WO2009068484A1 - Stirnradgetriebe - Google Patents

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WO2009068484A1
WO2009068484A1 PCT/EP2008/066018 EP2008066018W WO2009068484A1 WO 2009068484 A1 WO2009068484 A1 WO 2009068484A1 EP 2008066018 W EP2008066018 W EP 2008066018W WO 2009068484 A1 WO2009068484 A1 WO 2009068484A1
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transmission
housing part
housing
transmission according
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PCT/EP2008/066018
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Thomas Meyer
Dietmar Uebbing
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/006—Ring or disc drive gear arrangement
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    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/037—Gearboxes for accommodating differential gearings

Definitions

  • the invention relates to a spur gear for driving a sprocket on a work machine with the features of the preamble of claim 1.
  • Known sprocket drives drive in particular work machines in the upper performance range.
  • the axes of the working machines are mainly in the vertical or horizontal direction.
  • Such drives are z. B. on bowl mills, mixing drums, crushers, tube mills or rotary kilns to find.
  • a particular feature of such machines is a large gear rim directly attached to the machines, which is in close proximity to the actual processing.
  • the sprocket often forms together with other gear stages a drive train to convert the drive power of an electric motor.
  • the other gear stages are located in a separate gearbox housing, which is inserted into the drive train via fixed flange connections or the exact alignment on a common foundation.
  • a drive device for a ring gear of a rotary tube in which the gear stages of a reduction gear are in a separate housing.
  • the known transmission is arranged in the direct vicinity of the working machine on a common foundation.
  • the drive power is mechanically branched in the gearbox housing for higher power transmission to two output pinions meshing with the toothed ring.
  • For the two output pinion each Balligierekupplept and spherical bearings are provided for free adjustment of mobility relative to the sprocket.
  • a disadvantage of such a drive device in the transmission housing the necessary free axial Einstellbewegige an intermediate stage for mechanical branching of the drive power.
  • JP 2005052799 A shows a vertical crusher drive device which is driven either via a sprocket on the machine's rotating bottom disc or via a standard multi-stage bevel gearbox in which the gearbox output shaft coincides with the central axis of the machine.
  • disassembly of the gear unit should be simplified by unscrewing the entire reduction gear as a unit from the work machine.
  • a disadvantage of such a concept is the lack of adjustment mobility at the output stage in order to to keep loads from the processing process in the crusher from the transmission.
  • the disclosed support of the grinding plate via roller bearings is not sufficient, especially at high grinding capacities, to relieve the toothing of processing process forces in the screwed-together housing unit comprising the gearbox and machine housing.
  • the invention has for its object to make a generic transmission for the drive of a ring gear so that external additional interference on the meshing between sprocket and output pinion can be led out of the drive train.
  • Such disturbing influences stir z. B. from the orientation of the transmission and a particular machine designed as a mill or from the grinding process of the connected mill ago and are not supported in the mill.
  • the overall ratio in such a powertrain must be varied as much as possible by the possible exchange of individual components using many identical parts.
  • the modular drive concept should be designed to be easy to maintain.
  • the load on the tooth attack of gear and output pinion via the first housing part of the gear housing is introduced directly into the foundation.
  • the toothing forces in the transmission input stages are not adversely affected by these external disturbances in the second inherently rigid housing part of the transmission housing.
  • the output stage from the pairing of the adjustable output gear with the ring gear is as far as possible from the or the transmission input stages for speed reduction separated.
  • the gear housing is designed so that a first housing part surrounds the adjustable output pinion so that the teeth can mesh in a limited GeHouseaus- with the ring gear of the machine and that the output shaft with the adjustable drive pinion for receiving the gear of the transmission input stage in a second Enclosure interior protrudes.
  • Such a housing form with the long ribbed side walls makes it possible to derive the additional external disturbances, such as the dynamic operating forces, from the processing of the meshing of sprocket and output pinion from the drive train such that the transmission housing via bending stress directs the load directly into the foundation screws.
  • the side walls thus act as a support lever.
  • the special housing design allows a housing construction which is particularly resistant to deformation in its own right, which at the same time leads to a comparatively lightweight construction unit due to the ribbed structure.
  • the special design feature saves high costs for the construction of the foundations, as they can be smaller.
  • FIG. 1 in perspective a transmission housing
  • Fig. 2 in longitudinal section arranged in the transmission housing of FIG. 1 transmission.
  • the gear designed as a bevel-helical gearbox serves to drive a working machine 11, which is only partially indicated in FIG. 2.
  • the gearbox consists of an output stage designed as a toothed rim stage and one or more transmission input stages, which will be described later.
  • the working machine 11 is a bowl mill, on the cylindrical circumference of which a toothed ring 10 enclosing the bowl mill is fastened.
  • the invention can also be applied to other working machines, such as crushers, tube mills, mixing drums or rotary kilns.
  • the transmission housing 1 for receiving the transmission shown in Fig. 2 consists of FIG. 1 from a front, first housing part 2.
  • the first housing part 2 is smaller in diameter in the upper region 6 and larger in height than in the lower region 7.
  • the first housing part 2 contains a first inner space 12, which is separated by an intermediate plate 17 from a second inner space 15 in the lower region 7 is disconnected.
  • the intermediate plate 17 is a bore 18 in which a sealing mechanism 29 is arranged, which causes a seal between the two inner spaces 12, 15.
  • the output stage or ring gear stage which includes an output shaft 26.
  • the output shaft 26 is mounted in two bearings 31, 32, which are provided in the upper region 6 and in the lower region 7. In this case, the output shaft 26 penetrates the bore 18 in the intermediate plate 17.
  • the output shaft 26 carries a driven pinion 9 and a gear 16, which belongs to the transmission input stage.
  • the cylindrical walls of the upper Area 6 lying first inner space 12 tightly enclose the output gear 9 and leave only a housing recess 8 free, through which the output gear 9 protrudes from the first housing part 2 and engages in the mounted on the machine 11 cog 10. Due to the close enclosure of the driven pinion 9 through a cylindrical wall of the upper, first inner space 12, the entry of dirt from the environment is limited by the housing recess 8.
  • the front side rounded lower portion 7 of the housing part 2 goes on the sides in long side walls 19, which extend beyond the gearbox down.
  • the side walls 19 are provided with ribs 20 which stiffen the entire structure of the first housing part 2.
  • the ribs 20 are connected to baseboards 21, which are fastened via foundation bolts 22 on a foundation 23.
  • upstream gearbox input stage In the second housing part 3 of the output stage upstream gearbox input stage is housed, which is preferably designed as bevel helical gear 4. Instead of a transmission input stage and several transmission input stages can be provided.
  • the bevel pinion gear 4 receiving second housing part 3 is bolted to the rear wall surface of the first housing part 2 without connection to the foundation 23.
  • the transmission housing is the first as a whole, the load-dependent deformation of the first housing part 2 follow and experiences no disturbing relative displacements between the housing parts 2, 3, which could adversely affect the meshing engagement in the stages of the transmission.
  • the meshing with the ring gear 10 of the working machine 11 output pinion 9 is adjustable movable.
  • the internal toothing of a crown gear coupling 25 is located centrally in the cylindrical inner bore 24 in the output gear 9.
  • the outer toothing of this ball gear coupling 25 is mounted on the output shaft 26 in the upper third.
  • Adjacent spherical spherical plain bearings 27 support the guidance of the adjustable drive pinion 9.
  • the ball-toothed coupling 25 and the spherical plain bearings 27 are supplied with lubricating oil by an oil bore 28 leading through the output shaft 26.
  • the lower end of the wear shaft 26 protrudes from the open first inner space 12 in the upper region 6 of the first housing part 2 in the underlying second inner space 15 in the lower
  • the first housing part 2 of the gear housing 1 has an upper mounting opening 14 which is larger than the drive pinion 9.
  • On the upper side of the gear housing 1 surrounds a flange 13, the large mounting hole 14.
  • the transmission input stage as helical bevel gear 4 is housed in the second housing part 3.
  • the second housing part 3 On the side facing the toothed rim 10, the second housing part 3 has a housing flange 34, which bears against the first housing part 2.
  • the housing parts 2, 3 are detachably connected to each other with housing screws 35. Due to this subdivision of the gearbox housing 1 for driving the working machine 11 with the ring gear 10 can be particularly fast change the module with the helical bevel gear 4, especially during maintenance. Extensive work is therefore no longer needed to redirect the entire transmission in the drive train. As a result of the lack of ground contact, the overall stiff second housing part 3 can follow free from possible elastic deformations on the first housing part 2, and consequently the gear stages of the gearbox are not subject to any additional loads from the processing process taking place in the working machine 11.
  • the trained as bevel gear 4 gear input stage consists of a bevel gear shaft 36 on which a bevel gear 38 and a pinion 37 are rotatably mounted.
  • Pinion 37 meshes with the gear 16 disposed on the output shaft 26, and the bevel gear 38 meshes with a bevel pinion.
  • the bevel pinion is rotatably mounted on a bevel pinion shaft 39 which is mounted in bearings preferably designed as plain bearings 42 in the flange 5. Instead of plain bearings and bearings are possible.
  • the adjustable output gear 9 is in the immediate vicinity of the bevel gear 38.
  • This arrangement of the elements ensures that the lever arm of the gear peripheral force of the ring gear stage is kept small to the foundation 23 out.
  • the desired effect of this arrangement results in a relatively large center distance between the output shaft 26 and the bevel gear shaft 36.
  • the gear 16 has a large diameter.
  • the pairing of gear 16 and pinion 37 can be positioned in a particularly advantageous manner below the output gear 9 and the bevel gear 38.
  • the bevel gear shaft 36 is mounted in the bearings 40, 41.
  • the lower Bearing 32 of the output shaft 26 and the lower bearing 41 of the bevel gear shaft 36 and the upper bearing 31 of the output shaft 26 and the upper bearing 40 of the bevel gear shaft 36 have the same design.
  • Another advantage of the modular construction of the gear housing 1 is the ability to speed the overall gear ratio by replacing a bevel gear 4 with a ratio ii in the second housing part 3 by another bevel gear with a different translation ⁇ 2 in another identical second housing part to change. Due to the simple replacement of the bevel gear 38 and the bevel pinion shaft 39 against other bevel gear stages with a different ratio (tooth ratio) can be very easily produce a series of transmissions according to the invention for driving a sprocket 10 with an unchanged re-use of other components. This series therefore builds on a common-part concept, which leads to an economically particularly favorable solution for all drives of the series. In addition, the total ratio can also be effected by other numbers of teeth on the sprocket 10.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stirnradgetriebe zum Antrieb eines Zahnkranzes an einer Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1. Ein Stirnradgetriebe, insbesondere ein Kegelstirnradgetriebe mit einer oder mehreren Getriebestufen zum Antrieb einer von einem Zahnkranz (10) umschlossenen Arbeitsmaschine (11) besteht aus einem die Getriebestufen aufnehmenden Getriebegehäuse (1) und enthält ein auf einer Abtriebswelle (26) einer Abtriebsstufe angeordnetes, einstellbewegliches Zahnritzel (9), das mit dem Zahnkranz (10) kämmt. Das Getriebegehäuse (1) besteht aus einem ersten in sich steifen Gehäuseteil (2) und aus einem zweiten starren Gehäuseteil (3). Der erste Gehäuseteil (2) umschließt die Abtriebsstufe mit der Abtriebswelle (26) und dem einstellbeweglichen Zahnritzel (9) und weist das Getriebe (1) überragende Seitenwände (19) auf, die auf dem Fundament (23) auf ruhen. Der zweite Gehäuseteil (3) ist ohne Berührung mit dem Fundament (23) an einer Stirnseite an dem ersten Gehäuseteil (2) befestigt.

Description

Stirnradgetriebe
Die Erfindung betrifft ein Stirnradgetriebe zum Antrieb eines Zahnkranzes an einer Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
Bekannte Zahnkranzantriebe treiben insbesondere Arbeitsmaschinen im oberen Leistungsbereich an. Dabei verlaufen die Achsen der Arbeitsmaschinen hauptsächlich in vertikaler oder horizontaler Richtung. Solche Antriebe sind z. B. an Schüsselmühlen, Mischtrommeln, Brechern, Rohrmühlen oder Drehrohröfen zu finden. Besonderes Kennzeichen solcher Arbeitsmaschinen ist ein großer direkt an den Arbeitsmaschinen angebrach- ter Zahnkranz, der sich in räumlicher Nähe zum eigentlichen Verarbeitungsprozess befindet. Der Zahnkranz bildet häufig zusammen mit weiteren Getriebestufen einen Antriebsstrang zur Wandlung der Antriebsleistung eines Elektromotors. Die weiteren Getriebestufen befinden sich dabei in einem eigenen Ge- triebegehäuse, das zu der Arbeitsmaschine über feste An- flanschverbindungen oder die exakte Ausrichtung auf einem gemeinsamen Fundament in den Antriebsstrang eingefügt wird.
Aus der DE 35 34 940 Al ist eine Antriebsvorrichtung für ei- nen Zahnkranz eines Drehrohres bekannt, bei dem sich die Getriebestufen eines Untersetzungsgetriebes in einem eigenen Gehäuse befinden. Das bekannte Getriebe ist in direkter Nachbarschaft zur Arbeitsmaschine auf einem gemeinsamen Fundament angeordnet. Die Antriebsleistung wird in dem Getriebe- gehäuse zur höheren Leistungsübertragung mechanisch auf zwei mit dem Zahnkranz kämmende Abtriebsritzel verzweigt. Für die beiden Abtriebsritzel sind zur freien Einstellbeweglichkeit gegenüber dem Zahnkranz jeweils Balligzahnkupplungen und sphärische Lagerungen vorgesehen. Nachteilig an einer solchen Antriebsvorrichtung ist in dem Getriebegehäuse die notwendige freie axiale Einstellbeweglichkeit einer Zwischenstufe zur mechanischen Verzweigung der Antriebsleistung. Als Einschränkung aus der erforderlichen axialen Beweglichkeit ist die Welle dieser Zwischenstufe vorzugsweise in horizontaler Lage abzustützen. Ebenso nachteilig ist die feste Positionierung der beiden Zahnritzel zueinander in einem gemeinsamen Gehäuse. Dadurch muss das Getriebe mit der Arbeitsmaschine auf ei- nem gemeinsamen Fundament relativ genau ausgerichtet werden. Die Balligzahnkupplungen können überlagerte Ausrichtungsfehler nicht kompensieren und sollen hauptsächlich Verzahnungsfehler ausgleichen.
Die DE 39 31 116 Al beschreibt eine Antriebsvorrichtung für eine Vertikalmühle, bei der das Gehäuse des Vorsatzgetriebes fest mit der Mühle verschraubt ist. Nachteilig an dieser Verbindung ist die notwendige exakte Positionierung der weit auseinander liegenden Achsen von Antriebsritzel und Zahnkranz zueinander. Weiterhin hat die Einleitung der axialen Mühlenkräfte über das Axial-Drucklager in das gemeinsame Getriebegehäuse nachteilige Folgewirkungen auf den Verzahnungseingriff im Vorsatzgetriebe. Der gemeinsame große Getriebe- und Mühlenlagerinnenraum begünstigt aufgrund unterschiedlicher Ursachen die schnelle Verschmutzung des gesamten gemeinsam genutzten Schmieröls und erfordert einen Kompromiss bei der Wahl der Ölviskosität hinsichtlich der Anforderungen von Verzahnung und Axialgleitlager. Ebenso problematisch ist die mechanische Leistungsverzweigung im Vorsatzgetriebe infolge der nicht vorhandenen Kompensation überzähliger Zwangskräfte. Dazu reicht die kippbewegliche Lagerung des Antriebsritzels nicht aus.
Die JP 2005052799 A zeigt eine Antriebsvorrichtung für einen vertikalen Brecher, der entweder über einen Zahnkranz an der drehbaren Bodenscheibe der Maschine oder über ein normales mehrstufiges Kegelradgetriebe angetrieben wird, bei dem die Getriebeabtriebswelle mit der Zentralachse der Maschine zusammenfällt. Für die Wartung soll die Demontage der Getriebe- einheit vereinfacht werden, indem das gesamte Untersetzungsgetriebe sich als eine Einheit von der Arbeitsmaschine abschrauben lässt. Nachteilig an einem solchen Konzept ist die fehlende Einstellbeweglichkeit an der Abtriebsstufe, um Stoß- belastungen aus dem Verarbeitungsprozess in dem Brecher aus dem Getriebe herauszuhalten. Die offenbarte Abstützung des Mahltellers über Wälzlager reicht insbesondere bei hohen Mahlleistungen zur Entlastung der Verzahnung von Verarbei- tungsprozesskräften in der zusammengeschraubten Gehäuseeinheit aus Getriebe- und Maschinengehäuse nicht aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Getriebe für den Antrieb eines Zahnkranzes so zu gestalten, dass externe zusätzliche Störeinflüsse am Zahneingriff zwischen Zahnkranz und Abtriebsritzel aus dem Antriebsstrang herausgeleitet werden können. Solche störenden Einflüsse rühren z. B. aus der Ausrichtung des Getriebes und einer insbesondere als Mühle ausgebildeten Arbeitsmaschine oder aus dem Mahlprozess der angeschlossenen Mühle her und werden nicht in der Mühle abgestützt. Darüber hinaus muss sich die Gesamtübersetzung in einem solchen Antriebsstrang durch den möglichen Austausch von Einzelkomponenten unter der Verwendung vieler Gleichteile möglichst vielfältig anpassen lassen. Daneben soll das modulare Antriebskonzept wartungsfreundlich gestaltet sein.
Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Stirnradgetriebe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des An- Spruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Stirnradgetriebe wird die Belastung am Zahnangriff von Zahnrad und Abtriebsritzel über den ersten Gehäuseteil des Getriebegehäuses direkt in das Fundament eingeleitet. Gleichzeitig werden in dem zweiten in sich starren Gehäuseteil des Getriebegehäuses die Verzahnungskräfte in den Getriebeeingangsstufen nicht von diesen externen Störgrößen beeinträchtigt .
Die Abtriebsstufe aus der Paarung des einstellbeweglichen Abtriebsritzels mit dem Zahnkranz wird möglichst weitgehend von der oder den Getriebeeingangsstufen zur Drehzahluntersetzung getrennt. Dazu ist das Getriebegehäuse so gestaltet, dass ein erster Gehäuseteil das einstellbare Abtriebsritzel so umschließt, dass die Verzahnung in einer begrenzten Gehäuseaus- nehmung mit dem Zahnkranz der Arbeitsmaschine kämmen kann und dass die Abtriebswelle mit den einstellbeweglichen Antriebsritzel zur Aufnahme des Zahnrades der Getriebeeingangsstufe in einen zweiten Gehäuseinnenraum ragt.
Die Kraft- und Drehzahleinleitung in den Zahnkranz der Ar- beitsmaschine muss in möglichst kurzem Abstand zum Verarbei- tungsprozess in der Arbeitsmaschine erfolgen. Insbesondere bei vertikalen Mühlen führt eine solche Forderung aufgrund vor- und nachgelagerter Einrichtungen an der Arbeitsmaschine zu einem größeren Abstand zwischen Zahnkranz und dem Funda- ment . Das benachbarte Stirnradgetriebe zum Antrieb des Zahnkranzes muss den vorhandenen Bauraum ebenfalls überbrücken. Zu dem Zweck sind an dem ersten Gehäuseteil mit dem einstellbaren Abtriebsritzel die Seitenwände mit den bodenseitigen Fußleisten länger als die erforderliche Bauhöhe des eigentli- chen Getriebeinnenraums gestaltet. Eine solche Gehäuseform mit den langen verrippten Seitenwänden erlaubt es, die zusätzlichen externen Störgrößen, wie die dynamischen Betriebskräfte, aus dem Verarbeitungsprozess am Zahneingriff von Zahnkranz und Abtriebsritzel aus dem Antriebsstrang derart abzuleiten, dass das Getriebegehäuse über Biegebeanspruchung die Belastung direkt in die Fundamentschrauben weiterleitet. Die Seitenwände wirken somit als Stützhebel. Die besondere Gehäusegestaltung ermöglicht trotzdem eine in sich besonders verformungssteife Gehäusekonstruktion, die durch die Rippen- struktur gleichzeitig zu einer vergleichsweise leichtbauenden Einheit führt. Darüber hinaus spart das besondere Gestaltungsmerkmal hohe Kosten für den Bau der Fundamente ein, da diese kleiner werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden zusammen mit den Vorteilen der Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 perspektivisch ein Getriebegehäuse und
Fig. 2 im Längsschnitt das in dem Getriebegehäuse nach Fig. 1 angeordnete Getriebe.
Das als Kegelstirnradgetriebe ausgebildete Getriebe dient zum Antrieb einer in Fig. 2 nur teilweise angedeuteten Arbeitsmaschine 11. Das Getriebe besteht aus einer als Zahnkranzstufe ausgebildeten Abtriebsstufe und einer oder mehreren Getriebeeingangsstufen, die später beschrieben werden. Die Arbeitsma- schine 11 ist im vorliegenden Fall eine Schüsselmühle, an deren zylindrischem Umfang ein die Schüsselmühle umschließender Zahnkranz 10 befestigt ist. Die Erfindung kann auch bei anderen Arbeitsmaschinen, wie Brechern, Rohrmühlen, Mischtrommeln oder Drehrohröfen angewendet werden.
Das Getriebegehäuse 1 zur Aufnahme des in Fig. 2 gezeigten Getriebes besteht nach Fig. 1 aus einem vorderen, ersten Gehäuseteil 2. Im hinteren Bereich des Getriebegehäuses 1 schließt sich an den ersten Gehäuseteil 2 ein zweiter Gehäu- seteil 3 mit einer herausragenden Flanschbuchse 5 an.
Der erste Gehäuseteil 2 ist im oberen Bereich 6 im Durchmesser kleiner und in der Höhe größer als im unteren Bereich 7. Im oberen Bereich 6 enthält der erste Gehäuseteil 2 einen ersten Innenraum 12, der durch eine Zwischenplatte 17 von einem zweiten Innenraum 15 im unteren Bereich 7 getrennt ist. In der Zwischenplatte 17 befindet sich eine Bohrung 18, in der ein Dichtungsmechanismus 29 angeordnet ist, der eine Abdichtung zwischen den beiden Innenräumen 12, 15 bewirkt.
Innerhalb des ersten Gehäuseteiles 2 befindet sich die Abtriebsstufe oder Zahnkranzstufe, die eine Abtriebswelle 26 umfasst. Die Abtriebswelle 26 ist in zwei Lagern 31, 32 gelagert, die im oberen Bereich 6 und im unteren Bereich 7 vorge- sehen sind. Dabei durchdringt die Abtriebswelle 26 die Bohrung 18 in der Zwischenplatte 17. Die Abtriebswelle 26 trägt ein Abtriebsritzel 9 und ein Zahnrad 16, das zu der Getriebeeingangsstufe gehört. Die zylindrischen Wände des im oberen Bereich 6 liegenden ersten Innenraumes 12 umschließen eng das Abtriebsritzel 9 und lassen lediglich eine Gehäuseausnehmung 8 frei, durch die das Abtriebsritzel 9 aus dem ersten Gehäuseteil 2 herausragt und in den auf der Arbeitsmaschine 11 be- festigten Zahnkranz 10 eingreift. Durch die enge Umschließung des Abtriebsritzels 9 durch eine zylindrische Wand des oberen, ersten Innenraumes 12 wird der Eintritt von Schmutz aus der Umgebung durch die Gehäuseausnehmung 8 begrenzt.
An der dem Zahnkranz 10 der Arbeitsmaschine 11 zugewandten
Seite folgt die Gestaltung des ersten Gehäuseteiles 2 des Getriebegehäuses 1 im unteren Bereich 7 der zylindrischen Gestalt des innenliegenden Zahnrades 16 der Getriebeeingangsstufe. Der stirnseitig gerundete untere Bereich 7 des Gehäuse- teiles 2 geht an den Seiten in lange Seitenwände 19 über, die das Getriebe nach unten überragen. Die Seitenwände 19 sind mit Rippen 20 versehen, die die gesamte Struktur des ersten Gehäuseteils 2 versteifen. Die Rippen 20 sind mit Fußleisten 21 verbunden, die über Fundamentschrauben 22 auf einem Funda- ment 23 befestigt sind. Die Form der Rippen 20, bei der das größere Widerstandsmoment in Richtung der Verzahnungsumfangs- kraft zwischen Zahnkranz 10 und Abtriebsritzel 9 der Zahnkranzstufe oder Abtriebsstufe zeigt, bewirkt die notwendige Stützwirkung des Hebelarms „Gehäuse" zur Ableitung der Ver- zahnungskräfte und der dynamischen Zusatzbeanspruchung aus dem Verarbeitungsprozess in der Arbeitsmaschine 11 in das Fundament 23.
In dem zweiten Gehäuseteil 3 ist die der Abtriebsstufe vorge- schaltete Getriebeeingangsstufe untergebracht, die vorzugsweise als Kegelstirnradgetriebe 4 ausgebildet ist. Anstelle einer Getriebeeingangsstufe können auch mehrere Getriebeeingangsstufen vorgesehen werden.
Der das Kegelstirnradgetriebe 4 aufnehmende zweite Gehäuseteil 3 ist ohne Verbindung mit dem Fundament 23 an der rückwärtigen Wandfläche des ersten Gehäuseteils 2 angeschraubt. Durch diese Gehäuseunterteilung wird das Getriebegehäuse 1 als Ganzes der lastabhängigen Verformung des ersten Gehäuseteils 2 folgen und erfährt keine störenden Relativverlagerungen zwischen den Gehäuseteilen 2, 3, die den Verzahnungseingriff in den Stufen des Getriebes nachteilig beeinträchtigen könnten.
Das mit dem Zahnkranz 10 der Arbeitsmaschine 11 kämmende Abtriebsritzel 9 ist einstellbeweglich ausgebildet. Mittig in der zylindrischen Innenbohrung 24 im Abtriebsritzel 9 befin- det sich die Innenverzahnung einer Balligzahnkupplung 25. An der Abtriebswelle 26 ist im oberen Drittel die Außenverzahnung dieser Balligzahnkupplung 25 angebracht. Benachbarte sphärische Gelenklager 27 unterstützen die Führung des einstellbeweglichen Antriebsritzels 9. Durch diese Einstellbe- weglichkeit des Abtriebsritzels 9 zu dem Zahnkranz 10 der Arbeitsmaschine 11 lassen sich Zwangskräfte aus dem Verzahnungseingriff infolge elastischer Verformungen sowie Ausrich- tungs- und Fluchtungsfehler wirksam vermeiden. Die Balligzahnkupplung 25 und die sphärischen Gelenklager 27 werden durch eine durch die Abtriebswelle 26 führende Ölbohrung 28 mit Schmieröl versorgt.
Das untere Ende der Abriebswelle 26 ragt aus dem offenen ersten Innenraum 12 im oberen Bereich 6 des ersten Gehäuseteils 2 in den darunter liegenden zweiten Innenraum 15 im unteren
Bereich 7. Hier sitzt das Zahnrad 16 der Getriebeeingangsstufe auf der Abtriebswelle 26. Zwischen den beiden Innenräumen 12, 15 verhindert der in der Bohrung 18 vorgesehene Dichtungsmechanismus 29 den Übertritt von Betriebsstoffen. Die hierdurch ermöglichte Trennung der Schmierkreisläufe erlaubt eine an unterschiedliche Bedingungen, die am Zahnkranz 10 und im Kegelstirnradgetriebe 4 vorliegen, in vorteilhafter Weise angepasste Schmierstoffauswahl hinsichtlich der Viskosität und Additivierung .
Aus dem offenen Zahneingriff am Zahnkranz 10 und aus der Balligzahnkupplung 25 kann das eingespritzte Schmieröl über die Zwischenplatte 17, die leicht nach vorn geneigt ist, in eine Auffangrinne 30 an der Arbeitsmaschine 11 abfließen.
Der erste Gehäuseteil 2 des Getriebegehäuses 1 weist eine obere Montageöffnung 14 auf, die größer ist als das Antriebsritzel 9. Auf der Oberseite des Getriebegehäuses 1 umgibt ein Flansch 13 die große Montageöffnung 14. Beim Zusammenbau wird die Abtriebsritzelwelle 26 mit dem Abtriebsritzel 9 komplett durch die Montageöffnung 14 in das Getriebegehäuse 1 einge- fügt und dann auf das Zahnrad 16 gesteckt.
In der Arbeitsmaschine 11 befinden sich in der Nähe des Zahnkranzes 10 zur Aufnahme der gewöhnlich vorhandenen Betriebskräfte Axial- und Radialgleitlager 33. Für den Fall des Auf- tretens hoher dynamischer Betriebsbeanspruchungen wirken jedoch auch Kräfte über den Zahneingriff zwischen Zahnkranz 10 und Abtriebsritzel 9 auf das Getriebe zum Antrieb des Zahnkranzes 10 ein. Die hohen Verzahnungskräfte der Zahnkranzstufe werden direkt über den ersten Gehäuseteil 2 in das Funda- ment 23 abgeleitet. Dadurch bleiben die nachfolgenden Gehäuse- und Getriebeteile frei von hohen Verzahnungskräften und Gehäuseverformungen, was deutlich geringere Verformungseinflüsse in den Zahneingriffen bedeutet. Die erfindungsgemäße Gestaltung des Getriebegehäuses 1 mit dem in sich starren ersten Gehäuseteil 2 und der Einleitung der Betriebskräfte aus der Arbeitsmaschine 11 am oberen Bereich der Abtriebswelle 26 führt zu der geforderten Abstützung der externen zusätzlichen dynamischen Betriebskräfte über den ersten Gehäuseteil 2 in das Fundament 23 und zu der dadurch sicherge- stellten Entlastung der nachfolgenden Getriebestufen von Verformungseinflüssen in den Zahneingriffen.
Die Getriebeeingangstufe als Kegelstirnradgetriebe 4 ist in dem zweiten Gehäuseteil 3 untergebracht. An der dem Zahnkranz 10 zugewandten Seite weist der zweite Gehäuseteil 3 einen Gehäuseflansch 34 auf, der an dem ersten Gehäuseteil 2 anliegt. Die Gehäuseteile 2, 3 sind mit Gehäuseschrauben 35 lösbar miteinander verbunden. Durch diese Unterteilung des Getriebe- gehäuses 1 für den Antrieb der Arbeitsmaschine 11 mit dem Zahnkranz 10 lässt sich insbesondere bei Wartungsarbeiten das Modul mit dem Kegelstirnradgetriebe 4 besonders schnell austauschen. Es entfallen deshalb umfangreiche Arbeiten zur Neu- ausrichtung des gesamten Getriebes im Antriebsstrang. Durch die fehlende Bodenberührung kann der insgesamt steife zweite Gehäuseteil 3 möglichen elastischen Verformungen am ersten Gehäuseteil 2 zwangsfrei folgen und folglich unterliegen die Getriebestufen des Getriebes keinen zusätzlichen Belastungen aus dem in der Arbeitsmaschine 11 ablaufenden Verarbeitungs- prozess .
Die als Kegelstirnradgetriebe 4 ausgebildete Getriebeeingangsstufe besteht aus einer Kegelradwelle 36, auf der ein Kegelrad 38 und ein Ritzel 37 drehfest befestigt sind. Das
Ritzel 37 kämmt mit dem auf der Abtriebswelle 26 angeordneten Zahnrad 16, und das Kegelrad 38 kämmt mit einem Kegelritzel. Das Kegelritzel ist drehfest auf einer Kegelritzelwelle 39 befestigt, die in vorzugsweise als Gleitlager ausgebildeten Lagern 42 in der Flanschbuchse 5 gelagert ist. Anstelle von Gleitlagern sind auch Wälzlager möglich.
Zweckmäßigerweise liegt das einstellbewegliche Abtriebsritzel 9 in unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Kegelrad 38. Diese Anordnung der Elemente stellt sicher, dass der Hebelarm der Verzahnungsumfangskraft der Zahnkranzstufe zum Fundament 23 hin klein gehalten wird. Somit ergibt sich eine deutlich geringere Beanspruchung der Fundamentverschraubung 22. Die gewünschte Wirkung dieser Anordnung führt zu einem relativ gro- ßen Achsabstand zwischen der Abtriebswelle 26 und der Kegelradwelle 36. Als Folge aus diesem großen Achsabstand hat das Zahnrad 16 einen großen Durchmesser. Die Paarung aus Zahnrad 16 und Ritzel 37 lässt sich in besonders vorteilhafter Weise unterhalb von dem Abtriebsritzel 9 und dem Kegelrad 38 posi- tionieren.
Die Kegelradwelle 36 ist in den Lagern 40, 41 gelagert. Hier können zur Verwendung möglichst gleicher Bauteile das untere Lager 32 der Abtriebswelle 26 und das untere Lager 41 der Kegelradwelle 36 sowie das obere Lager 31 der Abtriebswelle 26 und das obere Lager 40 der Kegelradwelle 36 die gleiche Bauart aufweisen.
Ein weiterer Vorteil aus dem modularen Aufbau des Getriebegehäuses 1 ist die Möglichkeit, die Gesamtgetriebeübersetzung durch den Austausch eines Kegelradgetriebes 4 mit einer Übersetzung ii im zweiten Gehäuseteil 3 durch ein anderes Kegel- radgetriebe mit einer anderen Übersetzung ±2 in einem anderen identischen zweiten Gehäuseteil schnell zu ändern. Durch den einfachen Austausch des Kegelrades 38 und der Kegelritzelwelle 39 gegen andere Kegelradstufen mit einer anderen Übersetzung (Zähnezahlverhältnis) lässt sich bei einer unveränderten Weiterverwendung der anderen Bauteile sehr einfach eine Baureihe von erfindungsgemäßen Getrieben für den Antrieb eines Zahnkranzes 10 erzeugen. Diese Baureihe baut somit auf einem Gleichteilekonzept auf, das für alle Antriebe der Baureihe zu einer wirtschaftlich besonders günstigen Lösung führt. Dar- über hinaus kann die Gesamtübersetzung auch durch andere Zähnezahlen am Zahnkranz 10 bewirkt werden. Wenn beispielsweise an dem Zahnkranz 10 vier (in Abhängigkeit der Mühlengröße auch mehr) unterschiedliche Zähnezahlen wählbar sind und auch für die Kegelradstufe 37, 38 jeweils vier verschiedene Über- Setzungen zu Verfügung stehen, dann sind mit einer Getriebegröße sechzehn verschiedene Übersetzungen möglich bei einem gleichzeitig unverändertem Aufbau der relativ teueren Abtriebsstufe aus Abtriebsritzel 9, Zahnrad 16 und Abtriebswelle 26. Wirtschaftlich vorteilhaft können dann die relativ teueren Baugruppen in größeren Stückzahlen gefertigt werden und damit zu einer Kostenbegrenzung beitragen. Der Standardisierungsgrad ist im Vergleich zu herkömmlichen Antriebskonzepten deutlich erhöht.

Claims

Patentansprüche
1. Stirnradgetriebe, insbesondere Kegelstirnradgetriebe mit einer oder mehreren Getriebestufen zum Antrieb einer Arbeits- maschine (11), die von einem Zahnkranz (10) umschlossen ist, und mit einem die Getriebestufen umschließenden Getriebegehäuse (1), das direkt auf einem Fundament (23) befestigt ist, wobei ein auf einer Abtriebswelle (26) einer Abtriebsstufe angeordnetes, einstellbewegliches Abtriebsritzel (9) mit dem Zahnkranz (10) kämmt, dadurch gekennzeichnet dass, das Getriebegehäuse (1) aus einem ersten, in sich steifen Gehäuseteil (2) und aus einem zweiten starren Gehäuseteil (3) besteht, dass der erste Gehäuseteil (2) die Abtriebsstufe mit der Abtriebswelle (26) und dem einstellbeweglichen Abtriebs- ritzel (9) umschließt, dass das erste Gehäuseteil (2) Seitenwände (19) aufweist, die das Getriebe überragen und auf dem Fundament (23) aufruhen, und dass der zweite Gehäuseteil (3) ohne Berührung mit dem Fundament (23) an einer Stirnseite an dem ersten Gehäuseteil (2) befestigt ist.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (1) zwei voneinander getrennte Innenräume
(12, 15) aufweist.
3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (26) mit dem einstellbeweglichen Abtriebsritzel (9) in dem ersten, in sich steifen Gehäuseteil (2) gelagert ist und in beide Innenräume (12, 15) des Getriebegehäuses (1) ragt .
4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Innenwände des ersten Gehäuseteiles (2) innerhalb des ersten Innenraumes (12) mit Ausnahme einer Gehäuseausnehmung (8) das einstellbewegliche Abtriebsritzel (9) umschließen, dass das Abtriebsritzel (9) aus der Gehäuseausnehmung (8) herausragt und in den Zahnkranz (10) eingreift und dass die Abtriebswelle (26) zur Aufnahme eines Zahnrades (16) der Getriebeeingangsstufe in den zweiten Innenraum (15) des Getriebegehäuses (1) hineinragt.
5. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Innenraum (12, 15) des Getriebegehäuses (1) einen eige- nen Schmiermittelkreislauf aufweist,
6. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Seitenwänden (19) des ersten Gehäuseteiles (2) mehrere Rippen (20) angebracht sind.
7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (20) über die Höhe des Getriebegehäuses (1) so ausgelegt sind, dass sich das Widerstandsmoment der Rippen über die Höhe des Getriebegehäuses ändert und das größere Wider- Standsmoment der Rippen (20) in Richtung der Verzahnungskraft zwischen den Abtriebritzel (9) und dem Zahnkranz (10) liegt.
8. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (1) eine Montageöffnung (14) aufweist, die größer ist als das Abtriebsritzel (9) .
9. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangsstufe als Kegelstirnradgetriebe (4) ausgebildet ist und eine Kegelradwelle (36) mit einem Kegelrad (38) und eine Kegelritzelwelle (39) mit einem Kegelritzel aufweist.
10. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gehäuseteil (3) die Getriebeeingangsstufe oder Ge- triebeeingangsstufen umschließt.
11. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Gehäuseteil (3) starr mit den Verformungen am ersten Gehäuseteil (2) verlagert.
12. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das einstellbewegliche Abtriebsritzel (9) der Abtriebsstufe in der gleichen oberen Getriebehälfte liegt wie das Kegelrad (38) des Kegelstirnradgetriebes (4) .
13. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gehäuseteil (3) lösbar und auswechselbar mit dem ersten Gehäuseteil (2) verbunden ist.
14. Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe so ausgelegt ist, dass die Gesamtübersetzung des Getriebes durch eine Änderung der Einzelübersetzung der in dem austauschbaren zweiten Gehäuseteil (2) untergebrachten Getriebeeingangsstufe veränderbar ausgebildet ist.
15. Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch des zweiten Gehäuseteils (3) im gesamten Antriebsstrang ohne Neuausrichtung des ersten Gehäuseteils (2) durchführbar gestaltet ist.
16. Getriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtübersetzung des Antriebes, bestehend aus dem Getriebe und dem Zahnkranz (10), durch die Anzahl der Zähne des Zahnkranzes (10) bei gleichbleibendem Getriebe änderbar aus- gebildet ist.
17. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Lager (31, 32) der Abtriebswelle (26) und Lager (40, 41) der Kegelradwelle (36) der Getriebeeingangsstufe paarweise gleich sind.
18. Getriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (31, 32, 40, 41) der Getriebestufen als Wälzlager ausgeführt sind.
19. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelritzelwelle (39) in einer Flanschbuchse (5) in Gleitlagern (42) abgestützt ist.
20. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das einstellbewegliche Abtriebsritzel (9) eine Ölein- spritzvorrichtung angeordnet ist und dass die Öleinspritzvor- richtung mit dem Schmierkreislauf auch für eine Balligzahnkupplung (25) des Abtriebritzels (9) vorgesehen ist.
21. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenräume (12, 15) des Getriebegehäuses (1) durch eine Zwischenplatte (17) voneinander getrennt sind, in der eine Bohrung (18) für den Durchtritt der Abtriebswelle (26) ange- ordnet ist und dass in der Bohrung (18) ein Dichtungsmechanismus (29) angeordnet ist.
22. Getriebe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmieröl aus dem Zahneingriff zwischen dem Zahnkranz (10) und dem einstellbeweglichen Abtriebsritzel (9) über die Zwischenplatte (17) in eine Auffangrinne (30) an der Arbeitsmaschine (11) abläuft.
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