DE2507799A1 - Verfahren und vorrichtung zum winkelfoermigen verkeilen von raedern auf ihren wellen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum winkelfoermigen verkeilen von raedern auf ihren wellen

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DE2507799A1 DE19752507799 DE2507799A DE2507799A1 DE 2507799 A1 DE2507799 A1 DE 2507799A1 DE 19752507799 DE19752507799 DE 19752507799 DE 2507799 A DE2507799 A DE 2507799A DE 2507799 A1 DE2507799 A1 DE 2507799A1
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Description

Dipl.-Ing. Adolf H. Fischer
Dipl.-Ing. Wolf-Dieter Fischer
67 Ludwigshafen/Rhein
Bismarckstr. 64
Verfahren und Vorrichtung zum winkelförmigen Verkeilen von Rädern auf ihren Wellen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum winkelförmigen Verkeilen von Rädern auf ihren Wellen.
Das Problem der winkelförmigen Verkeilung eines Rades auf einer Welle, stellt sich bei verschiedenen mechanischen Triebwerken ein. Insbesondere wenn ein Moment zwischen Biner Welle und einer Vielzahl anderer Wellen übertragen vird, von denen jede mit*der ersten Welle in Eingriff steht, wobei die zu übertragenden Momente gleichmäßig auf die einzelnen Wellen übertragen werden sollen.
Dies ist beispielsweise der Fall bei einem Untersetzungsgetriebe oder Synchrongetriebe, bei denen die Eingangswelle
509 83 5/033
INSPECTED
"> i Π '7 '/ Q U
£, ^j <_> ι ι ν«. W
- 2 eine Anzahl von parallel dazu verlaufenden Wellen mit
Zwischenrädern, antreibt, wobei die Zwischjenräder dieser Wellen in Eingriff stehen mit einem gemeinsamen Sonnenräd, das von.' der Eingangswelle angetrieben wird.
Das Verfahren zum Festkeilen der Räder näich der Erfindung besteht darin, daß die Zwischenräder zunächst auf ihren Wellen frei drehbar montiert und von einem gemeinsamen Rad angetrieben werden und daß diese Räder auf ihren Wellen nach und nach festgekeilt werden derart, daß sie auf ihren Wellen die entsprechende Winkelstellung einnehmen, um das Eingangsmoment der Antriebswelle- auf die Wellen der Zwischenräder zu übertragen.
Die Erfindung besteht ferner darin, daß die allmähliche Befestigung der Zwischenräder auf ihren Wellen dadurch erreicht wird, daß ihr Sitz durch hydraulischen Druck erweitert wird, wobei die Kraft auf die verschiedenen Sitze jeweils gleich ist und damit die Verkeilung in der entsprechenden Winkelstellung unter den besten Bedingungen schnell und automatisch erfolgt.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens unter Anwendung einer Vorrichtung, mit der der Druck des Mediums in das Innere der Sitze übertragen wird, um die ZwischBnräder festzukeilen. ,.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet isfr, daß Mittel vorgesehen sind, um schnell und leicht ein Lösen bzw. Befestigen der Teile zu bewirken.
Die Erfindung besteht ferner in einem besonderen Sitz für das Rad "oder.. Zahnrad auf der Welle, die eine Ver bindung damit unter hydraulischem Druck ermöglicht.
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2507793
Ferner ist eine Möglichkeit gemäß der Erfindung vorgesehen um eine Demontage des Rades von der Welle zu bewirken, wobei der gleiche hydraulische Druck angewendet wird wie beim winkeligen Verkeilen.
Die Erfindung findet insbesondere dort·ein interessantes Anwendungsgebiet, wo Wellensitze zwei Satelliten- oder Zwischenräder tragen, wobei die Satellitenräder einer ersten Gruppe im Eingriff stehen mit einem ersten Sonnenrad und die Satelliten- oder Zwischenräder einer zweiten Gruppe im Eingriff stehen mit einem zweiten Sonnenrad. Auf diese Art und Weise kann genau die winkelige Verkeilung der Satellitenräder einer Gruppe erfolgen, während die Satellitenräder der anderen Gruppe auf den Wellen schon festgelegt sind. >
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs— beiepielen näher erläutert.
Es zeigen,
Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung, Figur 2 einen Querschnitt durch diese Vorrichtung,
•^igur 3 einen Teilschnitt durch die Vorrichtung
in vergrößerter Darstellung in Verbindung mit einem damit verbundenen Apparat,
Figur 4- eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung unter Weglassung bestimmter Teile,
Figur 5 einen Teilquerschnitt gemäß Fig. 3 in einer weiteren Arbeitsstellung,
609835/033^
Figur 6 einen Teil quer schnitt gemäß Fig. 3 einer weiteren? Ausführungsform und"
Figur 7 ,einen Teil quer schnitt der Vorrichtung gemäß feinem weiteren Ausführungsbeispiel.
Ausgehend von Fig. 1 ist eine Eingangswelle 11 eines Antriebsmechanismus mit zwei Geschwindigkeiten gezeigt, die entlang der Achse 12 des Gehäuses 13 verläuft. Die Welle 11 erweitert sich an ihrem Ende zu einem Ring 14, der-an seinem Umfang eine Verzahnung 15 besitzt und somit das erste Sonnenrad des Mechanismus darstellt. Mit der Verzahnung 15 wirken drei Verzahnungen 1:6 der ersten Zwischenräder 17 zusammen, die auf den Wellen 18,], log» 18, (Fig. 2) angeordnet sind, deren Achsen 19^1, 192» 19* parallel zur Achse 12 und in einem gleichmäßigen Winkel dazu verlaufen. - "
Jede Welle 18 besitzt ein axial ausgebohrtes Ende 31 (Fig. 3 und 5)» wobei die Bohrung von der äußersten Stirnseite 32 am weitesten entfernt zunächst in Form eines zylindrischen Hohlraumes 33 beginnt, der sich in einem konischen Teil 34· fortsetzt, dessen Durchmesser an dem Teil 35 geringer ist als der Durchmesser der Bohrung 33» wobei sich diese Bohrung 34- fortsetzt in einer weiteren zylindrischen Bohrung 36, die mit einem Innengewinde 37 · versehen ist. Auf-der äußeren Mantelfläche 42 des hohlen Endes 31 ib't das Rad 17 mit der Verzahnung 16 mit seiner mittleren Bohrung 94- gegen die Schulter 38 montiert.
Die Dicke der Wandung 4-1 rechts von dem konischen Hohlraum 34· und deren äußeren das Rad 17 tragende Oberfläche sind derart, daß sie sich unter der Wirkung eines konischen Anzugkeiles 43 erweitern kann, dessen äußere Oberfläche mit der inneren konischen Oberfläche 34· zusammenwirkt. Der
- 5 -60 9836/0334
Anzugkeil 43 ist befestigt an einem Kolben 45, dessen äußere Oberfläche 46 mit der inneren Oberfläche des Zylinders 36 zusammenwirkt, wobei zur Abdichtung in dem Kolben 45 eine Ringdichtung 47 vorgesehen ist. Der Kolben 45 besitzt eine mittlere Längsbohrung 48 mit Innengewinde 49, in das ein Verschlußstü&k" 52 mit Gewindekörper 51 und Kopf 53 einschraubbar ist.
Mit dem Innengewinde 37 wirkt ein Verschlupstopfen 55 mit Gewindeteil 54 und Kopf 56 zusammen, wobei zwischen der 'Innenfläche 58 des Kopfes u-nti der Stirnseite 42 eine Dichtung 57 angeordnet ist. Das Verschlußstück 55 besitzt eine mittlere Längsbohrung 59» die sich an einem Eintrittsabschnitt 61 in Form eines Gewind.es 62 erweitert, in das ein Verbindungsstück 64 mi't einem Gewindeteil 63 einschraubbar ist. Das Verbindungsstück 64 ist am Ende eines Rohrstutzens 65 montiert*, dessen anderes Ende 66 an einem weiteren Verbindungsstück 67 mit Gewindeteil an einem Rohransatzstück mit Innengewinde 69 radial befestigt ist, das einen Verteilerkopf 71 darstellt. -
Dieser Verteilerkopf besitzt drei Rohransatζstücke (Fig. 4), deren Achsen zueinander einen Winkel von 120 einnehmen und von denen drei Rohrstutzen 65a, 65b, 65c gehalten durch die Köpfe 56a, 56b, 56c ausgehen und an deren Ende die Wellen 18^, 182 und 18, der Zwischenräder 17,j, 17g, I7, ausgehen. Die Wellen 18 sind im.Gehäuse mit Hilfe von Kugellagern 72 gelagert.
Der Verteilerkopf 7I bes^vbzt im wesentlichen eine zylindrische Form mit einem Übergangsrohrstück 73 zum Anschluß eines Verbindungsstückes 7^ für das Druckmedium, das über ein Gewinde 75 eingeschraubt ist und an dem das Ende eines Rohres 76 befestigt ist, an dem eine Hochdruckpumpe 77 mit Manometer 78 angeschlossen ist.
- 6 6 09835/0334
Der Verteile:te>pf 71 besitzt einen zylindrischen Körper 72, der zur Montage an der vorderen Stirnseite 79 der Ein-* gangswelle 11 dient. Diese besitzt dazu ein mittleres Innengewinde 91» mit dem ein Gewindebolzen 82'mit Haltekopf 83 zusammenwirkt, wobei der Kopf 71 auf dieser Halterung unter Zwischenschaltung eines^Kugellagers 84 befestigt ist.
Die Funktionsweise ist wie folgt:
Wenn'die Übertragung montiert ist befindet sie sich in dem Ausgangspunkt, in dem die Satelliten- bzw. Zusatzräder präpariert sind. Die Räder 17 sind dabei auf ihren Sitzen 42 montiert. Die Vorrichtung wird wie in Fig. 4 dargestellt zusammengefügt, wol>ei die Rohrstutzen mit Hilfe der Verbindungsstücke 64- an^d'en mittleren Kanälen angeschlossen werden und somit "die Verbindung zu den Kammern 91, begrenzt durch die Oberflächen 92 der Kolben 4-5 und die inneren Stirnflächen 93 der Körper 54, hergestellt werden. t
Die Wellen 18 werden in ihrer Drehung festgehalten, beispielsweise durch ein Blockieren der Ausgangswelle 9 des Getriebes, auf der das zweite Sonnenrad 8 aufgekeilt ist, das in Eingriff steht mit den zweiten Zwischenrädern 7 auf den Wellen 18.
Die Eingangswelle 11 wird langsam gedreht. Dadurch wird der Ring 14 mit dem Zahnkranz 15 bewegt, wobei die ersten Satellitenräder 17 langsam um die Wellen 18 drehen und
I. .
zwar durch Zusammenwirken· xhrer mittleren Bohrung 94 mit ihren Wellensitzen 42.
Es wird jetzt allmählich der Druck in dem Verteilerkopf erhöht. Entsprechend erhöht sich der Druck in dea Kammern 91, der in den verschiedenen Kammern immer den gleichen Wert besitzt· Die Erhöhung des Druckes in den Kammern 91 verschiebt
, . 809835/0334
die Kolben 45 und diese treiben die konischen Anzugkeile ein, so daß damit der konische Hohlraum $4 vergrößert wird. Dies ergibt eine Ausdehnung der äußeren Wandungen 41 und ebenso eine erhöhte Preßwirkung der Wellensi.tze 42 innerhalb der öffnungen 94 der Räder 17. Die Verbindung des Wellensitzds der Räder erfolgt nach und ii'ach, wobei entsprechend die Drehbewegung der Räder 17 auf ihren Wellen sich davon in Abhängigkeit fortsetzt bis jedes eine derartige Festkeilposition besitzt, bei der für die Übertragung der Momente zwischen der Eingangswelle und den
be anderen Wellen die gleichen Bedingungen \stehen. Diese Bedingung wird erhalten, wenn der Antrieb durch die Eingangswelle 11 aufhört, wobei der Druck in den Kammern 91 so lange erhöht wird, bis eine vollständige Verbindung der Wellen mit den Satellitenrädern erreicht ist·
Daran anschließend wird,die Vorrichtung zum Einstellen des Momentes abmontiert und damit ist das Getriebe fertig zum Einsatz.
Ein selbsttätiges Lösen des konischen Anzugkeiles 43 wird dadurch verhindert, daß ein entsprechender Konuswinkel vorgesehen ist. .
Die Vorrichtung kann auch zur Demontage der Satellitenräder 17. von ihren Wellen 18 verwendet werden. Dafür wird der Kopf 56 nicht aufgesetzt. Man entfernt das Verschlußstück 52 der Kolben 45 und ersetzt dieses durch-das Verbindungsstück 64 (Fig. 5). Durch Druekaufbau in der Kammer 33 über Sittlere Läirgsbohrung-95 durch den konischen Anzugkeil 43 erfolgt ein Druck auf die innere Kolbenfläche 96, wobei beiYJ™_einem entsprechenden Wert der Kolben zurückgedrückt wird und damit die Ausdehnung der Wandung 41 aufgehoben wird, 80 daß die Bedingung hergestellt wird, die vorMmtage der Satellitenräder besteht»
— 8 -»
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Es können auf die Wellensitze 42. neue Satellitenrädeo? angeordnet werden, die in der gleichen Weise wieder befestigt werden können.
Fig. 6 zeigt*'eine weitere Ausführungsform, bei der ein konischer kolben 101 vorgesehen ist, der*'einen mittleren Kanal 102 besitzt. In einer ümfangsnut 103 ist eine Ringdichtung 104 angeordnet. Dem Kanal 102 ist ein Raum 105 mit Innengewinde 106 vorgeordnet, in den ein Verschlußstück 108 mit Gewindeteil 107 und Kopf 109 einschraubbar ist'. Der Körper 111 eines Versbnlußstopfens 112 definiert eine mittlere Mulde 113.
Der Druck wirkt über das Verbindungsstück 64 direkt auf die Vorderfläche 114 des Kolbens 101 Ψ wobei die Abdichtung gesichert ist durch die mit einem bestimmten Spiel in der Ümfangsnut /103 angeordnete Dichtung 104.
Diese Ausführungsform ermöglicht ebenfalls eine Demontage, indem das Verbindungsstück 64 in das Innengewinde 106 eingeschraubt wird.
Bei der weiteren Ausführungsform nach Fig. 7 besteht die Möglichkeit zwei Zwischenräder 121 und 122 auf der gleichen Welle 123 unter dem entsprechenden Verkeilwinkel zu befestigen. Auf der rechten Seite der Fig. 7 ist die Möglichkeit gezeigt für die Montage des Rades 122 auf der Welle 124, wobei sich die Einzelheiten aus Fig. 6 ergeben. .'·
Auf der linken Seite vori/Fig. 7 ist ferner die Demontagemöglichkeit des Rades 121 in Bezug auf die Welle 123 gezeigt, wobei das Verbindungsstück 64 direkt mit dem Kolben 101 verbunden ist.
Die Erfindung sieht ebenfalls die Möglichkeit vor, fcei der zwei Vorrichtungen zum Expandieren mit zylindrischen
. 50 9835/0 3 3U
Kolben und konischen Anzugkeilen verwendet werden, um die Hontage und Demontage der beiden Satellitenräder von der gleichen Welle zu bewerkstelligen.
Wenn der Zahnkranz 6 der Buchse 5 auf der Welle 9 derart verschoben wird, daß er in den Zahnk'fanz 4· des Ringes eingreift, dann dreht sich die Welle 9 mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Welle 11.
Wenn der Zahnkranz 3 der Buchse 5 in Eingriff gebracht wird mit dem Zahnkranz 2 des zweiten Sonnenrades 8, dann dreht sich die Welle 9 in einem bestimmten Verhältnis zur Welle 11. Die Übertragung der Kräfte läßt sich damit entsprechend dem Aufkeilvorgang ^ach der Erfindung besser ausnutzen· *
ORIGINAL INSPECTED - 10 -
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Claims (9)

  1. Patentansprüche
    »J Verfahren zum Verkeilen von auf Wellen angeordneten Rädern gegeneinander in Bezug auf einen gemeinsamen in Eingriff stehenden Zahnkranz, von dem.die Räder angetrieben werden, wobei die Räder von dem gemeinsamen Zehnkranz beansprucht und mit ihren Wellen*verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen der Räder mit Hilfe eines hydraulischen Mediums aufgeweitet werden, das von der gleichen Druckquelle abgegeben wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung eines Rades mit der Welle durch Ausdehnung der rohrförmigen Wandung der Welle erfolgt.
  3. 3. Verfahren zum" Verkeilen von Satelldtenrädern einer ersten Gruppe in einer bestimmten Winkelstellung einer Einrichtung bestehend aus zwei Gruppen von Satellitenrädern und zwei Sonnenrädern, dadurch gekennzeichnet, daß die Satellitenräder der ersten Gruppe drehbar auf* ihren Wellen angeordnet werden, daß die Wellen durch ein Spnnenrad festgelegt werden^ ^-as m^ *3-en Satellitenrädern der zweiten Gruppe zusammenwirkt,■daß die Satellitenräder der ersten Gruppe mit Hilfe des ersten Sonnenrades angetrieben werden und daß allmählich die Satellitenräder der ersten Gruppe mit ihren Wellen
    verbunden werden.
    ,·
  4. 4. Vorrichtung mit auf parallelen Wellen angeordneten Rädern, die auf eineöv- gemeinsamen Zahnkranz laufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder (17) auf den Wellen (18) mit Hilfe einer Vorrichtung montiert sind, mit der das Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 durchführbar ist.
    ■ ' - 11 .
    ■' "■ - . ORIGMNAL INSPECTED
    ■ 509835/0334
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, ' daß die Wellen (18) rohrförmige Wellensitze aufweisen,mit einer inneren konischen Oberfläche (34) und damit»zusammenwirkenden Kolben (43, 101).
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum hydraulischen Betätigen des Kolbens (43, 101) Druckkammern (91» 113) vorgesehen sind.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zurückführen des Kolbens (43, 101) in umgekehrtem Sinn zum Entspannen des Sitzes (34) eine vordere Druckkammer (33) vorgesehen ist; ^
    It
  8. 8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3< für die Montage oder die Demontage der Räder gemäß einer Ausführungsform nach den Anspüüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Verbindung der Druckkammern (33, 91) mi* einem * Verteilerkopf (7.Ό vorgesehen sind, der mit einer Quelle £77) zum Erzeugen des hydraulischen Druckes verbunden ist.
  9. 9. Vorrichtung mit Rädern nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Gruppe von Zwischenrädern (17) auf Wellen (18) angeordnet ist und mit einem ersten Sonnenrad (14, 15) zusammenwirkt, daß auf den gleichen Wellen (18) eine zweite Gruppe von Zwischenrädern (7) angeordnet ist mit einem zweiten Sonnenrad (8), wobei die Zwischenräder (7)'der zweiten Gruppe starr befestigt sind auf den Wellen (18), die die Zwischenräder (17) der ersten Gruppe tragen, wobei diese Wellen (18) in Form von rohrförmigen Buchsen (41) ausgebildet sind, die sich unter hydraulischem Druck
    . la Bereich Innerer Kammern (34) erweitern·
    509835/033A
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