DE2447582A1 - Zahnraederwechselgetriebe mit mehreren vorgelegewellen und einem radial verlagerbaren verteilzahnrad - Google Patents

Zahnraederwechselgetriebe mit mehreren vorgelegewellen und einem radial verlagerbaren verteilzahnrad

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Description

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN
Aktiengesellschaft
Friedrichshafen
Zahnräderwechselgetriebe mit mehreren Vorgelegewellen
und einem radial verlagerbaren Verteilzahnrad
Die Erfindung betrifft ein Zahnräderwechselgetriebe
mit fluchtenden und radial fest gelagerten Ein und Ausgangswellen und mehreren, hierzu parallelen, radial fest
gelagerten Vorgelegewellen, bei dem die Vorgelegewellen von der Eingangswelle von einem Satz Zahnräder mit einem radial verlagerbaren Verteilzahnrad ständig angetrieben werden und mit der Ausgangswelle über mehrere Sätze von ständig in
Eingriff stehenden Zahnrädern in Verbindung stehen und die Zahnräder auf den Vorgelegewellen mit diesen drehfest verbunden und die Zahnräder auf der Ausgangswelle drehbar und mit ihr kuppelbar sind. Diese Getriebe, die auch als MehrfachVorgelegewellenWechselgetriebe bezeichnet werden, sind in ihrer Betriebssicherheit, Lebensdauer und Belastbarkeit stark von der Güte der Lastverteilung auf allen Vorgelegewellen abhängig.
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Akte 5253
Durch die DAS 1 031 075 ist es bekannt, das mittlere Rad einer Getriebestufe, d. h., ein Verteil bzw. ein Summenrad frei einstellbar nur durch den Zahneingriff geführt, anzuordnen. Die Drehmomentübertragung erfolgt hier durch eine radiale Verlagerung zulassende Kupplung, z. B. die in der Zeichnung dargestellte Zahnkupplung.
Auf dem gleichen Prinzip beruht die Wirkung des Lastausgleiches bei einem Zahnräderwechselgetriebe nach der deutschen Offenlegungsschrift 1 775 944. Die Drehmomentübertragung erfolgt von der Eingangswelle 241 auf das Eingangszahnrad 242 über eine Zahnkupplung mit der Muffe 246.
Wenn man berücksichtigt, daß zum vollen Ausgleich der üblichen Herstellungsgenauigkeiten ausreichend große radiale Verlagerungen des Eingangs bzw. Verteilzahnrades stattfinden müssen, so entsteht ein erhöhter axialer Platzbedarf für die Zahnkupplung, die nur dann genügend flexibel gegenüber radialen Verlagerungen ist, wenn die beim Ausgleich auftretende Schiefstellung der Zwischenwelle bzw. der Muffe in bestimmten Grenzen bleibt. Wird dagegen der Abstand der Kupplungszahnkränze mit Rücksicht auf den begrenzt verfügbaren axialen Bauraum relativ kurz gewählt, so tritt an der Zwischenwelle bzw. Kupplungshülse eine entsprechend größere
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Schiefstellung auf, die beim Umlaufen der Zahnkupplung ein axiales Aufeinanderscheuern der unter Last stehenden Zahnflanken erzwingt. Die belasteten Zahnflanken erzeugen auf diese Weise beachtliche Reibungskräfte, die den Lastausgleich behindern.
Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, für das im Oberbegriff des ersten Anspruches angegebene Getriebe eine Ausgleichseinrichtung zu schaffen, die radiale Verlagerungen des Verteilzahnrades ohne störende Reibungseinflüsse zuläßt und zugleich einen geringen axialen Platzbedarf aufweist. Diese Aufgabe wird durch Anspruch 1 gelöst.
Der dünnwandige Ausgleichsring stellt ein elastisch federndes Ausgleichsmittel dar, der durch die in Umfangsrichtung gegeneinanderversetzten inneren und äußeren tibertragungszonen und die dazwischenliegenden freien Ringsektoren radiale Verlagerungen des Verteilzahnrades zur Eingangswelle durch elastische Verformung reibungsarm ausgleichen kann. Der Ausgleichsring läßt sich innerhalb des Verteilzahnrades unterbringen und benötigt daher wenig Bauraum, insbesondere in axialer Richtung.
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Bei Verwendung von Zähnen mit Evolventenflanken nach Anspruch 2 ergeben sich Fertigungsvorteile, gute Zahnfestigkeiten und, bei mehreren Zähnen je Übertragungszone und Bauteil, ein geringer radialer Bauraum der Übertragungszone.
Bei Anordnung der Ausgleichseinrichtung nach Anspruch 3 mit insgesamt vier Übertragungszonen und parallelflankigen Zähnen entsteht zusätzlich die Wirkung einer Oldhamkupplung, die sich zu der elastischen Wirkung des Ausgleichsringes addiert und größere Radialverlagerungen erlaubt. Diese Wirkung ist auch bei einer Ausführung nach Anspruch 2 möglich, allerdings infolge der nichtparallelen Flanken nur in weit
geringerem Maße, und wenn die Übertragungszonen jeweils nur wenige Zähne umfassen.
Bei einer Ausführung nach Anspruch 4 läßt sich der Ausgleichsring mit gleichmäßiger Teilung und durchgehend gleichmäßiger Wanddicke gestalten und ermöglicht damit eine spanlose Herstellung des Ausgleichsringes, z. B. aus einem Rohrstück. Die durchgehend gleichmäßige Wanddicke des Ausgleichsringes ist auch für die Dauerhaltbarkeit dieses Teiles von Vorteil.
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Drei Ausführungsbeispiele dieser Erfindung werden schematisch anhand der Fig. 1 bis 4 dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch Eingangswelle, Ausgleichsring und Verteilzahnrad einer Ausgleichseinrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes mit Evolventenzähnen als Übertragungsmittel,
Fig. 2 eine andere Ausgleichseinrichtung in gleicher Darstellungsweise mit Parallelflanken als Übertragungsmitte 1,
Fig. 3 eine weitere Ausgleichseinrichtung in gleicher Darstellungsweise mit Nocken und Nuten als Übertragungsmittel,
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung des Zahnräderwechselgetriebes, indem die Ausgleichseinrichtungen nach Fig. 1 bis 3 angewendet werden können.
Das Zahnraderwechselgetriebe nach Fig. 1 ist im Prinzipaufbau in Fig. 4 dargestellt. Die fluchtenden Ein und Ausgangswellen 11 (22, 32) und 52 sowie mehrere, hiezu parallele
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Vorgelegewellen 53, sind radial fest gelagert. Die Vorgelegewellen 53 werden von der Eingangswelle 11 (21, 31) über einen Satz Zahnräder 12 (22, 32), 54 mit einem radial verlagerbaren Verteilzahnrad 12 (22, 32) ständig angetrieben und stehen mit der Ausgangswelle 52 über mehrere Sätze von ständig in Eingriff befindlichen Zahnrädern 55 bis 60 in Verbindung.
Die Zahnräder 55, 56, 57 sind mit den Vorgelegewellen ständig drehfest verbunden und die Zahnräder 58, 59, 60 auf der Ausgangswelle 52 drehbar und mit ihr über Schaltkupplungen 61, 62 verbindbar.
Nach Fig. 1 erfolgt der Antrieb des Verteilzahnrades von der Eingangswelle 11 über einen relativ dünnwandig gestellten Ausgleichsring 13, der über mehrere, in diesem
vinnere und zwei äußere ,
Beispiel zwei Übertragungszonen 14, 15 und 16, 17, eine drehfeste, jedoch radial nachgiebige Verbindung herstellt. Die Übertragungszonen bestehen hier aus ineinandergreifenden Zahnsegmenten mit Evolventenflanken, die sich paarweise diametral gegenüberliegen. Die inneren Übertragungszonen, Zahnsegmente 14 und 15 an der Eingangswelle 11 und dem Ausgleichsring 13, und die äußeren Übertragungszonen, Zahnsegmente 16 und 17 am Ausgleichsring 13 und dem Verteilzahnrad 12, sind abwechselnd am Umfang des Ausgleichsringes 13 verteilt.
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In diesem Beispiel ist dies in einer Weise, daß in einer 90 -Teilungsfolge innere und äußere Ubertragungszonen abwechseln, vorgesehen. Durch übertragungsfreie Ringsektoren erhält der Ausgleichsring elastische Eigenschaften und ist in der Lage, hierdurch radiale Verlagerungen des Verteilzahnrades gegenüber der Eingangswelle 11 auszugleichen. Die Zähne 14 bis 18' sind aus Herstellungsgründen Evolventenzähne.
In der Ausführung nach Fig. 2 sind die Übertragungszonen 24, 25 und 26, 27 mit parallelflankxgen Zähnen ausgeführt und ergeben durch ihre unter 90 ° gekreuzten Ausrichtungsebenen die Wirkung einer Oldhamkupplung, deren Aufnahmefähigkeit für radiale Verlagerungen zu der elastischen Verformungsfähigkeit des Ausgleichsringes 23 hinzukommt und eine kombinierte Funktion ergibt mit besonders großem Ausgleichsvermögen. Die Ausführung entspricht im übrigen derjenigen nach Fig. 1 mit einer Eingangswelle 21 und einem Verteilzahnrad 22.
In der Ausführung nach Fig. 3 mit der Eingangswelle 31 und dem Verteilzahnrad 32 ist der Ausgleichsring 33 mit umlaufend gleichbleibender Wanddicke gestaltet und weist mehrere, in diesem Fälle vier Einbuchtungen auf, von denen zwei gegenüberliegende mit ihren Innenflächen 35 in entsprechend angepaßte Nuten 54 in der Eingangswelle 31 ein-
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greifen, während die anderen beiden gegenüberliegenden Einbuchtungen mit ihren Außenflächen 36 Nuten bilden, die in entsprechend angepaßte Nocken 37 an dem Verteilzahnrad 37 eingreifen. Außerhalb der Übertragungszonen 34, 35 und 36, 37 ist ein trennender, radialer Abstand zwischen dem Ausgleichsring 33 und der Eingangswelle 31 bzw. dem Verteilzahnrad 33 vorgesehen, damit das radiale Einfedern des Verteilzahnrades 33 gegenüber der Eingangswelle 31 nicht behindert wird. Die Ausführung nach Fig. 3 ist auch dahingehend denkbar, daß der Ausgleichsring statt der Einbuchtungen entsprechende Ausbuchtungen aufweist und die Eingangswelle mit Nocken und das Verteilzahnrad mit Nuten versehen ist. Es ist außerdem selbstverständlich denkbar, mehr als je zwei Übertragungszonen am Ausgleichsring vorzusehen. Der Ausgleichsring 13 ermöglicht infolge seiner Elastizität außer einem Ausgleich radialer Verlagerungen auch noch einen Ausgleich für kleinere Winkelverlagerungen des Verteilzahnrades 12 zur Eingangswelle 11. Daher ist es auch möglich, ein Getriebe nach Anspruch 1 mit einem schrägverzahnten Verteilzahnrad auszuführen. Der Lastausgleich wird bei diesem Getriebe in erster Linie durch eine leichte Schiefestellung bzw. Taumelbewegung des Verteilzahnrades erreicht.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    (1. 'Zahnräderwechselgetriebe mit fluchtenden und radial fest gelagerten Ein- und Ausgangswellen und mehreren, hierzu parallelen, radial fest gelagerten Vorgelegewellen, bei dem die Vorgelegewellen von der Eingangswelle von einem Satz Zahnräder mit einem radial verlagerbaren Verteilzahnrad ständig angetrieben werden und mit der Ausgangswelle über mehrere Sätze von ständig in Eingriff stehenden Zahnrädern in Verbindung stehen und die Zahnräder auf den Vorgelegewellen mit diesen drehfest verbunden und die Zahnräder auf der Ausgangswelle drehbar und mit ihr kuppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Eingangswelle (11) und dem ringförmig ausgebildeten Verteilzahnrad (12) ein relativ dünnwandig gestalteter Ausgleichsring (13) angeord-
    net ist, der über mehrere Übertragungszonen (14, 15 bzw. 16, 17) die Eingangswelle (11) und das Verteilzahnrad (12) in einer Weise drehfest miteinander verbindet, daß innere Übertragungszonen (14, 15) zwischen Eingangswelle (11) und Ausgleichsring (13) und äußere Übertragungszonen (16, 17) zwischen Ausgleichsring (13) und Verteilzahnrad (12) einander abwechselnd gleichmäßig am Umfang des Ausgleichsringes (13) entlang verteilt sind und am Ausgleichsring (13) jeweils zwischen den Übertragungszonen (14, 15 und 16, 17) ein übertragungsfreier Ringsektor (18) verbleibt.
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    2. Zahnrädergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungszonen jeweils durch einen oder mehrere Zähne (14, 15 und 16, 17) mit Evolventenflanken an der Eingangswelle (11) und dem Ausgleichsring (13) bzw. dem Ausgleichsring und dem Verteilzahnrad (12) gebildet werden.
    3. Zahnrädergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt vier Übertragungszonen (24, 25 und 26, 27) im Bereich von zwei senkrecht aufeinanderstehenden Radialebenen angeordnet sind und durch gerad- und parallelflankige Zähne (24, 25 und 26, 27) bzw. Nuten gebildet werden, wobei alle Flanken einer Eingriffszone parallel zu der betreffenden Radialebene ausgerichtet sind.
    4. Zahnrädergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungszonen jeweils durch einen Nocken (35, 37) an der Eingangswelle (31) oder dem Ausgleichsring (33) oder dem Verteilzahnrad (32) und einer an diesen Nocken in etwa formschlüssig angepaßten Nut (34, 36) am jeweiligen Gegenstück gebildet werden.
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