NL8400604A

NL8400604A - Tandwieloverbrengingssysteem.

Info

Publication number: NL8400604A
Application number: NL8400604A
Authority: NL
Original assignee: Northern Eng Ind
Priority date: 1983-03-01
Filing date: 1984-02-27
Publication date: 1984-10-01
Also published as: FR2542055A1; DE3407621A1; GB8305587D0; FR2542055B1; NL192215B; NL192215C; US4583413A; DE3407621C2

Description

*# -* «. *

843018/Rey/vL

-1-

Korte aanduiding: Tandwieloverbrengingssysteem

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een tandwiel-overbrengingssysteem.

In een bekend systeem, wordt een dubbele schroefoverbrenging gebruikt waarin de overbrengingswielen elk twee tegenover 5 gesteld gerichte groepen van uitwendige schroefvormige tanden hebben die samenwerken met bewegende inwendige tegengesteld gerichte schroefvormige tanden van twee concentrische ringvormige tandwielen. De ringvormige tandwielen hebben uitwendige schroefvormige koppeltanden waarmee zij zijn verbonden met een 10 gemeenschappelijk koppelelement met inwendige tegengesteld gerichte schroefvormige koppeltanden. Het gemeenschappelijke koppelelement heeft uitwendige rechte koppeltanden waarmee het is verbonden met een uitwendig koppelelement dat inwendige rechte koppeltanden heeft.

15 Het niet in eikaars verlengde liggen van de rotatie-as van het uitwendige koppelelement en de gemeenschappelijke rotatie-as van de ringvormige tandwielen en het inwendige koppelelement wordt gecompenseerd door een relatieve longitudinale verschuiving tussen de rechte koppeltanden.

20 De uitvinding beoogt een overbrengingssysteem te verschaf fen, waarbij het inwendige koppelelement kan worden weggelaten.

Volgens de uitvinding wordt dit oogmerk bereikt, doordat de ringvormige tandwielen elk zijn voorzien van groepen uitwendige rechte koppeltanden die grijpen in de inwendige rechte 25 koppeltanden van het koppelelement, waarbij de uitwendige rechte koppeltanden van de ringvormige tandwielen ten opzichte van elkaar zijn verplaatst uit middelpunten van de bewegende tanden van het betreffende ringvormige tandwiel en de ringvormige tandwielen een wederkerig tegengesteld gesmeerd oppervlakdeel heb-30 ben, waarbij resp. dwarskrachten die doelmatig ontstaan bij de genoemde middelpunten en evenwijdig aan de genoemde gemeenschappelijke as werken worden tegengewerkt door tegengesteld werkende reacties die worden uitgeoefend door de wederkerig tegen el- 8-4 0 0 6 0 4 -2- ' J> 1 * kaar werkende ringvormige tandwielen.

Een tandwieloverbrengingssysteem zal nu als voorbeeld worden beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekening, waarin: 5 Fig. 1 een schematische longitudinale doorsnede is door een gedeelte van een epicyclische tandwieloverbrenging van een bekend type;

Fig. 2 schematisch een gedeeltelijke doorsnede is die de gevolgen toont van het "binnenste buiten" effekt dat ontstaat 10 in het in fig. 1 weergegeven systeem;

Fig. 3 een schematische doorsnede is overeenkomstig aan fig. 1 dat een gedeelte toont van een systeem volgens de uitvinding; en

Fig. 4 een schematische gedeeltelijke doorsnede is die 15 toont hoe het "binnenste buiten" effekt door de uitvinding wordt tegengewerkt.

De fig. 1 en 2 tonen een deel van een bekend Allen-Stoeckicht overbrengingssysteem met epicyclische tanden. Het i systeem omvat een koppelring 10, die bijvoorbeeld in een over-20 brengingssysteem van het ster-type, via het onderdeel 12 is verbonden met een (friet weergegeven) langzaam draaiende as van het systeem. De ring 10 heeft (niet weergegeven) inwendige rechte koppeltanden die in verbinding staan met uitwendige rechte koppeltanden 14 van een inwendige koppelring 16. De ring 25 16 heeft nabij zijn uiteinden twee groepen (niet weergegeven) inwendige tegengesteld gerichte schroeflijnvormige koppeltanden.

Het systeem omvat tevens twee identieke ringvormige tandwielen 18, 20 die naast elkaar zijn gemonteerd op een gemeen-30 schappelijke as en tegengesteld gerichte uitwendige schroeflijn-vormige koppeltanden resp. 22, 24 hebben, die in aanraking staan met de koppeltanden van de ring 16.

De ringvormige tandwielen 18, 20 hebben resp. groepen van bewegende inwendige schroeflijnvormige tanden 26, 28, welke 35 groepen tegengesteld gericht zijn. (Niet weergegeven) planeet-tandwielen die in overbrengingssystemen van het ster-type vaak worden aangeduid als stertandwielen die elk twee groepen van 8400604 -3-

* V

bewegende tegengesteld gerichte schroeflijnvormige tanden hebben, zijn gemonteerd in lagers op een (niet weergegeven) drager binnen de ringvormige tandwielen 18, 20 en hun groepen tanden grijpen in de resp. groepen tanden van de ringvormige tand-5 wielen 18, 20.

Een (niet weergegeven) zonnetandwiel werkt op bekende wijze samen met de planeettandwielen.

Indien het systeem werkt, ontstaan krachten bij de bewegende schroeflijnvormige tanden van de ringvormige tandwielen 10 18, 20 die tangentiaal, radiaal en dwars werken (d.w.z. evenwijdig aan de rotatie-as van de ringvormige tandwielen).

Een geringe hoek tussen de rotatie-as van het element 10 en de gemeenschappelijke rotatie-as van het element 16 en de ringvormige tandwielen 18, 20 wordt gecompenseerd door de rela-15 tieve longitudinale verschuiving van de tanden 14 en de tanden waarin zij grijpen.

Fig, 2 toont dwarskrachten T die ontstaan bij de middelpunten 30, 32 van de bewegende tanden 26, 28 van de ringvor- > mige tandwielen 18, 20 die worden tegengewerkt door reacties 20 T(R) van de schroeflijnvormige köppeltanden van de koppelring 16 welke reacties werken op de middelpunten 34, 36 van de resp. schroeflijnvormige köppeltanden 22, 24 van de ringvormige tandwielen 18, 20. De middelpunten 34, 36 van de köppeltanden 22, 24 zijn naar buiten toe verplaatst vanaf de middelpunten 30, 25 32 van de betreffende bewegende tanden 26, 28 zodat op elk ringvormig tandwiel 18, 20 een draaikoppel wordt uitgeoefend, dat de weergegeven verdraaiing veroorzaakt, die bekend staat als het "binnenste buiten" effekt.

Fig. 3 toont een voorbeeld van een overbrengingssysteem 30 van het ster-type waarin de in fig. 1 weergegeven inwendige koppelring 16 is weggelaten.

Het systeem omvat een koppelring 40 die via het onderdeel 42 is verbonden met een langzaam lopende as 44 van het systeem. De ring 40 heeft (niet weergegeven) inwendige rechte 35 köppeltanden die in aanraking staan met uitwendige rechte kop-peltanden 56, 58 op resp. uitsteeksels 52, 54 van ringvormige tandwielen 46, 48.

8400604 f ’ t -4-

De ringvormige tandwielen 46, 48 zijn naast elkaar gemonteerd op een gemeenschappelijke as 49 en hebben resp. groepen van bewegende inwendige schroeflijnvormige tanden 60, 62, welke groepen 60, 62 tegengesteld gericht zijn.

5 Planeettandwielen 64, die elk twee groepen van bewegende tegengesteld gerichte schroeflijnvormige tanden 66, 68 hebben zijn gemonteerd op lagers in een drager 70, binnen de ringvormige tandwielen 46, 48 en hun groepen 66, 68 van tanden werken samen met de resp. groepen tanden 60, 62 van de ringvormige 10 tandwielen 46, 48. De drager is verbonden met het torsie reac-tie-element 71. Een zonnetandwiel 72 werkt op bekende wijze samen met de planeettandwielen 64.

De uitsteeksels 52, 54 van de ringvormige tandwielen 46, 48 lopen naar elkaar toe, waarbij de groepen van uitwendige 15 rechte koppeltanden 56, 58 onderling aan elkaar grenzen. De aangrenzende zijoppervlakken 74, 76 van de groepen tanden 56, 58 staan met elkaar in aanraking.

Fig. 4 toont meer in detail een ringvormig tandwiel 48.

Het andere ringvormige tandwiel 46 is identiek.

20 De werkzame middelpunten van de bewegende tanden 62 van het ringvormige tandwiel 48 liggen bij 78. De dwars- en radiale krachten resp. T en R, zijn weergegeven werkende op een tand 62.

De zijvlakken 76 van de tanden 58, die in aanraking staan 25 met de zijoppervlakken 74 van de tanden 56 van het ringvormige tandwiel 46, vormen gemeenschappelijk een aanslagoppervlak van het ringvormige tandwiel 48 waarbij de zijoppervlakken 74 van de tanden 56 een aanslagoppervlak vormen van het ringvormige tandwiel 46.

30 De dwarskracht T op de tanden 58 van het ringvormige tand wiel 48 worden tegengewerkt door het ringvormige tandwiel 46 die reactiekrachten T(R) opwekt die evenwijdig werken aan de krachten T op het aanslagoppervlak 76. De laatste zijn radiaal verplaatst vanuit de middelpunten 78 over een afstand Dl zodat 35 een in de richting van de klok draaiend koppel TD1 wordt uitgeoefend op het ringvormige tandwiel 48.

De radiale krachten R op de tanden 62 worden tegengewerkt 8 4 α 0 6 0 4 I > : -5- door de koppelring 40 die reactiekrachten vormt die werken op de flanken van de tanden 58.

In de werkelijkheid worden de krachten op de koppeltanden verdeeld over een aantal tanden. Voor de duidelijkheid zijn de 5 dwarskrachten en radiale krachten weergegeven in hetzelfde vlak als de krachten op de bewegende tanden.

De radiale component R(R) van de reactie bij de koppeltanden 58 is axiaal verplaatst vanuit de middelpunten 78 van de tanden 62 naar het andere ringvormige tandwiel 46 zodat een te-10 gen de richting van de klok in draaiend koppel op het ringvormige tandwiel 48 wordt uitgeoefend.

Daar de draaiende koppels in tegengestelde richting werken, wordt de verdraaiing van de ring 48 in grote mate verminderd en sommige gevallen geheel opgeheven.

15 De grootte van de dwarskrachten T is gelijk aan de grootte van de reactiekrachten T(R) en deze grootte is het produkt van de tangentiale tandkracht bij de tand 44 of 46 en de tangens van de schroefhoek van de tand.

De radiale kracht R is gelijk aan het produkt van de tan-20 gentiale tandkracht bij de tand 60 of 62 en de tangens van de drukhoek voor de tand 60 of 62.

De grootte van de reactiekracht R(R) is niet gelijk aan de grootte van de kracht R. Deze is gelijk aan het produkt van: (i) de tangentiale tandkracht bij de tand 60 of 62; (ii) de 25 tangens van de drukhoek bij de koppeltand 56 of 58? (iii) de verhouding van rl tot r2, waarbij rl de straal is van de bewegende tanden 62 (of 60) tot de middelpunten 78 en r2 de straal is van de koppeltanden 58 (of 54) tot de werkzame middelpunten van deze tanden.

30 Het tegen de richting van de klok in draaiend koppel heeft een waarde R(R) D2 + RD3 waarbij D2 en D3 de afstanden zijn tussen de resp. werklijnen zijn van de reactiekracht R(R) en de radiale kracht R van het middelpunt 80 van het doorsnede gedeelte van het ringvormige tandwiel dat is weergegeven door 35 de in fig. 4 getoonde doorsnede.

Hiertoe, alhoewel het mogelijk is dat de tegengestelde draaikoppels gelijk zijn, zullen zij in het algemeen niet gelijk 8400604 t -6- zijn omdat de afmetingen van de ringvormige tandwielen in eerste instantie worden bepaald door gezamenlijke andere faktoren.

Het onder een hoek staan van de rotatie-as van het element 40 en de gemeenschappelijke rotatie-as van de ringvormige tand-5 wielen 46, 48 wordt gecompenseerd door de relatieve longitudinale verschuiving tussen de rechte koppeltanden 56, 58 en de inwendige rechte tanden in het element 40 waarmee zij in in-grijping staan.

In de fig. 1 en 3, zijn de groepen koppeltanden 14, 22, 10 24, 56 en 58 weergegeven vastgehouden tussen veerringen 84.

De ringen 84 in het element 10 of 40 kunnen, in elk geval schuiven in het algemeen evenwijdig aan de rotatie-as van het element 10 of 40 om het scharnieren tussen de elementen 10 en 16 of tussen het element 40 en de ringvormige tandwielen 46, 48 15 toe te laten dat wordt veroorzaakt door de hierboven genoemde niet op een lijn liggen.

Een vlak van het ringvormige tandwiel 46 staat bij 86 tot , aan de voet van de tanden 56 los om smeermiddel te geleiden naar de verbonden zijvlakken van de tanden 56, 58. Het smeer-20 middel dat.wordt toegevoerd aan de bewegende tanden 60, 62 en de lagers van het planeettandwiel wordt door de centrifugaal-werking door de spleet tussen de ringvormige tandwielen 46, 48 gedrukt.

In enkele (niet weergegeven) varianten, loopt het losstaan-25 de deel niet tot aan de tandvoeten of. is er geen losstaand deel in welk geval radiale groeven of andere middelen zijn aangebracht of smeermiddel over het vlak van het ringvormige tandwiel te voeren naar de tandruimte of om smeermiddel naar de verbonden zijoppervlakken van de ringvormige tandwielen te voeren. 30 In een aantal gevallen is er geen verbinding tussen de zijoppervlakken van de tanden maar tussen zijoppervlakken ergens anders op de ringvormige tandwielen.

De beide ringvormige tandwielen kunnen indien vereist aan hun tegenover liggende vlakken los staan en indien vereist kun-35 nen de ringvormige tandwielen exact gelijk zijn alhoewel in spiegelbeeld.

8400604

S

-7- JT ·4

In een andere (niet weergegeven) variant zijn de koppel-tanden niet centraal geplaatst ten opzichte van de totale axiale lengte van de twee gecombineerde ringvormige tandwielen maar in plaats hiervan zijn de koppeltanden 56 en 58 in dit geval 5 verplaatst vanuit het middelpunt van de combinatie van ringvormige tandwielen 46 en 48.

Bij sommige (niet weergegeven) toepassingen, kunnen de ringvormige tandwielen verschillende axiale lengten hebben, in welke gevallen de verplaatsingen van de groepen koppeltan-10 den vanuit de middelpunten van de betreffende ringvormige tandwielen niet gelijk behoeven te zijn.

In een andere (niet weergegeven) variant staan de tegenover gelegen aanslagoppervlakken op de ringvormige tandwielen in aanraking met tussenringen tussen de ringvormige tandwielen 15 in plaats van direkt tegen elkaar aan te liggen, waarbij smeermiddel aan het gehele aanslagoppervlak wordt toegevoerd.

De hierboven beschreven uitvinding is toepasbaar bij epicy-clische tandwielsystemen hetzij van het planetaire, ster, zonne of differentieeltype en bij andere tandwieloverbrengings-20 systemen van dergelijke of analoge typen.

In het hierboven met verwijzing naar de tekening beschreven systeem wordt het "binnenste buiten" effekt tegengewerkt in slechts ëën koppeloverbrengingsrichting door het systeem.

In een andere (niet weergegeven) variant is het element 40 25 verbonden met een ander element van het systeem door koppeltanden in plaats van door bouten.

8400604

Claims

1. Tandwieloverbrengingssysteem omvattende tandwielen die elk twee tegengesteld gerichte groepen van uitwendige schroeflijnvormige tanden hebben die resp. samenwerken met de bewegende inwendige schroeflijnvormige tanden van twee ringvormige tand- 5 wielen van gelijke diameter die naast elkaar zijn gemonteerd op een gemeenschappelijke as en een ringvormig koppelelement met inwendige rechte koppeltanden die concentrisch zijn met en zijn gekoppeld aan de ringvormige tandwielen met het kenmerk dat de ringvormige tandwielen (46, 48) resp. 10 groepen van uitwendige rechte koppeltanden (56, 58) hebben die grijpen in de inwendige rechte koppeltanden van het koppel-element (40) , de uitwendige rechte koppeltanden (56, 58) van de ringvormige tandwielen (46, 48) ten opzichte van elkaar zijn verplaatst vanuit de middelpunten van de bewegende tan-15 den (60, 62) van de resp. ringvormige tandwielen (46, 48) en de ringvormige tandwielen (46, 48) onderling tegenoverelkaar staande gesmeerde aanslagoppervlakken (74, 76) hebben waarbij de resp. dwarskrachten die doelmatig ontstaan bij de genoemde middelpunten en evenwijdig werken aan de gemeenschappelijke 20 as (49) worden tegengewerkt door tegengesteld werkende reactie-krachten die worden uitgeoefend door de gemeenschappelijk tegen elkaar werkende ringvormige tandwielen (46, 48).

2. Systeem volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de groepen koppeltanden (56, 58) op de ringvormige tand- 25 wielen (46, 48) op gelijke wijze zijn verplaatst ten opzichte van elkaar vanuit de middelpunten van de bewegende tanden (60, 62. op de resp. ringvormige tandwielen (46, 48).

3. Systeem volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk dat zijvlakken (74, 76) van de koppeltanden (56, 58) 30 van de ringvormige tandwielen (46, 48) gemeenschappelijk met betreffende aanslagoppervlak (74, 76) vormen.

4. Systeem volgens êén der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de aanslagoppervlakken (74, 76) di-rekt met elkaar in verbinding staan. 8400604