Leistungsverteilung gesichert werden. Eine Lagerung der Teilleistungszahnräder auf einem schwenkbaren Waagebalken ist nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zahnradgetriebe mit Leistungsteilung zu schaffen, bei dem sowohl eine gleichmäßige Aufteilung der Leistung auf die verschiedenen Radsätze erfolgt und bei dem außerdem die Zähne der verschiedenen Getrieberäder sich selbsttätig parallel ausrichten. Dadurch soll die Unabhängigkeit von einer genauen Bearbeitung der Zähne der Zahnräder und Ritzel einer Feineinstellung der Lager für die Wellen der Zahnräder und Ritzel erreicht werden. Dabei hat das Vorgelege- bzw. Getriebegehäuse nur noch den Zweck, das Zahnradgetriebe gegen abschleifende Staubteilchen und die Umgebung des Vorgeleges gegen das Herausschleudern von Schmiermittel zu schützen. Das Gehäuse kann daher durch eine Umhüllung aus durchsichtigem Kunststoff ersetzt werden und das Fundament, auf das das Vorgelege aufgelagert ist, kann elastischen oder thermischen Verformungen ausgesetzt werden, wie dies der Fall ist, wenn das Vorgelege in dem Rumpf eines Schiffes angeordnet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß bei dem eingangs gekennzeichneten Getriebe mit Leistungsteilung der schwingbare Waagebalken in der Symmetrieebene der Verzahnungen der Zwischenzahnräder liegt, die von dem Waagebalken unter Zwischenschaltung von Wälz- bzw. Rollenlagern getragen werden, und daß jedes der nachgeschalteten Ritzel in einem in der Symmetrieebene seiner Verzahnung liegenden Flansch gelagert ist, wobei diese Flansche mit Rollen ausgestattet sind, die auf an dem Zahnrad der getriebenen Welle angeordneten Führungsbahnen anliegen und die unter Vermittlung von hydraulischen Kapseln gegen Festpunkte abgestützt sind.
Nachstehend ist die Erfindung an Hand der in der Zeichnung als Beispiel dargestellten Ausführungsform des Getriebes näher beschrieben. Bei dem dargestellten Getriebe erfolgt die Aufteilung der Kraft auf zwei Radsätze, es ist aber auch möglich, die Kraft in der gleichen Weise auf drei oder vier Radsätze zu verteilen. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 das Getriebe nach der Erfindung in einem Schnitt mit einer durch die Hauptachse und die Achsen der Radsätze gelegten, waagerechten Schnittebene -entsprechend der Linie I-I der F i g. 2, F i g. 2 und 3 Querschnitte durch das Vorgelege nach F i g. 1 entsprechend der Linien II-II und III-III der F i g. 1, _ F i g. 4. einen der F i g. 3 ähnlichen Schnitt durch eine etwas abgeänderte Ausführung.
Die langsam laufende getriebene Welle 1 des Getriebes mit ihrem Verbindungsflansch 2 ist in zwei Wälzlagern 3- und '4 gelagert. Sie ist hohl ausgebildet und enthält in ihrer Bohrung die schnellaufende Antriebswelle 7 des Getriebes, die in zwei im Inneren der Welle 1 angeordneten Lagern 5 und 6 läuft.
Die Antriebswelle 7 ist mit einem Verbindungsflansch 10 sowie zwei Kitzeln 8, 9 versehen, deren Verzahnung umgekehrt doppelschraubenförmig ausgebildet ist. In der Symmetrieebene zwischen den Kitzeln 8, 9 ist auf der Welle 7 ein Lager 11 angeordnet, das einen sich beiderseits der Welle 7 erstreckenden Hebel 12 trägt, der einen Waagebalken bildet.
Die Antriebsritzel 8, 9 kämmen mit zwei Paaren von Zwischenzahnrädern 13 a und 13 b, welche die Radsätze mit großer Drehzahl bilden. Die Nabe jedes Zahnradpaares 13 a, 13 b läuft auf einem Wälzlager 14, das jeweils in einer in dem Waagebalken 12 angebrachten Öffnung in einem Abstand von dem mittleren Lager 11 angeordnet ist, welcher dem Achsabstand zwischen den kitzeln 8, 9 und den Zahnrädern 13 a, 13 b entspricht. Wie aus F i g. 2 erkennbar ist, liegen die Lager 14 in bezug auf den Mittelpunkt des Lagers 11 einander diametral gegenüber.
Die Enden 15 und 16 des Waagebalkens 12 stützen sich unter Zwischenschaltung von hydraulischen Kapseln 19, 20, 21 und 22, die manometrisch wirken, gegen raumfeste Gestelle 17 und 18 ab. Die hydraulischen Kapseln 20 und 21 sind dabei zu beiden Seiten des Endes 16 des Waagebalkens 12 angeordnet, während die hydraulischen Kapseln 19 und 22 beiderseits des -Endes 15 des Waagebalkens liegen. Jede der Kapseln ist durch einen einfachen, dichten und verformbaren Balg aus Metall gebildet, der Öl enthält. Die Kapseln 19 und 20 sind durch eine Leitung 19 a und die Kapseln 21 und 22 durch eine Leitung 21 a miteinander verbunden. Auf diese Weise werden die Reaktionen der Verzahnungen, die sich auf die Lager 14 auswirken, vollständig durch die Gestelle 17, 18 aufgenommen, wobei das Lager 11 nur das Eigengewicht des Waagebalkens 12, der Räder 13 und deren Lager 14 aufzunehmen hat.
Die langsam laufende Welle 1 trägt ein Zahnrad 23 mit einer aus zwei Teilen 24 und 25 bestehenden Verzahnung. Die Zähne des Teiles 24 sind nach rechts und die Zähne des Teiles 25 nach links geneigt. Mit den Verzahnungen 24 und 25 des Rades 23 kämmen gleichzeitig zwei Kitzel 26 a und 26 b, von denen jedes durch eine gemeinsame Welle 41 a, 41 b mit einem der Zahnradpaare 13 a, 13 b gekuppelt ist, die mit dem entsprechenden Angriffsritzel im Eingriff sind. Jedes Kitzel 26 a, 26 b- trägt zwei Verzahnungen 26 c, 26 d; die umgekehrt doppelschraubenförmig sind. Die Verzahnungen 26c der beiden Kitzel sind mit der Verzahnung 24 des langsam laufenden Zahnrades 23 im Eingriff, während die Verzahnung 26 d derselben Kitzel mit der Verzahnung 25 des langsam laufenden Zahnrades kämmen.
Jedes Ritze126a, 26b ist in einem Wälz- bzw. Rollenlager 27 a, 27 b gelagert, das in der Symmetrieebene angeordnet und in einer Öffnung eines Querflansches 28a bzw. 28b angebracht ist. In jedem dieser Querflansche sind ferner ein Rollenlager 30 angeordnet, die Rollen 31, 32 tragen. Diese laufen auf zwei zylindrischen Laufbahnen 33 und 34, die an der Innenfläche der gezahnten Teile 24 und 25 des langsamen Zahnrades 23 vorgesehen sind. Die Durchmesser der Rollen 31 und 32 sind derart, daß der Abstand zwischen der Achse der Welle 1 und der Achse des Lagers 27 a bzw. 27 b dem genauen Eingriffsabstand zwischen den Kitzeln 26 a und 26 b und dem langsamen Zahnrad 23 entspricht. Die Spreizkräfte zwischen den Kitzeln und dem langsamen Zahnrad bewirken, daß sich die Rollensätze 31 und 32 an die durch die Laufbahnen 33 und 34 gebildeten Rollwege anlegen.
Die Flansche 28 a und 28 b, die in der Symmetrieebene zwischen den beiden Verzahnungen der Kitzel 26a und 26b liegen, stützen sich unter Vermittlung von hydraulischen, manometrischen Kapseln 37, 38, 39, 40, die den Kapseln 19, 20, 21 und 22 entsprechen, gegen feste Gestellteile 35 und 36 ab. Die Achsen dieser Kapseln, die den »Kraftlinien« derselben entsprechen, schneiden sich auf der Achse der Kitzel 26 a, 26 b, wobei sie einen Winkel a mit einer Geraden bilden, die parallel zu der den jeweiligen Kitzeln 26a und 26b und dem Zahnrad 23 gemeinsamen Tangente verläuft. Der Winkel a ist etwas kleiner als der Winkel, der der Komponente der Eingriffsreaktionen auf das Lager 27 entspricht. Die Rollensätze 31 und 32 werden so mit den Führungsbahnen 33 und 34 in Berührung gehalten, wobei sie nur minimale Kräfte aufzunehmen haben.
Die hydraulischen Kapseln 37 und 38 sind unter sich durch eine Leitung 37a und die Kapseln 39, 40 durch eine Leitung 39 a verbunden. Hierdurch werden geringe Bewegungen der Flansche 28 a, 28 b um die Achse der Welle 1 ermöglicht, um die genaue Aufteilung der Kräfte auf die beiden Radsätze zu erreichen. Diese Aufteilung erfolgt selbsttätig und ist vorhanden, sobald die beiden Kapseln 37 und 38 oder 39 und 40, die hydraulisch untereinander verbunden sind, denselben Druck haben.
Um die geringen Bewegungen für den selbsttätigen Ausgleich in den manometrischen Kapseln zu ermöglichen, die jeweils lediglich durch einen dichten Metallbalg gebildet sind, sind Kupplungen 42 und 43 mit gleichen Verzahnungen an den Enden der Wellen 41 angeordnet, welche die Verbindung zwischen den Kitzeln 26a, 26 b und dem jeweils zugeordnetenZahnrad 12 bzw.13 gewährleisten.
Das Untersetzungsgetriebe ermöglicht somit sowohl eine selbsttätige Ausrichtung der. verschiedenen Kitzel und Zahnräder als auch eine genaue Aufteilung der Kraft auf die verschiedenen Radsätze. Infolge der ihnen belassenen gegenseitigen Bewegungsfreiheit können sich die Ritzel und Zahnräder in Abhängigkeit von den Kräften selbst so einstellen, daß eine genaue Ausbildung zwischen den Verzahnungen herbeigeführt wird. Außerdem wird dabei, wie vorstehend beschrieben, die Aufteilung der Kräfte auf die Radsätze selbsttätig erreicht.
Wenn die Länge der Ritzel 26 a, 26 b im Verhältnis zu ihrem Durchmesser, wie in der Zeichnung dargestellt, sehr groß ist, müssen zusätzlich zu den Lagern 27 a und 27 b noch andere Lager angeordnet werden, um Durchbiegungen der Ritzel unter der Wirkung der Eingriffskräfte zu vermeiden. Demgemäß ist jeder Flansch 28 a, 28 b mit zwei Trägern 44 mit je einem Lager 45 versehen.
Das Untersetzungsgetriebe ist nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform begrenzt. So zeigt F i g. 4 eine Abänderung, bei der die durch die Flansche 28 a, 28 b getragenen Rollensätze durch Rollen 29 a und 30 a gebildet sind, die auf einer gemeinsamen Laufbahn 33 a laufen, die an der Außenfläche des langsamen Rades 23 zwischen dessen Verzahnungen 24 und 25 angeordnet ist. In diesem Fall ist der Winkel a etwas größer als der Winkel, der der Reaktionskomponente des Eingriffes an dem Lager 27 entspricht. Daher werden die Rollen 29 a und 30 a in Berührung mit der Laufbahn 33 a gehalten, wobei sie nur minimale Kräfte aufzunehmen haben.

Claims

Patentansprüche: 1. Getriebe mit Leistungsteilung, bestehend aus einer schnellaufenden Antriebswelle mit einem Ritzel, das mit zwei je eine Teilleistung aufnehmenden Zwischenzahnrädern kämmt, die unter Zwischenschaltung nicht starrer Kupplungen mit Ritzeln gekuppelt sind, die ihrerseits mit einem auf der langsam laufenden getriebenen Welle angeordneten Zahnrad im Eingriff stehen, wobei die Zwischenzahnräder auf einem schwingbaren Waagebalken gelagert sind, der mittels hydraulischer Kapseln gegen Festpunkte abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der schwingbare Waagebalken (12) in der Symmetrieebene der Verzahnungen der Zwischenzahnräder (13 a, 13 b) liegt, die von dem Waagebalken unter Zwischenschaltung von Wälz- bzw. Rollenlagern (14) getragen werden, und daß jedes der nachgeschalteten Ritzel (26a, 26b) in einem in der Symmetrieebene seiner Verzahnung (26c, 26d) liegenden Flansch (28a, 28b) gelagert ist, wobei diese Flansche mit Rollen (31, 32) ausgestattet sind, die auf an dem Zahnrad (23) der getriebenen Welle (1) angeordneten Führungsbahnen (33, 34) anliegen und die unterVermittlung von hydraulischen Kapseln (37, 38, 39, 40) gegen Festpunkte (35, 36) abgestützt sind.
2. Getriebe mit Leistungsteilung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schnelllaufende Antriebswelle (7) im Inneren der getriebenen Welle (1) angeordnet ist.
3. Getriebe mit Leistungsteilung nach den Ansprüchen 1 und 2, bei dem jeder Flansch, der ein mit dem Zahnrad der getriebenen Welle kämmendes Ritzel trägt, gegen zwei hydraulische Kapseln abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen dieser hydraulischen Kapseln durch die Drehachse des Ritzels (26a bzw. 26b) hindurchgehen und dabei mit der dem Ritzel und dem Zahnrad (23) gemeinsamen Tangente einen Winkel a einschließen, der etwas kleiner als der jeweilige Winkel der Reaktionskomponente des Eingriffes an dem Lager des Ritzels in dem Flansch ist, wenn die Führungsbahnen (33, 34) der Rollen (31, 32) auf der Innenfläche des Zahnkranzes des Zahnrades der getriebenenWelle (1) liegen und der etwas größer als der genannte Winkel ist, wenn die Führungsbahn (33 a) der Rollen (29 a, 30 a) auf der Außenfläche des Zahnrades zwischen dessen Verzahnungen (24, 25) angeordnet ist.
4. Getriebe mit Leistungsteilung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (23) der getriebenen Welle (1) zwei aufeinanderfolgende Verzahnungen (24, 25) aufweist und die mit ihm kämmenden Ritzel (26 a, 26 b) ebenfalls zwei Verzahnungen (26 c, 26 d) aufweisen, zwischen denen das Lager (30) des jeweiligen Ritzels in dem entsprechenden Querflansch (28 a, 28 b) angeordnet ist.
5. Getriebe mit Leistungsteilung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die an dem Zahnrad (23) der getriebenen Welle (1) angeordneten Führungsbahnen (33, 34 bzw. 33 a) zwischen den Verzahnungen (24, 25) dieses Rades angebracht sind.
6. Getriebe mit Leistungsteilung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes mit dem Zahnrad (23) der getriebenen Welle (1) kämmende Ritzel (26a, 26 b) mit dem entsprechenden schnellaufenden Zwischenzahnrad (13 a, 13 b) durch eine gemeinsame Welle (41) gekuppelt ist, die durch eines dieser Organe über eine Verzahnung oder sonstige Verbindung drehbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 867 660; französische Patentschrift Nr. 855 477; USA.-Patentschriften Nr. 1357 674, 1458131, 1503 919, 1769 957, 2337501.