An-'Üriebseinrich-tung ,;iit '3.itzel und Zahnkranz Die 'irfindun>bezieht
sich auf eine Antriebseinricntun" mit einem Ritzel und eineya Zahnkranz, dessen
Teilkreisdurchmesser ein mehrfaches des yeilkreisdurchmessers des Ri@zels ist, und
finit Stützmitteln, welche die richtige Zage der Zähne in radialer Richtung zueinander
während des Umlaufes gewährles-cen, wobei ein das Ritzel tragender Rahmen zur Aufnahme
der Reaktionskraft aus derjenigen Kraft, die zwischen den jeweils im Eingriff miteinander
stehenden Zähnen des Ritzels und des Zahnkranzes übertragen wird, durch nur ein
Einpunktgelenh an einem Widerlager abgestützt ist. Bei der aus der deutschen Patentschrift
742 34o bekannten Antriebseinrichtung dieser Art hat man es als nachteilig empfunden,
daß keine Vorsorge dafür getroffen ist, daß die Zähne des R itzels und des Zahnkranzes
sich stets auf ihrer ganzen Breite tragend berühren.
Um dem ab!7suhelfen, ist nach der deutschen Patentschrift
1 2o1 ö44 vprgeechlagen worden, daß ein das Ritzel aufnehmendes
Gehäuse zugleich beiderseits der Mittelebene des Zahnkranzes
sowie außerhalb der Verbindungsebene zwisbhen den Achsen des
Rt@@el und' des Zahnkranzes Rollenstützpunkte aufweist und
mindestens an einem festen Punkt mittels eines etwa in der
1,1.i-`rtele"bpne des Ritzels liegenden, biegungsfreien Verbindungs-
elementes allseitig gelenkig verbunden ist.
Doch auch hierdurch wird das Ziel der Gewährleistung einer
gleichmäßi gsn Belastung der Gähne auf ihrer ganzen Breite
nicht erreicht. Zwar wird das Ritzelgehäuse durch die Anordnung
der Rollenstützpunkte außerhalb der Verbindungsebene zwischen
den Achsen des Ri;zels und des Zahnkranzes gegenüber dem
Zahnkranz geführt, während es gegenüber dem fester. Fczrlü
dank
des biegungsfreien Verbindungselementes eine gewisse Beweglich3reit
hat. Denn dieses Element wird durch eine Stange, z. B. einen
Stoßdämpfer, gebildet, der sich mit einem Ende in dem festen
Punkt abstützt und reit dem anderen Ende in einem. Punkt des
Ritzelgehäuses angreift. Doch wird auch hierdurch nicht
gewährleistet, daß die Zähne des Ritzels und des Zahnkranzes
stets gleichmäßig auf ihrer ganzen Breite belastet werden.
Hierzu wnre es erforderlich, daß die Mittellinie des biegungs-
freien Verbindungselementes immer in der durch die Mitten der
Zahnflanken gelegten Ebene liegt,, auf welcher die Drehachsen
des Ritzels und des Zahnkranzes senkrecht stehen. Wenn das
infolge von Verforwungen, Fertigungs-- und/oder Montage-Ungenauig-
keiten nicht der Fall ist, verläuft die Wirküugskinie der von
dem
biegungsfreien Verbindungselement äuf d$a Rtzelgehäuse
übertragenden Stützkraft schräg zu den Zahnflanken und nicht
durch die Mitten der Zahnflanken hindurch. :Zias hat eine
einseitige Belastung der Zähne zur Folge.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Antriebseinrichtung der eingangs genannten: Art so' zu gestalten,
daß eine gleichmäßige Belastung der Zähne, des Ritzels und
des Zahnkranzes auf ihrer ganzen Breite gewährleistet ist.
Das wird in erster Linie dadurch erreicht, daß das Ritzel
in dem Rahmen so gelagert ist, daß es nicht nur umla-dfen
kann, sondern auch gegenüber einer Wellet die mit ihm in
drehmorrientübertragender Verbindung stehtx um eire Gerade,
welche die Drehachsen dieser Welle und des Zahrkranzea recht-
winklig schneidet, beschränkt drehbar ist.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführ@angsbeippiel des efindu:ngs-
ge;genstandes dargestellt; und zwar ,z:eigt
Pig. 1 einen Teil eines Zahnkran--es sowie die wichtigsten
übrigen Teile eines Blevations-Antriebs fVr ein Radio-
Teleskop in Seitenansicht und
Fig. 2 den Schnitt nach der hinie TI-II in Figur 1. Dar `lahnkranz
1 hat einen sehr großen Teilkreisdurchmesser, der ein Vielfaches des Teilkreisdurchmessers
des mit dem Zahnkranz in Eingriff stehenden Ritzels 2 ist. Dieses ist in einem Gehäuse
3 gelagert, 'das einerseits mit Führungsrollen 4 an dem nalinkran.,# 1 hängt und
andererseits in einem Einpunlrtgelenk 5 an einem Widerlager abgestützt ist. Das
Ge?-iäuse 3 weist zwei beiderseits des Zahnkranzes 1 nach oben ragende Blechkästen
6 auf, auf deren dem Zahnkranz 1 zugewandten Seiten die Führungsrollen 4, die mit
Spurkränzen versehen'sind, fliegend gelagert sind. Ihre gemeinsame Drehachse-7 liegt
in der Ebene .3, die durch die Drehachse des Zahnkranzes 1 und -die Drehachse 9
des Ritzels 2 hindurch geht. Die Führungsrollen 4 laufen auf zylindrischen Bahnen
1o von zwei ringförmigen Rippen 11 des kjahnkranzes 1. Die-Achse der zylindrischen
Bahnen 1o fällt mit der Drehachse des Zahnkranzes 1 zusammen. Das Ri tzel 2 wird
von einer Welle 12 getragen, deren Mitte:l.-linie 13 bei der dargestellten Normallage
des Gehäuses 3 gegenüber dem. Zahnkranz 1 mit der Drehachse 9 des Ritzels 2 ' zusanunenfällt.
Die Welle 13 ist mittels zweier Rollenlager 14 in den einander zugekehrten Wänden
der Blechkästen 6 gelagert. Auf isiren-3in die Blechkästen E hineinragenden Enden
sitzen nicht dargestellte /Zahnräder, die 1-zu einem innerhalb des Gehäuses 3 untergebrachten
Zahnrädergetriebe gehören. Die nicht dargestellte Eingangswelle dieses Getriebes
wird über eine bewegliche Kupplung von einem Drehwerks Motor angetrieben.An-'Üriebeinrichtung-device,; iit '3rd pinion and ring gear The'irfindun> refers to a drive device with a pinion and a ring gear, the pitch circle diameter of which is a multiple of the pitch circle diameter of the pin, and finite support means, which the Correct teeth in the radial direction to each other during the rotation guarantee, with a frame carrying the pinion for absorbing the reaction force from the force that is transmitted between the teeth of the pinion and the ring gear, which are in engagement with one another, by only one single-point joint In the case of the drive device of this type known from German Patent 742 34o, it has been found to be disadvantageous that no provision is made for the teeth of the pinion and the ring gear to always touch each other over their entire width. To help from this, is according to the German patent specification
1 2o1 ö44 that a pinion receiving
Housing at the same time on both sides of the center plane of the ring gear
as well as outside the connection plane between the axes of the
Rt @@ el and 'of the ring gear has roller support points and
at least at a fixed point by means of an approximately in the
1.1.i-`rtele "bpne of the pinion lying, bend-free connection
element is articulated on all sides.
However, this also makes the goal of ensuring a
Uniform strain on the yawns over their entire width
not reached. Although the pinion housing is through the arrangement
of the role support points outside the connection level between
the axes of the belt and the ring gear opposite the
Gear rim guided while it is fixed towards the. Fczrlü thanks
the bending-free connecting element a certain flexibility
Has. Because this element is supported by a rod, e.g. B. a
Shock absorber, formed, one end in the fixed
Point supports and rides the other end in one. Point of
Attacks the pinion housing. But even this does not work
ensures that the teeth of the pinion and the ring gear
are always loaded evenly across their entire width.
For this it would be necessary that the center line of the bending
free connecting element always in the middle of the
Tooth flanks laid plane is on which the axes of rotation
of the pinion and the ring gear are vertical. If that
as a result of deformations, manufacturing and / or assembly inaccuracies
is not the case, the line of action runs from that
Bend-free connecting element on the ring housing
transmitting supporting force obliquely to the tooth flanks and not
through the centers of the tooth flanks. : Zias has one
one-sided stress on the teeth result.
In contrast, the invention is based on the object of a
Drive device of the type mentioned at the beginning so 'to design,
that an even load on the teeth, the pinion and
of the ring gear is guaranteed over its entire width.
This is primarily achieved in that the pinion
is stored in the frame in such a way that it is not just umla-dfen
can, but also towards a wave that is with him in
torque-transmitting connection is x around a straight line,
which the axes of rotation of this shaft and the gear rim
cuts at an angle, is rotatable to a limited extent.
The drawing shows an example of the efindu: ngs-
ge; object presented; namely, z: eigt
Pig. 1 part of a gear crane - it as well as the most important
remaining parts of a blevation drive for a radio
Telescope in side view and
Fig. 2 shows the section according to the Hinie TI-II in Figure 1. The gear rim 1 has a very large pitch circle diameter, which is a multiple of the pitch circle diameter of the pinion 2 engaged with the gear rim. This is mounted in a housing 3, which on the one hand hangs with guide rollers 4 on the nalinkran., # 1 and on the other hand is supported in a single-point joint 5 on an abutment. The housing 3 has two sheet metal boxes 6 protruding upwards on both sides of the gear rim 1, on whose sides facing the gear rim 1 the guide rollers 4, which are provided with flanges, are overhung. Their common axis of rotation -7 lies in the plane .3, which passes through the axis of rotation of the ring gear 1 and the axis of rotation 9 of the pinion 2. The guide rollers 4 run on cylindrical tracks 1o of two annular ribs 11 of the kjahnkranzes 1. The axis of the cylindrical tracks 1o coincides with the axis of rotation of the gear rim 1. The Ri tzel 2 is carried by a shaft 12, the center of which: 1st line 13 in the normal position of the housing 3 shown in relation to the. Ring gear 1 coincides with the axis of rotation 9 of the pinion 2 '. The shaft 13 is mounted in the facing walls of the sheet metal boxes 6 by means of two roller bearings 14. On ends protruding into the sheet metal boxes E, there are not shown / toothed wheels which belong to a toothed wheel drive housed within the housing 3. The input shaft, not shown, of this transmission is driven by a slewing gear motor via a movable coupling.
e
,Die Welle 12 hat in ihrer Mitte eine Verdickung in Form einer
I.Kugelkalotte 15. Deren Mittelpunkt liegt einerseits in der Mittel-'linie 13 und
andererseits in der lotrechten Mittelebene 17 des Ritzels 2 und des ahnkranzes 1,
auf welcher di-e Drehachse 9 des h i tzels und die Drehachse des jalinkran-es senhr
echt stehen.
Auf der 1iugelkalo-t te s 15 sitzen mit passenden Hohlkugelfläcizen
zwei einander gleiche Hälften V eines den Zahnkran; 19 des Ritzels 2 -tragenden
Ritzelkörpers. Die beiden Hälften 1' bilden zusammen eine Ringnut, in welche der
Zahnkranz 19 eingesetzt ist. Sie werden über den Zahnkranz 19 durch 1-nicht dargestellte
Schraubenbolzen in axialer Richtung verspannt. Die beiden Hälften 1? lassen zwischen
sich einen Ringraum frei, in welchen eine an dem Zahnkranz 19 des Ritzels sitzende
Bogen-Innenverzahnung 2o hineinragt. Mit dieser steht eine auf der Kugelkalotte
15 sitzende fogen-Außenverzahnung 21 im Eingriff. Die beiden Hälften 1`` des Ritzelkörpers
haben an beiden Stirnseiten Naben 22, durch welche die Welle 12 "#-mä m#-e mit Spiel
hindurchgesteckt ist. Auf den Naben 22 sind mit Lagerbuchsen 23, deren I9Zittellinie
mit der Drehachse 9 des Ritzels zusammenfällt, zwei scheibenförmige Rollen 24 drehbar
gelagert. Sie stützen sich an ihrem Umfang gegen zylinderische Führungsbahnen 25,
die sich auf der den Führungsbahnen 1o gegenüberliegenden Seite der Rippen 11 befinden
und deren Mittellinie ebenfalls mit der Drehachse des Zahnkranzes 1 zusamm.enfK11t.
Durch die Führungsrollen 4 und die Rollen 24 wird bewirkt,
daß die Zähne des Ritzels 2 immer die richtige Lage zu den
Zähnen des Zahnkranzes 1 in radialer Richtung haben und demgemäß
gute Eingriffsverhältnisse bestehen. Da die Drehachse 7 der
Führungsrollen 4 und .die mit der Drehachse 9 des Ritzels zusammen-
fallende Drehachse, der scheibenfärmigen Rollen 244n ein und
der-
selben Ebene 3 liegen, ist die Lage des Gehäuaes 3 durch das
Einpunktgelenk 5 eindeutig und zwängungefrei festgelegt.
Das Einpunkt Gelenk 5 nimmt die Reaktionskraft auf, die
beim Antrieb des iahnkranzes 1 durch das Ritzel 2 aus
den miteinander in Eingriff stehenden Zehnflanken auf
das Gehäuse 3 ausgeübt wird. Die Wirkungslinie dieser
Reaktionskraft ist in Figur 1 mit 26 bezeichnet. Dem entspricht
in Figur 2 der Punkt; 27, der in der lotrechten Mittelebene
17
liegt und danzi-@ in der Mitte. der miteinander in Bingri ff
stellenden
Viegeii der demgemäß mutigen 33eanspi-uctiuii.r
der gahnflanken werden diese auf ilner ganzen Breite glai.c:-
rn@t.Pig @@eli..@s@;:etv-
Heran @.rldert sich auch nichts, wenn etwa das Gehäuse 3
nicht Jenau ge;menüber der lotrechten Mittelebene 17 des
Zahnkranzes 1 und des Ritzels 2 ausgerichtet sein sollte.
Das könnte infolge von Fertigungs- und 1!lontaye-Ungenauigkeiten
oder auch von Verformungen des Zahnkranzes und/oder des Gehäuses
3 während des Betriebes eintreten. Hierbei würdü die i=?i-@stel-
Linie 1 > der Welle 12 nicht -]-mehr ;,fit der Drehachse 9
des ßitzelE@
2 !usammenfallen-0 Das würde sich aber nur dahingehend auswirken,
daß das Gehäuse gegenüber dem Ritzel 2 u,:1 die Gerade, in
welcmer sich die Ebenen 7, und 17 schneiden, gedretl-j wäre.
Die ::ni.ernit verbundene Drehung der Neile 12 relativ zu dem
Rufs e1 2 ist wegen der Lä#erung der Hälften 1-# auf der Kugel-
1.D 15, deren 1,liutelpunkt 1.6 in der genannten
Geraden liegt;,
o21ne weiteres möglich. Aüch die Bogenver7acj.nun=;'k2o und
21,
die in bekannter Weise gewölbte Zahnflanken haben, setzen
dieser Drehung keinen Widerstand entgegen.
Dabei behält der jahnkranz 19 des Ritzels seine Zage gegenüber
kde,n Zahnkranz i bei, d.h. seine Drehachse 9 bleibt parallel
zu der Drehachse des Zahnkranzes 1.
Bei der angenommenen Drehung des Gehäuses 3 relativ zu dem
Ritzel 2 wandr:#I+ zwar das Ninpunktgelenk 5 aus der lotrechten
I,'li 1;telelDene 17 des Zahnkran ,es 1 und des Ritzels 2 aus.
Hierdurch wird aber nichts an dem Umstand geändert, daß
die Wirkungslinie 26 der von dem Einpunktgelenk 5 aufgenommenen
Reaktionskraft durch den Punkt 27 in der Mitte der miteinander
in Eingriff gtehenden Zahnflanken hindurch geht. Folglich
werden nach wie vor die Zahnflanken des Ritzels 2 und des
Zahnkranzes 1 auf ihrex ganzen. Breite völlig gleichmäßig
belastet.
Der Umstand, daß die scheibenförmige: Rollen 24 auf den
haben 22. des Ritzelkörpers gelagert sind, ist einmal deshalb
vorteilhaft;, weil hierdurch verhindert wird, daß sich
der Zahnkranz 19 des Ritzele seitwitr-ts ne i.gt, d.h. um die
in Fi,ylür 2 senkrecht auf der Zeichenebene stehende,
.furch
den Punkt; 16 laufende Gerade gedreht wird. Eiire solche
j.?ei ßung könnte unter Umständen nicrlt durch die Raclialkomponente
aus dein Zahndruck rückgt.n;ig; gemacht werden. Ein weiterer
Vorteil dieser Anordnung der Scheiben 24 auf den Taben 22
h@eru'- !; darauf, daß die an- dem Zahnkranz 1 befindlichen
1.'ülirungsba_lnen 25 hei der Uerstellung der Verzahnung des
2ahnhranzes 1 als Bezu--sflächen dienen. Da sich andererseits
das Rit@el mit den an gelagerten Rollen 24 in radialer
Richtung nach. den Püllrungsballnen 25 ausrichtet, ist die
Verzahnung seines "lahnliranzes 19 sehr- genau gegenüber der
auf die Führungsbahnen 25 bezogenen Verzahnung des- ZahnI:ran
zes
1 ausgerichtet. In manchen Fo..llen wird es auch .zu vertreten:.
sein, die Rollen, mit denen das Ritzel 2 in radialer Riehtun-
gegenüber der. Za'lnkranz 1 geführt wird, nicht auf dem Rit:iel-
körper, sondern auf der Welle 12 zu lagern.
Bei der dargestellten Anordnung des Gehäuses 3 unterhalb des
Zahnkranzes 1 verhindern die Scheiben 24, daß unter dem '-",in-
fluß von Rüchstellkrtf-Üen das Ritzel 2 angehoben, also zu
stark
an den Zahnkranz 1 .edrückt wird. Wenn sich das Gehäuse 3.$.
fzj
-
oberhalb des ;'ahnkranzes 1, dah. im. Scheitel von dessen Umlauf
bewe`ung , befindet, übernehiilen es die Führungsrollen 4,
ein An-
'-2eben des Ii tzels 2 unter dem Einfluß von Rücks tellkrUften
zu
verhindern.
Die Erfindung ist auch anwendbar, wenn das Gehäuee 3 nicht
iiiic Führunmsrollen an dem ?alnkranz hängt, sondern z.D. mit
@-Iilfe von federn abgestüt@ t wird, durch welche die scheiben-
förmigen Rollen 211- in Anlagern an den Führungsbahnen 25 gehalten
werden.
ist im: übrigen auch nicht erforderlich, do.ß das Gehäuse 3
ein Zahnrädergetriebe entliäa-t t vielmehr kann statt dessen
ein
ßahuien nur @7,ur Lagerung des Rit:els vorhanden sein.
e , The shaft 12 has a thickening in its center in the form of a spherical cap 15. Its center point is on the one hand in the center line 13 and on the other hand in the vertical center plane 17 of the pinion 2 and the ring gear 1 on which di-e Axis of rotation 9 of the hi tzel and the axis of rotation of the jalinkran-es are very real. On the 1iugelkalo-t te s 15 sit with matching hollow spherical surfaces two equal halves V one of the toothed crane; 19 of the pinion 2 -bearing pinion body. The two halves 1 'together form an annular groove into which the ring gear 19 is inserted. They are braced in the axial direction via the ring gear 19 by screw bolts (not shown). The two halves 1? leave an annular space free between them, into which a curved internal toothing 2o protrudes on the toothed ring 19 of the pinion. A curved external toothing 21 seated on the spherical cap 15 is in engagement with this. The two halves 1 '' of the pinion body have hubs 22 on both end faces through which the shaft 12 "# -mä m # -e is inserted with play. On the hubs 22 are bearing bushes 23 whose center line is with the axis of rotation 9 of the pinion coincides, two disk-shaped rollers 24 are rotatably mounted and are supported on their periphery against cylindrical guide tracks 25 which are located on the side of the ribs 11 opposite the guide tracks 1o and whose center line also coincides with the axis of rotation of the ring gear 1. The guide rollers 4 and the rollers 24 have the effect of
that the teeth of the pinion 2 are always in the correct position to the
Have teeth of the ring gear 1 in the radial direction and accordingly
good engagement conditions exist. Since the axis of rotation 7 of the
Guide rollers 4 and, which work together with the axis of rotation 9 of the pinion
falling axis of rotation, the disk-shaped rollers 244n and the
the same level 3, the position of the housing 3 is determined by the
One-point joint 5 clearly and free of constraints.
The one-point joint 5 absorbs the reaction force that
when driving the iahnkranzes 1 by the pinion 2
the mutually engaging ten flanks
the housing 3 is exercised. The line of action of this
Reaction force is denoted by 26 in FIG. Corresponds to that
in Figure 2 the point; 27, which is in the vertical center plane 17
lies and danzi- @ in the middle. who together in Bingri ff
placing
Viegeii of the accordingly courageous 33eanspi-uctiuii.r
the tooth flanks are smooth over the entire width. c: -
rn@t.Pig @@ eli .. @ s @ ;: etv-
Nothing can be approached if, for example, the housing 3
not just above the vertical center plane 17 of the
Ring gear 1 and pinion 2 should be aligned.
This could be due to manufacturing and lontaye inaccuracies
or deformations of the ring gear and / or the housing
3 occur during operation. Here the i =? I- @ would be
Line 1> of the shaft 12 not -] - more;, fit the axis of rotation 9 of the ßitzelE @
2! Collapse-0 This would only have the effect of
that the housing opposite the pinion 2 u,: 1 the straight line, in
whichever planes 7 and 17 intersect, it would be dretl-j.
The :: ni.ernit associated rotation of the pin 12 relative to the
Rufs e1 2 is due to the elimination of the halves 1- # on the ball
1.D 15, whose 1, liutelpunkt 1.6 lies in the straight line mentioned ;,
no more possible. Also the Bogenver7acj.nun =; 'k2o and 21,
which have curved tooth flanks in a known manner
no resistance to this rotation.
The jahnkranz 19 of the pinion retains its hesitation
kde, n ring gear i at, ie its axis of rotation 9 remains parallel
to the axis of rotation of the ring gear 1.
With the assumed rotation of the housing 3 relative to the
Pinion 2 wandr: # I + although the nin point joint 5 from the vertical
I, 'li 1; telelDene 17 of the gear crane, it 1 and the pinion 2 off.
However, this does not change the fact that
the line of action 26 recorded by the single-point joint 5
Reaction force through point 27 in the middle of each other
engaging tooth flanks goes through it. Consequently
the tooth flanks of the pinion 2 and the
Sprocket 1 all over. Width completely even
burdened.
The fact that the disk-shaped: rollers 24 on the
have 22nd of the pinion body are stored is therefore once
advantageous; because this prevents
the ring gear 19 of the pinion Seitwitr-ts ne i.gt, ie around the
in F i, yl for 2 perpendicular to the plane of the drawing, .furch
the point; 16 running straight is rotated. Any such
In some circumstances, food could not be caused by the raclial component
back from your tooth pressure. be made. Another
Advantage of this arrangement of the disks 24 on the tabs 22
h @ eru'-!; make sure that the other gear rim 1 is located
1.'ülirungsba_lnen 25 is called the setting of the toothing of the
2ahnhranzes 1 serve as reference surfaces. Because on the other hand
the rit @ el with the rollers 24 mounted on it in a radial direction
Direction to. the Püllrungsballnen 25 aligns, is the
Interlocking of its "lahnliranzes 19" very precisely compared to the
the toothing of the tooth I: ran zes related to the guideways 25
1 aligned. In some cases it will also be. To represent :.
be, the roles with which the pinion 2 in the radial direction
towards the. Za'lnkranz 1 is performed, not on the Rit: iel-
body, but to be stored on the shaft 12.
In the illustrated arrangement of the housing 3 below the
Toothed ring 1 prevent the disks 24 that under the '- ", in
Fluß von Rüchstellkrtf-Üen the pinion 2 raised, so too strong
is pressed against the ring gear 1. If the case is 3. $.
fzj
-
above the; 'ahnkranzes 1, dah. in the. Vertex of its circumference
movement, is carried out by the guide rollers 4, an
'- 2 level of Ii tzels 2 under the influence of reset forces
impede.
The invention is also applicable when the housing 3 is not
iiiic leadership roles on the? alnkranz hangs, but zD with
@ -Is supported by springs through which the disc
shaped rollers 211- held in attachments on the guideways 25
will.
is also not necessary, the housing 3
a gear drive rather can instead be a
ßahuien only @ 7, ur storage of the rit: els be present.