DE2628387B2 - Leistungsverzweigendes Getriebe - Google Patents

Description

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Aus der DE-AS 24 23 905 ist ein Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei dem die An- und Abtriebritzel mit drehbar im Gehäuse gelagerten Zentralrädern kämmen. Die Lagerung von Zentralrädern bedeutet einen technischen Aufwand und gewährleistet keine genaue Leistungsverzweigung bei Feitigungstoleranzen, da sich dann die Räder nicht zu dem erforderlichen Belastungsausgleich einstellen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Übertragung großer Drehmomente mit einer guten Leistungsverzweigung zu ermöglichen.

Durch die Erfindung wird es möglich, die Zentralräder ohne Gehäuselagerung anzuordnen. Die Stützrolle nimmt die resultierenden Zahnkräfte auf. An den Radiallagern der An- und Abtriebswellen entfallen Lagerbelastungen aufgrund von Zahnkräften. Die Abtriebswellen werden bei der erfindungsgemäßen Ausführung nicht mehr auf Biegung beansprucht. r> LInabhängig von den nicht zu vermeidenden Fertigungstoleranzen stellen sich die Zentralräder bei dem erfindungsgemäßen Getriebe selbsttätig derart ein, daß immer eine exakte Leistungsverzweigung gewährleistet ist. Das erfindungsgemäße Getriebe eignet sich daher w> besonders gut zur Übertragung großer Drehmomente auf dicht nebeneinander liegende Wellen, wie beispielsweise beim Antrieb von Doppelschneckenextrudern.

Es ist ein Getriebe für nahe nebeneinander parallel angeordnete Wellen bekannt (DE-OS 19 50 639), bei ■', dem fest gelagerte Zwischenräder die Drehbewegung von äußeren Zentralrädern auf die Abtriebsritzel der Wellen übertragen. Die äußeren Zentralräder sind in dem Getriebegehäuse gelagert, da sie über eine Außenverzahnung von einem nebenliegenden Stirnrad angetrieben werden. Es fehlt an einer Möglichkeit, Ungenauigkeiten aufgrund von Herstellungstoleranzen auszugleichen. Ohne einen solchen Belastungsausgleich gewährleistet dieses Getriebe keine exakte Leistungsverzweigung. Da die Zahnkräfte sich nicht ausgleichen können, entsteht eine Biegebelastung der Abtriebswellenlagerungen.

Es ist ein Planetengetriebe bekannt (DE-HS 2 36 736), bei dem die an der Kraftübertragung beteiligten Zahnräder koaxiale Laufkränze zur Stützung und Führung der Zahneingriffe aufweisen. Die Planetenräder sind dabei in Kugellagern gelagert, die die freien Zahnkräfte aufnehmen, und zur Übertragung der Drehbewegung vorgesehen. Mit der Ausbildung dieses Planetengetriebes ist ein Ausgleich von Fertigungstoleranzen und damit ein Ausgleich von unterschiedlichen Zahneingriffen nicht beabsichtigt

Bei einem bekannten Verzweigungsgetriebe (DE-PS 5 49517) laufen die koaxial angeordneten Laufkränze der an der Kraftübertragung beteiligten Zahnräder aufeinander ab. Dabei kann ein Zentralrad radiale Bewegungen ausführen und ermöglicht so den Ausgleich der Zahnkräfte bzw. eine genaue Leistungsverteilung. Dieses Getriebe dient zum Antreiben einer Welle und hat einen relativ zu hohen Platzbedarf, um für den Einsatz zum Abrieb von zwei in geringen Abstand parallelen Abtriebswellen geeignet zu sein.

Auch das aus der DE-AS 11 65 370 bekannte Verzweigungsgetriebe als Planetengetriebe weist an den Planetenrädern koaxial angeordnete Laufkränze auf, so daß die radial beweglichen (äußeres und inneres) Zentralräder sich gegenüber den Planetenrädern zu einer gleichmäßigen Leistungsverzweigung einstellen können. Dieses Getriebeprinzip ist auf ein Getriebe für den Antrieb von zwei in geringem Abstand parallelen Abtriebswellen nicht ohne weiteres übertragbar.

Bei einem weiteren bekannten (DE-OS 24 19 839) Verzweigungsgetriebe alj Plant engetriebe mit ortsfesten äußeren Zentralrädern sind die umlaufenden Zwischenrädergruppen (Planeten) auf Stützringen geführt, um Biegemomente in den Planetenachsen und entsprechende Lagerbeanspruchungen aus Zahnkräften zu vermeiden. Diese Stützringe sind hauptsächlich als Ersatz für einen Planententräger anzusehen und eignen sich nicht ohne weiteres für den Einsatz in einem Getriebe für zwei parallel nebeneinander liegende Wellen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 und 3 angegeben. Das in dem Unteranspruch 1 angegebene Merkmal, daß die Laufkranzdurchmesser der Zentralräder gleich ihren jeweiligen Teilkreisdurchmessern sind, ist aus der DE-PS 2 36 736 für ein Planetengetriebe an sich bekannt. Zu dem Unteranspruch 3 wird auf die US-PS 33 15 546 verwiesen, wo die Planetenräder über eine Hebelmechanik gelenkig miteinander verbunden sind.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung nachstehend näher erläutert

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das Getriebe gemäß der Linie I-I in F i g. 4 und F i g. 6.

F i g. 2 zeigt einen Längsschnitt gemäß der Linie 11-11 durch die in F i g. 4 dargestellte Zentralräderanordnung.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt gemäß der Linie IH-III der anderen Zentralräderanordnung gemäß Fig. 6.

F i g. 4 zeigt eine Stirnansicht der Zentralräderanord-

nungnach Linie IV-IVin Fig. 1.

F i g. 5 zeigt in sinnbildlicher Darstellung die Kräfteverhältnisse der Zentralräderanordnung nach F i g. 4.

Fig.6 zeigt eine Stirnansicht gemäß den Pfeilen VI-VI in Fig. 1.

F i g. 7 ist die kräftemäßige Darstellung der Zentralräderanordnung nach F i g. 6.

F i g. 8 stellt ein Gelriebeschema des in dem F i g. 1 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispiels dar.

Fig.9 ζ igt eine schematische Darstellung der Kräfteverhältnisse einer modifizierten Ausbildung einer Zentralräderanordnung.

■Mit 11 und 12 sind die im geringen Abstand parallelen Abtriebswellen bezeichnet Die Abtriebswellen 11 und 12 tragen je ein Abtriebsritzel 13,14, die gegeneinander axial versetzt sind. Die Abtriebsritzel 13 und 14 sind im Eingriff mit je einem zugeordneten äußeren Zentralrad 15, 16. In jedem Zentralrad 15, 16 liegt konzentrisch angeordnet ein inneres Zentralrad 17,18, das einerseits mit dem Abtriebsritzel 13 bzw. 14 und andererseits mit einem dem Abtriebsritzel 13 bzw. 14 diametral gegenüberliegend angeordneten Aninebsntzei 19 bzw. 20 kämmt. Die Antriebsritzel 19 unc 20 kämmen außerdem jeweils mit dem zugehörigen äußeren Zentralrad 15 bzw. 16.

Die Antriebsritzel 19 und 20 werden durch ein Vorgelege (F i g. 8) gleichsinnig angetrieben und treiben ihrerseits die äußeren Zentralräder 15 und 16 und die inneren Zentralräder 17 und 18 an.

Die Zentralräder 15 und 16 tragen beidseitig je einen eingepaßten Laufkranz 21, 22 und 23, 24. Die Zentralräder 17 und 18 tragen beidseitig je einen Laufkranz 25, 26 und 27, 28. Der Durchmesser der Laufkränze 21 bis 24 entspricht dem Teilkreisdurchmesser der äußeren Zentralräder 15, 16. Der Durchmesser der Laufkränze 25 bis 28 ist gleich dem Teilkreisdurchmesser der inneren Zentralräder 17,18.

Zwischen den Laufkränzen 21 und 22 von dem ersten äußeren Zentralrad 15 (F i g. 4) und den Laufkränzen 25, 26 des ersten inneren Zentralrades 17 laufen zwei Stützrollen 29 und 30, die eine Führungsverzahnung 31 bzw. 32 aufweisen, die mit Spiel im Eingriff mit dem äußeren Zentralrad 15 und dem innere). Zeniralrad 17 sind.

In Fig. 5 ist die kräftemäßige Darstellung dieser ersten Zentralräderanordnung Rezeigt. Die Stützrolle 30 ist symmetrisch zwischen dem Abtriebsritzel 13 und dem Antriebsritzel 19 zwischen dem Laufkranz 22 und dem Laufkranz 26 angeordnet und liegt in Wirkungsrichtung der resultierenden Zahnkräfte. Die aufgrund des Zahneingriffs von äußerem Zentralrad 15 und Abtriebsritzel 13 entstehende Kraft /γ-und die aufgrund des Zahneingriffs von äußerem Zentralrad 15 und Antriebsritzel 19 entstehende Kraft Fd ergeben die resultierende Kraft Fc + Fp in deren Wirkungsrichtung die Stützrolle 30 angeordnet ist. Der Kraft Fc + Fd wirkt eine resultierende Kraft Fa + F_B entgegen, die aus den Zahneingriffen von Zentralrad 17 mit dem Abtriebsritzel 13 und dem Antriebsritzel 19 entsteht.

Diametral der Stützrolle 30 gegenüberliegend ist die Stützrolle 29 angeordnet, Diese Stützrolle 29 dient im derzeit angenommenen Drehsinn lediglich der Führung. Bei Drehsinnumkehr würde die Stützrolle 29 die Abstützung von Zentralrad 17 und Zentralrad 15 übernehmen, während dann die Stützrolle 30 lediglich eine Führungsfunktion hätte.

Zwischen den Laufkränzen 23 und 24 des zweiten äußeren Zentralrades 16 (Fig.6) und den Laufkränzen 27 und 28 des zweiten inneren Zentralrades 18 laufen zwei Stützrollen 33 und 34, die je eine Führungsverzahnung 35 bzw. 36 aufweisen, die mit Spiel im Eingriff mit dem Zentralrad 16 und dem Zentralrad 18 sind. Die Stützrollen 33 und 34 liegen sich diametral gegenüber.

ίο Die Stützrolle 34 liegt symmetrisch zwischen dem Abtriebsritzel 14 und dem Antriebsritzel 20. Die Stützrolle 34 nimmt, wie in Fig. 7 gezeigt, die resultierenden Zahnkräfle auf. Die Stützrolle 33 dient der Führung. Bei umgekehrtem Drehsinn würde die die Stützrolle 33 die resultierenden Zahnkräfte aufnehmen, während die Stützrolle 34 jetzt nur eine Führungsfunktion hätte.

Die Abtriebswellen 11 und 12 üind im Getriebegehäuse durch hier angedeutete Radiallager 37 gelagert. Die Axialnickkräfte der mit den Abtriebswellen 11 und 12 verbundenen Schnecken 38 >.· j 39 werden durch Axiaidfuckiägci 40, 4i aufgenommen (Fig. 8). Die Antriebsritzel 19 und 20 werden über Vorgelegeräder 42 bis 45 von einem Motor 46 gleichsinnig angetrieben.

Zwischen dem Motor 46 und dem ersten Getriebezweig 44, 45 ist eine Rutschkupplung 47 vorgesehen. Mit der Einstellkupplung 48 zwischen dem ersten Getriebezweig 44, 45 und dem zweiten Getriebszweig 42, 43 werden die Abtriebsritzel 13, 14 und damit die

jo Schnecken 38,39 synchronisiert.

Die Zentralräder 15, 16 und die zugehörigen Zentralräder 17, 18 stützen sich über die jeweiligen Stützrollen gegeneinander ab. Aufgrund des Kämmeingriffs auftretende Zahnkräfte werden von den Stützrollen aufgenommen. Lagerbelastungen aufgrund von Zahnkräften entfallen. Die äußeren Zentralräder und die inneren Zentalräder stellen sich selbsttätig für eine exakte Leistungsverzweigung ein.

Es ist auch möglich. Getriebe Tür ^ogenläufig drehende Abtriebswellen zu verwenden.

Die schematische Kräftedarstellung einer abgewandelten Ausführungsform einer Zentralräderanordnung (Fig 9) sieht das äußere Zentralrad 915 irn Eingriff mit dem Antriebsritzel 919 und dem Abtriebsritzel 913, die

r> mit dem inneren Zentralrad 917 kämmen. Die Durchmesser der Laufkränze 921, 925 entsprechen den Teilkreisdurchmessern ihrer Räder 915 bzw. 917. In der resultierenden Kraftrichtung F-i + Fb ist eine symmetrische Stützrolleneinheit 950, 951 bestehend aus zwei

vi Stützrollen 950 und 951 angeordnet. Nur die Stützrolle 950 hat eine Führungsverzahnung 952. Die andere Stützrolle 951 wird über einen Gelenkhebel 953, der sie mit der ersten Stützrolle 950 verbindet, ortsfest g'i-.alten. Der Stützrollendurchmesser ist gleich dem

3") Teilkreisdurchmesser der Führungsverzahnung 952 der ersten Stützroi: .-950.

Die durch die Zahneingriffe entstehenden Zahnkräfte Fa, Fb, Fc und Fd werden symmetrisch aufgeteilt von den Stützrollen 950 und 951 aufgenommen. Das äuüere

ι-" Zahnrad 915 und das innere Zentralrad 917 stützen sich über zwei Stützrollen 950,95 ί gegeneinander ab,

Die der Stützrolleneinheit 950, 951 gegenüberliegende Stützrolle 929 dient im angenommenen Drehsinn nur der Führung.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Leistungsverzweigendes Getriebe, insbesondere für Doppelschneckenextruder, mit zwei in geringem Abstand parallelen Abtriebswellen, die je ein drehfest verbundenes Abtriebsritzel tragen, wobei die Abtriebsritzel axial gegeneinander versetzt angeordnet sind und mit je einem äußeren und inneren Zentralrad kämmen, und mit zwei axial gegeneinander versetzten Antriebsritzeln, die auf ι ο parallen Antriebswellen drehfest angeordnet und mit je einem äußeren Zentralrad und dem zugehörigen inneren Zentralrad in Eingriff sind, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Zentralräder (15, 16) und die inneren Zentralräder (17, 18) jeweils mindestens einen koaxialen Laufkranz (21 bis 24 bzw. 25 bis 28) aufweisen und daß zwischen den Laufkränzen mindestens eine in der Symmetrieebene von An- und Abtrieb gehaltene Stützrolle (30,34) angeordnet ist, über die sich die ungelagerten Zentrair ider abstützen.

2. Getriebe nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufkranzdurchmesser der Zentralräder gleich ihren jeweiligen Teilkreisdurchmessern sind und daß die Stützrolle eine Führungsverzahnung (32, 36) zum Eingriff mit Spiel in die jeweiligen Zentralräder aufweist, um sie in der Symmetrieebene zu halten.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stützrollen (950, 951) gelenkig miteinander verbunden sind und daß nur eine Stützrolle (950) eine Führungsverzahnung (952) aufweist.