DE4328477A1 - Antriebsaggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat mit einem an zu­ treibenden Zahnkranz und mindestens einem mit dem Zahnkranz kämmenden Abtriebsritzel, wobei das Abtriebsritzel fliegend gelagert und von der Abtriebswelle eines leistungsverzweig­ ten Antriebs antreibbar ist.

Derartige Antriebsaggregate sind in verschiedenen Ausfüh­ rungsformen bekannt und finden beispielsweise bei Mühlenan­ trieben, Trommelantrieben, Antrieben für Schnitzelpressen und Extraktionstürmen in der Zuckerindustrie oder derglei­ chen Verwendung. Der leistungsverzweigte Antrieb für das mit dem Zahnkranz kämmende Abtriebsritzel weist regelmäßig ein Planetengetriebe auf, welches häufig mit einer weiteren Vor­ stufe wie beispielsweise einem Stirnradgetriebe kombiniert ist. Bei den bekannten Antriebsaggregaten ist der Zahnein­ griff zwischen dem Abtriebsritzel und dem Zahnkranz unbe­ friedigend. Denn aus Fertigungsungenauigkeiten und Gehäuse­ deformationen in Folge von Temperatureinwirkungen und der Elastizität des Gehäuses aber auch wegen der verschiedenen Wellen und ihrer Lagerungen resultieren Eingriffsungenauig­ keiten. Aus den Eingriffsungenauigkeiten resultiert ein erhöhter Verschleiß des fliegend gelagerten Abtriebsritzels. Man hat sich bereits bemüht, diese Nachteile zu vermeiden.

So kennt man eine leistungsverzweigende Antriebsvorrichtung für ein Drehrohr, die mindestens zwei drehfeste Abtriebs­ zahnräder aufweisende Zwischenwellen besitzt, deren in einem Gehäuse gelagerte Abtriebszahnräder mit einem mit dem Dreh­ rohr befestigten Zahnrad im Eingriff stehen und deren Ab­ triebszahnräder sich zum Zahnrad einstellen können. Das Ge­ häuse ist während des Betriebs starr auf einem Fundament befestigt. Jedes Abtriebszahnrad ist mittels einer Ballig­ zahnkupplung und einer sphärischen Lagerung frei verschwenk­ bar auf der jeweiligen Zwischenwelle angeordnet. Diese An­ triebsvorrichtung ist verhältnismäßig konstruktions- und bauaufwendig, schon weil sie den Einsatz von zumindest zwei Abtriebszahnrädern verlangt.

Ähnliche Nachteile müssen bei einer anderen bekannten An­ triebsvorrichtung in Kauf genommen werden, bei welcher der Zahnkranz mittels eines fliegend gelagerten Ritzels ange­ trieben wird, das im inneren eines Gestells angeordnet ist, welches Rollkörper aufweist, die auf inneren Bahnen kon­ zentrisch zu der Verzahnung des Zahnkranzes rollen und das Gestell auf dem Zahnkranz im Betriebsachsabstand durch eine elastische Antriebsstütze halten sollen. Die Antriebsstütze wird durch einen an dem Gestell angelenkten Zylinder mit einem Kolben gebildet, dessen verlängerte Kolbenstange in einem Festpunkt angelenkt ist. Darüber hinaus verlangt das Gestell eine weitere Abstützung mittels einer angelenkten Kupplungsstange.

Im übrigen kennt man eine Vorrichtung für den automatischen Ausgleich von Ausfluchtungsfehlern zwischen den Achsen zweier im Eingriff stehender Zahnräder, wobei eine Pendel­ kupplung zwischen einem Antriebsritzel und der zugehörigen Übertragungswelle vorgesehen ist. Die Pendelkupplung besteht aus einem Pendellager, welches mit der Übertragungswelle fest verbunden ist und eine radiale Last trägt, aus einem Zahnkranz mit gewölbten Zähnen, der ebenfalls mit der Über­ tragungswelle fest verbunden ist sowie aus einer Hülse, die koaxial zwischen der Übertragungswelle und dem Antriebs­ ritzel angeordnet ist. Die Hülse weist eine gerade Innen­ verzahnung auf, die mit dem Zahnkranz im Eingriff steht, ferner eine gewölbte Außenverzahnung, die mit einer geraden Innenverzahnung des Antriebsritzels im Eingriff steht (vgl. DE-OS 28 17 106).

Außerdem ist ein Umlaufgetriebe bekannt, bei dem der Kraft­ fluß von einem ersten inneren Zentralrad über Umlaufräder und Umlaufträger auf ein zweites inneres Zentralrad verläuft und das eine innere Zentralrad einseitig in einem Pendel­ rollenlager schwenkbar gelagert ist (vgl. DE-GM 77 36 479).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebsaggre­ gat der eingangs beschriebenen Ausführungsform zu schaffen, welches sich hinsichtlich des Antriebes und der Lagerung des Abtriebsritzels durch eine besonders einfache, kompakte und funktionsgerechte Bauweise auszeichnet und dennoch optimalen Zahneingriff selbst bei Übertragung extrem hoher Antriebs­ leistungen gewährleistet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Antriebsaggregat dadurch, daß das Abtriebsritzel auf einem die Abtriebswelle umgebenden Lagergehäuse unter Zwischen­ schaltung eines Wälzlagers pendelbeweglich gelagert und über eine auf der Abtriebswelle drehfest angeordnete Zahnkupplung mit einer pendelbeweglichen Kupplungsverzahnung angetrieben ist. - Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß gleichsam eine sphärische Lagerung für das Abtriebsritzel unter Verwendung eines reibungsarmen Wälzlagers erreicht wird. Aus dieser sphärischen Lagerung resultiert stets opti­ maler Zahneingriff, so daß Gehäusedeformationen und Ferti­ gungsungenauigkeiten kompensiert werden. Das gilt aber auch hinsichtlich Ungenauigkeiten beim Ausrichten des erfindungs­ gemäßen Antriebsaggregates an der Einbaustelle. Ebenso wir­ ken sich belastungsbedingte Verlagerungen des Antriebsaggre­ gates auf das Breitentragen der Verzahnung zwischen Ab­ triebsritzel und Zahnkranz nicht länger aus. Die reibungs­ arme Lagerung und der optimale Zahneingriff sind auch bei hohen Zahnbeanspruchungen bzw. bei extrem hoher Leistungs­ übertragung gewährleistet. Insoweit ist eine funktions­ sichere Bauweise gegeben. Darüber hinaus wird aber auch eine einfache und platzsparende Bauweise erreicht, weil das er­ findungsgemäße Antriebsaggregat in bezug auf den Antrieb und die Lagerung des Abtriebsritzels mit lediglich einem Wälz­ lager und einer Zahnkupplung auskommt, die koaxial zu der Abtriebswelle bzw. dem Abtriebsritzel angeordnet sind.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So ist die Verzahnung zwischen dem Abtriebsrit­ zel und dem Zahnkranz bevorzugt als Evolventenverzahnung ausgebildet, welche das Abtriebsritzel gegen Achsabstandsän­ derungen unempfindlich macht und eine in bezug auf das Brei­ tentragen der Verzahnung optimale Anpassung an die Verzah­ nung des Zahnkranzes gewährleistet. Das Wälzlager ist vor­ zugsweise als Pendelrollenlager ausgebildet und ermöglicht dadurch nicht nur eine schwenkbewegliche Lagerung des Ab­ triebsritzels, sondern kompensiert zugleich Wellendurchbie­ gungen und kann sowohl hohe Axialkräfte als auch Radial­ kräfte aufnehmen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, der selbstädige Bedeutung zukommt, ist vorge­ sehen, daß das Abtriebsritzel eine Innenbohrung aufweist, welche den Außenring für die Wälzkörper des Wälzlagers bil­ det. Sofern es sich bei diesem Wälzlager um ein Pendel­ rollenlager handelt, sieht die Erfindung vor, daß die Innen­ bohrung eine hohlkugelförmige Laufbahn für die Wälzkörper des Pendelrollenlagers bildet. Dadurch besteht die Möglich­ keit, ein Wälzlager mit einem größeren Querschnitt und folg­ lich mit einer höheren Tragfähigkeit einzusetzten. Das gilt im übrigen auch dann, wenn das Lagergehäuse außenumfangs­ seitig einen Innenring für die Wälzkörper des Wälzlagers bildet und - sofern es sich bei dem Wälzlager um ein Pendel­ rollenlager handelt - außenumfangsseitig eine hohlkugel­ förmig gewölbte Laufbahn für die Wälzkörper bildet. - Weiter sieht die Erfindung vor, daß unter Bildung der Zahnkupplung das Abtriebsritzel eine Innenverzahnung aufweist und auf der Abtriebswelle eine Kupplungsbuchse mit einer mit der Innen­ verzahnung kämmenden Außenverzahnung drehfest angeordnet ist, die selbst oder deren Zahnrücken bogenförmig bzw. ballig ausgebildet sind. Nach einer anderen Ausführungsform der Er­ findung mit selbständiger Bedeutung ist vorgesehen, daß unter Bildung der Zahnkupplung das Abtriebsritzel eine Innenverzahnung aufweist, daß auf der Abtriebswelle eine Kupplungsbuchse mit einer Außenverzahnung drehfest angeord­ net ist, daß zwischen der Kupplungsbuchse und dem Abtriebs­ ritzel eine Kupplungshülse mit einer mit der Außenverzahnung der Kupplungsbuchse kämmenden Innenverzahnung und einer mit dem Abtriebsritzel kämmenden Außenverzahnung angeordnet ist, und daß zumindest die Außenverzahnung der Kupplungsbuchse und die Außenverzahnung der Kupplungshülse bogenförmige bzw. ballige Zahnrücken aufweist oder selbst bogenförmig bzw. ballig ausgebildet ist. Dabei kann die Kupplungshülse aus Gründen der Platzersparnis als gekröpfte Hülse ausgebildet sein. Insoweit wird nicht nur eine einwandfreie Leistungs­ übertragung von der Abtriebswelle auf das fliegend gelagerte Abtriebsritzel erreicht, sondern ferner die Pendelbeweglich­ keit des Abtriebsritzels erhöht. Im übrigen kann die Ab­ triebswelle an ihrem freien Ende mittels eines Gegenlagers abgestützt sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Antriebsaggregat mit angedeute­ tem Zahnkranz im Axialschnitt,

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in Draufsicht mit über den Umfang des Zahnkranzes verteilten und lediglich ange­ deuteten Antriebsaggregaten,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch das erfindungsgemäße An­ triebsaggregat lediglich im Bereich seiner Abtriebs­ welle und seines Abtriebsritzels, wobei die linke und rechte Zeichnungshälfte unterschiedliche Antriebe für das Abtriebsritzel erkennen lassen,

Fig. 4 den Gegenstand nach Fig. 3 mit einem Gegenlager, und

Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch das erfindungsgemäße An­ triebsaggregat lediglich im Bereich seiner Abtriebs­ welle und seines Abtriebsritzels, wobei die linke und rechte Zeichnungshälfte unterschiedliche Antriebe und Wälzlager für das Abtriebsritzel erkennen lassen.

In den Figuren ist ein Antriebsaggregat mit einem anzutrei­ benden Zahnkranz 1 und einem mit dem Zahnkranz 1 kämmenden Abtriebsritzel 2 dargestellt, wobei das Abtriebsritzel 2 fliegend gelagert und von der Abtriebswelle 3 eines lei­ stungsverzweigten Antriebs 4 antreibbar ist. Die Leistungs­ verzweigung erfolgt beispielsweise über ein Stirnradgetriebe und ein Planetengetriebe, die der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. Das Abtriebsritzel 2 ist auf einem die Ab­ triebswelle 3 umgebenden Lagergehäuse 5 unter Zwischenschal­ tung eines Wälzlagers 6 pendelbeweglich gelagert und über eine auf der Abtriebswelle 3 drehfest angeordnete Zahnkupp­ lung 7 mit einer pendelbeweglichen Kupplungsverzahnung 8 an­ getrieben. Die Verzahnung 9 zwischen dem Abtriebsritzel 2 und dem Zahnkranz 1 ist als Evolventenverzahnung ausgebil­ det. Das Wälzlager 6 ist ein Pendelrollenlager.

Nach der linken Hälfte der Fig. 3 weist das Abtriebsritzel 2 unter Bildung der Zahnkupplung 7 eine Innenverzahnung 8a auf und ist auf der Abtriebswelle 3 eine Kupplungsbuchse 10 mit einer mit der Innenverzahnung 8a kämmenden Außenverzahnung 8b drehfest angeordnet, deren Zahnrücken bogenförmig bzw. ballig ausgebildet sind. Insoweit wird eine pendelbewegliche Zahnkupplung 7 verwirklicht, obwohl die Innenverzahnung 8a des Abtriebsritzels 2 in herkömmlicher Weise gestaltet ist.

Das gilt auch für die in der rechten Hälfte der Fig. 3 dar­ gestellte Zahnkupplung 7. In diesem Fall weist das Abtriebs­ ritzel 2 ebenfalls eine Innenverzahnung 8a auf, während auf der Abtriebswelle 3 eine Kupplungsbuchse 10 mit einer Außen­ verzahnung 8b drehfest angeordnet ist und zwischen der Kupp­ lungsbuchse 10 und dem Abtriebsritzel 2 eine Kupplungshülse 11 mit einer mit der Außenverzahnung 8b der Kupplungsbuchse 10 kämmenden Innenverzahnung 8c und einer mit dem Abtriebs­ ritzel 2 bzw. seiner Innenverzahnung 8a kämmenden Außenver­ zahnung 8d angeordnet ist. In diesem Fall weist zumindest die Außenverzahnung 8b der Kupplungsbuchse 10 und die Außen­ verzahnung 8d der Kupplungshülse 11 bogenförmige bzw. balli­ ge Zahnrücken auf. Die Kupplungshülse 11 ist als gekröpfte Hülse ausgebildet, um eine möglichst eng bauende Zahnkupp­ lung 7 zu verwirklichen.

Nach dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Abtriebswelle 3 an ihrem freien Ende mittels eines Gegen­ lagers 12 abgestützt.

Nach der rechten Hälfte der Fig. 5 weist das Abtriebsritzel eine Innenbohrung 13 auf, welche den Außenring für die Wälz­ körper 14 des Wälzlagers 6 bildet. Da das Wälzlager 6 als Pendelrollenlager ausgebildet ist, bildet die Innenbohrung 13 eine hohlkugelförmige Laufbahn für die Wälzkörper 14. Nach der linken Hälfte der Fig. 5 bildet das Lagergehäuse 5 außenumfangsseitig einen Innenring für die Wälzkörper 14 des Wälzlagers 6 und folglich eine kugelförmig gewölbte Laufbahn für die Wälzkörper 14 des auch in diesem Fall als Pendel­ rollenlager ausgebildeten Wälzlagers.

Claims (11)

1. Antriebsaggregat mit einem Zahnkranz und einem mit dem Zahnkranz kämmenden Abtriebsritzel, wobei das Abtriebsritzel fliegend gelagert und von der Abtriebswelle eines leistungs­ verzweigten Antriebes antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsritzel (2) auf einem die Abtriebswelle (3) umgebenden Lagergehäuse (5) unter Zwischenschaltung eines Wälzlagers (6) pendelbeweglich gelagert und über eine auf der Abtriebswelle (3) drehfest angeordnete Zahnkupplung (7) mit einer pendelbeweglichen Kupplungsverzahnung (8) angetrieben ist.

2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (9) zwischen dem Abtriebsritzel (2) und dem Zahnkranz (1) als Evolventenverzahnung ausgebildet ist.

3. Antriebsaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Wälzlager (6) als Pendelrollenlager ausge­ bildet ist.

4. Antriebsaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Abtriebsritzel (2) einen Innenbohrung (13) aufweist, welche den Außenring für die Wälzkörper (14) des Wälzlagers (6) bildet.

5. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Innenbohrung (13) eine hohl­ kugelförmige Laufbahn für die Wälzkörper (14) des Pendel­ rollenlagers bildet.

6. Antriebsaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Lagergehäuse (5) außenumfangsseitig einen Innenring für die Wälzkörper (14) des Wälzlagers (6) bildet.

7. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (5) außen­ umfangsseitig eine hohlkugelförmig gewölbte Laufbahn für die Wälzkörper (14) des Pendelrollenlagers (6) bildet.

8. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß unter Bildung der Zahnkupplung (7) das Abtriebsritzel (2) eine Innenverzahnung (8a) aufweist und auf der Abtriebswelle (3) eine Kupplungsbuchse (10) mit einer mit der Innenverzahnung (8a) kämmenden Außenverzahnung (8b) drehfest angeordnet ist, wobei die Außenverzahnung (8b) selbst bogenförmig ausgebildet ist oder zumindest deren Zahnrücken bogenförmig ausgebildet sind.

9. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß unter Bildung der Zahnkupplung (7) das Abtriebsritzel (2) eine Innenverzahnung (8a) aufweist, daß auf der Abtriebswelle (3) eine Kupplungsbuchse (10) mit einer Außenverzahnung (8b) drehfest angeordnet ist, daß zwischen der Kupplungsbuchse (10) und dem Abtriebsritzel (2) eine Kupplungshülse (11) mit einer mit der Außenverzahnung (8b) der Kupplungsbuchse (10) kämmenden Innenverzahnung (8c) und einer mit der Innenverzahnung (8a) des Abtriebsritzels (2) kämmenden Außenverzahnung (8d) angeordnet ist, und daß zumindest die Außenverzahnung (8b) der Kupplungsbuchse (10) und die Außenverzahnung (8d) der Kupplungshülse (11) bogen­ förmige Zahnrücken aufweisen oder selbst bogenförmig ausge­ bildet ist.

10. Antriebsaggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kupplungshülse (11) als gekröpfte Hülse ausge­ bildet ist.

11. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (3) an ihrem freien Ende mittels eines Gegenlagers (12) abgestützt ist.