DE3445181A1 - Getriebe zur leistungsuebertragung - Google Patents
Getriebe zur leistungsuebertragungInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
- F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
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Description
Getriebe zur Leistungsübertragung
Die Erfindung betrifft im allgemeinen ein Mehrfach-Übersetzungsgetriebe
zur Leistungsübertragung und im besonderen die gleichmäßige Lastverteilung in einem solchen Leistungsübertragungsgetriebe.
Bei Mehrfach-Übersetzungsgetrieben, wie sie zum übertragen
von Leistung von einem Flugzeugmotor auf einen Propeller verwendet werden, wurde es als wünschenswert angesehen, daß
ein einziges Ausgabezahnrad von einem Paar Zwischenzahnräder angetrieben wird, die wiederum von einem einzigen
Eingaberitzel angetrieben werden, um die Belastung der Zahnradzähne zu verringern sowie die Größe der Zahnräder
und des Getriebegehäuses auf einem Minimum zu halten, so daß sich eine Gewichtsverminderung des Getriebes im Ganzen
ergibt. Zum Erzielen dieser Vorteile ist eine gleichmäßige Verteilung des Drehmomentes des Eingaberitzels auf die
Zwischenzahnräder wesentlich. Bei den heutigen Zahnradlagerungen erschweren es aber die normalen Herstellungstoleranzen, daß eine gleichmäßige Lastverteilung zwischen
dem Ritzel und den Zwischenzahnrädern erzielt werden kann. Wenn der Mittelpunkt des Eingaberitzels gegenüber der
Mittelpunktslinie der Zwischenzahnräder versetzt ist, besteht eine Lösung in einem drehbaren Joch, welches das Eingaberitzel
drehbar lagert und dem Ritzel gestattet, sich selbst zwischen den Zwischenzahnrädern für eine gleich-•
mäßige Verteilung der Last auf sie zu zentrieren. Ein Beispiel für eine solche Anordnung findet sich in der US-PS
43 12 244. Eine solche Ritzellageranordnung ist jedoch auch in solchen Fällen nicht zweckmäßig, in welchen der Mittelpunkt
des Eingaberitzels und die Mittelpunkte der Zwischenzahnräder im wesentlichen auf derselben geraden Linie liegen
oder in welchen die Reaktion der Zahnradbelastung auf ein festes Bauteil des Getriebes, wie z.B. das Getriebegehäuse,
nicht erwünscht ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines
verbesserten Leistungsübertragungsgetriebes, das die gleichmäßige Verteilung der Last von einem Eingaberitzel auf ein
Paar Zwischenzahnräder, die mit ihm fluchten, ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird also eine solche gleichmäßige Lastverteilung
dadurch erzielt, daß eines oder mehrere Ritzellager in einer zu der zwischen dem Ritzel und den Zwischenzahnrädern
verlaufenden Wirkungslinie parallelen Richtung bewegbar gemacht wird bzw. werden, während eine Bewegung
des Ritzels in einer senkrechten Richtung dazu unterbunden wird. Mehrere Anordnungen, welche diese Ergebnisse erzielen,
sind vorgeschlagen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Ritzellager in einem Block angeordnet, der
in einem U-förmigen Teil gleitbar gelagert ist, das an einem ortsfesten Bauteil, wie z. B. einer Zwischenwand, die in
einem Gehäuse für das Getriebe vorgesehen ist, befestigt ist.
Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Block an einem Bauteil aus sich abwechselnden Schichten aus
elastischem und nicht elastischem Material befestigt, wobei die parallelen Hauptflächen der Teile in zu den Wirkungslinien
zwischen dem Ritzel und den Zwischenzahnrädern parallelen Ebenen liegen. Bei einem dritten alternativen
Ausführungsbeispiel ist der Lagerblock an dem ortsfesten
Bauteil durch Träger gelagert, die in einer zu der Zahnrad-'wirkungslinie
parallelen Richtung nachgiebig durchbiegbar sind und in senkrechten Richtungen dazu steif sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand verschiedener Ausführungsbeispiele
näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigt:
Fig. 1 eine Endansicht eines Leistungsübertragungsgetriebes nach der Erfindung, wobei Teile davon geschnitten
und weggebrochen sind, um Einzelheiten des Aufbaus zu zeigen,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Leistungsüber'tragungsgetriebes,
Fig. 3 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Draufsicht der Lager, die ein Eingaberitzel des Getriebes
sowie die Anordnung zum Lagern der Lager in dem Getriebegehäuse abstützen,
Fig. 4 eine Vorderansicht einer alternativen Einrichtung zum Lagern der in Fig. 3 gezeigten Eingaberitzellager
und
Fig. 5 eine Vorderansicht einer zweiten alternativen Einrichtung zum Lagern der in Fig. 3 gezeigten Lager.
In den Zeichnungen und besonders in den Figuren 1 bis 3 ist ein Leistungsübertragungsgetriebe nach der Erfindung
global bei 10 gezeigt, das ein Gehäuse 15 und einen Zahnradsatz
20 darin aufweist. Der Zahnradsatz 20 eignet sich für jeden beliebigen Anwendungsfall, wie z. B. zum Vermindern
der Geschwindigkeit eines Motors auf einen Wert, der mit den Betriebseigenschaften eines Flugzeugpropellers
im Einklang steht. In einem solchen Fall wäre der Motor an der Eingabewelle 25 durch irgendeine geeignete Einrichtung,
wie. z. B. eine Keilverbindung (nicht gezeigt), mit dem Zahnradsatz verbunden, und der Propeller wäre mit einer Ausgabewelle
30 durch irgendeine geeignete Kupplung, wie z. B. •die, welche bei 35 teilweise gezeigt ist, verbunden. Wie
am besten in Fig. 2 zu sehen ist, ist die Ausgabewelle 30 auf einer Wälzlageranordnung 37 und einer Kugellageranordnung
40 abgestützt, wobei die Lager die übliche Anordnung von Kugel- und Wälzlagerelementen in einer kreisförmigen
Laufbahn aufweisen und nach Bedarf geschmiert werden.
Die Ausgabewelle 30 trägt ein Ausgabezahnrad 45, wobei die Welle 30 und das Zahnrad 45 durch in Eingriff miteinander
stehenden Zahnräder 50 und 55 angetrieben werden. Die Zahnräder 50 und 55 sind auf Wellen 60 bzw. 65 angeordnet, die
wie bei 57 an den entgegengesetzten Enden des Gehäuses ähnlich wie die Ausgabewelle 30 gelagert sind. Die Wellen 60
und 65 tragen auch Zwischenzahnräder 70 und 75, die von den Zahnrädern 50 bzw. 55 axial beabstandet sind. Die Zwischenzahnräder
70 und 75 werden durch ein Eingaberitzel (80) angetrieben, das mit ihnen entlang von Wirkungslinien (Tangenten
zu dem Ritzel) 83 in Eingriff steht und an der Eingabewelle 25 zur Drehung mit ihr befestigt ist. Demgemäß ist
ersichtlich, daß die Drehung der Eingabewelle 25 durch den Motor die Drehung des Eingaberitzels 80 bewirkt, das durch
den Eingriff mit den Zahnrädern 70 und 75 die Wellen 60 und 65 und somit die Zahnräder 50 und 55 antreibt. Durch die
Drehung der Zahnräder 50 und 55 wird aufgrund des Eingriffs dieser Zahnräder mit dem Ausgabezahnrad 4 5 die Ausgabewelle
30 und infolgedessen die Vorrichtung über die Kupplung 35 angetrieben.
Wie oben dargelegt, ist zwar ein Mehrfach-Ubersetzungsgetriebe
der hier beschriebenen Art kompakt und leicht, für einen störungsfreien Betrieb muß jedoch das Eingabedrehmoment
gleichmäßig von dem Eingaberitzel 8 0 auf die Zahnräder 70 und 75 übertragen werden. Eine solche gleichmäßige
Drehmomentverteilung auf die Zwischenzahnräder ist jedoch aufgrund der normalen Herstellungstoleranzen nicht erzielbar,
wenn das Eingaberitzel nur drehbeweglich ist. Erfindungsgemäß ist daher das Eingaberitzel auch in einer zu den
Wirkungslinien 83 im wesentlichen parallelen Richtung be-'weglich.
Wie wieder aus den Zeichnungen ersichtlich ist, ist die Eingabewelle 25 an ihrem einen Ende, das mit dem Motor verbunden
ist, in einer Lageranordnung 85 und an einem entgegengesetzten Ende in Lagern 87 abgestützt, die in einer
kreisförmigen Laufbahn 90 aufgenommen sind, die in einem Block 95 untergebracht ist. Der Block 95 kann, wie hier
gezeigt, eine massive rechteckige Form haben und ist in einem ü-förmigen Teil 100 gleitbar angeordnet, das durch einen
Halter 102 und eine Platte 104 gebildet wird, die durch
irgendwelche geeignete Mittel, wie z. B. durch Schrauben und Muttern 115, an einer Gehäusezwischenwand 105 befestigt
ist. Es wird erkennbar sein, daß das U-förmige Teil 100
eine relativ freie Bewegung der Eingaberitzellager in einer zu den Wirkungslinien des Eingangsritzels und der Zwischenzahnräder
70 und 75 im wesentlichen parallelen Richtung gestattet. Wie dargestellt, kann der Lagerblock 95 durch eine
Feder 120 radial beaufschlagt werden, die zwischen zwei Haltern 125 und 130 aufgenommen ist, wobei die Beaufschlagung
verhindert, daß die Wälzelemente in der Laufbahn rutschen. Es wurde festgestellt, daß ein Eingaberitzel,
das fluchtend mit Zwischenzahnrädern in Eingriff steht, wie es hier der Fall ist, eine Instabilität in einer im
wesentlichen senkrechten Richtung zu den Wirkungslinien zwischen den Zahnrädern aufweisen kann, wobei diese Instabilität,
wenn sie nicht unterdrückt wird, bewirkt, daß das Ritzel mit dem einen Zwischenzahnrad fester als mit
dem anderen in Eingriff steht. Demgemäß ist es ersichtlich, daß durch die Erfindung das Eingaberitzel sich in einer
im wesentlichen zu den Zahnradwirkungslinien parallelen
Richtung für eine gleichmäßige Verteilungdes Eingabedrehmoments
auf die beiden Zwischenzahnräder bewegen kann, aber in im wesentlichen senkrechten Richtungen zu den Wirkungslinien aus Stabilitätsgründen zurückgehalten wird.
In den Figuren 4 und 5 ist eine alternative Einrichtung zum Erzielen einer gleichmäßigen Lastverteilung und Stabi-■lität
des Leistungsubertragungsgetrxebes nach der Erfindung gezeigt. Wie in Fig. 4 zu sehen ist, ist der Lagerblock 9
nicht in einem U-förmigen Teil aufgenommen, sondern in einer aus sich abwechselnden, miteinander verbundenen
Schichten 135 und 140 aus elastischem und nichtelastischem Material bestehenden Lagereinrichtung abgestützt. Für den
Fachmann ist erkennbar , daß diese Lagereinrichtung in einer vertikalen Richtung unter Scherbelastung biegsam ist, in
einer horizontalen Richtung unter Druckbelastung aber sehr steif ist, wodurch sie eine Bewegung der Eingaberitzellager
in einer im wesentlichen parallelen Richtung zu den Zahn-
radwirkungslinien gestattet und das Ritzel in einer senkrechten Richtung zurückhält.
In Fig. 5 ist eine weitere Lagereinrichtung gezeigt. Diese
Lagereinrichtung weist Träger 145 auf, die vertikal nachgiebig und horizontal steif sind, wodurch eine Lagerbewegung
parallel zu den Zahnradwirkungslinien zugelassen wird, während das Ritzel in senkrechten Richtungen zurückgehalten
wird. Wie die in Fig. 4 gezeigte Lagereinrichtung können die Träger auf irgendeine bekannte Art und Weise, wie z. B.
die oben beschriebene Schraubverbindung, an der Zwischenwand befestigt werden.
Es ist klar, daß eine Vertikalbewegung der Eingaberitzellager zu einem seitlichen Kippen oder einer Veränderung
in der Winkellage des Eingaberitzels und der Eingabewelle führt. Obwohl eine solche Winkelverschiebung des Ritzels
durch Nachgiebigkeit des Ritzels und der Zwischenzahnräder aufgenommen werden kann, ist es vorgesehen, wenn auch nicht
gezeigt, daß die Winkelverschiebung des Eingangsritzels durch Balligkeit des oder der Zahnräder oder durch Verwendung
von Keilverbindungen an beiden Enden der Eingabewelle 25 aufgenommen werden kann, wodurch eine vertikale Bewegung
des Ritzels ohne Winkelverschiebung ermöglicht wird.
Obwohl eine besondere Ausführungsform dos Lcistungsübcrtragungsgetriebes
nach der Erfindung gezeigt wurde, ist es klar, daß verschiedene Abänderungen des Getriebes sich aufgrund
der vorliegenden Offenbarung für die Fachleute ergeben.
Beispielsweise sind zwar vertikale Wirkungslinien (die tangential sowohl zum Ritzel als auch zu den Zwischenzahnrädern
sind) gezeigt worden, es ist aber klar, daß die Winkelanordnung der Wirkungslinien um bis zu 30° von den
dargestellten Linien abweichen kann , ohne die Erfindung zu verlassen. Demgemäß ist erfindungsgemäß eine Änderung
von 30° zwischen der Richtung der Ritzelbewegung und den Wirkungslinien unter dem Begriff der allgemeinen Parallelität
zwischen den beiden oben beschriebenen Richtungen zu
-9-
verstehen. Ebenfalls gilt, daß zwar das Ritzel und die
Zwischenzahnräder auf einer gemeinsamen geraden Linie liegend dargestellt sind, daß aber eine geringe senkrechte
Versetzung des Ritzels mit einer nur vernachlässigbar kleinen Auswirkung auf die gleichmäßige Lastverteilung,
die oben beschrieben ist, toleriert werden kann. Es wird durch die Ansprüche beabsichtigt, diese und irgendwelche
anderen Abänderungen, die in den Bereich der Erfindung fallen, abzudecken. 10
Claims (4)
1. Mehrfach-Übersetzungsgetriebe zur Leistungsübertragung,
mit einer ortsfesten Stützanordnung, einem Eingaberitzel, das in dafür bestimmten Lagern gelagert ist, einem.Paar
Zwischenzahnräder, die mit dem Eingaberitzel entlang von zwischen ihnen verlaufenden Wirkungslinien in Eingriff
stehen und von dem Eingaberitzel angetrieben werden, wobei die Mittelpunkte des Eingaberitzels und der Zwischenzahnräder
im wesentlichen auf einer gemeinsamen geraden Linie liegen, und mit einem Ausgabezahnrad, das von den Zwischenzahnrädern
angetrieben wird, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung, welche die Eingaberitzellager (87) aufnimmt
und bezüglich der Stützanordnung (15) beweglich ist, und
eine an der Stützanordnung (15) befestigte Einrichtung zum
Lagern der Lageraufnahmeeinrichtung an ihr, die eine begrenzte Hin- und Herbewegung der Lagerau'fnahmeeinrichtung
in einer zu den Wirkungslinien des Eingaberitzels (80) und der Zwischenzahnräder (70,75) im wesentlichen parallelen
Richtung gestattet, während sie eine Bewegung der Lageraufnahmeeinrichtung in einer zu den Wirkungslinien im wesentlichen
senkrechten Richtung unterbindet.
2. Mehrfach-Übersetzungsgetriebe zur Leistungsübertragung
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraufnahmeeinrichtung
einen Block (95) aufweist und die Lagereinrichtung ein U-förmiges Teil (100) aufweist, das an die
Form des Blockes (95) im wesentlichen angepaßt ist, wobei der Block in dem U-förmigen Teil (100) gleitbar aufgenommen
ist·
3. Mehrfach-Übersetzungsgetriebe zur Leistungsübertragung
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung sich abwechselnde, miteinander verbundene elastische
und nicht elastische Teile (135,140) aufweist, deren im wesentlichen parallelen, einander entgegengesetzten
Hauptflächen in zu den Wirkungslinien parallelen Ebenen liegen.
4. . Mehrfach-Ubersetzungsgetriebe zur Leistungsübertragung
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung längliche Träger (145) aufweist, die in einer zu
den Wirkungslinien parallelen Richtung nachgiebig und in einer senkrechten Richtung dazu steif sind.
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