DE2406076C2

DE2406076C2 - Zahnradgetriebe mit Spielausgleich

Info

Publication number: DE2406076C2
Application number: DE2406076A
Authority: DE
Inventors: René Pierre Ornesson Benzoni; Louis Chambourcy Bourgine; Jean Henri Rueil Malmaison Fieuzal
Original assignee: L'etat Francais Represente Par Le Delegue General Pour L'armement 75997 Paris; Direction General pour lArmement DGA
Current assignee: Giat Industries SA
Priority date: 1973-03-14
Filing date: 1974-02-08
Publication date: 1984-03-15
Also published as: GB1465782A; IT1006744B; DE2406076A1; FR2221981A5; US3889549A; CH578698A5; SE394502B

Description

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Die Erfindung betraft ein Zahnradgetriebe mit Spielausgleich, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Zahnradgetriebe ist aus der US-PS 28 95 342 bekannt. Es dient zu Übertragung eines Antriebsdrehmomentes auf ein zu justierendes Bauteil, z. B. eine Antenne. Es umfaßt zwei gleichzeitig mit einem Zahnkranz kämmende Zahnräder, die ihrerseits beide mit einem zwischen ihnen angeordneten Ritzel *o kämmen. Die Achse des Ritzels ist unter dem Einfluß einer rechtwinklig zu ihr wirkenden Kraft parallel zu sich verschiebbar. Die Parallelverschiebung des Ritzels wird durch einen Steuerzylinder vorgenommen. Ein Antriebsmotor, der wahlweise in der einen oder in der -»5 anderen Richtung arbeitet, kann ein beliebiges der vier Elemente des Zahnradgetriebes antreiben, also den Zahnkranz, eines der Zahnräder oder das Ritzel. Ebenso kann ein beliebiges Element des Zahnradgetriebes das getriebene Element sein. Durch eine hydraulische Steuereinrichtung wird das Ritzel stets in einer solchen Stellung gehalten, daß das Spiel zwischen Zahnrädern und Zahnkranz, insbesondere beim Wechsel des Drehsinns, ausgeglichen wird. Der das Ritzel bewegende hydraulische Zylinder muß dabei einen erheblichen Druck liefern, da auf das Ritzel durch das treibende Zahnrad ein tangentialer Druck ausgeübt wird, der von dem Ritzel überwunden werden muß. Um den zum Spielausgleich erforderlichen Druck mit Sicherheit aufzubringen, enthält die hydraulische Steuereinrichtung einen geschlossenen Regelkreis.

Es wurde auch bereits ein Zahnradgetriebe vorgeschlagen, das zwei mit entgegengesetztem Drehsinn arbeitende Antriebsmotore aufweist, von denen jeweils einer das zu justierende Bauteil in einem Drehsinn antreibt, während der andere wirksam wird, um das zu justierende Bauteil mit dem anderen Drehsinn anzutreiben. Eine solche Anordnung eignet sich insbesondere für die Einstellung von Geschütztürmen, die stationär oder auf einem Fahrzeug montiert sind. Zum Spielausgleich des verwendeten Zahnradgetriebes werden die beiden Antriebsmotore so gesteuert daß sie ein das Spiel aufhebendes Rückholmoment entwickeln. Wenn das zu justierende Bauteil nicht verstellt wird, werden die beiden Antriebsmotore so angesteuert, daß sie zwei einander entgegengesetzte Rückholmomenio entwikkeln. Wenn das Bauteil in der einen Richtung verdreht werden soll, wird der entsprechende Antriebsmotor in dieser Richtung so gesteuert daß er ein Nennmoment entwickelt das diese Drehung bewirken kann, während der andere Antriebsmotor so gesteuert wird, daß er ein Rückholmoment entwickelt welches der Drehbewegung des Bauteils entgegenwirkt Die Antriebsmotoren müssen aber ständig mit einer geringen Leistung gespeist werden, um das für den Spielausgleich erforderliche Rückholmoment zu entwickeln. Wenn als Antriebsmotoren Elektromotoren verwendet werden, so müssen diese ständig mit einer geringen Spannung gespeist werden. Wenn das zu justierende Bauteil nicht verstellt wird, müssen die beiden Rückholmomente unter Berücksichtigung der Reibungskräfte so gewählt werden, daß kein Antrieb des Bauteils in der einen oder in der anderen Richtung stattfindet Die Einhaltung dieser Bedingung erfordert die Anwendung eines komplizierten und empfindlichen Steuersystems.

Zwar könnte die ständige Speisung der beiden Antriebsmotoren entfallen, wenn eine Anordnung nach der eingangs erörterten US-PS 28 95 342 verwendet würde; dann wäre jedoch zur Verstellung des zwischen den Zahnrädern angeordneten Ritzels ein durch einen Regelkreis gesteuerter Hydraulikzylinder erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zahnradgetriebe der eingangs genannten Art so auzubilden, daß das zwischen den Zahnrädern angeordnete Ritzel die zum Spielausgleich erforderliche Stellung selbsttätig einnimmt so <Jaß ein aufwendiges hydraulisches Steuersystem entfallen kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Zahnradgetriebe kann die Kraft, die zur Verstellung des Ritzels auf dessen Achse einwirkt, durch eine einfache Druck- oder Zugfeder geliefert werden. Das Ritzel nimmt selbsttätig zwischen den beiden Zahnrädern, mit denen es kämmt, die zum Spielausgleich erforderliche Lage ein.

Das erfindungigemäße Zahnradgetriebe mit Spielausgleich ist besonders geeignet zum Antrieb eines Geschützturms, der durch eine Schußleiteinrichtung gesteuert wird. Die von dieser Schußleiteinrichtung gelieferten Winkelbewegungsbefehle werden nämlich getreu ohne die Fehler ausgeführt, die durch Spiel erzeugt würden, die sich nämlich zu den diesen Befehlen entsprechenden Werten addieren oder subtrahieren würden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die beanspruchten Maßnahmen zum Spielausgleich führen in die kinetische Kette des Zahnradgetriebes, die den Antrieb des zu justierenden Bauteils gewährleistet nur sehr geringe Reibung ein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Zahnradgetriebes,

Fig.2 eine schematische Darstellung einer anderen

Ausführungsform des Zahnradgetriebes,

F i g. 3 eine Abwandlung der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform und

F i g. 4 ein Zahnradgetriebe gemäß der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform, das jedoch zwischen den treibenden Zahnrädern und dem Zahnkranz Gruppen von UntersetzMngsrädem besitzt

Die F i g. 1 und 2 zeigen ein Zahnradgetriebe mit Spielausgleich.

Dieses Getriebe versetzt ein Bauteil 1, das aus einem Geschützturm besteht, in der einen oder der anderen Richtung in Drehung. Dieser Geschützturm trägt eine Waffe und/oder beherbergt eine Waffe (nicht dargestellt).

Das Getriebe besitzt zwei Antriebsmotore mit entgegengesetzten Drehrichtungen, die nur mit ihrer Antriebswelle 2a bzw. 26 dargestellt sind.

Die eine oder die andere der beiden Antriebswellen 2a und 26 treibt das Bauteil 1 in der gewünschten Drehrichtung an.

Zum Spielausgleich sind zwei Zahnräder 3.? und Zb drehfest mit den beiden Antriebswellen 2a und Ib verbunden. Beide Zahnräder 3a, 3b kämmen mit einem Zahnkranz 4, der die Drehung des Bauteils 1 bewirkt. Ein Ritzel 5 ist mit den beiden Zahnrädern 3a und 3b in Eingriff und ist frei drehbar auf einer beweglichen Welle 6 montiert, die parallel zu sich selbst in einer Bewegungsebene verschiebbar ist, die zu der durch die Achsen der beiden Zahnräder 3a und 3b gelegten Ebene senkrecht ist. Ferner sind Einrichtungen zum Ausüben einer Kraft F auf die bewegliche Welle 6 des Ritzels 5 vorgesehen, wobei diese Kraft senkrecht zu dieser Welle wirkt und in der erwähnten Bewegungsebene verläuft

Wenn die beiden Zahnräder 3a und 3b denselben « Durchmesser aufweisen, so läuft die Bewegungsebene der Achse des Ritzels durch die Achse des Zahnkranzes 4.

Bei den -n den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen sind die beiden Zahnräder 3a und 36 direkt mit dem Zahnkranz 4 in Eingriff.

Bei dem in F i g. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Zahnräder 3a und 3b mit dem Zahnkranz 4 über Gruppen von Untersetzungsrädern 7a, Sa bzw. 7b, Sb in Eingriff.

Hinsichtlich der Stellung des Zahnkranzes 4 zu den Zahnrädern 3a und 3b kann eine Anordnung, bei der der Zahnkranz 4 eine Außenverzahnung hat (Fig. I und 2), oder eine Anordnung, b-i der der Zahnkranz 4 eine Innenverzahnung hat (F i g. 3), benutzt werden. ⁵"

Wenn de' Zahnkranz 4 eine Außenverzahnung hat, so sind die beiden Antriebsmotore auf einem feststehenden Halter montiert, der außerhalb des Bauteils 1 vorgesehen ist, und der Zahnkranz 4 ist drehfest mit dem Bauteil 1 (z. B. mit dem Geschützturm) verbunden.

Wenn der Zahnkranz 4 eine Innenverzahnung hat, können die beiden Antriebsmotore auf dem Bauteil 1 (z. B. auf dem Geschützturm) montiert sein, wobei der Zahnkranz 4 drehfest ausgebildet ist.

Dank der Kraft F. die auf die bewegliehe Welle 6 ausgeübt wird, und bei entsprechender Wahl der Richtung dieser Kraft F und des Drehsinns der Antriebswellen 2a und 2b, sind die Angriffsflanken der Verzahnungen aller antreibenden Zahnräder mit den Angriffsflanken der Verzahnungen der angetriebenen Zahnräder in Kontakt.

In Fig. 1 wird angenommen, daß die Kraft Fbestrebt ist, die bewegliche Welle 6 des Ritzels 5 dem Zahnkranz 4 zu nähern. Hierbei muß die Drehrichtung der linken Antriebswelle la die mit dem Pfeil H₃ angegebene Drehrichtung (entgegen dem Uhrzeigersinn) sein, und die Drehrichtung der rechten Antriebswelle Ib muß die mit dem Pfeil H_b angegebene Drehrichtung (Uhrzeigersinn) sein.

In Fig. 1 sind die in Eingriff stehenden Zähne der einzelnen Zahnräder in Ruhestellung dargestellt Wenn also die Antriebswelle 2a in Richtung des Pfeils H_a betätigt wird, so sind die Angriffsflanken 9a der Verzahnungen des Zahnrades 3a mit den Angriffsflanken 10a der Verzahnungen des Zahnkranzes 4 in Kontakt Wenn die Antriebswelle 26 in Richtung des Pfeils H_b betätigt wird, sind die Angriffsflanken 9b der Verzahnungen des Zahnrades 3b mit den Angriffsflanken 106 der Verzahnungen des Zahnkranzes 4 in Kontakt.

In F i g. 2- wird angenommen, daß die Kraft Fbestrebt ist, die bewegliche Welle 6 des R-jsels 5 von dem Zahnkranz 4 zu entfernen. Hierbei muß die Drehrichtung der linken Antriebswelle 2a die mit dem Pfeil G₃ angegebene Drehrichtung (Uhrzeigersinn) und die Drehrichtung der rechten Antriebswelle 26 die mit dem Pfeil G₀ angegebene Drehrichtung (entgegen dem Uhrzeigersinn) sein.

In F i g. 2 sind die in Eingriff stehenden Zähne der einzelnen Zahnräder in Ruhestellung dargestellt. Wenn also die Antriebswelle 2a in Richtung des Pfeils G₃ betätigt wird, so sind die Angriffsflanken 9a der Verzahnungen des Zahnrades 3a mit den Angriffsflanken 10a der Verzahnungen des Zahnkranzes 4 in Kontakt Wenn die Antriebswelle 26 in Richtung des Pfeils Gb betätigt wird, sind die Angriffsflanken 96 der Verzahnungen des Zahnrades 36 mit den Angriffsflanken 106 der Verzahnungen des Zahnkranzes 4 in Kontakt.

Die Einrichtungen zum Ausüben einer Kraft Fsaf die bewegliche Welle 6 des Ritzels 5 können zweckmäßigerweise aus mindestens einer Feder 11 bestehen, die zwischen einem feststehenden Anschlag ^(gegebenenfalls verstellbar) und der beweglichen Welle 6 eingesetzt ist. Zwischen der Feder 11 und der beweglichen Welle 6 ist im allgemeinen ein gabelförmiger Halter 13 vorgesehen.

Bei den in den Fig. 1, 3, und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Kraft F bestrebt, die bewegliche Welle dem Zahnkranz 4 zu nähern. Die Feder 11 ist also eine Druckfeder.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kraft F bestrebt, die bewegliche Welle 6 von den Zahnkranz 4 zu entfernen. Die Feder 11 ist also eine Zugfeder.

In jedem Fall muß diese Feder 11 eine Kraft ausüben, die gerade größer ais die Reibungskräfte sein kann, die in den das Ritzel 5 und die beiden Zahnräder 3a und 36 haltenden Lagern auftritt. Bei der Umkehrung der Drehrichtung des Bauteils 1 oder bei dem Anfahren (d. h. unter den Bedingungen, bei denen das zu übertragende Moment am größten ist) tritt nämlich keine Gegenkraft auf, die bestrebt wäre, des Ritzel 5 entgegen der Kraft F, die auf seine bewegliche Welle 6 ausgeübt wird, zu nähern oder zu entfernen.

Die Starrheit der Übertragung ist also von der auf die bewegliche Welle 6 ausgeübten Kraft vollständig unabhängig.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zahnradgetriebe mit Spielausgleich zur Obertragung eines Antriebsdrehmoraentes auf ein zu justierendes Bauteil über einen Zahnkranz mit zwei mit diesem direkt oder über Zwischenräder in Eingriff stehenden Zahnrädern und einem zwischen diesen angeordneten, mit beiden kämmenden Ritzel, dessen Achse unter dem Einfluß einer rechtwinklig zu ihr wirkenden Kraft parallel zu sich vorschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der mit dem Zahnkranz (4) in Eingriff stehenden Zahnräder (3a, 3b) drehfest mit einem ihm zugeordneten Antriebsmotor verbunden ist, von denen der eine nur in der einen Richtung und der andere nur in der entgegengesetzten Richtung antreibt

2. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1 mit einer zwischen der beweglichen Achse und einem Anschlag angeordneten Zug- oder Druckfeder. dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag feststehend und einstellbar ausgebildet ist.

3. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Zahnkranz eine innenverzahnung aufweist und drehfest ist und daß die beiden Antriebsmotore awf dem Bauteil montiert sind.