NL8102034A - Tandwielreeks voor het onder een hoek overbrengen van vermogen. - Google Patents

Description

N.0. 30055 1

Tandwielreeks voor het onder een hoek overbrengen van vermogen.

De uitvinding heeft betrekking op tandwielreeksen voor het overbrengen van vermogen onder een hoek omvattende een eerste kegelrondsel verbonden met een aandrijvende as, een tweede kegelrondsel, verbonden met een aangedreven as met een hartlijn loodrecht op die van de aan-5 drijvende as en samenwerkend met eerstgenoemde, een derde kegelvormig meelooprondsel coaxiaal met het tweede en samenwerkend met het eerste en een vierde kegelvormig meelooprondsel coaxiaal met het eerste en samenwerkend met het tweede en met het derde.

De uitvinding beoogt meer in het bijzonder van deze tandwielreek-10 sen die die zijn bedoeld voor het overbrengen van een betrekkelijk hoog vermogen, in het algemeen liggende tussen 100 en 20.000 PK, vanaf een vertikale as naar een horizontale as van een voortstuwingsschroef, die een luchtschroef kan zijn maar bij voorkeur een scheepsschroef is, waarbij genoemd samenstel van de reeks dan bij voorkeur is onderge-15 bracht in een speciaal gevormde omhulling, die dan in het water kan worden ondergedompeld voor het toepassen van deze reeks voor het voortbewegen van een vaartuig dat zeer hoge snelheden kan bereiken.

De reeksen met vier kegelrondsels van het bedoelde type bezitten boven reeksen met twee kegelrondsels het voordeel dat de tangentiële 20 krachten uitgeoefend op genoemd rondsel worden verdeeld over twee diametraal tegenover elkaar liggende contactvlakken van elk rondsel en niet meer op een enkel contactvlak van dit rondsel, waardoor het praktisch mogelijk is het overgebrachte vermogen voor de gegeven diameters van de rondsels te verdubbelen en dus voor een gegeven dwarsafmeting 25 van de reeks en van de omhulling, die de reeks bevat, als dit het geval is.

Om in deze reeksen met vier rondsels een goede uitbalancering tussen de koppels te verzekeren respectievelijk overgebracht tussen een van de twee eerste rondsels (in het algemeen het eerste) en de twee 30 rondsels waarmede dit rondsel in samenwerking is, is voorgesteld genoemd rondsel op zodanige wijze aan te brengen dat het enigszins flot-terend is.

Bij bekende uitvoeringen wordt het flotteren in kwestie van het beschouwde rondsel even goed in dwarsrichting als in axiale richting 35 verzekerd: de dwarsvrijheid wordt verkregen door elk geleldingsleger in de nabijheid van genoemd rondsel te vermijden, waarbij het einde van de aandrijvende of aangedreven as die één geheel vormt met dit rondsel is .-----^ 8102034 τ ? 2 verbonden met een ander einde van de as, dat zelf in dwarsrichting wordt geleid door geschikte legers, door een koppelorgaan dat bepaalde relatieve hoekverplaatsingen en/of dwarsverplaatsingen toelaat tussen de twee einden van de assen die daarmede zijn gekoppeld, 5 de axiale vrijheid wordt verkregen door de betreffende koppelin- richting zo uit te voeren dat hij relatieve axiale verplaatsingen van de twee einden van de daardoor gekoppelde assen mogelijk maakt.

Deze koppelinrichting is bijvoorbeeld uitgevoerd met behulp van groeven die onderling samenwerken met een geringe speling.

10 Bij een dergelijke uitvoering blijkt dat tijdens de werking het flotterende.rondsel door de twee rondsels waarmede het samenwerkt wordt onderworpen aan belastingen met variabele intensiteit die blijken uit geringe axiale verplaatsingen van dit flotterende rondsel.

De top van de oorspronkelijke kegel van genoemd flotterende rond-15 sel scheidt zich dus min of meer van de gemeenschappelijke hartlijn van de twee oorspronkelijke kegels van de twee andere beschouwde rondsels; deze afstand is nadelig voor het nuttig effect van de overbrenging en is een bron van slijtage en lawaai, wat een nadeel is dat ernstiger is naar mate de overgebrachte krachten hoger zijn en de rotatiesnelheden 20 die optreden zelf hoger zijn.

Om dit nadeel te vermijden houdt men volgens de uitvinding genoemde top van de oorspronkelijke kegel van het flotterende rondsel permanent op genoemde gemeenschappelijke hartlijn van de twee andere rondsels.

25 Hiertoe brengt men het flotterende rondsel draaiend aan om zijn hartlijn X, maar zonder axiale verplaatsingsvrijheid, op een stijf lichaam dat zelf kan draaien om de gemeenschappelijke hartlijn Y, loodrecht op X, van de twee rondsels waarmede dit rondsel in samenwerking is, met axiale verplaatsingsvrijheid langs genoemde hartlijn Y.

30 Bij de voorkeursuitvoeringen heeft men onder andere zijn toevlucht genomen tot de ene en/of de andere van de volgende inrichtingen; het flotterende rondsel is het eerste rondsel van de reeks, dat wil zeggen het rondsel dat één geheel vormt met de aandrijvende as, het stijve lichaam is aanwezig in de algemene vorm van een tap met 35 een hartlijn X aan een van zijn uiteinden verlengd door een leger met een hartlijn Y en dat is voorzien van eerste middelen voor het aanbrengen van het flotterende rondsel draaiend om de tap en vastgezet in axiale richting onder tussenkomst van deze tap, en van tweede middelen om het leger draaiend aan te brengen ten opzichte van de hartlijn Y met 40 axiale verplaatsingsvrijheid ten opzichte daarvan, 81 0 2 0 3 4 3 in de reeks volgens de voorgaande alinea worden de eerste middelen gevormd door kogelaanslagen, in een reeks volgens tenminste de alinea die voorgaat aan voorgaande worden de tweede middelen gevormd door een arm die in axiale 5 richting de aangedreven as in het inwendige van de reeks voortzet en eventueel vast is verbonden met deze aangedreven as, het stijve lichaam is aanwezig in de algemene vorm van een ring omvattende een centrale cylindrische uitsparing met hartlijn X en twee poten die zelf zijn voorzien van twee verdere cylindrische uitsparingen 10 met hartlijn Y, en waarbij middelen aanwezig zijn om het flotterende rondsel draaibaar aan te brengen in de centrale uitsparing, waarbij hij axiaal wordt vastgezet ten opzichte van deze uitsparing en om draaipunten aan te brengen in hun twee andere uitsparingen, met vrij axiale speling, met welke twee rondsels dit flotterende rondsel in samenwer-15 king is.

De uitvinding omvat behalve deze hoofdkenmerken bepaalde andere kenmerken die bij voorkeur tegelijkertijd kunnen worden toegepast en die hierna in het bijzonder worden besproken.

In het volgende wordt een voorkeursuitvoering van de uitvinding 20 beschreven aan de hand van de bijgevoegde tekening van een niet beperkend voorbeeld.

Figuur 1 van deze tekening toont zeer schematisch een vaartuig voorzien van een onderwaterschroef die kan worden aangedreven uitgaande van een motor via een tandwielreeks volgens de uitvinding.

25 Figuur 2 toont een dergelijke reeks.

Volgens op zichzelf bekende wijze omvat de tandwielreeks in kwestie: een aandrijvende as 1 met hartlijn X vertikaal of in hoofdzaak vertikaal en één geheel vormend met een eerste kegelvormig rondsel 2 30 met hartlijn X, een tweede kegelvormig rondsel 3 met hartlijn Y in hoofdzaak horizontaal en loodrecht op de hartlijn X, en samenwerkend met het rondsel 2 en verbonden met een aangedreven as 4, een derde kegelvormig rondsel 5 dat meelopend is aangebracht om de 35 hartlijn Y, en samenwerkt als het rondsel 3 met het rondsel 2, maar in een gebied diametraal liggend tegenover de vertanding van dit rondsel 2, en een vierde rondsel 6, dat meelopend is aangebracht om een hartlijn in hoofdzaak samenvallend met de hartlijn X, en tegelijkertijd sa-40 menwerkend met de twee rondsels 3 én 5.

81 0 2 0 3 4 Λ — 4

De aangedreven as 1 en dus het eerste rondsel 2 waarmede hij een geheel vormt, zijn enigszins flotterend in de richtingen loodrecht op de hartlijn X aangebracht zodat een automatische vereffening en een meegeven tussen de overgebrachte koppel mogelijk is respectievelijk van 5 genoemd rondsel 2 op twee rondsels 3 en 5 waarmede hij in samenwerking is, dat wil zeggen in wezen tussen de twee delen van het overgebrachte motorkoppel van de aangedreven as respectievelijk rechtstreeks wegens de directe samenwerking tussen de twee rondsels 2 en 3 en langs indirecte weg wegens de samenwerking van het rondsel 2 met het meelooprond-10 sel 5, dat de koppels overbrengt die het verkrijgt op het rondsel 3 onder tussenkomst van het rondsel 6.

Om een dergelijke flotterende montage te verkrijgen wordt genoemde as niet geleid door enig leger maar is eenvoudigweg bovenaan verbonden door een koppeling met groeven 7 met een aandrijfas 8, die zelf in 15 dwarsrichting is geleid op elke gewenste wijze ten opzichte van het carter van de reeks, dat de algemene vorm heeft van een omhulling 9 die wordt vastgehouden door een stijve poot 10 op de romp 11 van het vaartuig.

De assen van de rondsels 3, 5 en 6 worden in dwarsrichting geleid 20 en zijn axiaal vastgezet ten opzichte van de omhulling 9 met behulp van legers 12, 13, 14 en axiale aanslagen 15, 16, 17 en 18.

De aangedreven as 4 met in hoofdzaak horizontale hartlijn Y is hier die van een onderwaterschroef 19 (figuur 1).

De hierboven beschreven uitvoering maakt het mogelijk betrekkelijk 25 hoge vermogens over te brengen vanaf de aandrijvende as 1 naar de aangedreven as 4, welke vermogens liggen in de orde van twee maal hoger voor de gegeven rondseldiameters, bij afwezigheid van de twee meeloop- v rondsels 5 en 6.

Op elk ogenblik stelt de stand van het flotterende rondsel 2 zich 30 automatisch in tussen de twee rondsels 3 en 5 waarmede hij zodanig sa menwerkt. dat de twee koppels overgebracht respectievelijk aan zijn twee laatstgenoemden in hoofdzaak identiek zijn, waarbij elk van de tanden van de rondsels 3 en 5 de neiging hebben die van het rondsel 2, dat daarmede in samenwerking is, van elkaar te scheiden met een kracht die 35 veel hoger is dan het koppel overgebracht tussen deze twee met elkaar in samenwerking zijnde tanden.

Om te vermijden dat deze voortdurende automatische instelling van de plaats van het aandrijvende rondsel 2 tussen de twee rondsels 3 en 5 zich uit in axiale verplaatsingen van dit rondsel 2 zelf om de top van 40 zijn oorspronkelijke kegel te plaatsen buiten de hartlijn Y van de twee 81 02 0 3 4 5 rondsels 3 en 5 en dus van hun uitgangskegels, wat de bron van de nadelige gevolgen is (slijtage, lawaai, rendementsverlies) voorziet men volgens de uitvinding in een stijf lichaam of stijve structuur 20 die draaiend om genoemde hartlijn Y is aangebracht met vrije axiale ver-5 plaatsing langs deze hartlijn, en men brengt het rondsel 2 op zodanige wijze aan dat het zelf vrij is zich onder een hoek te verplaatsen om zijn hartlijn X ten opzichte van dit lichaam maar het is axiaal verbonden ten opzichte van laatstgenoemde.

Bij de de voorkeur hebbende uitvoering als weergegeven omvat het 10 lichaam 20 een langwerpige tap 20^ met hartlijn X en een leger 202 met hartlijn Y die zich onder deze tap 20^ voortzet.

Bovendien wordt het samenstel van as 1 en rondsel 2 doorlopen door genoemd leger 20^ en aangebracht op laatstgenoemde of meer nog deze laatste ondersteund onder tussenkomst van kogelaanslagen 21, 22 en een 15 as 23 die één geheel vormt met het rondsel 3 en axiaal de as 4 in het inwendige van de reeks verlengd en verbindend het leger 202 doorloopt, welk rondsel 5 draaibaar is aangebracht onder tussenkomst van een leger 24 op een verlenging van deze as 23 geplaatst ten opzichte van genoemd leger vanaf de tegenover liggende zijde naar het rondsel 20 3.

Onder deze omstandigheden neemt het lichaam 20 permanent alle axiale drukken op die kunnen worden uitgeoefend op het flotterende rondsel 2 door de reacties van de tanden en de top van de uitgangskegel van dit rondsel 2 blijft constant geplaatst op de hartlijn Y van de twee rond-25 seis 3 en 5 waarmede het samenwerkt, waarbij alle zich enigszins op deze hartlijn Y kunnen verplaatsen.

De axiale componenten van de verplaatsingen die de automatische uitbalancering tussen de overgebrachte koppels uitgaande van het rondsel 2 verzekeren worden dus volledig onderdrukt waardoor tevens de 30 voornaamste bron van bezwaren van tot dusverre bekende constructies worden onderdrukt.

Het lichaam 20 kan worden beschouwd als een betrekkelijk flotte-rend geheel precies op dezelfde wijze als het samenstel van as 1 en rondsel 2 welk lichaam zich vrij evenwijdig met de hartlijn Y kan ver-35 plaatsen en onder een hoek op deze hartlijn: deze twee typen verplaatsingen zijn de enig mogelijke en het maximale amplitude van elk ervan is betrekkelijk klein.

Wat ook de uiteindelijke uitvoering is heeft men tenslotte de beschikking over een reeks tandwielen voor het overbrengen onder een hoek 40 van vermogen waarvan de samenstelling, de werking en de voordelen vol- 8102034 6 •Λ' «- doende blijken uit het bovenstaande.

Het is vanzelfsprekend en zoals verder blijkt uit het hiervoor gaande reeds gestelde is de uitvinding op geen enkele wijze beperkt tot deze toepassingen en uitvoeringen die meer in het bijzonder zijn be-5 oogd; de uitvinding omvat dan ook al de varianten.

In het bijzonder kan het stijve lichaam dat draaiend is aangebracht om de hartlijn Y zich evenwijdig met deze hartlijn verplaatsen, op welk lichaam het flotterende rondsel uitsluitend draaiend is aangebracht, van een "uitwendig" type zijn van de reeks en meer in het bij-10 zonder van het "inwendige" type zoals hierboven beschreven: dit lichaam is dus aanwezig in de vorm van een ring met twee poten waarvan het centrale deel een uitsparing centraal met de hartlijn X zelf omvat voor het opnemen van de as 1 die zonder axiale vrijheid draait en waarvan de twee poten respectievelijk twee zijdelingse uitsparingen met hartlijn Y 15 omvat die op verbindende wijze met axiale vrijheid de eerste omgeeft, waarbij een deel van de aangedreven as 4 en de tweede een uitwendige verlenging van de as 23 vormt verbonden met de as 4 en coaxiaal daarmede.

Op dezelfde wijze kan het flotterende rondsel niet het motorrond-20 sel 2 met ongeveer vertikale hartlijn maar het aangedreven rondsel 3 met in hoofdzaak horizontale hartlijn zijn: in dit geval zal het duidelijk zijn dat laatstgenoemde zonder axiale vrijheid draaibaar is aangebracht op het stijve lichaam, dat zelf draaibaar met axiale vrijheid om de in hoofdzaak vertikale as is aangebracht dus in werkelijkheid ge-25 meenschappelijk voor twee rondsels 2 en 6.

81 0 2 0 3 4

Claims (6)

1. Tandwielreeks voor het om een hoek overbrengen van vermogen omvattende een eerste kegelrondsel verbonden met een aandrijvende as, een tweede kegelrondsel verbonden met een aangedreven as met een hartlijn 5 loodrecht op die van de aandrijvende as en samenwerkend met eerstgenoemde, een derde kegelvormig meelooprondsel coaxiaal met het tweede en samenwerkend met het eerste, en een vierde kegelvormig meelooprondsel coaxiaal met eerstgenoemde en samenwerkend met de tweede en met de derde, waar de een van de twee eerste rondsels enigszins "flotterend" is 10 aangebracht, met het kenmerk, dat het flotterende rondsel (2) draaibaar om zijn hartlijn X, maar zonder axiale verplaatsingsvrijheid, op een stijf lichaam (20) dat zelf roteert om een gemeenschappelijke hartlijn Y loodrecht op X van de twee rondsels (3, 5) is aangebracht waarmede dit rondsel (2) samenwerkt met axiale verplaatsingsvrijheid langs deze 15 hartlijn Y.

2. Reeks volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het flotterende rondsel (2) het eerste rondsel van de reeks is, dat wil zeggen het rondsel dat één geheel vormt met de aandrijvende as (1).

3. Reeks volgens een of meer van de conclusies 1 en 2, met het 20 kenmerk, dat het stijve lichaam (20) aanwezig is in de algemene vorm van een pen (20^) met een hartlijn X die is verlengd aan een van zijn uiteinden door een leger (2Ο2) met hartlijn Y en dat is voorzien van eerste middelen voor het aanbrengen van het flotterende rondsel (2) dat draait op de tap (20^) en hem axiaal ten opzichte van deze pen vast-25 zet, en tweede middelen voor het aanbrengen van het leger (2Ο2) dat draait ten opzichte van de hartlijn Y met axiale verplaatsingsvrijheid ten opzichte daarvan.

4. Reeks volgens conclusie 3 met het kenmerk, dat de eerste middelen kogelaanslagen (21, 22) zijn.

5. Reeks volgens een van de conclusies 2 tot 4 met het kenmerk, dat de tweede middelen worden gevormd door een as (23) die axiaal de aangedreven as (4) in het inwendige van de reeks verlengt en eventueel één geheel vormt met deze aangedreven as.

6. Reeks volgens een of meer van de conclusies 1 en 2 met het 35 kenmerk, dat het stijve lichaam in het· algemeen de vorm heeft van een ring die een cylindrische centrale uitsparing met hartlijn X bezit en twee poten die zelf zijn voorzien van twee andere cylindrische uitsparingen met hartlijn Y, en dat middelen aanwezig zijn om het flotterende rondsel draaiend in de centrale uitsparing aan te brengen 40 en axiaal vast te zetten ten opzichte van deze uitsparing en om 8102034 draaibaar in de twee andere uitsparingen met axiale verplaatsingsvrijheid de twee rondsels aan te brengen waarmede dit flotterende rondsel in samenwerking is. ********************* 81 0 2 0 3 4