DE4017226A1 - Verzweigungsgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verzweigungsgetriebe, insbe­ sondere für große Leistungen und/oder hohe Drehzahlen, mit je einem zentralen Sonnenrad, welche einerseits mit jeweils einer Welle einer An- und Abtriebsmaschine verbunden und andererseits über mindestens drei, gleichmäßig über den Umfang verteilte, durch eine Kupplung verbundene Doppelverzweigungsräder mitein­ ander gekoppelt sind.

Die Tendenz zu immer größeren Leistungen und Drehzahlen der Kraft- und Arbeitsmaschinen erfordert für Zahnradgetriebe neue Bauarten, um diese erhöhten Anforderungen erfüllen zu können.

Die dabei entstehenden Schwierigkeiten resultieren vor allem aus den hohen Drehzahlen und der Größe derartiger Getriebe. Das Aus­ maß dieser dynamischen Probleme wird besonders deutlich durch die zu beherrschenden Umfangsgeschwindigkeiten, welche bei den Verzahnungen größer als 200 m/s und bei anderen Bauteilen teil­ weise bis 300 m/s sein können.

Als Stand der Technik ist bereits ein zweistufiges Verzwei­ gungsgetriebe mit koaxialen Antriebs- und Abtriebswellen, zwei Sonnenrädern und feststehendem Steg bekannt (DE-AS 11 49 958). Bei dieser bekannten Konstruktion wird ein Ausgleich der unver­ meidbaren Herstellungs- und Verzahnungsfehler und damit eine gleichmäßige Leistungsverteilung dadurch zu erreichen versucht, daß die Einzelräder der Doppelverzweigungsräder durch Kupplungs­ zähne drehstarr miteinander verbunden sind, wobei ein Doppel­ verzweigungsrad axial geführt ist und die Einzelräder der ande­ ren Doppelverzweigungsräder axial beweglich sind.

Des weiteren sind getrennt hergestellte Kupplungsringe vorgese­ hen, welche nach Durchführung der statischen Zahnflankenein­ stellung mit den Einzelrädern verschraubt und verstiftet werden.

Diese Ausführungsart erfordert eine umständliche Gesamtmontage. Es ist hierzu notwendig, die beiden Radsätze zunächst einmal nur provisorisch zu montieren, die Zahnräder auf Flankenkontakt ein­ zustellen und danach die Radsätze wieder auseinanderzunehmen, um die Kupplungsringe nach den auszuführenden Nacharbeiten an den Einzelrädern in der zuvor bestimmten Stellung befestigen zu kön­ nen.

Trotz dieser umfangreichen Maßnahmen ist ein vollkommener Feh­ lerausgleich während des Laufes beim Abrollen der Zahnräder nicht zu erreichen, da die Fehler sich unregelmäßig über den Radumfang verteilen und zudem noch von unterschiedlicher Größe sind. Ein gleichmäßiger Zahnkontakt bei allen vorkommenden Zahn­ stellungen ist bei diesem bekannten Getriebe nicht möglich.

Außerdem sieht diese Konstruktion vor, die axiale Selbstein­ stellung der doppelschrägverzahnten Getrieberäder dadurch zu er­ möglichen, daß die unter Drehmoment belasteten Zähne der Zahn­ kupplung sich axial gegeneinander verschieben. Um dies zu er­ reichen, muß der Reibungswiderstand zwischen den Zahnflanken der Zahnkupplung überwunden werden, wobei die Höhe des Rei­ bungswiderstandes von dem Drehmoment und der jeweils vorhandenen Reibungszahl abhängig ist.

Die Praxis zeigt, daß in derartigen Fällen mit zunehmender Be­ triebszeit eine Erhöhung der Reibungszahl eintritt. Bei einer stark erhöhten Reibungszahl kann dies schließlich zum Blockieren der Kupplung führen.

Als weiterer großer Nachteil kommt hinzu, daß Doppelschrägver­ zahnungen, außer durch die Kräfte aus dem Drehmoment, durch die­ sen Reibungswiderstand zusätzlich beansprucht werden. Dies hat zur Folge, daß bei der Radsatzauslegung die Zusatzbeanspruchung zu berücksichtigen ist, was wiederum zu einer Vergrößerung der­ artiger Getriebe führt.

Außerdem erlaubt es die ungenügende Gelenkigkeit einer einfachen Zahnkupplung nicht, daß sich die Einzelräder, ohne sich gegen­ seitig zu beeinflussen, auf gleichmäßiges Flankentragen entlang der Zahnbreite einstellen können.

Erschwert wird diese Tatsache noch dadurch, daß die auf die beiden Einzelräder wirkenden tangentialen Zahnkräfte entgegen­ gesetzt gerichtet sind. Es entsteht damit ein ebenfalls entge­ gengesetzt gerichteter Versatz der beiden Einzelräder, im Rahmen dessen, was die vorhandenen Lagerspiele zulassen. Dieser Versatz führt bei der Anordnung von nur einer einfachen Zahnkupplung als Verbindungselement zwischen den Verzweigungsrädern zwangsweise zu einem Schrägstellen dieser Räder und damit zu einem einseiti­ gen schädlichen Flankentragen.

Durch die Anordnung von Zahnkupplungen als Verbindungselement bei den Baugruppen der Sonnen- und Verzweigungsräder ist es weiterhin von großem Nachteil, daß diese Baugruppen nicht im montierten Zustand ausgewuchtet werden können. Hauptursache sind dafür die im Stillstand und bei Rotation vorhandenen Spiele. Zu diesen Spielen gehören das Flankenspiel, das Zentrierungsspiel und die Vergrößerung dieser Spiele durch die größere Aufweitung des äußeren, größeren Teiles gegenüber dem inneren, kleineren Teil.

Dieser Nachteil ist besonders groß bei sehr hohen Drehzahlen. Die dabei auftretenden Unwuchtkräfte können dann leicht Größen erreichen, die zu einer ernsten Gefahr für das Getriebe, aber auch für den gesamten Maschinensatz werden, beispielsweise Ver­ schleiß und Fressen der Zähne, Lagerschäden, Wellenbrüche.

Beim Einsatz von Doppelverzweigungsrädern führt die drehstarre Verbindung der Einzelräder mittels Zahnkupplung außerdem auch noch zu dem Nachteil, daß trotz der Selbsteinstellung der Son­ nenräder eine Leistungsverzweigung auf mehr als drei Verzwei­ gungsstränge infolge fehlender Elastizitäten nicht möglich ist und somit größere Getriebe wiederum die Folge sind.

Weiterer bekannter Stand der Technik ist ein Mehrweggetriebe für große Leistungen (DE-PS 16 50 857) mit der Problemlösung, bei Doppelverzweigungsrädern den durch die Zahnkräfte entgegenge­ setzt gerichteten Versatz der Einzelräder auszugleichen. Außer­ dem soll der Einfluß der unvermeidbaren Herstellungs- und Ver­ zahnungsfehler während des Betriebes weiter verringert werden, und zwar bei möglichst kleinem räumlichen und baulichen Aufwand. Als Verzahnung ist hierbei Einfachschrägverzahnung mit Druckkamm vorgesehen.

Bei dieser bekannten Ausführung wird vorgeschlagen, den Fehler­ ausgleich während des Betriebes durch die Drehelastizität der geschlitzten Kupplungshülse zu erreichen.

Um ein derart gestaltetes Getriebe montieren zu können, ist es bei der Herstellung der Verzahnungen erforderlich, daß die Lage der Laufverzahnungen zu den Kupplungsverzahnungen der Doppel­ verzweigungsräder bei allen Verzweigungssträngen genau gleich ist. Diese Forderung ist jedoch herstellungstechnisch nur mit großem Aufwand zu erfüllen.

Des weiteren beinhaltet dieses bekannte Getriebe durch den Ein­ satz von Zahnkupplungen an den Sonnen- und Doppelverzweigungs­ rädern zum Teil die gleichen Nachteile wie bei der Konstruktion nach der DE-AS 11 49 958. Es sind dies: Reibungswiderstände in den Zahnkupplungen bei Axialbewegungen und damit Zusatzbean­ spruchungen an den Verzahnungen und Druckkämmen sowie weitere dynamische Mehrbelastungen durch verringerte Auswuchtgüte als Folge der nicht durchführbaren Komplettwuchtung der Baugruppen der Sonnen- und Doppelverzweigungsräder.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verzweigungsgetriebe der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß ohne großen Bau- und Kostenaufwand große Lei­ stungen und hohe Drehzahlen erreicht werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kupp­ lung und/oder die Verbindung mit der jeweiligen Welle der An- und Abtriebsmaschine jeweils als Membrankupplung ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die hohe Elastizi­ tät, d. h., niedrige Federsteife der Membrankupplungen bei den Sonnen- und Doppelverzweigungsrädern kleine Widerstände bei den Einstellbewegungen (radial, axial) auf gleiche Leistungsver­ zweigung und bei den Ausgleichsbewegungen bei Wellenversatz (radial, axial) ergibt. Dies bedeutet eine verbesserte Lei­ stungsverzweigung, vor allem im Bereich hoher Drehzahlen mit großer erforderlicher Massenbeschleunigung. Ein weiterer Vorteil sind kleine Zusatzbelastungen, z. B. auf Doppelschrägverzahnungen bei Ausgleich von Wärmedehnungen sowie keine Erhöhung der nied­ rigen Federsteife mit Zunahme der Betriebszeit.

Die hohe Elastizität der Membrankupplung der Doppelverzwei­ gungsräder ermöglicht zudem durch den vergrößerten Abstand der Membranscheiben voneinander und der dadurch erreichten Zweige­ lenkigkeit einen Ausgleich des entgegengesetzten Versatzes der Einzelräder unter den Tangentialkräften. Schrägstellungen der Einzelräder mit hohen Kantenbelastungen bei Verzahnung und Lager werden dadurch vorteilhafterweise vermieden. Die erforderliche Größe des Abstandes der Membranscheiben der Membrankupplung der Doppelverzweigungsräder richtet sich nach der Größe der vorhan­ denen Lagerspiele und dem Außendurchmesser der Membranscheiben.

Bei Membrankupplungen werden die dünnen Membranscheiben durch das Drehmoment, das an diesen von innen nach außen und umgekehrt übertragen wird, auf Verdrehung beansprucht. Die Höhe der sich daraus ergebenden Drehelastizität ist abhängig von der Größe der elastischen Membranfläche, den Membrandicken und der Anzahl der nacheinander angeordneten, summierend wirkenden Membranscheiben. Obwohl die damit erreichbare Drehelastizität relativ gering ist, reicht sie aus, die Verzahnungs- und Herstellungsfehler während des Betriebes auszugleichen und die Anordnung von mehr als drei Doppelverzweigungsrädern zuzulassen.

Die spielfrei laufenden Membrankupplungen ermöglichen darüber hinaus vorteilhafterweise höchste Auswuchtgüte. Weiterhin können mit der Membrankupplung starr verbundene Teile, wie beispiels­ weise Sonnenrad oder Einzelräder der Doppelverzweigungsräder komplett montiert als Baugruppe ausgewuchtet werden. Somit ist auch bei den höchsten Drehzahlen ein gutes, weitgehend schwin­ gungsfreies Laufverhalten sichergestellt. Dadurch reduzieren sich auch die dynamischen Zusatzkräfte beispielsweise an den Verzahnungen, Lagern und Wellen beträchtlich.

Die statische Zahnkontakteinstellung vermeidet erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise komplizierte und fehlerbehaftete Her­ stellungsmaßnahmen bei der Zuordnung der Teile der kompletten Doppelverzweigungsräder. So können diese, ohne auf Positionie­ rungen zu achten, kostengünstiger gefertigt werden. Weiterhin erübrigen sich vorteilhafterweise kostspielige Demontagen, Nach­ arbeiten und Wiedermontagen.

Die axiale Führung der Getriebe-Radsätze durch die Antriebs- und Abtriebsmaschinen und die axialen Elastizitäten der Membran­ kupplungen erspart weiterhin die sonst üblichen Lagefixierungen. Die Führung in den Membrankupplungen begünstigt zudem die freie Selbsteinstellung der Radsätze auf eine getriebespezifische Be­ triebs-Mittellage und führt zu einem sehr hohen Grad von gleich­ mäßiger Leistungsverzweigung.

Die Getriebekonstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung er­ laubt darüber hinaus auch andere Führungsarten, falls besondere Gründe dies erforderlich machen. Zu diesem Zweck kann ein Dop­ pel-Verzweigungsrad durch Abstandsscheiben zum Führungsrad aus­ gebildet werden. Außerdem können die Membrankupplungen erfin­ dungsgemäß eine Federwegblockierung oder Federwegbegrenzung er­ halten.

Es ergibt sich damit erfindungsgemäß ein völlig neues Verzwei­ gungsgetriebe, das in der Lage ist, auch die zunehmend hohen An­ forderungen zu erfüllen. Die Konstruktion eignet sich für alle bei derartigen Getrieben einsetzbaren Verzahnungsarten. Zudem auch für alle Arten von Verzweigungsgetrieben mit Doppelver­ zweigungsrädern und zum Teil auch bei solchen mit Einfachver­ zweigungsrädern, d. h. solchen mit je einem Sonnen- und Hohlrad.

Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Verzweigungsgetriebe weisen im wesentlichen damit folgende Merkmale auf:

• - Die in den Verzweigungsrädern einstellbar geführten Sonnen­ räder sind über ein- oder zweigelenkige Membrankupplungen mit den Wellen der An- und/oder Abtriebsmaschine verbunden.
• - Die Einzelräder der Doppelverzweigungsräder sind über Membran­ kupplungen miteinander verbunden.
• - Die axiale Führung der Getrieberadsätze erfolgt durch die selbständig axial geführten An- und Abtriebsmaschinen und die axialen Elastizitäten der Membrankupplungen.
• - Die Membrankupplung der Doppelverzweigungsräder besitzt zwei oder mehrere Membranscheiben.
• - Die Drehmomentübertragung bei der Membrankupplung der Doppel­ verzweigungsräder erfolgt beidseitig vorwiegend über Schrauben mittels Reibschluß. Bei Stillstand erfolgt die Einstellung auf vollständigen Zahnkontakt durch Schraubenverbindung und Lang­ löcher bei den größeren Einzelrädern.
• - Die Größe der Langlöcher ist gleich oder größer als der dop­ pelte erforderliche Einstellwinkel, wobei dieser der halben Zahnteilung im Stirnschnitt des Einstellzahnrades entspricht.
• - Die axiale Führung der Getrieberadsätze erfolgt alternativ durch die Antriebs- und/oder Abtriebsmaschine und die dieser zugeordneten Membrankupplung mit axialer Federwegblockierung.
• - Die axiale Führung der Getrieberadsätze erfolgt alternativ an nur einem Doppelverzweigungsrad durch Abstandsscheiben.
• - Die axiale Führung der Antriebs- und/oder der Abtriebsmaschine erfolgt an nur einem Doppelverzweigungsrad durch Abstands­ scheiben sowie an der Antriebs- und/oder Abtriebsmembrankupp­ lung durch axiale Federwegblockierung.
• - Für den Ausgleich von Wärmedehnungen der Antriebs- und/oder der Abtriebsmaschinenwelle durch Membrankupplungen sind diese, abhängig von den axialen Steifigkeiten, mit unterschiedlichen Federwegbegrenzungen ausgestattet.
• - Zur Erhöhung der Steifigkeit bei axialen Einstellungsbewegun­ gen der Räder sind die Membrankupplungen vorgespannt montiert, beispielsweise gedrückt oder gezogen.

Die Merkmale der Erfindung sind auch bei allen anderen Arten von Verzweigungsgetrieben mit Doppelverzweigungsrädern anwendbar. Weiterhin ist die Anordnung von ein- oder zweigelenkigen Mem­ brankupplungen an einstellbar geführten Sonnenrädern auch bei Verzweigungsgetrieben mit Einfachverzweigungsrädern vorteilhaft anwendbar. Es besteht auch die Möglichkeit der Anwendung der Er­ findung bei Verzweigungsgetrieben mit Geradverzahnung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Verzweigungsgetriebe mit Doppelschrägverzahnung;

Fig. 2 die Zuordnung der Verzahnungen bei Doppelverzweigungs­ rädern;

Fig. 3 die Ausbildung der Drehmomentübertragung an dem größeren Einzelrad der Doppelverzweigungsräder gemäß Ausschnitt Z nach Fig. 1;

Fig. 4 die Ausbildung der Langlöcher gemäß dem Schnitt III-III nach Fig. 3;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Verzweigungsgetriebe mit Einfachschrägverzahnung und Druckkämmen;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein Verzweigungsgetriebe mit axial geführtem Doppelverzweigungsrad und Sonnenrad-Mem­ brankupplung mit axialer Federwegblockierung;

Fig. 7 die Sonnenrad-Membrankupplung des Getriebes nach Fig. 6, jedoch mit axialer Federwegbegrenzung;

Fig. 8 einen Längsschnitt durch ein Verzweigungsgetriebe mit Ge­ radverzahnung und einseitig im Gehäusedeckel befestigten Lagerbolzen für die Einzelräder;

Fig. 9 die Seitenansicht des Getriebes der Fig. 8 gemäß Schnitt VIII-VIII;

Fig. 10 einen Längsschnitt durch das Verzweigungsgetriebe nach Fig. 8 mit je einem Lager an den Sonnenrädern.

Gemäß Fig. 1 besitzt das Verzweigungsgetriebe als Sonnenräder definierte Antriebs- und Abtriebszahnräder 1, 2, die jeweils in drei oder mehr am Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Ein­ zelrädern 3 bzw. 4 (Doppelverzweigungsräder) einstellbar geführt sind. Diese Einzelräder 3, 4 sind auf Bolzen 5 drehbar gelagert. Die Bolzen ihrerseits sind in einem Steg 6 befestigt, welcher von einem Gehäuse 7 umschlossen ist.

Als flexible Verbindung zu nicht näher dargestellten Antriebs­ und Abtriebsmaschinen bzw. zu deren Wellen sind bei den Sonnen­ rädern 1 und 2 erfindungsgemäß Membrankupplungen 8 und 9 ange­ ordnet. Hierbei besitzt die Membrankupplung 8 beispielsweise nur ein flexibles Gelenk 10, wohingegen die Membrankupplung 9 beispielsweise zwei Gelenke 11 und 12 aufweist.

Zwischen den beiden Einzelrädern 3 und 4 befindet sich als fle­ xible Verbindung dieser beiden Räder eine Membrankupplung 13, welche beispielsweise aus drei Membranscheiben 14, 15 und 16 be­ steht. Die Membrankupplung 13 ist über je einen Flansch 17 und 18 über Schraubenverbindungen mit den Einzelrädern 3 bzw. 4 ver­ bunden.

Die axiale Führung der Radsätze 1, 3 bzw. 2, 4 erfolgt bei der Ausführungsform nach Fig. 1 durch die selbständig axial geführ­ ten An- und Abtriebsmaschinen und die axialen Elastizitäten der vorgenannten Membrankupplung 8 bzw. 9 und 13.

Aus Fig. 1 geht darüber hinaus als Beispiel der Anbau der Mem­ brankupplungen 8 und 9 an die Sonnenräder 1 bzw. 2 über ver­ schraubte Flansche 19 und 20 hervor. Alternativ zu dieser trenn­ baren Anordnung können die Membrankupplungen 8 und 9 auch un­ trennbar mit den entsprechenden Sonnenrädern 1 und 2 bei­ spielsweise über Elektronenstrahlschweißung verbunden sein.

Fig. 2 zeigt die erforderliche Übereinstimmung der Lage der Ver­ zahnungen bei drei oder mehr Doppelverzweigungsrädern. Diese Übereinstimmung wird bei den vorbekannten Bauarten durch Her­ stellungsmaßnahmen nur ungenau und durch statisches Einstellen nur für eine Zahnstellung erreicht.

Fig. 3 zeigt die auf gleichmäßigen Zahnkontakt einstellbare Schraubenverbindung an dem größeren Einzelrad 4. Die Übertragung des Drehmomentes von dem Einzelrad 4 auf die Membranscheibe 16 erfolgt hierbei mittels Reibschluß durch Schrauben 21, welche gewichtsgleichmäßig aussortiert sein können. Die Einstellung der genauen Winkellage wird durch die im Einzelrad 4 angebrachten Langlöcher 22 ermöglicht, wobei ein Ring 23 zur Abdeckung dieser Langlöcher 22 und als Auflage für die Köpfe der Schrauben 21 dient.

Fig. 4 stellt einen Schnitt III-III aus Fig. 3 dar und bildet die Auslegungsrichtlinie für die Länge des Langloches 22. Dem­ nach errechnet sich diese Länge entlang des Schraubenlochkreises d_L:

Darin sind:

m der Modul der Verzahnung des Einstell-Einzelrades 4 im Stirnschnitt
d_s der Schraubenschaftdurchmesser.

Die im Stillstand auszuführende Einstellung auf vollständigen Zahnkontakt wird wie folgt durchgeführt:
Zunächst Einbau der Radsätze nach Fig. 1 in vertikaler Stellung ohne Gehäuse 7 in den Steg 6, wobei die Schrauben 21 an einem Einzelrad 4 mit dem erforderlichen Betriebs-Anzugsmoment, bei allen anderen Einzelrädern 4 nur schwach angezogen sind. In diesem Zustand lassen sich alle Doppelverzweigungsräder durch Drehung in den Langlöchern 22 mit den Sonnenrädern 1 und 2 in Zahneingriff bringen.

Die Zahnkontakt-Einstellung erfolgt durch zusätzliches Drehen der Einstell-Einzelräder 4 in Lastrichtung. Dabei ist es not­ wendig, das Sonnenrad 1 festzuhalten. Zur Verbesserung der Ein­ stellgenauigkeit können darüber hinaus die Sonnenräder 1 und 2 durch einfache Vorrichtungen in ihrer Betriebslage radial und axial fixiert werden.

Nach dem Einstellen werden alle Schrauben 21, unter Benutzung von Öffnungen 24 im Steg 6 mit dem Betriebs-Anzugsmoment ange­ zogen. Danach kann der Steg 6 in das Gehäuse 7 eingebaut und das Getriebe in Betrieb genommen werden.

Der besondere Vorteil dieser erfindungsgemäßen Bauart gemäß Fig. 1 besteht in der einfachen Herstellung der Radsatzteile. Dabei ist es nicht erforderlich, weder bei den Verzahnungen noch bei den Schraubenverbindungen der Flansche 17 und 18 auf gegenseiti­ ges Zuordnen der Teile zu achten. Auch bedarf es nach dem Ein­ stellen keiner Demontage, Nacharbeit an Teilen und Wiedermon­ tage.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit Einfach­ schrägverzahnung und Druckkämmen zum Ausgleich der axialen Zahn­ kräfte. Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 1 ist hier eine Membrankupplung 25 nur eingelenkig ausgeführt. Eine weitere Membrankupplung 26 besteht aus nur zwei Membranscheiben 27 und 28, wobei die Membranscheibe 27 untrennbar, z. B. mittels Elek­ tronenstrahlschweißung, mit dem Einzelrad 29 verbunden ist, wäh­ rend die Verbindung mit dem anderen Einzelrad 29′ über Ver­ schraubungen im vorgenannten Sinne erfolgt. Die andere Membran­ kupplung 8 an dem Antriebs- bzw. Abtriebsrad ist wiederum analog der Bauform nach Fig. 1 eingelenkig ausgebildet.

Fig. 6 stellt ein Getriebe ähnlich dem nach Fig. 5 dar, jedoch mit einem im Steg 30 axial über Abstandsscheiben 31, 32 und 33 mit geringem Spiel geführtem Doppelverzweigungsrad. Alle ande­ ren Doppelverzweigungsräder werden axial ausschließlich durch Druckkämme 40, 40′ der Sonnenräder 1′ bzw. 2′ geführt.

Eine an dem Sonnenrad 2′ angeordnete Membrankupplung 34 besitzt eine axiale Federwegblockierung 35. Um hierbei eine Winkelaus­ lenkung des Gelenks dieser Membrankupplung 34 zu ermöglichen, ist ein Bund 36 beidseitig mit geringem Spiel an die entspre­ chende Flanschverbindung eingepaßt.

Fig. 7 stellt eine Membrankupplung 37 dar, wie sie an das Son­ nenrad 2′ montiert ist. Hierbei findet eine axiale Fe­ derwegbegrenzung im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 6 Anwendung. Sie unterscheidet sich durch größeres beidseitiges Spiel 38. Die Größe dieses Spiels 38 richtet sich nach dem zu­ mutbaren Federweg, nach der Höhe der zu erwartenden Wärmedehnung der angeschlossenen, nicht näher dargestellten Maschinenwelle und den Steifigkeiten, d. h., zumutbaren Federwegen der anderen, zum Dehnungsausgleich mit herangezogenen Membrankupplungen.

Insgesamt wird durch den Einsatz von Membrankupplungen bei einem Verzweigungsgetriebe eine Konstruktion geschaffen, welche vor­ teilhafterweise bei einfacher Bauform und kostensparender Ge­ staltung auch großen Leistungen und hohen Drehzahlen gerecht wird.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit Geradver­ zahnung und einseitig im Gehäusedeckel 45, 45′ befestigten La­ gerbolzen 46, 46′ für die Einzelräder 47, 48. Diese Art der La­ gerbolzen-Befestigung ergibt einen einfachen und kostengünstigen Getriebeaufbau, mit dem weiteren Vorteil der einfachen Montage und Demontage der Membrankupplungen 49 und der Einzelräder 47, 48, beispielsweise bei Getriebeinspektionen oder Wartungsarbei­ ten. So ist es möglich, nach dem Lösen der Schraubenverbindungen an den Flanschen 17, 18 die Membrankupplung 49 auszubauen, die beiden Einzelräder 47, 48 nacheinander an die Stelle der entnom­ menen Membrankupplung 49 zu verschieben und anschließend her­ auszuheben.

Die Bauart nach Fig. 8 erfordert für den Ausbau dieser Teile demnach nicht den Ausbau der Lagerbolzen 46, 46′, wie dies bei den Bauarten nach Fig. 1, 5 und 6 jedoch der Fall ist. Bei die­ ser Ausführungsform wird die Auslegungsforderung erfüllt: Die Länge der Membrankupplung 49 ist größer als die Länge der Ein­ zelräder 47, 48.

Die Befestigung der Lagerbolzen 46, 46′ in den Gehäusedeckeln 45, 45′ gemäß Fig. 8 ersetzt zudem die herkömmliche, aufwendige Bauart des Steges 6 der Fig. 1, 5 und 6.

Die Bauart nach Fig. 8 ermöglicht außerdem den Ausbau von Tei­ len, ohne daß zuvor das Getriebe insgesamt aus der Anlage aus­ gebaut werden muß. Dies wird erreicht durch die Teilung des Ge­ häuses in ein Unterteil 50 mit Befestigungsfüßen und in ein Oberteil 51.

Fig. 9 zeigt den Seitenriß der Ausführungsform nach Fig. 8 gemäß Schnitt VIII-VIII mit der Gehäuseunterteilung in ein Unterteil 50 mit Befestigungsfüßen 52 und in ein Oberteil 51. Die hori­ zontale Teilungsebene 53 ist gegenüber der üblichen Praxis aus der Rotationsachse um das Maß A nach unten verlegt. Damit er­ reicht man nach dem Abheben des Oberteils 51 eine bessere Zu­ gänglichkeit zum Ausbau der beiden unteren Membrankupplungen bzw. Einzelräder. Das Abheben des Oberteils 51 wird trotz der Zentrierung in den Gehäusedeckeln 45, 45′ durch die Ausnehmung gemäß der Kontur 54 ermöglicht.

Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 8, jedoch mit je einem Lager 55, 55′ an den Sonnenrädern 1′′, 2′′. Die zweite Lagerstelle für die Sonnenradwelle wird gebildet durch die Zahneingriffe des Sonnenrades 1′′, 2′′ mit den drei oder mehr Einzelrädern 47 bzw. 48. Die axiale Führung der Doppelver­ zweigungsräder erfolgt über die Abstandsscheiben 56, 57 und die Steifigkeit der Membrankupplung 49.

Die Bauarten gemäß Fig. 1 bis 10 erlauben vorteilhafter Weise bezüglich der einsetzbaren Lagerart - in Abhängigkeit von der Drehzahl - Gleit- oder Wälzlager.

Claims (22)

1. Verzweigungsgetriebe, insbesondere für große Leistungen und/oder hohe Drehzahlen, mit je einem zentralen Sonnenrad, welche einerseits mit jeweils einer Welle einer An- und Ab­ triebsmaschine verbunden und andererseits über mindestens drei, gleichmäßig über den Umfang verteilte, durch eine Kupp­ lung verbundene Doppelverzweigungsräder miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung und/oder die Verbindung mit der jeweiligen Welle der An- und Abtriebsma­ schine jeweils als Membrankupplung (8, 9, 13; 25, 26; 34, 37) ausgebildet ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Einzelrädern (3, 4) der Doppelverzweigungsräder ein­ stellbar geführten Sonnenräder (1, 2) über Flansche (19, 20) und die ein- oder zweigelenkig ausgebildeten Membrankupp­ lungen (8, 9) mit den Wellen der An- und Abtriebsmaschine verbunden sind.

3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der je­ weilige Flansch (19, 20) an das Sonnenrad (1, 2) angeschraubt oder mit diesem über Schweißung verbunden ist.

4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung als Elektronenstrahlschweißung ausgeführt ist.

5. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrankupplung (13; 26) zwischen den Einzelrädern (3, 4) mindestens zwei Membranscheiben (14, 15, 16; 27, 28) auf­ weist, welche über Flansche (17, 18) mit diesen verbunden sind.

6. Getriebe nach Anspruch 1 bis 5, mit Doppelverzweigungsrädern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Scheibe (16) der Membran­ kupplung (13) über den Flansch (18) und über einstellbare Schrauben (21) an dem einen Einzelrad (4) befestigt ist.

7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellbarkeit der Schrauben (21) über in dem Einzelrad (4) angeordnete Langlöcher (22) erfolgt.

8. Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des jeweiligen Langlochs (22) gleich oder größer als der doppelte Einstellwinkel (ϕ) ist.

9. Getriebe nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Langlöcher (22) durch einen das Einzelrad (4) beauf­ schlagenden Ring (23) abgedeckt sind, welcher Auflage für Köpfe der jeweiligen Schrauben (21) ist.

10. Getriebe nach Anspruch 1 bis 5, mit einfach schrägverzahnten Rädern und Druckkämmen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Einzelrädern (29, 29′) eine Membrankupplung (26) mit zwei Membranscheiben (27, 28) angeordnet und eine der Membranscheiben (27) untrennbar mit einem der Einzelräder (29) verbunden ist (Fig. 5).

11. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Radsätze (1, 3; 2, 4 bzw. 1′, 29; 2′, 29′) in einem von einem Gehäuse (7) umschlossenen Steg (6; 30) angeordnet sind.

12. Getriebe nach Anspruch 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (6) Öffnungen (24) zur Einstellbarkeit der Schrau­ ben (21) aufweist (Fig. 1).

13. Getriebe nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein über Ab­ standsscheiben (31, 32, 33) im Steg (30) geführtes Doppel­ verzweigungsrad (Fig. 6).

14. Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Sonnenrad (2′) verbundene Membrankupplung (34) eine axiale Federwegblockierung (35) aufweist (Fig. 6).

15. Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Sonnenrad (2′) verbundene Membrankupplung (37) eine axiale Federwegbegrenzung (35′) mit beiderseitigem Spiel (38) aufweist (Fig. 7).

16. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrankupplungen (8, 9; 25; 34, 37) zwischen den Sonnenrädern und den diesen zugeordneten Wellen mit unterschiedlichen Federwegbegrenzungen versehen sind.

17. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrankupplungen vorgespannt mon­ tiert sind.

18. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Verzweigungsgetriebe mit je einem Sonnen- und Hohlrad und Einfachverzweigungsrädern das Sonnenrad über eine Membrankupplung mit der Antriebs- bzw. Abtriebswelle verbunden ist.

19. Getriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einzelräder (47, 48) des Doppel­ verzweigungsrades auf getrennt ausgebildeten Bolzen (46, 46′) gelagert sind und daß die Bolzen (46, 46′) im Gehäuse­ deckel (45, 45′) befestigt sind (Fig. 8).

20. Getriebe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einzelräder (47, 48) über die Flansche (17, 19) und die Membrankupplung (49) miteinander verbunden sind, wobei die Breite der Einzelräder (47, 48) kleiner als die Gesamt­ breite der Baueinheit aus den Flanschen (17, 18) und der Membrankupplung (49) ist (Fig. 8) .

21. Getriebe nach Anspruch 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß das zweiteilig ausgebildete Gehäuse eine um ein Maß (A) gegenüber der Getriebeachse nach unten versetzte Teilungs­ ebene (53) besitzt und daß das Oberteil (51) an der Zen­ trierfläche mit einer Ausnehmung (54) versehen ist (Fig. 9).

22. Getriebe nach Anspruch 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenräder (1′′, 2′′) radial-axial gelagert sind, wo­ bei diese Lagerung durch das Radial-Axiallager (55, 55′) und eine andere Lagerung durch den jeweiligen Zahneingriff der Sonnenräder (1′′, 2′′) mit den Einzelrädern (47, 48) gebildet ist (Fig. 10).