DE2723319C3 - Zweistufiges Mehrweggetriebe - Google Patents

Description

a) die Lagerung jeder Zwischcnwellenanordnung (5, 7) Lt Gehäuse (13) durch je drei Lager (14, 15, 16) an den Wellenenden und zwischen den Rädern (4,8) erfolgt;

b) jedes mit dem Abtriebsrad (9) kämmende Zwischenritzel (8) auf der Zwischenwelle (7) befestigt ist und die kraftschlüssigen Verbindungselemente des antriebsseitigen Zwischenrades (4) als mechanisch lösbare Klemmverbindungen (6) ausgebildet sind;

c) das Antriebsritzel (3) zu seinen Zwischenwellen-Zahnrädern (4) radial selbsttätig einstellbar angeordnet ist.

2. Mehrweggetriebe nach \nspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder (8, 9) der zweiten Stufe (Abtrieb) doppelschram· 'srzahnt (pfeilverzahnt) sind und die Zwischenweilen (7) sich danach bei geradverzahnten Rädern (3, 4) der ersten Stufe axial frei einstellen können.

3. Mehrweggetriebc, nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmverbindungen (6) zwischen der Zwischenwelle (7) und einer dazu koaxialen, die antriebsseitigen Zwischenräder (4) tragenden Höh! welle (5) angeordnet sind.

4. Mehrweggetriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwellen (5) unterhalb der Zwischenräder (4) mit sehr geringem Spiel auf den Zwischenwellen (bei 17) gestützt sind.

5. Mehrweggetriebe nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die spielarmcn Führungen zwischen den Hohlwellen (5) und den Zwischenwellen (7) im Stützbercich (17) mittels einer Gleitbcschichtung, insbesondere Glcitbondern, oder Wälzlagerung, insbesondere vollrollige Zylinderrollenlager erfolgt.

6. Mehrweggetriebc nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die antricbsscitigc Gehäuselagerung (16) der Zwisehenwcllcnanordnung (5, 7) auf der Hohlwelle (5) /wischen dem Stülzbereich (17) des Zwischenrades (4) und dem Klemmelement (6) erfolgt.

7. Mehrweggetriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwellen (5) und/oder Zwischenwcllen (7) /weeks Lastausgleich* als Torsionswellen ausgebildet sind.

8. Mehrweggetriebe nach einem der vorhergehen-

den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsritzel (3) beidseitig mit Hilfslagerungen (19, 20,21) versehen ist, die dieses bei geringer Belastung und im lastfreien Zustand radial, geringfügig außerhalb der idealen Mittellage, aber mit genügendem Spiel der Ausgleichsbewegungen führen.

9. Mehrweggetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfslagerungen (19 20) aus Gleitschalen bestehen, die die zu führenden Flächen ganz oder teilweise umschließen.

10. Mehrweggetriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Führung des Antriebsritzels (3) durch gehäusefeste Schultern (22,23) erfolgt.

11. Mehrweggetriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Zwischenwellenanordnung (5,7) durch Zylinderrollenlager erfolgt.

12. Mehrweggetriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenweiienanordnung nicht einstellbar ist.

Bei einem bekannten Mehrweggetriebe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung (LuS Mitteilungen 67 XU/75, insbesondere Bild 4) sind die eingangsseitigcn Räder mittels Druckölverband befestigt. Dieser Druckölverband dient vornehmlich der Befestigung der Räder auf den Wellen und ist für das Einstellen zwecks gleichmäßiger Lastverteilung weniger geeignet, da beim Druckölverband im druckbeaufschlagten Zustand immer noch ein nicht unerhebliches Restmoment zu überwinden ist. welches die Einstellung erschwert und beeinträchtigt. So ist dieses Getriebe auch mit langen Torsionswellen ausgestattet, die die auftretenden Belastungsunterschieüj zwischen den Leistungszweigen zwar vermindern, aber nicht völlig ausgleichen können. Die Räder der Eingangsstufe und die Ritzel der zweiten Stufe sind jeweils für sich auf zweifach gelagerten Hohlwellen angeordnet, welche von den äußeren Enden her mit Hilfe der durch die Hohlwellenbohrungcn hindurchgeführten Torsionswellen in drehclastischer Verbindung stehen. Somit umfaßt jede Zwischenwellenanordnung zwei zweifach gelagerte Hohlwellen, die durch eine Torsionswelle verbunden sind. Diese Bauart ist aufwendig und erfordert durch die vierfache Lagerung der Zwischenwellenanordnung viel Platz. Außerdem besteht die Gefahr, daß unerwünschte Schwingungen auftreten. Auch ist das Antricbsritzel starr gelagert, so daß es keinen Beitrag zur gleichmäßigen Lastverteilung leisten kann.

F.s ist auch bereits bekannt (DE-GM 1698 165). anstatt von Hohlwellen und Torsionswelle zusammengehörende Zwischenwellcnräder auf zweifach gelagerten Massivwcllen anzuordnen und diese über eine drehfedernde Kupplung zu verbinden. Auch diese Aiisfiihrungsform crfordcri viel Platz, ist sehr aufwendig und schwingungscmpfindlich. Ferner ist eine Einstellbarkcit der Zwischcnwcllen-Zahnräder zueinander nicht vorhanden.

Weiterhin ist es bekannt (DE-AS 10 31075), das Antricbsrit/cl eines zweistufigen Mehrweggelriebes /um Zwecke des Lastausgleichs zu seinen Zwischenwel- !enrädem raHial einstellbar anzuordnen. Hierbei weisen die Zwischenwellen nur eine zweifache Lagerung an

den Wellenenden auf, so daß mit relativ großen Wellendurchbiegungen zu rechnen ist, welche die übertragbare Leistung herabsetzt. Ferner weist dieses Getriebe keine Einstellmöglichkeit der einzelnen Leistungszweige auf, ein Umstand, der bei der Konstruktion der Einzelteile berücksichtigt werden muß und hohe Anforderungen an die Fertigung bezüglich sehr genauer Einhaltung der Winkellage stellt.

Die der Erfmaung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, die übertragbare Leistung zweistufiger Mehrweggetriebe bei möglichst geringem Raumbedarf und Gewicht zu erhöhen und die Anforderungen an die Fertigung und Konstruktion gering zu halten.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruches 1 durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale a) bis c) gelöst.

Die Maßnahme nach c) ist bereits aus der oben diskutierten DE-AS 10 31 075 bekannt.

Durch die Erfindung wird die Durchbiegung der einzelnen Zwischenwellenabschnitte gering gehalten. _>i> Dadurch werden durchbiegungsbedingte Fiankemiditungsfehler auf ein Minimum beschränkt und die Lagerkräfte gleichmäßiger aufgeteilt. Ferner kann der Zwischenwellendurchmesser entsprechend kleiner gewählt werden, da sich die Durchbiegungslinien der einzelnen Zwischenwellenabschnitts gegenseitig günstig beeinflussen.

Die mechanisch lösbare Klemmverbindung der Rader der 1. Stufe auf den Zwischenwellen ermöglicht eine leichtgängige Einstellung der einzelnen Leistungszweige und somit eine sehr präzise Einstellung, die es erlaubt, auch mehr als drei Leistungszweige anzuordnen. Durch eine äußerst korrekte Einstellung werden optimale Laufbedingungen für die Verzahnungen erreicht. Eine leichtgängige Einstellung ist auch besonders vorteilhaft η bei Montagen und Reparaturen im Ausland, wo geeignete Hilfsmittel häufig nicht vorhanden sind. Ferner werden durch die Einstellmöglichkeit die Anforderungen besonders an die Fertigung gemindert.

Trotz einer guten Einstellung der einzelnen Lei- -to stungszweige sind Fehler, die von den Fertigungstoleranzen herrühren, nicht ganz auszuschließen. Um deren Auswirkung gering zu halten, ist das Antriebsritzel radial einstellbar gehalten, so daß es sich jederzeit die vorteilhafteste Lage im freien Spiel der Kräfte selbst suchen kann.

Da alle Zahnräder ausschließlich mit Außenverzahnungen versehen werden können, die sich ohne Schwierigkeiten härten und schleifen lassen, ergibt sich ein Getriebe höchster Präzision und Leistungsdichte.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Untcransprüchen aufgeführt. So wird durch die Doppelschrägverzahnung der zweiten Stufe (Anspruch 2) erreicht, daß Drehmoment- und Leistungsübertragung sich gleichmäßig auf zwei Zahnbreiten aufteilen und Verzahnungs- und Eingriffsfehler in ihrer Wirkung erheblich gemildert werden.

Häufig ist es von Vorteil, wenn das kraftschlüssigc Verbindungselement des antriebsscitigen Zwischenradcs in einigem Abstand zu diesem, möglicherweise auch w außerhalb des eigentlichen Getriebegehäuses angeordnet wird, Dadurch kann eine Einstellung von außen vorgenommen werden, und es erfolgt eine Trennung in der Übertragung von Radialkräften und Drehmoment. Dieses kann durch die Anordnung einer Hohlwelle ■>> (Anspruch 3) zweckmäßigerweise erreicht werden.

Zur Erhöhung der Laufqualität der Räder der ersten Stufe ist es bei Anordnung einer Hohlwelle vorteilhaft, wenn das Spiel unterhalb der Räder zwischen Hohlwelle und Zwischenwelle sehr gering ist, so dall eine gute Abstützung erfolgt. Um dennoch die Räder /ur Zwischenwelle leicht und störungsfrei einstellen zu können und ein Festkorrodieren zu vermeiden, empfiehlt es sich, im Stützbereich eine Gleitbeschichtung oder eine vollrollige Zylinderrollenlagerung vorzusehen.

Des weiteren ist es vorteilhaft, beim Vorhandensein einer Hohlwelle das antriebsseitige Lager der Zwischenwellenanordnung auf der Hohlwelle zu plazieren. Dadurch wird die Hohlwelle gut und schwingungsfrei geführt und die Elastizität der Hohlwelle verhindert übermäßige Lagerbelastungen, die durch Fluchtfehler hervorgerufen werden könnten.

Besonders wenn mehr als drei Zwischenwellenanordnungen vorgesehen werden, ist es vorteilhaft, wenn diese als Torsionswellen wirken (Anspruch 7), da hierdurch ungleichmäßige Belastungen ausgeglichen werden können.

Bei der Anordnung eines ungelagonon Aniriebsritzels ist es vorteilhaft, wenn dieses mittels Hilfslagerungen (Anspruch 8) in einigem Abstand zur idealen Mittellage geführt wird, damit es nicht infolge des Eigengewichts bei geringer Belastung und im lastfreien Zustand allzu weit aus der Mittellage sich verlagert. Somit ist gewährleistet, daß sich die Zähne immer nur in dem dafür vorgesehenen Bereich berühren. Dieses ist z. B. beim Anfahren mit hohen Aniahi-momenten von besonderer bedeutung, da auftretende Reibkräfte in den Verzahnungen einer Einstellbewegung des Ritzels entgegenwirken und zu örtlichen Überlastungen führen würden. Auch könnten heftige Stöße innerhalb der Verzahnungen die Folge sein.

Die Zweichenwellenanordnungen werden vorteilhaft in Zylinderrollenlager (Anspruch 11) gelagert. So können sich diese in axialer Richtung frei einstellen, und die Lager sind frei von Axialkräften, die die Lebensdauer beeinträchtigen würden.

Um ein derartiges Getriebe einwandfrei einstellen zu kc.inen. genügt es, wenn alle Zwischenwellenanordnungen bis auf eine einstellbar sind. So kann der für die Einstellbarkeit nötige Aufwand einmal eingespart werden, ohne die Funktion des Konzeptes zu beeinträchtigen.

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

Der Antrieb erfolgt von der Welle 1 über eine doppelgelenkige Zahnkupplung 2 auf das zentrale ungelagerte Antriebsritzel 3 der ersten Stufe. Dieses steht im Eingriff mit mehreren rundherum gleichmäßig verteilt angeordneten Rädern 4. die auf Hohlwellen 5 drehfest befestigt sind. Die Hohlwellen sind stufenlos einstellbar mit Hi'fe von Schrumpfscheiben 6 mit den Zwischenwellen 7 verbunden. Die Zwischcnwellen tragen je ein Rad 8, welche alle mit dem leistungszusammenfassenden außenverzahnten Abtriebsrad 9 in Eingriff stehen. L/ie Räder 8, 9 der zweiten Stufe sind doppelschiägverzahnt. Das Abtriebsrad 9 ist mit der Abtriebswelle 10 fest verbunden. Die Abtriebswelle ist in den Lagern tt und 12 axial und radial im Gehäuse 13 gelagert. Die Zwischenwellenanordnungen 5, 7 sind dreifach radial gelagert, axial aber frei beweglich, so daß sie sich zur Doppelschrägverzahnung (Pfeilverzahnung) des Abtriebsrades 9 axial frei einstellen können. Zwei Lager, 14 und 15, befinden sich jeweils direkt auf der Zwischenwelle 7, während das dritte Lager. 16, auf der

Hohlwelle 5 zwischen dem Rad 4 und der .Schrumpfscheibe 6 angeordnet ist.

Die Hohlwellen 5 sind so ausgeführt, daß die in den Stütz.bereichen 17 und 18 unter den Rädern 4 und unter den Schrumpfscheiben 6 nur ein so großes Spiel zu den > Zwischenwellen 7 aufweisen, daß sie bei gelösten Schrumpfscheiben zueinander verdrehbar und verschiebbar sind, aber dennoch einwandfrei geführt werden. Im dazwischen liegenden Bereich, also auch unter den Lagern 16 ist ein größeres Spiel vorgesehen, in sculaB sich hier die Hohlwelle 5 und die /.wischenwelle 7 nicht berühren.

Durch die Scliriimpfscheibenverbindungen f>. die sich zur besseren und leichteren F.instellung außerhalb des (iehiiuses 1 3 befinden, werden im befestigten Zustand in ' "< den Stutzbereichen 18 die Spiele zwischen den Hohlwellen 5 und den /wischenwellen 7 restlos abgebaut und darüber hinaus I'reßspannungen erzeugt, so daß Hohlwellen und Zwischenwellen zu festen Einheiten verbunden werden. Da die Hohlwellen sich ju noch zusätzlich im Stiitzbereich 17 auf den Zwischenteilen abstützen, sind gute und genaue Laufeigenscliaften gewährleistet. Im Bereich zwischen den .Stützhereichen 17 und 18 sind die Hohlwellen verhältnismäßig dünnwandig, so daß die hier angeordneten Lager If) :'* durch die elastische Verformung der Hohlwellen vor allzu großen Belastungen geschützt sind. Das Antriebsritzel 3 hat nur Hilfslagerungen 19, 20 und 21. so d.iß. wenn es infolge seines Ligengew ichtes absinkt, in einem geringfügigen Abstand von der Mittellage geführt wird. >" Dieser Abstand ist so gewühlt, daß die Verzahnungen nur in einem vertretbaren Maße von der Soll-Eingriffstiefe abweichen. Hierdurch werden Störungen beim Anlauf und hei plötzlichen Drehmomentschwankungen vermieden. Die Hilfslagerungen 19 und 20 sind als Gleitringe ausgeführt, die die Antricbsritzclwelle teilweise umschließen und das Anlriebsritz.el gleichzeitig mit den Schultern 22 und 23 axial führen. Die Hilfslagerung 21 innerhalb der Doppelgelenkkupplung 2 übernimmt die radiale Führungsaiifgabe der Hilfslage rung 20. wenn der gemeinsame Schwerpunkt ties Antriebsritzels ! und der aufgesetzten Zahnkiipplungshalfte 2 außerhalb der l.agerstellen 19 und 20 liegt. I'm zu vermeiden, daß das Antriebsritzel während des Betriebes unzulässig weit aus der Mittellage auswandert, is! jeder l.eisiungszweig ein/ein durch das Losen der Schrumpfscheiben β und stufenloses Verdrehen der Kader 4 und 8 zueinander e\akt einstellbar. Diese einstellung kann lederzeit wiederholt werden.

I.ine Demontage des (ietriebes ist dafür nicht notig. Nach erfolgter einstellung werden die Schrumpfscheiben wieder angezogen. I'm das einstellen genau und problemlos durchfuhren zu können, ist es vorgesehen, daß an Stelle der Hilfslagerungen 19 und 20 zunächst spielarme Wälzlager eingesetzt werden, die das .Antriebsritzel führend der Linstelhii beiten in der gewünschten Lage (Mittellage) halten. Nach beendeter einstellung werden die für den Betrieb vorgesehenen 1 lilfslager eingesetzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Zweistufiges Mehrweggetriebe, insbesondere zum Antrieb von Rohrmühlen, Drehöfen, Brechern und dergU bei dem eine Leistungsverzweigung zwischen dem Ritzel und der Antriebswelle und dem außen verzahnten Rad der Abtriebswelle durch mehrere, über ihren Umfang verteilte Zwischenwellenanordnungen erfolgt, die an ihren Enden und zwischen ihren Zwischenwellen-Zahnrädern im Getriebegehäuse gelagert sind, wobei zwischen den mit dem Antriebsritzel kämmenden, antriebsseitigen Zwischenwellen-Zahnrädern und der Zwischenwellenanordnung kraftschlüssige Verbindungselemente vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß