DE253385C

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Publication number: DE253385C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

δ 253385 — KLASSE ArIh. GRUPPE

Vorrichtung zur Kraftübertragung. Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. April 1911 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Kraftübertragung, bei welchen durch eine Übersetzung ins Langsame verhältnismäßig große Kräfte von einer schnell laufenden Maschine auf solche Vorrichtungen übertragen werden, die mit geringerer Geschwindigkeit laufen sollen. Gegenstand der Erfindung sind verbesserte Mittel zur Übertragung der Kraft und zur Ausgleichung und Verteilung des Drucks zwischen den ineinandergreifenden Zähnen der Vorgelegeräder.

Bei der Anwendung von Vorrichtungen dieser Art zur Verminderung der Geschwindigkeit ist es notwendig, Vorkehrungen zu treffen, um den Druck an den Berührungsflächen zwischen den Zähnen der ineinandergreifenden Räder auszugleichen und zu verteilen, nicht nur um eine unerwünschte Abnutzung der Zähne und daher eine Verminderung des Wirkungsgrades zu vermeiden, sondern auch zur Verhinderung der infolge dieser Abnutzung eintretenden Geräusche und Erschütterungen.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, eines der ineinandergreifenden Räder oder einen Satz solcher Räder, wenn mehr als zwei Räder verwendet werden, in einem schwebenden Rahmen anzuordnen, der so getragen wird, daß er eine Winkelbewegung der Achsen der ineinandergreifenden Räder gegeneinander sowohl in einer wagerechten als auch in einer senkrechten Ebene ermöglicht, wobei in manchen Fällen eine Vorkehrung getroffen ist, um die Winkelbewegung in einer wagerechten Ebene während des Betriebes zu begrenzen, indem zu diesem Zwecke Anschläge o. dgl. vorgesehen sind.

Vorrichtungen dieser Art werden, wenn auch nicht ausschließlich, so doch in erster Linie beim Antriebe von Wasserfahrzeugen verwendet, bei denen Turbinen benutzt werden, weil bekanntlich diese Maschinen die beste Wirkung ergeben, wenn sie mit großer Geschwindigkeit laufen, während die zur Zeit gebauten Schiffsschrauben wirksamer sind, wenn sie mit verhältnismäßig geringen Geschwindigkeiten angetrieben werden.

Gemäß vorliegender Erfindung wird eines der ineinandergreifenden Räder, und zwar entweder das kleine Zahnrad oder das mit diesem in Eingriff stehende große Zahnrad, durch einen schwebenden Rahmen getragen, und zwar mittels einer unter Druck stehenden Flüssigkeit und in der Weise, daß eine gewisse Winkelbewegung zwischen den Zahnrädern während des Betriebs und auch ein nachgiebiger Eingriff zwischen den Zähnen stattfinden kann.

Ferner betrifft die Erfindung besondere Verbesserungen bei der praktischen Ausführung und Einrichtungen, um die während des Betriebs von der Übersetzung übertragene Kraft zu messen.

Die Erfindung ist beispielsweise in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt, und zwar ist

Fig. ι ein Querschnitt nach der Linie I-I der Fig. 2 und zeigt eine Ausführungsform der

Vorrichtung zur Verminderung der Geschwindigkeit bei Zahnrädergetrieben, die gemäß der vorliegenden Erfindung gelagert sind;

Fig. 2 ist ein Längsschnitt nach der Linie H-II der Fig. i.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, besteht die Vorrichtung aus einem Grundgestell i, in welchem ein großes Zahnrad 2 oder deren mehrere gelagert sind, die mit entsprechenden Meinen Zahnrädern in Eingriff stehen, welche in einem schwebenden Rahmen gelagert sind. Das Grundgestell ι enthält mehrere Zylinder, z. B. 3, 4 und 5, von denen die ersten als Endzylinder und der letztere als Mittelzylinder bezeichnet werden kann. Zu diesen Zylindern kann eine geeignete Flüssigkeit, z. B. Öl, durch eine Zutrittsöffnung 6 und einen Kanal 7 in dem Grundrahmen zugeführt werden. Dieser Kanal steht mit den Zylindern durch Öffnungen 8, 9 und 10 in Verbindung. Die Durchtrittsöffnung 6 hat eine verhältnismäßig geringe lichte Weite, so daß die Zuflußmenge der in den Kanal 7 durch ein Rohr 11 eintretenden Flüssigkeit beschränkt ist. Die Zylinder 3, 4 und 5 können gegebenenfalls mit dem Grundgestell aus einem Stück hergestellt sein, wobei für jeden Zylinder ein Futter oder eine Buchse 12 vorgesehen ist, die durch Schrauben 13 festgehalten wird. Der Zylinder kann aber auch von dem Grundgestell getrennt hergestellt und in beliebiger Weise in seiner Lage gehalten werden.

In den Zylindern 3, 4 und 5 sind Kolben 14 bzw. 15 und 16 geführt, welche einen schwebenden Rahmen 17 tragen, der aus zwei Teilen 18 und 19 zusammengesetzt ist, welche fest miteinander verbunden sind und vorspringende Teile 20 und 21 haben, die in den Lagern 22 und 23 des Grundgestells 1 liegen. Der schwebende Rahmen 17 ruht auf den Kolben 14, 15 und 16 und ist mit vorspringenden Flanschen 24 versehen, die den Durchtritt der Flüssigkeit durch eine Öffnung 25 regeln, welche von dem mittleren Zylinder 5 zu einer Austrittsöffnung im Grundgestell 1 führt. Eine Welle 26 ist in dem schwebenden Rahmen gelagert, und auf dieser Welle sitzen Zahnräder 27, 28, welche mit dem Rad 2 in Eingriff stehen.

Durch die Wandung 29 des Grundgestells treten Anschläge, welche aus einem Hohlkörper 30 bestehen, in welchem ein Stab 31 liegt, dessen inneres Ende in ein Lager 32 in dem schwebenden Gestell 17 eingreift. Der Teil 30 ist außen mit Gewinde versehen und in ein Muttergewinde der Grandgestellwandung 29 eingeschraubt, so daß der schwebende Rahmen so in bezug auf das Getriebe eingestellt werden kann, daß ein richtiger Eingriff der Zähne des kleinen und großen Rades aufrechtj erhalten, dabei aber gleichzeitig eine senkrechte Winkelbewegung des kleinen Zahnrades j gegen die übrigen Teile ermöglicht wird.

Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform der Vorrichtung ist folgende:

Wenn den Zylindern 3, 4 und 5 Flüssigkeit ! durch das Rohr 11, die enge Öffnung 6 und j den Kanal 7 zugeführt wird, so werden die j Kolben 14, 15 und 16 in ihren Zylindern genügend gehoben, um den schwebenden Rahmen zu tragen. Wenn die kleinen Zahnräder entgegengesetzt zur Bewegung des Uhrzeigers umlaufen, so hat der Druck auf die Zähne der ineinandergreifenden Räder das Bestreben, den Ventilflansch 24 auf seinen Sitz zu drücken, so daß die öffnung 25 geschlossen ist.

Daher wird der Druck in den Zylindern 3, 4 und 5 so lange gesteigert, bis dieser Druck größer ist als derjenige zwischen den Zähnen der ineinandergreifenden Räder. Dadurch werden die Kolben 14, 15 und 16 ein wenig g gehoben, und die Öffnung 25 wird freigegeben, f so daß das Öl durch diese öffnung in den Überlauf treten kann, von wo es in einen zu diesem Zweck vorgesehenen Behälter zurückgeführt werden kann. Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, daß der mittlere Zylinder 5 und sein Kolben 16 einen größeren Durchmesser hat als die Endzylinder und -kolben. Der mittlere Kolben ist in der Darstellung so bemessen, daß er annähernd die doppelte Grundfläche hat wie die Endkolben, da der vorwiegende Teil des Drucks auf diesen mittleren Punkt verteilt werden wird. Die Anschläge 30 hindern eine horizontale Winkelbewegung des schwebenden Rahmens, gestatten ihm aber trotzdem eine genügende senkrechte Winkelbewegung.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung ist für solche Einrichtungen zur Verminderung Λ der Geschwindigkeit geeignet, bei welchen die ^ j Drehrichtung des treibenden und getriebenen Rades dauernd dieselbe ist. Unter gewissen Bedingungen, z. B. bei Schiffsmaschinen, ist es indessen notwendig, die Schraube und demgemäß die Turbine umzusteuern, und es müssen daher Vorrichtungen vorgesehen sein, um die Drehrichtung der ineinandergreifenden Räder und der Wellen, auf denen sie sitzen, umkehren zu können. Um die unter diesen Bedingungen auftretenden Beanspruchungen zu dämpfen oder zu verteilen, ist eine Reihe von Kolben 33, 34 und 35 vorgesehen, welche in Zylindern 36 bzw. 37 und 38 geführt sind und genau ebenso, aber entgegengesetzt wirken wie die Kolben 14, 15 und 16, jedoch durch eine andere Leitung 39. Es ist ersichtlich, daß, wenn die Kolben und Zylinder in dieser Weise verdoppelt sind, der schwebende Rahmen zwischen der oberen und der

Claims

unteren Kolbenreihe gehalten und derart von einem Flüssigkeitskörper getragen wird, daß die durch das Getriebe übertragenen Beanspruchungen von der Flüssigkeit in den verschiedenen Zylindern aufgenommen werden, und daß der Druck auf die verschiedenen Flüssigkeitskörper je nach der Drehrichtung der Wellen verteilt werden wird.

Um die von dem Getriebe übertragene

ίο Kraft zu messen, ist ein Druckmesser 41 vorgesehen, der mit dem Kanal 7 durch ein Rohr 40 verbunden ist, so daß er den Druck der Flüssigkeit mißt, welche den schwebenden Rahmen trägt, und so die von dem Getriebe übertragene Kraft angibt.

Es ist hieraus ersichtlich, daß die Welle des treibenden Zahnrades ohne jedes Lager in ihrer Stellung gehalten wird, und daß alle durch den Betrieb der Vorrichtung verursachten Erschütterungen von der Flüssigkeit aufgenommen werden, auf welcher der schwebende Rahmen ruht.

F Man kann auch das große getriebene Zahnrad von dem schwebenden Rahmen tragen lassen, wobei dann die treibende Welle in Lagern ruht, die in Ständern oder in dem Grundgestell je nach Wunsch angebracht sind.

In der Zeichnung ist die treibende Welle

derart dargestellt, daß sie aus einer hohlen Welle mit einer darin liegenden Achse besteht, deren eines Ende mit demjenigen der hohlen Welle verbunden ist, während das andere Ende mit der schnell laufenden Maschine durch eine geeignete Kupplung verbunden ist. Die Erfindung kann in verschiedenen baulichen Abänderungen verkörpert werden, sofern nur die Bauart und Anordnung der Räder derart ist, daß die vorstehend beschriebenen Bewegungen des Getriebes und die dadurch erzielte Ausgleichung und angemessene Verteilung des Drucks auf die Zähne der Räder ' möglich ist.

Paten τ-An speüche:

i. Vorrichtung zur Kraftübertragung, bei welcher ein oder mehrere Sätze ineinander eingreifender Zahnräder verwendet und eines oder mehrere Räder jedes Satzes in einem schwebenden Gestell gelagert sind, das in einer in rechtem Winkel zu der die Mittelpunkte der ineinandergreifenden Zahnräder verbindenden Linie liegenden Ebene eine Winkelbewegung ausführen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der schwebende Rahmen von einer unter Druck stehenden Flüssigkeit derart getragen wird, daß er während des Betriebs eine Winkelbewegung der Achsen der Getrieberäder gegeneinander und einen nachgiebigen Eingriff der Zähne ermöglicht.
2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der den schwebenden Rahmen tragenden Flüssigkeit selbsttätig entsprechend den Druckänderungen zwischen den Zähnen des Getriebes geändert wird.
3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schwebende Rahmen (17) von einer Reihe von Kolben (14, 15, 16) getragen wird, welche in seiner Längsrichtung angeordnet und in Zylindern (3, 4 und 5) geführt sind, die miteinander in freier Verbindung stehen und denen dauernd Flüssigkeit, unter Druck zugeführt wird, während der Austritt der Flüssigkeit aus den Zylindern selbsttätig entsprechend den Änderungen in der Stellung des schwebenden Rahmens infolge der Anderungen des Drucks zwischen den Zähnen des Getriebes geregelt wird.
4. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3 für wechselnde Drehrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der schwebende Rahmen (17) von zwei Seiten her durch einander gegenüberliegende Kolben (14, 15 und 16 bzw. 33, 34 und 35) getragen wird, die damit fest verbunden oder aus einem Stück damit hergestellt und in Zylindern (3, 4, 5 bzw. 36, 37, 38) im unteren bzw. oberen Teil des Gestelles geführt sind, wobei die Zylinder in freier Verbindung mit Kanälen 7 bzw. 39) stehen, denen Flüssigkeit unter Druck durch eine Zuleitung (11) von verengertem Querschnitt zugeführt wird.
5. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Zylinder (5 bis 38) mit einem Überlauf (25) versehen sind, wobei der Durchtritt von Flüssigkeit durch den Überlauf durch vorspringende Flanschen (24) des schwebenden Rahmens derart geregelt wird, daß der Druck in den Zylindern entsprechend den Druckänderungen zwischen den Zähnen der ineinandergreifenden Räder zunehmen oder abnehmen kann.
6. Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der schwebende Rahmen mit Vorsprüngen (20 und 21) versehen ist, die in Lagern (22 und 23) des Grundgestells liegen, während Anschläge (30) eine Winkelbewegung des Gestells in der Ebene der Achse der Getrieberäder verhindern.
7. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundflächen der KoI-ben, auf welche die Flüssigkeit unter Druck einwirkt, in solchem Verhältnis zu-

einander stehen und daß die Auslaßventile, durch welche Flüssigkeit aus den Zylindern austreten kann, so geregelt werden, daß der Druck zwischen den Zähnen des Getriebes stets durch den Druck innerhalb der Zylinder ausgeglichen wird.
8. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch ι und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche des mittleren Zylinders größer ist als diejenige der Endzylinder.
9. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Austritt von Flüssigkeit unter Druck aus den Zylindern durch die relative Bewegung eines oder mehrerer Kolben innerhalb der zugehörigen Zylinder geregelt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.