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Befestigung von Zahnrädern kleinen Durchmessers am
Ende einer Welle
Die Erfindung betrifft eine Befestigung von Zahnrädern kleinen Durchmessers am Ende einer Welle.
Im Gegensatz zu Zahnrädern mit grossem Durchmesser kann ein solches mit kleinem Durchmesser nicht mittels einer Passfeder oder eines Keiles an einem Wellenende befestigt werden, da die zum Einlegen der Passfeder oder des Keiles im Wellenende und der Nabe des Zahnrades erforderlichen Nuten wegen der ge- ringen Stärke der Nabe und des geringen Durchmessers des Wellen, endes die mechanische Festigkeit beider Teile zu sehr vermindern würden.
Bei einer bekannten Befestigung von Zahnrädern kleinen Durchmessers am Ende einer Welle ist zwar eine Nut in der Nabe des Zahnrades dadurch vermieden, dass das Zahnrad in einen Kegel ausläuft, der in eine entsprechende kegelförmige Bohrung im nötigenfalls verdickten Ende der Welle hineinreicht. Da aber zum Verhindern einer Verdrehung des Zahnrades gegen die Welle ausser dieser kraftschlüssigen Verbindung eine formschlüssige Verbindung mittels eines Keiles vorgesehen werden muss, treten auch bei dieser Befestigung die durch die erforderlichen Nuten bedingten Nachteile auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigung von Zahnrädern kleinen Durchmessers am Ende einer Welle zu schaffen, die weder im Zahnrad noch in dem verhältnismässig dünnen Wellenende die mechanische Festigkeit vermindernde Nuten od. dgl. erfordert. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass ein in an sich bekannter Weise drehfest auf einem Wellenstück grösseren Durchmessers angeordneter, mitInnenverzahnung versehener und mitseinen Zähnen in die Enden derZähne des Zahnrades eingreifender Ring axial unverschiebbar auf einer Welle sitzt, die ein abgesetztes Ende aufweist, auf dem das aufgeschobene Zahnrad gegen axiale Verschiebung gesichert sitzt.
Ein drehfest auf einem Wellenstück grösseren Durchmessers angeordneter, mit Innenverzahnung versehener und mit seinen Zähnen in die Enden der Verzahnung des Zahnrades eingreifender Ring ist bekannt bei einer Kupplung zweier gleichachsiger, im Durchmesser verschiedener Wellenenden, bei der der mit Innenverzahnung versehene Kupplungsring auf einem mit Stirnverzahnung versehenen Mantel des Wellenendes grösseren Durchmessers axial verschiebbar sitzt und mit seiner Innenverzahnung in die Zähne des drehfest auf dem Wellenende kleineren Durchmessers angeordneten Zahnrades eingreifen kann. Bei dieser Kupplung ist jedoch die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe nicht gelöst, weil das Zahnrad auf dem Wellenende kleineren Durchmessers mittels eines Keiles od. dgl. befestigt sein muss.
Bei der Zahnradbefestigung gemäss der Erfindung erfolgt also die Übertragung des Drehmomentes nicht über die Nabe des Zahnrades und das abgesetzte Ende der Welle, sondern über den Ring von den Zähnen des Zahnrades auf den stärkeren Teil der Welle, so dass das abgesetzte Ende und die Nabe nur für die Aufnahme des vom Verzahnungsdruck hervorgerufenen Biegemomentes bemessen zu sein brauchen. Ausserdem können das abgesetzte Wellenende und die Bohrung des Zahnrades zylindrisch sein, wodurch ein insbesondere bei hohen Drehzahlen erforderlicher genauer Rundlauf des Zahnrades gewährleistet ist.
Zur drehfesten Verbindung kann der Ring auf den stärkeren Teil der Welle aufgeschrumpft sein. Er kann jedoch auch mittels einer zweiten Innenverzahnung und einer Stirnverzahnung des stärkeren Teiles der Welle mit dieser drehfest verbunden sein. In diesem Falle sind zweckmässigerweise die beiden Innenverzahnungen des Ringes in an sich bekannter Weise durch eine einzige Verzahnung gebildet, deren einer
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Teil in die Verzahnung des Zahnrades und deren anderer Teil in die Verzahnung des stärkeren Teiles der Welle eingreift.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele einer Befestigung eines Zahnrades kleinen Durchmessers am Ende einer Welle gemäss der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigen :
Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein auf einem Wellenende sitzendes Zahnrad und seine gemäss einer ersten Ausführungsform ausgebildete Befestigung, Fig. 2 einer Axialschnitt durch ein auf einem Wellenende sitzendes Zahnrad und eine gemäss einer zweiten Ausführungsform ausgebildete Befestigung, Fig. 3 einen Axialschnitt durch einen Ring gemäss der Befestigung nach Fig. 2. Fig. 4 eine Ansicht des Ringes ge- mässFig. 3, inAchsrichtung gesehen und Fig. 5 einen Axialschnitt durch ein auf einem Wellenende sitzendes Zahnrad und seine gemäss einer dritten Ausführungsform ausgebildete Befestigung.
Wie Fig. l zeigt, weist die Welle 1 ein gegenüber ihrem Lagerzapfen 2 abgesetztes, zylindri-
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5 desWellenendes 3 gehaltenensicherungsringes 6 ist das Zahnrad 4 gegenaxiales Verschieben gesichert. Zur drehfesten Verbindung mit dem Lagerzapfen 2 ist ein Ring 7 vorgesehen, dessen im übrigen zylindrische Bohrung in einer Randzone mit einer der Verzahnung des Zahnrades 4 entsprechenden Innenverzahnung versehen ist. Der Ring 7 ist in einer solchen Lage auf den Lagerzapfen 2 aufgeschrumpft, dass die Zähne 7'seiner Innenverzahnung in die Zähne 4'des Zahnrades 4 eingreifen.
Die axiale Länge des Ringes 7 kann so gewählt sein, dass er auf der dem Zahnrad 4 abge- kehrtenSeite amInnenring 8' eines Rollenlagers 8 anliegt und damit dieses auf dem Lagerzapfen 2 axial unverschiebbar festlegt. Der Ring 7 kann ferner auf der dem Zahnrad 4 zugekehrten Seite mit einem Bund 7'"zum Abziehen versehen sein.
Das in den Fig. 2-4 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten lediglich durch eine andereAusbildung derVerbindung desRinges mitdemWellenzapfen. Entsprechende Teile sind daher mit um zehn grösseren Bezugszahlen gekennzeichnet. Wie Fig. 2 zeigt, sind in den Lagerzapfen 12 zum abgesetzten Wellenende 13 hin offene, eine Stirnverzahnung bildende Längsnuten 12'eingearbeitet, in die eine Innenverzahnung bildende Zähne 17" des auch in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ringes 17 eingreifen. Diese Innenverzahnung muss so ausgebildet sein, dass derDurchmesser des die Kopfe der Zähne 17"tangierenden Kreises gleich oder grösser ist als derDurch- messer des abgesetztenWellenendes 13, damit der Ring 17 vom abgesetzten Wellenende 13 her auf den Lagerzapfen 12 aufgeschoben werden kann.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel sind, da es sich ebenfalls nur in der Ausbildung der Verbindung des Ringes mit dem Lagerzapfen vom ersten und zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet, um zwanzig bzw. zehn grössere Bezugszahlen verwendet. Wie Fig. 5 zeigt, ist der Wellenzapfen 22 neben dem als Lagersitz für das Rollenlager 28 dienenden zylindrischen Teil mit eine Stirnverzahnung bildenden Nuten 22'versehen. Die Form dieser Nuten 22'und ihre Anordnung ist so gewählt, dass sie eine Fortsetzung der Zahnlücken der Zähne 24'des Zahnrades 24 in axialer Richtung bilden.
An Stelle von zwei verschiedenen Innenverzahnungen weist der Ring 27 daher nur eine einzige Innenverzahnung auf, deren Zähne 27'auf einem Teil ihrer Länge in die Zahnlücken des Zahnrades 24 und auf einem andern Teil in die Nuten 22'des Wellenzapfen 22 eingreifen, so dass das Zahnrad 24 mit dem Wellenzapfen 22 formschlüssig verbunden ist.
Bei allen Ausführungsbeispielen kann der zum Ansetzen einer Abziehvorrichtung vorgesehene Bund des Ringes mit einem in Fig. 5 dargestellten Gewinde 29 versehen sein, das auch das Ansetzen einer mit einem Muttergewinde versehenen Abziehvorrichtung ermöglicht. Der Bund kann mindestens zwei Unterbrechungen 19'aufweisen, so dass durch die Lücken eine Bajonettabziehvorrichtung eingeführt wer- den kann. Die Herstellung der Ringe kann beispielsweise im Feinguss-, Sinter-Druckguss- oder Spritzgussverfahren erfolgen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Befestigung von Zahnrädern kleinen Durchmessers am Ende einer Welle, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein in an sich bekannter Weise drehfest auf einem Wellenstück grösseren Durchmessers
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schiebbar auf einer Welle (l, 11,21) sitzt, die ein abgesetztes Ende (3,13, 23) aufweist, auf dem das aufgeschobene Zahnrad (4, 14, 24) gegen axiale Verschiebung gesichert sitzt.