DE2619996C3

DE2619996C3 - Leistungsverzweigendes Stirnradgetriebe mit Lastausgleich

Info

Publication number: DE2619996C3
Application number: DE2619996A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dr.-Ing. 6333 Braunfels Vatterott
Original assignee: Individual
Current assignee: A Friedrich Flender AG
Priority date: 1976-05-06
Filing date: 1976-05-06
Publication date: 1979-03-22
Also published as: DE2619996B2; US4158967A; JPS531756A; FR2350517A1; GB1583662A; DE2619996A1; SE7705031L

Description

- die Stoeckicht-Enwicklungen (/. B. DE-PS 5 56 683, 6 69 889,6 82 275.7 37 886.8 58 185.11 57 059).

- die Fritsch-Erfindungen (z. B. DE-PS 12 08 586),

- der Einbau von Elastizitäten (/. B. DE-PS 11 57 059, 6 82 275.10 38 362.11 73 305.11 32 772.12 90 401).

J₁ — Flasti/Käten und die Forderung einer hohen Fertigungsgenauigkeit (z.B. DEPS 1173 305. 11 32 772.12 27 749).

- der statisch bestimmte Lastausgleich
(z. B. DL PS 23 04 872).

_|M — die Wahl abgestimmter folerjn/felder zur Erzielung eines besonderen Lastdruckausgleichs der /ahnflanken.

Viele Getriebe mit nur kinematischem Lastausgleich sind lediglich fur drei l.eisiiingszweige verwendbar, da

'■ die nicht vorhandene Lagerung des An- und/oder Abtriebrades, der Lcisiiingszweige. des Abtriebrades und der Leisiungs/weige. oder des Aniricbrades und der l.eisiiirigs/weige im Gestell durch die drei Stüt/ungssiellcn unmittelbar oder mittelbar ersetzt wird.

"' Is ist notwendig, die Wahl dieser Stiitzungsstellen derart vorzunehmen, daß keine unwirksamen Hemmungen auftreten (Dizioglu: »Getriebelehre. Bd. I«. Verlag Vieweg. Braunschweig I9b5. Seite 14 bis 17).
Mit Hilfe einer geeigneten Foleran/wahl dieser

'" Stiitzungsstellen und eines zusatzlich im Gestell angeordneten Drehgelenkes, das die Funktion des Ausgleit-hvorganges nicht beeinflußt, sind die bekanntgewordenen Konstruktionsmöglichkeilen teilweise abwandelbar Diese Eigenschaft resultiert aus der

W besonderen geometrischen Anordnung der Stützungen. Alle nicht mittelbar oder unmittelbar im Gestell des Stirnradgetriebes gelagerten Bauteile oder Bautcilgruppcn lassen sich nach bekannten Möglichkeiten in ent' sprechend nachgiebigen Bauteilen anordnen. Damit sind

■>$ die Federkräfte zusätzlich als Kräfte vorhanden Und müssen als Belastung Beachtung (Cunliffe, Sttiith, Welbourfi: »Dynamic Tooth Loads in Epicyclic Gears«,Transactions of the ASM E, Mai 1974).

Federkräfte sind je nach Auslegung der Bauteile entsprechend stark toleran/behaftet. Sie lassen sich durch einen hinreichenden .Sicherheitsfaktor bei der Auslegung der Getriebe berücksichtigen.

Dem stehen die Getriebebauarten mit vier oder mehr als vier Leistungszweigen gegenüber. Hier ist die geeignete Wahl von Toleranzen allein nicht ausreichend. Andererseils sind die Elastizitäten auch mit den bekannten Unsicherheiten behaftet. Ein optimaler Lastausgleich war bisher aus rein kinematischer Sicht — in alle Getriebeglieder werden als starr idealisiert — nur mit relativ vielen Ausgleichsgliedern möglich.

Aus der DE-AS 23 04 872 ist ein Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs I bekannt. Bei dem Getriebe ist im Falle ungerader Zwischenradzahlen das verblei- π bende Zwischenrad einzeln auf einem Glied gelagert, ein oder mehrere Hauptglieder sind frei beweglich und die Lagerstclle des Gliedes (Wippe, Lagerteil) zweier Zwischenräder ist so angeordnet, daß ein Verschwenken des L.igerteils verhindert werden soll. Bei idealer >o Geometrie kann dadurch ein guter Lastat-jgleich geschaffen werden. Bei den üblicherweise vorhandenen Maßabweichungen (Toleranzen) kann dagegen die Situation entstehen, daß Zwischenräder nicht in Eingriff gelangen und dadurch eine günstige Lastverteilung 2> nicht gegeben ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, auch bei den üblichen Toleranzen einen verbesserten Lastausgleich zu erreichen.

Nach der erfindungsgemüßen Losung liegt die dritte )» Lagerstelle einer Wippe in einem seherenförmigen Bereich, der von den resullierenden Lagerkräften der beiden am Lagerteil gelagerten Zwischenräder mit den Drehgelenken gebildet wird und in dem die Resultierende beider Lagerkräfte verläuft, wobei die Zahnräder auf η ein Hauptrad gleichgerichtete Drehmomente, d. h. einen positiven statischen Lastausgleich ausüben.

Das erfmdungsgemaße Gelriebe erreicht eine sehr günstige Lastv rteilung auf alle Zwischenräder. Dadurch ist eine gute Material- und Bduteilnutzung und ein i< > günstiges Leistungsgewicht erreichbar. Bei einer Maßabweichung wird durch ein Verschwenken und/oder Verschieben der Lagerteile, der iingelagerten Haupträder und falls vorhanden der Koppclglieder erreicht, daß sämtliche Zwichenrädcr beiderseits im Umgriff bleiben, li [ s entsteht kein Anlagcwechsel der H.iuplrader bei nur einer Drehrichtung, sondern .ille Zahnräder stehen standig im E"m(;riff. s<i dal! wenig Verschleiß und ein geringer Geräuschpegel entstehen können. Innere Getriebevefspannungen werden vermieden. Weil das ><i Getriebe rech mensch exakt erfaßbar ist. ergibt sich eine große konstruktive Sicherheit:

Nach der Erfindung erfolgt die Verbesserung des Lastausgleich? bei minimaler Anzahl von Gliedern (Teilen), ζ B. Räder. Lagerteile. Gestell. Sie benutzt v> dazu die stut/emk funktion der Herührungsstelien bzw. Zahnflanken von vier oder mehr Zwischenrädern, ζ. Β Planetcnrädern Infolge der Stützungen und bei einer minimalen Anzahl von Gliedern (Glieder/ahl) ist eine Teilkette oder sind zwei Teilketten weder mittelbar Itöch Unmittelbar im Gestell gelagert. (Unter einer Teilkelte wird ein Teil mehrerer aufeinander einwirken* der Glieder verstanden.) Mit den Zahnflanken der beiden Häupträder (.^eniralräder) werden die StützUngsstellen der Zwischenräder gebildet.

Obwohl das Getriebe drift rechnerischen Freiheitsgrad F= 1 (bei einer ungeiagerlcn Teilkcttc) bzw. F= 3 (bei zwei Urtgelägerten Teilketten) besitzt, ergibt sich unter Vernachlässigung der 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 Freiheitsgrad F= 2 zwischen dem An- und dem Abtriebsglied erweitern (vgl. Müller, »Umlauf-Kurbelgetriebe« in der Zeitschrift »Konstruktion«, Jahrg. 25, Heft 3 vom März 1973).

Für den Gesamtgetriebefreiheitsgrad F=I iwenn man einer Eingangsbewegung unter Vernachlässigung der Toleranzen eine eindeutige Ausgangsbewegung zuordnet) ist bei minimaler Gliederzahl (z. B. F i g. 5) der Zahnketten eines der vorliegenden Glieder als Bezugsglied, d. h. als Gestell (stillstehendes Teil, z. E. Gehäuse oder stillstehendes Zahnrad) zu wählen. Dann sind die Getriebeglieder einander zugeordnet jedoch ist das Gestellglied noch festzulegen. Dient zur Erläuterung die Fi g. 5 als Grundlage, so sind mögliche Getriebebauarten in den F i g. 6 und 7 dargestellt. Eine der beiden bisher nicht im Gestell gelagerten Teilketten kann zur Gewichtskompensation noch im Gestell gelagert werden. Uie 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 Ersalzlagerstelle anzusehen. Die Ersatzlagerstelle ist ein geometrischer Ort zur Beschreibung der jeweiligen Gliedlage.

Für den Gesamtgetriebefreiheitsgrad F= 2 (also zwei Ein- bzw. Ausgangsbewegungen sind einer Ausgangs bzw. Eingiingsbewegung zugeordnet) ist das Gestell als zusätzliches Glied zu wählen. In diesem gewählten Bezugsglied ist ein Glied einer Teilkeite geleikig anzuordnen. Ls besteht auch die Möglichkeit, zwei Glieder zu lagern. Jedoch dürfen diese nicht der gleich ^-n Teilkelte angehören, und es ist auf eine relative Zuordnung dieser Lagerungen zu achten.

An- und Abtriebsmomente sind so in die ungdagertcn Teilketien einzuleiten, daß möglichst keine Kräfte übertragen worden, oder nur die Gewiciitskräfte zu kompensieren sind. z. B. über Kupplungen.

Ein besonders günstiger Lastausgleich ist dadurch erreichbar, daß die Lagerstclle der Lagerteile auf der Resultierenden der beiden gleich großen I.agcrkrafte beider am Lagerteil gelagerten Zwischenrader mit den Drehgelenken liegt (Anspruch 2).

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den übrigen 1 Inicranspruchen aufgeführt.

Zur Kopplung der Zwischenrader ist eine spezielle Glieder- und zugehörige Elementenzahl erforderlich. Bei der Vernachlässigung des An und Abtriebs sind bei Zwischenrädern mit der Anzahl ρ sowie minimaler Gliederzahl und nur kinematischem Lastausgleich ρ minus 2 Glieder m . drei Elementen (Lagerstelleri) vorhanden, di'.· auch als ternäre Glieder bezeichnet werden, je zwei Zwischenrader sind auf einem ternären Glied eines Lagerteiis angeordnet Ein bei einer ungeraden Zwischenradzahl verbleibendes Zwischenfäd muß einzeln auf einem ternären Glied gelagert werden. Die restlichen iioch verbleibenden Glieder und Elemente dienen zur Bildung von Lagerstellen der Glieder untereinander.

Alle gekoppelten ternären Glieder bilden einen Gliederverband, der als Zwischenradträger bezeichnet

wird. Im Gcsamtgetricbcvcrband müssen die Lagcrslcllen zur Bildung des Zwischcnradlrägcfs so angeordnet sein, daß alle Glieder stets relativ zueinander beweglich sind, weil sonst aufgrund der fehlenden Ausgleichsmögliclikcit Und der Fefligüngsüngcnäüigkcit der Lastausgleich nicht immer erfolgen könnte.

Für Getriebe mit einem positiven Lastausgleich ist es erforderlich, daß die Lagcrstcllc eines Lagcrteils, die zur Verbindung der ternärcn Glieder untereinander dicn(_f in einem bestimmten Bereich liegt. Dieser wird Ί.. B₁ durch die Zahhkfäftc der beiden Zwischcrirädcr, die auf dem Glied gelagert sind, charakterisiert. Positiver Lastausgleich bedeutet, daü sämtliche äquivalente Zahnkräftc, die einerseits von einem Uauplrad auf die Zwischcnräder und andererseits von den Zwischcnrädcrri auf das zweite Hauptrad wirken, gleichgerichtete Drehmomente hervorrufen.

Zur Kompensation der Gewichtskräflc oder zur

\7»(-·.>η«*η·-··»π rlnv I itnfmip'ii.FnUn Ια^καη »-»«Ι» ~1ί·* * ».-I·»·. • l-llflfg^Mfllg VH-I lMIUI5I.IUtMVIIk IU.9ai.lf 3 It I I UH. TlSI IHt beschriebenen ungelagcrten Teilketten, die auch nur aus einem Rad bestehen können, elastisch an ein cntspre chend gestütztes oder gelagertes Glied koppeln. Es besteht zur Verbesserung der Laufeigenschaftcn 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 den bereits vorliegenden Gliedern elastisch gelagert sein, oder der Lastausgleich erfolgt über elastische Stülzungsslcllen. Elastische Lagerungen und Stützungsstcllcn können die Ausglcichswcge der »quasiungclagcrlen Gliedergruppe« verringern.

Mit Hilfe der kinematischen Umkehr des Getriebes wird ζ. B. aus einem Standgetriebe ein Umlaufrädergetriebe (Planetengetriebe). Damit ändert sich die Kinematik der Getriebe nicht. Nur das Gestcllglied ist ausgetauscht. Verschiedene Bauteile lassen sich dabei durch kinematisch gleichwertige Gliedergruppen ersetzen (z. B. durch den Einbau von Assurgruppen). Somit ergeben sich aus einem Grundgetriebc eine Vielzahl kinematisch gleichwertiger Ersalzgetricbe. Manche dieser Getriebe sind allerdings nur in der momentanen Stellung funktionsfähig (z. B. Schaltwerkgetriebe).

Um die bei der Konstruktion bekannter Stirnradgetriebe bisher regelmäßig vernachlässigte Gewiciitskraft der ungelagcrten Teilkettc 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. Darübr" hinaus besteht zur Verbesserung der Laufeigenschaften auch die Möglichkeit, eine Zwischenradgruppe mit optimalem Lastausgleich einzubauen und weitere Zwischenräder elastisch anzuordnen. Die Zentralachsen alier Zwischenräder sind so auszulegen, daß die mittlere Realtivgeschwindigkeit gegenüber dem Gestell während des Betriebszustandes erhalten bleibt. Konstruktiv gleichwertig sind Getriebe mit weiteren Zwischenrädern, deren Lastausgleich über nachgiebige Slützungsflächcn 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 ungelagerten Teilketten sind die Leistungen von außen möglichst kraftfrei ab- oder zuzuleiten, z. B. durch Kupplungen. Darüber hinaus läßt sich auch das »quasi-gestellfeste Glied« als ausgleichende Teilkelle gestalten. Hierbei ist die Rotationsbewegung über mögliche Kupplungen eingeschränkt, während Rndialbewcgungcn ausgeführt werden können.

Jc nach Vcfznlintiiigsari Und Bctriebsanördnung des G'clyiebcs ist eventuell die ausgleichende Teilkettc in axialer Richtung zu sKil7.cn (z. B. durch Axiallager oder ähnlich wirkende Hiiiicieiiu'iilc).

Ausführungsbcispiclc der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt lind werden im folgender!

1« Mäher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen schematised dargestellten Schnitt durch ein erstes Ausführtingsbeispiel; eine Al-Gctricbestufe, auch »Umlaufräder«- oder »Planetengetriebe« genannt, mit dem rechnerischen FreihcitsgMid /'= 3 Zwischen dem .Sonnenrad 11 und dem Sülzrad 12 sind sechs PlanctrnräUlcr 13 angeordnet. Alle Planclcnrädcr sind durch eine Tcilketle untereinander verbunden, die aus vier tcrnären Gliedern 14,15. i^fi und 17 besteht. Da ■An- und der Abirieb sind hier nicht eitigczcichnci.

in Fig. 2 zeigt einen schematisch dargestellten Schnitt durch ein 7weilcs Ausfiihrungsbcispiel einschließlich einem Axialschnitt; eine AA-GctricbesUifcin Draufsicht und im Schnitt, auch »Parallelwellcn« oder »Mchrwellcngctriebe« genannt, mit dem rechnerischen Freiheitsgrad i -3. Auf dem Umfang der beiden Zentralräder 21 und 22 sind sechs Zwischcnradpaarc 23 angeordnet, wobei ein Zwischenradpaar aus zwei auf einer Drehachs·, angeordneten Zwischenrädern besteht. Jeweils zwei dieser Zwischcnradpaarc sind in den

.m ternärcn Gliedern 24.25 und 26 gelagert Diese ternären Glieder 24, 25 und 26 wiederum sind >r. einem tcrnärcn Glied.dem Gestell 27 gelagert.

Fig. 3 zeigt schematised dargestellte Axialschnitte durch drei Ausführungsbcispiclc; drei mögliche Getriebeslufcn für Stirnradgetriebe. Für jede Getriebestufe sind zwei Zwischcnradpaarc 32 bzw. zwei Planetenräder 32 skizziert. Zentralräder sind die Antriebsräder 31 und die Abtriebs- oder Stiitzrädcr 33. Die Verbindungselemente, z. B. Kupplungen der ausgleichenden Teilketten, sind hier nicht skizziert. Sie können beispielsweise analog den in den bekannten Sloeckicht-Entwicklungen s. o. vorgesehenen Konstruktionen ausgeführt werden.

Fig. 4 zeigt einen schematisch dargestellten Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel (Al-Zahnradgetriebe, z. B. Evolventenverzahnung); ein Al-Getriebe mit fünf Zwischenrädern. Die Wirkungslinicn IV41; 1V42; W 43: »'44; H'45; IV46; H'47 und IV48 kennzeichnen die Kraftrichtungen der Zahnpaare für einen bestimmten Lastzustand. (Dargestellt ist ein positiver Lastausgleich.) Jeweils zwei dt.r Kraftvektoren W41 und W42; H'43 und W44; W45 und W46 oder H'47 und W48 ergeben einen gemeinsamen Schnitt punkt 541; 542; 543 und 544. Durch diesen und die zugehörige Lagerstelle des jeweiligen Zwischenrades auf der Wippe, z. B. 541 und D41 oder 542 und D42, verläuft die Wirkungslinie Λ 41; R 42; R 43 oder R 44 der Lagerkraft des betrachteten Zwischenrades. Jeweils zwei dieser Kraftvektoren bilden zwei scherenförmige Bereiche. Der eine ist schraffiert, der andere nicht

μ 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 Wirkungs linie B4i bzw. β42 der Kräfte aller mittelbar an einer Wippe auftretenden Zahnkräfte.

Fig.5 zeigt ein Grundgetriebe für ein AI-Getriebe mit fünf Zwischenrädern 51. die zwischen den

Zentralrädern 52 und 53 angeordnet sind. Alle Zwischenräder sind durch eine sternförmige Teilkette untereinander verbunden. Diese besteht aus drei ternäferi Gliedern 54, 55 und 56. Aus diesem Grundgetriebe lassen sich jeweils zwei AI-Getriebejtrukturen mit den rechnerischen Freiheitsgraden F= 1 und F= 1 (F i g. 6 und 7) ableiten,

Fig.ο zeigt ein Al-Slandgetriebe mit dem rechnerischen Freiheitsgrad F=3. Eines der beiden in Fig.5 vorgesehenen ternären Glieder" wurde als Gestell 61 gewählt. In den beiden übrigen Gliedern 62 und 63 sind in der gewählten Anordnung jeweils zwei Zwischenräder 64 gelagert. Das außenverzahnte Zentralrad ist mit •5, das innenverzahnte mit 66 bezeichnet Die Elementenpaare, gebildet mit der sternförmigen Teilkette und den Zwischenrädern, sind mit 67 bezeichnet.

Fig. 7 zeigt ein Al-Planetenradgetriebe mit dem rechnerischen Freiheitsgrad F= 3. Eines der beiden in F i g. 5 vorgesehenen Zentralräder wurde als Cjesteü 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.

An jedem Zwischenrad treten zwei Zahnkräfte W4i, W 42; W 43. W 44; W45. W46; W47. W4» (F i g. 4) auf, die einen gemeinsamen Schnittpunkt (541; 542; 543; 544) besitzen. Durch diesen und die zugehörige Zwischenraddrehachse (D 41; D 42) im ternären Glied verläuft die Wirkungslinie (7? 41; Λ 42; R 43; R 44) der resultierenden Zahnkräfte eines Zwischenrades. Diese Wirkungslinie entspricht der Richtung der Lagerkraft Für die Lagerteile (Wippen), die einen positiven Lastausgleich der beiden Zwischenräder untereinander bewirken sollen, ist die Erfüllung 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 andeien zwangsläufig festgelegt ist Aus den Wirkungslinien RAX, R 43; R 42, R 44 der Lagerkräfte, die von jeweils zwei Zwischenrädern auf ein Lagerteil wirken, ergeben sich scherenförmige Bereiche.

Der eine Bereich ergibt einen positiven Lastausgleich (in F i g. 4: die beiden schraffierten Bereiche), der andere 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 des Getriebes. Daraus ergibt sich bei ihm eine größere Bauteilbelastung und ein ungünstigerer Wirkungsgrad als beim Getriebe mit positivem Lastausgleich. Der negative Lastausgleich führt im Lastzustand zu Ver* spannungen der Zwischenräder untereinander. Das bedeutet keinen Anlagewechsel der Zahnflankeri bei einer Drehrichtungsumkehr. Jm Grenzfail des negativen Lastausgleiches besitzen die vier mittelbar an einer Wippe angreifenden Zahnkräfte (W4X bis W¹48) eine gemeinsam resultierende Wirkungslinie, die durch den

ίο Schnittpunkt (A 41; A 42) der beiden auf einer Wippe

gelagerten Zwischenradlagerkräfte (R4t Λ43, R42.

R 44) und das Zentrum Z verläuft. Dadurch entsteht Selbsthemmung.

Die Wirkungslinie (B4\; 542), die sich aus den vier

is Zahnkräften mit optimalem Lastausgleich ergibt, liegt stets im positiven Bereich, wobei die vier Zahnkräfte mittelbar auf das Lagerteil wirken. Optimaler Lastausgleich bedeutet hier, daß alle äquivalenten Zahnpaare bei idealer Geometrie gleich große Zahnkrafle besitzen und gleichgerichtete Drehmomente hervorrufen. Im allgemeinen ist der günstigste Lastausgleich dann gegeben, wenn die Lagerstelle (G 41, G 42) des Lagerteile auf der Wirkungslinie (B 41, ß42) liegt, die sich aus den vier Zahnkräften der zugehörigen Zwischenräder ergibt. Um allen möglichen Toleranzen Rechnung zu tragen, soll ein hinreichender Abstand von den Lagerkräften (7?41. R43; R42, R44) eingehalten werden. Im Grenzfall des positiven Lastaurgleiches ist der Lagerteildrehpunkt (G42) auf der Wirkungslinie einer Zwischenradlagerkraft (R 48) 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 notwendig. 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

•to Stellung eine Ausgleichsbewegung gewährleistet, 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 (A 41; A 42) verlaufen, der sich aus den Wirkungslinien der beiden Zwischenradlagerkräfte ergibt Dieser ist momentan der Drehpunkt (Momentanpol, augenblicklicher Drehpunkt) der betrachteten Scheibe im Bezugssystem, das aus den beiden Zentralrädern ,gebildet wird. Eine Lagerung des Lagerteils im Momentanpol würde, die Ausgleichsmöglichkeit aller Zwischenräder bei Annah-~ me starrer Scheiben nicht gewährleisten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Leistungsverzweigende Stirnradgetriebe, die in einer Getriebestufe einen statischen Lastausgleich aller Zwischenräder untereinander besitzen, mit einem günstigen Geräuschverhalten infolge des ständigen Kontaktes der Zahnflanken aller Zahnpaare im stationären Betrieb mit zwei Haupträdern für den Antrieb und/oder für den Abtrieb oder als Abstützung sowie mit mehr als drei Zwischenrädern als Leistungszweigen, deren Zwischenradträger aus einer beweglichen Gliederkette aufgebaut ist, die unter Vernachlässigung des An- bzw. Abtriebs mindestens ein Glied (Wippe) mit drei Lagerstellen (Elementen) besitzt, wobei bei einer geraden Zwischenradzahl je zwei Zwischenräder auf einer Wippe lagern, d. h. eines Gliedes mit zwei Zwischenrädern in je einer Lagerstelle, und bei einer ungeraden Zwwchenradzahl das verbleibende Zwischenrad einzeln an einem Glied oder zusätzlich an einer Wippe gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die verbleibende Lagerstelle fG41; G 42) mindestens einer Wippe (14, 15, 16; 24, 25, 26; 56, 62, 63; 74, 76) des Zwischenradträgers in einen scnerenförmigen Bereich (Fig. 4 schraffiert) fällt, der durch die Wirkungslinien (RAl. RAi: RA2. RAA) der resultierenden Lagerkräfte der beiden Zwischenräder aufgespannt ist. deren Lage jeweils durch die Schnittpunkte (SAi; .S'42; 543; 544) der Wirkungslinien uer Zahnkräfte der beiden Zahnpaare eines Zwischenrades und der £.agerstelle (DAi; DA2) bzw. der Drehachse oJer dem Dreh vektor des zugehörigen Zwischenrades verläu . und in dem die resultierende Wirkungslmie aller vier Zahnkrafte bei gleichgerichtetem Drehmoment (positivem Lastausgleich) der beiden Zwischenräder einer Wippe· liegt, die durch den Schnittpunkt der beiden resultieren den Zv/i'ichenradlagerkrafte verläuft, wobei dieser Schnittpunkt (A 41; A 42) aber selbst ausgenommen bleibt.

2. Stirnradgetriebe nach Anspruch I mit gleich großen Zahnkraflen in einer Getnebeebeni; unter Vernachlässigung der foleran/en. dadurch gekenn zeichnet, daß /um optimalen positiven statischen Lastausgleich die verbleibende Lagerstelle (CiAi. (7 42) h/w. der Drchveklor oder die Drehachse der Wippe z.ur Bildung des /wischcnradträgcrs auf der resultierenden Wirkungslmie (HAi. Ö42) aller vier Inittelbar über das jeweilige /wisehcnrad an der Wippe angreifenden /ahnkräfte angeordnet ist. Wobei diese Wirkungslmie (HAI; BA2) durch den Schnittpunkt (A 41; A 42) der beiden Wirkungslinien tRAl. R43; R42. RAA) der resultierenden Lager kräf'.e der zugehörigen Zwischenräder verläuft. Jedoch dieser Schnittpunkt (A Ai-. A 42) als Drehvek lor der Wippe mit den gekoppelten Gliedern •ufgrund der kinematischen Bedingungen wiederum ausgenommen bleibt

J. Stirnradgetriebe nach Anspruch I oder 2, dadurch; gekennzeichnet, daß mindestens eine Lagersteiie elastisch ausgeführt ist.

4, Stirnradgetriebe nach' einem der Ansprüche I bis 3 ff lit ortsfesten Zwischenrädcfnj dadurch gekerinüeichrief, daß der Zwischefiradlräger ela^ stisch aufgehängt ist.

Ein Getriebe kann aus mehreren Getriebestufen bestehen. Eine Getriebestufe der hier behandelten Getriebe weist immer zwei Hauptrüder (bei gemeinsamer Achse: Zentralräder) und mehrere Zwischenräder ι auf, die mit beiden Haupträdern in Eingriff stehen. Bewegen sich die Zwischenräder im Kreis um eines der Haupträder herum, so spricht man von einem Planetengetriebe. Werden dagegen die Lagerstein der Zwischenräder festgehalten, so spricht man von einem

in Standgetriebe. Darüber hinaus können die Getriebe noch danach unterteilt werden, ob beide Haupträder mit ihrer Außenverzahnung (AA-Getriebe) oder mit ihrer Innenverzahnung mit den Zwischenrädern kämmen (If-Getriebe) oder ob ein Hauptrad mit Außenverzah-

'· nung und ein Hauptrad mit Innenverzahnung mit den Zwischenrädern kämmen (Al-Getriebe). Insbesondere bei den AA-Getrieben entsteht meist die Besonderheit, daß jeweils zwei Zwischenräder nebeneinander auf einer Achse angeordnet sind, um mit beiden Haupträ-

-Ί) dem zu kämmen. Diese beiden Räder werden hier als ein einziges Zwischenrad (gestufte Zwischenräder) angesehen.

Bei den Al-Getrieben wurde schon früher erkannt, daß der optimale Lastausgleich (Lastverteilung) der

-'"· Leistungszweige (Zwischenräder) ein bedeutendes Kriterium für die Qualitä· der Leistungsdichte (Leistung/ Gewicht) der Getriebe darstellt. Dafür sind bekannt unter anderem