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InzylindertrommelnuntertelltesZahnradmitZahndruckausgleich.
Durch die hochentwickelte Technik der Herstellungsverfahren für Zahnräder ist es möglich geworden, Zahnradgetriebe für ausserordentlich grosse Leistungen zu bauen.
Naturgemäss muss die Zahnbreite derartiger Räder, selbst wenn sie wie bei Pfeilrädern unterteilt wird, sehr beträchtliche Abmessungen erhalten. Kleinste, an und für sich kaum messbare und selbst mit den besten Herstellungsverfahren nicht vermeidbare Fehler in Form, Teilung und Parallelstellung der Zähne sowie der Radachsen können sich aber bei der bedeutenden Zahnbreite in erhöhtem Masse geltend machen.
Betrachtet man die Bedingungen für einen tadellosen Eingriff sowie für eine gleichmässige Schmierung über die ganze Zahnbreite an Hand bestimmter tatsächlichen Verhältnissen entsprechender Zahlen, so zeigt sieh, dass Unregelnässigkeiten in der Bemessung der Zähne wie sie auch bei sorgfältigster Bearbeitung nicht zu vermeiden sind, infolge der grossen Zahnbreite sogar die Gefahr einer einseitigen Überlastung der Zähne und dadurch bedingter vorzeitiger Abnutzung mit stellenweisem Anfressen derselben zur Folge haben können.
Schon geringe Temperaturunterschiede zwischen Ritzel und Rad, noie sie infolge der wesentlich verschiedenen Bedingungen für die Erzeugung und Ableitung von Wärme bei beiden leicht eintreten, können genügen, um eine solche Gefahr herbeizuführen. Nehmen wir beispielsweise ein Ritzel mit einer Zahnbreite von 600 MM. das sechs bis siebenmal
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vorkommt, so wird es nach längerem Betrieb leicht der Fall sein können, dass das Ritzel eine um HP höhere Temperatur aufweist als das Rad.
Besitzt nun die Verzahnung des Ritzels einen Teilungsfehler von nur einem Hundertstel mm, so wird, da die thermische Ausdehnung auf 600 mm bei einer Temperaturdifferenz von 10"sechs Hundertstel Mm beträgt, der Teilungsfehler über die ganze Zahnbreite des Ritzels zwischen einem und sechs Hundertstel mm betragen.
Die Zähne des Ritzels werden also, da die Dicke einer ölschicht für die Übertragung des hier in Frage kommenden Zahndruckes nicht mehr als ein Hundertstel betragen kann, nur zum kleinsten Teil für diesen Zweck herangezogen und infolgedessen überlastet werden, so dass die Ölschicht
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zu grossen Zahndruck beanspruchten Teile der Verzahnung stattfindet, ohne dass ein dieses Ausweichen begrenzendes Auflager erforderlich wird und infolgedessen auch ein grösserer Betrag von Ungenauigkeit in Form und gegenseitiger Stellung der Zähne ausgeglichen werden kann.
Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass das Rad in Zylindertrommeln zerlegt wird und diese Abschnitte gegeneinander und gegen die Welle derart verspannt werden, dass ein an einer Stplle der Verzahnung auftretender vergrösserter Zahndruck nicht allein auf die betreffenden Radtrommeln, sondern über die die Verspannung bewirkenden Elemente ohne begrenzenden Anschlag auch auf die benachbarten Trommeln wirkt, 80 dass ein freier Ausgleich und eine gleichmässige Verteilung des Zahndruckes über die ganze Zahnbreite stattfindet. Damit dies eintreten kann, werden die die Vorspannung bewirkenden Elemente derart angeordnet und gelagert, dass sie ihre gegenseitige Lage innerhalb gewisser Grenzen ändern können.
Die Form, Anordnung und Lagerung der Elemente kann dabei in verschiedenster Weise gewählt werden. In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen beispielsweise dargestellt.
Fig. 1 zeigt im Längsschnitt und Fig. 2 im Querschnitt eine Bauart, bei welcher die Verspannung der Radtrommeln au, as gegeneinander und gegen die Welle b durch stabförmige Elemente c erfolgt, welche wie bei Sprengwerken unter einem gewissen Winkel in ständiger Wiederholung in Zickzacklinie aneinandergereiht sind und an ihren Enden Verbindungsstücke d tragen, welche gleichzeitig als Widerlager zur Abstützung gegen den Radkörper al bzw. a2 einerseits und gegen den in die Welle b eingesetzten Keil e andererseits dienen. Die Elemente c können durch die Verbindungsstücke d gelenkig miteinander verbunden sein, wie die Glieder einer Kette oder sich frei mit ihren Enden gegen die Stücke d abstützen.
In Fig. 3 ist in Ansicht hzw. Längsschnitt und in Fig. 4 im Querschnitt ein Ritzel dar-
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Elemente c verspannt, welche sich mit ihrer Grundfläche abwechselnd gegen die Abschnitte (t und gegen den Keil e abstützen und mit ihren Seitenflächen aneinander anliegen. Die drei Kanten dieser Elemente sind abgestumpft, so dass sie mit ihren Seitenflächen aneinandergleiten und sich dabei gegeneinander verschieben können. Die Kräfteverteilung zwischen diesen Elementen und @hren Auflagern mit Zerlegung in axial und tangential gerichtete Komponenten ist in Fig. 5 angedeutet und für den Fall. llass die Trommel a, einen grösseren Zahndruck erfährt als die
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Zur Übertragung der Kräfte, welche auf eine Verspannung der Radtrommeln gegeneinander sowie gegen die Welle wirken, können auch Hebel benutzt werden, welche in tangentialen Ebenen beweglich gelagert sind und sich mittelbar oder unmittelbtn eincrssits g"g"n die Radtrommeln. andezerseita gegen die Welle abstützen.
Die Verbindung der Radtrommeln untereinander und mit der Welle zum Zwecke ihrer Verspannung kann auch mit Hilfe von übereinandergeschichteten und übereinandergreifenden Büchsen verschiedener Breite erfolgen, welche zwischen den Radabschnitten und der Welle eingefügt sind und durch Nasen, welche in entsprechende Schlitze eingreifen, mit den Radtrommeln sowie untereinander und mit der Welle zusammenhängen.
Aus den vorliegenden Fig. 6 und 7 geht gleichzeitig hervor, in welcher Weise Zahnräder nach vorliegender Erfindung einzurichten sind für Getriebe, welche dazu dienen sollen, nach beiden Drehrichtungen Leistungen zu übertragen. Der Einbau der Verspannungselemente, in diesem Fall der Kugeln c, erfolgt zu diesem Zweck zu beiden Seiten des Keiles e.
Anstatt eines einseitigen oder zweiseitigen Verspannungssystems mit einem einzigen Keil in der Welle können deren mehrere über den Umfang der Welle verteilt werden. Eieduich ird sowohl die Beanspruchung der Welle und der Radtrommeln über den ganzen Umfang gleichmässig verteilt als auch eine Entlastung der Verspannungselemente erreicht. Um bei Anordnungen dieser Art eine gleichmässige Verteilung des Zahndruckes unter den verschiedenen Gruppen von Verspannungselementen zu erzielen, muss eine besondere Einrichtung zum Ausgleich der Verspannungskräfte auch zwischen den einzelnen Gruppen getroffen werden. Zu diesem Zweck können die in Richtung des Radumfanges zwischen den Verapannungaelementen auftretenden Kräfte herangezogen werden.
Eine Einrichtung, welche dies erreichen lässt, zeigt Fig. 9 im Längsschnitt und Fig. 10 im Querschnitt. In der Welle b sind hier in gleichmässigen Abständen drei Keile e eingelassen, welche auf einer Seite jeweils durch ein System von Kugeln c mit den Radtrommeln a1, a2 bis a6 verspannt sind. Die Keile sind nicht durchgehend über die ganze Radbreite, sondern in zwei Teilen angeordnet.
In die zwischen den beiden Teilen jedes Keiles be- findliche Lücke greifen ringförmig um den Umfang der Welle gelegte Stücke h ein, welche sich
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Ring gebildet, welcher sich abwechselnd aus ringförmig gebogenen Stücken h und Kugeln c zusammensetzt und zwischen den drei längs der Achse angeordneten Verspannnngssystemen eine Querverbindung herstellt, welche die in ihnen auftretenden Spannungsunterschiede ausgleicht.
Auf diese Weise wird eine gleichmässige Verteilung der Kräfte für die Übertragung zwischen
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einer Einrichtung zum Ausgleich des Zahndruckes zwischen den einzelnen Staffeln versehen, so werden alle Staffeln des Getriebes zur Übertragung des Gesamtdrehmomentes gleichmässig beitragen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. In XyUndertrommetn unterteiltes Zahnrad, dadurch gekennzeichnet, dass diese Trommeln nebeneinander und gegen die Welle durch Elemente verspannt sind, welche ihre gegenseitige Lage innerhalb gewisser Grenzen entsprechend dem auf sie wirkenden Druck derart ändern können, dass sie den auf eine Radtrommel entfallenden Überschuss an Zahndruck auf die benachbarten Radtrommeln ableiten und dadurch eine gleichmässige Verteilung des Zahndruck-es über die ganze Radbreite bewirken.