NL1001902C2 - Tandwieloverbrenging. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Tandwieloverbrenging.

De uitvinding betreft een tandwieloverbrenging tussen een ingaande as en een uitgaande as, omvattende een om een eerste rotatie-as roteerbaar eerste en tweede kroonwiel met een wat betreft tandental en moduul identieke vertanding, 5 welke kroonwielen op een instelbare afstand van elkaar met de vertanding naar elkaar toe en met een in hoofdzaak vaste rotatiepositie ten opzichte van elkaar gemonteerd zijn, een eerste cilindrisch rondsel met een rotatie-as loodrecht op de eerste rotatie-as, dat met een eerste tandspeling in ingrij-10 ping is met het eerste kroonwiel, een tweede cilindrisch rondsel waarvan de rotatie-as evenwijdig is aan de rotatie-as van het eerste cilindrisch rondsel en dat met een tweede tandspeling in ingrijping is met het tweede kroonwiel, waarbij de ingaande of de uitgaande as verbonden is met het 15 eerste rondsel.

Een dergelijke overbrenging is bekend uit W095/16151, waarin een aandrijving is getoond waarin het eerste kroonwiel via een bus is gekoppeld met het tweede kroonwiel. De kroonwielen zijn in ingrijping met respectievelijk het eerste 20 rondsel en het tweede rondsel dat fungeert als een tussen-rondsel. Het eerste rondsel wordt aangedreven met een hydraulische motor. Bij de bekende inrichting wordt er van uitgegaan dat de optredende tandspelingen worden opgenomen door de bus elastisch uit te voeren. Bij de bekende inrich-25 ting is de elasticiteit van de bus slechts geschikt om de kroonwielen over een beperkte hoek ten opzichte van elkaar te laten roteren. Dit heeft tot gevolg dat bij wisselen van draairichting het ene kroonwiel veel meer belast zal worden dan het andere kroonwiel omdat tussen het aangedreven rondsel 30 en de kroonwielen verschillende tandspelingen bestaan. Het opnemen van de tandspelingen voor beide draairichtingen is hierdoor niet goed mogelijk. De bus wordt afgesteld voor één draairichting en bij omkering van de draairichting komt slechts één kroonwiel in ingrijping met het rondsel en het 35 andere kroonwiel houdt speling. Hierdoor is het door de 1001902 -2- inrichting over te dragen moment voor beide draairichtingen verschillend, hetgeen voor een belangrijk aantal toepassingen ongewenst is.

De uitvinding beoogt hierin verbetering te brengen en 5 daartoe zijn de vertandingen van de kroonwielen en de er mee in ingrijping zijnde rondsels zodanig uitgevoerd dat na theoretisch juiste afstelling van de vertandingen de eerste tandspeling groter is dan de tweede tandspeling.

Door de eerste tandspeling tussen het met de ingaande of 10 uitgaande as verbonden eerste rondsel en het daarmee in ingrijping zijnde eerste kroonwiel groter te maken dan de tweede tandspeling tussen het tweede rondsel en het tweede kroonwiel wordt het mogelijk dat, in het gebruikelijke geval dat er tussen het eerste en het tweede rondsels een derde 15 tandspeling aanwezig is, hetgeen noodzakelijk is voor de goede werking van de overbrenging, bij beide draairichtingen de beide kroonwielen aanliggen tegen de er mee in ingrijping zijnde rondsels.

Een verdere verbetering wordt bereikt door de eerste 20 tandspeling gelijk te maken aan de som van de tweede en de derde tandspeling.

Op deze wijze wordt bereikt dat bij omkeren van de draairichting van het eerste rondsel de eerste speling tussen eerste rondsel en eerste kroonwiel wordt doorlopen en 25 tegelijkertijd de tweede tandspeling en de derde tandspeling worden doorlopen, zodat beide kroonwielen weer tegelijk in ingrijping komen en van draairichting veranderen.

Een verdere verbetering wordt bereikt door de op instelbare afstand van elkaar gemonteerde kroonwielen in de 30 richting van hun rotatie-as beweegbaar te maken. Hiermede wordt bereikt dat de beide in de rotatie-as richting werkende krachten tussen de beide kroonwielen en de er mee in ingrijping zijnde rondsels gelijk zijn, hetgeen tevens betekent dat de tandkrachten gelijk zijn en dat beide wielen 35 evenveel belast zijn.

Een verdere verbetering wordt bereikt door het tweede rondsel uit te voeren met meer tanden dan het eerste rondsel.

1001902 -3-

De tanden van het tweede rondsel worden, omdat dit een tussenrondsel is, frequenter belast dan de tanden van het eerste rondsel, waardoor eerder vermoeiingsbreuk op kan treden. Door het tweede rondsel met een grotere diameter uit 5 te voeren verbetert de weerstand tegen vermoeiing.

Door het eerste en/of het tweede rondsel volgens een voorkeurs uitvoeringsvorm te laten kruisen met de eerste as, wordt het mogelijk om de afstand tussen de kroonwielen te verkleinen, waardoor een meer compacte overbrenging mogelijk 10 is.

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de vertanding van het eerste rondsel en het er mee in ingrijping zijnde eerste kroonwiel door keuze van tandental, drukhoek en tandcorrectiefactor van het eerste 15 rondsel en diameters van de vertanding van het kroonwiel zodanig uitgevoerd dat een ingrijplijn tussen het eerste kroonwiel en het eerste rondsel evenwijdig loopt aan een ingrijplijn tussen het eerste rondsel en het tweede rondsel, waarvan de richting onder andere afhankelijk is van het 20 tandental, de drukhoek, de tandcorrectiefactor en de hartafstand van de rondsels.

In het geval dat de ingrijplijnen evenwijdig lopen is het eventueel mogelijk om het eerste rondsel uit te voeren met lagers, die de beweging van het eerste rondsel uitslui-2 5 tend in zijn asrichting begrenzen, en het rondsel in de richting loodrecht op zijn asrichting in hoofdzaak in positie gehouden wordt door de in de richting van de ingrijplijnen lopende tandkrachten.

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm zijn de 30 kroonwielen gemonteerd op een kroonwielas en is tussen de kroonwielen op deze as een derde cilindrisch rondsel gemonteerd, dat in ingrijping is met een tandwiel, dat is gemonteerd op een aan de kroonwielas evenwijdige as. Hierdoor wordt een grote overbrengverhouding bereikt. Door dit derde 35 rondsel uit te voeren met een zodanige vertanding dat de tandkrachten geen axiale kracht op de kroonwielas tot gevolg hebben, ontstaat een tandwieloverbrenging waarbij de lagers 1001902 -4- van de assen geen tandkrachten in de richting van de as ondervinden, waardoor de wanden van de tandwielkast waar de lagers in bevestigd zijn, lichter uitgevoerd kunnen zijn en kosten bespaard kunnen worden. Dergelijke vertanding kan 5 bijvoorbeeld een rechte vertanding zijn of eventueel een V-vertanding.

De uitvinding wordt toegelicht in de hiernavolgende beschrijving van een uitvoerings voor beeld aan de hand van een tekening, waarin: 10 figuur 1 een schematische doorsnede toont van een tandwielkast met een tandwieloverbrenging volgens de uitvinding, figuur 2 een volgens de lijn II-II in figuur 1 overeenkomende doorsnede toont van een ten opzichte van figuur 1 15 enigszins gewijzigde tandwielkast, figuur 3 een schematisch zijaanzicht is van een tandwieloverbrenging volgens de uitvinding, waarbij de rotatie-assen van de rondsels de rotatie-as van de kroonwielen kruisen.

20 In de verschillende figuren zijn overeenkomstige on derdelen steeds voorzien van dezelfde verwijzingscijfers.

In figuur 1 is een tandwielkast 1 getoond waarin een eerste as 3 door middel van lagers 4 roteerbaar gemonteerd is in een huis 2. De eerste as 3 is voorzien van een borst 6, 25 waaraan een eerste kroonwiel 5 op bekende wijze bevestigd is met een aantal bouten 7. De eerste as 3 is tevens voorzien van een meer-spie vertanding 21, waarop een ring 9 zodanig geplaatst is dat deze in asrichting kan verschuiven. De verplaatsing van de ring 9 wordt op bekende wijze in één 30 richting begrensd door een asmoer 10. Aan de ring 9 is een tweede kroonwiel 8 op bekende wijze bevestigd met een aantal bouten 7. De vertandingen van de beiden kroonwielen 5 en 8 zijn naar elkaar toe gericht, en zijn identiek voor wat betreft tandental en moduul.

35 Een eerste rondsel 12, dat door middel van lagers 14 roteerbaar gemonteerd is in het huis 2, is in ingrijping met het eerste kroonwiel 5 en met een tweede rondsel 13, dat 1001902 -5- fungeert als tussenrondsel en eveneens met lagers 14 roteerbaar gemonteerd is in het huis 2. De rotatie-as van het tussenrondsel 13 is evenwijdig met de rotatie-as van het eerste rondsel 12. Beide rotatie-assen staan loodrecht op de 5 rotatie-as van de eerste as 3.

In het in figuur 1 getoonde uitvoeringsvoorbeeld is het tandental van het tussenrondsel 13 groter dan het tandental van het eerste rondsel 12. Het is echter ook mogelijk dat beide rondsels hetzelfde tandental hebben, hetgeen tot enige 10 besparing kan leiden. In bepaalde situaties is het gewenst dat het tandental van het tussenrondsel 13 groter is dan dat van het eerste rondsel 12. De tandvoet van het tussenrondsel 13 wordt twee maal zo vaak belast als die van het eerste rondsel, waardoor de vermoeiingssterkte eerder kan worden 15 overschreden. Door een hoger tandental voor het tussenrondsel 13 toe te passen wordt de sterkte van de tandvoet verbeterd. De tandflank van het tussenrondsel 13 wordt ook twee maal zo vaak belast als de tandflank van het eerste rondsel 12 als beide draairichtingen optreden. Door het vergroten van het 20 tandental vermindert de flankspanning en wordt de levensduur verlengd.

Voor een theoretisch juiste afstelling van een kroonwiel ten opzichte van een ermee in ingrijping zijnde rondsel wordt het kroonwiel in de richting van zijn rotatie-as zoveel 25 verplaatst, dat het kroonwiel met zijn tandflank over de gehele tandbreedte aanligt tegen de tandflank van het rondsel. Er is dan sprake van lijncontact. Indien de afstand tussen de rotatie-as van het rondsel en de vertanding van het kroonwiel niet juist is, ontstaat geen lijncontact tussen 30 beide tandflanken en wordt slechts een gedeelte van de breedte van de vertanding benut. Door de afstand tussen de beide kroonwielen 5 en 8 te vergroten of verkleinen met de asmoer 10, worden beide vertandingen ten opzichte van de rondsels 12 en 13 tegelijk ingesteld. Doordat de lagers 4 35 uitgevoerd zijn als glijlagers kan de eerste as 3 in axiale richting bewegen onder invloed van de axiaal gerichte tandkrachten tussen de kroonwielen 5 en 8 en de rondsels 12 1001902 -6- en 13 totdat deze tandkrachten aan elkaar gelijk zijn.

Naast de juiste afstelling van de ingrijping moeten voor een goede splitsing van de belasting over beide kroonwielen 5 en 8 de rondsels 12 en 13 op hetzelfde moment in aanraking 5 komen tegen de flanken van beide kroonwielen. Dit wordt bereikt door de kroonwielen 5 en 8 op bekende wijze ten opzichte van elkaar te roteren en vervolgens te fixeren op de as 3 in de positie dat ze tegelijk in ingrijping zijn met de rondsels.

10 Het hievoor omschreven lijncontact kan op bekende wijze vervangen worden door puntcontact, dat onder belasting overgaat in lijncontact, door de kroonwielen of rondsels uit te voeren met breedtewelving.

In het huis 2 is een tweede as 15 roteerbaar gemonteerd 15 door middel van lagers 16. De tweede as 15 is in de lagers 16, die op bekende wijze zijn uitgevoerd als glijlagers, beperkt beweegbaar in asrichting. Op de tweede as 15 is een tandwiel 17 vast bevestigd, welk tandwiel 17 in ingrijping is met een derde cilindrisch rondsel 11, dat is aangebracht op 20 de de eerste as 3. De vertanding van het rondsel 11 en het tandwiel 17 is bij voorkeur zodanig uitgevoerd dat geen axiale kracht op de eerste as 3 en de tweede as 15 wordt uitgeoefend. De vertanding kan daartoe uitgevoerd zijn als rechte vertanding, of eventueel als V-vormige vertanding. 25 Hierdoor wordt bereikt dat de verplaatsing van de eerste as 3 in axiale richting vooral bepaald wordt door de tegengesteld gerichte tandkrachten op het eerste kroonwiel 5 en het tweede kroonwiel 8.

De tandwielkast 1 is voorzien van een ingaande as 22, 30 die deel uit maakt van het eerste rondsel 12 en een uitgaande as 23 die deel uit maakt van de tweede as 15. De ingaande as 22 en de uitgaande as 23 kunnen op bekende wijze gekoppeld worden aan aandrijvende en gedreven machines.

In figuur 2 is een met de doorsnede volgens de lijn II-35 II in figuur 1 overeenkomende doorsnede van een tandwielkast getoond, waarbij het tandental van het eerste rondsel 12 en het tussenrondsel 13 gelijk zijn. Het eerste rondsel 12 wordt 1 0 0 1 9 0 2 -7- in een richting A geroteerd, waarbij de ingrijping tussen het eerste kroonwiel 5 en het eerste rondsel 12 plaatsvindt volgens een ingrijplijn 1 en tussen het eerste rondsel 12 en het tussenrondsel 13 volgens een ingrijplijn m.

5 In de in figuur 2 getekende situatie is het eerste rondsel 12 in ingrijping met het eerste kroonwiel 5, dat in een rotatierichting C wordt bewogen. Tussen de niet in ingrijping zijnde flanken van eerste rondsel 12 en eerste kroonwiel 5 is een tandspeling p. Het eerste rondsel 12 is 10 tevens in ingrijping met het tussenrondsel 13, dat roteert in een richting B. Tussen de niet in ingrijping zijnde flanken is een tandspeling g. Het tussenrondsel 13 is tevens in ingrijping met het tweede kroonwiel 8 dat in eveneens in de richting C roteert. Tussen de niet in ingrijping zijn flanken 15 van tussenrondsel 13 en tweede kroonwiel 8 is een tandspeling r. Het eerste kroonwiel 5 en het tweede kroonwiel 8 zijn in rotatie richting zodanig op de as 3 gemonteerd dat beide kroonwielen bij rotatie van het eerste rondsel 12 in de richting A tegelijk in ingrijping komen, zoals ook getoond is 20 in figuur 2.

In het geval dat het eerste rondsel 12 in aan de richting A tegengestelde richting gaat roteren, zal het eerste kroonwiel 5 in de aan C tegengestelde richting gaan bewegen nadat de tandspeling p is doorlopen. Het tweede kroonwiel 8 25 zal in deze richting gaan bewegen nadat de tandspelingen q en r beide doorlopen zijn. Bij voorkeur is de tandspeling p zodanig gekozen dat deze gelijk is aan de som van de tandspelingen q en r. De tandspeling q is veranderbaar door het veranderen van de hartafstand tussen het eerste rondsel 12 en 3 0 het tussenrondsel 13. Door het veranderen van de hartafstand verandert de ingrijping niet, omdat de rondsels zijn uitgevoerd met evolvente vertanding.

De tandspelingen p en r, die optreden bij theoretisch juiste afstelling van rondsel en kroonwiel, kunnen niet 35 veranderd worden door het veranderen van de afstand tussen de rotatie-as van bijvoorbeeld het eerste rondsel 12 en het eerste kroonwiel 5, omdat deze afstand ingesteld moet worden 1001902 -8- om goed contact tussen rondsel en kroonwiel te bereiken en omdat bij veranderen van deze afstand ook het contact tussen rondsel en kroonwiel verandert en het draagvermogen ongewenst vermindert. De tandspelingen p en r, die gerealiseerd worden 5 (bij theoretisch juiste afstelling), zijn dus volledig afhankelijk van de vorm van de vertandingen, zoals die tijdens de produktie zijn vastgelegd. Tijdens de produktie worden de vertandingen van een rondsel en het er mee samenwerkende kroonwiel op elkaar afgestemd, waarbij de tandspe-10 ling bij theoretisch juiste ingrijping dus volgt uit de vorm van rondsel en kroonwiel. De vorm van het kroonwiel en/of het rondsel kan worden aangepast voor het bereiken van de gewenste tandspeling.

De vertandingen van eerste rondsel 12, het tussenrondsel 15 13 en eerste kroonwiel 5 zijn in een bepaalde uitvoeringsvorm zodanig gekozen dat de ingrijplijnen 1 en m evenwijdig lopen, hetgeen betekent dat de tandkrachten op het eerste rondsel 12 evenwijdig aan elkaar lopen. De richting van deze ingrijplijnen is onder meer afhankelijk van het gekozen tandental, de 20 drukhoek, de tandcorrectiefactor en de hartafstand van het eerste rondsel 12 en het tussenrondsel 13 en van de diameters van de vertanding van het eerste kroonwiel 5. Bij deze uitvoeringsvorm is het mogelijk om het eerste rondsel 12 uit te voeren zonder radiale lagers 14, omdat het rondsel in zijn 25 positie gehouden wordt door de tandkrachten.

In figuur 3 is een uitvoeringsvorm getoond van de tandwieloverbrenging volgens de uitvinding, waarbij de rotatie-assen van rondsel 12 en/of rondsel 13 en de kroon-wielen 5 en 8 elkaar kruisen. Door deze uitvoering is het 30 mogelijk om de kroonwielen 5 en 8 dichter bij elkaar te brengen, waardoor een meer compacte uitvoering mogelijk is.

Het is vanzelfsprekend mogelijk dat de rondsels 12 en 13 en de kroonwielen 5 en 8 zowel uitgevoerd worden met schuine als met rechte vertanding aangezien dit geen invloed heeft op 35 het principe van de uitvinding. Het eerste rondsel 12 zal bij het toepassen van schuine vertanding in ieder geval uitgevoerd moeten worden met een axiale lagering.

1001902

Claims (9)

1. Tandwieloverbrenging tussen een ingaande as (22) en een uitgaande as (23), omvattende een om een eerste rotatie-as roteerbaar eerste en tweede kroonwiel (5,8) met een wat betreft tandental en moduul identieke vertanding, welke 5 kroonwielen op een instelbare afstand van elkaar met de vertanding naar elkaar toe en met een in hoofdzaak vaste rotatiepositie ten opzichte van elkaar gemonteerd zijn, een eerste cilindrisch rondsel (12) met een rotatie-as loodrecht op de eerste rotatie-as, dat met een eerste tandspeling (p) 10 in ingrijping is met het eerste kroonwiel (5) , een tweede cilindrisch rondsel (13) waarvan de rotatie-as evenwijdig is aan de rotatie-as van het eerste cilindrisch rondsel en dat met een tweede tandspeling (r) in ingrijping is met het tweede kroonwiel (8), waarbij de ingaande of de uitgaande as 15 verbonden is met het eerste rondsel met het kenmerk, dat de vertandingen van de kroonwielen (5,8) en de er mee in ingrijping zijnde rondsels (12,13) zodanig zijn uitgevoerd dat na theoretisch juiste afstelling van de vertandingen de eerste tandspeling (p) groter is dan de tweede tandspeling 20 (r).

2. Tandwieloverbrenging volgens conclusie 1, waarbij het tweede rondsel (13) met een derde tandspeling (q) in ingrijping is met het eerste cilindrisch rondsel (12) , met het kenmerk, dat de eerste tandspeling (p) gelijk is aan de som 25 van de tweede (r) en derde tandspeling (q).

3. Tandwieloverbrenging volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de op instelbare afstand van elkaar gemonteerde kroonwielen (5,8) in de richting van de eerste rotatie-as 30 beweegbaar zijn.

4. Tandwieloverbrenging volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het tweede rondsel (13) meer tanden heeft 1001902 -10- dan het eerste rondsel (12).

5. Tandwieloverbrenging volgens een der conclusies 1-4, mat bat kenmerk, dat de rotatie-as van het eerste rondsel (12) en/of het tweede rondsel (13) de eerste rotatie-as kruist.

6. Tandwieloverbrenging volgens een der conclusies 1-5, mat bat kanmark, dat de vertanding van het eerste rondsel (12) en het er mee in ingrijping zijnde eerste kroonwiel (5) door keuze van tandental, drukhoek en tandcorrectiefactor van het eerste rondsel en diameters van de vertanding van het 10 kroonwiel zodanig zijn uitgevoerd, dat een ingrijplijn (1) tussen het eerste kroonwiel en het eerste rondsel evenwijdig loopt aan een ingrijplijn (m) tussen het eerste rondsel en het tweede rondsel (13), waarvan de richting onder andere afhankelijk is van het tandental, de drukhoek, de tand-15 correctiefactor en de hartafstand van de rondsels.

7. Tandwieloverbrenging volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het eerste rondsel (12) is uitgevoerd met lagers, die de beweging van het eerste rondsel uitsluitend in zijn asrichting begrenzen, en het rondsel in de richting 20 loodrecht op zijn asrichting in hoofdzaak in positie gehouden wordt door de in de richting van de ingrijplijnen lopende tandkrachten.

8. Tandwieloverbrenging volgens een der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de kroonwielen (5,8) zijn gemonteerd op een 25 kroonwielas (3) en is tussen de kroonwielen op deze as een derde cilindrisch rondsel (11) gemonteerd dat in ingrijping is met een tandwiel (17) , dat is gemonteerd op een aan de kroonwielas (3) evenwijdige as (23) .

9. Tandwieloverbrenging volgens conclusie 8, met bet 30 kenmerk, dat het derde cilindrisch rondsel (11) voorzien is van zodanige vertanding dat de tandkrachten geen axiale kracht op de kroonwielas tot gevolg hebben. 1001902