JP3380253B2 - 歯車伝動装置 - Google Patents

歯車伝動装置

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JP3380253B2 JP51561596A JP51561596A JP3380253B2 JP 3380253 B2 JP3380253 B2 JP 3380253B2 JP 51561596 A JP51561596 A JP 51561596A JP 51561596 A JP51561596 A JP 51561596A JP 3380253 B2 JP3380253 B2 JP 3380253B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、歯車伝動装置であって、互いに噛み合わさ
れた２つ以上の歯車が設けられており、該歯車が伝動装
置の主ハウジング内で軸受けに支承されている形式のも
のに関する。
出力伝達時における歯車伝動装置の出力損失は、ほぼ
その半分が軸受けと歯噛み合い部とにおいて生じる。歯
列損失は、歯摩擦損失と、回転体の通気損失と、歯噛み
合い部における固有の圧潰損失とに区別される。80m/s
よりも大きい、高い歯列周速を有する歯車伝動装置で
は、歯列における摩擦損失は、通気損失や圧潰損失に比
べて小さいのであまり問題にならない。通気損失は、オ
イル微滴を混入された媒体中である空気中における、高
速回転する歯車の抵抗により生ぜしめられる。圧潰損失
は歯列の噛み合い部において生じる。つまりこの場所で
は、互いに直接に噛み合った２つの歯面の間の容積が歯
面の転がりによって連続的に減少し、かつ媒体が歯面の
間で歯の噛み合いの間に押し退けられなければならな
い。非噛み合い部におけるオイル噴射を行なう伝動装置
では、この押し退けたい媒体は、主としてやはりオイル
微粒子を混入された空気である。
本発明の課題は、通気損失および場合によっては圧潰
損失を回避することにより、できるだけ損失の少ない歯
車伝動装置を提供することである。
この課題は本発明によれば、冒頭で述べた形式の高速
回転型の歯車伝導装置において、請求項１の特徴部に記
載の構成により解決される。
本発明の思想は、ロータの周辺部を排気するか、また
はガスで充填し、しかもロータが回転しなければならな
い周辺部の固有重量を減少させることに基づいている。
特にガスとして水素およびヘリウム（元素周期律表の第
１周期）が使用される。
ヘリウムは空気よりも７倍小さな密度（0.18kg/m3）
を有している。したがって、ヘリウムで充填された室に
おいて、環境大気圧（1atm）で約85％の真空度の粗真空
に似た状態が期待され得る。粗真空手段に比べてこのよ
うな運転状態の利点は次の点に認められる： −ヘリウムは、周辺部と反応しない貴ガスであり、した
がって完全に無毒である。
−種々の室の間の圧力均衡のための吸込ポンプが不要と
なる。始動段階時では、空気が掃出される。
−負圧に基づく伝導装置ハウジングの補強が不要とな
る。
−懸念のない廃棄系。
本発明の特に有利な構成では、歯車を取り囲む付加的
な内部ハウジングが設けられている。この有利な構成で
は、内部ハウジングが排気されるか、または内部ハウジ
ング内に、空気に比べて小さな密度を有する雰囲気が形
成される。
この場合、内部ハウジングの内室から空気を排気する
ための手段は、潤滑オイルおよび冷却オイルも内室から
圧送され得るように形成されて、配置されていると有利
である。このことは圧潰損失の有効な回避をもたらす。
伝導装置歯車をできるだけ密に取り囲むことのできる
付加的な内部ハウジングを配置することに基づき、意想
外にも、不当に高い出力を発揮する必要なしに、歯車を
直接に取り囲む周辺部から空気を排気することが可能と
なる。
本発明による歯車伝導装置を用いると、部分真空の形
成によって、媒体である空気が、高速回転する歯車の歯
の噛み合い部から十分に除去される。これによって、通
気損失および圧潰損失は排除される。このことは歯車伝
導装置の全効率の著しい改善をもたらす。なぜならば、
これによって歯列損失の大部分が排除されるからであ
る。たとえば電流発生設備における、このような歯車伝
導装置の使用者にとっては、エネルギの著しい節約もし
くは高められた生産効率が得られる。
本発明による歯車伝動装置のさらに別の特に有利な構
成は、請求項２以下に記載されている。
内部ハウジングの壁と軸との間の軸貫通部をシールす
るためのシール装置がビスコシール装置（Viscodichtun
g）として形成され、しかもオイルが同時に排気され得
ない場合には、このビスコシール装置を、内室から空気
を排気するための手段として使用することができる（付
加的な所要出力を必要としない）。しかし通常では、空
気の他にオイルをも内室から導出するポンプが使用され
る。
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明す
る。
第１図は本発明による歯車伝動装置の第１実施例を示
す鉛直方向の断面図である； 第２図は別の実施例による歯車伝動装置の、第１図と
同様の断面図である； 第３図はオイル・ヘリウム開回路を備えた歯車伝動装
置を示す概略図である； 第４図はオイル・ヘリウム閉回路を備えた歯車伝動装
置を示す概略図である。
第１図には、損失の少ない本発明による歯車伝動装置
が示されている。互いに噛み合わされた複数の歯車１が
軸１′,1′′で、汎用の主ハウジング２のラジアル軸受
け３に支承されている。本発明の重要な特徴は、大容積
の汎用の主ハウジング２に対して付加的に内部ハウジン
グ４が設けられている点にある。この内部ハウジング４
は伝動装置の歯車１をできるだけ密接するように取り囲
んでいる。各歯車軸区分もしくは歯車ハブ1a;1bは貫通
案内部を介して内部ハウジング４の側壁に案内されてい
る。この場合、歯車軸区分もしくは歯車ハブ1a;1bの回
転する面と、定置の壁面との間には、ビスコシール装置
（Viscodichtung）７が設けられている。この自体公知
の軸シール装置はポンプとしても作動することができ、
その場合、内部ハウジング４の内部に存在する空気を排
気して、主ハウジング２の、大気圧下にある室８に送出
することができる。
しかし図示の実施例では、内部ハウジング４の下側の
部分に流出部６′が設けられている。この流出部６′に
は、真空室もしくは内室９のオイル溜めから内部空気と
オイルとを吸い出すための真空ポンプ６が設けられてい
る。たとえば歯の非噛み合い部に噴射された潤滑オイル
および冷却オイルが迅速に補集されて、オイル溜めに案
内されるようにするためには、歯末のすぐ近くにオイル
補集薄板５が設けられている。このようなオイル補集装
置は本発明と同一出願日に出願された特許の対象であ
る。
当然ながら、内部ハウジング４の内室９にできるだけ
完全な真空を形成して、通気損失を回避することが理想
的である。しかし実際には、真空ポンプ６を用いて調節
可能な部分真空で十分となる。
図示の実施例では、最大オイル量を引き出すことによ
って圧潰損失（歯の噛み合い部に封入されたオイルによ
る）をも十分に回避することができるので、歯車伝動装
置は最適化された全効率で作動する。このことは駆動さ
れる機械において、生産効率の増大をもたらす。
第２図には、第１図に示した歯車伝動装置とほぼ同様
の断面図が示されているが、第２図に示した実施例では
内部ハウジング４の側壁に設けられる貫通案内部をビス
コシール装置によりシールすることが不要となる。側壁
における無接触の貫通案内部は歯車軸区分もしくは歯車
ハブ1a;1bの近くで、ラジアル軸受け３を取り囲むよう
に主ハウジング２の内壁と直接に密に結合されている。
内部ハウジング４の排気したい内室９は、第１図に示し
た実施例の場合よりも少しだけ大きく形成されており、
シールはラジアル軸受け３において行われる。排気は単
に真空ポンプ６を介してしか行われない。
第３図に示したさらに別の実施例では、オイル・ヘリ
ウム開回路を備えた歯車伝動装置が示されている。始動
過程時に、空気を有するロータ室10は、ヘリウムで掃気
される。ヘリウムロックゲート（サイフォン）11はロー
タ室からのヘリウムの流出を阻止する。歯列潤滑・冷却
部12およびフローティングリングにおいて生じるオイル
量は、ロータを取り囲む室13から重力により搬送され
る。フローティングリングおよびサイフォンは空気との
混合を阻止している。流入するオイル中に結合された空
気だけを妨害ファクタとしてみなすだけで済む。この空
気は方法技術的な手段（リンデ法による液化、ヘリウム
のためのダイヤフラムフィルタ、ヘリウム室への流入前
の空気の掃出等）によって内室から離隔することができ
る。
第４図には、オイル・ヘリウム閉回路を備えた歯車伝
動装置の実施例が示されている。この閉回路配置は、伝
動装置オイルが、熱交換器を備えた固有のオイル回路
で、空気の代わりにヘリウム雰囲気中で循環させられる
点で、開回路とは異なる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴァルター ハラー スイス国 ＣＨ−8907 ヴェッツヴィル イム シュールリ 14 (56)参考文献 実開 昭62−56900（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−41249（ＪＰ，Ｕ) 米国特許3489034（ＵＳ，Ａ) 欧州特許出願公開411294（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16H 57/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】互いに噛み合った２つ以上の歯車を備えた
    歯車伝動装置であって、歯車が伝動装置ハウジング内で
    軸受けに支承されている形式のものにおいて、伝動装置
    ハウジングのシールされた内室から空気を少なくとも部
    分的に排気し、これによって調節可能な部分真空を形成
    して、維持し、かつ／または排気された空気を全部また
    は部分的に、より軽量なガスによって代えるための手段
    が設けられており、しかも運転時に伝動装置ハウジング
    の内室に存在するガスの密度が、空気に比べて最大50％
    であり、歯車が、付加的な内部ハウジングによって取り
    囲まれており、該内部ハウジングの内室に、空気に比べ
    て小さな密度を有する雰囲気が形成されて、維持されて
    いることを特徴とする歯車伝動装置。
  2. 【請求項２】前記内部ハウジングの内室から空気を排気
    するための手段が、潤滑オイルおよび冷却オイルをも内
    室から圧送する、請求項１記載の歯車伝動装置。
  3. 【請求項３】前記内部ハウジングの側壁が、歯車軸を貫
    通案内するための孔を有しており、該孔の壁と、貫通案
    内された回転する軸区分との間に、ビスコシール装置の
    ようなシール装置が設けられている、請求項１または２
    記載の歯車伝動装置。
  4. 【請求項４】前記シール装置が、前記内部ハウジングの
    内室から、外側の伝動装置ハウジングの方向に流体を圧
    送するビスコシール装置として形成されている、請求項
    ３記載の歯車伝動装置。
  5. 【請求項５】前記内部ハウジングの側壁が、歯車軸のた
    めの貫通案内部を備えており、該貫通案内部が、ラジア
    ル軸受けを取り囲むように外側の伝動装置ハウジングの
    内壁にまで案内されていて、該内壁に密に結合されてい
    る、請求項１記載の歯車伝動装置。
  6. 【請求項６】外側の伝動装置ハウジングに設けられたラ
    ジアル軸受けが、シール装置、有利にはビスコシール装
    置として形成されている、請求項５記載の歯車伝動装
    置。
  7. 【請求項７】前記内部ハウジングに、歯車の噛み合い部
    または非噛み合い部に潤滑オイルおよび／または冷却オ
    イルを供給するための手段が設けられている、請求項１
    から６までのいずれか１項記載の歯車伝動装置。
JP51561596A 1994-11-14 1995-11-13 歯車伝動装置 Expired - Lifetime JP3380253B2 (ja)

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CH03403/94A CH688630A5 (de) 1994-11-14 1994-11-14 Zahnradgetriebe.
CH3403/94-6 1994-11-14
PCT/CH1995/000265 WO1996015392A1 (de) 1994-11-14 1995-11-13 Zahnradgetriebe

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JPH09506960A JPH09506960A (ja) 1997-07-08
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US (1) US5950501A (ja)
EP (1) EP0739463B1 (ja)
JP (1) JP3380253B2 (ja)
AU (1) AU3769795A (ja)
CH (1) CH688630A5 (ja)
DE (1) DE59505514D1 (ja)
DK (1) DK0739463T3 (ja)
NO (1) NO307106B1 (ja)
WO (1) WO1996015392A1 (ja)

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