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"Vorrichtung zum Ausgleichen von Flankenparallelitätsfeh-
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lern zwischen einem Antriebstitzel und einem damit kämmenden Gegenzahnrad"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleich von Flankenparallelitätsfehlern
zwischen einem Antriebsritzel und einem damit kämmenden Gegenzahnrad eines Zahntriebes,
wobei das Antriebsritzel in einem pendelnd gelagerten Ritzelgehäuse angeordnet ist,
dessen Pendelachse orthogonal zur Ritzelachse verläuft.
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Die Festigkeit, Lebensdauer und Funktionssicherheit kämmender Zahnräder
hängen weitgehend von der Form der Tragbilder ihrer Zahnflanken ab. Im Idealfall
stehen zwei Zahnflanken in linienförmiger Berührung und die Berührungslinie verläuft
parallel zu den Drehachsen der kämmenden Zahnräder über die Breite ihrer Flanken.
Dabei wälzen sich die beiden Zahnflanken im Betrieb ohne gleitende Bewegung aufeinander
ab, wobei die Berührungslinie in radialer Richtung parallel zu sich selbst über
die Zahnflanken wandert. Die Fläche, die die Berührungslinie dabei beschreibt, kann
als Tragbild angesehen werden. Das idea.le Tragbild hat bei Stirnrädern die Form
eines Rechtecks.
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Die Voraussetzungen für solche Tragbilder sind vollständig achsparallel
verlaufende Zahnflanken sowie genau parallel zueinander angeordnete Drehachsen.
Diese Forderungen können in der Praxis aber nicht erfüllt werden, so daß die Zahnflanken
Je nach Fertigungs- und Montageaufwand mehr oder weniger stark von der Idealstellung
abweichen. Die Berührungslinien erstrecken sich infolgedessen meist nur über einen
geringen Teil der Zahnflankenbreite.
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Die tatsächlichen Tragbilder haben daher die Form von Dreiecken.
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Dadurch ergeben sich ungleichmäßige Belastungen der Zahnflanken, die
auf mehr als das Doppelte des Normalwerts bei gleichmäßigem Tragen der Flanken ansteigen
können. Als besonders nachteilig wirkt sich dabei die auftretende extrem hohe Kantenpressung
der Zahnflanken aus.
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Zum Ausgleichen der oben erläuterten Parallelitätafehler an den Zahnflanken
eines Gegenzahnrades ist ein anpassendes Pendeln des mit ihm kämmenden Antriebsritzels
grundsätzlich bekannt. So kennt
man. einen Zahntrieb (DT-OS 22 46
315) mit einem schwenkbaren, in das Gegenzahnrad eingreifenden Antriebsritzel, wobei
das Ritzelgehäuse über ein zylindrisches Gelenk abgestützt ist, dessen Gelenkachse
orthogonal zur Ritzelachse und zur Eingriffsnormalen verläuft. Hier ist das zylindrische
Gelenk als ein Gelenk mit zweiarmiger Gabel ausgeführt, dessen Achse in der Mittenebene
des Antriebsritzels liegt. Die Flankenparallelitätsfehler werden also durch kippbare
Lagerung des Antriebsritzels ausgeglichen, wobei die Abstützung in Richtung der
Eingriffsnormalen liegt. - Nachteilig bei dieser bekannten Ausführungsform ist die
kopflastige Anordnung des Ritzelgehäuses mit dem da.rin drehbar gelagerten Ritzel
auf dem Zylindergelenk, welches aus lediglich einem zylindrischen Gelenkzapfen in
einer Lagerschale besteht. Daraus resultieren bei insbesondere schweren Zahnantrieben
nicht nur extrem hohe Flächenpressungen, die zu alsbaldigem Verschleiß führen können,
sondern ferner hohe und damit raumaufwendige Bauweise. Schließlich ist ein Radialausgleich
bei dieser bekannten Konstruktion gar nicht möglich. - Diese Nachteile will die
Erfindung vermeiden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ausgleich
von Flankenparallelitätsfehlern zwischen einem Antriebsritzel und einem damit kämmenden
Gegenzahnrad zu schaffen, die sich durch eine besonders gedrungene, kompakte und
verschleißarme Bauweise auszeichnet sowie zum Einsatz bei selbst schwersten Zahnradantrieben
geeignet ist.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Ausgleichvorrichtung
dadurch, daß das Ritzelgehäuse mit dem Antriebsritzel
zwischen
zwei die Pendelachse bildenden Lagerzapfen und zugeordneten Lagerböcken aufgehängt
ist. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung in Kombination zu den beanspruchten
Maßnahmen und mit selbständiger Bedeutung ist ferner vorgesehen, daß der Winkel,
den die Pendelachse bzw. ihre Lagerzapfen mit der Verbindungslinie zwischen der
Lagerachsenmitte des Gegenzahnrades und der Lagerachsenmitte des Antriebsritzels
bildet, kleiner als 900, vorzugsweise 300 ist. - Durch die Aufhängung des Ritzelgehäuses
mit seinem Antriebsritzel zwischen zwei Lagerzapfen auf gleichsam einer Pendelachse
läßt sich eine besonders gedrungene Bauweise verwirklichen, weil das Gegenzahnrad
teilweise unterbaut werden kann, jedenfalls mit einem Lagerbock und Lagerzapfen.
Dennoch bleibt einwandfreier Ausgleich von Flankenparallelitätsfehlern erhalten.
Verwirklicht man darüber hinaus einen Winkel von kleiner als 900 zwischen der Pendelachse
und der Verbindungslinie von der Lagerachsenmitte des Gegenzahnrades zu der Lagerachsenmitte
des Antriebsritzels, dann wird zusätzlich ein einwandfreier Ausgleich eventueller
Schräglagen des Gegenzahnrades erreicht. Bei einem 30 Winkel führt die Eingriffsnormale
durch den innenliegenden Lagerzapfen bzw. Lagerbock unterhalb des Gegenzahnrades,
so daß eine besonders stabile Abstützung erzielt wird. Vorzugsweise ist die Anordnung
des Antriebsritzels unterhalb der horizontalen Mittenebene des Gegenzahnrades gewählt.
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Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt.
So können die Lagerzapfen unmittelbar in den Lagerböcken gelagert sein. Nach einem
Vorschlag der Erfindung mit selbständiger Bedeutung ist jedoch vorgesehen, daß die
Lagerzapfen in einem gemeinsamen Tragrahmen gelagert sind und dieser Tragrahmen
um
mit der Ritzelachse parallel verlaufende Schwenkachsen zwisehen den Lagerböcken
schwenkbar gelagert ist. Dadurch wird gleichsam ein Taumelantrieb für das Gegenzahnrad
verwirklicht.
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Ein Taumelantrieb mit nicht nur axlalem Ausgleich sondern auch radialem
Ausgleich von Flankenparallelitätsfehlern ist dann gegeben, wenn erfindungsgemäß
der außen liegende Lagerbock einen den Tragrahmen unterstützenden Gelenkarm aufweist
und dieser Gelenkarm als Federbein ausgebildet ist, d.h. einerseits am Tragrahmen,
andererseits am Lagerbock um zu der Ritzelachse parallel verlauf ende Schwenkachsen
gelagert sowie durch eine zwischengeschaltete Feder unterteilt ist. Der Tragrahmen
ist vorzugsweise als U-förmiger das Ritzelgehäuse untergreifender Rahmen ausgebildet,
wobei in dessen U-Schenkel die Lagerzapfen gelagert sind, so daß der Tragrahmen
gleichsam eine taumelnd aufgehängt Wanne zur Aufnahme des Ritzelgehäuses mit dem
Antriebsritzel bildet.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin
zu sehen, daß eine Vorrichtung zum Ausgleichen von Flankenparallelitätsfehlern zwischen
einem Antriebsritzel und einem damit kämmenden Gegenzahnrad verwirklicht wird, die
sich durch eine besonders kompakte, robuste und verschleißarme Bauweise auszeichnet,
insbesondere in der Höhe flach baut und teilweise das Gegenzahnrad unterbauen kann.
Dadurch wird erhebliche Raumersparnis in bezug auf den gesamten Zahnantrieb erreicht.
Dadurch, daß die Pendelachse aus zwei voneinander getrennten Lagerzapfen mit zwischen
sich angeordnetem Ritzelgehäuse und Antriebsritzel besteht, wird eine kopflastige
Pendelaufhängung für das Ritzelgehäuse mit dem Antriebsritzel vermieden und folglich
stets einwandfreier Eingriff in das Gegenzahnrad erreicht. Hohe Flächenpressungen
können
selbst bei schwersten Zahnantrieben durch geeignete Ausbildung der Zapfenlagerung
ausgeschaltet werden. Nach bevorzugter Ausführungsform als Taumelantrieb mit Federbeinabstützung
wird neben einem Axialausgleich auch noch ein Radialausgleich erreicht. Stets ist
jedenfalls der Ausgleich von Flankenparallelitätsfehlern selbst bei änderungen der
Richtung der Eingriffsnormalen gewlthrleistet, und zwar unter Berücksichtigung einer
verhältnismäßig einfaahen Bauweise.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße
Ausgleichsvorrichtung in schematischer Seitenansicht, Fig. 2 eine schematische Aufsicht
auf den Gegenstand nach Fig. 1 und Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform des
Gegenstandes nach Fig. 1.
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In den Figuren ist eine Vorrichtung zum Ausgleich von Flankenparallelitätsfehlern
zwischen einem Antriebsritzel 1 und einem damit kämmenden Gegenzahnrad 2 eines Zahnantriebes
dargestellt, wobei das Antriebsritzel 1 in einem pendelnd gelagerten Ritzelgehäuse
3 drehbar gelagert ist, dessen Pendelaohse 4 orthogonal zur Ritzelachse 5 und zur
Zahnradaohse 6 verläuft sowie in der vertikalen Mittenebene 7 des Antriebsritzels
1 angeordnet ist.
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Das Ritzelgehäuse 3 mit dem Antriebsritzel 1 ist zwischen zwei die
Pendelaohse 4 bildenden Lagerzapfen 8 und zugeordneten Lagerböcken 9 aufgehängt.
Der Winkel, den die Pendelachse 4 bzw.
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ihre Lagerzapfen 8 mit der Verbindungslinie von der Lagerachsenmitte
10 des Gegenzahnrades 2 zu der Lagerachsenmitte 11 des Antriebsritzels 1 bildet,
ist kleiner als 900, vorzugsweise 300.
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Die Lagerzapfen 8 können gemäß Fig. 1 unmittelbar in den Lagerböcken
9 gelagert sein. Nach bevorzugter Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist jedoch vorgesehen,
daß die Lagerzapfen 8 in einem gemeinsamen Tragrahmen 12 gelagert sind und dieser
Tragrahmen 12 um mit der Ritzelachse 5 parallel verlaufende Schwenkachsen 13 zwischen
den Lagerböcken 9 schwenkbar gelagert ist. Der außen liegende Lagerbock 9a weist
einen den Tragrahmen 12 unterstützenden Gelenkarm 14 auf. Dieser Gelenkarm 14 ist
einerseits am Tragrahmen 12, andererseits am Lagerbock 9a um zu der Ritzelachse
5 parallel verlaufende Schwenkachsen 13 gelagert sowie durch eine zwischengeschaltete
Feder 15 unter Bildung eines Federbeins unterteilte Der Tragrahmen 12 ist als U-förmiger
das Ritzelgehäuse 3 untergreifender Rahmen ausgebildet. In den U-Schenkeln 16 des
Tragrahmens 12 sind die Lagerzapfen 8 gelagert.
L e e r s e i t
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