DE2547944B1

DE2547944B1 - Einmotorenantrieb auf mehrere ritzel, die mit belastungsausgleich auf ein zahnrad groesseren durchmessers wirken

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Publication number: DE2547944B1
Application number: DE19752547944
Authority: DE
Priority date: 1975-10-27
Filing date: 1975-10-27
Publication date: 1977-08-11
Also published as: DE2547944C2; DD126936A5; JPS5254862A; FR2329910A1; US4070923A; CS185249B2

Description

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Zum Antrieb von langsam laufenden Maschinen imit hoher Antriebsleistung, wie Mühlen, Mischtrommeln, Konverter, Sinterbänder etc., sind als Getriebeprinzipien Stirnradgetriebe bzw. Planetengetriebe bekannt.

Konventionelle Stirnradgetriebe für niedrige Antriebsdrehzahlen bauen sehr groß und schwer oder sie weisen, wenn mehr als zwei Ritzel mit dem Abtriebsgroßrad kämmen, sehr komplizierte Lastausgleichsisysteme auf. Hierzu wurde das mit der Maschine verbundene Großrad über zwei Ritzel angetrieben, wobei für eine Leistungsaufteilung bzw. Momentaufteilung Sorge getragen wurde.

Es ist aus der DT-AS 12 24 579 ein Einmotorenantrieb mit mehreren Ritzeln für einen Zahnkranz größeren Durchmessers bekannt, bei dem zur möglichst gleichmäßigen Aufteilung der Drehmomente auf die einzelnen Antriebsritzel diese mit einem zugehörigen Schneckengetriebe in einem eigenen Lagergehäuse gehalten sind. Zwei dieser Schneckengetriebe sind jeweils zusammengefaßt und werden von einem Motor angetrieben. Je zwei der Lagergehäuse sind zu beiden Seiten des Zahnkranzes sich diametral gegenüberliegend angeordnet. Hierbei ist jedes Lagergehäuse für sich auf dein Fundament abgestützt, wobei die sich gegenüberliegenden Lagergehäuse über angelenkte Zugstangen derart miteinander verbunden sind, daß sich ein an beiden Enden auf Lenkern angestütztes Gelenkviereck ergibt. Bei einer derartigen beweglich ausgestalteten Koppelung der beiden Antriebsritzel miteinander ist es zwangsläufig erforderlich, daß die beiden Lagergehäuse sich gegen den Zahnkranz abstützen müssen. Dies geschieht bei dem bekannten Mehrfach-Antrieb diadurch, daß die einzelnen Lagergehäuse auf ihrer dem Zahnkranz zugekehrten Seite Gleitsteine oder Rollen aufweisen, die das Lagergehäuse auf entsprechenden Laufflächen auf dem Zahnkranz selbst abstützen. Dieser Aufbau hat Unzugänglichkeiten bei der Drehmomentaufteilung auf die einzelnen Ritzel zur Folge und verlangt einen relativ hohen Aufwand sowohl bei der Fertigung als auch bei der Montage. Des weiteren xeigt sich bei diesem Einmotorenantrieb wegen des schlechten Wirkungsgrades und wegen der vergleichsweise eerineen Belastbarkeit der Schneckengetriebe eine deutliche Leistungsgrenze. Auch wird mit steigender Leistung der Bauaufwand für dieses vorbekannte Getriebe vergleichsweise groß.

Aus der DAS 21 04 705 ist ein Mehrfach-Antrieb für einen Zahnkranz größeren Durchmessers bekannt, bei dem zum Momentausgleich die Antriebsritzel in einem gemeinsamen, unabhängig vom Zahnrad auf dem Fundament allseitig beweglich abgestützten Träger gelagert sind, wobei das Zahnrad und der Träger nur über die Antriebsritzel in Verbindung stehen. Durch diese Anordnung wird zwar eine Verbesserung des Antriebs nach der DAS 12 24 579 hinsichtlich der Momentaufteilung erreicht. Es hat sich jedoch in der Praxis herausgestellt, daß dieses Getriebesystem in den Erstellungskosten relativ hoch liegt.

Ferner sind Stirnradgetriebe bekannt (Antriebstechnik, 1975, Heft 3), die zur Übertragung hoher Antriebsleistungen bei einem Übersetzungsverhältnis von ca. /=60 dreistufig ausgebildet sind, wobei die Leistungsaufteilung durch doppelschrägverzahnte Antriebsritzel in der Weise erfolgt, daß die Ritzel auf einer axialbeweglich gelagerten Welle angeordnet sind. Diese Stirnradgetriebe gestatten jedoch lediglich eine Leistungsaufteilung auf nur zwei Leistungszweige, so daß diese Antriebe für größere Leistungen relativ schwer und teuer sind.

Planetengetriebe zum Antrieb von langsam laufenden Maschinen bauen zwar relativ leicht. Bei sehr hohen Leistungen und niedrigen Drehzahlen sind bei einstufigen Getrieben die Herstellungskosten jedoch extrem hoch, da einerseits das innenverzahnte Zentralrad besondere Herstellungsschwierigkeiten mit sich bringt und da andererseits auch die übrigen Getriebeteile mit einem besonderen Aufwand gefertigt werden müssen.

Größere Leistungen als mit dem Getriebe nach der DAS 12 24 579 sind bei niedriger Antriebsdrehzahl und besserem Gesamtwirkungsgrad mit einem Getriebe nach der DAS 22 12 757 möglich, das den Oberbegriff des Anspruches 1 bildet. Es handelt sich hierbei um einen Einmotorenantrieb auf zwei Ritzel, die auf ein Zahnrad größeren Durchmessers wirken, welches auf der Maschinenwelle oder Getriebeabtriebswelle befestigt ist. Die Ritzel sind mit einem Verteilergetriebe verbunden, welches zum Belastungsausgleich aus zwei Vorschaltgetriebe-Stufen besteht, deren gemeinsame Antriebswelle in dem Rahmen der Vorschaltgetriebe-Stufen gelagert ist und beide Rahmen drehgelenkig verbunden sind und einen von 180° abweichenden Winkel zwischeneinander einschließen. Jedoch wird bei diesem Getriebe aufgrund der speziellen Konstruktion mit nur zwei Antriebsritzeln in der gelenkigen Verbindung als Belastungsausgleich die übertragbare Leistung naturgemäß begrenzt.

Bei diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe det vorliegenden Erfindung, höhere Leistungen bei leichtei und kompakter Bauweise zu erzielen.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird eir Einmotorenantrieb auf mehrere Ritzel zur Verfügung gestellt, der aus mehreren Getriebeelementen bestehl die jeweils für sich genommen fertigungstechnisch leich und billig herzustellen sind, so daß die Gesamt Getrie beeinheit billiger und leichter erstellt werden kann um die mit wachsender Getriebegröße einsetzende Pro gression der Herstellungskosten vermieden wire Weiterhin wird durch die erfindungsgemäße Getriebe anordnung, insbesondere bei der Anordnung vo mehreren Ritzeln am abtriebsseitigen Großrad ein erheblich größere Leistung bei gleichzeitig erhöhte

Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit des gesamten Einmotorenantriebs bei exaktem Momentausgleich erreicht. So kann gewährleistet werden, daü selbst bei einem schadhaften Ritzel oder Umlaufgetriebe das zu übertragende maximale Moment von den anderen betriebsbereiten Getriebeelementen wegen der üblicherweise hohen Verzahnungssicherheit übernommen werden kann. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Wartung und Inspektion dieses schweren Einmotorenantriebs von besonderem Vorteil, da im Schadensfall das defekte Getriebeelement abgekuppelt und repariert werden kann, ohne daß der Antrieb selbst und damit die angetriebene Maschine über längere Zeit außer Betrieb gesetzt werden muß.

Mit besonderem Vorteil ist die erfindungsgemäße Anordnung zum Antrieb von Zerkleinerungsmühlen einzusetzen, da es ohne weiteres möglicn ist, über verlängerte Zahnkupplungen das Verteilergetriebe mit den Umlaufgetrieben zu kuppeln, wobei zwischen den obersten Leistungszweigen sowie zwischen dem Verteilergetriebe und dem abtriebsseitigen Großrad ein Zwischenraum freigehalten wird, der groß genug ist, einen zentralen Mittenaustrag zu gestatten.

Aus der DT-AS 15 00 473 ist ein Zweimotorenantrieb für eine Rohrmühle bekannt, der über zwei Ritzel auf ein auf dem Mühlenhals angeordnetes Antriebszahnrad wirkt. Zu beiden Seiten des aus Ritzel und Antriebszahnrad bestehenden Zusammenfassungsgetriebes sind je ein Stirnradgetriebe und ein Planetengetriebe angeordnet, wobei diese beiden Getriebe zum Zweck V> des Momentausgleichs durch eine Tosionswelle, die durch die hohl ausgebildete Ritzelwelle geführt ist, miteinander verbunden sind. Das Gehäuse des Stirnradgetriebes und der Reaktionsteil des Planetengetriebes sind mit dem Gehäuse des Zusammenfassungsgetriebes fest verbunden. Eine Leistungssteigerung dieses bekannten Mehrmotorenantriebs kann nur durch weitere Antriebsstufen, jeweils bestehend aus Motor und zwei Vorschaltgetrieben, vorgenommen werden, so daß mit steigender Leistung neben den Herstellungskosten auch der Raumbedarf und das Gewicht des Antriebs stark anwachsen.

Aus der Druckschrift F. Du rand, »Starrheit und Elastizität« Seite 4„ Bild 6 ist ein Dreimotorenantrieb für einen Schiffspropeller dargestellt, wobei jeder gesonderte Leistungszweig aus einer Hochdruck-, Mitteldruck- oder Niederdruckturbine besteht, einem Vorlegegetriebe und einem Ritzeldrehgestell. Auch diese Getriebeanordnung mit drei Leistungszweigen an einem Zahnkranz größeren Durchmessers hat Unzugänglichkeiten bei der Drehmomentaufteilung auf die einzelnen Ritzel zur Folge und verlangt ebenfalls einen relativ hohen Aufwand sowohl in der Fertigung als auch bei der Montage.

Das Umlaufgetriebe wird vorzugsweise über eine an sich bekannte lösbare Flanschverbindung mit den zugehörigen Ritzeln gekoppelt, so daß eine schnelle Montage und Demontage erreicht wird (Anspruch 2).

Zweckmäßigerweise ist in der Hydraulikverbindung mindestens eine Einrichtung zur Dämpfung von Belastungsspitzen, vorzugsweise ein Gasdruckdämpfer angeordnet. Hierdurch wird eine Dämpfung der Stoßelemente erreicht und eine noch gleichmäßigere Leistungsübertragung gewährleistet. Die Dämpfung der Lastspitzen erlaubt es, bei höherer Betriebssicherheit noch leichter zu dimensionieren und die Herstellungskosten des Getriebes noch günstiger ansetzen zu können Hydraulikverbindungen zwischen hydraulisch arbeitenden Getriebeabstützungen sind an sich aus der Veröffentlichung F. D u r a η d, »Starrheit und Elastizität«, Seite 4, Bild 6 bekannt. An einen Dreimotorenantrieb mit drei Ritzeldrehgestellen ist für jedes einzelne Ritzeldrehgestell ein doppelter hydraulischer Hebebock vorgesehen. Hierbei sind die Hydraulikkörper eines jeden Hebebocks über eine Rohrleitung hydraulisch verbunden.

Gasdruckdämpfer zum Abbau von Belastungsspitzen bei Getrieben sind an sich aus der DT-AS 12 22 757 bekannt. Sie sind dort bei einem Umlaufrädergetriebe für umsteuerbare Brennkraftmaschinen eingesetzt, wenn die Antriebsmaschine umgesteuert werden soll.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles für einen Einmotorenantrieb näher erläutert. Die Darstellung zeigt

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Antrieb im Schnitt,

F i g. 2 einen Ausschnitt des Antriebes gemäß F i g. I mit einer Flanschverbindung zwischen Umlaufgetriebe und Antriebsritzeln in vergrößerter Darstellung,

F i g. 3 eine Ansicht der hydraulischen Abstützung der Umlaufgetriebe in verkleinerter Darstellung,

Fig.4 eine Aufsicht auf den Antrieb in verkleinerter Darstellung,

Fig.5 eine schematische Darstellung des Druckausgleichssystems der hydraulischen Abstützung des Umlaufgetriebes,

Fig.6 eine schematische Darstellung der Niveauregulierung des Druckausgleichssystems.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen das Getriebeprinzip des Einmotorenantriebs. Das antriebsseitige große Zahnrad 1, das auf der Maschinenwelle 2 befestigt ist, wird gemäß F i g. 3 über acht Ritzel 3 angetrieben. Die Antriebsritzel 3 sind in einem Gehäuse 4 angeordnet, welches das Zahnrad 1 und die Antriebsritzel 3 öldicht umschließt. Die Antriebsritzel 3 sind jeweils mit dem Planetenradträger 12 eines Umlaufgetriebes 5 gekuppelt. Das Umlaufgetriebe 5 ist hierbei reitend auf die Antriebszapfen der mit dem Zahnrad 1 kämmenden Antriebsritzel 3 aufgesteckt. Gemäß F i g. 2 ist das Umlaufgetriebe über einen lösbaren Flansch 22 mit den Antriebsritzeln 3 gekuppelt, so daß dieses sich ohne Verschieben des Verteilergetriebes 7 oder des abtriebsseitigen Hauptgetriebes mit dem großen Zahnrad 1 und den Antriebsritzeln 3 schnell montieren und demontieren läßt. Das innere Zentralrad 11 des Umlaufgetriebes wird von einem Verteilergetriebe 7 angetrieben. Hierzu ist die Antriebswelle 6 des inneren Zentralrades 11 des Umlaufgetriebes 5 über eine in der Praxis bekannte Industriekupplung mit dem Verteilergetriebe 7 gekuppelt. Der Antriebsmotor für den Zentralantrieb ist mit der Antriebswelle 8 des Verteilergetriebes verbunden. Da dieser Antriebsmotor beliebiger Bauart sein kann, ist er nicht näher dargestellt worden.

Das Verteilergetriebe 7 weist zur Überbrückung der Achsabstände zwischen dessen Antriebswelle 8 und der Welle 6 des inneren Zentralrades 11 des Umlaufgetriebes Zwischenräder 14 auf. Die Reaktionsteile 9, die äußeren Zentralräder der zwischen Zahnrad 1 und Verteilergetriebe 7 zwischengeschalteten Umlaufgetriebe, sind drehbar gelagert, wobei die Reaktionsmomente über hydraulische Kolben-Zylindereinheiten 15 aufgenommen werden, die gemäß F i g. 3 sich über einen am äußeren Zentralrad 9 der Umlaufgetriebe befestigten Hebelarm 16 am Getriebegehäuse 4 abstützen. Es liegt auch im diesem Rahmen, zur elastischen Abstützung die jeweiligen Reaktionsteile 9, d. h. das äußere

Zentralrad mit dem Planetenradträger zu vertauschen.

Die Hydraulikzylinder sind, wie in den F i g. 5 und 6 dargestellt, über Hydraulikverbindungen 17 miteinander verbunden. So ist gewährleistet, daß alle Leistungszweige des Zentralantriebs genau gleiche Drehmomente übertragen. In den Hydraultkverbindungen 17 sind mehrere Gasdruckdämpfer 18 angeordnet, die eine Dämpfung der Stoßmomente und der Spitzenbelastungen bewirken, so daß hierdurch der Zentralantrieb insgesamt leichter dimensioniert werden kann. Um Leckverluste an den Hydraulikzylindern 15 auszugleichen, ist eine VentUeinheit 20 zu Niveauregulierung der Hydraulikkolben mit der Hydraulikverbindung 17 verbunden. Die Ventileinheit 20 ist über einen Schieber 19 mit dem Hebelarm 16 des äußeren Zentralrades 9 mindestens eines Umlaufgetriebes verbunden. Bei Abweichungen von der einzustellenden Nullage speist eine Hydraulikpumpe 21 in die von dem. Kolben der Ventileinheit freigegebene Verbindungsleitung 17 Hydraulikflüssigkeit so lange nach, bis das niveauregulierende Zentralrad sich wieder in der normalen Position befindet. Die übrigen äußeren Zentralräder 9 der Umlaufgetriebe folgen ebenfalls dieser Einstellbewegung, da sie mechanisch über die Zahnräder mit dem äußeren Zentralrad des niveauregulierenden Umlaufgetriebes verbunden sind.

Es ist bei dem Einmotorenantrieb ohne weiteres möglich, statt, wie in den Figuren dargestellt, das Zahnrad 1 mit acht Antriebsritzeln 3 kämmen zu lassen, nur sieben Ritzel vorzusehen, wobei beispielsweise zum Antrieb einer Zerklcinerungsmühle das oberste Ritzel und das oberste Umlaufgetriebe herausgenommen werden und ein Zwischenraum zwischen dem Getriebegehäuse 4 des Zahnrades 1 und dem Verteilergetriebe 7 entsteht, der groß genug ist, einen zentralen Austrag der Mühle zu gestatten. Auf diese Weise ist es möglich, der Zentralantrieb ohne großen Aufwand den jeweiliger Einsatzanforderungen anzupassen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einmotorenantrieb auf mehrere Ritzel, die mit Belastungsausgleich auf ein Zahnrad größeren Durchmessers wirken, welches auf der Maschinenwelle oder Getriebeabtriebswelle befestigt ist, wobei die Ritzel mit einem Verteilergetriebe verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Ritzel (3) und dem Verteilergetriebe (7) je ein Umlaufgetriebe (5) angeordnet ist, deren Reaktionsteile (9) drehbar gelagert und hydraulisch abgestützt (15) untereinander verbunden (17) sind.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlaufgetriebe über eine lösbare Flanschverbindung (22) mit dem zugehörigen Ritzel (3) gekoppelt ist.

3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hydraulikverbindung (17) mindestens eine Einrichtung zur Dämpfung von Belastungsspitzen, vorzugsweise ein Gasdruckdämpfer (18) angeordnet ist.