DE2938258C2

DE2938258C2 - Antrieb eines in einem Gestell gelagerten Zahnrades größeren Durchmessers über mehrere Ritzel

Info

Publication number: DE2938258C2
Application number: DE19792938258
Authority: DE
Inventors: Ludger Hecking; Ulrich 4290 Bocholt Stockmann; Friedhelm Wohlgemuth
Original assignee: A Friedrich Flender AG
Current assignee: A Friedrich Flender AG
Priority date: 1979-09-21
Filing date: 1979-09-21
Publication date: 1982-09-30
Also published as: DE2938258A1

Description

a) ein Spannseil (11) verbindet jedes Ritzelgehäuse mit dem Gestell,

b) ein Seil (5) umschlingt etwa in der Mittelebene fx-x^der Verzahnungen die Ritzelgehäuse (4) an der dem Zahneingriff gegenüberliegenden Seite entweder direkt oder im Wechsel mit je einem am Gestell befestigten Widerlager (6; 15),

c) jede Riirelwelle trägt zwei Führungsrollen (9), die sich auf den Führungsbahnen (10) abwälzen.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannseil (11) in etwa in der Mittelebene (x-x) verläuft oder aus zwei beidseitig zur Mittelebene angeordneten Teil-Spannseilen (Wa) besteht, die über einen Waagebalken (16) mit einem in der Mittelebene liegenden Festpunkt (21) des Gestells verbunden sind, wobei die Richtung des Spannseiles im Bereich »a« zwischen der Tangente (22) an die Wälzkreise und der Zahneingriffslinie (23) sowie durch die Berührungslinie der Wälzkreise verläuft.

3. Antrieb each Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des Spannseiles (II, Wa) die Achse des Ritzels (3) schneidet

4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil (5) in an den Ritzelgehäusen jeweils in einer Ebene verlaufenden Führungsrillen (13) geführt ist, die zur Mittelebene (x-Abgeneigt sind und die etwa durch die Schnittlinien der Mittelebene mit den die Achsen der Ritzel und des Zahnrades enthaltenden Ebenen verlaufen.

5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager (6) in der Mittelebene (x-x) angeordnet sind und eine in Umfangsrichtung sinuskurvenförmige Führungsrille (14) für das Seil (5) aufweisen, deren Seileinläufe oberhalb und unterhalb der Mittelebene liegen (F i g. 2).

6. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich- so net, daß die Widerlager (15) abwechselnd oberhalb und unterhalb der Mittelebene (x-x)angeordnet sind und eine in Umfangsrichtung sinuskurven- oder kreisförmige Führungsrille (i4a) für das Seil (5) aufweisen, deren Seileinläufe oberhalb bzw. unterhalb der Mittelebene liegen (F i g. 3).

?. Antrieb nach Anspruch I, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannseil (11, Wa) durch einen parallel zur Ritzelachse am Ritzelgehäuse (4) angeordneten Bolzen (12), Nocken oder dergl, den es zumindest teilweise umschlingt, umgelenkt wird.

8. Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (12) drehbar und im Bereich des Spannseiles exzentrisch gestaltet ist.

9. Antrieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ritzelgehäuse über ein Fangseil (25) mit dem Gestell (1) verbunden ist, das am Ritzelgehäuse etwa dem Spannseil (U, Wa) gegenüberliegend angeordnet ist.

10. Antrieb nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil (5) mit nachstellbaren Spannschlössern (7) versehen ist (Fi g. 1).

11. Antrieb nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegengewicht (18) den Schwerpunkt des Ritzelgehäuses einsch!. aller damit fest verbundenen Teile möglichst nahe an den Schnittpunkten (S) der Berührungslinie der Wälzkreise mit der Mittelebene (x-x) verlegt und daß das gesamte Gewicht des Rkzelgehäuses entweder durch eine lotrechte unterhalb des Schwerpunktes angebrachte Stütze (20) mit zwei sphärischen Gelenken (19) oder ein lotrechtes oberhalb des Schwerpunktes angebrachtes Seil vom Gestell (1) aufgenommen wird (F ig. 6).

12. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrillen (13) in Radialrichtung je eine Kreisbahn beschreiben, deren Mittelpunkte etwa auf den Schnittlinien der Mittelebene mit den die Achsen der Ritzel und des Zahnrades enthaltenden Ebenen liegen.

Bei einer bekannten Antriebsanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung (DE-PS 12 24 579) werden die Ritzelgehäuse zur Aufnahme der Radialkräfte aus der Verzahnung mit Hilfe von Stangen, Gelenken, Hebeln und Nocken miteinander verbunden. Desweiteren dienen außerhalb der die Achsen des Ritzels und des Zahnrades enthaltenden Ebene angeordnete Gleitschuhe (Führungselemente) für die Einhaltung eines Mindestachsabstandes. Vor allem setzen die Gelenke, die meistens als teuere Kugelgelenke ausgeführt werden, den Einstellbewegungen des Ritzels einschl. Ritzelgehäuse Reibkräfte entgegen, die eine freie Einstellbarkeit beeinträchtigen. Zudem sind die Gelenke hohem Verschleiß unterworfen und bedürfen der ständigen Wartung. Die Gleitschuhe, die auf konzentrischen Führungsbahüen des Zahnrades gleiten, beeinträchtigen ebenfalls die freie Einstellbarkeit des Ritzels besonders dann, wenn die einzelnen Ritzel mit unterschiedlichen Momenten betrieben werden.

Aus der gleichen Druckschrift sind Spannstangen mit an den Enden befindlichen sphärischen Gelenken zur Aufnahme der Umfangskräfte aus der Verzahnung bekannt Besonders nachteilig ist die Gelenkreibung, die einer freien Einstellbewegung des Ritzels entgegen wirkt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Anlenkpunkt am Ritzelgehäuse, um nicht mit den Zähnen des Rades zu kollidieren, weit vom Zahneingriff weg angeordnet werden muß, was zu großen Ausschlägen der Spannstange und somit zu Behinderungen der Ausgleichsbewegungen infolge Achsschränkungen führt.

Aus den Druckschriften DE-OS 26 47 771 und DE-OS 17 55 210 sind Führungsrollen zur Führung des Ritzels am Zahnkranz bekannt. Diese Führungsrollen stützen die Zahnradialkraft des Ritzels auf innenliegenden konzentrischen Führungsbahnen ab und bestimmen so auch das maximale Zahnspiel. Je größer das zu übertragende Drehmoment ist. umso größer ist auch die Belastung der Führungsrollen. Deshalb müssen diese kräftig ausgelegt sein. Die hohen Führungskräfte beeinträchtigen aber auch die freie Einstellbarkeit des

Ritzels.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, die Einstellbarkeit der Ritzel zu verbessern und den konstruktiven Aufwand zu vermindern. Des weiteren gilt es, Verschleiß und Wartung zu vermeiden, sowie auch unterschiedliche Drehmomente mit den einzelnen Ritzeln bei deren guter Einstellbarkeit übertragen zu können.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 durdi die im Kennzeichen des Anspmchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die Erfindung wird die Flexibilität der Ritzel mit ihren Ritzelgehäusen erhöht und dadurch der Zahneingriff verbessert, wodurch eine gleichmäßigere Lastverteilung über die gesamte Zahnbreite erzielt wird. Die Anordnung eines Seiles zur Aufnahme der Radialkräfte macht den Einsatz von teuren Gelenken und Stangen überflüssig. Besonders in den Fällen, bei denen das Seil auch Widerlager des Gestells umschlingt, werden Schwingungen durch die Reibung am Widerlager wirkungsvoll gedämpft.

Ebenso wie ein Seil bei noch besserer Flexibilität in der Lage ist, Stangen und Gelenke für die Abstützung der Radialkräfte zu ersetzen, ist es auch möglich, die Umfangskräfte durch eine Spannseilanordnung aufzunehmen. Dadurch wird eine optimale Einstellbarkeit von Ritzel und Ritzelgehäuse erzielt.

Aus der DE-AS 10 81291 ist eine elastische Abstütz-Konstruktion bekanntgeworden, bei der mittels eines endlosen Seiles das Hohlrad eines Planetengetriebes über zwiischengeschaltete Winkelhebel am Verdrehen gehindert wird, während eine radiale Einstellung möglich ist. Die Umfangskräfte des Hohlrades werden durch mehrere am Umfang verteilt angeordnete Winkelhebel, die am Gehäuse schwenkbar angelenkt sind und mit einem Schenkel in radiale Nuten des Hohlrades greifen und am anderen Schenkel Rollen tragen, welche außen von einem Seil in Form eines Vielecks umgriffen werden, aufgenommen. Das umschlingende Seil nimmt dabei über am Gehäuse angeordnete 7/inkelhebel die Umfangskräfte auf.

Ferner ist aus der DE-AS 10 81 291 ein Zugmittel zum Spannen des Seiles bekanntgeworden. Dieses kann zusätzlich noch mit Widerstandselementen ausgestattet sein und so :cum Messen der Zugkraft benutzt werden, welche proportional der Umfangskraft ist.

Einige Atisführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. In den schematischen Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine Antriebsanordnung mit drei Ritzelgehäusen und drei Widerlagern,

F i g. 2 eine Abwicklung einer Seilführung in Seitenansicht,

F i g. 3 eine Abwicklung einer anderen Seilführung,

F i g. 4 eine Antriebsanordnung mit fünf Ritzelgehäusen,

F i g. 5 eine Seitenansicht eines Ritzelgehäuses mit zwei Lastseilen und Waagebalken,

Fig.6 ein Ritzelgehäuse im Schnitt mit Kontergewicht und Gewichtsstütze.

In der schematisch dargestellten F i g. 1 sind einem in einem Gestell 1 gelagerten Zahnrad 2 drei Antriebsritzel 3 zugeordnet, die je in einem Ritzelgehäuse 4 drehbar gelagert sind.

Zur Aufnahme der Radialkräfte aus der Verzahnung ist ein Seil 5 außer, um die Ritzelgehäuse gelegt. Dieses Seil 5 verläuft etwa in der Mittelebene x-x der Verzahnung und umschlingt abwechselnd ein Ritzelgehäuse 4, auf dem das Seil 5 außen aufliegt, und ein am Gestell befestigtes Widerlager 6, 15, Fig. 1, 2, 3. Schwingungen können sich so nicht von einem Ritzelgehäuse auf das andere übertragen. Über ein, möglicherweise auch mehrere Spannschlösser 7 des Seiles kann das Zahnspiel zwischen dem Zahnrad und den Ritzeln eingestellt werden. Für die Einhaltung eines Mindestzahnspiels sorgen zwei beidseitig der Ritzel 3 auf den Ritzelwellen 8 gelagerte Führungsrollen 9, die sich auf konzentrisch zum Zahnrad 2 angeordneten Führungsbahnen 10 abstützen (Fig.6). Infolge der Elastizität des Seiles 5 heben die Führungsrollen bei steigendem Antriebsdrehmoment ab, so daß siv; dann keinem Verschleiß mehr unterliegen.

Zur Aufnahme der Umfangskräfte aus der Verzahnung ist jedes Ritzelgehäuse 4 über ein Spannseil 11 etwa in der Mittelebene x-x mit dem Gestell fest verbunden. Das Spannseil wird bei 3etriebsdrehrichtung auf Zug belastet und verläuft seiner Richtung nach im Bereich »a« und durch die Berührungslir.ie der Wälzkreise. Der Bereich »a« wird di'-;.:h die Tangente 22 an die Wälzkreise eines Zahneingriffes und die Zahneingriffslinie 23 gebildet. Je näher die Spannseilrichtung an die Zahneingriffslinie herankommt, umso geringer wird die Radialkraft, die über das Stil 5 abgestützt werden muß. Da das Spannseil verhältnismäßig dünn ist, kann dieser günstige Effekt zumindest teilweise genutzt werden, ohne daß das Spannseil mit der Verzahnung des Zahnrades kollidiert. Ein Spannseilende ist mit dem Ritzelgehäuse fest verbunden. Das Spannseil wird durch einen parallel zur Ritzelachse im Ritzelgehäuse angeordneten Bolzen 12 in die vorgesehene Lage und Richtung knickfrei umgelenkt.

In F i g. 2 verläuft das Seil 5 am Ritzelgehäuse jeweils in einer Ebene von links oben nach rechts unten in einer Führungsrille 13 und schneidet die Mittelebene in der Ebene, die die Achsen vom Zahnrad und Ritzel enthält. Da das Seil flexibel ist, kann das Ritzelgehäuse mit dem Ritzel mühelos Abweichungen von der Verzahnungsgeometrie folgen und Achsschränkungen und Achsneigungen ausgleichen. An den Widerlagern 6 stützt sich das Feil am Gestell ab und wird, in einer Führungsrille (14) liegend, von links unten nach rechts oben gelenkt, von wo es zum nächsten Ritzelgehäuse verläuft. Durch die Schränkung des Seils 5 wird bewirkt, daß es die Mittelebene x-x jeweils nur am Ritzeigehäuse und Widerlager schneidet, so daß es mit den Spannseilen 11 nicht kollidiert.

Der Verlauf des Seils 5 in Fig.3 erfolgt über abwechselnd oberhalb und unterhalb der Mittelebene x-x angeordnete Widerlager 15. Hierdurch wechselt die Neigungsrichtung des Seiles von Ritzelgehäuse zu Ritzelgehäuse, so daß paarweise die gleiche Anordnung vorlief⁴.. Hierbei ist die Seilumlenkung am Widerlager und damit auch die Reibung bei Einstellbewegungen geringer.

Bei genügender Anzahl an Ritzelgehäusen kann auf am Gestell befestigte Widerlager verzichtet werden (Fig.4), ohne daß das Seil 5 das Zahnrad 2 berührt. Hierbei können grc3ere Rundlauffehler des Zahnrades 2 ausgeglichen werden, ohne daß das Seil 5 Verschleiß durch Reibung erfährt. Da keine ortsfesten Widerlager vorhanden sind, entfällt an diesen Stellen der Verschleiß, während an den Berührungsstellen mit den Ritzelgehäusen normalerweise kein Gleiten auftritt, da die Rückstellmomente der Ritzelgehäuse, bedingt dadurch, daß die Spannseilrichtung nicht exakt durch die Wälzlinie verläuft, geringer als die Reibkräfte sind.

zumal das Rit/elgehiUise eine mittlere Stellung /wischen den Extremwerten einnimmt.

Es besteht nach F i g. 5 auch die Möglichkeit, daß das Spannseil aus zwei beidseitig zur Miltelebene xx angeordneten Teil-Spannseilen Ha besteht. Diese sind jeweils über einen Waagebalken 16 und ein sphärisches Gelenk 17 mit dem Gestell 1 verbunden. Somit können sie nicht mit dem in der Mittelcbenc v-.r verlaufenden Seil 5 kollidieren. Das Seil 5 ist in der Mittelebene anzuordnen, wenn z.B. keine Widerlager (Fig. 4) vorhanden sind und die Ritzelgehäuse von störenden Kräften freigehalten werden sollen. Bei beidseitig zur Mittelebene angeordneten Spannseilen können diese einen so großen Abstand zur Mittelebene aufweisen, daß sie seitlich außerhalb des Zahnrades verlaufen und ι · so auch mit der Zahneingriffslinie zum Fluchten gebracht werden können.

In der F i g. 6 ist rechts unten cm Gegengewicht 18 angeordnet, welches den Schwerpunkt des Ritzelgehäuses 4 einschl. aller damit fest verbundenen Teile in die Mitte des Zahneingriffes verlegt, so daß aus Gewichtsgründen keine ungleichmäßigen Zahnbelastungen resultieren. Das Gewicht des gesamten Ritzelgehäuses wird durch eine mit zwei sphärischen Gelenken 19 in der Lotlinie des Schwerpunktes 5 befindlichen Stütze 20 vom Gestell aufgenommen. Es ist auch möglich, das Gewicht durch ein oberhalb des Ritzelgehäuses angeordnetes Seil aufzufangen.

In Fällen, in denen z. B. über die Antriebsanordnung gebremst werden soll oder ein Antriebsritzel mitgeschleppt werden muß, wird entgegengesetzt zum Spannseil 11 jeweils ein entsprechendes Fangseil 25 vorgesehen.

Hierzu 1 RIaIt Zcirhniinoiii

Claims

Patentansprüche:

1. Antrieb eines in einem Gestell gelagerten Zahnrades größeren Durchmessers über mehrere Ritzel, die an dessen Umfang in je einem Ritzelgehäuse gelagert sind, die über Führungselemente und beiderseits der Verzahnung des Zahnrades angebrachte konzentrische Führungsbahnen geführt und jeweils elastisch an Festpunkte des Gestells angelenkt sind, und die über gelenkige Elemente miteinander gekoppelt sind, gekennzeichnet durch die Merkmale: