DE2619996A1 - Stirnradgetriebe mit mehr als drei leitungszweigen - Google Patents
Stirnradgetriebe mit mehr als drei leitungszweigenInfo
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Description
Dipl.-Ing. Karl-Heinz Vatterott
Braunschweig
Beckenwerkerstr. 49
Braunschweig
Beckenwerkerstr. 49
Pat entanmeldung
"Stirnradgetriebe mit mehr als drei Leitungszweigen11
Die Erfindung dient der Verbesserung von Stirnradgetrieben. Sie betrifft AI-Getriebe bzw. Planetenradgetriebe (z.B. Fig. 1),
oder AA-Getriebe bzw. Parallel-oder Mehrwellengetriebe (z.B. Fig.2)
bei denen pro Getriebestufe einerseits jeweils ein Anty^ebs- Uri
und ein Abtriebs- oder Stützrad vorhanden ist, und andererseits vier oder mehr Leitungszweige (Zwischenräder) zur Leistungsübertragung
vorliegen (Müller: 11DXe Umlaufgetriebe", Springer-Verlag
1971)· Die Buchstaben "A" bzw. "I" kennzeichnen dabei
Außen-Außen- bzw. Außen-Innenverzahnungen, die als Zahnpaare vorliegen können.
Eine Getriebestufe (z.B. Fig. 3) besteht jeweils aus einem Antriebsrad
(31)j einem oder mehreren gestuften oder ungestuften Zwischenrädern (32), einem Abtriebs-oder Stützrad (33) und den
zur Lagerung erforderlichen Gliedern, in der die Zwischenräder aufgrund der Raumbegrenzung durch die beiden Zentralräder auch / cL
in verschiedenen zueinander parallelen Ebenen angeordnet sein können. Reihenschaltungen oder Parallelschaltungen lassen sich
jeweils in einzelne Getriebestufen unterteilen. Bei den AI-Getrieben wurde schon früher erkannt, daß der optimale
Lastausgleich der Leitungszweige ein bedeutendes Kriterium für die Oualität der Leistungsdichte der Getriebe darstellt.
Bekannt sind unter anderem dafür.
- die Stoeckicht-Entwicklungen, (z.B. DT-PS 556.683, 669.889,
682.275, 737.886, 858.I85, 1.157.059)
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- die Fritsch-Erfindungen (z.B. DT-PS 1.208.586)
- der Einbau von Elastizitäten, (z.B. DT-PS 1.157.059, 682.275, 1.033.362, 1.173.305, 1.132.772, 1.290.401)
- Elastizitäten und die Forderung einer hohen Fertigungs—
genauigkeit, (z.B. DT-PS 1.173.305, 1.132.772, 1.227.749)
- der statisch bestimmte Lastausgleich, (z.B. DT-PS 23.04.872)
- die Wahl abgestimmter Toleranzfelder zur Erzielung eines besonderen Lastdruckausgleiches der Zahnflanken.
Viele Getriebe mit nur kinematischen Lastausgleich sind ledig- Ü X
lieh für drei Leitungszweige verwendbar, da die nicht vorhandene Lagerung des An-und/oder Abtriebrades, der Leitungszweige, des Abtriebrades
und der Leitungszweige, oder des Antriebrades und der Leitungszweige im Gestell durch die drei Stützungsstellen unmittelbar
oder mittelbar ersetzt wird.
Es ist notwendig, die Wahl dieser Stützungsstellen (z.B. nach Beyer: "Technische Kinematik", Verlag: Johann Ambrosius Barth
1931, Seite 13-20) vorzunehmen, weil sonst unwirksame Hemmungen auftreten (Dizioglu: "Getriebelehre, Bd. 1", Verlag Vieweg,
Braunschweig 1965, Seite 14-17).
Mit Hilfe einer geeigneten Toleranzwahl dieser Stützungsstellen
und eines zusätzlich im Gestell angeordneten Drehgelenkes, das die Funktion des Ausgleichvorgfnges nicht beeinflußt, sind die ία-bekannt
gewordenen Konstruktionsmöglichkeiten teilweise abwandelbar. Diese Eigenschaft resultiert aus der besonderen geome^- / ^7.
fischen Anordnung der Stützungen. Alle nicht mittelbar oder unmittelbar
im Gestell des Stirnradgetriebes gelagerten Bauteile oder Bauteilgruppen lassen sich nach bekannten Möglichkeiten in
entsprechend nachgiebigen Bauteilen anordnen. Damit sind die Federkräfte zusätzlich als Kräfte vorhanden und müssen als Belastung
Beachtung finden ( Cunliffe, Smith, Welbourn: "Dynamic ' Tooth Loads in Epicyclic Gears", Transactions of the ASME, May ;
1974).
Federkräfte sind je nach Auslegung der Bauteile entsprechend stark
toleranzbehaftet. Sie Lassen &ι* d^rch einen hinreichenden
709S45/0537
Sicherheitsfaktor "bei der Auslegung der Getriebe berücksichtigen, .'«
Dem stehen die GetrieT&bauarten mit vier oder mehr als vier / lot-Leitungszweigen
gegenüber. Hier ist die geeignete Wahl von Toleranzen allein nicht ausreichend. Andererseits sind die
Elastizitäten auch mit den bekannten Unsicherheiten behaftet. Ein optimaler Lastausgleich war aber bisher aus rein kinematischer
Sicht - alle Getriebeglieder werden als starr idealisiert - nur mit relativ vielen Ausgleichsgliedern möglich.
Die Erfindung dient der Verbesserung des Lastausgleichs an den Zahnr-adflanken von Stirnradgetrieben bei geringer Gliederzahl.
Sie benutzt dazu die stützende. Funktion der Zahnflanken von vier oder mehr Zwischenrädern. Infolge der Stützungen und bei
der Voraussetzung der minimalen Gliederzahl ist eine Teilkette oder sind zwei Teilketten weder mittelbar noch unmittelbar im
Bezugsglied, dem Gestell, gelagert. Mit den Zahnflanken der beiden'Zentraliräder v/erden die Stützungsstellen der Zwischenräder
gebildet. Der dabei erzielte ständige Kontakt aller Zahnpaare untereinander im stationären Betrieb bewirkt ein günstiges
Geräuschverhalten.
Obwohl das Getriebe den rechnerischen Freiheitsgrad F = 1 ( bei einer ungelagerten Teilkette) bzw. F = 3 (bei zwei tmgelagerten
Teilk^tten) besitzt, ergibt sich unter Vernachlässigung der Ie
Toleranzen zwangsläufig, daß das Getriebe zwischen dem An- und -Abtrieb den Freiheitsgrad F = 1 aufweist.
Einer Eingangsbewegung folgt also eine eindeutige Ausgangsbewegung.
Diese Getriebestruktur läßt sich durch ein Glied mit einer zusätzlichen Lagerstelle oder durch ein Glied mit zwei
zusätzlichen Lagerstellen zu einem Getriebe mit dem Freih£its- U
grad F = 2 zwischen dem An- und dem Abtriebsglied erweitern ( vergl. Müller, "Umlauf- Kurbelgetriebe" in der Zeitschrift
"Konstruktion", Jg. 25, Heft 3 vom März 1973). An- und Abtriebsmomente sind dabei so in die ungelagerten Teilketten
einzuleiten, daß möglichst keine Kräfte übertragen werden, oder nur die Gewichtskräfte zu kompensieren sind, z.B. über
Kupplungen. , ■ ··
709045/0537
Zur Koppelung der Zwischenräder ist nach einem Bildungsgesetz
eine spezielle Glieder- und zugehörige Elementenzahl erforderlich.
Bei der Vernachlässigung des An- und Abtriebes sind bei p-Zwischenrädern sowie minimaler Gliederzahl und nur kinematischem
Lastausgleich p-2 Glieder mit drei Elementen (Lagerstellen) vorhanden, die auch als ternäre Glieder bezeichnet
werden können. Je zwei Zwischenräder sind auf einem ternären Glied der Wippe angeordnet. Ein bei einer ungeraden Zwischenradzahl
verbleibendes Zwischenrad muß einzeln auf einem ternären Glied gelagert werden. Die restlichen noch verbleibenden
Glider und Elemente dienen zur Bildung von Lagerstellen it's,
der Glieder untereinander.
Alle gekoppelten ternären Glieder bilden einen Gliederverband, der als Zwischenradträger bezeichnet wird. Im Gesamtgetriebeverband
.müssen die Lagerstellen zur Bildung des Zwischelj>rad- Zuträgers so angeordnet sein, daß alle Glieder stets relativ
zueinander beweglich sind, weil sonst aufgrund der fehlenden ld_
Ausglei'chsmöglichkeit und der Fertigungsungenauigkeit der Lastausgleich nicht immer erfolgen könnte.
Für Getriebe mit einem positiven Zahndruckausgleich ist es erforderlich,
daß die Lagerstelle einer Wippe, die zur Verbindung der ternären Glieder untereinander dient, in einem bestimmten
Bereich liegt.Dieser wird durch die Zahnkräfte'der beiden
Zwischenräder, die auf dem Glied gelagert sind, charakterisiert. Positiver Lastausgleich bedeutet, daß sämtliche äquivalente
Zahnkräfte, die einerseits von einem Zentralrad auf die Zwischenräder und andererseits von den Zwischenrädern auf das zweite
Zentralrad wirken, gleichgerichtete Drehmomente hervorrufen.
An einem jeden Zwischenrad treten zwei Zahnkräfte (z.B.W41;W42;
W43; W44; W45; W46; W47; W48) auf, die einen gemeinsamen Schnittpunkt
(z.B. S41; S42; S43; S44) besitzen. Durch diesen und die zugehörige Zwischenraddrehachse (z.B. D41} D42) im ternären Glied
verläuft die Wirkungslinie (z.B. R41» R42; R43; R44) der resultierenden
Zahnkräfte eines Zwischenrades, d|B2f Lagerkraft. M Ie
Für die Wippen, die einen positiven Lastausgleich der beiden Zwischenräder untereinander bewirken sollen, ist die Erfüllung
. 709345/053? -
einer besonderen geometrischen Bedingung erforderlich.Die Getriebe
mit vier Zwischenrädern bilden eine Ausnahme. Bei diesen Getrieben wird nur ein Glied nach der geforderten Bedingung
ausgelegt, wodurch die Geometrie des anderen zwangsläufig festgelegt ist. Aus den Wirkungslinien der Lagerkräfte,
die von jeweils zwei Zwischenrädern auf eine Wippe wirken, ergeben sich scherenförmige Bereiche.
Der eine Bereich ergibt einen positiven Lastausgleich (z.B. Fig. 4: die beiden schraffierten Bereiche), der an'der.e Bereich
einen negativen Lastausgleich. Ist ein positiver Lastausgleich gegeben, so bewirken alle äquivalenten Zahnkräfte gleichgerichtete
Drehmomente. Im Extremfall, dem günstigsten Lastausgleich, sind alle äquivalenten Zahnkräfte gleich groß. Sie
haben nach Größe und Richtung identische Momente zur Folge. Demgegenüber steht der negative Lastausgleich. Er bewirkt
Blindleistungen und erhöhte Zahnbelastungen innerhalb de^ Ge- /r
triebes. Daraus ergibt sich bei ihm eine größere Bauteilbelastung und ein ungünstigerer Wirkungsgrad als beim Getriebe mit
positive^. Lastausgleich. Der negative Lastausgleich führt im /r
Lastzustand zu Verspannungen der Zwischenräder untereinander. Das bedeutet keinen Anlagewechsel der Zahnflanken bei einer
Drehrichtungsumkehr. Im Grenzfall des negativen Lastausgleiches besitzen die vier mittelbar an einer Wippe angreifenden Zahnkräfte
(z.B. W41; W42; W43; W44; W45; W46; W47; V/48) eine gemeinsam
resultierende Wirkungslinie, die durch' den Schnittpunkt
(z.B. A41; A42) der beiden auf einer Wippe gelagerten Zwischen-.radlagerkräfte
(z.B. R41; R43i R42; R44) und dem Zentrum verläuft. Dadurch entsteht Selbsthemmung.
Die Wirkungslinie (z.B. B41; B42), die sich aus den vier Zahnkräften
mit optimalem Lastausgleich ergibt, liegt stets im positiven Bereich, wobei die vier Zahnkräfte mittelbar auf die
Wippe wirken. Optimaler Lastausgleich bedeutet hier, daß alle äquivalenten Zahnpaare bei idealer Geometrie gleich große Zahnkräfte
besitzen und gleichgerichtete Drehmomente hervorrufen. Im allgemeinen ist der günstigste Lastausgleich dann gegeben,
wenn die Wippenlagerstelle auf der Wirkungslinie (z.B. B42; B41)
liegt (z.B. G41), die sich aus den vier Zahnkräften der zugehörigen Zwischenräder ergibt.
7O9845/0B37
Im Grenzfall des positiven Lastausgleiches sind die Wippendreh- If
punkte (z.B. G42) auf der Wirkungslinie einer Zwischenradiagerkraft
(r ^, R41i R42; R43; R44) angeordnet.
In diesem Fall können eines oder mehrere der Zwischenräder ohne
Zahnbelastung sein.
Um einen statisch bestimmten Lastausgleich aller Zwischenräder zu erzielen, ist die Verlagerung aller Glieder relativ zum Bezugssystem
notv/endig. Aufgrund der Fertigungsungenauigkeit muß der kinematische Lastausgleich, d.h. die Bewegung aller Glieder
untereinander, möglich sein.Darum muß infolge von Toleranzen primär die Kinematik herangezogen werden. Ist in jeder Stellung
eine Ausgleichsbewegung gewährleitet, so können für verschiedene Bereiche alle Zwischenräder zur Leistungsübertragung herangezogen
werden. Erst in diesem Falle ist die statische Bestimmung der Zahnkräfte aller Zwischenräder möglich. Dabei darf die dritte
Drehachse einer Scheibe, auf der zwei Zwischenräder drehbar um die beiden anderen Drehachsen gelagert sind, nicht durch den
Schnittpunkt (z.B. A41» A42) verlaufen, der sich aus den Wirkungslinien der beiden Zwischenradlagerkräfte ergibt.
Dieser ist momentan der Drehpunkt (Momentanpol) der betrachteten Scheibe im Bezugssystem, das aus den beiden Zentralrädern gebildet
wird. Eine Lagerung der Wippe im Momentanpol würde die Ausgleichsmöglichkeit aller Zwischenräder bei Annahme starrer Scheiben
nicht gewährleisten.
Zur Kompensation der Gewichtskräfte oder zur Verringerung der Laufgeräusche lassen sich die vorher beschriebenen ungelagerten
Teilketten, die auch nur aus einem Rad bestehen können, elastisch an ein entsprechend gestütztes oder gelagertes Glied koppeln.
Es besteht zur Verbesserung der Laufeigenschaften auch die Möglichkeit, ein Grundgetriebe mit den bisher beschriebenen Eigenschaften
zu wählen. Dieses kann zur Erhöhung der Leistungsdichte durch den Einbau zusätzlicher Zwischenräder verbessert werden.
Sie können an denes} bereits vorliegenden Gliedern elastisch ge- -i !'i
lagert sein, oder der Lastausgleich erfolgt über elastische Stützungsstellen. Elastische Lagerungen und Stützungsstellen
können die Ausgleichswege der "quasi-ungelagerten Gliedergruppe"
verringern. 7O9 8AB/0S37
Mit Hilfe der kinematischen Umkehr des Getriebes wird z.B. aus einem Standgetriebe ein Umlaufrädergetriebe. Damit ändert sich
die Kinematik der Getriebe nicht. Nur das Gestellglied ist ausgetauscht. Verschiedene Bauteile lassen sich dabei durch kinematisch
gleichwertige Gliedergruppen ersetzen fz.B. ein Zwei- Ii
schlag durch eine Feder) oder durch den Einbau von Assurgruppen erweitern. Also ergeben sich aus einem Grundgetriebe eine Vielzahl
kinematisch gleichwertiger Ersatzgetriebe. Manche dieser Getriebe sind allerdings nur in der momentanen Stellung funktionsfähig
(z.B. Schaltwerkgetriebe).
Für den Gesamtgetriebefreih^iitsgrad F = I (wenn man einer Ein— Je.
gangsbewegung unter Vernachlässigung der Toleranzen eine eindeutige Ausgangsbewegung zuordnet) ist bei minimaler Glieder—
zahl (z.B. Fig. 5) der Zahnketten eines der vorliegenden Glieder als-Bezugsglied, d.h. als Gestell, zu wählen. Dann sind die
Getriebeglieder einander zugeordnet, jedoch ist das Gestellglied noch festzulegen. Dient zur Erläuterung die Figur 5 als Grundlage
(siehe DT-PS25 19 028.7-12), so sind mögliche Strukturen in den Figuren 6 und 7 dargestellt. Eine der beiden bisher nicht
im Gestell gelagerten Teilketten kann zur Gewichtskompensation noch im Gestell gelagert werden. Die übrigbleibende Teilkette
übernimmt dann allein die Ausgleichsbewegung. Alle nicht im Gestell gelagerten Teilketten stützen sich auf die Zahnflanken.
Damit sind jeweils drei Stützpunkte, die sich aus allen Zwischenrädern und einem Zentralrad sowie der sternförmigen Teilkette
ergeben, als Ersatzlagerstelle anzusehen. Die Ersatzlagerstelle ist ein geometrischer Ort zur Beschreibung der jeweiligen Gliederlage.
Für den Gesamtgetriebefreiheitsgrad F = 2 (also zwei Ein- bzw.
Ausgangsbewegungen sind ein£ Ausgangs- bzw. Eingangsbewegung zu- /e
geordnet) ist das Gestell als zusätzliches Glied zu wählen. In diesem gewählten Bezugsglied ist ein Glied einer Teilkette
gelenkig anzuordnen. Es besteht auch die Möglichkeit, zwei Glieder zu lagern. Jedoch dürfen diese nicht der gleichen Teilkette
angehören, und es ist auf eine relative Zuordnung dieser Lagerungen zu achten.
, ~ 7098*5/0537
Um die bei der Konstruktion bekannter Stirnradgetriebe bisher regelmäßig vernachlässigte Gewichtskraft der ungelagerten Teilkette
wenigstens teilweise zu kompensieren, kann diese elastisch mit Gliedern gleicher Relativwinkelgeschwindigkeiten gekoppelt
werden. Es können nur gestützte oder auch · gestützte und gelagerte Teilketten federnd miteinander verbunden werden. Darüber hinaus
besteht zur Verbesserung der Laufeigenschaften auch die Möglichkeit,
eine Zwischenradgruppe mit optimalem Lastausgleich einzubauen und .-weitere
Zwischenräder elastisch anzuordnen. Die Zentralachsen aller Zwischenräder sind so auszulegen, daß die mittlere Relativgeschwindigkeit
gegenüber dem Gestell während des Betriebszustandes erhalten bleibt. Konstruktiv gleichwertig sind Getriebe mit weiteren
Zwischenrädern, deren Lastausgleich über nachgiebige < Stützungsflächen erzielt wird. .
Die Leistung ist zweckmäßigerweise an dem im Gestell gelagerten Glied von außen zu- oder abzuführen. Dabei entstehende äußere
Kräfte werden durch die Gestellagerung kompensiert. Auf die !angelagerten
Teilketten sind die Leistungen' von außen möglichst kraftfrei ab- oder zuzuleiten, z.B. durch Kupplungen. Darüberhinaus
läßt sich auch das "quasi-gestellfeste Glied" als ausgleichende
Teilkette gestalten. Hierbei ist die Rotationsbewegung über mögliche Kupplungen eingeschränkt, während Radialbewegungen
ausgeführt werden können.
Je nach Verzahnungsart und Betriebsanordnung des Getriebes ist eventuell die ausgleichende Teilkette in axialer Richtung zu
stützen (z.B. durch Axi^lager oder ähnlich wirkende Bauelemente). ü
Die Erfindung ermöglicht die Schaffung zahlreicher Ausführungsformen. In den Figuren ist eine Auswahl dargestellt:
Fig. 1 z^gt eine AI- Getriebestufe, auch "Umlaufräder1.1- oder /ei
"Planetengetriebe" genannt, mit dem rechnerischen Freih^itsgrad It
F = 3. Zwischen dem Sonnenrad J!1 und dem Stützrad \2 sind sechs /"7 M
Planetenräder £3 angeordnet. Alle Planetenräder sind durch eine M
Teilkette untereinander verbunden, die aus vier ternären Gliedern t4, £5» £6 und f.J besteht. Der An- und der Abtrieb sind j-f
hier nicht eingezeichnet.
Fig. 2 zi^gt eine AA-Getriebestufe in Draufsicht und im Schnitt, LIv
auch "Parallelwellen-" oder "Mehrwellengetriebe" genannt, mit dem rechnerischen Freiheitsgrad· F - 3. Auf dem Umfang der beiden
Zentralräder 21 und 22 sind sechs Zwischenradpaare 23 angeordnet, wobei ein Zwischenradpaar aus zwei auf einer Drehachse angeordneten Zwischenrädern besteht. Jeweils zwei dieser Zwischenradpaare
sind in den ternären Gliedern 24, 25 und 26 gelagert. Diese ternären
Glieder24,25 und 26 wiederum sind in einem ternären Glied, dem Gestell 27, gelagert.
Fig. 3 zeigt drei mögliche Getriebestufen für Stirnradgetriebe. Für jede Getriebestufe sind zwei Zwischenradpaare 32 bzw. zwei
Planetenräder 32 skizziert. Zentralräder sind die Antriebsräder
und die Abtriebs- oder Stützräder 33. Die Verbindungselemente, z.B. Kupplungen der ausgleichenden Teilketten, sind hier nicht
skizziert. Sie können beispielsweise analog den in den bekannten Stoeckicht-Entwicklungen s.o.vorgesehenen Konstruktionen
ausgeführt werden.
Fig. 4 zeigt ein AI-Getriebe mit fünf Zwischenrädern. Die Wirkungslinien
W41; W42; W43; W44; W45; W46; W47 und W48 kennzeichnen die Kraftrichtungen der Zahnpaare für einen bestimmten
Lastzustand. (Dargestellt ist ein positiver Lastausgleich.) Jeweils zwei der Kraftvektoren W4I und W42; W43 und W44; W45
und V/46 oder W47 und W48 ergeben einen gemeinsamen Schnittpunkt S4Ij S42; S43 und S44. Durch diesen und die zugehörige
7G984S/Ö53?
Lagerstelle des jeweiligen Zwischenrades auf der Wippe, z.B. S41 und D4-1 oder 342 und D42, verläuft die Wirkungslinie R41;
R42; R43 ^der R44 der Lagerkraft des betrachteten Zwischenrades.
Jeweils zwei dieser Κ4ϊ"ίtvektoren bilden zwei scherenf örmige Be- U r°-
reiche. Der eine ist schraffiert, der andere nicht. Wenn sämtliche
Zahnpaare unter Vernachlässigung der Erdbeschleunigung und der Reibung gleiche Belastungen übertragen, dann liegt im
schraffierten Bereich, der einen positiven Lastausgleich kennzeichnet - hier für zwei Wippen dargestellt -, die resultierende
Wirkungslinie B41 bzw. B42 der Kräfte aller mittelbar an einer Wippe auftretenden Zahnkräfte.
Pig. 5 zeigt ein Grundgetriebe für ein AI-Getriebe mit fünf Zwi-_ -schenrädern
51» die zwischen den Zentralrädern 52 und 53 angeordnet
sind. Alle Zwischenräder sind durch eine sternförmige Teilkette untereinander verbunden. Diese besteht aus drei ternären Gliedern
54, 55 und 56. Aus diesem Grundgetriebe lassen sich jeweils
zwei AI-Getriebestrukturen mit den rechnerischen Freiheitsgraden P = 1 und P = 3 (Figuren 6 und 7) ableiten.
Pig. 6 zeigt ein Al-Standgetriebe mit dem rechnerischen Freiheitsgrad F = 3. Eines der beiden in Fig. 5 vorgesehenen te^ären Glieder ,fv
wurde als Gestell 6Ί gewählt. In den beiden übrigen Gliedern 62 und 63 sind in der gewählten Anordnung jeweils zwei Zwischenräder
64 gelagert. Das außenverzahnte Zentralrad ist mit 65» das innenverzahnte mit 66 bezeichnet. Die Elementenpaare, gebildet mit
der sternförmigen Teilkette und den Zwischenrädern, sind mit 67 bezeichnet.
Fig. 7 zeigt ein AI-Planetenradgetriebe mit dem rechnerischen
Freiheitsgrad P = 3. Eines der beiden in Fig. 5 vorgesehenen Zentralräder wurde als Gestell 71 gewählt. Mit Hilfe der Planetenräder
72 wird die Lage des Sonnenrades 73 definiert. Die sternförmige Teilkette, bestehend aus den ternären Gliedern 74;
75 und 76 ist erhalten geblieben. Die Elementenpaare, die mit der sternförmigen Teilkette und den Zwischenrädern gebildet
werden, tragen das Bezugszeichen 77.
70984S/0S37
Claims (14)
- PatentansprücheM,)Stirnradgetriebe, die in einer Getriebestufe einen kinematischen sowie einen positiven statischen Lastausgleich aller Zwischenräder -untereinander besitzen und infolge des ständigen Kontaktes der Zahnflanken aller Zahnpaare im s-jttionären Betrieb /ta durch ein günstiges Geräuschverhalten gekennzeichnet sind, mit /e zwei verzahnten Zentralrädern für den Antrieb und für den Abtrieb oder als Stützrad, sowie mit .mehr als zwei Zwischenrädern oder Zwischenradpaaren als Leitungszweigen, deren Zwischenradträger aus einer beweglichen Gliederkette aufgebaut ist, die unter Vernachlässigung des An- und Abtriebes nur aus Gliedern mit drei Lagerstellen (Elementen) besteht, wobei je zwei Zwischenräder auf einer Wippe eines Gliedes mit zwei Zwischenrädern und bei einer ungeraden Zwischenradzahl das verbleibende Zwischenrad einzeln in einem Glied gelagert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die .!* verbleibende Lagerstelle der Wippe in einen scherenförmigen schraffierten Bereich (vergleiche z.B.Fig. 4) fällt, der durch die Wirkungslinien (R4-1 ϊ R42; R43j R44) der resultierenden Lagerkräfte der beiden Zwischenräder aufgespannt wird, deren Lage jeweils durch die Schnittpunkte der Wirkungslinien der Zahnkräfte (S41; S42; S43; S44) der beiden Zahnpaare eines Zwischenrades und der Lagerstelle (D4I; D42 usw.), der Drehachse oder dem Drehvektor des zugehörigen Zwischenrades verläuft, und in dem die resultierende Wirkungslinie aller vier Zahnkräfte liegt, die sich aus den vier Zahnpaaren jeweils zweier zusammengehöriger Zwischenräder ergibt und durch den Schnittpunkt der beiden resul- '-tierenden Zwischenradlagerkräfte (A41; A42) verläuft, wobei dieser Schnittpunkt aber selbst ausgenommen bleibt, denn er kann ■ während der Ausgleichsbewegung einen Momentanpol eines Gliedes mit den beiden Zwischenrädern bilden, wodurch der kinematische Lastausgleich eingeschränkt wird, und nur eine kleinere Anzahl der Zwischenräder als die tatsächli^ vorhandene am Lastausgleich Uk teilnimmt, also kein Lastausgleich aller Zwischenräder untereinander erfolgt.709845/0537
- 2. Stirnradgetriebe nach Anspruch 1 mit kinematischem und optimalem positiven statischen Lastausgleich,sowie günstigem Geräuschverhalten,wobei alle äquivalenten im Eingriff stehenden Zahnpaare unter Vernachlässigung der Toleranzen gleich große Kräfte und gleichgerichtete Drehmomente übertragen, dadurch ^gekennzeichnet, daß die verbleibenden Lagerstellen (G41, etc.) /> zur Bildung des Zwischenradtragers, der Drehvektor oder die Drehachse der Wippen auf den resultierenden Wirkungslinien (B41; B42) aller vier mittelbar angreifenden Zahnkräfte einer Wippe angeordnet sind, die sich aus den vier Zahnpaaren jeweils zweier Zwischenräder ergeben und durch die Schnittpunkte ( A41J A42) der beiden zugehörigen resultierenden Zwischenradlagerkräfte (R41; R43j R42"; R44) verlaufen, wo "beider Dreh- \ vektor der Wippen mit den gekoppelten Gliedern aufgrund der kinematischen Bedingung nicht mit diesem Schnittpunkt (A41; A42) zusammenfallen darf.
- 3. Stirnradgetriebe nach Anspruch f und/oder 2, dadurch gekenn- M zeichnet, daß die Zwischenräder oder Zwischenradpaare in verschiedenen zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind.
- 4. Stirnradgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die An- oder Abtriebsmomente so /e in die ungelagerten Teilketten eingeleitet werden, daß die Kräfte weitgehend von der Übertragung ausgenommen bleiben, oder nur die Gewichtskräfte vornehmlich über Kupplungen kompensiert werden.
- 5. Stirnradgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,· daß einige oder alle der Glieder- It gruppen in an sich bekannter Weise an Gliedern mit gleicher relativer Winkelgeschwindigkeit elastisch aufgehängt H
- 6. Stirnradgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurgh_gek^nnzeichnet, daß die für die spezielle Gliederzahl gewählten Zwischenräder durch zusätzliche ergänzt sind,709545/0537die in federnden Aufhängungen oder starr an den bereits vorhandenen Gliedern gelagert sind und den Lastausgleich über elastisch angeordnete Übertragungsstellen erzielen können, wobei als Grundlage z.B. auch ein Zwischenradträger mit drei Zwischenrädern dienen kann, so daß im Extremfall nur ein Glied mit der besonderen geometrischen ^Bedingung vorliegt.
- 7. Stirnradgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die ungelagerten Teilketten, die -'e. auch nur aus einem Rad bestehen können, elastisch an ein entsprechend gestütztes oder gelagertes Glied so gekoppelt sind, daß die Gewichtskräfte kompensiert und/oder die Laufgeräusche vermindert werden.
- 8. Stirnradgetriebe nach einem oder mehreren der genannten Ansprüche zur Verbesserung der Tragfähigkeit (des Lastausgleiches) über der Zahnbreite, dadurch gekennzeichnet, daß die.Zähne /e und/oder der Zahnkranz eines Zentralrades oder beider Zentralräder 'und/oder der Zwischenräder elastischVangeordnet sind. Kw/o/er
- 9. Stirnradgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekfennzeiichnet t_daß die Zähne und/oder der Zahnkranz ;'e eines oder beider Zentralräder und/oder einzelner bzw. aller Zwischenräder in Segmente und/oder Zahnringe unterteilt sind.
- 10. Stirnradgetriebe nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet^ daß /e - die Zahnringe oder Segmente untereinander elastisch verbunden sind.
- 11. Stirnradgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Eingriffswinkel /« an einem und/oder verschiedenen Zwischenrädern vorliegen.
- 70 9&U/ OB 3?
- 13· Stirnradgetriebe nach einem oder mehreren der genannten Ansprüche, dadurch gekannzeichnet, daß die Zentralräder nicht .'c koaxial angeordnet sind, und deshalb unterschiedliche Betriebswälzkreise bei den Zwischenrädern oder Zwischenradpaaren vorliegen.
- 14. Stirnradgetriebe nach Anspruch 12 und/oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestellagerstellen oder die Stützungen vornehmlich die äußeren Kräfte kompensieren.7O9&4 5/0537
Priority Applications (6)
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---|---|---|---|
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: A. FRIEDR. FLENDER GMBH & CO KG, 4290 BOCHOLT, DE |
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