NO127799B - - Google Patents

Description

Tannhj ulutveksling.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en tannhj ulutveksling som har en inngående aksel og en utgående aksel samt på hver av disse aksler anbrakt dobbeltskåret tannkranspar. Videre er tannhj ulutvekslingen forsynt med minst to mellomaksler som begge bærer dels et dobbeltskåret tannkranspar som står i inngrep med det ene av førstnevnte akslers dobbeltskårne tannkranspar, og dels en enkeltskåret tannkrans som står i inngrep med hver sin tannkrans av den andre aksels dobbeltskårne tannkranspar. En slik utveksling har den fordel at de inn- og utgående aksler bare behøver å overføre dreiemomenter. Tannkransene behøver videre for to mellomaksler bare å dimensjoneres for den halve inngående ef-

fekt. Forutsetningen for at en utveksling med flere mellomaksler skal arbeide på riktig måte er at det inngående moment fordeler seg likt på mellomakslene. Da utvekslingen i praksis ikke kan utføres med den nødvendige bearbeidningsnøyaktighet, gjøres mellomakslenes med den inngående aksel samvirkende tannkranser fjærende i periferien retning i forhold til sine tannhj ulnav. Hvis på grunn av uunngåelige avvikelser fra nøyaktige mål, bare det ene tannhjul når utvekslingen settes i virk-somhet, belastes, fjærer dets dobbeltskårne tannkrans unna, således at også den annen mellomaksels tannhjul kommer i inngrep.

Det har også vært foreslått å anordne

det på den inngående aksel sittende dobbeltskårne tannkranspar aksialt bevegelig for å tilveiebringe den jevne fordeling av det inngående moment for de to mellomaksler. Samtidig er samtlige aksler med

tilhørende tannhjul resp. -kranser blitt an-ordnet aksialt bevegelige i forhold til utvekslingshuset for å kunne innstille seg etter det drevne maskinelement, hvilket har medført slike alvorlige ulemper med hensyn til tannkransenes dimensjoner, særlig på den hurtiggående del av utvekslingen, og lagringen av mellomakslene, at fordelen med den dobbeltsidige utveksling helt har uteblitt såvel med hensyn til på-litelighet som med hensyn til anskaffelses-omkostninger.

Oppfinnelsen går ut på å unngå de

ovenfor angitte ulemper.

Mere bestemt vedrører oppfinnelsen således en tannhj ulutveksling omfattende en inngående og utgående aksel, et på hver av disse anbrakt dobbeltskåret tannkrans-

par og to mellomaksler som begge bærer dels et dobbeltskåret tannkranspar som står i inngrep med den utgående aksels tannkranspar og dels en enkeltskåret tannkrans som står i inngrep med hver sin tannkrans av den inngående aksels dobbeltskårne tannkranspar, idet med det ovennevnte formål for øye oppfinnelsen hovedsakelig består i at den utgående ak-

sel er fiksert aksialt i forhold til tannhj ul - utvekslingens hus ved hjelp av et styrelager, mens den inngående aksel og mellomakslene har en i forhold til utgangs-akselen aksial bevegelsesfrihet som er be-grenset av inngrepet mellom tannkransene,

og at mellomakslene er lagret i lågere anbrakt på hver side av det på disse sittende dobbeltskårne tannkranspar, mens mellomakslenes enkeltskårne tannkranser er for-

lagt til et overhengende parti av de re-

spektive mellomaksler, og den inngående aksels og mellomakslenes samvirkende tannkranser er utført med tenner, hvis stigningsvinkel er vesentlig mindre enn stigningsvinkelen for tennene på den utgående aksels og mellomakslenes samvirkende tannkranser.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det følgende under henvisning til tegningen som viser en utførelsesform.

Tegningen viser en i henhold til oppfinnelsen utført tannhj ulutveksling sett ovenfra, idet den øvre kappehalvdel er fjernet og deler av utvekslingen vist i horisontalt snitt gjennom akselen.

På tegningen betegner 10 den nedre halvdel av tannutvekslingens horisontalt gjennom akslene delte kappe, hvilken ved hjelp av en tversgående mellomvegg 12 er delt i to kammere. En inngående aksel 14 er lagret i to lagre, av hvilke det ene 16 sitter i mellomveggen, mens det andre 18 ved utførelseseksemplet antas å være forlagt til kappen 10. Lagrene er av en slik art at de tillater en aksial bevegelse hos akselen 14. På denne sitter et primærdrev, sammensatt av to tannkranser 20 og 22, som hver er enkeltskårne men i motsatte retninger, så at de tilsammen danner et såkalt pilhjul. I foreliggende tilfelle er tannkransen 20 skåret i venstrespiral og tannkransen 22 i høyrespiral.

Konaksialt med den inngående aksel 14 er der anbrakt en utgående aksel 24 som bæres av to lagre, av hvilke det ene 26 er montert i kappen og det andre 28 i mellomveggen 12. Det ene lager, fortrinnsvis lageret 26, er et kombinert aksial- og radiallager og fikserer dermed akselens 24 stilling også aksialt. Lageret 28 kan være et rent radiallager.

På begge sider av akslene 14 og 24 er to mellomaksler 30, 31 lagret i radiallagere 32 og 34 anbrakt i kappen resp. dennes mellomvegg 12. Akslene 30, 31 kan ha iden-tisk den samme form. Lagrene 32 og 34 tillater en aksial bevegelse hos akslene 30, 31. På akselen 30 er festet et tannhjul 36, hvis tenner 38 griper inn i tannkransen 20 og således er skåret 1 høyrespiral. Tannhjulet 36 har et navparti 40, som er aksialt fiksert på mellomakselen 30 og som har en relativt stor aksial lengde. Tannhjulet 36 strekker seg utenfor navpartiet 40 på skrå innad for å passe mot drev-kransen 20. På mellomakselen 31 sitter et tannhjul 44 hvis tenner 46 griper inn i pri-mærdrevets tannkrans 22 og derfor har tennene skåret i venstrespiral. Bortsett fra at tannhjulene 36 og 44 har tenner som er skåret i forskjellige retninger kan de være av samme utførelse. Tannhjulet 44 strekker seg således fra sitt navparti 47 i retning utad mot tannkransen 22.

Mellomakslene 30, 31 bærer hvert sitt dobbeltskårne drev 48, 50, som ved utfø-relsesformen er utformet direkte på akselen. Begge drevkransene 48, 50 er herved skilt fra hverandre av et mellomrom 52 for å gi plass for tannkraven. På akselen 24 sitter et tannhjul 54, som har to tannkranser 56 og 58 som står i inngrep med drevenes tannkranser 48 og 50.

Det til akselen 14 innkommende moment fordeler seg på grunn av at akselen er aksialt forskyvbar likt på begge mellomakslene 30 og 31. Hvis nemlig ved ro-tasjonens igangsettelse f. eks. bare tannhjulet 36 overfører momentet fra kransen 20, så vil akselen 14 forskyves aksialt noen tiendedels millimeter til også tannhjulets 44 tannkrans 46 kommer i inngrep med drevets tannkrans 22. Mellomakslene 30 og 31 som jo roterer med lavere omdreiningstall enn akselen 14, overfører momentet til tannhjulet 54 og dermed til den utgående aksel 24, hvis omdreiningstall er

ennå lavere. Tannhjulet 54 er aksialt styrt

av lageret 26. Mellomakselen 30 vil ved

at tannhjulet 36 bare har enkeltskårne tenner forskyve seg i aksial retning men hindres heri ved endene av tannkransenes 48 og 50 inngrep med tannhjulets 54 tannkranser. Mellomakselen 31 vil på tilsvarende måte forskyves i motsatt retning,

men hindres likeledes av dens tanndrevs inngrep med tannhjulet 54. De i forbin-delse hermed opptredende aksiale krefter er like store og rettet mot hverandre, hvor-for lageret 26 ikke utsettes for noen aksial kraft. Ved at akslene 30 og 31 er aksialt bevegelige i forhold til kappen, kan på kjente måte deres tannkranser 48 og 50 innstilles slik at hver av dem overfører likt moment til tannhjulet 54.

Den inngående aksels tannkranser 2, 22 og de i inngrep med disse værende tannkranser 38 og 46 på mellomakslene 30 resp. 31 er utført med tenner, hvis stigningsvinkel er liten, fortrinnsvis bare 10—12°. Med stigningsvinkel forståes herved tennenes helning mot generatrisen. De på den utgående aksel 24 sittende tannkranser 56, 58 og de med disse i inngrep stående tannkranser 48, 50 på mellomakslene 30 resp. 31 er derimot skåret med en stigningsvinkel som er større og fortrinnsvis to eller flere ganger større enn de nevnte tenners og kan således være ca. 45°. Som det frem-går av ovenstående opptas de i utvekslin-gens tannhj ulsystem virkende aksialkrefter av systemet selv, idet samtlige aksler utenom én er aksialt bevegelige i forhold til utvekslingshuset. Det er da av spesiell betydning at de på den hurtiggående siden, dvs. elementenes 20, 36 resp. 32, 44 tenner opptredende aksiale kraftkomponenter som altså overføres via mellomakslene til den utgående side, dvs. elementenes 48, 50 resp. 56, 58 tenner, blir så små som mulig, hvilket oppnås ved den lille stigningsvinkel på den hurtiggående side. De fra den hurtiggående side emanerende aksialkrefter føyer seg til de på den utgående sides opptredende aksialkrefter, og disse krefters sum bestemmer bredden av den utgående sides tannkranser. I og med at denne bredde vokser blir avstanden mellom lagrene 32, 34 større, og samtidig blir utbøy-ningen av mellomakslene 30, 31 større. Ved de ulike store stigningsvinklene oppnås således at den utgående vekselside får minst mulige dimensjoner og nedbøyning. Dette er ytterligere en omstendighet som muliggjør mellomakslenes lagring i bare to lagre, ett på hver side av tannkransene 48, 50.

Umiddelbart innenfor lageret 18 er der rundt akselen anbrakt en hylse 68, som ved hjelp av en kile 70 medbringes i akselens 14 rotasjon. Begge tannkransene 20 og 22 tas med i rotasjonen ved hjelp av mellom disse og mellom tannkransen 22 og hylsen 68 anbrakt klokoblinger 72 resp. 74. Lagerets 18 indre ring ligger an mot en ansats

76 på akselen 14, hvorved denne ring og

de innenfor denne på akselen anbrakte elementer 68, 22, og 20, samt lagerets 16 indre ring er låst aksialt mellom denne av-sats og en i den indre akselende innskrudd propp 78. På grunn av klokoblingene be-høver ikke tannkransene 20 og 22 å fik-seres på akselen ved hjelp av en kilefor-bindelse, og tannkransene kan derved gis liten diameter, slik at i tilsvarende grad stor utveksling oppnås.

Det kombinerte aksial- og radiallager 26 har spesielt om det er av kulelagertypen,

et bestemt omenn lite glipp i aksial retning, og tillater derfor en tilsvarende aksial bevegelse av akselen 24. Ettersom de inne i tannhj ulsystemet opptredende aksiale krefter opphever hverandre, kan også relativt små pulserende aksialkrefter som kommer inn via de inn- eller utgående aksler 14 resp. 24 fra enten den drivende motor eller den drevne maskin, i visse tilfelle foranledige forstyrrelser, ved at ut-vekslingens roterbare element vil kastes frem og tilbake. Denne aksiale bevegelig-het kan elimineres ved at en mindre ak-siallast som er dannet inne i tannutveks-lingen, gir lageret 26 en aksial forspen-

ning. For dette formål kan stigningsvln-kelen hos tannkransene 20 og 22 gjøres noe forskjellige, slik at en aksialkraft oppstår, som tar bort styrelagerets 26 lagerglipp. det innsees at også tannhjulenes 36 og 44 tenner skal vise samme ulikhet i tennenes stigningsvinkel.

Oppfinnelsen er naturligvis ikke be-grenset til den viste utførelsesform, men kan varieres i stor utstrekning innenfor rammen av den idé som ligger til grunn for oppfinnelsen. Således kan tannhjulene 36, 44, 54, 64 og 66 ved hvilke tennene er utført i ett stykke med samme, tilvirkes av en støpegodskvalitet, der grafitten er sfæroidal, eller såkalt nodulært støpejern.

Tannkransene 20, 22 samt de motlig-gende på mellomakslene 30, 31 sittende tannkranser behøver ikke nødvendigvis å være innbyrdes like. Det er således mulig at tannkransen 20 og de tannkranser 38 resp. 48, 50 som overfører drivmomentet fra tannkransen til tannhjulet har annet tannantall resp. annen delingssirkel enn tannkransene 46 resp. 48, 50, som samvirker med tannkransen 22 og således overfører drivmomentet fra denne via mellomakselen 31 til tannhjulet 54. Dette innebærer således at tannkransene 38 og 46 er innbyrdes ulike og likeså de på mellomakslene 30, 31 anbrakte tannkranser 48, 50. Mellomakslene kommer samtidig til å være beliggende i forskjellig avstand fra akslenes 14, 24 sentrumslinje. Forskjellen i tannantall kan være liten, f. eks. så at tannkransene 48, 50 på mellomakselen 30 har et tannantall som bare med en enhet skiller seg fra motsvarende tannkransers 48, 50 tannantall på den annen mellom-aksel. Samtidig skal naturligvis utvekslingen over begge mellomaksler 30, 31 være den samme.

Akslenes 14 og 24 sentrumslinjer kan være noe eksentriske i forhold til hverandre. Tannkransene 48, 50 på begge mellomakslene 30, 31 kan da være innbyrdes identiske og samtidig dermed de sist-nevntes avstand fra akselens 24 sentrumslinje like stor. Derimot får tannhjulene 36 og 44 på den ene side og tannkransene 20 og 22 på den annen side innbyrdes forskjellige tannantall resp. delingssirkel.

Claims (2)

1. Tannhj ulsutveksling omfattende en inngående og utgående aksel (14, 24), et på hver av disse anbrakt dobbeltskåret tannkranspar (20, 22, 56, 58) og to mellomaksler (30, 31) som begge bærer dels et dobbeltskåret tannkranspar (48, 50) som står i inngrep med den utgående aksels (24) tannkranspar (56, 58) og dels en enkeltskåret tannkrans (38, 46) som står i inngrep med hver sin tannkrans av den inngående aksels (14) dobbeltskårne tannkranspar (20, 22), karakterisert ved at den utgående aksel (24) er fiksert aksialt i forhold til tannhj ulsutvekslingens hus (10) ved hjelp av et styrelager (26), mens den inngående aksel (14) og mellomakslene har en i forhold til utgangs-akselen aksial bevegelsesfrihet som er be-grenset av inngrepet mellom tannkransene, og at mellomakslene er lagret i lagre (32, 34) anbrakt på hver side av det på disse sittende dobbeltskårne tannkranspar (48, 50), mens mellomakslenes enkeltskårne tannkranser (38, 46) er forlagt til et overhengende parti av de respektive mellomaksler, og den inngående aksels og mellom akslenes samvirkende tannkranser er ut-ført med tenner, hvis stigningsvinkel er vesentlig mindre enn stigningsvinkelen for tennene på den utgående aksels og mellomakslenes samvirkende tannkranser.

2. Tannhj ulsutveksling som angitt i påstand 1, karakterisert ved at mellomakslenes enkeltskårne tannkranser har innbyrdes en noe forskjellig stigningsvinkel på tennene, så at ved tannhjulut-vekslingens funksjon, styrelageret er ut-satt for en mindre i en og samme aksiale retning virkende belastning.