Abgefedertes Zahnrad Die vorliegende Erfindung betrifft ein abge federtes Zahnrad mit zur übertragung des Dreh momentes und zur Aufnahme von Radialkräften zwi schen Zahnkranz und Nabenteil des Rades ange ordneten Federelementen.
Gemäss der Erfindung ist dieses Zahnrad dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente durch mit ihrer Achse parallel zur Radachse verlaufende, ela stisch federnde Rollen gebildet sind, die kranz- und nabenseitig je an einer konkav gewölbten Abwälz- fläche anliegen.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine Ansicht des Zahnrades mit abge nommenem Seitenflansch, Fig.2 einen Radialschnitt durch einen Teil des Zahnrades in grösserem Massstab gezeichnet.
Die Fig. 3 und 4 zeigen Ansicht und Grundriss eines Federelementes in noch grösserem Massstab. Das dargestellte, abgefederte Zahnrad besitzt einen Nabenteil 1, der an seiner in Fig. 2 linken Flanke einen flanschartigen Rand 1a aufweist. Seine andere Flanke trägt einen mittels Kopfschrau ben 3 befestigten, abnehmbaren Flansch 2, der bei spielsweise als Träger einer Bremstrommel ausge bildet sein könnte.
An zwei diametral benachbarten Stellen der Peripherie des Nabenteils 1 ist je ein mit seiner Längsachse radial verlaufender Siche rungskeil 4 in dafür vorgesehenen Einfräsungen des Nabenteils derart befestigt, dass das freie Ende des Sicherungskeils aus der Umfangsfläche vor steht. Zwischen den genannten Keilen 4 ist die wirksame Umfangsfläche des Nabenteils 1 je in sieben gleiche konkave Einzelflächen 5 unterteilt, deren Erzeugenden achsparallel verlaufen.
Die Innenfläche des Zahnkranzes 6 besitzt an zwei diametral sich gegenüberliegenden Stellen je eine achsparallel verlaufende Nut 7 von grösserer Breite als die Dicke der Keile 4, deren freie Enden je in eine der genannten Nuten ragt. Zwischen diesen beiden Nuten 7 ist die Innenfläche des Zahn kranzes 6, ähnlich der Umfangsfläche des Naben teils 1 und mit derselben in übereinstimmung, in je sieben konkav gewölbte Einzelflächen 8 aufge teilt, deren Krümmungen symmetrisch zu den Krüm mungen der Flächen 5 verlaufen.
Wie in Fig. 1 dar gestellt ist, liegen die Scheitelpunkte der Krüm- mungslinien der Flächen 5 und 8 einander gegen über. Jede Flanke des Zahnkranzes 6 besitzt eine Eindrehung 9, deren Durchmesser grösser gehalten ist als der Durchmesser des Flansches 1a bzw. 2, welche in Verbindung mit den letzteren zur axialen Führung des Zahnkranzes 6 am Nabenteil 1 dienen.
Zur Übertragung des Drehmomentes sind zwi schen Nabenteil 1 und Zahnkranz 6, auf die durch die Flächen 5 und 8 begrenzten Zwischenräume ver teilt, vierzehn mit ihren Achsen parallel zur Rad achse verlaufende zylindrische, elastisch federnde Rollen 10 angeordnet, die mit ihren Mantelflächen nabenseitig an den zu ihren Achsen konkav ge wölbten Abwälzflächen 5 und zahnkranzseitig an den Abwälzflächen 8 anliegen.
Jede dieser Rollen 10 besteht aus sechs konzentrisch ineinanderliegen- den Hülsen 10a, von welchen jede einzelne durch ein schraubenlinienförmig zu einem Zylinder ge wundenes Federstahlband gebildet ist.
Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, nimmt die Wand stärke der einzelnen, ineinanderliegenden Hülsen 10a, das heisst die Dicke des Federstahlbandes der selben, zur Achse hin ab. Die aussenliegende Hülse besitzt die grösste Wandstärke, die zuinnerst liegende die kleinste. In der beschriebenen Ausführung stellt die elastisch federnde Rolle 10 ein Federelement dar.
Bei der Übertragung eines Drehmomentes ent stehen je nach Grösse des letzteren Relativbewegun gen des Nabenteils 1 zum Zahnkranz 6, während welchen die Rollen 10 sich unter gleichzeitigem Zu sammengepresstwerden auf den Flächen 5 und 8 ab wälzen und dabei die Tangentialkräfte übertragen.
Ausser zur übertragung des Drehmomentes dienen die Federelemente 10 als zentrierende Verbindungs glieder zwischen Nabenteil und Zahnkranz, in deren Eigenschaft sie auch Radialkräfte aufzunehmen und abzufedern in der Lage sind.
Die Sicherungskeile 4 haben die Aufgabe, zum Beispiel bei Bruch von Federelementen 10, zu ver hindern, dass die Relativbewegung zwischen Naben teil und Zahnkranz zu gross wird, indem sie an der betreffenden Seitenfläche der Nuten 7 zum Anliegen kommen.
Wie praktische Versuche ergeben haben, besitzt das beschriebene abgefederte Zahnrad eine günstige Federungscharakteristik, die erheblich von der übli chen geraden Charakteristik im Kraft-Weg-Dia- gramm abweicht.
Spring-loaded gear The present invention relates to a spring-loaded gear wheel with spring elements arranged for the transmission of the torque and for absorbing radial forces between the ring gear and the hub part of the wheel.
According to the invention, this gear wheel is characterized in that the spring elements are formed by elastically resilient rollers running with their axis parallel to the wheel axis, each of which rests on a concavely curved rolling surface on the rim and hub side.
In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown. It shows: Fig. 1 is a view of the gear with removed side flange, Fig. 2 is a radial section through part of the gear drawn on a larger scale.
3 and 4 show a view and floor plan of a spring element on an even larger scale. The spring-loaded gear shown has a hub part 1 which has a flange-like edge 1 a on its left flank in FIG. 2. His other flank carries a by means of Kopfschrau ben 3 attached, removable flange 2, which could be formed out with example as a carrier of a brake drum.
At two diametrically adjacent points on the periphery of the hub part 1, a securing wedge 4 with its longitudinal axis radially extending in the milled grooves of the hub part is attached in such a way that the free end of the securing wedge protrudes from the peripheral surface. Between the mentioned wedges 4, the effective circumferential surface of the hub part 1 is subdivided into seven identical concave individual surfaces 5, the generatrices of which extend axially parallel.
The inner surface of the ring gear 6 has at two diametrically opposite points each an axially parallel groove 7 of greater width than the thickness of the wedges 4, the free ends of which protrude into one of the grooves mentioned. Between these two grooves 7 is the inner surface of the ring gear 6, similar to the circumferential surface of the hub part 1 and in accordance with the same, divided into seven concavely curved individual surfaces 8, the curvatures of which are symmetrical to the curvatures of the surfaces 5.
As shown in FIG. 1, the vertices of the lines of curvature of the surfaces 5 and 8 lie opposite one another. Each flank of the ring gear 6 has a recess 9, the diameter of which is kept larger than the diameter of the flange 1 a or 2, which in conjunction with the latter serve to axially guide the ring gear 6 on the hub part 1.
To transmit the torque are between's hub part 1 and ring gear 6, divided on the spaces bounded by the surfaces 5 and 8 ver, fourteen with their axes parallel to the wheel axis extending cylindrical, resilient rollers 10 are arranged with their outer surfaces on the hub side to their axes concave GE arched rolling surfaces 5 and the ring gear side on the rolling surfaces 8 rest.
Each of these rollers 10 consists of six concentrically nested sleeves 10a, each of which is formed by a spring steel band wound in a helical shape to form a cylinder.
As can be seen from Fig. 4, the wall thickness of the individual, nested sleeves 10a, that is, the thickness of the spring steel strip of the same, decreases towards the axis. The outer sleeve has the greatest wall thickness, the inner one the smallest. In the embodiment described, the elastically resilient roller 10 represents a spring element.
When transmitting a torque ent are depending on the size of the latter relative movements of the hub part 1 to the ring gear 6, during which the rollers 10 roll while simultaneously being pressed to the surfaces 5 and 8 and thereby transfer the tangential forces.
In addition to the transmission of the torque, the spring elements 10 serve as centering connecting members between the hub part and the ring gear, in whose property they are also able to absorb and cushion radial forces.
The securing wedges 4 have the task, for example in the event of breakage of spring elements 10, to prevent ver that the relative movement between the hub part and the ring gear is too great by coming into contact with the relevant side surface of the grooves 7.
As practical tests have shown, the spring-loaded gear described has a favorable suspension characteristic which differs considerably from the usual straight characteristic in the force-displacement diagram.