DE826228C

DE826228C - Gear drive with variable center distance

Info

Publication number: DE826228C
Application number: DEK839A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Klein; Dipl-Ing Ernst Mudersbach
Original assignee: Kraftanlagen AG
Current assignee: Kraftanlagen AG
Priority date: 1949-12-03
Filing date: 1949-12-03
Publication date: 1951-12-27

Description

Zahnradgetriebe mit veränderlichem Achsabstand Zahnräder mit großem Raddurchmesser unterliegen meist starken Formveränderungen. Bei solchen großen Zahnrädern wird der Radkörper in der Regel aus mehreren Teilen zusammengesetzt, so daß schon beim Zusammenbau Spannungen entstehen können. Ebenso können unregelmäßige Ausdehnungen infolge ungleichmäßiger Erwärmung während des Betriebes zu beachtlichen Formveränderungen führen. Das ist beispielsweise beim Außenantrieb rotierender Regenerativluftvorwärmer der Fall. Solche Formveränderungen haben eine Exzentrizität des Zahnkreises und damit auch des Wälzkreises zur Folge, wodurch sich die Eingriffsverhältnisse während jeder Umdrehung ständig ändern. Dieses kann so weit führen, daß die Zähne manchmal völlig außer Eingriff kommen, während sie an anderen Stellen des Zahnradumfanges so tief ineinander eingreifen, daß sich das Getriebe festklemmt oder daß die Lagerung zerstört wird. Bei dem Zahnradgetriebe gemäß vorliegender Erfindung treten diese Mängel nicht auf. Die wesentlichen Merkmale dieses Zahnradgetriebes bestehen in folgendem: Zunächst einmal ist eines der beiden Zahnräder beweglich gelagert und steht unter der Einwirkung einer Kraft, die es dem anderen zu nähern sucht. Weiterhin sind seitlich der beiden Zahnräder Abstandsräder vorgesehen, deren Form derjenigen der Zahnräder entspricht. Diese Abstandsräder rollen bei Erreichen der zulässigen Eingriffstiefe aufeinander ab und verhindern dadurch ein Überschreiten dieser zulässigen Eingriffstiefe.Gear transmission with variable center distance gears with large Wheel diameters are usually subject to major changes in shape. With such large gears the wheel body is usually composed of several parts, so that already tensions can arise during assembly. Irregular expansions can also occur considerable changes in shape due to uneven heating during operation to lead. This is for example rotating regenerative air preheaters for external drives the case. Such changes in shape have an eccentricity of the tooth circle and thus also the pitch circle result, whereby the engagement conditions during constantly changing every turn. This can lead to the teeth sometimes come completely out of engagement, while at other points of the gear circumference engage so deeply that the gear is stuck or that the storage gets destroyed. These occur in the gear transmission according to the present invention Defects do not appear. The main features of this gear drive consist in the following: First of all, one of the two gears is movably mounted and is under the influence of a force that seeks to approach the other. Farther spacer wheels are provided on the side of the two gears, the shape of which is the same corresponds to the gears. These spacer wheels roll when the permissible ones are reached Depth of engagement from each other and thus prevent exceeding this permissible Depth of engagement.

Die Abstandsräder werden vorzugsweise als Wülste oder Flanschringe ausgebildet und mit den Zahnkränzen der Zahnräder fest verbunden oder aber mit diesen aus einem Stück hergestellt, was beides an sich für andere Zwecke schon bekannt ist. Wesentlich ist hier aber die Verbindung der Zahnkränze mit den Abstandsrädern in einer solchen Weise, daß letztere den gleichen Formveränderungen unterliegen wie die Zahnkränze selbst.The spacer wheels are preferably used as beads or flange rings formed and firmly connected to the ring gears of the gears or with these made from one piece, both of which are already known for other purposes is. What is essential here, however, is the connection between the ring gears and the spacer wheels in such a Way that the latter have the same shape changes like the sprockets themselves.

Während also ohne diese Abstandsräder an manchen Stellen der beiden Zahnräder infolge Ab-"veichungen von der genauen Kreisforrn die zulässige Tiefe des Zahneingriffes überschritten werden könnte, ist dieses jetzt nicht mehr möglich. Andererseits aber ist durch die ständige Einwirkung der erwähnten Kraft auf das beweglich gelagerte Zahnrad gewährleistet, daß die beiden Zahnkränze nicht außer Eingriff kommen können. Dieses letztere Merkmal der auf das bewegliche Zahnrad ständig einwirkenden Kraft ist also ebenfalls wesentlich, denn Abstandsräder als solche sind an sich schon bekannt. Man hat sie beispielsweise bei einrückbaren Zahnradgetrieben benutzt, um den Hub der Einrückbewegung zu begrenzen. Auch für Planetengetriebe oder ähnliche Rädergruppen, bei denen mehrere Zahnräder um ein gemeinsames mittleres Zahnrad umlaufen, hat man solche Abstandsräder als Laufräder bereits vorgeschlagen, weil hierbei eine feste Lagerung der äußeren Räder zu Schwierigkeiten führt. In allen diesen Fällen ist jedoch eine Anpassung an Abweichungen der Zahnräder von der Kreisform nicht möglich. Vielmehr muß sogar vorausgesetzt werden, daß die Zahnräder eine ganz genaue Kreisform aufweisen. Insbesondere gilt das für den zuletzt genannten Fall. Das Wesen der Erfindung besteht also in der Kombination der drei Merkmale, daß eines der beiden Zahnräder beweglich gelagert ist, daß es unter der Einwirkung der erwähnten Kraft steht und daß beide Zahnräder mit Abstandsrädern versehen sind.So while without these spacer wheels in some places of the two Gear wheels due to deviations from the exact circular shape the permissible depth meshing could be exceeded, this is no longer possible. On the other hand, however, through the constant action of the aforementioned force on the movably mounted gear ensures that the two ring gears do not except Intervention can come. This latter feature of the moving gear constantly acting force is also essential, because spacer wheels as such are already known per se. They are found in, for example, engageable gear drives used to limit the stroke of the engagement movement. Also for planetary gears or similar groups of gears, in which several gears around a common center To revolve the gear wheel, such spacer wheels have already been proposed as running wheels, because here a fixed mounting of the outer wheels leads to difficulties. In in all of these cases, however, is an adaptation to deviations of the gears from the circular shape is not possible. Rather, it must even be assumed that the gears have a very precise circular shape. This applies in particular to the latter Case. The essence of the invention consists in the combination of the three features, that one of the two gears is movably mounted, that it is under the action the force mentioned and that both gears are provided with spacer wheels.

Der Durchmesser der Abstandsräder ist zweckmäßigerweise gleich dem Durchmesser der Teilkreise, was an sich von den erwähnten Getrieben bereits bekannt ist.The diameter of the spacer wheels is expediently equal to that Diameter of the pitch circles, which is already known from the gearboxes mentioned is.

Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens sind in der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele dargestellt, und zwar zeigt Abb. i in Schnitt und Seitenansicht einen Teil eines mit solchen Abstandswülsten ausgestatteten Zahnkranzes; in Abb. 2 ist in Seitenansicht ein mit Außenantrieb arbeitender Regenerativluftvorwärmer dargestellt; Abb. 3 schließlich zeigt, ebenfalls in Schnitt und Seitenansicht, ähnlich wie Abb. i, eine Triebstockverzahnung.To illustrate the inventive concept are in the drawing Some embodiments shown, namely Fig. i shows in section and side view part of a ring gear equipped with such spacer beads; in fig. Figure 2 is a side view of an externally powered regenerative air preheater shown; Finally, Fig. 3 shows, also in section and side view, similar like fig. i, a rack tooth system.

Die beiden Zahnräder i und 2 der Abb. i stehen finit ihren Zähnen 3 und 4 miteinander im Eingriff. In der linken Schnittzeichnung sind die Abstandswülste 5 und 6 zu erkennen, deren Umfang in der rechten Seitenansicht durch die entsprechenden Kreislinien 5 und 6 angedeutet ist. Der Durchmesser dieser Abstandswülste ist hier gleich dem Durchmesser der Teilkreise der zugehörigen Zahnräder gewählt.The two gears i and 2 of Fig. I are finite with their teeth 3 and 4 in engagement with one another. In the left sectional drawing are the spacer beads 5 and 6 can be seen, their scope in the right side view by the corresponding Circular lines 5 and 6 is indicated. The diameter of these spacer beads is here chosen equal to the diameter of the pitch circles of the associated gears.

In der gezeichneten Stellung berühren sich die Abstandswülste 5 und 6 nicht. Weist jedoch eines der beiden Zahnräder an einer Stelle des Umfanges eine Ausbauchung auf, so nähern sich hier die beiden Zahnkränze, bis die Wülste sich berühren. Eine weitere Annäherung, die zur Zerstörung der Zähne führen könnte, ist dann nicht mehr möglich.In the position shown, the spacer beads 5 and touch 6 not. However, one of the two gears has one at one point on the circumference Bulge, the two gear rims approach here until the bulges meet touch. Another approach that could lead to the destruction of the teeth is then no longer possible.

Aus Abb.2 ist die bewegliche Lagerung eines kleinen Zahnrades 7 erkennbar, das die Außenverzahnung 8 eines Regenerativluftvorwärmers antreibt. Das .Lager des Zahnrades 7 ruht in einem Rahmen 9, der auch einen angeflanschten Elektromotor trägt. Dieser Rahmen 9 ist um seinen unteren Befestigungspunkt drehbar und sucht sich unter der Zugwirkung einer Feder io in Richtung auf das große Zahnrad 8 zu scliw-enken. Nun ist es nicht erforderlich, daß die Abstandswülste 5 und 6 ständig aufeinanderrollen, -,wenngleich dadurch dauernd die genaue Einhaltung des Eingriffes im Teilkreis gewährleistet werden w#iirde. Es genügt vielmehr eine Sicherung gegen einen zu tiefen Eingriff, während eine Verringerung des Eingriffs innerhalb gewisser Grenzen zugelassen werden kann. Infolgedessen ist ein fester Anschlag ii vorgesehen, der mittels eines Schraubenbolzens 12 an einem festen Ständer 13 befestigt ist, so daß seine Lage wahlweise auf einen gewünschten Grenzwert eingestellt werden kann. Der Rahmen 9 ist mit einem Gegenanschlag 14 versehen, der dem einstellbaren Anschlag i i gegenübersteht.From Fig.2 the movable bearing of a small gear 7 can be seen, which drives the external toothing 8 of a regenerative air preheater. The .stock of the Gear 7 rests in a frame 9, which also carries a flanged electric motor. This frame 9 can be rotated about its lower fastening point and looks under the tensile effect of a spring io in the direction of the large gear 8 to sli-enken. Now it is not necessary that the spacer beads 5 and 6 constantly roll on each other, -, although this continuously ensures that the engagement in the pitch circle is precisely maintained would be. Rather, it is sufficient to secure against too deep an intervention, while a reduction in the interference can be allowed within certain limits can. As a result, a fixed stop ii is provided, which by means of a screw bolt 12 is attached to a fixed stand 13 so that its location is optionally on a desired limit value can be set. The frame 9 has a counter stop 14 provided, which faces the adjustable stop i i.

Hat das große Zahnrad 8 an einer Stelle seines Umfanges infolge Formveränderung einen etwas geringeren Durchmesser, so wird dementsprechend an dieser Stelle die Eingriffstiefe etwas geringer, da durch das Anschlagpaar i i bis 14 eine weitere Annäherung des kleinen Zahnrades 7 verhindert wird. Kommt jedoch ein Zahnkranzteil mit größerem Halbmesser in Eingriff, so verhindern die dann aufeinander abrollenden Abstandswülste 5 und 6 einen zu tiefen 1?ingriff, indem sie das kleine Zahnrad 7 in entsprechendem \-Ialle nach rechts schwenken. Der Anschlag i i muß daher so eingestellt sein, daß an keiner Stelle des Umfanges die Eingriffstiefe zu gering wird, während andererseits die Abstandswülste 5 und 6 gegen eine zu große Eingriffstiefe sichern. In allen anderen Stellungen aber kämmen die beiden Zahnkränze einwandfrei, ohne daß die Abstandswülste 5 und 6 ständig aufeinander abrollen und dadurch einen erhöhten Arbeitsaufwand verursachen. Die (las bewegliche Rad 7 schwenkende Kraft kann außer durch die dargestellte Feder io beispielsweise auch durch Gewichtsbelastung ausgeübt werden.Has the large gear 8 at one point on its circumference due to a change in shape a slightly smaller diameter, the The depth of engagement is somewhat lower, as the pair of stops i i to 14 create a further Approach of the small gear 7 is prevented. But comes a sprocket part with a larger radius in engagement, so prevent the then rolling on each other Spacer beads 5 and 6 engage too deeply 1? By turning the small gear 7 Pan all to the right accordingly. The stop i i must therefore be set in this way be that at no point on the circumference the depth of engagement is too low, while on the other hand, secure the spacer beads 5 and 6 against too great a depth of engagement. In all other positions, however, the two sprockets mesh perfectly, without that the spacer beads 5 and 6 constantly roll on each other and thereby an increased Cause labor. The (read movable wheel 7 pivoting force can besides exerted by the illustrated spring io, for example, also by weight loading will.

Es ist also erstrebenswert, gewisse Änderungen der Eingriffstiefe durch die Zähne selbst aufnehmen zu lassen, so daß die=Xhstandsw-ülste nur in den seltenen Fällen wirksam werden, in denen sehr große Abweichungen auftreten. 1, -s können nun aber auch mäßige Änderungen der Eingriffstiefe durch die Zähne selbst nur dann aufgenommen werden, wenn diese mit Evolventenverzahnung ausgeführt sind. Aus 1-lerstellungsgriinden ist es jedoch zweckmäßig, die Verzahnung großer Räder als Triebstock mit eingesetzten runden Bolzen auszubilden. Eine solche Verzahnung läßt aber Veränderungen der Eingriffstiefe nur in äußerst geringem Maß zu. Um diesem Mangel abzuhelfen, werden gemäß weiterer Erfindung die Eingriffsstellen der Triebstockbolzen so bearbeitet, daß Evolventen-oder evolventenähnliche Flächen entstehen, wie in Abb. 3 in Schnitt und Seitenansicht dargestellt. Die Größe der angeschliffenen Flächen 15 ist aus der linken Schnittzeichnung zu erkennen. An den beiden Enden, die in die Wangen des Rades eingesetzt werden, können die Bolzen 16 ihre übliche Form behalten. Durch eine solche Bearbeitung werden ähnliche Eingriffsverhältnisse geschaffen wie bei einer Evolventenverzahnung. Derartige Triebstockverzahnungen mit Evolventenbolzen lassen infolgedessen eine Änderung der Eingriffstiefe ebenfalls innerhalb gewisser Grenzen zu. In der linken Schnittzeichnung der Abb. 3 ist bei dem ]<leinen Rad wieder der Abstandswulst 17 zu erkennen, während bei dem großen Rad ein besonderer Wulst nicht erforderlich ist. Vielmehr wird diese Funktion durch die die Bolzen 16 tragende Wange 18 erfüllt.It is therefore worth striving for certain changes in the depth of engagement to be absorbed by the teeth themselves, so that the resistance forces are only effective in the rare cases in which very large deviations occur. 1, -s, however, moderate changes in the depth of engagement can only be absorbed by the teeth themselves if they are designed with involute teeth. For manufacturing reasons, however, it is advisable to design the toothing of large wheels as a headstock with inserted round bolts. Such a toothing allows changes in the depth of engagement only to an extremely small extent. In order to remedy this deficiency, according to a further invention, the points of engagement of the pinion bolts are machined in such a way that involute or involute-like surfaces arise, as shown in FIG. 3 in section and side view. The size of the ground surfaces 15 can be seen from the left sectional drawing. At the two ends that are inserted into the cheeks of the wheel, the bolts 16 can keep their usual shape. Such machining creates meshing conditions similar to those of involute gearing. As a result, such pinion gear teeth with involute bolts also permit a change in the depth of engagement within certain limits. In the left-hand sectional drawing of FIG. 3, the spacing bead 17 can again be seen in the case of the small wheel, while a special bead is not required for the large wheel. Rather, this function is fulfilled by the cheek 18 carrying the bolts 16.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Gear transmission, in which one or both of two intermeshing gears deviate from the exact circular shape, characterized in that one of the two gears is movably supported and is under the action of a force which seeks to approach the other, and that To the side of the two gears, spacer gears (5, 6 or 17, 18) are provided, the shape of which corresponds to that of the gears and which roll on each other when the permissible depth of engagement is reached and thereby prevent this permissible depth of engagement from being exceeded.

2. Gear transmission according to claim i, characterized in that that the spacer wheels (5, 6 or 17, 18) firmly connected to the ring gears of the gears or made from one piece with them are made.

3. Gear transmission according to claim i or 2, characterized in that the spacer wheels have approximately the diameter of the associated gear pitch circles in a manner known per se . Gear transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the constant contact pressure of the gear wheels is generated by spring or weight loading. 5. Gear transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the center distance of the gears is limited to an optionally adjustable minimum value by an adjustable stop (ii). 6. Gear transmission with rack teeth according to one of the preceding claims, characterized in that the toothed bolts (16) which are individually inserted in the usual way with their ends in the edge of two carrier disks (18) are machined involute or involute-like on their engagement flanks.