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Zahnradgetriebe rnit Leistungsverzweigung Die Erfindung bezieht sich
auf ein Zahnradgetriebe mit Leistungsverzweigung und zentral gelegener Antriebswelle
und mit dieser fluchtenden getriebenen Welle, bei der die auf den Zwischenwellen
angeordneten Zwischenzahnräder um das Antriebsritzel angeordnet sind, wobei sich
die Zahnräder sowohl gegenseitig als auch das Hauptzahnrad überlappen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem Getriebe der vorerwähnten
Bauart, bei dem zwischen Abtriebs- und Zwischenwelle Stirnräder und zwischen Zwischenwelle
und Antriebswelle ruhig laufende, die Antriebswelle von Axialdruck entlastende Schrägzahnräder
verwendet werden, ein größtmögliches Übersetzungsverhältnis bei kleinstmöglichen
Abmessungen des Getriebegehäuses zu erzielen.
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Es sind zweistufige Zahnradgetriebe bekannt, bei denen die Abtriebswelle
als Hohlwelle ausgebildet ist, die innerhalb des Getriebegehäuses ein relativ großes
Hauptstirnzahnrad zur Übersetzung ins Langsame trägt, in das von unten ein weiteres
Stirnzahnritzel eingreift. Diese Getriebe haben aber nicht den durch die Erfindung
erzielten Vorteil der gedrängten Bauart bei besonders ruhigem Lauf, da bei ihnen
eine Zwischenwelle und eine Antriebswelle nebeneinander angeordnet sind und etwa
den gleichen Abstand von der Abtriebswelle haben.
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Es ist ferner ein zweistufiges Stirnradgetriebe bekannt, bei dem ein
schnell laufendes Doppelritzel ein langsam laufendes, koaxial zum Ritzel angeordnetes
Doppelrad über sechs Zwischenwellen antreibt. Die axiale Erstreckung dieses Getriebes
ist aber relativ groß, denn die auf den Zwischenwellen sitzenden Räder liegen auf
einer Seite des Doppelrades.
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Das neue Getriebe ist demgegenüber dadurch gekennzeichnet, daß die
sich selbst und das mit Stirnverzahnung versehene Abtriebszahnrad überlappenden
schrägverzahnten Räder auf entgegengesetzten Seiten des Abtriebszahnrades und eng
neben diesem angeordnet sind, wobei die größtmögliche Entfernung zwischen zwei Punkten
der Untersetzungsräder ungefähr nicht wesentlich größer als der Durchmesser des
Abtriebsrades ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden Teil der Beschreibung
an Hand von Zeichnungen beschrieben: In den Zeichnungen ist Fig. 1 eine Vorderansicht
des Getriebes bei abgenommenem Getriebegehäusedeckel mit der Zahnräderanordnung
des Untersetzungsgetriebes in Ansicht, Fig. 2 ein Schnitt nach Linie 2-2 der Fig.
1, gesehen in Richtung der Pfeile; Fig. 3 eine Vorderansicht des Getriebegehäuses,
Fig.4 eine Unteransicht der Getrieberäderanordnung, Fig. 5 eine Seitenansicht des
Getriebes mit einem daran befestigten Haltegestänge, Fig. 6 eine der Fig. 4 entsprechende
Unteransicht einer abgeänderten Getrieberäderanordnung mit Schrägzahnrädern und
den zugehörenden Schrägzahnritzeln, Fig.7 ein Schnitt des unteren Abschnittes eines
den vorhergehenden Aufbauten ähnlichen Getriebes, bei dem jedoch die Schrägzahnräder
unmittelbar auf der Antriebswelle geformt sind, die in ihren den Längsdruck nicht
aufnehmenden Lagern verschiebbar ist.
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In der Stirnwand und Rückwand des Getriebegehäuses 1 (Fig. 1 bis 5)
sind Wälzlager für die Zahnradwehen des Getriebes befestigt. In der dargestellten
besonderen Ausführung weist jede Wand vier kreisförmige Bauteile oder Ringe 2, 3,
4 und 5 auf, die die Wellenlager enthalten und die in Bohrungen der Gehäusewände
eingepaßt sind. Diese Ausführung erleichtert die Herstellung des Getriebegehäuses
und den Zusammenbau der darin befindlichen Einrichtung. Das Getriebegehäuse ist
quer zu den darin befindlichen Wellen unterteilt und seine sich ergänzenden Abschnitte
sind unter Zwischenlage einer Dichtung mit Schraubenbolzen gegenseitig verbunden.
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Eine in den Lagern 8 gelagerte Büchse 7 bildet die hohle Abtriebswelle,
die auf eine zu treibende Welle (nicht dargestellt) dicht aufgepaßt und aufgekeilt
werden
soll. Zur Aufnahme der Axialschübe wird das Gehäuse in fester
Stellung entweder von einem Haltegestänge gehalten, oder das Getriebegehäuse wird
an einem ortsfesten Bauteil des mit dem Getriebe auszurüstenden Motors befestigt.
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Die die Abtriebswelle bildende Büchse 7 durchsetzt die Stirnwand und
Rückwand des Gehäuses und ragt über diese Wände in fluchtenden Öffnungen hinaus,
die bei der gezeigten Ausführung von Bohrungen der Ringe 2 gebildet werden, in die
die Lager 8 eingesetzt sind. Auf den vorspringenden Stirnabschnitten dieser Büchse
8 sind Klemmringe 9 abnehmbar befestigt. Radiale Setzschrauben 10 sind in Gewindelöcher
der Klemmringe 9 eingeschraubt und ragen locker in Bohrungen der Endabschnitte dieser
Büchse ein. Durch Anziehen der Schrauben an die zu treibende Welle werden die Endabschnitte
der Büchse mit der zu treibenden Welle fest verbunden.
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Auf der Büchse 7 ist ein Zahnrad 12 verhältnismäßig großen Durchmessers
befestigt, das von zwei Zwischenritzeln 13 und 14 angetrieben wird, die an der Unterseite
des Hauptzahnrades 12 in dieses Zahnrad eingreifen. Die Zwischenritze113 und 14
haben gleiche Formen und gleiche Abmessungen und stehen mit dem Hauptzahnrad 12
in gleicher Weise im Eingriff. Die Zwischenritzel werden in gleicher Richtung und
mit gleicher Drehzahl von der nachstehend beschriebenen Vorrichtung angetrieben.
Die Wellen 15 und 16 dieser Ritzel, nachstehend mit Zwischenwellen bezeichnet, sind
in Drucklagern 17 und 18 gelagert, die bei der dargestellten Ausführung in die Ringe
3 bzw. 4 eingesetzt sind.
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Im unteren Abschnitt des Getriebegehäuses ist eine parallel zur Abtriebswelle
und den erwähnten Zwischenwellen angeordnete Antriebswelle 20 in den Lagern 21 der
Ringe 5 gelagert. Diese Antriebswelle 20 wird über eine beliebige Antriebsvorrichtung,
z. B. einen Riemenantrieb, einen Mehrriemenantrieb oder einen Kettenradantrieb,
von einem ortsfesten Motor angetrieben.
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Die Antriebswelle 20 trägt zwei schrägverzahnte Ritzel23 und 24, die
unter sich gleich sind, deren Zähne jedoch entgegengesetzte Schrägen haben. Diese
schrägverzahnten Ritzel stehen im Eingriff mit den Schrägzahnrädern 25 und 26, deren
Zähne ebenfalls entgegengesetzte Schrägen haben und mit den Zähnen der schrägverzahnten
Ritzel kämmen. Die Schrägzahnräder 25 und 26 sind auf den Wellen 15 und 16 der in
das Hauptzahnrad 12 eingreifenden Zwischenritzel 13 und 14 aufgekeilt.
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Das Untersetzungsgetriebe besteht daher aus zwei unter sich gleichen
Rädertrieben, die ein gemeinsames getriebenes Zahnrad 12 auf der hohlen Abtriebswelle
7 aufweisen.
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In dem dargestellten Getriebe sind die Schrägzahnritze123 und 24 aus
einer axial beweglichen oder »schwebenden« Büchse 27 herausgearbeitet, die auf der
Antriebswelle 20 gleitet und mit einer Keilverzahnung28 auf dieser Welle gegen Verdrehung
gesichert ist. Beim Arbeiten nehmen die schwebende Büchse 27 und die beiden mit
ihr verbundenen schrägverzahnten Ritzel23, 24 selbsttätig eine Stellung ein, in
der die entgegengesetzt gerichtete Axialscheibe auf diese beiden schrägverzahnten
Ritzel einander ausgleichen, wodurch auch der Druck auf die Zähne der Schräg- i
zahnräder 25, 26 ausgeglichen wird. Die beiden Rädergetriebe 25, 23, 13, 12 und
26, 24, 14, 12 arbeiten naturgemäß gleichzeitig, so daß bei jedem Umlauf der Antriebswelle
20 entsprechende Zähne der Zwischenritzel13 und 14 gleichzeitig eingreifen und mit
gleich großem Druck mit Zähnen des getriebenen Zahnrades 12 zusammenarbeiten. Die
auf das Getriebe übertragene Leistung wird also auf die beiden Rädergetriebe gleichmäßig
verteilt. Die Leistungsaufnahme des Getriebes ist, abgesehen von den Reibungsverlusten,
nahezu doppelt so groß wie die Leistungsaufnahme jedes einzelnen Rädergetriebes.
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Die Zahnbreiten der Schrägzahnräder 25 und 26 sind kleiner als die
Zahnbreiten der schrägverzahnten Ritzel 23 und 24, so daß eine Axialbewegung der
Ritzel zum Ausgleich der Zahndrücke möglich ist, während ein Zusammenarbeiten der
Ritzelzähne mit den Zähnen der Zahnräder 25 und 26 auf der gesamten Breite dieser
Zahnräder 25 und 26 gesichert ist. Die Erfindung ermöglicht daher die Verwendung
von verhältnismäßig schmalen schrägverzahnten Rädern, wie dies zum gedrängten Aufbau
des Getriebes und zur leichteren Herstellung erwünscht ist.
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Da die Leistung zwischen zwei Rädergetrieben geteilt wird, können
die ineinandergreifenden Zähne des Hauptzahnrades 12 und der Zwischenritzel 13 und
14 sowie die ineinandergreifenden Zähne der Schrägzahnräder 25, , 26 und der schrägverzahnten
Ritzel 23, 24 geringere Größe und Festigkeit haben, als dies bei einem üblichen
Getriebe erforderlich ist, das nur ein einziges Rädergetriebe von gleichwertiger
oder vergleichbarer Leistungsaufnahme aufweist.
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Wenn beim Zusammenbau des Getriebes die schrägverzahnten Ritzel 23
und 24 mit ihren zugehörenden Schrägzahnrädern 25 und 26 nicht richtig im Eingriff
stehen, bewirkt eine kleine Drehung der Antriebswelle eine Axialbewegung dieser
Ritzel, bis beide Ritzet infolge der Schraubenwirkung mit den Zahnrädern 25, 26
richtig kämmen.
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Erwünscht ist ein Getriebe mit einer gedrängt zusammengefaßten Räderanordnung
in einem Gehäuse, dessen Breite nicht oder nur wenig größer ist als die zum Unterbringen
des Hauptzahnrades 12 erforderliche Breite. Eine derartige Ausführung findet sich
in dem dargestellten Getriebe, bei dem das Getriebegehäuse und die Räderanordnung
symmetrisch zu einer Mittellinie liegen, die mit den Achsen der Antriebswelle und
der Abtriebswelle zusammenfällt. Die Zwischenwellen 15 und 16 sind an gegenüberliegenden
Seiten dieser Ebene so angeordnet, daß die Zwischenritzel 13 und 14 in das Zahnrad
12 auf dessen Unterseite eingreifen. Die Schrägzahnräder 25 und 26, die bei dieser
Ausführung auf gegenüberstehenden Seiten des Zahnrades 12 und eng neben dem Zahnrad
12 angeordnet sind, haben einen solchen Durchmesser und nehmen eine solche Stellung
ein, daß die Breite der Vorrichtung an der durch die Achsen der Zwischenwellen gelegten
Ebene nicht breiter ist als ungefähr der Durchmesser des Hauptzahnrades 12.
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Die vier parallelen Wellen der dargestellten Ausführung können als
die Spitzen eines gedachten Spitzkaros angesehen werden, das entsteht, indem Linien
von den Mitten der Antriebswelle und der Abtriebswelle zu den Mitten der Zwischenwellen
gezogen werden. Die von den Mitten der Abtriebswelle 7 zu den Mitten der Zwischenwellen
gezogenen Linien schließen zwischen sich einen spitzen Winkel ein, der vorzugsweise
kleiner als 45° ist.
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In den Fig. 3- und 5 ist der Teil eines Gestänges 30 dargestellt,
der das Getriebegehäuse in fester Stellung
hält, wenn das aufgesetzte
Getriebe zum Antrieb einer Welle benutzt wird. Das Gestänge 30 weist einen gabelförmigen
Bügel 39. auf, der den unteren Teil des Getriebegehäuses beidseitig umfaßt und mit
dem Gehäuse über einen nahe der Mitte des Gehäuses vorhandenen Schraubenbolzen 32
verbunden ist.
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Bei der in Fig. 6 dargestellten abgeänderten Ausführungsform sind
die Schrägzahnräder 25a, 26a
und die mit ihnen im Eingriff stehenden schrägverzahnten
Ritzel 23a, 24a nicht an gegenüberstehenden Seiten des Hauptzahnrades 12, sondern
an derselben Seite des Hauptzahnrades 12 angeordnet.
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Eine andere Ausführung ist in Fig. 7 dargestellt, bei der die schrägverzahnten
Ritzel 23b und 24b nicht auf einer axial beweglichen Büchse, sondern unmittelbar
mit der Antriebswelle 20 aus einem Stück bestehen, die in diesem Falle in
axialdruckfreien Wälzlagern 21 b gelagert ist, so daß eine für die Zwecke der Erfindung
notwendige Axialbewegung der Welle und der darauf befindlichen Ritzel erfolgen kann.
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Einzelheiten des dargestellten Getriebes können zur Anpassung an verschiedene
Betriebsverhältnisse und Erfordernisse auf verschiedene Weise geändert werden.