DE2101133A1 - Transmissionsgetriebe mit aufgeteilter Leistungsübertragung - Google Patents
Transmissionsgetriebe mit aufgeteilter LeistungsübertragungInfo
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Description
Transmissionsgetriebe mit aufgeteilter Leistungsübertragung.
Priorität: Vereinigte Staaten von Amerika Patentanmeldung vom 27. April 1970 unter der Nr. 31.888
Die Erfindung bezieht sich auf ein Transmissionsgetriebe mit
aufgeteilter Leistungsübertragung, mit wenigstens einer schnellaufenden Eingarxpwelle und einer langsamer drehenden Ausgangswelle,
und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Transmissionsgetriebe
mit aufgeteilter Leistungsübertragung die von einem schnellaufenden Triebwerk, wie z.B. einer modernen Gasturbine,
angetrieben werden und vvelche die Triebwerksleistung auf eine Abt&ebswelle, wie z.B. eine Hubschrauberrotorantrxebswelle, übertragen,
die mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit läuft als die Antriebswelle.
Bei den üblichen Transmissionsgetrieben wobei die Leistung von
einem schnellaufenden Triebwerk auf eine wesentlich langsamer drehende Antriebseinheit zu übertragen ist, sind üblicherweise
4 Übersetzungsstufen erfordert. Dies ist z.B. der Fall wenn von
einem Turbinentriebwerk eine Hubschrauberrotorantriebswelle anzutreiben
ist. Diese 4-stufige Geschwindigkeitsuntersetzung wird
normalerweise durch zwei Kegelraduntarsetzungen, oder durch eine Kegelraduntersetzung mit einer Stirnraduntersetzung vorgenommen
und anschliessend an diese beiden Untersetzungen sind noch zwei
Planetenradgetriebe in Serie geschaltet, die Ok pveils feststehende
Ringrä'der besitzen und derart miteinander verbunden sind, dass das Sonnenrad des ersten Planetengetriebes durch das Triebwerk airgetrieben
wird, das Sonnenrad des zweiten Planetenradgetriebes durch den Planetenträger des ersten Planetenradgetriebes angetrieben
vtrd, und dass die Hubschrauberrotorantrxebswelle durch den
Planetenträger des zweiten Planetenradgetriebes angetrieben wird.
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- 2 - 2 lull 33
Bei einem solchen Getriebe findet keine Leistungsaufteilung statt
und da alle Untersetzungsstufen die volle TriebwerksIeistung überragen
müssen ist es erfordert, di^ Teile des Getriebes entsprechend
zu dimensionieren, wodurch man schwere Zahnra'der und somit ein
schweres Getriebe erhä'lt. Bei dem Antrieb eines Hubschrauberrotors
von einem Flugzeugtriebwerk ist desweiteren noch ein Winkeigetriebe
erfordert, da das Flugzeugtriebwerk üblicherweise eine horizontale
Welle aufweist, die an die normalerweise vertikale Welle des Hubschrauberrotors anzuschliessen ist und hierdurh wird das gesamte
Getriebe noch cchwerer und technisch aufwendiger. Schliesslich
ist noch eine Freilaufkupplung erfordert, damit das Triebwerk nicht vom Rotor angetrieben werden kann und da diese ebenfalls
für die gesaiute Triebwerksltsisung \xä Torsionsbelastung ausgelegt werden muss wirkt sie sich ebenfalls nachteilig auZ das Gesamtgewicht des Transmissionsgetriebes aus. Bei den üblichen
Transmissionsgetrieben setzt eine Beschädigung in irgend einer
Stelle das gesamte Getriebe ausser Betrieb, sodass der Rctor nicht
angetrieben werden kann. Ausserdem hat das übliche Transmissionsgetriebe
einen sehr schlechten Wirkungsgrad, da die Leistungsverluste in dem Transmissionsgetriebe proportional zur Anzahl der
Untersetzungsstufen sind, was sich bei den üblichen 4 Untersetzungsstufen
sehr stark bemerkbar macht. Infolge der hierdurch bedingten wesentlichen Leistungsverringerung ist dieses übliche Getriebe
bei der Anwendung in Hubschraubern sehr nachteilig. Ein übliches Transmissionsgetriebe ist in dem U,S AVLAVS Technical
Report, Seiten 65 bis 40 vom Oktober 1965 unter dem Titel: "Power Transmission Studies for Shaft-Driven Heavy-Lift Helicopters" von
Lester R. Burroughs beschrieben. Kopien hiervon können von dem DDC (Defense Documentation Center) bezogen werden.
Ein zweites bekanntes Transmissionsgetriebe ist in der U.S. Patentschrift
Nr. 3.062.073 beschrieben und dieses Transmissionsgetriebe hat einige Vorteile über das soeben erläuterte Getriebe, da
es aufgeteilte Antriebswege besitzt, die jedoch nicht gleichmä'ssig
belastet sind. Dieses bekannte Tr aismiss ions ge triebe wurde jedoch
zur Anwendung bei parallelen Antriebs- und Abtriebswellen entwickelt und lässt sich deshalb nur schwierig abändern zur Anwendung in einem
Hubschrauber mit einer horizontal liegenden Triebwerkswelle
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- 3 sowie einer vertikal angeordneten Rotorantriebswelle, und somit
wird der Vorteil der geringeren Untersetzungsstufen inbezug auf die übliche Vorrichtung wieder augehoben wenn die Ausführung nach der
U.S. Patentschrift 3.062.073 in einem Hubschrauber verwendet wird. Ein daartiges Transmissionsgetriebe wird zur Zeit in den russischen
Hubschraubern filL 10 eingebaut und kann nur im Hinblick auf die
sehr wesentliche Grosse des Hubschraubers verwendet werden. Dagegen
würde aber die Anwendung eines sdchen Transmissionsgetriebes in einem
"kleinen Hubschrauber die Nutzlast sehr wesnntlich verringern. Um das Transmissionsgetriebe für den Hubschrauberbetrieb auszulegen
wäre ein 90°-Winkalgetriebe erfordert und somit würde wiederum eine
vierstufige Untersetzung vorliegen. Wie schon erwähnt findet bei diesem bekannten Transmissionsgefcriebe ebenfalls eine Aufteilung
der Leistungsübertragung statt, wobei die Antriebswege ungefähr 1/3 und 2/3 der Triebwerksleisbung übertragen. Eine Abänderung dieses
Transmissionsgetriebes, um gleichmässig belastete Antriebj/ege
zu erhalten, würde das Übersetzungsverhältnis sehr wesentlich verringern. In dem bekannten Transmissionsgetriebe müssen also alle
Getriebeteile zur übertragung von 2/3 der Triebweiteleistung ausgelegt
werden und dies fordert wiederum ein schweres Getriebe. Eine weitere Erhöhung des Gewichtes ist ebenfalls noch dadurch bedingt,
dass das Getriebe nur eine einzige Ausgangswelle aufweist und bei
Anwendung in einem Hubschrauber muss das nachzuschaltende 90 Winkelgetriebe für die volle Triebwerks_JLeistung ausgelegt werden.
Das Winkelgetriebe erhält also eine sehr wesentliche Grosse.
Bei einem echten Transmissioregetriebe mit aufgeteilter Leistungsübertragung
wie es durch die vorliegende Erfindung beschrieben wird werden die zwei Antriebswege erst an der Antriebswelle miteinander
verbunden. Falls eine Ausführung nach der U.S. Patentschrift 3.062.073 mit einer einzigen Ausgangswelle in einem Hubschrauber
verwandet wird, wie z.B. in dem MIL IO Hubschrauber führt eine Beschädigung des Getriebes zu einem vollständigen Ausfall der Leistungsübertragung,
da in den beiden letzten Getriebestufen der U.S. Patantschrift 3.062.073 keine Leistungsaufteilung stattfindet.
Falls man das Getriebe nach der U.S. Patentschrift 3.062.073 unmittelbar
an jedes Triebwerk anschliessen wüfde, wäre es erfordert, zwei oder mehrere zusätzliche Untersetzungsstufen zur weiteren
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Verringerung der Geschwindigkeit vorzusehen und desweiteren müsste
man ein 90°-Winke Ige tr? ebe zwischen der Triebwerkswelle und der
Hubschrauberrotorwelle vorsehen. Es wären deshalb wenigstens zwei
Untersetzungsstufen nach der VeiaLnigung der beiden Antriebswege
erfordert und eine Beschädigung in einer dieser zwei letzten Untersetzungsstufen
würde zum vollständigen Ausfall der Leistungsübertragung auf die Hubschrauberrotorantriebswelle führen.
Desweiteren sind noch andere Getriebe mit aufgeteilter Leistungsübertragung
bekannt, wie z.B. in der U.S. Patentschrift 2.770.149 beschrieben ist; diese Getriebe mit zwei Antriebswegen werden jedoch
zum Antrieb von zwei gegenläufigen Rotorwellen und nicht wie bei der vorliegenden Erfindung zum Antrieb von einer Rotorwelle
verwendet.
Die Aufjabe der Erfindung liegt darin, ein Transmissionsgetriebe mit
aufgeteilter Leistungsübertragung zur Verbindung eines schnellaufenden Antriebsmotors mit einer wesentlich langsamer laufenden Abtriebswelle
zu schaffen, wobei in dem Getriebe eine im wesentlichen gleichmässige Aufteilung der Leistung auf zwei Antriebswege zwischen
dem Antriebsrotor und der Abtriebswelle stattfinden soll und die beiden Antriebswege erst wieder in der letzten Untersetzungsstufe
miteinander verbunden werden sollen, um den Vorteil der Leistungsauf
teilung in dem gesamtenGetriebe beizubehalten.
In ÜbeaeLnst immun g mit der Erfindung begreift das Transmissionsgetriebe
ein Planetenradgetriebe mit einem Sonnenrad, welches mit der Eirigangswelle verbunden ist, eine Anzahl mit dem Sonnenrad
in Eingriff stehenden Planetenräder, die von einem Planetenträger gehalten sind, und ein bewegliches Ringrad, welches von den Planetenra'dern
in zu dem P lanäten träger entgegengesetzter Richtung angetrieben
wird, sowie mit einer ersten Antriebskette zwischen dem Ringrad und der Ausjangswelle und einer zweiten Antriebskette zwischen
dem Planetenträger und der Ausgangswelle.
Das neue Transmissionsgetriebe kann mit geringeren Geschwindigkeiten
laufen uü dadurch werden die Zentrifugalkräfte in dem Planetenradgetriebe
verringat, sodass diese Teile ein geringes Gewicht erhalten. Das Transmissionsgetriebe ermöglicht ein grosses Unter-
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setzungsverhältnis und es hat einen hohen Wirkungsgrad, da es mit
einer minimalen Anzahl von Untersetzungsstufen auskommt.
Die Aufteilung der Leistungsübertragung geht in dem Planetenradgetriebe
von dem Ringrad und dem Planetenträger aus, welche in entgegengesetzten Richtungen drehen, dabei wird die Ausgangswelle
von den Antriebsketten jedoch in gleicher Drehrichtung angetrieben
da dieselben auf entgegengesetzten Seiten der Antriebswelle liegen. Die Antriebswelle kann ein trichterförmiges Ende haben, in dem die
Zusatzteile wie z.B. ölkühler und Steuereinrichtungen angeordnet werden können.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
kann die Ausgangswelle durch zwei Eingangswellen oder zwei Triebwerke über zwei Transmissionsgetriebe mit aufgeteilter Leistungsübertragung
angetrieben werden; In diecem Fall sind die Antriebswege zwischen jedem Triebwerk und der Ausgangswelle im wesentlichen gleichmässig belastet, oodass die Getriebeteile ein
geringes Gewicht erhalten und es ist ein ausgeglichener Antrieb vorgesehen, da vier am Umfang der Ausgangswelle gleichmässig verteilte
Antriebsräder eine gleiche Kraft auf die Ausgangswelle übertragen .
Das Getriebe kann eine Freilaufkupplung aufweisen, damit eines der
Triebwerke abgeschaltet werden kann. Diese Freilaufkupplung ist in dem am geringsten belasteten Antriebsweg vorgesehen, sodass sie
für die kTeinstmöglichste Belastung auszulegen ist.
Das Transmissionsgetriebe kann zur Umleitung der Antriebsrichtung
von einer horizontalen Welle auf eine vertikale Welle ausgelegt werden wie es z.B. beim Antrieb eines Hubschrauberrotors erfordert
ist und hierzu kann die gleiche Räder anordnung verwendet v/erden, welche eine gleichmässige Leistungsaufteilung in zwei Antriebsketten zwischen dem Triebwerk und der Abtriebswelle gewährt. Die
Auftriebskräfte in den Lagern der Rotorwelle können durch Verwendung von Schrägverzahnung in der letzten Getriebestufe verringert
werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung lisjt darin, dass das
Triebwerk für Wartungszwecke sehr leicht zugänglich ist und dass
das Planetenradqetriebe und die Freilaufkupplunq sehr leichtzugänglich
sind und schnell aus dem Transmissiongehäuse ausgebaut
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werden können.
Ein sehr wesentlicher Vorts.1 der Erfindung, bei Anwendung in Zusammenhang
mit zwei Antriebsmotoren, liegt auch noch darin, dass jede Beschädigung des Transmissionsgetriebes zwischen der Abtreibswelle
und dem ersten Triebwerk sich nicht auf dem Antrieb der Abtriebswelle
durch das zweite Triebwerk auswirkt, sodass die Leistungsübertragung zu der Abtriebswelle nicht unterbrochen wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und werden im folgenden beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht des Transmissionsgetriebes mit aufgeteilter Leistungsübertragung zwischen einer vertikalen Abtriebswelle und
einer horizontalen Antriebswelle.
Fig. 2 die Anordnung des Transmissionsgetriebes bei Verwendung von
zwei Triebwerken mit gleicher Leistungsaufteilung von jedem Triebwerk zu einem Sammelrad an einer Hubschrauberrotorantriebswelle
über vier gleichmä'ssig belastete Antriebswege.
In Fig. 1 ist ein Transmissionsgetriebe 10 mit aufgeteilter Leistungsübertragung
zwischen einem horizontal liegenden Triebwerk und einer vertikal angeordneten Abtriebswelle 14 dargestellt. Das
Triebwerk 12 kann z.B. ein Gasturbinentriebwerk sein wie in den U.S. Patentschriften 2.711.631 oder 2.747.367 beschriäsen ist und
welches mit einer hohen Geschwindigkeit von z.B. 30.000 U/min, läuft und dabei 2000 PS abgibt.
Die Welle 14 dreht um die vertikale Achse 16 und ist mit einer Antriebseinheit wie z.B. einem Hvfcschrauberrotor verbunden, der mit
einer Geschwindigkeit von 220 ü/min. angetrieben wird. Hieraus ist ersichtlich, dass das Transmissionsgetriebe ein sehr grosses übersetzungsverhältnis
haben muss und dass die Umleitung der Leistungsübertragung von der horizontalen Antriebswelle auf eine vertikale
Abtriebswelle erfordert ist, wobei die Achsen der Antriebswelle und der Abtriebswelle sich entweder schneiden oder übtrkreuzen.
Ausserdem muss das Transmissionsgetriebe ein geringes Gewicht haben, da es im Flugzeugbau verwendet werden soll. Das Transmissionsgetriebe
nach der Erfindung wird diesen Anforderungen gerecht, da zwischen Antrieb und Abtrieb eine Aufteilung der Leistungsübertragung
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_ 7 —
in zwei Antriebswege erfiLgt.
in zwei Antriebswege erfiLgt.
Das Triebwerk 12 treibt die Welle 18 an, welche in üblicher Weise
um eine horizontale Achse dreht. An der Welle 18 ist ein Sonnenrad 22 eines Planetenradgetriebes 24 befestigt. Das Planetenradgetriebe
24 hat desweiteren mehrere gleichmässig verteilte Planetenräder
26, welche mit dem Sonnenrad 22 in Eingriff stehen. Die Planeten-
2fi.
räder/sind gleichmSssig am Umfang des Sonnenrades 22 verteilt, und werden durch einen Planeten tr äger 28 in Stellung gehalten. Jedes Planetenrad 26 steht mit einem Ringrad 30 in Eingriff mi das Sonnenrad 22 treibt die Planetenra'der 26 und den Planetenträger in einer Drehrichtung und das Ringrad 30 in einer entgegengesetzten Drehrichtung um die horizontale Achse 20 an.
räder/sind gleichmSssig am Umfang des Sonnenrades 22 verteilt, und werden durch einen Planeten tr äger 28 in Stellung gehalten. Jedes Planetenrad 26 steht mit einem Ringrad 30 in Eingriff mi das Sonnenrad 22 treibt die Planetenra'der 26 und den Planetenträger in einer Drehrichtung und das Ringrad 30 in einer entgegengesetzten Drehrichtung um die horizontale Achse 20 an.
Die Leistungsaufteilung in dem TransinissionsgehSuse 10 erfolgt
zwischen dem Planetenträger 28 und dem Ringrad 30, die in entgegengesetzter.
Drehrichtung umlaufen. Die dem Planetenträ'ger 28 zugeordnete Antriebskette 31 wird nun beschrieben. Der Planetenträ'ger
28 treibt die horizontale Welle 32 über eine übliche Freilaufkupplung
34 an, die z.B. der Ausführung nach der U.S. Patentschrift 2.031.783 entsprechen kann und die den Antrieb der Abtriebswelle
14 vom Triebwerk 12 gestattet, jedoch den Antrieb des Triebwerkes 12 von der Welle 14 verhindert. Die Freilaufkupplung 34 kann entweder
xn/dem Ringrad zugeordneten Antriebskette oder wie in Fig. dargestellt in der dam Planetenträger zugeordneten Antriebskette
vorgesehen sein, und es ist vorteilhaft die Freilaufkupplung 34 in der am geringsten belasteten Antriebskette vorzusehen, sodass sie
die kleinstmög-üchsten Abmessungen erhält. Die Welle 32 ist an ein
horizontales Kegelrad 35 angeschlossen deren Zähne 36 einen bestimmten Winkel ihbezug auf die Achse 20 bilden. Die Zähne 36 des
Kegelrades 35 sind mit einem Kegelrad 38 auf einer Welle 40 in Eingriff, die um eine im wesentlichen senkrechte Achse 42 dreht,
und ein Stirnrad 44 aufweist, welches mit einem Sammelstirnrad 46 auf der Abtriebswelle 14 in Eingriff ist. Alle diese Zahnräder
können mit Schrägverzahnung versehen sein.
Hieraus geht hervor, dass das horizontal liegende Triebwerk 12 die
Welle 18 antreibt, an welcher das Sonnenrad 22 des Planetenradgetriebes 24 befestigt ist, das seinerseits den Planetenradträger 28,
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die Wslle· 32, das Kegelrad 35, die Welle 40 mit dem Kegelrad 38
und clsa Stirnrad 44, ^owle das Saminelrad 45 antreibt, ura die Leistunr
su cer im wesentlichen vertikal liegenden Antriebswelle 14
zu übertrage η. Dieser Antriebsveg bildet die erste Antriebskette
31 zv/isehei titi-Λ Triebwerk 12 uml der Abtriebswelle 14.
Die zweite Antriebskette 32 beginnt mit dem Ringrad 30 welches
an die Welle 50 angeschlossen ist auf der ein Kegelrad 52 befestigt ist und um die Achse 20 dreht. Die Zähne des Kegelrades 52
bilden einen bestimmten Winkel mit der Achse 20 und sind mit einem
Kegelrad 54 einer Weile 56 in Eingriff, die um eine im wecentlichen
vertikale Achse 58 dreht. Die Welle 56 entspricht der Welle 4C und begreift, ein Stirnrad 60 das mit dem Sarnmelrad 46 auf der entgegengesetzten
Seite der Welle 40 in Eingriff ist. Hieraus geht hervor» dass der zweite Antriebsv/eg zwischen dem Triebwerk 12 und
der Äbtriebs-elle 14 durch die Welle 18, das Sonnenrad 22, die PIanetenredsr
26, das Ringrad 30, das Kegelrad 52, die täLle 56 und
das Saisnelrad 46 der Welle 14 gebildet wird.
Ein wesentliches Merkmal des Transmissionsgetriebes liegt darin, dass nicht nur eine Leistungsaufteilung stattfindet, sondern dass
die Leistungsaufteilung gleichma'ssig auf zwei Antriebsketten 31
und 32 erfolgt. Als Beispiel für ein Transmissionsgetriebe mit gleich-massiger Leistungsaufteilung auf zwei Antriebsketten nach der
Lehreder Erfindung wird im folgenden das Getriebe anhand seiner wesentlichen Merkmale wie z.B. der Drehgeschwindigkeit der einzelnen
Wellen, der ZShnezahl der verschiedenen Rüder und desen Durchmesserteilung
beschrieben.
Das Triebwerk 12 entwickelt 2000 PS und dreht mit 30.000 U/min. Das Sonnenrad 22 hat 25 Zähne mit einem Modul von 2,116 mm
(entspricht einem diametral pitch vom .12) , das Ringrad 30 hat Zähne von gleichem Modul und es sind drei Planetenrä'der 26 mit 5b
Salinen von gleichem Modul vorgesehen. Die Welle 50 der Antriebskefe·
te 33 dreht mit 2.713 U/min und iibertra'gt 990 PS. Das Rad 52 hat 19 Za*hne mit einem Modul von 8,46 mm (entspricht eiern diametral
pitch von 3) und das Rad 54 hat 43 ZSfhne von gleichem Modul, sodass
die Welle 56 mit 1199 U/min umläuft und 990 PS iibertra'gt. Das Stirnrad 60 hat 26 ZaTine mit einem Modul von 6,35 mm (entspricht
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- 9 einem diametral pitch von 4) und das Sammelrad 46 hat 134 Zähne
von gleichem Modul. Der Planetenträ'ger 28, die Welle 32, und das
Rad 36 der Antriebskette 31 drehen mit 2300 U/min und Übertragen lOlO PS. Das Rad 36 hat 21 Zähne mit einem Modul von 8,46 mm
(entspricht einem diametral pitch von 3) und das Rad 38 hat 41 Zähne mit gMchem Modul. Die Welle 40 dreht mit 1199 U/min und
wirkt zusammen mit der Welle 56, um die Abtriebswelle 14 mit 224 U/min anzutreiben.
Durch die soeben beschriebene Ausführung der einzelen TM.le wird
■die erwünschte gleichmässige Aufteilung der Leistungsübertragung
erreicht, jedoch können auch noch andere Kombinationen zu diesem Ergebnis führen.
Es wird noch hervorgehoben, dass bei der soeben beschriebenen Ausführung der Planetenträger 28 im Vergleich zu der Drehzahl von
30.000 U/min äes Triebwerkes 12 nur mit einer verhältnismässig
kleinen Drehzahl von etwa 2.300 U/min läuft und deshalb sind das Planetenradgetriebe 24 und die anderen drehenden Teile einer
wesentlich verringerten Zentrifugalbelastung ausgesetzt, sodass nur eine minimale Abstützung und minimale Abmessungen dieser Teile
erfordert sind, um der verringerten Belastung standzuhalten. Das Untersetzungsverhältnis des gesamten Transmissionsgetriebes
beträgt etwa 134 zu 1, mit einem Untersetaungsverhältnis von 11,07
in der von dem Ringrad ausgehenden Antriebskette 33 und einem Untersetzungsverhältnis von 12,83 in der von dem Planetenträger
ausgehenden Antriebskette 31. Wenn das Ringrad 30 in Gegensatz zu
der Lehre der Erfindung feststehen würde, so hätte man in dem Planetenradgetriebe nur ein Untersetzungsverhältnis von 6,48. Das
Untersetzungsverhältnis der Spiral- oder Kegelräder in der AntrMskette
33 des Ringrades beträgt 2,26 und das Übersetzungsverhältnis
der Spiral- oder Kegelräder in der Antriebskette 31 des Planetenträgers beträgt 1,96, und hierdurch kann das Transmissionsgetriebe
die Drehzahl von 30.000 U/min des Triebwerkes 12 auf 224 U/min der Abtriebswelle 14 heruntersetzen.
Obschon die Antriebsketten 31 und 33 in entgegengesetzten Richtugen
drehen wird die Antriebswelle 14 in gleicher Richtung durch die Wellen 40 und 56 angetrieben, da dieselben auf entgegenge-
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setzten Seiten der Abtriebs welle 14 und dem Sanmielrad 46 liegen.
Der Wirkungsgrad eines Transmissionsgetriebes nimmt mit der Anzahl
der Untersetzungsstufen ab und es ist deshalb ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemä'ssen Transmissionsgetriebes, dass
nur drei Untersetzungsstufen vorgesehen sind, welche in dem gegensinnig drehenden Planetenraagetriebe 24, den Kegelrädern 36 und
52 und den Stirnrädern 44 und 60 liegen.
Die" Rotorantriebswelle 14 ist an dem unteren Ende trichterförmig
aufgeweitet und kann deshalb die Zusatzgeräte, wie z.B. einem Ölkühler 61 und die Rotorsteuervorrichtungen 64 aufnehmen. Die
RotorSteuervorrichtungen können z.B. der Ausführung nach der U.S.
Patentschrift 2.630.184 entsprechen und dienen zur Steuerung des Flugzeuges während dem Flug durch Verändern des Anstellwinkels
der Blätter des von der Welle 14 angetriebenen Rotors.
In Eig. 2 sind zwei Transmissionsgetriebe 10a, und lob mit aufgeteilter
Leistungsübertragung dargestellt, ve lche zwei Triebwerke 12a und 12b mit dem Sammelrad 46 einer Hubschrauberantriebswelle
14 verbinden, die um die vertikale Achse 16 dreht. In der Figur 2 sind für die gleichen Teile dieselben Bezugsnummern wie in Fig.
1 verwendet und dabei sind alle Teile des Transmissionsgetriebes 10a mit dem Buchstaben a gekennzeichnet, während die Teile des
Transmissionsgetriebes 10b mit dem Buchstaben b gekennzeidi net
sind. In der Ausfuhrungsform nach Fig. 2 treiben zwei Triebwerke
12a und 12b über Transmiss ions getriebe 10a und lob die Rotorwelle
14 an. Der Antrieb dieser Welle erfolgt über vier in wesentlichen gleichmässig belastete Antriebsketten 31a, 33a, 31b und 33b, die
sich am Sammelrad 46 an vier im westlichen gleichmässig am Umfang desselben verteilte Stellen 70, 72, 74 und 76 vereinigen.
Die Räder 44 und 60 sind um das Sammelrad 46 verteilt und sind mfc
demselben in Eingriff wie in Fig. 2 dargestellt ist. FaI]S die
Räder 44, 60 und 46 Gerad_yerzahnung aufweisen ruft die Zahnbelastung
keine Axialkraft hervor. Falls jedoch die Räder 44 und 46 mit einer Schrägverzahnung versehen sind, die in Figur 2 eine nach
oben gerichtete Axialkraft hervorruft, so wird auf das Rad 46 im wesentlichen von allen vier Rudern 44, und 60 eine gleiche jedoch
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- Ii -
entgegengesetzt gerichtete Axialkraft ausgeübt, Die nach unten
gerichtete Axialkraft am Rad 46 wird auf die Rotorwelle 14 tibertragen und ergibt eine Verminderung der Rotorauftriebskraft in den
Axiallager!! der Welle 14«, Durch geeignete Ausführung der Schra'gverzahnung
der RSder 44, 60 und 46 kann man die Grö'sse der Axir.lkraft
am Rad 46 beeinflussen und somit kann die Axialkraft an den Lagern der Rotorwelle auf jeden gewünschten Wert verringert werden,
d.h. man kann die Jsdalkraft in den Lagern der Rotorwelle
vollständig ausschalten. Tn diesem Falle ist die asStzliche
Axialkraft der Räder 44 und 60 der Axialkraft der Kegelräder 40 und 54 entgegengesetzt gerichtet und dies hat zum Ergebnis, dass
der durch die Hubs ehr auberrotcrblätter erzeugte Auftrieb zu dem
Aufbau des Hubschraubers geleitet wird, welcher die Rä'der 40 und 54 trägt.
In der Ausführungsform nach Fig. 2 liefern die Freilaufkupplungen
34a und 34b den zusätzlichen Vorteil, dass eines der Triebwerke 12a oder 12b abgeschaltet werden kann, damit der Rotor nur durch
ein Triebwerk angetrieben wird, desweiteren wird beim Ausfallen eines Transmissionsgetriebes zwischen dem Sammelrad 46 und dem
Triebwerk 12a oder 12b der Antrieb des Rotors über das andere Transmissionsgetriebe nicht unterbrochen.
Bei der Betrachtung der Fig. 1 oder der Fig. 2 geht hervor, dass durch die Anordnung der Triebwerke 12, 12a und 12b in Abstand
von den anderen Teilen der Antriebsanordnung diese Triebwerke für
Wartungszwecke leicht zugänglich sind, dass die gleichen RSder die
als Winkelgetriebe zwischen der horizontalen Welle und dar vertikalen
Welle dienen ebenfalls zur gleichmässigen Leistungsaufteilung
zwischen den zwei Antriebsketten dienen und dass infolge der im wesentlichen gleichmSssigen Leistungsaufteilung zwischen dem Triebwerk
und der Rotorantriebswelle auf. vier Antriebsketten 31a, 33a, 31b und 33b die einzelnen Teile der verschiedenen Antriebs ketten
mit den Freilaufkupplungen, minimale Abmessungen erhalten, da sie nur einer minimalen Belastung d.h. der Hälfte der Triebwerksleistung
ausgesetzt sind. Falls die Leistungsaufteilung ungleichma'ssig
wäre, so müsste man einen Teil des Getriebes, insbesondere das grosse Sammelrad 46, für die gxösste Beladung auslegen. Desweiteren
109846/ 1102
wird noch erwähnt, dass die A us führ ungs formen nach den Figuren 1
und 2 derart ausgebildet sind, dass die Triebwerke und die Transmissionsgetriebe
im Rumpf eines Hubschraubers untergebracht werden können, während die Rotorantriebswelle 14 vom Rumpf getragen wird
und sich in vertikaler Richtung as dem Rumpf erstreckt, um den
Rotor in üblicher Weise anzutreiben.
109 846/1 10.2
Claims (12)
- PATENTANSPRÜCHE(l.J Transmissionsgetriebe mit aufgeteilter Leistungsübertragung mit mindestens einer schneilaufenden Eingangswelle und einer langsamer drehenden Ausgangswelle, gekennzeichnet, durch ein Planetenradgetriebe mit einem Sonnenrad, das an der Eingangswelle befestigt ist, mit einer Anzahl Planetenräder, die um das Sonnenrad verteilt sind und von einem Planetenträger gehalten werden sowie mit einem beweglichen Ringrad, welches über die Planetenräder in einer zn diesen entgegengesetzten Richtung angetrieben wird, und durch eine erste Antriebskette zwischen dem Ringrad und der Ausgangswelle und eine zweite Antriebskette zwischen dem Planetenträger und der Ausgangswelle.
- 2. Transmissionsgetriebe mit aufgeteilter Leistungsübertragung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Freilaufkupplung in der zweiten Antriebskette vorgesJien ist.
- 3. Tranadssionsgetriebe mit aufgeteilter Leistungsübertragung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Freilaufkupplung in einer der beiden Antriebsketten vorgesehen ist.
- 4. Transmissionsgetriebe mit aufgeteilter Leistungsübertragung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Antriebskette eine zur Ausgangswelle parallele Zwischenwelle aufweist, wobei an jeder Zwischenwelle ein Stirnrad und ein Kegelrad befestigt ist, und die Stirnräder der beiden Zwischenwellen mit einem an der Ausgangswelle befestigten Stirnrad in Eingriff stehen, und wobei das Kegelrad der einen Zwischenwelle mit einem von dem Ringrad angeriebenen Kegelrad in Eingriff ist und das Kegelrad der anderen Zwischenwelle mit einem vom Planetenträger angetriebenen Kegelrad in Eingriff ist.
- 5. Transmissionsgetriebe mit aufgeteilter Leistungsübertragung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähnezahl und die Grosse der Zahnräder derart ausgelegt ist, damit jede Antriebskette im wesentlichen die Hälfte der Eingangswellenleistung überträgt.
- 6- Transmissionggetriebe mit aufgeteilter Leistungsübertragung109846/1 102 """.nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder des Planetenradgetriebes eine geeignete Zähnzahl haben, damit ein Untersetzungsverhältnis von etwa IO zu 1 zwischen der Eingangswelle und dem Planetenradträger vorliegt.
- 7. Transmissionsgetriebe mit aufgeteilter Leistungsübertragung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Antriebs kette auf im wesentlichen entgegengesetzten Seiten mit der Ausgangswelle verbunden sind.
- 8. Transmissionsge.triebe mit aufgeteilter Leistungsübertragung nach Anspruch 4, wobei eine zweite sehneHäufende Eingangswdle zunf Antrieb der langsamer drehenden Ausgangewelle dient, gekennzeichnet, durch ein zweites Planetenradgetriebe mit einem Sonnenrad, das auf der zweiten Eingangswelle befestigt ist, eine Anzahl um das Sonnenrad verteilte mit diesem in Eingriff stehenden und von einem Planetenradträger gstragene Planetenreider, sowie mit einem beweglichen Ringrad, das durch die Planetenrä'der in einer zu diesen entgegengesetzten Drehrichtung angetrieben wird und durch eine erste Antriebskette, die das Ringrad mit der Ausgangswelle verbindet und einer zweiten Antriebskette, die den Planetenträger mit der Ausgangswelle verbindet.
- 9. Transmissionsgetriebe mit aufgeteilter Leistungsübertragung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede Antriebskette des zweiten Planetenradgetriebes eine zu der Ausgangswelle parallele Zwischenwelle aufweist, wobei an jeder Zwischenwelle ein Stirnrad und ein Kegelrad befestigt ist, und die Stirnräder der beiden Zwischenwellen mit dem an der Ausgangswelle befestigten Stirnrad in Eingriff sind, und wobei das Kegelrad der einen Zwischenwelle mit einem durch das Ringrad des zweiten Planetenradgetriebes angetriebenen Kegelrad iiEingriff ist während das Kegelrad der anderen Zwischenwelle mit einem durch den Planetenträger des zweiten Planetenradgetriebes angetriebenen Kegelrad in Eingriff ist.
- 10. Transmissionsgetriebe mit aufgeteilter Leistungsübertragung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass beide Eingangswellen die gleiche Wellenleistung übertragen, dass die ersten und die zweiten Antriebsketten, die der ersten bzw. der zweiten109846/1102~ 15 -Eingangswelle zugeordnet sind im wesentlichen die Hälfte der Leistung der entsprechenden Eingangswelle übertragen, sodass in wesentlihen durch jede Antriebskette die gleiche Belastung auf das mit der Ausgangswelle verbundene Stirnrad übertragen wird.
- 11. Transmissionsgetriebe mit aufgeteilter Leistungsübertragung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnräder der durch die erste Eingangswelle angetriebenen Zwischenwellen und die Stirnräder der durch die zweite Eingangswelle angetriebenen. Zwischenwellen irn wesentlichen gleichmSssig am Umfang des an der Ausgangswelle befestigten Stirnrades verteilt sind.
- 12. Transmissionsgetriebe mit aufgeteilter Leistungsübertragung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Freilaufkupplung in einer der Antriebsketten vorgesehen ist, welche der zweiten Eingangswelle zugeordnet sind.109846/1102
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