AT252674B - Zur Aufnahme des Achsdruckes geeignete (lasttragende) Abrollverzahnung - Google Patents

Zur Aufnahme des Achsdruckes geeignete (lasttragende) Abrollverzahnung

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AT252674B
AT252674B AT329365A AT329365A AT252674B AT 252674 B AT252674 B AT 252674B AT 329365 A AT329365 A AT 329365A AT 329365 A AT329365 A AT 329365A AT 252674 B AT252674 B AT 252674B
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Othmar Matzke
Richard Dipl Ing Woksch
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Othmar Matzke
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Description


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  Zur Aufnahme des Achsdruckes geeignete (lasttragende)
Abrollverzahnung 
Die normalen Verzahnungen, seien es nun Zahnrad- oder Zahnstangentriebe, sind dafür eingerichtet, Dreh- oder Schiebebewegungen mit mehr oder minder grossen Drehmomenten zu übertragen, wobei stets dafür gesorgt ist, dass die eigentliche Verzahnung (bzw. ihre Elemente) von Achsdrücken freigehalten wird, so dass die Verzahnungselemente nur für ein einwandfreies gegenseitiges Abrollen unter günstigster Aufnahme der aus dem Drehmoment resultierenden Umfangskraft ausgebildet zu werden brauchen. Daraus ergeben sich dann auch die bekannten Zahnformen insbesondere mit   Zykloiden- und   Evolventenflanken. 



   Jedenfalls muss bei diesen Verzahnungen durch entsprechende Lagerung bzw. Führung der die Verzahnungselemente (Zahnkörper)   tragendenRäder bzw. Stangen (derTräger)   für die Einhaltung eines bestimmten Achsabstandes gesorgt werden, was nicht nur in den meisten Fällen einen entsprechenden Mehraufwand an konstruktiven Mitteln (z. B. besondere Lager- bzw. Führungselemente) verlangt, sondern auch zusätzliche Verluste durch gleitende bzw. rollende Reibung bedingt. 



   Die Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, dass man in Fällen, wo es auch aus andern Gründen nicht auf die Einhaltung mathematisch genau konstanter Achsabstände ankommt, eine Vereinfachung im konstruktiven Aufbau einer Maschine dadurch erzielen kann, dass man die Verzahnung so ausbildet, dass 
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 günstigster Lastaufnahme) handelt. 



   Aus diesem Grund schafft die Erfindung eine zur Aufnahme des Achsdruckes geeignete, lasttragende Abrollverzahnung, deren eigentliche Verzahnungselemente einerseits von einem rad- oder segmentförmigen Abrollteil, anderseits von einem Stützteil mit gerader oder gekrümmter Abrollbahn getragen sind, wobei sie von jener aus Verzahnungen mit genau festgelegten Achsabstand bekannten Konstruktion ausgeht, gemäss welcher die Verzahnungselemente, deren Wirkflächen parallel zur Drehachse des Abrollteiles verlaufen, einzeln oder gruppenweise an besonderen Traggliedern angebracht bzw. ausgebildet sind, die auf dem zugehörigen Träger (Abrollteil bzw. Stützteil) um parallel zu den Erzeugenden der Verzahnungswirkflächen liegende Achsen schwenkbar gelagert sind.

   Um nun trotz der Beweglichkeit der die Verzahnungselemente aufweisenden Tragglieder eine möglichst günstige Lastübertragung auf den Stützteil zu gewährleisten, ist nun gemäss dem Hauptkennzeichen der Erfindung zusätzlich zu der durch die Beweglichkeit der Tragglieder gewährleisteten flächigen Berührung der Verzahnungselemente auch noch vorgesehen, dass die Tragglieder mit   einer kreiszylinderförmigen Stützfläche   in ebenfalls kreiszylinderförmigen Pfannen des zugehörigen Trägers,   z. B.   des Stützteiles, gelagert sind, wobei die gemeinsame Achse dieser Zylinderflächen parallel zu den Erzeugenden der Verzahnungswirkflächen verläuft. 



   Zufolge   des Umstandes, dass die Verzahnungselemente   auf beweglichen Traggliedern ausgebildet bzw. angebracht sind, ergibt sich die Möglichkeit, dass beim Eingriff jeweils mindestens zwei Verzahnungsele-   mentenpaare satt (flächig) aufeinander   zum Anliegen kommen, so dass ohne Beeinträchtigung der Abrollbewegung die Aufnahme des Achsdruckes unter Einhaltung einer zulässigen Flächenpressung (sowohl zwi- 

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 schen den Verzahnungselementen selbst als auch zwischen den Traggliedern und dem zugehörigen Träger) erfolgen kann.

   Die durch diesen Eingriff bzw. die Beweglichkeit der Tragglieder hervorgerufene Änderung des Achsabstandes kann durch entsprechende Ausbildung der Verzahnungselemente bzw. deren Tragglieder, u. zw. insbesondere bei genügend gross gewählten Zähnezahlen, ohne weiteres auf für die Funktion der Maschine vernachlässigbar kleinen Grössen (Abmasse) beschränkt werden. 



   Die Erfindung ist dabei keinesfalls auf eine bestimmte Profilform der Verzahnungselemente beschränkt, sofern sie nur so gewählt ist, dass sie bei der Abrollung (ohne Beeinträchtigung derselben) ein vorübergehend sattes Aufeinanderliegen gestatten. Als besonders günstig erweist sich   unter Umständen   die Ausgestaltung, wonach Verzahnungselemente in an sich bekannter Weise einerseits durch Bolzen, vorzugsweise mit kreisrundem Querschnitt, anderseits durch der Form des Bolzenquerschnittes entsprechende zylindrische Ausnehmungen des Trägers (des Abrollteiles bzw. des Stützteiles) bzw. dessen Traggliedergebildetsind. 



   Es könnte aber die Ausgestaltung auch so getroffen sein, dass die Verzahnungselemente einerseits durch Leisten mit im wesentlichen trapezförmigem Querschnitt (mit geraden oder gekrümmten Flanken), anderseits durch der Form des Leistenquerschnittes entsprechende Ausnehmungen des Trägers (des Abrollteiles bzw. des Stützteiles) bzw. dessen Tragglieder gebildet sind. 



   Für die gewünschten Eingriffsverhältnisse hat es sich ausserdem als besonders vorteilhaft ergeben, je zwei Verzahnungselemente an einem gemeinsamen Tragglied anzubringen bzw. auszubilden. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind zur Gewährleistung des richtigen Ineingrifftretens der Verzahnungselemente die Tragglieder in dem zugehörigen Träger (Abrollteil bzw. Stützteil) begrenzt schwenkbar gelagert und dabei gegen ein Ausheben aus dem Träger gesichert, zu welchem Zweck an den Traggliedern, wie an sich bekannt, beiderseits Zapfen vorgesehen sein können, die in Bogenschlitzen des Trägers geführt sind. 



   In der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung an Hand der verschiedene Ausführungsbeispiele veranschaulichenden Zeichnungen noch näher erläutert. Dabei zeigen in den Zeichnungen   Fig. 1 sche-   matisch die beispielsweise Anwendung der   erfindungsgemässen Verzahnung als Zahnstangentrieb   bei einem Kippantrieb für einen Konverter, Fig. 2 die Verzahnung im Eingriffsbereich in Seitenansicht bzw. im Schnitt nach der Linie II - II der   Fig. 3, Fig. 3   einen Querschnitt hiezu   nach derLinie III - III   der   Fig. 2, Fig. 4   eine abgeänderte Ausführung der Verzahnung, bei der an beiden Trägern die Verzahnungselemente,   d. h.   sowohl am Abrollteil als auch am Stützteil an beweglichen (schwenkbaren) Traggliedern vorgesehen sind, Fig.

   5 eine Verzahnung, bei welcher der Stützteil eine gekrümmte Abrollbahn aufweist, Fig. 6 eine der Fig. 2 entsprechende Verzahnung mit trapezförmig profilierten Verzahnungselementen und Fig. 7 eine Verzahnung   mit trapezförmigen Verzahnungselementen, bei welcher letztere einzeln an be-   weglichen Traggliedern ausgebildet sind. 



   In Fig. l der Zeichnungen ist der Kippantrieb eines Konverters 1 gezeigt, bei dem zu beiden Seiten des Behälters je ein Zahnrad 2 angebracht ist, das auf einer Zahnstange 3 abrollen kann. Für das Kippen ist an dem Zapfen 4 der Pfanne eine Schubstange 5 angelenkt, die durch den hydraulischen oder pneumatischen Kolbenantrieb 6 betätigbar ist. Gegebenenfalls kann auch die Zahnstange 3 über die Schubstange 7 durch einen hydraulischen oder pneumatischen Kolbenantrieb 8 verschoben werden, wobei die beiden Kolbenantriebe gegensinnig wirken. Wird die Schubstange im Sinne des Pfeiles    PI   verschoben, so rollt das Zahnrad 2 unter gleichzeitigem Kippen der Pfanne l auf der Zahnstange 3 ab, wobei zur Verringerung der Ortsverlagerung der Pfanne auch die Schubstange 7 im Sinne des Pfeiles   P2   verschoben werden kann.

   Die Zapfen 4 sind frei beweglich und dienen nur dem Angriff der Schubstange 5. Der Konverter 1 ruht also mit seinem ganzen Gewicht auf der Zahnstange 3, so dass die Verzahnung den ganzen Achsdruck aufzunehmen hat. 



   Die Verzahnung selbst ist nun erfindungsgemäss in der Weise ausgestaltet, dass, wie die Fig. 2 und 3 deutlich zeigen, beim Zahnrad 2 an dem z. B. aus mehreren Scheiben 2a bestehenden Träger (Ab-   rollteil), die   die Verzahnungselemente bildenden, parallel zur Kippachse liegenden Bolzen 10 angebracht sind. Diese vorzugsweise kreisrunden Querschnitt aufweisende Bolzen 10 greifen bei der Abrollbewegung aufeinanderfolgend in zylindrische Ausnehmungen 11 von Traggliedern 12 ein, die im Körper der Zahnstange 3 (Stützteil) schwenkbar gelagert sind, wobei die Schwenkbewegung der Tragglieder um Achsen erfolgt, die parallel zu den Erzeugenden der durch die Bolzen 10 und die Ausnehmungen 11 gebildeten Verzahnungselemente liegen.

   Um eine möglichst günstige Lastübertragung von den Traggliedern 12   auf den den Träger der Verzahnung darstellenden Körper   3 der Zahnstangen zu 
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 stalteten Pfannen 14 des Zahnstangenkörpers 3, wobei selbstverständlich die zusammenfallenden Achsen dieser beiden Kreiszylinderflächen parallel zu den Erzeugenden der Verzahnungselemente liegen. 

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   Aus Fig. 2 kann man deutlich erkennen, wie sich die Abrollung des Zahnrades (des einen Trä- gers) 2   aufderZahnstange (demandernTräger)   3   vollzieht. DurchdieSchwenkmöglichkeit   des Trag- glieder im Verein mit einer gewissen elastischen Deformation derselben ist gewährleistet, dass im Ein- griffsbereich stets mindestens zwei Bolzen 10 mit zwei Ausnehmungen 11 (ein und desselben Trag-   gliedes), d. h. also   mindestens zwei Verzahnungselementenpaare 10,11 satt (flächig) aufeinander zum
Aufliegen kommen, wodurch sich die Last (der Achsdruck) einerseits auf zwei Zylinderflächen 10,11 und anderseits auf die grossen zylindrischen Stützflächen 12a bzw. 14 dieses Traggliedes bzw. des Trä- gers verteilt, so dass an beiden Lastaufnahmestellen die Flächenpressung verhältnismässig niedrig bleibt bzw.

   ohne weiteres in zulässigen Grenzen gehalten werden kann. 



  Bei der Abrollung ergibt sich zufolge der vorübergehenden Schwenkung (Schrägstellung) der Tragglie- der 12 eine geringe periodische Schwankung der Höhenlage der Abstützung der Zapfen 10 in den
Ausnehmungen 11 und damit auch der Höhenlage der Schwenkachse des Konverters, jedoch hält sich diese Schwankung auch bei grossen Dimensionen der Übertragungsteile (z. B. einem Zahnraddurchmesser von etwa 4 m), wie rechnerisch leicht zu ermitteln ist, in den Grenzen von wenigen Millimetern, also jedenfalls in vernachlässigbaren Grössenbereichen. Die erwähnte Schwankung lässt sich vor allem durch entsprechende Wahl der Anzahl der Verzahnungselemente 10 auf dem sich drehenden Träger (Abroll- teil) 2 ohne weiteres beherrschen. 



   Für ein einwandfreies Abrollen des sich   drehenden Trägers   2 auf dem sichgegebenenfallsverschie- benden, stangenförmigen Träger (Stützteil) 3 ist es noch wesentlich, die Schwenkbewegung der Trag- glieder 12 so zu begrenzen, dass diese zwar die für den richtigen Eingriff erforderliche Schwenkbewe- gung vollführen können, darüber hinaus aber (mit Ausnahme eines beiderseitigen Sicherheitszuschlages) an einer Schwenkbewegung gehindert sind. Ausserdem muss dafür Sorge getragen werden, dass die Trag- glieder 12,   z. B.   durch Haftenbleiben der Ausnehmungen 11 an den Zapfen 10, nicht aus den
Stützpfannen 14 ausgehoben werden.

   Beide Bedingungen können in einfacher Weise beispielsweise da- durch erfüllt werden, dass, wie die Fig. 2 und 3 zeigen, an beiden Seiten der Tragglieder 12 je ein
Zapfen 15 vorgesehen ist, der in je einen entsprechend kurzen Bogenschlitz 16 eingreift, welch letzterer in Wangenteilen 3a des Stützteiles 3 angeordnet ist. Es versteht sich von selbst, dass man an Stelle dieser Art von Sicherung gegen zu grosses Verschwenken und Ausheben der Tragglieder auch je- de beliebige andere,   z. B.   durch entsprechend geformte Anschläge an den Traggliedern 12 und am
Stützteil 3 gebildete Sicherung vorsehen könnte. 



   Ebenso selbstverständlich ist es wohl, dass die Anwendung dieser Verzahnung keinesfalls auf das in
Fig. l dargestellte Beispiel eines Kippantriebes für einen Konverter beschränkt ist, vielmehr ist diese Ver- zahnung überall dort verwendbar, wo einerseits aus Gründen der konstruktiven Mittel auf eine direkte Last- aufnahme (Aufnahme des Achsdruckes) durch die Verzahnung Wert gelegt wird, jedoch anderseits die beim Abrollen auftretenden Schwankungen des Achsabstandes ohne weiteres in Kauf genommen werden können. 



   Je nach Anwendungsart sind auch im Rahmen der Erfindung noch verschiedene   abgeänderteAusfüh-   rungsformen der Verzahnung selbst denkbar. So wäre es gemäss Fig. 4 möglich, nicht nur die durch die
Ausnehmungen 11 gebildeten Verzahnungselemente an schwenkbaren Traggliedern 12 des Stütztei- les 3 anzuordnen, sondern auch die durch die Bolzen 10   gebildeten Verzahnungselemente an schwenk-   baren Traggliedern 20 des Abrollteiles 2,   wobei auch an diesen Traggliedern die oben erwähnten Siche-   rungsorgane (Zapfen 15, Bogenschlitze 16   od. dgl.) vorgesehen sein können.

   Unter Umständen   könnten die schwenkbaren Tragglieder 20 nur am Abrollteil 2 angeordnet sein, wogegen die durch die Ausnehmun- gen 11   gebildetenVerzahnungselementeimStützteil   3 ortsfest ausgebildet sind (Umkehrung von Fig. 2). 



     Auch wäre es denkbar, gemäss Fig. 5 auch den Stützteil   3 mit gekrümmter Abrollbahn auszubil- den. 



   Gemäss Fig. 6 kann für die Verzahnungselemente auch eine von der Kreiszylinderform abweichende
Profilform verwendet werden. Die am Abrollteil 2 angeordneten Verzahnungselemente sind hier durch   trapezförmig profilierte Leisten 10'gebildet, die in entsprechend trapezförmig gestaltete Ausnehmun-    gen 11'der Tragglieder 12 des Stützteiles 3 eingreifen. Insbesondere bei einer solchen Profil- form könnte es vorteilhaft sein, die Leisten 10'und bzw. oder die Ausnehmungen 11'jede für sich an einem im zugehörigen Träger (Abrollteil oder Stützteil) schwenkbar gelagerten Tragglied 12'an- zubringen bzw. auszubilden, wie dies Fig. 7 veranschaulicht. Auch diese Einzeltragglieder   12'müssten   wieder mit Sicherungsorganen für die Begrenzung der Schwenkbewegung und für das Verhindern des Aus- hebens ausgestattet sein. 



   Unter Umständen könnten dabei die geraden Flanken der Trapezleisten durch Bogen- oder andersartige 

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 Kurvenflächen ersetzt werden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Zur Aufnahme des Achsdruckes geeignete (lasttragende) Abrollverzahnung, deren eigentliche Ver-   zahnungselemente einerseits von   einem   rad - oder segmentförmigen Abrollteil,   anderseits von einem Stützteil mit gerader oder gekrümmter Abrollbahn getragen sind, wobei die Verzahnungselemente, deren Wirkflächen parallel zurDrehachse desAbrollteiles verlaufen, einzeln oder gruppenweise an besonderen Traggliedern angebracht bzw. ausgebildet sind, die auf dem zugehörigen Träger (Abrollteil bzw.

   Stützteil) um parallel zu den Erzeugenden   derVerzahnungswirkflächen liegende Achsen   schwenkbar gelagert sind, dadurch   gekennzeichnet, dassdieTragglieder (12bzw. 12') mit einer kreiszylinderförmigenStütz-   fläche (12a) in ebenfalls kreiszylinderförmigen Pfannen (14) des zugehörigen Trägers, z. B. des Stützteiles (3), gelagert sind, wobei die gemeinsame Achse dieser Zylinderflächen parallel zu den Erzeugenden der Verzahnungswirkflächen verläuft.

Claims (1)

  1. 2. Verzahnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungselemente in an sich bekannter Weise einerseits durch Bolzen (10), vorzugsweise mit kreisrundem Querschnitt, anderseits durch der Form des Bolzenquerschnittes entsprechende zylindrische Ausnehmungen (11) des Trägers (des Abrollteiles bzw. des Stützteiles) bzw. dessen Tragglieder (12) gebildet sind.
    3. Verzahnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungselemente einerseits durch Leisten (101) mit im wesentlichen trapezförmigem Querschnitt (mit geraden oder ge- krümmten Flanken), anderseits durch der Form des Leistenquerschnittes entsprechende Ausnehmungen (11') des Trägers (des Abrollteiles bzw. des Stützteiles) bzw. dessen Tragglieder (12) gebildet sind.
    4. Verzahnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei Verzahnungselemente (10 bzw. 11) an einem gemeinsamen Tragglied (12 bzw. 20) angebracht bzw. ausgebildet sind. EMI4.1 glieder (12 bzw. 12'bzw. 20) in dem zugehörigen Träger (Abrollteil 2 bzw. Stützteil 3) begrenztschwenk- bar gelagert und dabei gegen ein Ausheben aus den Trägern gesichert sind, wozu zweckmässig an den Traggliedern, wie an sich bekannt, beiderseits Zapfen (15) vorgesehen sind, die in Bogenschlitzen (16) des Trägers geführt sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT391486B (de) * 1988-09-14 1990-10-10 Andritz Ag Maschf Verfahren zum elektrolytischen beizen von edelstahlband

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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