DE2138134A1

DE2138134A1 - TRANSMISSIONS, IN PARTICULAR BEVEL GEAR, WITH ELASTIC TORQUE TRANSFER

Info

Publication number: DE2138134A1
Application number: DE19712138134
Authority: DE
Inventors: Siegfried F Tandler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-07-30
Filing date: 1971-07-30
Publication date: 1973-02-15
Also published as: DE2138134B2; DE2138134C3

Description

Getriebe, insbesonder Kegelradgetriebe mit elastischem Drehmomentübertrager Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe, insbesondere ein Kegel rad- oder Kegeiplanetengetriebe, das mit einem elastischem Drehmomentübertrager versehen ist. Gearboxes, especially bevel gearboxes with elastic torque transducers The invention relates to a transmission, in particular a bevel gear or cone planetary gear, which is provided with an elastic torque transmitter.

Zahnradgetriebe sind zum Auffangen von StoßbelastungenS insbesondere beim Anfahren, ungeeignet. Es ist bekannt, zur Aufnahme solcher Stoß belastungen besondere, die Stoßleistung verzehrende Kupplungen, wie Federkupplungen oder Rutschkupplungen, vorzusehen. Dadurch ergibt sich ein unerwünscht hoher zusätzlicher AufwandS verbunden mit einer hohen Raumbeanspruchung, und bei Verwendung von Rutschkupplungen der Einsatz von Verschleißteilen mit entsprechenden Wartungsansprüchen.Gear drives are particularly useful for absorbing shock loads when starting, unsuitable. It is known to absorb such shock loads special clutches that consume shock power, such as spring clutches or slip clutches, to be provided. This results in an undesirably high additional effort with a high space requirement, and when using slip clutches the use of wearing parts with corresponding maintenance requirements.

Es ist zwar auch schon bekannt, ein Getriebe mit einer Rutschkupplung zu einer baulichen Einheit mit gemeinsamem Gehäuse zu verbinden, eine solche Kombination ist aber nur dort angebracht, wo die Betriebsverhältnisse einen entsprechend hohen Aufwand und eine spezielle gestaltung des Getriebegehäuses rechtfertigen.A transmission with a slip clutch is already known To connect to a structural unit with a common housing, such a combination but is only appropriate where the operating conditions are correspondingly high Justify the effort and special design of the gearbox housing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe der eingangs bezeichneten Art zu schaffen , das ohne wesentlichen Mehraufwand und bei normalen Abmessungen auch zur Aufnahme von Stoßbelastungen geeignet ist.The invention is based on the object of a transmission of the initially to create the designated type, without significant additional effort and with normal Dimensions is also suitable for absorbing shock loads.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß zwischen Eingang und Ausgang des Getriebes eine das Drehmoment übertragende, Anfahrstöße drehelastisch aufnehmende schwingungsdämpfende Verbundwelle ein- bzw. zwischengeschaltet ist. Durch entsprechende Ausbildung dieser Verbundwelle kann man erreichen, daß sie einen vorgegebenen Verdreh- und Dämpfungseffekt ergibt und daß sie sich ohne Vergrößerung der Gehäuseabmessungen in den Übertragungsweg zwischen Eingang und Ausgang des Getriebes einbauen läßt.This object has been achieved according to the invention in that between entry and the output of the transmission is a torsionally elastic starting shocks which transmit the torque receiving vibration-damping composite shaft is switched on or in between. By appropriate training this composite wave can be achieved that they one predetermined twisting and damping effect and that they are without enlargement the housing dimensions in the transmission path between the input and output of the gearbox can be installed.

Vorzugsweise besteht die Verbundwelle aus zwei, das Drehmoment parallel übertragenden Teilen: einem ersten Verbundteil aus einer hochelastischen Masse, vorzugsweise Stahl, und einem zweiten Verbundteil aus einer stark schwingungsdämpfenden Masse, vorzugsweise Isunststoff Polyamid 6.6.The composite shaft preferably consists of two, the torque in parallel transmitting parts: a first composite part made of a highly elastic mass, preferably steel, and a second composite part made of a strong vibration damping Mass, preferably isoplastic polyamide 6.6.

Um dem zweiten Verbundteil optimale Eigenschaften zu erteilen, die ihn befähigen, einerseits die Übertragung des Drehmomnetes mit zu übernehmen und andererseits eine hochgradige Dämpfung herbeizuführen, kann man den Dämpfungskörper nach seiner Verbindung mit dem ersten Verbundteil der Welle einer entsprechend abgewogenen künstlichen Alterung unterwerfen.In order to give the second composite part optimal properties that enable him, on the one hand, to take over the transmission of the torque and on the other hand to bring about a high degree of damping, one can use the damping body after its connection with the first composite part of the shaft a correspondingly weighed subject to artificial aging.

Um auch bei gedrungenem Aufbau des Getriebes zu einer möglichst großen Torsion und Dämpfung zu gelangen kann der erste Verbundteil, im folgenden Stahlkörper genannt, an einem Ende mit einer Nabe eines antreibenden Zahnrades verbunden sein, die ihn im übrigen, vorzugsweise bis zu seinem anderen Ende, mit einem einen Ringraum zur aufnahme des Dämpfungslzörpers bildenden Abstand umschließt. Mit einer solchen Gestaltung ist einerseits eine gute elastische Aufnahme von Stoßbelastungen, insbesondere beim Anfahren, wie auch andererseits eine wirksame Dämpfung der Rückdrehkraft gewährleistet, indem steile Stoßflanken beim Anfahren unterdrückt werden und das Zustandekommen von periodischen Schwingungen der Verbundwelle durch entsprechend starke Bedämp£ung vermieden wird. Auf die Bereitstellung besonderer Kupplungen für die Übertragung mit bzw. ohne Stoßbelastung kann dadurch verzichtet werden.In order to achieve the largest possible even with a compact design of the transmission Torsion and damping can be achieved by the first composite part, in the following steel body called, be connected at one end to a hub of a driving gear, which it in the rest, preferably up to its other end, with an annular space to record the Enclosing the damping body forming distance. With such a design, on the one hand, good elastic absorption of shock loads, especially when starting, as well as an effective damping of the reverse rotation force on the other hand guaranteed by suppressing steep impact edges when starting and that Occurrence of periodic oscillations of the composite wave by corresponding strong attenuation is avoided. On providing special couplings for the transmission with or without shock load can therefore be dispensed with.

Ferner besteht der Vorteil, daß die Verbundwelle die Belastungsstöße ohne Verschleiß, wie auch ohne merkliche Ermüdungserscheinungen aufnimmt.There is also the advantage that the composite shaft absorbs the shock loads absorbs without wear and tear, as well as without noticeable signs of fatigue.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Anwendung der Erfindung auf solche Getriebe erwiesen, bei denen winklig zueinander liegende Wellen vorhanden sind. Insbesondere kann sich bei Anordnung eines Kegelräderpaares die Verbundwelle von dem am einen Ende mit ihr verbundenen Kegelrad in Richtung zur gegenüberliegenden Gehäusewand erstrecken, womit sich eine gute Ausnutzung des ohnehin zur Verfügung stehenden Übertragungsweges ergibt. Dabei kann auch ein großes Übersetzungsverhält nis mit gedrängtem Aufbau bei gutem Wirkungsgrad und ohne Gefährdung der hochwertigen Getriebeteile durch übermäßige Stoßbeanspruchung dadurch erzielt werden, daß bei Iiombination eines Kegelradgetriebes mit einem anschließenden Planetengetriebe die Verbundwelle zwischen das Regelradgetriebe und das Sonnenrad des Planetengetriebes eingeschaltet ist.The application of the invention has proven to be particularly advantageous Such gears have been shown to have shafts at an angle to one another are. In particular, when a bevel gear pair is arranged, the composite shaft from the bevel gear connected to it at one end in the direction of the opposite one Housing wall extend, thus making good use of the already available standing transmission path results. A large gear ratio can also be used here nis with a compact structure with good efficiency and without endangering the high-quality Gear parts are achieved by excessive shock stress in that at Iiombination of a bevel gear with a subsequent planetary gear the Composite shaft between the control gear and the sun gear of the planetary gear is switched on.

In der Zeichnung ist die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigts Fig. 1 ein Kegelradgetriebe mit Verbundwelle in einem Axialschnitt, Fig. 2 eine Stirnansicht mit Schnitt durch die Verbundwelle und die sie umschließende Kegelradnabe, nach der Linie 11-11 der Fig.1, und Fig. 3 ein kombiniertes Legelrad- und Planetengetriebe in einem Axialschnitt.In the drawing, the invention is illustrated using two exemplary embodiments. It shows Fig. 1 a bevel gear with composite shaft in an axial section, Fig. 2 shows an end view with a section through the composite shaft and the one surrounding it Bevel gear hub, according to the line 11-11 of Fig. 1, and Fig. 3 a combined Legelrad- and planetary gear in an axial section.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 veranschaulicht die Anwendung der Erfindung bei einem Kegelradgetriebe mit unter 900 zueinander angeordneter Eingangswelle 1 und Ausgangswelle 2 und kegeltellerrädern 3,4 mit Übersetzung 1:1. Die Ausgangswelle 2, die unter 900 zur Eingangswelle 1 angeordnet ist, geht durch die Kegelspitze 5 der beiden Kegelräder 3 und 4. Zur Aufnahme des Kegelradgetriebes und zur Lagerung von Eingangswelle 1 und Ausgangswelle 2 ist ein rechtkantiges Gehäuse 6 vorgesehen. Die Eingangswelle 1 läuft in Lagern 7,8 innerhalb eines Lagereinsatzes 9 und Deckels 10 und die Ausgangswelle 2 in Lagern 11,12 innerhalb eines Lagereinsatzes 13 auf der linken Seite und in Lagern 14,15 innerhalb eines Lagereinsatzes 16 auf der rechten Seite des gehäuses. Das Kegelrad 4 ist über eine Gehäuseöffnung zugänglich, die durch einen Deckel 17 verschließbar ist. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Abtriebswelle 2 durch einen Gehäusedeckel 18 herausgefiilwt.The embodiment according to FIGS. 1 and 2 illustrates the application of the invention in a bevel gear with an input shaft arranged at 900 to one another 1 and output shaft 2 and bevel ring gears 3, 4 with a ratio of 1: 1. The output shaft 2, which is arranged at 900 to the input shaft 1, goes through the tip of the cone 5 of the two bevel gears 3 and 4. To accommodate the bevel gear and for storage A right-edged housing 6 is provided for input shaft 1 and output shaft 2. The input shaft 1 runs in bearings 7, 8 within a bearing insert 9 and cover 10 and the output shaft 2 in bearings 11, 12 within a bearing insert 13 the left side and in bearings 14,15 within a bearing insert 16 on the right Side of the case. The bevel gear 4 is accessible via a housing opening which can be closed by a cover 17. On the opposite side is the Output shaft 2 filtered out through a housing cover 18.

Das Kegelrad 4 ist mit der Abtriebswelle 2 durch eine Verbundwelle 19 gekoppelt, die aus zwei Teilen: einem inneren inneren Stahlkörper49a und einem den Stahlkörperd9a mantelartig umschließenden Dampfungskörperd9b be steht. Der Stahlkörperl9a ist am linken Ende mit der Nabe 20 des Ke gelrades 4 verbunden, die ihn im übrigen bis zu seinem anderen Ende 22 mit einem einen Ringraum 21 bildenden Abstand d umschließtO Im Ringraum 21 ist der Dämpfungskörper 19b in Form einer den Ringraum 21 aus füllenden schwingungsdämpfenden Masse angeordneto Dieser Dämpfungskörper l9b ist mit dem Stahlkörper 19a durch Aufschweißen mit einem besonderen Kunststoff zu einer baulichen Einheit und mit der Nabe 20 durch Verzapfung 23 verbundene Zusätzlich kann auch noch eine eine Klebverbindung zwischen dem Dämpfungskörper 19b und der Nabe 20 vorgesehen sein.The bevel gear 4 is connected to the output shaft 2 by a composite shaft 19, which consists of two parts: an inner inner steel body 49a and a The damping body d9b enclosing the steel body d9a like a jacket is available. The steel bodyl9a is at the left end with the hub 20 of the Ke gelrades 4 connected to him in the rest up to its other end 22 with a spacing d forming an annular space 21 In the annular space 21, the damping body 19b is in the form of a filling the annular space 21 vibration-damping mass arrangedo This damping body l9b is with the steel body 19a by welding with a special plastic to form a structural unit and connected to the hub 20 by mortise 23 can also be a an adhesive connection between the damping body 19b and the hub 20 is provided be.

Die Enden der Verbundwelle 19 gehen mit ballig geschliffenen FlaiiIen 24,25 in einen mit der Nabe 20 unmittelbar verbundenen Flansch 26 bzw. in die Abtriebswelle 2 über.The ends of the composite shaft 19 go with spherically ground flaiiIen 24,25 in a flange 26 directly connected to the hub 20 or in the output shaft 2 over.

Die Verbundwelle 19 ist so bemessen, daß sie alle im BetriebS insbesondere beim Anfahren, auftretenden Stöße elastisch auffängt. Die Stoßenergie wird dabei zum Teil durch Torsionsfederarbeit in der Welle aufgefangen und durch Dämpfung vernichtet, so daß die Drehmomentübertragung beim An fahren mit abgeflachter Anstiegsflanke eingeleitet wirts an die sich durch Bedampfung des Rückdrehmomentes eine aperiodische Schwingung anschließt.The composite shaft 19 is dimensioned so that they all in operation S in particular when starting, absorbs occurring impacts elastically. The impact energy is thereby partly absorbed by torsion spring work in the shaft and destroyed by damping, so that the torque transmission when to go with a flattened leading edge initiated wirts to which an aperiodic process is achieved by vaporising the reverse torque Vibration connects.

Die Verbundwelle 19 erfährt dabei vorübergehend an ihrem Abtriebsende 22 eine Verdrehung gegenüber ihrem mit der Nabe verbundenen Ende 26 von beispielswcisc 10 bis Der Stahlkörper l9a als Seele der Verbundwelle 19 hat einen unrunden Querschnitt (s. Fig. 2), so daß eine formschlüssige Iiopplung mit dem Dämpfungslrörper 19b vorliegt.The composite shaft 19 experiences temporarily at its output end 22 shows a twist with respect to its end 26 connected to the hub of example swcisc 10 to The steel body 19a as the soul of the composite shaft 19 has a non-circular cross-section (see Fig. 2), so that a positive coupling with the damping body 19b is present.

Fig. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung an einem kombinierten kegelrad- und Planetengetriebe. Der Spiralkegeltrieb ist mit einem Ritzel 27 und Kegeltellerrad 28 versehen, das nachgeschaltete Planetengetriebe mit einem Sonnenrad 29, Planetenrädern 30 und Hohlrad 31. Dabei ist das Kegeltellerrad 28 mit der von ihm angetriebenen, das Drehmoment auf das Planetengetriebe übertragenden Zwischenwelle 32 in gleicher Weise wie die Nabe 20 des Kegelrades 4 nach Fig. 1 mit der Abtriebswelle 2 durch eine Verbundwelle 19 verbunden.Fig. 3 shows the application of the invention to a combined bevel gear and planetary gears. The spiral bevel drive has a pinion 27 and bevel ring gear 28 provided, the downstream planetary gear with a sun gear 29, planetary gears 30 and ring gear 31. The bevel ring gear 28 is driven by it, the torque to the planetary gear transmitting intermediate shaft 32 in the same Way like the hub 20 of the bevel gear 4 according to FIG. 1 with the output shaft 2 through a composite shaft 19 connected.

Die Abtriebswelle 2 des Getriebes ist in dieser Ausführungsform über die Planetenräder 30 an den Steg 33 des Planetengetriebes angeschlossen, der in Lagern 34,35 läuft. Das inncre Lager 34 wird von einem mit dem IIohlrad 31 verbundenen Lagereinsatz 36 getragen, während das äußere Lager 35 in einem Deckel 17 des Gehäuses angeordnet ist. Die Planetenräder 30 laufen mit Rollen 38 auf Achsen 39, deren Enden in Flanschen 40 des Stegel 33 gehalten sind.The output shaft 2 of the transmission is over in this embodiment the planet gears 30 connected to the web 33 of the planetary gear, which is shown in Storage 34.35 runs. The inner bearing 34 is connected to the ring gear 31 by one Bearing insert 36 carried while the outer bearing 35 in a cover 17 of the housing is arranged. The planet gears 30 run with rollers 38 on axles 39, the ends of which are held in flanges 40 of the stem 33.

Im Rahmen der Erfindung sind noch mancherlei Abänderungen und andere Ausführungen möglich; insbesondere kann eine Verbundwelle mit Vorteil überall da eingesetzt werden, wo, ohne oder ohne wesentlichc Vergrößerung der Außenmaßc des Getriebes,eine genügend große frcie Länge fiir die Unterbringung eines entsprechenden Torsionsweges zur Verfügung steht oder, insbesondere durch Anordnung von Hohlnaben, gegebenenfalls an beiden Enden der Verbundwelle, zu gewinnen ist. Der Dämpfungskörper kann auf mannigfache leise ausgebildet umd mit dem Stahlkörper der Verbundwelle gekoppelt sein; die Ausbildung als I;unststoffsDritzlcörper hat sich wegen der einfachen Fertigung und guten Wirksamkeit als besonders vorteilhaft verwiesen.Various modifications and others are within the scope of the invention Designs possible; in particular, a composite shaft can advantageously be there anywhere be used where, with or without a significant increase in the external dimensions of the Gearbox, a long enough length to accommodate a corresponding one Torsion path is available or, especially by arrangement from hollow hubs, possibly at both ends of the composite shaft. The damping body can be designed in many ways quietly and with the steel body be coupled to the composite shaft; trained as a plastic body because of the simple production and good effectiveness as particularly advantageous referenced.

- Patentansprüche - - patent claims -

Claims

PATENT CLAIM: 1. Gear, especially bevel gear, with elastic torque transmitter, characterized in that between the input (7) and the output (22) of the transmission is a torsionally elastic load impulse which transmits the torque receiving vibration-damping composite shaft (19) is switched on.

2. Transmission according to claim 1, characterized in that the composite shaft (19) composed of two parts (19a, 19b) which transmit the torque in parallel is: a first composite part made of a highly elastic mass, preferably steel (Steel body league) and a second composite part made of a strongly vibration-damping Mass, preferably plastic polyamide 6.6 (damping body 19b)

3. Gear after Claim 2, characterized in that the first composite part (steel body 19a) connected at one end to a hub (20) of a driving gear (4,28) is that him in the rest, preferably up to its other end (22), with a an annular space (21) for receiving the second composite part (damping body 19b) enclosing the forming distance (d).

4. Transmission according to claim 3, characterized in that the damping body (19b) fills the annular space (21) of the hub (20).

5. Transmission according to claim 2 to 4, characterized in that the Damping body (19b) after it has been connected to the first composite part (19a) somewhat has aged.

6. Transmission according to claim 4, characterized in that the damping body (19b) with the steel body («9a) by spraying or welding to form a structural one Unit is connected.

7. Transmission according to claim 4, characterized in that the damping body (19b) is connected to the hub (20) by gluing.

8. Transmission according to claim 4 or 5, characterized in that the Damping body (19b) with the hub (20), or the steel body (19a) through Mortise (23) is connected.

9. Transmission according to claim 1 to 7, characterized in that at Arrangement of a bevel gear pair (1,2) the composite shaft (17) from the one on one End with her connected bevel gear (4) in the direction of the opposite side of the housing extends.

10. Transmission according to claim 8, characterized in that when combined a bevel gear with a subsequent planetary gear, the composite shaft (19) between the bevel gear (27,28) and the sun gear (29) of the planetary gear (29,30,31) is switched on.

11. Transmission according to claim 1 to 10, characterized in that the Composite shaft (19) is dimensioned so that it can withstand shock loads with a variable nominal load a torsional spring deflection of about 1 to 5 executes, and that the llückdrehmoment only strongly attenuated} essentially aperiodically has an effect.