DE2202859A1

DE2202859A1 - Differentialgetriebe

Info

Publication number: DE2202859A1
Application number: DE19722202859
Authority: DE
Inventors: Erwin Pfarrwaller
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1971-03-26
Filing date: 1972-01-21
Publication date: 1972-10-12
Also published as: AU4044072A; FR2131569A5; HU164977B; AT317106B; CS174830B2; CH536952A; GB1374673A; AU469656B2; JPS509943B1; ZA721998B; YU73772A; YU33816B; IT950726B; SE376954B; BR7201754D0; SU656538A3; US3779102A

Description

T. 378

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur

Differentialgetriebe

Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe, insbesondere für eine Kettablasseinrichtung einer Webmaschine, mit zwei koaxial zu einem Triebrad angeordneten Kegelrädern, welche durch mindestens zwei mit ihnen kämmende, am Triebrad angebrachte Planetenkegelräder gekuppelt sind.

Es ist bekannt, die Achsen der Planetenkegelräder je für sich in einem auf dem Triebrad befestigten Lager zu lagern. Bei dieser Anordnung müssen die ineinandergreifenden Kegelräder des Differentialgetriebes besonders genau eingestellt werden, da scfron bei geringfügigen Abweichungen von der theoretischen Stellung, beispielsweise durch ein Verkanten der ineinander greifenden Kegelräder, hohe örtliche Beanspruchungen der Zähne durch Klemmung und grosse Reibungskräfte auftreten können. Insbesondere ist es schwierig, sicherzustellen, dass jeweils beide Räder eines Kegelradpaares gleichmässig belastet werden. Häufig wird dies erst dann erreicht, wenn eines der Kegelräder bereits etwas abgenutzt

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Störungen solcher Art können beispielsweise bei einem Differentialgetriebe einer Kettablasseinrichtung durch Vibrationen der Wellen verursacht werden, welche die beiden durch die Planetenräder gekuppelten Kegelräder mit zwei im allgemeinen um die Breite der Webmaschine auseinanderliegenden Kettbaumgetrieben verbinden. ,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hochbelastbares Differentialgetriebe zu schaffen, bei welchem die erwähnten, ungleichmässigen Beanspruchungen der ineinandergreifenden Kegelräder vermieden und die Zahnkräfte selbsttätig ausgeglichen werden.

Dieses Ziel wird bei einem erfindungsgemäss ausgebildeten Differentialgetriebe dadurch erreicht, dass die beiden Planetenkegelräder zueinander koaxial auf einem gemeinsamen Steg sitzen, welcher in zwei am Triebrad diametral angeordneten Führungen mit bezüglich der Planetenkegelräder axial verlaufenden Führungsbahnen verschiebbar gelagert ist. Durch die "schwebende" Anordnung der beiden Planetenkegelräder stellen sich d^ese jeweils selbsttätig genau in einer Lage ein, in der sich die Zahnkräfte der beiden Kegelräder ausgleichen.

Um auch bei einer Aenderung des Winkels zwischen den Planetenkegelrädern und den mit ihnen kämmenden Kegelrädern die zu übertragenden Kräfte auszugleichen, können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Führungen für den Steg je durch eine nutenartige Vertiefung mit parallel zu

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einer gedachten Radial^bene des Triebrades verlaufenden Flanken gebildet sein, zwischen denen der Steg bezüglich des Triebrades axial und radial beweglich gelagert ist.

Vorzugsweise sind auf dem Steg axiale Stützeinrichtungen für die Planetenkegelräder angeordnet, so dass die Axialkräfte der Planetenkegelräder nicht auf das Triebrad übertragen, sondern in den Steg eingeleitet werden, wo sie sich gegenseitig aufheben.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das Triebrad direkt in einem das Getriebe aufnehmenden Gehäuse gelagert. Durch diese Anordnung kann eine sichere, von der jeweiligen Stellung der anderen Teile des Getriebes unabhängige Führung des Triebrades und damit ein besonderes ruhiger Lauf des Getriebes gewährleistet werden.

Ein mit besonders geringen Reibungsverlusten arbeitendes Differentialgetriebe mit günstig beanspruchten Bauteilen kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch erzielt werden, dass die zum Triebrad koaxialen Kegelräder je für sich im Gehäuse gelagert sind.

Um eine weitere Verringerung der Reibungsverluste zu erzielen und eine Beanspruchung des Gehäuses durch die Axialkräfte der zu kuppelnden Kegelräder zu verhindern, können die Kegelräder in axialer Richtung gegeneinander abgestützt sein.

Zur Verbesserung der Eingriffsverhältnisse an einem Differentialgetriebe gemäss der Erfindung kann ein mit dem

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Triebrad kämmendes Ritzel im Gehäuse gelagert sein. Die zusammenwirkenden Räder, z. B. ein Schneckenrad und eine Schnecke, können daher besonders genau zueinander eingestellt werden.

Ein Differentialgetriebe in besonders kompakter Bauweise besteht bei einem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung darin, dass im Gehäuse zwei je zu einem eigenen Uebersetzungs- bzw. Untersetzungsgetriebe gehörende Ritzel gelagert sind, von denen jedes mit einem der Kegelräder verbunden ist.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine mit einem erfindungsgemässen Differentialgetriebe versehene Webmaschine, von der Kettbaumseite (Rückseite) her gesehen,

Fig. 2: ein Differentialgetriebe, entsprechend jenem nach Fig. 1, in einem Längsschnitt und in einem grösseren Massstab und

Fig. 3: einen Querschnitt entsprechend der Linie III-III in Fig. 2.

Zwischen zwei Seitenwangen 1, 2 (Fig. 1) einer Webmaschine sind zwei zueinander koaxiale Kettbäume (Teilkettbäume) 3, 4 und ein Spannbaum' 5 angeordnet. Die Kettbäume

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3, 4 sind je aus einem auf einer Achse 6 angeordneten Kettbaumrohr 7 gebildet, auf welchem zwei Kettbaumscheiben 8, 8' befestigt sind. Die Achse des Spannbaums 5 und die äusseren Enden der Kettbaumachsen 6 sind in den Seitenwangen

I, 2 gelagert. Die beiden inneren Enden der Kettbaumachse 6 sind in einem auf einem Träger 9 des Maschinengestelles angeordneten, gemeinsamen Zwischenlager 10 gelagert.

Das Kettbaumrohr 7 ist mit Kettfaden 11, II¹ bewickelt, wobei die Kettbaumscheiben 8, 8· die Kettwickel seitlich begrenzen. Die von den Kettbäumen 3, 4 ablaufenden Kettfäden

II, II¹ sind über den Spannbaum 5 und über weitere, nicht gezeichnete Teile der Webmaschine zu einem das fertige Gewebe aufnehmenden Warenbaum geführt.

Auf jeder der beiden Kettbaumachsen 6 ist ein Zahnrad ' 12 bzw. 12· befestigt. Das Zahnrad 12 ist mit einem Umkehrzahnrad 13 in Eingriff, das auf einem an der Seitenwange 1 angebrachten Zapfen gelagert ist und das mit einem Ritzel 14 kämmt, welches auf einer in den Seitenwangen 1, 2 gelagerten Welle 15 sitzt. Nahe der Seitenwange 2 sitzt auf der Welle 15 ein Ritzel 16, welches bezüglich Grosse und Zähnezahl dem Ritzel 14 entspricht.

Die beiden Kettbäume 3, 4 sind durch ein mit dem Antrieb der Webmaschine verbundenes Differentialgetriebe 17 gekuppelt. Das Differentialgetriebe 17 ist in einem an der Aussenseite der Seitenwange 2 angebrachten Gehäuse 21 angeordnet, an welchem ein Deckel 22 mit Schrauben befestigt ist,

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Ein rohrförmig ausgebildeter Gehäuseteil. 24 ist durch die Seitenwange 2 hindurchgeführt und steht an deren Innenseite vor.

Im Gehäuse 21 ist ein mit einer Schneckenradverzahnung versehenes, ringförmiges Triebrad 25 (Fig. 2, 3) gelagert, welches mit einem als Schnecke ausgebildeten Ritzel 26 in Eingriff ist. Die Schnecke sitzt auf einer Welle 27, welche über ein von der Stellung des Spannbaums 5 beeinflussbares, nicht dargestelltes Regelgetriebe mit dem Antrieb der Webmaschine verbunden ist. Die Schnecke 26 ist in zv/ei im Gehäuse 21 und im Deckel 22 sitzenden Querkugellagern 28, 28' gelagert und stützt sich über einen Ring 29 gegen ein Axialkugellager 31 ab, welches in einem gegen den feststehenden Ring des Kugellagers 28' anliegenden Ring 32 angeordnet ist.

Im Gehäuseteil 24 ist auf 2 Nadellagern 33, 33' eine koaxial zum Triebrad 25 angeordnete Hohlwelle 34 gelagert, an deren Stirnseite mittels Schrauben 35 ein Kegelrad 36 befestigt ist. Das andere Ende der Hohlwelle 34 steht aus den Nadellager 33 vor und ist mit einer Verzahnung 38 versehen.

Am Ende einer in der Hohlwelle 34 drehbar angeordneten Welle 37 ist ein Kegelrad 39 aufgekeilt} die Verzahnungen der Kegelräder 36, 39 sind einander zugekehrt. Zur axialen Sicherung des Kegelrades 39 ist das Ende der Welle 37 zu einem Gewindezapfen abgesetzt, auf welchem eine an die Nabe des Kegelrades 39 anlegbare 'Unterlagscheibe 42 und eine

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Mutter 44 sitzen. Am anueren Ende der Welle 37 ist ein Ritzel 4 5 aufgeschrumpft, welches in einem im Gehäuseteil 24 sitzenden Querkugellager 46 gelagert ist. Der Abstand zwischen dem Ritzel 4 5 und dem verzahnten Ende der Hohlwelle 34 ist durch ein Axialkugellager 47 bestimmt. Zur axialen Sicherung des Querkugellagers 46 ist am Ritzel 45 eine gegen den umlaufenden Lagerring anliegende Scheibe 48 mittels Schrauben 49 befestigt.

Im Bereich der Verzahnung 38 weist der Gehäuseteil 24 eine Aussparung 51 auf, durch welche das dem Kettbaum 4 zugeordnete Zahnrad 12· in den Gehäuseteil 24 hineinragen und in die Verzahnung 38 eingreifen kann. Eine entsprechende, in Fig. 2 nicht sichtbare Ausnehmung ist im Bereich der Verzahnung des Ritzels 45 im Gehäuseteil 24 vorgesehen, durch welche das mit dem Zahnrad 12 des Kettbaumes 3 zusammenwirkende Ritzel 16 mit dem Ritzel 4 5 in Eingriff gebracht werden kann.

Zwischen den Kegelrädern 36, 39 ist ein Steg 52 angeordnet, der die Welle 37 mit Spiel umgibt und dessen beide Enden in zwei am Triebrad 25 ausgebildeten, einander diametral gegenüberliegenden Nuten (Führungen) 53 geführt sind. Die Enden des Steges 52 sind als Gewindezapfen 54 ausgebildet. An diesen sind je zwei zueinander parallele Gleitflächen 55 angefräst, mit denen der in die Nuten 53 eingreifende Steg 52 gegen deren Flanken 56 anliegt.

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Auf dem Steg 52 sind zwei je auf einem Nadellager 57 gelagerte Planetenkegelräder 58, 58' einander gegenüberstehend angeordnet, welche mit den beiden Kegelrädern 36, 39 kämmen. Zur Befestigung der Planetenkegelräder 58, 58' bzw. zur Sicherung des axialen Abstandes zwischen ihnen sind an den Gewindezapfen 54 Muttern 59 vorgesehen, welche je gegen ein an das entsprechende Planetenkegelrad 58 bzw. 58' anliegendes Axialnadellager 61 verspannbar sind.

Die Nuten 53 verlaufen bezüglich des Triebrades 25 axial j die Tiefe der Nuten 53 und das Spiel, mit welchem der Steg 52 die Welle 37 umgibt, sind vorteilhaft so gewählt, dass der Steg 52 mit den darauf befindlichen Planetenkegelrädern 58, 58' als Ganzes sowohl bezüglich seiner Längsachse als auch bezüglich der Drehachse des Triebrades 25 axial verschiebbar gelagert ist. Der solcherart "schwebend" gelagerte Steg 52 kann sich dadurch jeweils so ein-r stellen, dass sich die an den Planetenkegelrädern 58, 58' angreifenden Zahnkräfte genau ausgleichen. Das Ausmass dieser Ausgleichsbewegung ist durch das Zahnflankenspiel des Getriebes bestimmt, welches beispielsweise, wie an sich bekannt, ca. 0,2 mm pro Rad betragen kann.

An der Webmaschine wird durch den Spannbaum 5 in den Kettfaden 11, 11' eine Spannung erzeugt und konstant gehalten, so dass die Gesaratabzugskraft der Kettfäden 11, 11' im wesentlichen konstant bleibt. Ferner wird durch den Spannbaum 5 über nicht dargestellte Schalteinrichtungen für den

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Antrieb des Differentialgetriebes 17 das Ablassen der Kettfaden 11, 11' von den Kettbäumen 3, 4 gesteuert.

Die durch die beiden Kettfadengruppen 11, 11' auf die Kettbäume 3, 4 ausgeübten Abzugsdrehmomente v/erden je über eines der zugehörigen Uebersetzungs- bzw. Untersetzungsgetriebe (Kettbaumgetriebe) - die Zahnräder 12, 13, 14, 16, 45 bzw. 12', 38 - auf die entsprechenden Kegelräder 39 bzw. 36 und von diesen über die Planetenkegelräder 58, 58' auf das Triebrad 25 übertragen. Die mit dem Triebrad 25 kämmende Schnecke 26 ist selbsthemmend ausgebildet, so dass beim Stillstand der Kettbäume 3, 4 das Triebrad 25 zurückgehalten wird. In bekannter Weise entsteht dadurch das für die Erzeugung der Kettfadenspannung erforderliche Gegendrehmoment j die auf die beiden Kettbäume 3, 4 wirkenden Abzugskräfte der Kettfäden 11, II¹ sind gleich gross.

Beim Ablassen der Kettfäden 11, 11' wird das Triebrad 25 durch die Schnecke 26 soweit gedreht, dass von den Kettbäumen 3, 4 die erforderliche Kettfadenlänge abgezogen werden kann. Während des normalen Webbetriebes und bei gleichbleibendem Wickeldurchmesser der beiden Kettbäume 3, 4 drehen sich das Triebrad und die Kegelräder 36, 39 mit glei cher Drehzahl.

Im Falle von Ungleichmässigkeiten in der Bewicklung eines der Kettbäurae 3, 4,insbesondere aber beim Auftreten verschieden grosser Reibungswiderstände in den Kettbauralagern, kann sich die Drehzahl eines der Kettbäume 3, 4 etwas

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verändern. Derartige SciiWankungen werden durch das Differentialgetriebe 17 in bekannter Weise ausgeglichen, indem sich die Kegelräder 36, 39 relativ zueinander verdrehen. Dementsprechend drehen sich die Planetenkegelräder 58, 58' um ihre Achsen.

Die auf dem frei verschiebbaren Steg 52 angeordneten Planetenkegelräder 58, 58' können sich innerhalb relativ weiter Grenzen einstellen, die durch das zwischen den Zahnflanken der miteinander kämmenden Kegelräder bestehende Spiel gegeben sind. Durch diese "Selbstzentrierung" der Planetenkegelräder 58, 58' können sie sich an die Stellung der Kegelräder 36, 39 anpassen, so dass jeweils beide Räder des zusammenwirkenden Kegelradpaares gleichmässig beansprucht werden; die Eingriffsverhältnisse und die Reibung zwischen den Zahnflanken sind allseitig gleich.

Durch die Anordnung des Differentialgetriebes im gemeinsamen Gehäuse kann die genaue axiale Lage des Triebrades (Schneckenrades 25) sichergestellt werden, so dass es als Globoid-Schneckenrad ausgebildet werden kann, für welche Ausbildung die genaue senkrechte Stellung von Schnecke und Schneckenrad zueinander erforderlich ist, um eine Linienberührung zwischen Schnecke und Schneckenrad zu erzielen.

Es sind noch verschiedene andere Ausführungen des Differentialgetriebes möglich. So können z. B. das Triebrad und das mit ihm kämmende Ritzel als Stirnräder ausgebildet

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sein. Ferner können auch.mehrere Planetenkegelräder vorgesehen sein; diese können z. B. entweder alle auf einem gemeinsamen Steg oder aber paarweise auf voneinander unabhängig beweglichen Stegen angeordnet sein.

Beim dargestellten Beispiel ist eine positiv angetriebene Kettablasseinrichtung vorausgesetzt, bei der das Triebrad 25 vom Maschinenantrieb aus über die Schnecke 26 angetrieben wird, wobei die Kettbäume 3, 4, dem Antrieb des Warenabzugs entsprechend, absatzweise nachgelassen werden. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Kettablasseinrichtung ein Differential enthalten, dessen Triebrad über eine Bremse beeinflusst wird. Durch diese wird ein Bremsdrehmoment erzeugt, welches auf die beiden Teilkettbäume verteilt wird und deren Abzugsdrehmomenten entgegen wirkt. Dementsprechend erfolgt das Nachlassen der Kettfaden Jeweils durch Lüften der Bremse.

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Claims

T. 378 ■ Patentansprüche

1.J Differentialgetriebe, insbesondere für eine Kettablasseinrichtung einer Webmaschine, mit zwei koaxial zu einen Triebrad angeordneten Kegelrädern, welche durch mindestens zwei mit ihnen kämmende," am Triebrad angebrachte Planetenkegelräder gekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Planetenkegelräder (58, 58') zueinander koaxial auf einem gemeinsamen Steg (52) sitzen, welcher in zwei am Triebrad (25) diametral angeordneten Führungen (53) mit bezüglich der Planetenkegelräder (58, 58') axial verlaufenden Führungsbahnen (56) verschiebbar gelagert ist.

2. Differentailgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen (53) für den Steg (52) je durch eine nutenartige Vertiefung mit parallel zu einer gedachten Radialebene des Triebrades (2 5) verlaufenden Flanken (56) gebildet sind, zwischen denen der Steg (52) bezüglich des Triebrades (25) axial und radial beweglich gelagert ist.

3. Differentialgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Steg (52) axiale Stützeinrichtungen (59, 61) für die beiden Planetenkegelräder (58, 58') angeordnet sind.

4. Differentialgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Triebrad (25) direkt in einen das Getriebe (17) aufnehmenden Gehäuse (21, 22) gelagert ist.

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5. Differentialgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zum Triebrad (25) koaxialen Kegelräder (36, 39) je für sich im Gehäuse (21, 22) gelagert sind.

6. Differentialgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Triebrad (25) kämmendes Ritzel (26) im Gehäuse (21, 22) gelagert ist.

7. Differentialgetriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (21, 22, 24) zwei je zu einem eigenen Uebersetzungs- bzw. Untersetzungsgetriebe (12, 12') gehörende Ritzel (38, 45) gelagert sind, von denen jedes mit einem der Kegelräder (36, 39) verbunden ist.

8. Differentialgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelräder (36, 39) in axialer Richtung gegeneinander abgestützt sind.

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L e e r s e i t e