DE1247798B

DE1247798B - Hydrostatic-mechanical drive for radio telescopes

Info

Publication number: DE1247798B
Application number: DE1963M0058735
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ludwig Baldauf; Hermann Falk
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1963-10-31
Filing date: 1963-10-31
Publication date: 1967-08-17
Also published as: BE655143A; GB1081716A

Description

Hydrostatisch-mechanischer Antrieb für Radioteleskope Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrostatischmechanischen Antrieb für Radioteleskope, bei dessen mechanischem Antriebsteil in das Abtriebszahnrad zur Erzielung der Spielfreiheit zwei mit je einem Getriebezweig verbundene Abtriebsritzel eingreifen, wobei die, mit dem Antriebsritzel kämmenden Zahnräder der beiden Getriebezweige, wie das Antriebsritzel, je eine Schrägverzahnung aufweisen, in axialer Richtung beweglich und durch Federn vorgespannt sind. Der hydrostatische Antriebsteil dient der stufenlosen Änderung der Drehgeschwindigkeit.Hydrostatic-mechanical drive for radio telescopes The invention relates to a hydrostatic-mechanical drive for radio telescopes, with the mechanical drive part of which two output pinions each connected to a transmission branch engage in the output gear to achieve freedom from play the drive pinion, each having a helical toothing, is movable in the axial direction and is pretensioned by springs. The hydrostatic drive part is used to continuously change the rotational speed.

Aufgabe der Erfindung ist, den mechanischen Teil des Antriebs möglichst spielfrei zu machen.The object of the invention is to make the mechanical part of the drive as possible to make play-free.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß a) die beiden mit dem schrägverzahnten Antriebsritzel kämmenden, axial beweglichen und durch Federn vorgespannten Zahnräder gegensinnig vorgespannt sind, b) die Axialbewegung dieser beiden Zahnräder durch je einen hydraulischen Sperrzylinder blockierbar sind, wobei in den Hydraulikkreisen der Sperrzylinder je ein Steuerventil angeordnet ist, c) das eine Steuerventil mit der einen Leitung und das andere Steuerventil mit dÜ zweiten Leitung des hydrostatischen Antriebs verbunden ist und die beiden Ventile wechselweise von dem mit der Drehrichtung des hydrostatischen Antriebs sich umkehrenden Druck in dieser Leitung geöffnet oder geschlossen werden.This object is achieved in that a) meshing both with the helical pinion gear, movable axially, and biased by springs gears being biased in opposite directions, b) the axial movement of these two gears in each case by a hydraulic locking cylinder blocked, said each in the hydraulic circuits of the locking cylinder a control valve is arranged, c) one control valve is connected to one line and the other control valve is connected to the second line of the hydrostatic drive and the two valves are alternately opened or closed by the pressure in this line that reverses with the direction of rotation of the hydrostatic drive .

Durch die Anwendung der vom ölkreislauf des hydrostatischen Antriebs gesteuerten Ventile wird bewirkt, daß in jeder der beiden Drehrichtungen je- weils nur einer der beiden mechanischen Getriebezweige die Kraffübertragung aufnimmt, während durch die Federn im anderen Getriebezweig die angestrebte Spielfreiheit erzielt'wird.By the application of the oil circuit of the hydrostatic drive controlled valves is caused to JE in each of the two directions of rotation weils only one of the two mechanical transmission branches the Kraffübertragung receives, while by the springs in the other transmission branch erzielt'wird the desired backlash.

In Abwandlung der Erfindung weisen die beiden mit dem Antriebsritzel kämmenden Zahnräder an Stelle, axialer Verschieblichkeit gegen Federkraft in bekannter Weise eine Aufteilung in Zahnkranz und Nabe mit elastischer Verspannung des Zahnkranzes gegenüber der Nabe auf, wobei die eine Relativdrehung, zwischen Zahnkranz und Nabe blockierenden Sperrzylinder in den Naben eingebaut siiid.In a modification of the invention, the two gearwheels meshing with the drive pinion, instead of being axially displaceable against spring force, are divided in a known manner into gear rim and hub with elastic bracing of the gear rim with respect to the hub, the locking cylinder blocking a relative rotation between the gear rim and the hub in built into the hubs.

Es sind Zahnrädergetriebe mit zwei Getriebezweigen bekannt, bei denen durch den Einbau von Federn oder hydraulischen Nlitteln in Verbindung mit einer Schrägverzahnung der Zahnrädär eine gleichmäßige Belastung der beiden Getriebezweige erreicht wird.There are gear transmissions with two transmission branches known in which by installing springs or hydraulic means in conjunction with a The helical toothing of the gears ensures an even load on the two transmission branches is achieved.

Bei einem anderen bekannten Getriebe mit Leistungsverzweigung wird die gleichmäßige Belastung der beiden Getriebezweige durch in Umfangsrichtung wirkende, zwischen Zahnkranz und Nabe angeordnete Federn erzielt.In another known transmission with power split the equal loading of the two transmission branches by acting in the circumferential direction, Achieved springs arranged between the ring gear and the hub.

Weiterhin ist es bei einem Getriebe mit nur einem Getriebezweig bekannt, die Spielfreiheit der Zahnräder durch hydraulische Verspannung zu erzielen.It is also known in a transmission with only one transmission branch, to achieve the freedom of play of the gears by hydraulic bracing.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 den Aufbau des hydrostatisch-mechanischen Antriebs ' teilweise im Schnitt, F i g. 2 einen Teil des Abtriebszahnrades mit den beiden in dieses eingreifenden Abtriebsritzeln, F i g. 3 zwei mit dem Antriebsritzel kämmende, in Umfangsrichtung vorgespannte Zahnräder.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing. It shows F i g. 1 'partially g the structure of the hydrostatic-mechanical drive in section F i. 2 shows a part of the output gear with the two output pinions engaging in it, FIG . 3 two gears that mesh with the drive pinion and are pretensioned in the circumferential direction.

Der Antrieb der Säule eines Radioteleskops ist aus einem hydrostatischen Teil und einem mechanischen Teil zusammengesetzt. Der hydrostatische. Teil besteht aus einer durch einen Elektromotor 1 angetriebenen, in ihrer Fördermenge einstellbaren Pumpe 2 und dem im geschlossenen ölkreislauf 3, 3' mit der Pumpe 2 liegenden ölmotor 4. Den mechanischen Teil des Antriebs bilden die Welle 5 des Ölmotors 4, das auf ihr befestigte Antriebsritzel 6 mit Schrägverzahnung, die an das Antriebsritzel 6 anschließenden beiden Getriebezweige a und b mit den beiden Abtriebsritzeln 7, 7', die in das die Säule des Radioteleskops drehende Abtriebszahnrad 8 eingreifen.The drive of the column of a radio telescope is composed of a hydrostatic part and a mechanical part. The hydrostatic. Part consists of an electric motor 1 driven, adjustable in its flow rate pump 2 and the oil motor 4 lying in the closed oil circuit 3, 3 ' with the pump 2. The mechanical part of the drive is formed by the shaft 5 of the oil motor 4, which is attached to it Drive pinion 6 with helical teeth, the two transmission branches a and b adjoining the drive pinion 6 with the two output pinions 7, 7 ' which engage in the output gear 8 rotating the column of the radio telescope.

Die Getriebezweige a und b bestehen nach F i g. 1 je aus dem mit dem Antriebsritzel 6 kämmenden, in axialer Richtung beweglichen Zahnrad 9 bzw. 9' mit Schrägverzahnung, der Welle 10 bzw. 10' mit Mitnehmerscheibe 11 bzw. IY, dem Vorgelege, 12, 13 bzw. 12', 13' und der mit dem Abtriebsritzel 7 bzw. 7' drehfest verbundenen Abtriebswelle 14 bzw. 14'.The transmission branches a and b consist of FIG. 1 each from the gear wheel 9 or 9 ' with helical toothing, which meshes with the drive pinion 6 and is movable in the axial direction , the shaft 10 or 10' with drive plate 11 or IY, the back gear, 12, 13 or 12 ', 13' and the output shaft 14 and 14 'connected in a rotationally fixed manner to the output pinion 7 or 7'.

Die axial beweglichen Zahnräder 9, 9' werden durch die vorgespannten Federn 15, 15' beaufschlagt, und ihre axiale Beweglichkeit ist hydraulisch blokkierbar. Die Naben der Zahnräder 9, 9' stützen sich über Axiallager an Hülsen 16, 16' ab. Diese Hülsen können sich je in einem am Getriebegehäuse 17 befestigten Hohlkörper 18 bzw. 18' teleskopartig verschieben. Die Feder 15 bzw. 15' ist zwischen den Teilen 16 und 18 bzw. zwischen der Hülse 16' und dem Getriebegehäuse 17 angeordnet. Die Blockierung der axialen Beweglichkeit der Zahnräder 9, 9' erfolgt durch hydraulische Sperrzylinder 19, 19', die an den Hohlkörpern 18, 18' angeordnet sind und in denen die Kolben 20 bzw. 20*' beweglich gelagert und mit den Hülsen 16 bzw. 16' verbunden- sind. Der Raum hinter dem Kolben 20 und der Raum vor dem Kolben 20' stehen je mit einem Steuerventil 21 bzw. 21! in Verbindung. Durch Leitungen 22, 22' sind die Ventile 21, 21' an dem Ölkreislauf 3, 3' angeschlossen. Die Vorspannung durch die Federn 15, 15' belastet die Zahnräder 9, 9' in axial entgegengesetzten Richtungen. Da sich hierdurch die Zahnflanken der Zahnräder 9, 9' gegen die Zähne des Antriebsritzels 6 in entgegengesetzter Richtung abstützen, gleichen sich die Federkräfte aus und bewirken, daß die Zahnflanken der Abtriebsritzel 7, 7' nach F i g. 2 an entgegengesetzten Zahnflanken des Abtriebsrades 8 anliegen.The axially movable gears 9, 9 ' are acted upon by the pretensioned springs 15, 15' , and their axial mobility can be blocked hydraulically. The hubs of the gears 9, 9 ' are supported on sleeves 16, 16' via axial bearings. These sleeves can each slide telescopically in a hollow body 18 or 18 ' attached to the gear housing 17. The spring 15 or 15 ' is arranged between the parts 16 and 18 or between the sleeve 16' and the gear housing 17 . The axial mobility of the gears 9, 9 ' is blocked by hydraulic locking cylinders 19, 19', which are arranged on the hollow bodies 18, 18 ' and in which the pistons 20 or 20 *' are movably mounted and connected to the sleeves 16 or 16 'are connected. The space behind the piston 20 and the space in front of the piston 20 ' each have a control valve 21 and 21, respectively! in connection. The valves 21, 21 'are connected to the oil circuit 3, 3' by lines 22, 22 '. The bias by the springs 15, 15 ' loads the gears 9, 9' in axially opposite directions. Since this causes the tooth flanks of the gears 9, 9 'to be supported against the teeth of the drive pinion 6 in the opposite direction, the spring forces balance each other and cause the tooth flanks of the output pinions 7, 7' according to FIG. 2 rest on opposite tooth flanks of the output gear 8.

In F i g. 3 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit Beweglichkeit der Zahnräder 9, 9' in Umfangsrichtung dargestellt. Hieibei sind die Vorspannfedern und die hydraulischen Sperrzylinder für die Blockierung in die zweiteiligen Zahnräder 9, 9' eingebaut. Der Zahnkranz 23, 23' ist der eine Teil jedes Rades. Der andere Teil, die Nabe 24, 24, ist mit der Welle 25, 25' fest verbunden. Die Nabe besitzt einen Vorsprung 26 bzw. 26, gegen den sich das eine Ende der Vorspannfeder 27 bzw. 27', die mit ihrem anderen Ende am Zahnkranz 23 bzw. 23' anliegt, abstützt. Die Feder 27' ist für eine Drehrichtung des Zahnkranzes 9' entgegengesetzt der Drehrichtung des Zahnrades 9 angeordnet. Auf der dem Vorsprung 26 bzw. 26' gegenüberliegenden Seite der Nabe 24 bzw. 24* ist der hydraulische Sperrzylinder 28 bzw. 28' angeordnet. Sein Kolben 29 bzw. 29' liegt mit dem freien Ende der Kolbenstange an dem Zahnkranz 23 bzw. 23" an. Die Zuführung des Drucköls zu dem Raum hinter dem Kolben 29 bzw. 29' erfolgt durch eine zentrale Bohrung 30 bzw. 30' in der Welle 25 bzw. 25", die der Welle 10 bzw. 10' des Ausführungsbeispiels nach F i g. 1 entspricht.In Fig. 3 shows a modified embodiment with the mobility of the gears 9, 9 ' in the circumferential direction. The preload springs and the hydraulic locking cylinders for blocking are built into the two-part gearwheels 9, 9 ' . The ring gear 23, 23 ' is one part of each wheel. The other part, the hub 24, 24, is firmly connected to the shaft 25, 25 '. The hub has a projection 26 or 26, against which one end of the biasing spring 27 or 27 ', which rests with its other end on the ring gear 23 or 23', is supported. The spring 27 ' is arranged opposite to the direction of rotation of the gear 9 for a direction of rotation of the ring gear 9'. The hydraulic locking cylinder 28 or 28 'is arranged on the side of the hub 24 or 24 * opposite the projection 26 or 26'. Its piston 29 or 29 ' rests with the free end of the piston rod on the ring gear 23 or 23 " . The pressure oil is supplied to the space behind the piston 29 or 29' through a central bore 30 or 30 ' in of the shaft 25 or 25 ", that of the shaft 10 or 10 'of the embodiment according to FIG. 1 corresponds.

Die Wirkungsweise des hydrostatisch-mechanisehen Antriebes nach F i g. 1 ist folgende: Bei einer Drehrichtung des ölmotors 4 im Uhrzeigersinn treibt das Ritzel 6 die Zahnräder 9, 9' an, wobei das Drehmoment von der Mitnehmerscheibe 11 aufgenommen und weitergeleitet wird. Um die Axialkraft des Zahnrades 9, die dem wechselnden Drehmoment des Ölmotors proportional ist, aufnehmen zu können und um ein Zusammendrücken der Feder 15 zu vermeiden, wird durch den dem Motormoment proportionalen Druckanstieg in der Leitung 22 das Ventil 21 geschlossen. Das im Zylinder 19 vorhandene ölkann nicht entweichen und verhindert das Verschieben des Zahnrades 9. Das Drehmoment wird nun über das Zahnrad 9, die Welle 10, das Vorgelege 12, 13 auf das Abtriebsritzel 7 und von diesem auf das Abtriebszahnrad 8 übertragen. Das Ab- triebsritzel 7' wird vom Abtriebszahnrad 8 angetrieben, und da der im Zweig 3' des ölkreislaufes 3, 3' herrschende niedrige Druck das Ventil 21' offenläßt, hält die Vorspannung der Feder 15' am Ritzel 7' die ursprüngliche Zahnflankenberührung mit dem Antriebsritzel 6 aufrecht.The mode of operation of the hydrostatic-mechanical drive according to FIG. 1 is as follows: When the oil motor 4 rotates clockwise, the pinion 6 drives the gears 9, 9 ' , the torque being absorbed by the drive plate 11 and passed on. In order to be able to absorb the axial force of the gear wheel 9, which is proportional to the changing torque of the oil motor, and to avoid compression of the spring 15 , the valve 21 is closed by the increase in pressure in the line 22 proportional to the motor torque. The oil present in the cylinder 19 cannot escape and prevents the gear wheel 9 from shifting. The torque is now transmitted via the gear wheel 9, the shaft 10, the countershaft 12, 13 to the output pinion 7 and from there to the output gear 8 . The waste drive pinion 7 'is driven by the driven gear 8, and since the branch 3' of the oil circuit 3, 3 'prevailing low pressure, the valve 21' leaves open, maintains the bias of the spring 15 'on the pinion 7' the original tooth flank contact with the Drive pinion 6 upright.

tauschen sich die ' Drücke in den Leitungen 3 und Y, tauschen sich die Drücke in den Leitungen 3 und 3' und die Drehmomentübertragung wird vom Getriebezweig a auf den Getriebezweig b verlagert. Dabei wird das Ventil 21' geschlossen und das Ventil 21 geöffnet, so daß nun das Drehmoment vom Antriebsritzel 6 auf das Abtriebsritzel 7" übertragen Wird. Die Vorspannung der Feder 15 sorgt dafür, daß zwischen dem Abtriebsritzel 7 und dem Abtriebsrad 8 die spielfreie Zahnanlage wie vorher erhalten bleibt.the ' pressures in lines 3 and Y swap, the pressures in lines 3 and 3' swap and the torque transmission is shifted from gear branch a to gear branch b. The valve 21 is closed 'and the valve 21 opened, so that now the torque is transmitted from the drive pinion 6 to the output gear 7 ". The bias of the spring 15 ensures that between the output pinion 7 and the driven gear 8, the play-free gear system such as previously preserved.

Claims

Claims: 1. Hydrostatic-mechanical drive for radio telescopes, with the mechanical drive part -in the output gear to achieve freedom from backlash two output pinions each connected to a transmission branch, the gearwheels of the two transmission branches meshing with the drive pinion, such as the drive pinion, each have a helical toothing have, are movable in the axial direction and are biased by springs, characterized gekennzeichn et that a) the two with the helical drive pinion (6) meshing, axially movable and spring-biased gears (9, 9 ') are biased in opposite directions, b) the axial movement of these two gears 'are blocked, in the hydraulic circuits of the locking cylinder a respective control valve (21, M by a respective hydraulic lock cylinder (19, 19)' is) arranged, c) a control valve (19) to the one line (3 ) and the other control valve (19 ') with the second line (Y) of the hydrostatic drive (4) is connected and the two valves are alternately opened or closed by the pressure in this line which reverses with the direction of rotation of the hydrostatic drive.

2. Drive according spoke 1, characterized in that the two with. the drive pinion (6) meshing gears (9, 9 ') instead of axial displaceability against spring force in a known manner a division into gear rim (23, 23') and hub (24, 24 ') with elastic bracing of the gear rim with respect to the hub and that the locking cylinders (29, 29 ') blocking a relative rotation between the ring gear and the hub are built into the hubs (FIG. 3). Considered publications: German Patent Nos. 1111895, 1030 651, 1 016 524; French patents nos. 1312 628 1166 938, 1137 815, 513 723.