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Prüfstand mit Leistungskreislauf für Zahnradgetriebe Vorliegende Erfindung
betrifft einen Prüfstand mit Leistungskreislauf für die Beanspruchung bzw. Unter
suchung von Zahnradgetrieben. Die Drehverspannung der bekannten derartigen Systeme
erfolgt durch axiales Verschieben eines Schrägzahnrades.
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Bei den bekannten Bauarten wird dabei das Schrägzahnrad auf einer
Welle mit geradem Keilwellenprofil bzw. umgekehrt ein gerade verzahntes Stirnrad
auf einer Spiralkeilwelle verschoben, um die Verspannung des Systems zu erzeugen.
Dies hat den großen Nachteil, daß infolge der Reibung am Keilwellenprofil die Verschiebung
des Zahnrades nur mit großem Kräfteaufwand durchführbar ist. Da am Keilwellenprofil
die Reibungszahl der Ruhe, welche bekanntlich wesentlich höher ist als die Reibungszahl
bei Leitung, vorliegt, ist nur eine sehr ungenaue Einstellung des Drehmomentes möglich.
Infolge der geschilderten ungünsteigen Reibungsverhältnisse kann auch die zur Verschiebung
des Schrägzahnrades erforderliche Kraft 1-ein Maßstab für das erzeugte Verspannungsmoment
darstellen, und es ist infolge der bei Verschiebung des Rades auf dem Keilprofil
entstehenden Reibschwingungen eine verläßliche Einregulierung auf den jeweils gewünschten
Belastungswert überhaupt nicht möglich, selbst wenn durch Hinzunahme einer besonderen
Drehmomenten-Meßvorriohtung die tatsächlich vorliegende Belastung genau erfaßt werden
könnte. nach der Erfindung werden diese Mängel dadurch vermieden, daß das Schrägzahnrad
zusammen mit der iVelte, auf welcher es befestigt ist, axial verschieblich ist.
Bei der erfindungsgemäßen Axialverschiebung der Welle einschließlich des Schrägzahnrades
in der Wellenlagerung ist die Reibungszahl der Bewegung maßgebend, welche wesentlich
niedriger ist als die l,ei der bekannten Verschiebung des Zahnrades auf einem -
Keilprofil maßgebende Reibung der Ruhe und welche die bei letzterer auftretenden
Reibschwingungen mit Sicherheit ausschaltet. Nach der Erfindung kann die Welle in
ihrer Lagerung verschiebbar angeordnet sein, die Anordnung kann aber auch so getroffen
sein, daß die Wellenlagerung in einer hesonderen Lagerung abgestützt ist, in der
die Weller mitsamt ihrer Lagerung axial verschiebbar ist. Beides hat den Vorteil,
daß die in der Lagerung auftretenden Stützkräfte der Welle um ein Vielfaches niedriger
siiid als die an dem Keilprofil infolge des herrschenden Drehmomentes vorhandenen
Tangentialkräfte, wodurch im Verein mit den besseren Schmierverhältnissen im Lager
eine weitere Reduzierung der Verschiebereibkräfte eintritt. Es wird also durch die
Erfindung nicht nur eine beträchtliche Senkung des 0'erschiebesviderstandes erreicht,
sondern - was noch wichtiger ist - eine feinfühlige Einstellung der Belastung für
die zu prüfenden Getriebe. Die ange-
wendete Verschiebekraft ist hierbei stets proportional
dem Verspanndrehmoment, und sie stellt somit erfindungsgemäß eine Möglichkeit dar,
das Verspanndrehmoment genau zu messen und zu registrieren, sei es mittels eines
auf einer Skala verschiebbaren Laufgewichtes. eines hydrauliseh und an einem Manometer
ablesbaren Druckes usw. Diese Vorteile stellen sich in gleicher Weise ein, wenn
die Zahnradwelle mit ihrer Lagerung noch einmal in einer besonderen Lagerung für
die Axialverschiebung abgestützt wird.
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Zusätzliche Vorteile entstehen bei Anwendung der Erfindung auf Mehrwellengetriebe,
wobei die Zwischenwelle als erfindungsgemäß gestaltete Verschiebewelle dient. Die
Einrichtung kann dabei so ausgebildet werden, daß die Zwischenwelle ein angetriebenes
und ein -abtreibendes Ritzel besitzt, die beide schrägverzahnt sind. Für die Axialverschiebung
der Schrägzahnradwelle werden dabei hydraulisch oder pneumatisch verstellbare, nicht
umlaufende Hilfsmittel benutzt, beispielsweise ein auf die Wellenenden wirkender
Verstellkolben, welcher wechselweise oder mit seinen Differenzkräften die Schrägzahnradwelle
verschiebt und die Drehverspannung erzeugt.
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Wie weiter gefunden wurde, ist es zweckmäßig, eine so große Axialverschieblichkeit
der Sehrägzahnradwelle vorzusehen, daß die Schrägzahnräder außer Eingriff mit ihren
Gegenrädern gebracht und um eine oder auch mehrere Zahnteilungen relativ zum Gegenrad
verdreht werden können. Dadurch ist auf einfache Weise eine Beseitigung des Verdrehungsspiels
des zu verzahnen den Systems möglich.
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Der Gesamtaufbau eines erfindungsgemäßen P rüfstandes ist einfach
und billig und infolge der obenerwähnten Kräfteverhältnisse betriebssicher.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden
Beschreibung sowie den beiden
schematischen Schnittzeichnungen durch
ein erfindungsgemäßes Verspannungsgetriebe zu entnehmen.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 bedeutet 1 die Eingaugswelle.
welche über das Schrägzahnrad 2 die Leistung auf das Ritzel 3 und die Ausgangswelle
4 überträgt. Das Schrägzahnrad 3 sitzt auf der Welle 4 fest und wird zum Zwecke
der Drehverspannung des Leistungskreislaufes in axialer Richtung in den Gleitlagern
5 und 6 verschoben. Infolge der Scbrägverzahnung findet dann eine Verdrehung der
Welle 4 relativ zur \R'elle 1 und somit eine entsprechende Verspannung des Systems
statt. Da zwischen der Welle 4 und den Gleitlagern 5 und 6 infolge der normal vorhandenen
Drehbewegung ohnehin gleitende Reibung vorbanden ist. tritt auch bei Axialverschiebung
der Welle 4 die Reibungszahl der Bewegung auf. d. h. die zur Verspannung erforderliche
Verschiebekraft wird durch die Reibungskräfte nicht oder nur unmerklich gestört.
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Die Verschiebung des Schrägzahnrades 3 erfolgt in dem gezeigten Beispiel
mittels eines hydraulischen Kollens 10. weld'.er iiber ein Drucklager 11 auf die
Welle 4 wirkt. wobei nach Aufhebung des hydraulischen Druckes die Feder 12 fiir
Rückführung der Welle sorgt. Der hydraulische Druck ist dabei ein Maßstab des für
die Verspannung des Systems erforderlichen Drehmomentes und das Drehmoment kann
deshalb unmittelbar an einem Manometer abgelesen werden. Die Verschiebung kann natürlich
auch mittels pneumatischer Getriebe oder auch auf mechanischem Wege. beispielsweise
mit Hilfe eines Laufgewichtes, durchgeführt werden.
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Ein anderes Ausfii,hrungsbeispiel ist in Abb. 2 gezeigt. und zwar
liegt hier ein Dreiwellengetriebe vor.
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Die Leistung wird über Welle 20, Schrägzahnrad 21, Ritzel 22, Welle
23, Ritzel 24, Schrägzahnrad 25 zur Austrittswelle 26 übertragen. Die beiden Ritzel
22 und 24 sitzen fest auf der Welle 23, haben entgegengesetzte oder voneinander
verschiedene Schrägwinkel der Verzahnung und sind zwecks Verspannung des Systems
zusammen mit der Welle 23 axial verschiebbar. Die Welle 23 ist in den Lagern 28
und 29 gelagert. wobei diese ihrerseits in Lagerfassungen 30 und 31 sitzen. Diese
Lagerfassungen sind wiederum über Wälzlager 32 und 33 im Getriebegehäuse 34 abgestützt
und außerdem zylinderartig ausgebildet, so daß sie über die Kolben 37 und 38 druckbeaufschlagt
werden können. Die Kolben 37 und 38 sind mit dem Getriebegehäuse verschraubt, die
Druckölzufuhr geschieht durch die Bohrungen 39 bzw. 40.
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Je nachdem ob der Druck am redhten Kolben 37 oder linken Kolben 38
wirkt, wird die Welle nach links bzw. nach rechts verschoben, was einer Verspannung
des Systems im Sinne eines links- bzw. rechtswirkenden Drehmomentes entspricht.
Da an der Wälzlagerung 33 nur die Stützkräfte der Lager 28
bzw. 29 auftreten, ist
4er Verschiebewiderstand außerordentlich gering, und es tritt auch hier keine wesentliche
Störung der Verschiebung der Welle 23 ein. so daß eine sehr genaue Regelung des
Prüfstandes erreicht wird.