NO875258L - Gear omfattende en inngangsaksel og en utgangsaksel, som er koaksialt plassert. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et gear omfattende en inngangsaksel og en utgangsaksel, som er koaksialt plassert og er fast forbundet med henholdsvis et inngangstannhjul og et utgangstannhjul, hvor inngangstannhjulet og utgangstannhjulet samvirker med et antall sett av mellomtannhjul, hvilke sett hvert består av to mellomtannhjul, som er i inngrep med hvert sitt av henholdsvis inngangstannhjulet og utgangstannhjulet, samt en mellomaksel, hvorpå de to mellomtannhjul er fastgjort.

Et gear av den innledningsvis nevnte type krever en meget nøyaktig fremstilling av tannhjulene og deres innjustering i gearet på grunn av at der ikke må være et sett av tannhjul som bærer hovedbelastningen. Som følge av dette er et slikt gear eller liknende gear, hvori et enkelt tannhjul eller flere innbyrdes fast forbundne tannhjul samtidig er i inngrep med flere tannhjul, forholdsvis kostbart å fremstille.

Fra US patentskrift nr. 3 530 733 er kjent et gear med en inngangsaksel og en utgangsaksel som er i fast forbindelse med henholdsvis et inngangstannhjul og et utgangstannhjul. Inngangstannhjulet og utgangstannhjulet er koaksialt plassert

og samvirker med sett av to mellomtannhjul, som er fastgjort på elastiske mellomaksler. Under drift skjer der en innstilling av mellomtannhjulene i forhold til inngangstannhjulet og utgangstannhjulet på grunn av mellomakselens elastisitet, idet denne inntar en tilsvarende spenningstilstand. Denne spenningstilstand kan variere fra mellomaksel til mellomaksel og medføre at de tilhørende sett av mellomtannhjul utsettes for forskjellig slitasje. Større slitasje vil medføre at den angjeldende aksel utsettes for større spenning, og større spenning medfører igjen større slitasje. Med tiden vil denne tiltagende skjevt fordelte slitasje gi anledning til uheldige svingninger, som særlig ved høy hastighet kan være ytterst ugunstig.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe et gear av

den innledningsvis nevnte art, som er forholdsvis lett å innjustere og relativt billig å fremstille.

Dette oppnås ved at gearet ifølge oppfinnelsen er særegent ved at i det minste det ene mellomtannhjul i hvert sett av mellomtannhjul er fastgjort til mellomakselen via en friksjonskopling.

Herved oppnås at det sikres automatisk og ensartet innjustering av settene av mellomtannhjul, slik at tannhjulene kan fremstilles forholdsvis billig, og gearet som helhet oppnår forholdsvis lang brukstid med jevngang uten ugunstige svingninger. Dette skyldes at det tannhjul som er fastgjort til mellomakselen via en friksjonskopling, vil slure på den angjeldende mellomaksel dersom belastningen blir for stor under overføringen av et moment som ligger over det maksimale moment for koplingen. Tannhjulet, som vil slure på grunn av overbelast-ningen, vil fortsette med dette inntil belastningen er blitt fordelt på de andre tannhjul. Denne fordeling av belastningen medfører videre at mellomakslene utsettes for samme dreinings-moment, og det enkelte tannhjul utsettes for en redusert belastning, hvorfor det kan gjøres enda smalere, hvis det f.eks. dreier seg om et tradisjonelt gear med kun ett sett av mellomtannhjul med tilhørende mellomaksel. Som følge herav kan selve gearet også lages smalere, sett i aksial retning. Bruken av friksjonskoplinger innebærer videre at gearet er sikret mot overbelastning.

Ifølge oppfinnelsen kan de flere sett av mellomtannhjul være anbrakt fordelt med samme innbyrdes vinkelavstand omkring inngangs- og utgangsakslens felles omdreiningsakse og langs en med denne konsentrisk sirkel, hvorved oppnås god avbalansering av gearets bevegelige deler.

Utover dette kan ifølge oppfinnelsen mellomtannhjulenes mellomaksler være fast forbundet med et hus som er dreibart opplagret omkring inngangsakselens og utgangsakselens felles omdreiningsakse og er innrettet til å bli drevet av et separat drev. Herved oppnås at gearet er spesielt egnet som f.eks. et reduksjonsgear til en dekanteringssentrifuge, hvor der kan være særlig stor fare for overbelastning av et enkelt tannhjul, idet dekanteringssentrifugens to innbyrdes roterende deler under visse omstendigheter kan risikere å blokkere, slik at der rent faktisk ikke forekommer noen differensialhastighet herimellom. Et reduksjonsgear ifølge oppfinnelsen vil som følge av friksjonskoplingene ikke kunne overføre et moment som er større enn N ganger det moment som skal til for å få en enkelt av friksjonskoplingene til å slure (hvor N er antall sett av mellomtannhjul med tilhørende mellomaksler), og intet mellomtannhjul utsettes for større moment enn det maksimale moment, hvorved friksjonskoplingen trer i funksjon. I de tradisjonelle reduksjonsgear til dekanteringssentrifuger er der stor fare for tannhjulsbrudd i en slik situasjon. Slike brudd unngås fullstendig ved gearet ifølge foreliggende oppfinnelse.

Oppfinnelsen forklares nærmere nedenfor under henvisning til tegningen, hvor

fig. 1 skjematisk viser en foretrukket utførelsesform av

et gear ifølge oppfinnelsen anvendt i forbindelse med en dekanteringssentrifuge, og

fig. 2 viser et aksielt snitt gjennom en foretrukket utførelsesform for et gear til bruk i en dekanteringssentrifuge, sett i større målestokk.

Det i fig. 1 viste gear, som er forsynt med det generelle henvisningstall 1, er vist i forbindelse med en alminnelig kjent dekanteringssentrifuge bestående av en trommel 2 og en snegleformet skraper 3, som innbyrdes er koaksialt opplagret og drives rundt under bruk ved hver sin omdreiningshastighet, slik at de innbyrdes har en differensialhastighet. Til drivingen av dekanteringssentrifugen anvendes to motorer 4, 5 hvorav motoren 4 via et remtrekk 6 samvirker med en remskive 7, som er fast forbundet med gearets 1 utvendige hus 8. Remskiven 7 og huset 8 er direkte forbundet med trommelen 2 på alminnelig kjent måte, eventuelt via en ytterligere tannutveksling.

Den andre motor 5 driver ved hjelp av et remtrekk 9 en inngangsaksel 10 til gearet 1. Gearets 1 utgangsaksel 11 strekker seg koaksialt ved inngangsakselen 10 og er på alminnelig kjent måte forbundet med skraperen 3, eventuelt via en ytterligere tannutveksling.

Innvendig i gearets 1 hus 8 er inngangsakselen 10 fast forbundet med et inngangstannhjul 12, og utgangsakselen 11fast forbundet med et utgangstannhjul 13. Utgangstannhjulet 13 drives av inngangstannhjulet 12 ved hjelp av tre sett mellomtannhjul, hvert bestående av en mellomaksel 14 som er fast forbundet med huset 8, og to mellomtannhjul 15 og 16 som er fastgjort til mellomakselen 14 og er i inngrep med henholdsvis inngangstannhjulet 12 og utgangstannhjulet 13. I det minste det ene av mellomtannhjulene 15 og 16 er forbundet med mellomakselen via en friksjonskopling eller slurekopling, som ikke er vist i fig. 1, men er av en alminnelig kjent type, såsom den som er beskrevet nærmere nedenfor under henvisning til fig. 2.

I fig. 1 er der bare vist ett sett mellomtannhjul 15 og 16 med tilhørende mellomaksel 14, men i den foretrukne utførelses-form av oppfinnelsen anvendes det tre slike sett anbrakt med samme vinkelavstand rundt omkring inngangsakselens 10 og utgangsakselens 11 felles omdreiningsakse, slik at mellomakslene 14 strekker seg parallelt med denne felles omdreiningsakse og med samme radielle avstand fra denne.

Når motorene 4 og 5 er i funksjon, driver motoren 5 inngangstannhjulet 12 rundt med en forutbestemt omdreiningshastighet, som overføres til de med dette samvirkende mellomtannhjul 15 og herfra til mellomtannhjulet 16, idet friksjonskoplingene trer i funksjon ved overbelastning av mellomtannhjulene i ett eller flere av settene av mellomtannhjul med tilhørende mellomaksler, inntil den belastning som aktiverer friksjonskoplingen er fjernet, vil normalt inntreffe, når mellomtannhjulene er likt belastet av inngangstannhjulet 12 eller utgangstannhjulet 13. Når dette skjer overføres mellomtannhjulenes 15 og 16 rotasjon til utgangstannhjulet 13 og hermed til skraperen 3 i dekantersentrifugen (dekanteringssentrifugen?). På grunn av at mellomakslene 14 er fast forbundet med huset 8, medfører en dreining av huset 8 via remtrekket 6 og den hertil hørende remskive 7, at mellomakslene dreies rundt omkring inngangsakselens 10 og utgangsakselens 11 felles omdreiningsakse. Som følge herav overføres remskivens 7 rotasjon også til gearets utgangsaksel 11 på en slik måte at det oppnås at skraperens 3 omdreiningshastighet, på alminnelig kjent måte, avhenger av trommelens 2 omdreiningshastighet. Herved sikres der, likeledes på alminnelig kjent måte, en konstant differensialhastighet mellom skraperen 3 og trommelen 2 under normal funksjon av denne.

En foretrukket utførelsesform for gearet 1 er vist mer detaljert i fig. 2, som viser et aksielt snitt gjennom gearets hus 8 og en del av remskiven 7. Huset 8 består av to deler 17 og 18, som er skrudd sammen ved hjelp av bolter 19 og 20, og selve huset 8 er fastgjort til remskiven 7 og dermed dekanter ingssentrifugen ved hjelp av bolter 21. Inngangsakselen strekker seg sentralt inn gjennom den ene husdel 18 via passende lagre 22 og tetningsorganer 23. Koaksialt hermed strekker utgangsakselen 11 seg sentralt ut gjennom den andre husdel 17 via en passende tetning 24. Inngangsakselen 10 bærer ved den indre ende inne i huset dets inngangstannhjul 10, som har en forholdsvis liten diameter. Dette tannhjuls tenner er i inngrep med et mellomtannhjul 15 tilhørende et første sett mellomtannhjul 15 og 16 med tilhørende mellomaksel 14. Som antydet på tegningen er inngangstannhjulet 10 også i inngrep med et annet mellomtannhjul, som er antydet ved henvisningstallet 25, og, som beskrevet ovenfor, befinner seg i en vinkelavstand på 120° fra mellomtannhjulet 15 i forhold til inngangsakselens 10 omdreiningsakse. Mellomtannhjulet 15 er via en friksjonskopling, som er forsynt med det generelle henvisningstall 26, forbundet med mellomakselen 14. Denne friksjonskopling 26 er av en alminnelig kjent type som sikrer at mellomtannhjulet 15 roterer i forhold til mellomakselen 14 ved overbelastning. Friksjonskoplingen kan som vist på tegningen bestå av en tallerkenfjær 27, som ved en viss forspenningskraft presser mellomtannhjulet 15 an mot en radielt utadragende flens 28 på mellomakselen. Det andre mellomtannhjul 16 har en forholdsvis liten diameter og er tildannet i ett med mellomakselen 14 og er i inngrep med utgangstannhjulet 13. Utgangstannhjulet 13 er fastgjort på den indre ende av utgangsakselen 11.

De forskjellige tannhjul er på alminnelig kjent måte fastgjort til sine aksler ved hjelp av spennskruer, spennskiver og not-fjær-forbindelser. Hvorfor dette ikke er beskrevet nærmere. Mellomakselen 14 har form av en muffe som via nålelagre 28 og 29 er dreibart opplagret i forhold til en innvending aksel 3 0 som er fast forbundet med huset 8, idet den, som det fremgår av tegningen, er fastgjort til husdelen 18 og er opplagret i en fordypning 31 i den andre husdel 17, slik at den ved fjerning av husdelen 18 fra husdelen 17 følger med husdelen 18 sammen med det tilhørende sett av mellomtannhjul 15 og 16 og tilhørende mellomaksel 14 samt inngangsakselen 10 med inngangstannhjulet 12. Som følge av dette kan der lett foretas utskifting av inngangstannhjulet 12 og mellomtannhjulet 15 med andre tannhjul som medfører et annet utvekslingsforhold.

Ved rotasjon av inngangsakselen 10 driver inngangstannhjulet 12 mellomtannhjul 15 rundt. Alt etter belastningens størrelse overføres rotasjonen av mellomtannhjulet 15 til mellomtannhjulet 16 og dermed utgangstannhjulet 13. Hvis belastningen av mellomtannhjulet 15 er større enn en viss forutbestemt størrelse, trer friksjonskoplingen 26 i funksjon, slik at mellomtannhjulet 15 dreier rundt i forhold til mellomakselen 14. Denne overbelastning kan f.eks. forekomme når belastningen av de forskjellige sett mellomtannhjul med tilhørende mellomaksler er forskjellig, f.eks. som følge av ukorrekt justering av de inngripende tenner i forhold til hverandre. Såsnart denne justering er brakt iorden, hvilket skjer aiutomatisk på grunn av friksjonskoplingen, sørger friksjonskoplingen 26 for at mellomtannhjulene 15 fastlåses i forhold til mellomakselen 14 i alle sette av mellomtannhjul.

Det beskrevne gear 1 er beskrevet i forbindelse med en dekanteringssentrifuge, men kan naturligvis også anvendes til andre formål. Det er dog særlig velegnet til bruk i forbindelse med en dekanteringssentrifuge, bl.a. på grunn av at der i dekanteringssentrifuger kan bli tale om en overbelastning som under normale forhold kan medføre bruk av tannhjulene. Dette skyldes at skraperen og trommelen under visse omstendigheter kan blokkere, slik at der ikke opptrer noen differensialhastighet. Gearet ifølge foreliggende oppfinnelse sikrer at der ikke overføres større momenter enn friksjonskoplingene tillater og dermed ikke større momenter enn tannhjulene kan tåle. På denne måte er dekanteringssentrifugens gear beskyttet i det korte tidsrom som går inntil dekanteringssentrifugens styremekanisme sørger for utkopling av driveffekten.

Claims (4)

1. Gear omfattende en inngangsaksel (10) og en utgangsaksel (11), som er koaksialt plassert og fast forbundet med henholdsvis et inngangstannhjul (12) og et utgangstannhjul (13), hvor inngangstannhjulet (12) og utgangstannhjulet (13) samvirker med et antall sett av mellomtannhjul (15 og 16), hvilke sett hvert består av to mellomtannhjul (15 og 16) som er i inngrep med hvert sitt av henholdsvis inngangstannhjulet (12) og utgangstannhjulet (13), samt en mellomaksel (14), hvorpå det angjeldende sett av de to mellomtannhjul er fastgjort, karakterisert ved at i det minste det ene mellomtannhjul (15, 16) i hvert sett av mellomtannhjul er fastgjort på mellomakselen (14) via en friksjonskopling (26).

2. Gear ifølge krav 1, karakterisert ved at de flere sett av mellomtannhjul (15 og 16) er anbrakt fordelt med samme innbyrdes vinkelavstand omkring inngangs- og utgangsakslenes felles omdreiningsakse og langs en hermed konsentrisk sirkel.

3. Gear ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at mellomtannhjulenes (15, 16) mellomaksler (14) er fast forbundet med et hus som er dreibart opplagret omkring inngangsakselens (10) og utgangsakselens (11) felles omdreiningsakse og er innrettet til å bli drevet av et separat drev (4).

4. Anvendelse av gearet ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at gearet anvendes som reduksjonsgear til en dekanteringssentrifuge.