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Mehrfaches Zahnräderübersetzungsgetriebe. BeieinemmehrfachenZahnräderübersetzungsgetriebe
sind die hauptsächlich auf die Zwischenwelle einwirkenden Kräfte die Zahnreaktionen
der Getrieberäder auf der Welle und das Wellengewicht. Diese Kräfte werden von Lagerdrücken
aufgenommen. Wirken die aus den Zahnreaktionen entstehenden Kräfte in Aufwärtsrichtung,
so können diese Kräfte bei einigen Belastungen zusammen gerade ausreichen, das Wellengewicht
zu überwinden. Die Welle wird sich in ihren Lagern heben, und zwar wird sich im
allgemeinen das Ende, an dem das Ritzel liegt, zuerst heben, da dieses das leichtere
Wellenende und außerdem größeren Kräften von den Zahnreaktionen ausgesetzt ist.
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Es wird demnach eine Anzahl Belastungen geben, bei denen sich die
Welle zwischen ihren Lagern schräg zu stellen sucht. Da die Lager für hohe Geschwindigkeiten
in der Praxis mit Spiel versehen sein müssen, wird die Welle tatsächlich bei diesen
Zwischenbelastungen schräg liegen. Dadurch werden die Radzähne aus ihrer Lage zu
den Zähnen, mit denen sie im Eingriff stehen, gebracht, wodurch eine ungenügende
Druckverteilung und hohe örtliche Zahnbelastungen entstehen.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß auf der Zwischenwelle ein Ausgleichgewicht
so angeordnet ist, daß der Schwerpunkt der gesamten Welle mit dem Punkt zusammenfällt,
in dem die Resultierende der anderen auf die Welle wirkenden senkrechten Kräfte
die Achse kreuzt, so daß ein Schrägstellen der Zwischenwelle vermieden wird.
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Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung dargestellt.
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Abb. i ist eine Ansicht und Abb. a ein Grundriß eines doppelten Übersetzungsgetriebes,
dessen Zwischenwelle mit einem Ausgleichgewicht nach der Erfindung versehen ist.
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Abb. 3 und q. zeigen die hierbei auf die Zwischenwelle wirkenden Kräfte.
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Abb. 5 ist ein Kräftebild für eine von zwei getrennten Ritzeln getriebene
Zwischenwelle. Abb. 6 zeigt eine Abänderung des Getriebes, bei der das Ausgleichgewicht
zwischen die zweiten Ritzel und das anschließende Lager verlegt ist.
Bei
der Ausführung nach den Abb. i und z ist die Welle des Motors a mit einem Winkelzahnritzel
b versehen, das das Winkelzahnrad c auf der Zwischenwelle d antreibt. Die Zwischenwelle
trägt ebenfalls ein Winkelzahnritzel e, das das Getrieberad f auf der getriebenen
Welle g in Umlauf setzt. An dem vom Rad c entfernten Ende der Zwischenwelle d ist
ein Ausgleichgewicht da angeordnet.
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Abb. 3 zeigt in eine Querebene verlegt die senkrechten Drehkräfte
T1 und T2 der Zwischenwelle, die an den Zähnen des ersten und zweiten Rades auftreten.
Mit Ausnahme für die geringe Verdrehung, die zur Überwindung der Reibung erforderlich
ist, befinden sich diese Kräfte im Gleichgewicht um die Achse der Welle d. Sie haben
demnach eine einzige Resultante G, deren Wirkungslinie durch diese Achse geht und
die gleich der Summe von T1 und T2 ist.
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Wenn bei der entgegengesetzten Umlaufrichtung des Ritzels die lZräfte
T1 und T2 nach unten gerichtet sind, ihre Resultierende aber nicht durch den Schwerpunkt
der Zwischenwelle geht, so haben die Kräfte das Bestreben, die Zwischenwelle schräg
zu stellen, was einen ungleichmäßigen Druck in den Lagern zur Folge hat. Infolgedessen
würde das eine Lager schneller abgenutzt werden als das andere, so daß schließlich
eine wirkliche Schrägstellung der Zwischenwelle eintreten würde, was wiederum eine
ungleichmäßige Verteilung der Kräfte zwischen den Zähnen des Getriebes bewirken
würde.
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Abb. q. ist ein senkrechter Schnitt -durch die Achse der Zwischenwelle,
der die Wirkungslinie der Resultante G und die Projektionen der Wirkungslinien der
Kräfte Tl und T2 zeigt. Die Abstände x und y sind hierbei umgekehrt proportional
zu den Kräften T, und T2 angeordnet.
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Diese Kräfte TI und T2 mit der Resultierenden G wirken senkrecht nach
oben und entgegengesetzt zum Gewicht W der Zwischenwelle d, die sie in ihren Lagern
anzuheben suchen. Das Ausgleichgewicht h ist auf der Welle d befestigt und so bemessen
und angeordnet, daß der Schwerpunkt der gesamten Welle in die Wirkungslinie der
Resultante G zu liegen kommt.
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Auf diese Weise wirken sich das Gewicht W der Welle d und die Kraft
G unmittelbar entgegen, so daß die Kräfte bei der Zunahme der Belastung, sobald
sie den Bereich überschreiten, indem G gleich Wist, kein Kräftepaar erzeugen, daß
die Welle d schräg zu stellen sucht. Die Welle wird sich daher gleichmäßig in ihren
Lagern anheben. Ebenso wird sich die Welle bei abnehmender Belastung, sobald der
gleiche Bereich durchschritten ist, gleichmäßig in ihren Lagern senken und auf diese
Weise bei allen Belastungen ihre gerade Lage in der senkrechten Ebene beibehalten.
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Das Schaubild der Abb. 5 zeigt die Kräfte in dem Fall, wo zwei erste
Ritzel b, bi einander gegenüber angeordnet sind und gleiche Kräfte auf das erste
Rad c übertragen. In diesem Falle wirken an der Zwischenwelle die senkrechten Kräfte
T1 und t1 am ersten Rad und T2 am zweiten Rad. Diese Kräfte sind im Gleichgewicht
um die Wellenachse d, sie haben daher eine einzige Resultante, deren Wirkungslinie
durch die Achse geht.
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Die Kräfte T1 und t, rufen keine resultierende Kraft, sondern nur
ein Drehmoment hervor, das dem Moment von T2 um die Wellenachse gleich und entgegengesetzt
gerichtet ist. Die Resultante aller dieser Kräfte ist daher eine durch die Wellenachse
senkrecht nach oben wirkende Kraft, die- gleich T2 ist und in der-- selben Querebene
liegt wie diese. In diesem Falle muß daher das Gegengewicht so festgelegt werden,
daß der Schwerpunkt der gesamten Welle und die Wirkungslinie der Kraft T2 in der
gleichen Querebene liegen.
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Bei der Ausführung nach Abb: 6 ist das Ausgleichgewicht h zwischen
das Ritzel e und das Lager k verlegt. Bei dieser Anordnung wird ein weit schwereres
Ausgleichgewicht erforderlich, als es bei der in Abb. i und 2 vorgeschlagenen Anordnung
nötig war.
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Das Ausgleichgewicht kann entweder mit der Welle d aus einem Stück
bestehen oder als besonderer Teil aufgesetzt werden.
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Der Erfindungsgegenstand ist besonders vorteilhaft in den Fällen zu
verwenden, bei denen es nicht erwünscht ist, getrennte Wellen anzuordnen, deren
eine das Zwischenrad und deren andere das Ritzel trägt und die durch eine nachgiebige
Kupplung miteinander ver- i bunden sind.