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Kegelschraubgetriebe mit Leistungsteilung
Die Erfindung betrifft ein Kegelschraubgetriebe, dessen beidseitig gelagerte Antriebswelle eine hiezu achsversetzt angeordnete Antriebswelle unter einem Winkel kreuzt.
Dieser Getriebetyp wird für den Antrieb ins Schnelle sowie auch für den Antrieb ins Langsame verwendet.
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das mit einer eigenen Abtriebswelle verbunden ist. Eine gemeinsame Abtriebswelle ist bei den sich schneidenden Achsen nicht möglich.
Bei Getrieben mit Achsversetzung, d. h. Kegelschraubgetrieben, sind Ausführungen mit sich kreuzenden An-und Abtriebswellen bekannt. Damit wird erreicht, dass sowohl die Antriebswelle als auch die Abtriebswelle beidseitig gelagert werden kann.
Es ist bekannt, bei den Getrieben des letztgenannten Typs auf der Abtriebswelle zwei Tellerräder jeweils auf dem Kreuzungspunkt der Wellen gegenüberliegenden Wellenabschnitten anzuordnen und ein Ritzel so auf der Antriebswelle zu positionieren, dass es sich mit beiden Tellerrädern gleichzeitig im Eingriff befindet.
Diese bekannten Schraubgetriebe besitzen jedoch erhebliche Nachteile. Ausgehend von der Tatsache, dass beide auf der gemeinsamen Abtriebswelle angeordneten Tellerräder zwangsläufig die gleiche Drehrichtung aufweisen müssen, ist es erforderlich, dass dementsprechend die Verzahnungen beider Tellerräder mit unterschiedlichen Verschraubungswinkeln ausgebildet sind. Schon hieraus ergibt sich eine nicht unwesentliche Verteuerung der Herstellungskosten.
Darüber hinaus treten infolge der Kegelverzahnung zwischen dem Ritzel und den Tellerrädern in Richtung der Antriebswelle wirkende, besonders hohe Axialkräfte auf, die wieder eine konstruktiv aufwendige und damit ebenfalls zur Verteuerung des Getriebes beitragende Lagerung der Antriebswelle notwendig machen. Es liegt auf der Hand, dass nicht zuletzt diese Tatsache mit dazu beiträgt, dass die bekannten Getriebe dieses Typs verhältnismässig grosse Gehäuseabmessungen besitzen.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Mängel und erstrebt die Schaffung eines Kegelschraubgetriebes, das sich gegenüber den bekannten Getriebetypen durch Verringerung seiner Gesamtgrösse, sowie durch weitgehende Reduzierung der Lagerreaktionskräfte auszeichnet.
Der bewährten Überlegung folgend, dass Mehrweggetriebe bei geschicktem konstruktivem Aufbau wirtschaftlicher als Einweggetriebe sind, wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in Zweiweg-Leistungsteilung zwei Kegelritzel auf der Antriebswelle jeweils auf dem Kreuzungspunkt gegenüberliegenden Wellenabschnitten angeordnet sind, wobei jedes Kegelritzel mit nur einem ihm zugeordneten Tellerrad im Eingriff steht und an dem andern Tellerrad noch frei vorbeidrehen kann.
Durch die gegenüberliegende Anordnung der Ritzel und Tellerräder wird eine weitgehende Kräftekompensierung erreicht. Zusammen mit der beidseitigen Lagerung der An-und Abtriebswellen ergibt sich daraus eine so geringe Lagerbelastung, dass nicht nur die Lager selbst, sondern auch das Getriebegehäuse leichter und billiger ausgeführt werden können. Es ergibt sich dadurch z. B. auch in
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vorteilhafter Weise die Verwendung von Gusseisen-oder Leichtmetallgehäusen an Stelle von Stahlgussoder schweren Schweissausführungen.
Kegelschraubgetriebe gemäss der Erfindung können mit unterschiedlich grossen oder aber auch mit jeweils gleich ausgebildeten Kegelritzeln und Tellerrädern ausgeführt werden. Dabei ist jedoch zu beachten, dass sich im letzteren Fall kein rechter Winkel als Kreuzungspunkt der An-und Abtriebswelle ergeben kann. Dadurch sind zwar die beiden Tellerräder nicht so extrem nahe beieinander anzuordnen, wie es im erstgenannten Fall möglich ist, doch bietet diese Ausführungsform der Erfindung hinsichtlich der Herstellungskosten, insbesondere bei einer Serienproduktion, beachtliche Vorteile.
In beiden Fällen erfolgt die Verbindung der Tellerräder mit der gemeinsamen Abtriebswelle zwecks gleichmässiger Leistungsverteilung auf beide Zahneingriffe beispielsweise für jedes Tellerrad über drehelastische Ausgleichselemente, die im Betrieb eine annähernd gleichmässige Belastung beider Ritzel-Tellerrad-Paarungen sicherstellen. Grundsätzlich könnte ein solcher Ausgleichsmechanismus auch zwischen Kegelritzel und Antriebswelle angeordnet sein. Es ist aber ebenso denkbar, gleichmässige Leistungsverteilung auf beide Zahneingriffe einfach dadurch zu erzielen, dass die Dreh-und Biege-Elastizität von An-und Abtriebswelle bei geeigneter Dimensionierung bzw. Formgebung ausreichende Ausgleichswirkung erbringt.
Darüber hinaus soll wenigstens eines der insgesamt vier Räder des Kegelschraubgetriebes drehjustierbar auf seiner Welle befestigt sein, um die Fertigung nicht an in der Montage leichter erzielbare genaue Drehstellungen der Räder zueinander binden zu müssen.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen Schnitt in der Tellerrad-Achsebene eines erfindungsgemässen Kegelschraubgetriebes mit unterschiedlich grossen Kegelritzeln und Tellerrädern, Fig. 2 das Schema der Räderanordnung des Getriebes nach Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Kegelschraubgetriebes mit jeweils gleich grossen Kegelritzeln und Tellerrädern.
Auf der Antriebswelle-l- (s. Fig. l), die in den Lagern--1 und 3--gelagert ist und eine hiezu achsversetzt angeordnete, durch die Lager--4 und 5--geführte Abtriebswelle--6--im rechten Winkel kreuzt, sind drehfest zwei verschieden grosse, mit ihrem kleineren Durchmesser einander
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so gross, dass das kleinere Ritzel--7-am grösseren Tellerrad --10-- und das grössere Ritzel --8-- am kleineren Tellerrad--9--noch frei vorbeidrehen kann.
Die Verbindung der beiden Tellerräder--9 und 10--mit ihrer gemeinsamen Abtriebswelle - erfolgt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils über Drehfehler-Ausgleichselemente Ebenso könnten zusätzlich oder allein auch für jedes Ritzel-7 bzw. 8-Ausgleichselemente vorgesehen werden. Eine weitere, andere Möglichkeit wäre z. B., die An-und Abtriebswelle so zu dimensionieren, dass sie infolge ihrer Dreh-und Biege-Elastizität den Ausgleich von Drehfehlern übernehmen.
Die genaue Drehstellung der Räder zueinander wird bei der Montage des Getriebes durch eine dreh-justierbare Einstellmöglichkeit an mindestens einem der Räder vorgenommen, wie z. B. am Kegelritzel --7-- durch --12-- angedeutet. Die übrigen Räder sind aus Gründen der optimalen Tragbildeinstellung axial justierbar, wie es z. B. an den Rädern-8, 9, 10- durch die strichpunktierte Linie--13--, die beispielsweise eine Schraube od. ähnl. darstellen kann, und durch Distanzscheiben - 15-angedeutet ist.
Die Grösse der aus Fig. 2 ersichtlichen Achsversetzung--14--ist zweckmässigerweise nicht grösser als unbedingt nötig zu wählen, um den Wirkungsgrad des Kegelschraubgetriebes nicht nachteilig zu beeinflussen. Die Spiralwinkel der Tellerräder--9 und 10-sollten ebenfalls nicht zu gross gewählt werden, damit bei wechselnder Drehrichtung der resultierende Tellerrad-Axialschub nicht zu unterschiedlich ausfällt.
Das aus Fig. 3 ersichtliche Getriebe, bei dem die Antriebswelle-l--die hiezu achsversetzt angeordnete Abtriebswelle--6--unter einem nicht rechten Winkel kreuzt, besitzt im allgemeinen den gleichen Aufbau wie das Getriebe nach Fig. 1 bzw. 2, wobei funktionsmässig gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Eine Abwandlung besteht lediglich darin, dass hier jeweils sowohl die Kegelritzcl --7'und 8'-- als auch die Tellerräder-9'und 10'--von gleicher Grösse sind. Der Kreuzungswinkel zwischen den Wellen--l und 6--ist dabei derart bemessen, dass das
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Ritzel --7'bzw. 8'-- jeweils an dem ihm nicht zugeordneten Tellerrad --10'bzw. 9'-- noch frei vorbeidrehen kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kegelschraubgetriebe, dessen beidseitig gelagerte Antriebswelle eine hiezu achsversetzt angeordnete Abtriebswelle unter einem Winkel kreuzt, auf der zwei Tellerräder jeweils auf dem Kreuzungspunkt gegenüberliegenden Wellenabschnitten angeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass in Zweiweg-Leistungsteilung zwei Kegelritzel (7, 8 und 7', 8') auf der Antriebswelle (1) jeweils auf dem Kreuzungspunkt gegenüberliegenden Wellenabschnitten angeordnet sind, wobei jedes Kegelritzel mit nur einem ihm zugeordneten Tellerrad im Eingriff steht und an dem andern Tellerrad noch frei vorbeidreht.
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