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Federndes Zahnrad.
Die Erfindung bezieht sich auf Zahnräder, die eine elastische Verdrehung des Zahnkranzes und des zugehörigen Nabenteiles zueinander gestatten. Zweck der Erfindung ist die Konstruktion eines federnden Zahnrades von besonders einfacher und dauerhafter Bauart.
Der federnde Teil des den Gegenstand der Erfindung bildenden Zahnrades besteht im wesentlichen aus einem oder mehreren vollständig innerhalb des Zahnrades liegenden, aufgeschnittenen federnden Ringen. Als besonders zweckmässig hat sich ein einzelner Ring erwiesen, bei dem durch Ausschneiden eines Sektors Stützflächen geschaffen sind, die innerhalb des Zahnrades so gelagert sind, dass die bei der Übertragung des Drehmomentes auftretenden tangentialen Kräfte an diesen Stützflächen angreifen und eine Zusammendrückung der Feder bewirken.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen radialen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. während Fig. 2 einen zugehörigen Axialschnitt darstellt.
Das federnde Zahnrad besteht aus einem Zahnkranz a und einem von diesem getrennten, auf die Welle aufgekeilten Nabenteil b. Zwischen beiden Teilen ist ein aufgeschnittener federnder Ring c angeordnet. Der Zahnkranz ruht einerseits auf der zylindrischen Aussenfläche eines Flansches & s, der auf der einen Stirnseite des Nabenteiles b angebracht ist, und anderseits auf der zylindrischen Oberfläche eines auf der andern Stirnseite des Zahnrades angeordneten Halteringes d. Er ist auf seiner Innenseite mit einem Ansatz ar (Fig. 1) versehen, durch welchen im Zusammenwirken mit dem Flansch bs und dem Haltering d eine axiale Verschiebung des Zahnkranzes a in bezug auf den Nabenteil b verhindert wird.
Der Ansatz al ragt in eine Kammer e hinein, die von dem Zahnkranz a, dem Nabenteil b mit seinem Flansch b2 und dem Haltering dallseitig umschlossen wird. In dem Nabenteil b ist eine Öffnung f angebracht, durch welche die Kammer e mit einem ringförmigen Hohlraum g des Nabenteiles in Verbindung stehen kann. Die Öffnung f hat den Zweck, der Kammer e Schmieröl zuzuführen. Der innerhalb der Kammer e liegende federnde Ring c stützt sieh mit seinen Endflächen Cl und es auf die Endflächen des Ansatzes al an der inneren Oberfläche des Zahnkranzes a und gleichzeitig auf die Endflächen des Ansatzes bl an der äusseren Oberfläehe des Nabenteiles b. Der Ansatz al ist so geformt, dass die Enden der Feder e in geringem Abstande von der Innenfläche des Zahnkranzes a gehalten werden.
Wenn das Zahnrad zusammengesetzt ist und alle Teile sich in ihrer normalen Stellung befinden, liegt der den Endflächen Cl und c2 der Feder c und den Ansätzen ar. bl diametral gegenüberliegende Teil Ca der Feder an der Innenfläche des Zahnkranzes a an.
Eine der hervorstechendsten Eigenschaften des Erfindungsgegenstandes ist die Leichtigkeit, mit welcher man das federnde Zahnrad zusammensetzen kann. Um dies zu bewirken. legt man zunächst den federnden Ring c in den Zahnkranz a hinein und bringt seine Endflächen Ci und c2 zur Anlage mit dem Ansatz al. Darauf können Zahnkranz a und federnder Ring c in solcher Stellung auf den Nabenteil
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Nabenteiles legen. Hienach wird der Haltering cl an seine Stelle gebracht, wodurch der federnde Ring e in seiner Kammer e völlig eingeschlossen und zugleich der Zahnkranz a au jeder seitlichen Verschiebung gehindert ist.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist kurz folgende : Wenn durch ein mit dem Zahnkranz in Eingriff stehendes Ritzel ein Drehmoment auf den Zahnkranz ausgeübt wird, so wird dieses Drehmoment durch den Zahnkranz a, den Ansatz al und den federnden Ring c auf den Ansatz bl und damit auf den Nabenteil b übertragen. Wirkt das Drehmoment im Sinne des Uhrzeigers, so stützt sieh der Ansatz al auf die Endfläche C2 des Ringes e, dessen andere Endfläche Cl sich gleichzeitig gegen den Ansatz bl des Nabenteiles b legt. Wirkt dagegen das Drehmoment im entgegengesetzten Sinne, so legt
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den Ansatz bl des Nabenteiles b.
Wenn das federnde Zahnrad derart auf Drehung beansprucht wird, so gestattet der federnde Ring c dem Zahnkranz a in tangentialer Richtung in bezug auf den Nabenteil b nachzugeben, wobei sich der federnde Ring etwas öffnet und mit seinen Ansätzen al, bl diametral gegenüberliegenden Teil mehr als bisher an die Innenfläche des Zahnkranzes a anlegt. Infolge dieser elastischen Deformation des Ringes c verkürzt sich die wirksame Länge der Feder, da sich der an der Innenfläche des Zahnkranzes anliegende Teil nicht weiter ausbiegen kann. Die Wirkung dieser Verkürzung der Feder ist eine ansteigende Charakteristik derselben, d. h., die Feder setzt einer im Sinne ihrer Ausbiegung wirkenden Kraft einen mit dieser Ausbiegung steigenden Widerstand entgegen.
Eine mit einer derartigen Charakteristik versehene Feder ist aber besonders geeignet, Schwingungen zu dämpfen, und da die Ausbiegung im Verhältnis zu der bei hohen Drehmomenten auftretenden Beanspruchung verhältnismässig klein ist, so sind keinerlei starre Verbindungen oder Anschläge notwendig :
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Zahnkranzes a des Flansches b2 und des Halteringes d.
Es lässt sich leicht einrichten, dass das beschriebene Zahnrad in den verschiedensten Grössen angefertigt wird, ohne dass an der Grösse des Nabenteiles, der Feder und des Halteringes irgend etwas geändert wird. Dies wird dadurch ermöglicht, dass man lediglich die Dicke des Zahnkranzes verändert.
Aus dem vorstehenden ist ohne weiteres ersichtlich, dass das federnde Zahnrad gemäss der Erfindung einen mechanisch sehr einfachen Aufbau und ausserdem eine erhebliche Dauerhaftigkeit besitzt und dass es im Betriebe stossfrei und geräuschlos arbeitet. Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Zahnrades ist seine billige Herstellung und seine bequeme Zerlegbarkeit. Bei grosser Breite des Zahnrades wird der federnde Ring zweckmässig in axialer Richtung unterteilt.
Ganz besonders wertvoll erscheint der Umstand, dass das federnde Element des Zahnrades eine ansteigende Charakterisitik hat, die sich in einer sanft geschwungenen Kurve ausprägt.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Federndes Zahnrad mit einem zwischen Kranz und Nabenteil angeordneten drehend federnden, aufgeschnittenen Ring, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser des mit seinen beiden Endflächen (Cl' (2) sich auf entsprechende Ansätze (al, bJ des Kranzes (a) und des Nabenteiles (b) stützenden Ringes (e) in bezug auf den Innendurchmesser des Kranzes (a) so bemessen ist, dass der Ring (e) mit seiner Aussenfläche an einer Stelle der Innenfläche des Kranzes (a) anliegt, die den Ansätzen (tl' b1) diametral gegenüberliegt.