DE1650848A1 - Getriebe fuer den Antrieb von Grossanlagen,insbesondere Konvertern - Google Patents

Description

Patenta'nwali

DlpUrjf. Γ. C -rCflenS

8 München 23

Josef-Raps-Str. 2

Sirnmering-Graz-3?auker Aktiengesellschaft für Maschinen-, Kessel- und Waggonbau in Wien (Österreich)

Getriebe für den Antrieb vonGroßanlagen, insbesondere

Konvertern

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für den Antrieb von Großanlajen, insbesondere Konvertern, mit einem am Antriebszapfen fest angeordneten Großrad, mit welchem drei oder mehr Ritzel, welche in einem gemeinsamen starren Rahmen oder Gehäuse gelagert sind, zur Übertragung, des Drehmomentes kämmen. . '

Antriebe für Großanlagen wie Mühlen, Brecher, Zementöfen, insbesondere Stahlwerks-Konverter sind in vielen Variationen bekannt. Bewahrt haben sich vor allem Antriebe, bei denen zumindest ein Seil des Getriebes am Antriebszapfen des Konverters etc. aufgehängt ist, sodaß Deformationen und Lagerspiele dieses Zapfens den Zahneingriff zwischen dem mit dem Zapfen verbundenen Großrad und dem Ritzel nicht stören· Meist werden wegen der hohen zu übertragenden Drehmomente mehrere Ritzel am umfang des Großrades vorgesehen»

Die Erfindung weist einen Weg, die Vorteile einer solchen Anordnung auszunützen, ohne daß das Getriebegehäuse oder !.eile desselben am Konverterzapfen gelagert werden müssen.. Der Antrieb auf das Großrad erfolgt über mindestens drei Ritzel, die untereinander gleich große Einzelkräfte übertragen und über ihre im Eingriff befindlichen Zahnflanken die nötige Zentrierung des Getriebes uia das Großradmittel herstellen. 009849/0184'

Es sind Konstruktionen bekannt, bei denen mehrere Ritzel mit dem Großrad in Eingriff stehen, wobei -jedes über weitere Vorgelege von einem eigenen Motor getrieben wird* Trotz der annähernden Gleichheit der Kräfte infolge der Einzelantriebe muß dieses Getriebe am Zapfen gelagert werden* Die lagerung ist we_oen der erheblichen Abmessungen der Zapfen großer Konverter nicht nur sehr teuer, sondern auch schwierig zu montieren und zu demontieren. Außerdem sind ebensoviele Antriebsmotoren wie Ritzel nötig.

Nach einer weiteren bekannten Ausführung sind vier Ritzel zum Großrad in einem starren oder gelenkigen Rahmen gelagert und je zwei und zwei durch leistungsverzweigende Vorgelege miteinander gekoppelt, sodaß zum Antrieb zwei Motoren genügen* Auch diese Anordnung kann auf die nachteilige Lagerung am Zapfen nicht verzichten*

Eine andere bekannte Konstruktion mit 2, 3 oder Ritzeln sieht vor, daß jedes Ritzel für sich In einem Rahmen gelagert ist, wobei diese Rahmen durch Rollen oder Gleitstücke auf Laufbahnen am Großradumfang geführt und durch Momentenstützen sowohl untereinander wie auch ^egen das Fundament abgestützt sind. Diese Konstruktion, die bei zwei Ritzeln noch relativ einfach ist, wird bei drei oder gar vier Ritzeln kompliziert und weist auch eine in der Ebene des Großrades wirksame Zentrierung auf, die nur nicht durch zentrale Lager sondern durch Rollen am Radumfang realisiert ist.

Bei Stirnrad-Planetengetrieben ist es bekannt, einzelne Elemente, z.B. die Zentralräder, ohne Lagerungen auszuführen, doch ist diese Bauart auf höchstens drei Rit-

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zel (Planetenräder) beschränkt und erfordert ein Großrad mit Innenverzahnung, das bei den für Konverter vorkommenden Getriebegrößen nicht mehr zweckmäßig ist»

Es ist auch eine Bauart vorgeschlagen worden, bei der zwei Kitzel über ein leistungsverzweigendes Getriebe angetrieben werden. Diese Lösung hat aber den Nachteil, daß sie auf zwei Ritzel beschränkt ist und diese auch über konzentrische Laufbahnen des Großrades zentriert sein müssen.

Un die liachteile der bekannten Konstruktionen zu μ vermeiden, wird ein Getriebe der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, bei welchem erfindungsgeiaaß das Gehäuse gegenüber dem Antriebszapfen und/oder dem Großrad in der Ebene desseluei- berührungsfrei ist und daß zwei benachbarte Ritzel von einer gemeinsamen Welle über ein Zweiweggetriebe angetrieben sind. Das Getriebegehäuse wird nur in dei· Radebene geführt, d.h. parallel zu dieser gehalten·

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die gemeinsame Antriebswelle für diese zwei Ritzel zwangsweise synchron mit der Antriebswelle des dritten oder des anderen f Ritzels angetrieben.

Schließlich wird das Getriebegehäuse durch eine Momentenetütze gejen das Fundament oder einen festen Maschinenteil so abgestützt, daß die Resultierende aus den gleich groö angenommenen Zahndrücken aller Ritzel und der Reaktionskraft dieser Momentensttttze gleich Hull ist.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen des Getriebes aargestellt. Es zeigen Pig* 1 ein erstes Ausführungs bei spiel des Getrieoes in schematisoher

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stellung, die Pig. 2 bis 4 verschiedene Lagerungen des ■ Gehäuseendeβ, Pig. 5 einen Antrieb mit vier Ritzeln, die Pig. 6 und 7 zwei verschiedene Einrichtungen zur Herstellung eines Synchronlaufes zweier Wellen. Pi^. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Pi-. 1 und Pig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX der Pig. I.

Beim Ausführungsbeispiel nach Pig. I kämmen mit einen Großrad 1, das fest mit einem Konverterantriebszapfen 2 verbunden ist, Ritzel 23, 24 und 5· Alle Ritzel sind in einem Gehäuse 6 gelagert. Die Ritzel 23 und 24 werden von gemeinsamen, von einer Welle 7 mitgenommenen Antriebsritzel 27 über ein leistungsverzweigendes Getriebe, z.B. 28, 29 angetrieben. So können beispielsweise die Räder 28, 29 ge^ensinnige Schrägverzahnungen haben und das Ritzel 27 mit der entsprechenden Doppel-Schrägverzahnung ausgeführt und in bekannter Weise axial frei einstellbar sein. Diese Ausführung ist keine Bedingung, sondern es kann z.B. auch beeonders vorteilhaft ein Zweiweggetrieue mit Stirnrad-Planetengetriebe eingesetzt werden. Synchron zur Welle 7 treibt eine Welle 8 das Ritzel 5· Der Synchronlauf der Wellen 7|8 wird vorzugsweise durch Zahnräder hergestellt, beispiels- weise nach den Pig· 6 oder 7·

Das Gehäuse 6 ist gegenüber dem Antriebszapfen 2 und/oder dem Großrad 1 in der F>ene desselben ungelagert, d.h. es ist, wie aus Pig. β ersichtlich bezüglich des Zapfens bzw. dee Rades 1 berührungsfrei·

Im Punkt 9 ist das Gehäuse an einen Hebel 10 gelenkig angeschossen. Dieser ist mit einer Drehwelle 11 fest

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verbunden, die sich in Lagern 12 und 13 an einem Fundament abstützt. Die Welle 11 trägt einen weiteren Hebel 14» der ebenfalls gelenkig an eine Zugstange 15 und über diese an ein Lager·16 auf dem Konverterzapfen 2 angeschlossen ist. Der Abstand des Punktes 9 vom Kittel des Zapfens 2 ist etwas größer als der 1.5-fache Durchmesser des Großrades 1, abhängig vom möglichst klein zu wählenden Abhsabstand der Ritzel 23 und 24.

Es ist möglich und läuft dem Erfindungsgedanken nicht zuwider, den Punkt 9 in anderer Weise abzustützen, z.B. nach Pi₀-. 2, in welcher das Gehäuse am Ende 9^f zahnprofilartig ausgebildet ist und sich in einem Lagerbock 18 abstützt, dessen Planken unter einem dem Eingriffswinkel der Verzahnung des Großrades entsprechenden Winkel ÖL gegen die Getriebeachse X geneigt sind. X ist dabei jene Achse, die durch das Mittel des Ritzels 5 und mittig zwischen den Ritzeln 23 und 24 vorzugsweise auch durch das Mittel des Zapfens 2, hindurchgeht. Die Stützkraft bekommt dadurch eine bestimmte dem Getriebemittel zugerichtete Neigung. Diese Neigung kann auch für Getriebe mit nur einer Kraftrichtung, wie aus Pig. 3 ersichtlich, erzwungen werden. Bei dieser Ausführungsform ist Punkt 9 des Gehäuses 6 durch einen einfachen Lenker 20, der um den Winkel 90-OC gegen die Achse X geneigt ist, abgestützt.

Wird darauf verzichtet, daß das Gehäuse in Richtung der Achse X eventuellen Bewegungen des Zapfens 2 folgen kann, d.h. bleibt diese Beweglichkeit auf die Richtung Y beschränkt, so kann, wie in Pig. 4 dargestellt, in sehr

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einfacher Weise der Gehäusepunkt 9 gelenkig direkt auf Rahmen oder Fundament abgestützt werden.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fij. 4, bei welchem der Antrieb mit vier Ritzeln erfolgt, ist wiederum mit 1 das Großrad bezeichnet, welches am Konverterantriebszapfen 2 fest aufsitzt. Mit deu Großrad 1 kämmen die Ritzel 23 bis 26, von welchem die Ritzel 23 und 24 ähnlich wie im Ausführungsbeispiel nach Fi₀. 1 angetrieben werden.

Das gegenüberliegende Ritzelpaar 25» 26 wird vom Antriebsritzel 30 über die Räder 31 und 32 ohne Leistungsverzweigung -getrieben.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Ritzel 23» 24 untereinander gleiche Zahndrücke auf das Großrad 1 ausüben, während di9 Ritzel 25» 26 untereinander gleiche Drehbewegungen machen.

Die Antriebswellen 33, 34 zu den Ritzeln 27, 30 sind untereinander ähnlich wie die Wellen 7, 8 in Antriebsverbindung .

Die Antriebsverbindunt" kann entweder, wie Fi₀. 6 zeigt, über Zahnräder 35» 36, 37 oder nach Fi₀. 7, über Kegelräder 38.bis 41 und 42 oder sonstige zwangsschlüssige Bauelemente, wie Ketten od.dgl. erfolgen.

Der oder die Antriebsmotoren können an beliebiger Stelle und gegebenenfalls über weitere Vorgelege auf die Wellen 33, 34, 42 oder die Zahnräder 35, 36, 37 treiben.

Die Ritzel 23» 24, 25, 26 sind starr in einem Gehäuse, Kasten oder Rahmen 6' gelagert. Dieser ist am Zapfen 2 oder Großrad 1 nicht gelagert, sondern wird nur in der

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Großradebene geführt. Die Zentrierung erfolgt über die Zahneingriffe der Ritzel 23 bis 26.

Solange keine äußere Querkraft auf das Gehäuse 6* wirkt, ergibt sich aus den Gleichgewichtsbedingungen, daß die Summe der Zahndrücke auf der linken Seite (Ritzel 251 26), gleich jener auf der rechten Seite (Ritzel 23. 24) ist. Die Kräfte an den Ritzeln 23 und 24 sind durch deren leistunjsverzv/eigenden Antrieb untereinander gleich und wieder aua Gleichgewiohtsgründen müssen auch die Ritzel- ^ kräfte 2ί> und 2b untereinander gleich sein. Somit sind alle vier ata Großrad wirkenden Zahndrücke gleich groß·

Durch die starre Antriebsverbindung der Ritzel 2j, 26 untereinander ist aber auch dar Achsabstand zwischen diesen Ritzeln und dem Großrad etatisch eindeutig bestimmt· Br hängt nur von der jegenseitigen Winkelstellung der Ritzel 2p, 26 ab und diese ist wegen des geiaeinsamen starren Antriebes unveränderlich·

DaU das Gehäuse 6* relativ zum Zapfen 22 in der Y-Richtung richtig liegt ist durch die Antriebsverbindung der Wellen 33t 34 nach Pig· 6 und 7 sichergestellt.

Bedingung für die Gleichheit der Zahndrücke am Großrad ist, wie oben vorausgesetzt, daß keine äußere Querkraft auf das Gehäuse 6* wirkt· Die erforderliche Drehmomentabstützung erfolgt daher durch zwei zueinander parallel angreifende gleich große Stützkräfte. Realisiert wird dies durch die besondere, an sich bekannte Auebildung der Drehmomentenstütze, wie beispielsweise in Fig. 5 dargestellt· In den Gelenkpunkten 44» 45 greifen Zug-Druck-Len-

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ker 46, 47 an, die ihrerseits ebenfalls gelenkig bei 48*49 an Hebel 50, 51 angeschlossen sind. Diese stützen sich Über Drehpunkte 52, 53 am Fundament ab sowie gejenseitig über eine Verzahnung 54, einen Gleitstein, Schlitz und Bolzen od.dgl.

Es ist ohne nähere Erklärung leicht einzusehen, daß durch diese Anordnung der Zapfen 22 und mit ihm das Gehäuse 6¹ beliebige Bewegungen nach links und rechts, oben und unten ausführen kann, daß das Gehäuse 6¹ aber an der Drehung um das Großrad 1 gehindert ist.

Konstruktiv kann diese Wirkung auch auf andere Weise erzielt werden. So können beispielsweise die Hebel 50, 51 mit der Verzahnung 54 durch Winkerdh> el und Verbindungsstange oder durch eine Drehwelle ersetzt werden.

Auch federnde oder hydraulisch ausgeglichene Mom4ntenstützen sind bekannt und können Anwendung finden, sofern sie nur die Bedingung nach querkraftfreier Momentenübertragung erfüllen.

Bei Antrieben, deren Hauptwelle 2 horizontal oder ichräg liegt, stützt sich das Eigengewicht des Getriebegehäuses 6' mit den darin gelagerten Ritzeln und Rädern über die Verzahnungen der Ritzel 23 bis 26 am Großrad ab, was dazu führt, daß die Zahndrücke unterschiedlich werden· Da das unerwünscht ist, wird es vor allem bei größeren und schweren Antrieben vorteilhaft sein, dieses Eigengewicht entsprechend auszubalancieren, z.B. durch Gegengewichte, hydraulische Kolbenkräfte oder wie in Pig. 5 gezeigt durch eine oder mehrere Federn 55, 56.

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Claims (5)

1. Patentansprüche:

   I₅/ Getriebe für den Antrieb von Großanlagen, insbesondere Konvertern, mit einem am Antriebszapfen fest angeordneten Großrad, mit welchem drei oder mehr Ritzel zur Übertragung des Drehmomentes kämmen, welche in einem gemeinsamen starren Rahmen oder Gehäuse gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse gegenüber dem Antriebszapfen und/oder dem Großrad in der Ebene desselben berührungsfrei ist und aaß zwei benachbarte Ritzel von einer gemeinsamen Welle über ein Zweiweggetriebe angetrieben sind.
2. 2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle des Zweiweggetriebes mit der Antriebswelle des oder der weiteren Ritzel in zwangsläufiger Antrieb sverbindun_to steht, vorzugsweise über Zahnräder.
3. 3. Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Ritzel (3, 4, 5) am Umfang des Großrades (1) so angeordnet sind, daß die beiden, durch den Zweiwegantrieb verbundenen, möglichst nahe beisammen liegen und vom dritten Ritzel (5) um annähernd gleiche Winkel entfernt sind und daß sich das Getriebegehäuse (6) an einem etwa auf der Symmetrieachse der drei Ritzel liegenden und wenigstens 1.5-fachen Großraddurchmesser vom Zapfenmittel entfernten Punkt (9 bzw. 9') abstützt.

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4. 4. Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vier Ritzel (23-26) am Umfang des Groß-

   (1) etwa symmetrisch zu einer durch, das Großradmittel

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   gehenden Achse angeordnet sind und uaß sich das Gehäuse (6¹) über zwei Gelenkpunkte (44,45) auf ein an sich bekanntes Drehmoiaentenstützsysteni abstützt, das sicherstellt, daß die an den beiden Gehäuse-Anlenkpunkten angreifenden Reaktionskräfte untereinander parallel und gleich groß und einander entuegengeriohtet sind.
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