DE2819293A1

DE2819293A1 - Zahnraederwechselgetriebe mit mehreren vorgelegewellen

Info

Publication number: DE2819293A1
Application number: DE19782819293
Authority: DE
Inventors: Hans-Joerg Dr Ing Bart
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1978-05-02
Filing date: 1978-05-02
Publication date: 1979-11-08
Also published as: DE2819293B2; DE2819293C3

Description

Zahnräderwechselgetriebe mit mehreren Vorgelegewellen
Be Zahnräderwechselgetrieben der im Oberbegriff des Petantspruches 1 beschriebenen Art kommt es zu angleicher Lastverteilung auf den Vorgelegewellen, wenn durch Verzahnungsfehler, o.dgl. die beiden Vorgelegewellenräder des j jeweils mit der getriebenen Welle gekuppelten Zahnrädersatzes zu ungleichen Zeiten mit dem mittleren Zahnrad in Eingriff treten. An sich bekannte Ausgleichseinrichtungen ermöglichen eine Relativbeeg der zu dem jeweils gekuppelten Rädersatz gehörenden Zahnräder zueinander, beispielsweise eine Verschiebung des mit der Hauptwelle gekuppelten Zahnrades gegenüber den beiden mit diesem im Eingriff stehenden Vorgelegewellenzahnrädern.
Damit eine solche Relativbewegung möglich ist, müssen auch die Zahnräder der frigen, mit der Hauptwelle nicht gekuppelten Rädersätze eine mindestens ebenso große Relativbewegung ausführen können. Ist dieses nicht möglich, so tritt "Klemmen" der ungleich belasteten Getriebezüge ein, und ein Lastausgleich kommt nicht zustande.
In einem bekannten Mehrvorgelegewellengetriebe tCH-PS 480 565) wird das Klemmen dadurch vermieden, daß das Zahnspiel zwischen den Zähnen der mit der Hauptwelle kuppelbaren und der diesen zugeordneten Vorgelegewellenzahnräder über das für eine ausreichende Laufruhe der leerlaufenden Getrieberäder zulässige Maß hinaus vergrößert wird, wodurch die Laufruhe des Getriebes verschlechtert wird.
In einem weiteren bekannten Mehrvorgelegewellengetriebe (US-PS 3 105 395) sind die Hauptwellenzahnräder auf der Hauptwelle radial schwimmend angeordnet. Auch hierdurch wird eie Ausgleichsbewegung der nachgiebig gelagerten Hauptwelle nicht behindert. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß daß schallen und Lagern solcher desaxierten Zahnräder erschwert ist.
Aufgabe der erfindung ist es, Maßnahmen zum Verhindern des Klemmens zu finden, durch welche die oben genannten Nachteile der bekannten Getriebe vermieden werden.
Die Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 beschriebene Getriebe gelöst.
Ein Getriebe nach der Erfindung bietet Sicherheit gegen Klemmen der Rädersätze beim Lastausgleich und vermeidet das Leerlaufklappern der Zahnräder. Die mit normalem Lagerspiel auf der Hauptwelle gelagerten Zahnräder können mit der Hauptwelle ohne Schwierigkeiten gekuppelt werden.
Die Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 2 hat den Vorteil einer größeren Leichtgängigkeit der axialen Verschiebebewegung der Vorgelegewellenräder. Ein weiterer Vorteil ist, daß beim Lastausgleich für eine bestimmte erforderliche Relativbewegung der Vorgelegewellen zueinander eine geringere axiale Verschiebung der Vorgelegewellenzshnräder erforderlich ist.
Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder. Es zeigen: Fig.1 einen Längsschnitt durch ein Getriebe in schematischer Darstellung, Fig.2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig.1, %in.3 einen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig.1 In Fig.1 sind die Eingangswelle und 11 die Ausgangswelle eines zweigängigen Zahnräderwechselgetriebes.
Die Eingangswelle kann durch einen nicht gezeichneten Motor angetrieben werden. Die Ausgangswelle soll ein Lastmoment übertragen. Die Funktionen von Singangs-und Ausgangswelle.konnen auch vertauscht sein.
b:in .it der ielle 10 verbundenes Zahnrad 12 treibt zwei einander e-eniiberliegend angeordnete Zahnräder 13 und 4 4 an, von denen das eine mit einer Vorgelegewelle 15 und das andere mit einer zweiten Vorgelegewell,e 16 fest verbunden ist. Beide Vorgelegewellen sind in einen nicht gezeichneten Gehäuse drehbar und unverschiebbar gelagert.
Auf der elle 11 sind zwei schrägverzahnte köder 17 und 20 frei drehbar gelagert und durch eine Schi eheüffe 23 wahlweise mit der Welle 11 kuppelbar. Das Zahnrad 17 ist ständig im Eingriff mit zwei Zahnrädern 18 und 19, welche drehfest aber axial verschiebbar auf der Vorgelegewelle 15, bezw. 16 gelagert sind.
ie axiale Bewegung der Zahnräder ist durch an der Welle 15, bezw.16 feste Anschläge 24,25, bezw.26,27 begrenzt. Entsprechend ist das Zahnrad 20 mit zwei Vorgelegewellenrädern 21 und 22 im Eingriff, welche auf den Vorgelegewellen drehfest und axial verschiebbar gelagert sind. Die axiale Bewegung der Zahnräder 21 und 22 ist durch Anschläge 28, 29 und 30,31 begrenzt.
ahnrad 21 ist am Anschlag 29 liegend gezeichnet. Der größmögliche Verschiebeweg ist Zahnrad 20 werde mit der Hauptwelle 11 gekuppelt durch Verstellen der Muffe 23 aus der gezeichneten Stellung nach rechts. Über die Vorgelegewellen 15, bezw. 16 soll eine Antriebsleitung auf die Welle 11 übertragen werden.
dabei sollen sich die Räder 20,21 und 22 im Sinne der in Fig.2 eingezeichneten Pfeile drehen. Zwischen den Zähne der Räder 20/21 ist ein Flankenspiel "so" vorhanden. Die Zähne z1 und z2 der Räder 21 und 20 berühren sich, sodaß ein an der Welle 10 wirkendes Drehmoinent über die Räder 12 und 13, die Vorgelegewelle 15 und das Zahnrad 21 auf das Zahnrad 20 übertragen werden kann. Infolge eines Verzahnungsfehlers oder eines fehlerhaften Einbaus des Rades 22 sei zwischen den Leimen y1 und y2 ein Abstand "s" sodaß durch das aad 22 zunächst kein Drehmoment übertragen werden kann. Die am Zahn z1 wirkende Kraft ruft einen Axialschub am Rad 21 hervor, durch welchen dieses an den Anschlag 23 tedrilekt wird unter gleichzeitiger Drehung des Rades 21 und er Welle 15. Der Betrag der Drehung errechnet sich aus dem seitlichen Verschiebeweg "s" und dem tan des Schrägungswinkels ß. Da die Räder 21 und 22 über den Rädersatz 12,13,14 miteinander gekuppelt sind, führt das Rad 22 eine gleichgroße Drehung aus wie die Vorgelegewelle 15. Diese Drehung kann beispielsweise kleiner sein als zur Beseitigung des Spaltes "s" zwischen y1 und y2 nötig ist. Dann bleibt ein Restspalt.
Ist die Drehung jedoch größer als dem Spalt "s" entspricht, dann stützt sich das Rad 22 am Rad 20 ab und erfährt dadurch einen Axialschub, durch den es um einen bestimmten Betrag zum Anschlag 30 hin verschoben wird. Wenn das Rad 22 den Anschlag 30 dabei nicht erreicht, übernimmt das Rad 21 die ganze Antriebs leistung. Wenn das Rad 22 den Anschlag 30 früher erreicht als das Rad 21 den Anschlag 28, dann übernimmt die Vorgelegewelle 16 mit dem Rad 22 die ganze Last.
Um den Lastausgleich zwischen den Wellen 15 und 16 zu erreichen, kann irgendeine bekannte binrichtung vorhanden sein. Beispielsweise ist die Hauptwelle 11 an ihrem rechten Ende gelenkig und an ihrem linken Sunde radial beweglich gelagert. Bei ungleicher Belastung der beiden Vorgelegewellen kann die Welle 11 dann eine Schwenkbewegung um die Mitte der gelenkigen Lagerung ausführen und dadurch den Lastausgleich an den Wellen 1= und 16 herstellen. Bei dem in Fig. 2 dargestellten belastungsfall und unter der Annahme, daß das Rad 21 den Anschlag 28 erreicht hat, weicht die IIauptwelle 11 mit dem Zahnrad 20 unter der Wirkung der an den Zhnen z1 und z2 übertragenen Kraft in Richtung des geraden Pfeils nach oben aus. In der neuen Stellung liet die Achse der Welle 11 um einen Betrag "v" über der gemeinsamen Ebene durch die Achsen der ellen 15 und 16. Durch die Verschiebung kommen auch die wanne y1 und y2 zur Anlage, und die Last kann durch beide Räder 21 und 22 zu gleichen Teilen auf das Rad 20 übertrafen werden.
Die Ausgleichbewegung der Welle 11 wird auch auf das Rad 17 übertragen, welches ebenfalls eine Bewegung in Richtung des geraden pfeils ( Fig.3) ausführt und über die gemeinsame Ebene durch die Achsen der Wellen 15 und 16 um einen Betrag "v"' behoben wird. Dabei stützt sich das Rad 17 mit dem Zahn w2 am Zahn w1 des Rades 18 ab, und die Zähne x und x2 werden gegenüber dem Zahn x1 des Rades 18 angehoben. Die dabei erforderliche Drehung des Rades 17 ist mbglich, da dieses nicht mit der Welle 11 gekuppelt ist. Bei axial unverschieblicher Lagerung der Räder 18 und 19 könnte sich das Rad 17 nur so weit drehen, bis sich die Zähne x und x1 berühren. Eine erforderliche weitere Drehung unter entsprechender weiterer Hebung der Welle 11 wäre nicht möglich, und der Lastausgleich wäre durch Klemmen an den Zähnen des Rädersatzes 17, 18, 19 verhindert.
Nach er Erfindung wird ein Klemmen dadurch verhindert, daß die Vorgelegewellenräder 18 und 19 mit axialem Spiel auf ihren ellen gelagert sind. Die Wirkung dieser Maßnahme ist folgende. Wenn sich die Zähne x und xl berühren, bevor sich die Welle 11 mit dem Rad 17 um den erforderlichen Betrag gehoben hat, so weicht Rad 18 unter der Wirkung der Axialkomponente des auf den Zahn x1 ausOeubten Druckes nach rechts ( Fig.1) aus. Wenn es am rechter Anschlag 25 anliegt, bevor die Ausgleichsbewegung der Welle 11 beendet ist, dann stützt sich das rads 17 am Zahn x1 ab und dreht sich entgegen dem in Fig.3 eingezeichneten Pfeil. Durch die dadurch am Zahn w1 wirksam werdende axiale Zahnkraftkomponente weicht das Rad 19 nach links aus. Das axiale Spiel "sv" v der Vorgelegewellenräder wird so groß gewählt, daß ein Klemmen auch bei der größten zu erwartenden Ausgleiehbewegung nicht behindert wird.
Die Vorgelegewellenräder 18, 21,19,22 können mit den zugehörigen Vorgelegewellen 15 und 16 durch eine schräge Verzahnung verbunden sein, deren Schrägungsrichtung derjenigen der Laufverzahnung entgegengesetzt ist.
Dadurch werden die eingangs genannten Vorteile erzielt.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind denkbar, bei welchen nicht alle der mit der Hauptwelle 11 kuppelbaren Rädersätze mit Schrägverzahnung und axial verschiebbaren Vorgelegewellenzahnrädern versehen sind, beispielsweise nur der Rädersatz 17,18,19.

Claims

Patentansprüche S Zahnraäderwechzelgetriebe mit einer ersten Welle, einer mit dieser fluchtenden Hauptwelle, mehreren, vorzugsweise zwei über einen Zahnrädersatz durch die erste Welle antreibbaren weitere Vorgelegewellen, von denen jede mindestens zwei/auf der zugehörigen Vorgelegewelle drehfest gelagerte VorgelegewelAenzahnräder trägt, ferner mit auf der Hauptwelle drehbar gelagerten und wahlweise mit dieser kuppelbaren Hauptwellenzahnrädern, die je mit einem Paar von Vorgelegewellenzahnrädern im Eingriff stehen, und mit einer Sinrichtung, die zwecks Herstellung eines gleichgroßen Kraftflusses über jede Vorgelegewelle eine Relativbewegung der miteinander im Eingriff stehenden und eine Leistung übertragenden-Zahnräder ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht Leistung übertragehden Vorgelegewellenzahnräder (18,19 bezw.21,22) schrägverzahnt sind und zwischen festen Anschlägen (24,25; 26,27 bezw.28,29; 0,71) mit einem Axialspiel (SV) von solcher Größe gelagert sind, daß die/Relativbewegung nicht behindert wird. genannte
2. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsverzahnung zwischen Vorgelegewellen und Vorgelegewellenzahnrädern eine Schrägung aufweist, die der Schrägung der Laufverzahnung der Vorgelgewellenzahnräder entgegengesetzt ist.