DE1550641A1

DE1550641A1 - Umlaufraedergetriebekasten mit schraeg verzahnten Raedern

Info

Publication number: DE1550641A1
Application number: DE19661550641
Authority: DE
Inventors: Shannon James Forrest
Original assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Current assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Priority date: 1965-08-10
Filing date: 1966-08-09
Publication date: 1969-07-24
Also published as: CH463224A; US3425301A; GB1085088A; NL6611185A

Description

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Associated Electrical Industries Limited, London S.W.l/England

Umlaufrädergetriebekasten mit schräg verzagten Rädern

Die Erfindung betrifft einen verbesserten Umlaufrädergetriebekasten mit schräg verzahnten Rädern, in dem das ringförmige Zahnrad aus zwei getrennten schräg verzahnten Ringzahnrädern besteht, die axial nebeneinander angeordnet sind.

Ein herkömmlicher Umlaufrädergetriebekasten weist drei Hauptkomponenten, nämlich ein Zentralrad, ein innen verzahntes in einem Getriebegehäuse befestigtes ringförmiges Zahnrad und einen Träger mit drei oder mehr Umlaufrädern auf, die sowohl mit dem Zentralrad als auch mit dem ringförmigen Zahnrad kämmen. Ein Drehmoment wird vermittels Wellen in den Getriebekasten übertragen und von diesem abgeführt, wobei die Wellen mit zwei von diosen drei Hauptkomponenten verbunden sind.

Kleine unvermeidbare Ungenauigkeiten in den Herstellungsverfahren dieser Zahnräder verhindern», daß die Zahnräder absolut einwandfrei laufen, und dieser Effekt wird aufgrund deo kombinierten Eingriffs des Zentralrades, der Umlaufräder und des ringförmigen Zahnrades verstärkt. Ein Verfahren zum ■Ausgleichen dieser kleinen fehler besteht darin, eine Möglichkeit zu schaffen, daß das Zentralrad sowohl in radialer als auch in axialer Richtung schwingen kann, um damit selbsttätig eine gleiche Belastungsverteilung zwischen den Umlaufrädern zu

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gewährleisten, und ferner das ringförmige Zahnrad in zwei getrennte Ringzahnräder aufzuteilen, die zwecks einer begrenzten radialen und Drehbewegung relativ zueiander federnd gelagert sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Umlaufrädergetriebekasten mit seiiräg verzahnten Rädern und Vorrichtungen zu schaffen, die eine begrenzte radiale und Drehbewegung zwischen den zwei federnd gelagerten Hälften eines geteilten Ringzahnrades erleichtern.

Dieae Aufgabe könnte dadurch gelöst werden, daß ein oder zwei Gummipuffer oder -kissen zwischen den einander zugekehrten Flächen der zwei federnd gelagerten Hälften eines geteilten Ringzahnrades befestigt werden. Ein jeder Puffer müßte an wenigstens einer dieser einander zugekehrten Flächen befestigt sein.

Gemäß der Erfindung weist jedoch ein Umlaufrädergetriebekasten mit einem schräg verzahnten ringförmigen Zahnrad, das aus zwei innen verzahnten koaxialen Ringzahnrädern besteht, von denen wenigstens das eine zur Ausfüllung einer begrenzten radialen und Drehbewegung relativ zu dem Getriebegehäuse federnd gelagert ist, ein Anschlag- ader Auflageglied neben einem jeden solchen relativ bewegbaren Ringzahnrad auf, wobei einander zugekehrte ebene Flächen senkrecht zur Achse der Ringzannräder an jedem solchen relativ bewegbaren Ringzahnrad und seinem benachbarten Anschlagglied ausgebildet sind, und wi/eter Vorrichtungen vorgesehen sind, die einen hydrostatischen Ölfilm zwischen einem jeden Paar der einander zugekehrten ebenen Flächen aufbringen.

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Bei einer Ausführung des Getriebekasten gemäß der Erfindung ist jedes Ringzahnrad derart federnd gelagert, daß es eine begrenzte radiale und Drehbewegung relativ zu dem Getriebegehäuse und einem benachbarten Anschlagglied ausführen kann.

Die begrenzte radiale und Drehbewegung kann dadurch erreicht werden, daß federnde Vorrichtungen, z.B. C-Federn, radial zwischen dem Getriebegehäuse und einem jeden Ringzahnrad befestigt werden, die eine radiale und Drehbewegung relativ zu dem Getriebegehäuse ausführen können.

Unter der in der Beschreibung verwendeten Bezeichnung "C-Feder" soll ein -geschlitztes rohrähnliches Teil mit einem hufeisenförmigen Querschnitt verstanden werden, das mit Ausnahme eines in TIrafangsrichtung verlaufenden Spaltes entsprechend dem Schlitz in dem !Peil, eine Ringform aufweist. Mehrere solcher C~Federn können mit ihren Achsen parallel zur Achse des Getriebekastens in komplementären Nuten befestigt sein, die an einer inneren Fläche des Getriebegehäuses und einer äußeren Fläche eines jeden federnd gelage'rten Ringzahnrades ausgebildet sind,

Um die Lastverteilungs-Bewegung weiter zu unterstützen, können zusätzliche federnde Vorrichtungen axial zwischen einem jeden federnd gelagerten Ringzahnrad und dem Glieiäk befestigt werden, das dieses Ringzahsnrad gegen eine axiale Bewegung unter Last abstützt. Diese weiteren federnden Glieder können aus einer Reihe vnn sich in asialer Richtung erstreckenden Federn bestehen, die um die Achse des Getriebekastens herum im Abstand voneinander angeordnet sind.

Bin onderes Verfahren zur Unterstützung der Lastverteilungsbev/egung besteht darin, einen Überzug aus einem reibungsarmen Material, z.B. Polytetrafluoräthylen, zwischen einem jeden

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federnd gelagerten Ringzahnrad und dem Glied vorzusehen, das dieses Ringzahnrad gegen eine axiale Bewegung unter Belastung zurückhält.

Bei einer Ausführung der Erfindung sind die Zähne des einen Ringzahnrades zu den Zähnen des anderen Ringzahnradea. entgegen- · gesetzt schrägverlaufend angeordnet, so daß das Ringzahnrad die Form eines doppelt schräg verzahnten Rades hat. Bei dieser Ausführung können das eine oder beide Ringzahnräder das Glied darstellen, das das andere Rhgzahnrad gegen eine axiale Bewegung unter Belastung zurückhält.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung besitzen die Zähne des einen Ringzahnrades die gleiche Schrägstellung wie die Zähne des anderen Ringzahnrades, so daß das Ringzahnrad die Form eines änzigen schräg verzahnten Rades hat. In diesem Fall kann eines der Ringeahnräder das Glied darstelllen, das das andere Ringzahnrad gegen eine axiale Bewegung unter Last zurückhält.

Die Erfindung wird nun auch anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden. Es zeigen:

Pig. 1 eine Schnittansicht eines Umlaufräder-Untersetzungsgetiebe« kastens mit doppelt schräg verzahnten Rädern, wobei der Übersichtlichkeit wegen einige Linien weggelassen sind;

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·. Pig. 2 eine Schnitt ansicht eines Teils des Getriebekastens entlang der Linie II-II in Pig. I,

fig. 3 eine Schnittansicht eines Teils eines Umlaufräder-Untersetzungsgetriebekastens, der dem in !ig. 1 gezeigten ähnlich ist, jedoch anstelle einer Doppeltschrägverzahnung Räder mit einer Schrägverzahnung vom gleichen Neigungswinkel aufweist;

Pig. 4A und 4B Teilschnittansichten von in den Pig. 1 und 2 gezeigten Ringzahnrädern, und zwar entlang der Linie IV-IY in Pig. 2. Pig. 4A zeigt eine Anordnung, bei der sich in axialer Richtung erstreckende Pedern. zwischen den Ringzahnrädern befestigt sind, um einen Spielraum 23 zwischen den Ringzahnrädern 4' und 4'' aufrechtzuerhalten; Pig. 4B zeigt eine alternative Anordnung, bei der die aneinander anliegenden Plächen der Ringzahnräder mit einem Überzug aus Polytetrafluoräthylen versehen sind.

Pig. 5 eine der Pig. 3 ähnliche Schnittansicht, jedoch mit einer Anordnung für einen umsteuerbaren Getriebekasten.

Es wird nunmehr auf die Pig.l und 2 Bezug genommen. Ein doppelt schrägverzahntes Zentralrad 1 (nur teilweise gezeigt) wird von einer schnell umlaufenden Welle' 2 angetrieben und kämmt mit drei oder mehr doppelt schräg verzahnten Umlauf rädern, von denen eines (3) im Schnitt gezeigt ist. Die Umlaufräder kämmen wiederum mit einem doppelt schrägverzahnten Ringzahnrad, das aus zwei Ringrädern 4¹ und 4^M besteht, deren Zilhne eine entgegengesetzt verlaufende Schräge aufweisen. Die Umlaufräder sind auf einem Träger 5 gelagert, dereine langsam laufende Welle 6 antreibt.

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Komplementäre Nuten 7¹ und 7'¹ mit halbkreisförmigem Querschnitt Bind rund um eine äußere Fläche des ringförmigen Zahnrades und einer inneren !Fläche des Getriebegehäuses 8 ausgebildet* O-Pedern 9, von denen eine jede aus zwei konzentrischen kreisförmigen rohrähnlichen Elementen besteht, sind radial zwischen den Ringzahnrädern und dem Getriebegehäuse befestigt, und zwar sechs Stück für jedes Paar von komplementären Buten. Ein jedes rohrähnliches Element einer G-Feder besitzt einen sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitz, der mit dem Schlitz

ψ des anderen konzentrischen rohrähnlichen Elementes derC-Feder fluchtet, so daß die C-Feder auf einem Keil 10 befestigt werden kann, von denen einer in einem komplementären Keilschiiiz 22 eingepaßt ist, der in jeder Hut 7¹' ausgebildet ist. Da dei e federnd gelagerten Ringzahnräder 4¹ und 4¹¹ von dem Getriebegehäuse durch einsn radialen Spielraum 11 getrennt sind, können sie eine begrenzte unabhängige radiale und Drehbewegung ausführen. Die die Ringzahnräder abstützenden C-Federn werden durch einen Sprengring 12 voneinander getrennt, der in einer an der Innenfläche des Getriebegehäuses ausgebildeten Hut befestigt ist, und sie werden ferner mit den Bingzahnrädern gegen eine axiale Bewegung durch ringförmige Bänder 13'und 13" zurüekgehalten, die wiederum an jedem Ende der Nuten 7" mittels Schrauben 14 am Getriebegehäuse befestigt sind.

Ein weiterer ringförmiger Streifen 15 ist mittels Schrauben 16 am Ringzahnrad 4' befestigt und über verschraubte Fittings 17 wird von einer Öl-Zuführleitng 18 Öl unter Druck einer ringförmigen Nut 19 zugeführt, die in der äußeren Stirnfläche des Ringzahnrades 4' ausgebildet ist. Von der ringförmigen Nut 19 aus verläuft das Öl entlang axialen rund um das Ringzahnrad 4' im Abstand angeordneten Kanälen 20 zur Ölkammer 21, die das Öl

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der Zwisohenflache zwischen den aneinander anliegenden Ringzahnrädern 4' und 4" zuführt. Die zwei Ringzahnräder schwimmen däsr relativ zueinander auf einem hydrostatischen Ölfilm. Bei dieser Ausführung ist die Drehrichtung und der Neigungswinkel der auf den Ringzahnrädern 4^! und 4" ausgebildeten Zähne derart festgelegt, daß ein jedes Ringzahnrad als ein axiales Anschlagglied arbeitet, welches das andere Ringzahnrad gegen eine axiale Bewegung auf einem hydrostatischen Ölfilm abstützt.

Die Fig. 4A zeigt ein Paar von mehreren winkelmäßig im Abstand voneinander angeordneten axial ausgerichteten Löchern 27' und 27¹¹I die in den aneinander anliegenden Flächen der Ringzahnräder 4' und 4" ausgebildet sind. In einem jeden dieser lochpaare ist eine Druckfeder 25 mit ihren Enden auf Ansätzen 20 « und 26" befestigt. Die Löcher oder Bohrungen 27' und 27" haben einen etwas größeren Durchmesser als die leder 25, damit sich die Ringzahnräder relativ zueinander bewegen können.

fig. 4B zeigt Polytetrafluoräthyl.enlagen 29« und 29", die auf den aneinander anliegenden Flächen der Ringzahnräder 4^f und 4" ausgebildet sind.

Bei den in den Figuren 4A und 4B gezeigten Ausführungen ermöglichen die Vorrichtungen zur Zuführung eines hydrostatischer. Ölfilmes zwischen die federnd gelagerten Ringzahnräder eine radiale Bewegung der Ringzahnräder relativ zueinander, und die unterschiedlichen alternativen Vorrichtungen sind dazu j vorgesehen, diese Bewegung weiter zu unterstützen.

Eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht die Verwendung von Ringzahnrädern vor, bei denen die umgekehrte Drehrichtung oder Schräge der Verzahnungen bewirkt, daß die

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Rindzahnräder während des Betriebs auseinandergedrückt werden. ■ Wie in Mg. 5 gezeigt ist, werden in diesem Fall die ringförmigen Bänder 13 und 15 durch ringförmige Druckkissen 24' und 24" ersetzt, die an jedem Ende des ringförmigen Zahnrades an dem Getriebegehäuse fesijangelDracht sind. Ein solcher Fall tritt "beim Betrieb eines umsteuerbaren Umlaufrädergetriebekastens auf, und es sind hier' Vorrichtungen vorgesehen, um mittels eines hydrostatischen ölfilmes jedes Ringzahnrad von seinem zurückhaltenden Druckkissen zu trennen.

" Es wird nunmehr auf die Fig. 3 Bezug genommen. Beide Ringzahn-

räder 4' und 4" sind mit einer Schrägverzahnung von gleicher Schräge oder gleichem Neigungswinkel versehen, so daß während des Betriebs beide Ringzahnräder nach links gedrückt werden, wobei das lide Ringzahnrad 4¹ den Druck oder Schub vom rechten Ringzahnrad 4ⁿ und das Druckkissen 24 den kombinierten Schub der zwei Ringzahnräder 4¹ und 4" aufnimmt. In diesem Fall ist das ringförmige Band 15 (in Fig. 1 gezeigt) durch ein Druckkissten 24 ersetzt, das an dem Getriebegehäuse befestigt ist, um die Ringzahnräder gegen eine axiale Bewegung zu sichern. Mit Ausnahme der Tatsache, daß die zwei schräg verzahnten Räder Verzahnungen mit dem gleichen Neigungs- ) winkel besitzen, im Gegensatz zu doppelt schrägverzahnten Rädern, entspricht der übrige Teil des Getriebekastens im wesentlichen den in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen, und unter Druck stehendes öl in der Ring-nut 19 und den Kammern 21 erzeugt hydrostatische Ölfilme, die das Ringzahnrad 4¹ vom Ringzahnrad 4" und das Ringzahnrad 4¹ von dem Druckkissen 24 trennen.

Für den Fall, daß der Getriebekasten umsteuerbar ausgelegt wird, wird ein weiteres ähnliches Druckkissen 24 am anderen

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Ende des Ringzahnrades "benötigt (wie dies in Pig. 5 gezeigt ist.

Bei den often angeführten Anordnungen reichen die Veränderungen in der Dicke dea hydrostatischen Ölfilmes infolge der relativen axialen Bewegungen der Ringzahnräder zum Ausgleichen von Herst ellungsiehlern und zur gleichmäßigen Belastungsverieilung nicht aus, um einen übermäßigen Ölverlust hervorzurufen.

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Claims

Patentansprüche

Umlaufrädergetriebekasten mit einem schräg verzahnten ringförmigen Zahnrad, das aus zwei innen verzahnten koaxialen Ringzahnrädern besteht, von denen wenigstens eines zur Ausführung einer begrenzten radialen und Drehbewegung relativ zu dem Getriebegehäuse federnd gelagert ist, dadurch g θ kennzeichnet, daß ein Ansohlagglied (24, 24', 24^W) neben einem jeden solchen relativ bewegbaren Ringzahnrad (4, 4") und dieses Ringzahnrad selbst mit einander zugekehrten ebenen Flächen versehen sind, die senkrecht zur Achse der Ringzahnräder (4», 4") verlaufen und zwischen denen ein hydrostatischer Ölfilm einführbar ist, um eine begrenzte radiale und Drehbewegung eines jeden relativ bewegbaren Ringzahnrades relativ zu seinem benachbarten Anschlagglied zu ermöglichen.
2. Getriebekasten nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Befestigungsvorrichtungen (9)» die eine begrenzte radiale und Drehbewegung emöglichen, radial zwischen dem Getriebegehäuse (8) und einejn jeden solchen relativ bewegbaren Ringzahnrad (4, 4" befestigt sind.
3. Getriebekasten nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Befestigungsvorrichtungen aus C-ledern (9) bestehen, die in in einer radialen inneren Fläche des Getriebegehäuses (8) und einer radialen äußeren Fläche eines jeden solchen relativ bewegbaren Ringzahnrades (4, 4") ausgebildeten komplementären Hüten (7, 7") befestigt sind.

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4. Getriebekasten nach Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die federnden Befestigungsvorrichtungen (9) in axialer Richtung zwischen einem jeden solchen relativ bewegbaren Ringzahnrad (4, 4") und seinem benachbarten Anschlagg.ied (24% 24") befestigt sind.
5. Getriebekasten nach Anspruch 4,dadurch gekenn ζ ei c h η e t, daß weitere federnde Vorrichtungen aus einer Reihe von sich in axialer Richtung erstrek-ckenden Federn (25) bestehen, die im Abstand voneinander rund um die Achse der Ringzahnräder (4% 4") angeordnet sind.
6. Getriebekasten nach Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h

g e k e η η ζ e ich η β t» daß ein Überzug (29% 29") aus einem Material mit einem niedrigen Reibungskoeffizient, z.B. Poiyietr'afluoräthylen, a# wenigstens einer der einander zugefkehrten ebenen Flächen vorgesehen ist.
7,*, Getriebekasten nach den Ansprüchen i bis 6, bei dem die Verzahnung des einen Ringzahnrades eine errb^,.^-sngesetzte " Schräge zu der Verzahnung des anderen Ringzahnrades hat, so daß das ringförmige Zahnrad die Form eines doppelt schrägverzahnten Rades aufweist, d a d u r c h g e k e η hzeichnet, daß füs» ein jedes derartige relativ bewegbare Ringzahnrajl (4, 4") das andere Ringzahnräd als das benachbarte Anschiagglied arbeitet (Fig. 1).
8. Getriebekasten nach den Ansprüchen 1 bis 6, bei dem'die Verzahnung des einen Ringzahnrades die gleiche Schräge wie die

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Verzahnung des anderen Ringzahnrades' hat, d a durch g e k e η η ζ ei c h η e t, d£.B für ein jedes derartige relativ -'" bewegbare Ringzahnrad (4")_? das aufgrund der Schräge seiner Verzahnung das Bestreben hat, sich gegen das andere Ringzahnrad

(4¹) zu bewegen, das andere Ringzahnrad (4¹) als das benachbarte Anschlagglied arbeitet (Fig.3).

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