DE2608888C2 - Zahnradgetriebe mit Zahnspieleinstellung - Google Patents

Description

Bei Zahnradgetrieben ist es oft erforderlich insbesondere für Reversier- oder Überlagerungsbetrieb, das Zahnspiel zur exakten Maschinensteuerung gleich Null oder aber sehr klein zu halten. Bekannt sind Getriebe, deren Zahnspiel durch höhere Fertigungsqualitäten kleingehalten werden. Diese Getriebe sind dem Aufwand entsprechend teuer und ihr Zahnspiel vergrößert sich ständig durch Glättung der Flanken oder durch Verschleiß. Des weiteren sind Getriebe mit einstellbaren Achsabständen bekannt Sie haben den Nachteil, daß jedem Zahneingriff ein variabler Achsabstand zugeordnet sein muß, was sehr aufwendig und umständlich ist.

Ein bekanntes Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (CH-PS 4 15 216) besteht aus zwei parallelgeschalteten Planetengetrieben, deren innere Zentralräder über Torsionswellen mit einer gemeinsamen Kupplungshälfte verbunden sind, wobei im Falle der üblichen Vielnutverbindung entsprechende relative Drehwinkelverstellungen möglich sind. Durch die federnde relative Verdrehbarkeit er beiden Zentralräder wird das durchzuleitende Drehmoment gleichmäßig verteilt, so daß dieses Getriebe hohe Leistungen übertragen kann. Es ist aber wegen der kompletten Doppelausführung relativ aufwendig und ermöglicht entweder eine Belastungsaufteilung auf beide Teilgetriebe oder einen Zahnspielausgleich unter Inkaufnahme, daß nur ein Teilgetriebe an der Leistungsübertragung teilnimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Zahnspiel ein- und nachstellbar zu gestalten. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs &5 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Aus DT-AS 12 15464 und DT-AS 1223217 sind spieleinstellbare Zahnradgetriebe mit einem radial geteilten und stufenlos einstellbaren Zahnrad bekannt (zu Anspruch 1}, die aber nur aus zwei miteinander in Eingriff stehenden Zahnrädern bestehen.

Aus der DT-AS 20 32 723 ist zwar bekannt, Zwischenräder zum Zwecke radialer Verschwenkbarkeit auf Exzenterbolzen anzuordnen (zu Anspruch \\ da abe· die korrespondierenden Zahnräder jeweils aus einer ungeteilten Breite bestehen und zudem teilweise noch Aufrollflächen zur Einhaltung eines bestimmten Achsabstandes besitzen, können bei diesem Getriebe die Zahnspiele nicht eingestellt werden. Die Exzenterbolzen sind hier nur für den Lastausgleich erforderlich.

Ein Zahntrieb mit drei hintereinander im Eingriff stehenden Zahnrädern ist aus US-PS 32 02 006 bekanntgeworden. Hier handelt es sich um einen Antrieb, bei dem das Zwischenrad sich auf einer Schwinge befindet, die sich um die Drehachse des ersten Zahnrades bewegt Durch den Zahndruck aus dem Zahneingriff zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad wird die Schwinge und mit ihr das Zwischenrad an das dritte Zahnrad gedrückt und so das Zahnspiel zwischen dem zweiten und dritten Zahnrad ausgeschaltet. Nachteilig ist daß die Anpressung abhängig von der Drehrichtung ist und das Spiel nur im Eingriff zwischen dem zweiten und dritten Zahnrad abgebaut wird (zu Anspruch 1).

Des weiteren ist aus US-PS 28 93 268 ein Radantrieb bekannt, bei dem die Planetenräder auf Exzenterbolzen ähnlichen Schwingen (zu Anspruch 1), die aber zum Ausgleich der Fliehkräfte der Planetenräder Gegengewichte besitzen, angeordnet sind. Ein Spielausgleich ist bei diesem Getriebe nicht vorgesehen und auch nicht möglich.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht das Zwischenschalten von Federelementen zwischen die stufenlos verstellbaren Teilräder vor (Anspruch 2). Dadurch wird eine negative Spieleinstellung (Vorspannung) möglich. Die Federelemente erleichtern die Einstellung einer definierten Vorspannung, gleichen auftretende Flankenglättung oder Verschleiß aus und kompensieren Verzahnungsfehler. Aus DT-AS 12 23217 ist zwar die Anordnung von Federn zwischen den Teilrädern bekannt, diese Federn sind aber nur in der Lage, das Spiel im unbelasteten Zustand nach der Montage auszugleichen. Ferner ist aus CH-PS 4 15 216 ein Doppelplanetengetriebe mit Torsionswellen bekannt; diese dienen aber nur dem Zweck einer gleichmäßigen Leistungsaufteilung, nicht aber einem Zahnspielausgleich. Aus der Druckschrift DL-PS 41915 ist bekanntgeworden, daß man zwei Teilräder auch über einen federbelasteten, in einem Teilrad axial geführten Bolzen, der mit einer zu seiner Längsachse geneigten Fläche versehen ist, und mit dieser an einer entsprechend geneigten Fläche des anderen Teilrades angreift, verspannen kann. Aber auch hier handelt es sich nur um einen Zahneingriff.

Wie im Anspruch 3 angegeben, können auch Hydrostatik- oder Pneumatikeinheiten für die Erzeugung einer Vorspannung benutzt werden. Hierdurch wird es möglich, die Spielein- oder Nachstellung auf einfache Weise ohne Demontage von außen, jederzeit wiederholbar durchzuführen. In bestimmten Fällen erfolgt die Nachstellung auch selbsttätig. Aus DT-AS 10 30651 ist eine hydrostatische Verspannung von Teilrädern bekanntgeworden, die aber nur den Spielausgleich eines Räderpaares bewirkt.

Wird der Erfindungsgegenstand bei Mehrwegtrieben z. B. bei Planetengetrieben eingesetzt (Anspruch 4), dann ist es möglich, wenn ein Zentralrad zur

Zahnspieleinstellung in Teilräder aufgeteilt wird, daß alle Leistungszweige bei einer Zahnspielverstellung gleichzeitig erfaßt werden. Speziell bei Planetengetrieben bietet die Erfindung besondere Vorteile, da hier bislang wegen der Häufung der korrespondierenden Fertigungstoleranzen naturgemäß verhältnismäßig große Zahnspiele in Kauf genommen werden mußten. V/erden aber die Planetenräder zur Spieleinstellung benutzt, so kann jeder Leistungszweig eingestellt werden.

Im Anspruch 5 wird eine bevorzugte Lage der Exzentrizität der Exzenterbolzen angegeben. Dieser radiale Versatz erzeugt mit der auf jeden Exzenterbolzen wirkenden Umfangskraft ein Moment, das das Moment aus Fliehkraft und tangentialer Exzentrizität je nach Einbaulage und Drehrichtung vergrößert oder verkleinert Es ergibt sich also durch die Wahl der Einbaulage die Möglichkeit, für eine Drehrichtung der Wirkung der Zentrifugalkraft entgegenzuwirken. Zwar ist aus DT-AS 20 32 723 die Anwendung von Exzenterbolzen in Planetengetrieben mit einer definierten Lage der Exzentrizität in Planetengetrieben bekannt nicht aber zwecks Zahnspielausgleich, sondern nur zum Zwecke eines Lastausgleichs.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Überlagerungsgetriebes mit radial geteiltem innerem Zentralrad und Feststelleinrichtung,

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines Planetenrades mit Exzenterbolzen.

Das Planetenrad 1 ist mit Hilfe eines Exzenterbolzens 2 mit der Exzentrizität »e« im Planetenträger 3 frei schwingend gelagert Das innere Zentralrad 4 ist radial geteilt und besteht aus den beiden Teilrädern 4a und 4b. Die Teilräder lassen sich gegeneinander stufenlos verdrehen und werden mit einer Feststelleinrichtung 5 zueinander fixiert Beim Verdrehen der Teilräder 4a und 4ö gegeneinander verkleinert sich zunächst das Flankenspiel zum Planetenrad 1. Liegen deren Zahnflanken spielfrei aneinander, so weicht beim weiteren Verdrehen der Teilräder des Planetenrad durch Verschwenkung des Exzenterbolzens 2 nach außen aus, hierdurch verkleinert sich zusätzlich das Zahnflankenspiel zwischen dem Planetenrad 1 und dem äußeren Zentralrad 6. So können mit einer Verstellung beide Zahnspiele gleichzeitig zwischen ihrem Größtwert und Null bis zur Vorspannung eingestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zahnradgetriebe mit mehr als zwei hintereinander in Eingriff stehenden Zahnrädern unter Spielausgleich, von denen eines in Radialebene geteilt ist und dessen Teilräder mit Hilfe einer Feststelleinrichtung in Umfangsrichtung zueinander verstellbar und fixierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung stufenlos ist (5) und daß das Zwischenrad (1) auf einem um die Achse »P« frei schwingenden Exzenterbolzen (2) mit der Exzentrizität »e« gelagert ist

2. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Feststelleinrichtung (5) und einem Teilrad (4a, Ab) ein Federelement geschaltet ist, das eine federelastische Verspannung der Teilräder in Umfangsrichtung erlaubt

3. Zahnradgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Verspannung zwischen den Teilrädern (4a, 4b) durch eine Hydrostatik- oder Pneumatikeinheit erzeugt wird.

4. Mehrweggetriebe, insbesondere Planetengetriebe, gekennzeichnet durch die Maßnahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das innere Zentralrad (4) geteilt ist.

5. Zahnradgetriebe als Planetengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der radial gemessene Versatz »K« der Exzenterbclzenachsen (2) größer ist als Null.

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