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flanetenräderetriebe Die Erfindung bezieht sich auf Planetenrädergetriebe
mit ungelagertem innerem Zentralrad.
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Zur Erreichung eines möglichst guten Lastkraftausgleichs bei Planetenrädergetrieben
ist es bekannt, von den wesentlichen Getriebeelementen "Inneres Zentralrad - Planetenräder
- äußeres Zentralrad" eines, z.B. die Planetenräder, starr im drehbaren Planetenräderträger
zu lagern, das innere Zentralrad dann nicht ii iqorn und nur durch die Verzahnungskräfte
in den meist 3 Planetenrädern statisch bestimmt zu führen, und das äußere Zentralrad
elastisch gegenüber dem Getriebegehäuse abzustiltzen.
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Bei Planetengetrieben mit horizontaler Wellenlage wirkt aber das Gewicht
des ungelagerten inneren Zentralrads der Zentrierwirkung der Verzahnungskräfte entgegen.
Dies hat zur Folge, daß im Beerlaufbetrieb und in dem Teillastbereich, in dem die
Zentrierkraft noch kleiner ißt als das Gewicht des inneren Zentralrads, sich das
innere Zentralrad um das Maß des Ja immer vorhandenen radialen Flankeneingriffsspiels
zwischen ihm und den untenliegenden Planetenrädern nach unten verlagert und damit
in den Gegenverzahnungen der untenliegenden Planetenräder reitet.
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Ist die von den Planetenrädern auf das innere Zentralrad wirkende
Zentrierkraft größer ale sein Gewicht, so findet jetzt die vUllige Zentrierung des
inneren Zentralrads in den Planetenrädern statt.
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Bei der Gleichheit der Zentrierkraft mit dem Gewicht des inneren Zentralrada
ist seine Lage jedoch unbestimmt, es kann sich in seinen beiden Grenziagen "gans
unten, Reiten in den Planetenräderverzahnungen" und "zentriert" sowie in jeder Zwischenstellung
befinden.
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Wird nun ein Planetenrädergetriebe um diesen Betriebspunkt herum betrieben,
dann bedingen bereits geringe und immer vorhandene Drehmomentschwankungen eine dauernde
Lageänderung des inneren Zentralrads, es springt zwischen den genannten Grenzlagen
auf und ab.
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Die daraus resultierenden Beschleunigungskräfte mttssen dabei von
den Verzahnungen zusätzlich zu dem zu Ubertragenden Drehmoment aufgenommen werden.
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Dieses Problem ist wohl bekannt, es hat aber bisher wegen der relativ
kleinen Dimensionen und den entsprechend gewichtsarmen inneren Zentralrädern sowie
auch bedingt durch die bisherigen Hauptanwendungsfälle von Planetengetrieben (Kraftwerkagetriebe,
die entweder im Leerlauf oder mit Vollast laufen) außer ru einem etwas unruhigen
Lauf in der Nähe dieses genannten wGleichgewichts"-Betriebspunkts zu keinen nennenswerten
Störungen geführt, Bei Schiffs-Planetenrädergetrieben, die sehr häufig und auch
ueber lange Zeiträume im Teillastbereich um diesen "Gleichgewichts"-Betriebspunkt
betrieben werden, führen die aus den genannten GrUnden hervorgerufenen Verlagerungen
ru so hohen Zusatzbelastungen, daß Flankenschäden in der Porm von Einhämmerungen
und Pittinge entstehen.
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Aus diesen bekannten Umständen ergab sich die erfindungsgemäße Aufgabe,
fur große Planetenrädergetriebe eine solche AbstUtzeinrichtung des inneren Zentralrada
zu finden, daß das innere Zentralrad unterhalb des genannten "Glelchgewichts"-Bbtriebepunkts
durch sein Gewicht nicht in den Verzahnungen der Planetenräder reitet, daß sich
das innere Zentralrad oberhalb des genannten Betriebspunkts
in bekannter
Weise ungelagert zum Lastkraftausgleich zwischen den Planetenrädern einstellen kann
und daß das innere Zentralrad beim Betrieb um diesen genannten "Gleiehgewiehts"-Betriebspunkt
herum keine in ihrer Größe schädlichen Verlagerungsbewegungen ausführen kann.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch einen innerhalb
des inneren Zentralrads auf einem am Planetenräderträger befindlichen Lagerzapfen
gelagerten Stützring. Nach der Erfindung ist der Stützring über eine Hülse mit der
Getriebeantriebswelle verbunden. In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist
dae Lager dieses Stützrings auf dem am Planetenräderträger befindlichen Lagerzapfen
als Pendellager ausgebildet bzw. wirkt als solches.
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Nach der Erfindung ist weiter die Außenform des Stützringes kugelig.
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Das Radialspiel zwischen dem Stützring und einem Innenbund des inneren
Zentralrads wird nach der Erfindung größer bemessen als die für den Lastkraftausgleich
erforderliche Mittenauswanderung des inneren Zentralrads, aber kleiner gehalten
als das radiale Flankeneingriffsspiel zwischen dem inneren Zentralrad und den Planetenrädern.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abb. 1 der Zeichnung
schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.
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Bei dem dargestellten Planetenrädergetriebe wird das Antriebsdrehmoment
von der Antriebswelle 1 aus über ihren Flansch 2, den mit ihm verschraubten Zahnkupplungsflansch
3 und die Doppelzahnkupplung 4 dem inneren Zentralrad 5 zugeleitet, das mit den
Planetenrädern 6 im Eingriff steht. Die Planetenräder 6 sind im zweiteiligen Planetenräderträger
7 gelagert, der selbst im mehrteiligen Getriebegehäuse 8 drehbar beidseitig gelagert
ist. Die Planetenräder 6 stehen mit dem äußeren Zentralrad 9 im Eingriff, das in
bekannter Weise, z.B. nach dem DBP 1 191 648, elastisch im Getriebegehäuse 8 abgestützt
ist. Der Abtrieb erfolgt durch die Welle 10
des Planetenräderträgere
7. Mit der Antriebswelle 1 verschraubt ist die Hülse 11, die an ihrem anderen Ende
innerhalb des inneren Zentralrade 5 den am seinem Außendurohmesser mit dem Radius
R kugelig bearbeiteten Stützring 12 besitzt. Die Kugelform des Stützrings 12 ist
erforderlich, um die Ausgleichsbewegungen des inneren Zentralrads 5 nicht zu behindern.
Die Hülse 11 ist mit ihrem Stützring 12 auf dem am Planetenräderträger 7 befindlichen
Lagerbolzen 13 gelagert, wobei dieee Lagerstelle erforderlichenfalls in bekannter
Weise, eventuell durch das vorhandene Lagerspiel, als Pendellager ausgebildet iet
bzw. wirkt, wodurch bei einem Mittenvereatz zwischen der Antriebswelle 1 und dem
Lagerzapfen 13 ein Verkanten des Lagers vermieden wird. Zwischen dem Stützring 12
und dem Innenbund 14 des inneren Zentralrads 5 ist ein Radialspiel 15 vorhanden,
das größer ist als die für den Laetkraftaueglelch erforderliche Mittenauswanderung
des inneren Zentralrads 5, das aber andererseits kleiner ist als das radiale Flankeneingrtrfeeplel
zwischen dem inneren Zentralrad 5 und den Planetenrädern 7.
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Mit dieser Spielfestlegung wird erreicht und sichergestellt, daß im
Leerlaufbetrieb und dem Teillastbereich, in dem die Zentrierkraft noch kleiner ist
als das Gewicht des inneren Zentralrads, das innere Zentralrad 5 nicht mehr in den
Gegenverzahnungen der Planetenräder 6 reitet, sondern sich auf dem Stützring 12
abstützt.
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Dabei ist zwischen dem inneren Zentralrad 5 und dem mit ihm synchron
umlaufenden Sttttzring 12 keine Relativdrehung vorhanden.
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Die Lagerung des Stützringe 12 auf dem am Planetenräderträger 7 vorhandenen
Zapfen 13 hat hierbei nur die Relativdrehung zwischen der Antriebswelle 1 (innerem
Zentralrad 5) und der Abtriebswelle 10 (Planetenräderträger 7) mit dem noch nicht
ausgeglichenen Gewicht des inneren Zentralrads 5 sowie des Stiltzrings 12 aufzunehmen,
damit bleiben diese Lagerverluste in geringer Höhe.
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Mit der genannten Spielfeetlegung wird aber auch erreicht, daß in
dem Betriebsbereich, in dem die von den Planetenrädern 6 auf das innere Zentralrad
5 wirkende Zentrierkraft größer iet ale das Gewicht
des inneren
Zentralrads 5, sich dieses als ungelagertes Zentralrad frei aui den Lastkraftausgleich
einstellen kann.
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Mit der genannten Spielfestlegung wird weiter erreicht, daß das innere
Zentralrad beim Betrieb um den bereits erklärten "Gloiehgewichts"-Betriebspunkt
herum keine in ihrer Größe schädlichen Verlagerungsbewegungen ausführen kann.
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Unter Umständen ist es zweckmäßig, auch die Antriebswelle 1 im mehrteiligen
Getriebegehäuse 8 zu lagern.
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Nach einer aus der Abb. 1 jederzeit erkennbaren weiteren Ausführungsform
ist es erfindungsgemäß auch möglich, die Hülse 11 wegzulassen. Der Stützring 12
läuft dann bei fehlender Berührung zwischen ihm und dem inneren Zentralrad 5 mit
dem Lagerzapfen 13 ohne Relativdrehung um, wodurch die Lagerverluste an dieser Stelle
bei diesem Betriebszustand vermieden werden. Beim Aufliegen des inneren Zentralrads
5 auf dem Stützring 12 wird dieser dann vom inneren Zentralrad 5 mitgenommen, läuft
synchron mit ihm um und dreht sich auf dem Lagerzapfen 13. Bei dieser weiteren Aueführungsform
muß der Stützring 12 auf dem Lagerzapfen 13 in bekannter Weise in der Achsrichtung
geführt sein. Die Lagerung des Stützringe 12 auf dem Lagerzapfen 13 dari hierbei
nicht mehr als Pendellagerung ausgeführt werden.
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Die erfindungsgemäßen Merkmale wurden bereits bei großen für Schiffsantri
ebe gebauten Planetenrädergetrieben mit dem Erfolg ausgeführt, daß alle Forderungen
vollkommen erfüllt wurden.