DE19621571C2 - Verzahnung und insbesondere für Drehelemente mehrspindliger Strangpressen geeignete Verzahnung - Google Patents
Verzahnung und insbesondere für Drehelemente mehrspindliger Strangpressen geeignete VerzahnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Verzahnung und insbesondere
eine Keilverzahnung für Drehelemente einer mehrspindligen
Strangpresse.
Als Verzahnung zum Übertragen der treibenden Kraft zwischen
einer Welle und einem anzutreibenden Bauteil, das eine Bohrung
aufweist, in die die Welle eingreift, sind eine Verzahnung mit
geradlinigen Seitenflächen, die ein mehreckiges Zahnprofil
aufweist, und eine evolutenförmige Verzahnung, die ein
evolutenförmiges Zahnprofil aufweist, bekannt, wobei beide im
JIS (Japanese Industrial Standard) als Norm erfaßt und weit
verbreitet sind.
Eine Preßscheibe einer mehrspindligen Strangpresse und eine
Antriebswelle (Drehwelle) sind zum Drehen der Preßscheibe über
eine Verzahnung miteinander verbunden. Bisher wurden als
Verzahnung entweder Verzahnungen mit geradlinigen Seitenflächen
oder evolutenförmige Verzahnungen verwendet. Es wird bemerkt,
daß in dieser Beschreibung der Ausdruck Drehelement der
allgemeine Ausdruck für diese Preßscheiben sein wird.
In Fig. 3 ist der Preßbereich einer zweispindligen
Strangpresse dargestellt, in der zwei Spindeln ineinander
greifen, wobei sie in die gleiche Richtung rotieren. In Fig. 3
bezeichnet das Bezugszeichen 51 eine Trommel, die eine
Preßkammer 53 aufweist. Die Preßkammer 53 weist einen
Querschnitt auf, der von zwei kreisförmigen
Querschnittsbereichen 53a bzw. 53b, die teilweise miteinander
überlappen, gebildet wird. In jedem dieser Querschnittsbereiche
53a bzw. 53b ist eine Kombination von einem einen ovalen
Querschnitt aufweisenden Drehelement 55 und einer Drehwelle 57
so eingepaßt, daß sie darin jeweils um eine Achse in jedem der
Abschnitte 53a bzw. 53b rotieren.
Die Drehwelle 57 ist durch ein im Drehelement 55 ausgebildetes
Durchgangsloch 59 geführt, so daß das Drehelement 55 und die
Drehwelle 57 eine Verzahnungsverbindung mittels einer auf der
Innenfläche des Durchgangslochs ausgebildeten Verzahnung 61 und
einer anderen, auf der Außenfläche der Drehwelle 57
ausgebildeten Verzahnung 63 aufweisen.
Da die Zähne bei der evolutenförmigen Verzahnung eine große
Oberflächenbreite im Vergleich mit der der gradflächigen
Verzahnung aufweisen, muß nicht jeder Zahn der Welle mit einem
radialen Spiel versehen sein, so daß die evolutenförmige
Verzahnung ein großes Kraftübertragunsvermögen im Vergleich mit
der geradflächigen Verzahnung aufweist, weshalb die
evolutenförmige Verzahnung ebenfalls als Verzahnung zum
Übertragen einer Drehkraft zwischen dem o. g. Drehelement 55 und
der Drehwelle 57 verwendet wird.
Bei der oben erläuterten Strangpresse wird die Drehung der
Drehwelle 57 auf das Drehelement 55 über die
Verzahnungsverbindung, die aus den Verzahnungen 61 und 63
besteht, übertragen, so daß aufgrund des Drehens des
Drehelements 55 harzartige Materialien in der Trommel 51
miteinander vermischt und verbunden werden. Deshalb wird das
Drehelement auf der Vorderseite bzgl. seiner Drehrichtung einem
großen Widerstand aufgrund des Kontaktes des am Ende der
längeren Achse des Ovals liegenden Spitzenteils des Bereichs
des ovalen Drehelementes 55 mit dem harzartigen Material
ausgesetzt. Daraus folgt aufgrund des Drehwiderstandes, daß am
Fuße eines jeden Zahns sowohl bei der geradflächigen Verzahnung
als auch bei der evolutenförmigen Verzahnung vermehrt Spannung
erzeugt wird, so daß jeder Zahnfuß der Verzahnung gefährdet
ist, einen Ermüdungsbruch zu erleiden.
Im allgemeinen wird unter dem Gesichtspunkt der Effektivität
des Strangpreßprozesses gefordert, daß das Drehelement 55 eine
Länge D der kürzeren Achse des Ovals aufweist, die so klein wie
möglich ist, während der Durchmesser der Drehwelle 57 zum
Übertragen der Drehkraft zum Durchmischen der harzartigen
Materialien so groß wie möglich sein soll. Daraus folgt, daß
das Drehelement 55 eine Abmessung der kürzeren Achse aufweist,
die im Vergleich mit der Abmessung der längeren Achse
wesentlich kleiner ist.
Aufgrund der so geringen Länge der kürzeren Achse des
Drehelements 55 kann dieses leicht deformiert werden, wodurch
beim Übertragen einer großen Drehkraft Schlupf zwischen der
Verzahnung der Drehwelle 57 und der anderen Verzahnung des
Drehelementes 55 in der evolutenförmigen Verzahnung entsteht,
so daß ein Spalt in Richtung der Drehrichtung des Drehelementes
55 entsteht, wobei sich dasselbe in radiale Richtung ausdehnt.
In dem Fall, in dem das Ausmaß der radialen Ausdehnung und die
Größe des Spalts in Richtung der Drehrichtung zusammen groß
sind, wird die auf jeden Zahnfuß wirkende Spannung, vergrößert,
so daß die entsprechenden Verzahnungsfüße, die sich im Bereich
der Enden der kürzeren Achse des Drehelementes 55 befinden,
aufgrund von Materialermüdung brechen.
Um solche vermehrte Spannung an den Füßen der entsprechenden
Verzahnung zu verringern, könnte man die entsprechenden Füße
der Verzahnungen mit gleichförmigen Bögen eines größeren Radius
miteinander verbinden. Jedoch wird, falls die Zahnoberflächen
auf beiden Seiten durch die oben erläuterten gleichförmigen
Bögen unter Aufrechterhaltung eines evolutenförmigen
Verzahnungsprofils miteinander verbunden werden, die Länge der
kürzeren Achse des Drehelements 55 dadurch noch stärker
verringert, was die Haltbarkeit verschlechtert.
Aus DE-90 10 606 U1 ist eine Einsteckeinrichtung bekannt für eine
erste Welle mit einem Schaft, an dessen einem Ende ein
Einsteckabschnitt vorgesehen ist mit auf der Außenfläche
verlaufenden, gleichmäßig am Umfang verteilten, abwechselnd
konvexen und konkaven, ineinander übergehenden Erhöhungen und
Vertiefungen, der zum Einstecken in eine hohlzylindrische
Aufnahmeöffnung einer zweiten Welle dient, auf deren
Innenoberfläche parallel zur Längsachse der zweiten Welle
verlaufende, gleichmäßig am Umfang verteilte, abwechselnd
konkave und konvexe, ineinander übergehende Erhöhungen und
Vertiefungen ausgebildet sind.
Aus DE-38 13 272 C2 ist eine Vorrichtung zum starren Verbinden
eines Rotors mit einer Welle bekannt.
Aus der WO-87/01165 ist eine Gelenkverbindung bekannt, die aus
einem ersten Treib-Element am Ende einer ersten drehbaren Welle
und einem zweiten Treib-Element am Ende einer zweiten drehbaren
Welle besteht, welche Treib-Elemente verschwenkbar miteinander
in Eingriff stehen.
Aus dem Lehrbuch G. Niemann, H. Winter: Maschinenelemente
Band 2 Springerverlag Berlin Heidelberg New York Tokyo 1985 ist
ein Bezugsprofil der "SymMarc"-Verzahnung (Markenname der Fa.
Hitachi, Japan) bekannt.
Aus EP-0 767325 A2 ist eine Wellgetriebe-Getriebevorrichtung
bekannt zum Übertragen einer Rotationsbewegung von einem
Antrieb zu einem Abtrieb.
Die Erfindung löst die Aufgabe, eine Verzahnungsverbindung und
insbesondere eine für Drehelemente einer mehrspindligen
Strangpresse geeignete Verzahnungsverbindung bereitzustellen,
die dem vermehrten Auftreten von Spannung an den Zahnfüßen der
Verzahnung, einer radialen Ausdehnung und einer Verschiebung in
Drehrichtung entgegenwirkt, und die nicht dazu führt, daß die
Breite von Teilen der Verzahnung verringert wird, so daß die
Haltbarkeit sichergestellt werden kann, selbst wenn eine große
Drehkraft auf die Verbindungsteile der Verzahnung wirkt.
Die oben erläuterte Aufgabe kann erfindungsgemäß durch eine
Verzahnungsverbindung zur Drehmomentübertragung zwischen einem
ersten Bauteil und einem zweiten, in das erste Bauteil
eingepaßten Bauteil gelöst werden, wobei das erste Bauteil und
das zweite Bauteil um eine gemeinsame Achse drehbar sind und
die Verzahnungsverbindung aufweist:
eine an dem inneren Umfangsbereich des ersten Bauteils ausgebildete erste Verzahnung; und
eine an dem äußeren Umfangsbereich des zweiten Bauteils ausgebildete zweite Verzahnung, die in die erste Verzahnung eingreift, wobei
die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung jeweils ein Zahnprofil aufweisen, das man erhält, indem man eine in der Ebene eines orthogonalen xy-Koordinatensystems definierte Kurve derart verformt, daß die x-Achse dieses Koordinatensystems entlang einem einen vorbestimmten Radius aufweisenden Mittelkreis um die gemeinsame Achse verläuft, wobei man die stetige Kurve vor dem Verformen durch wechselseitiges Verbinden halbkreisförmiger oder halbovaler Kurvenabschnitte mit anderen halbkreisförmigen oder halbovalen Kurvenabschnitten erhält, wobei
in einem erstem Bereich, in dem -2a ≦ x ≦ -a und y ≦ 0 gilt,
in einen zweiten Bereich, in dem -a ≦ x ≦ a und y ≧ 0 gilt, und
in einen dritten Bereich, in dem a ≦ x ≦ 2a und y ≦ 0 gilt, die Kurve durch den Ausdruck x2/a2 + y2/b2 = 1 dargestellt wird, wobei a und b Konstanten sind.
eine an dem inneren Umfangsbereich des ersten Bauteils ausgebildete erste Verzahnung; und
eine an dem äußeren Umfangsbereich des zweiten Bauteils ausgebildete zweite Verzahnung, die in die erste Verzahnung eingreift, wobei
die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung jeweils ein Zahnprofil aufweisen, das man erhält, indem man eine in der Ebene eines orthogonalen xy-Koordinatensystems definierte Kurve derart verformt, daß die x-Achse dieses Koordinatensystems entlang einem einen vorbestimmten Radius aufweisenden Mittelkreis um die gemeinsame Achse verläuft, wobei man die stetige Kurve vor dem Verformen durch wechselseitiges Verbinden halbkreisförmiger oder halbovaler Kurvenabschnitte mit anderen halbkreisförmigen oder halbovalen Kurvenabschnitten erhält, wobei
in einem erstem Bereich, in dem -2a ≦ x ≦ -a und y ≦ 0 gilt,
in einen zweiten Bereich, in dem -a ≦ x ≦ a und y ≧ 0 gilt, und
in einen dritten Bereich, in dem a ≦ x ≦ 2a und y ≦ 0 gilt, die Kurve durch den Ausdruck x2/a2 + y2/b2 = 1 dargestellt wird, wobei a und b Konstanten sind.
Erfindungsgemäß wird auch eine Verzahnung mit einem anderen
Zahnprofil bereitgestellt, die aufweist:
ein Zahnprofil, das man durch Symmetrisieren einer in einer Ebene eines orthogonalen xy-Koordinatensystems definierten Kurve bzgl. der y-Achse dieses Koordinatensystems erhält, wobei diese Kurve durch folgende Ausdrücke dargestellt wird:
in einem durch 0 ⊰ θ ⊰ (a/Rm) definierten Bereich durch
ein Zahnprofil, das man durch Symmetrisieren einer in einer Ebene eines orthogonalen xy-Koordinatensystems definierten Kurve bzgl. der y-Achse dieses Koordinatensystems erhält, wobei diese Kurve durch folgende Ausdrücke dargestellt wird:
in einem durch 0 ⊰ θ ⊰ (a/Rm) definierten Bereich durch
x = {Rm + b√(1 - Rm2θ2/a2)}sinθ und
y = {Rm + b√(1 - Rm2θ2/a2)}cosθ,
sowie in einem durch (a/Rm) ⊰ θ ⊰ (2a/Rm) definierten
Bereich durch
x = {Rm - b√(1 - (2a - Rmθ)2/a2)}sinθ und
y = {Rm - b√(1 - (2a - Rmθ)2/a2)}cosθ,
wobei Rm der Radius des sog. Mittelkreises dieses
Zahnprofils ist,
θ der von der y-Achse aus gemessene Drehwinkel ist, und
a sowie b Konstanten sind.
θ der von der y-Achse aus gemessene Drehwinkel ist, und
a sowie b Konstanten sind.
In jeder der Verzahnungen schneiden die Zahnflächen den
Mittelkreis rechtwinklig, wobei die Verzahnung so ausgebildet
ist, daß sie halbovale oder halbkreisförmige Zahnformen (Zähne)
aufweist, die durch entsprechende kontinuierliche Kurven mit
großer Krümmung nachgezeichnet werden, die vom Mittelkreis nach
innen und nach außen verlaufen.
Ferner ist erfindungsgemäß eine Verzahnung vorgesehen, um eine
Verzahnungsverbindung zwischen einem Drehelement einer
mehrspindligen Strangpresse mittels einer Antriebswelle zum
Drehen des Drehelementes herzustellen, wobei die Verzahnung
durch eines der oben erläuterten Zahnprofile dargestellt wird.
Diese und weitere Eigenschaften der Erfindung werden in der
folgenden Beschreibungen und in den Patentansprüche unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 ist eine Querschnittzeichnung einer Verzahnung,
die für die Verzahnung eines Drehelementes einer mehrspindligen
Strangpresse nach einer Ausführungsform der Erfindung verwendet
wird,
Fig. 2A ist ein erläuterndes Diagramm eines orthogonalen
xy-Koordinatensystems, das ein Oval enthält,
Fig. 2B ist ein erläuterndes Diagramm, das eine
kontinuierliche Linie aufgrund eines Zahnprofils der Verzahnung
gemäß der Erfindung zeigt,
Fig. 2C ist ein erläuterndes Diagramm, das das Zahnprofil
gemäß der Erfindung zeigt,
Fig. 2D ist ein erläuterndes Diagramm, das das
vorliegende Zahnprofil der Drehwelle gemäß der Erfindung zeigt,
Fig. 2E ist ein erläuterndes Diagramm, das das
vorliegende Zahnprofil des Einführungslochs gemäß der Erfindung
zeigt, und
Fig. 3 ist eine Querschnittzeichnung, die den Preßbereich
einer herkömmlichen zweispindligen Strangpresse zeigt, die zwei
ineinander greifende Drehelemente aufweist, die sich in die
gleiche Richtung drehen.
Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Keilverzahnung nach
der Erfindung, das auf eine Verzahnung für Drehelemente einer
mehrspindligen Strangpresse anwendbar ist. In Fig. 1
bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Drehelement, das einen
ovalen Querschnitt hat, und das in seiner Mitte mit einem
Einführungsloch 3 für eine Drehwelle 7 versehen ist. Das
Drehelement 1 weist ferner eine Verzahnung 5 auf, die an der
Innenfläche des Einführungslochs 3 ausgebildet ist.
Die Drehwelle 7 weist an ihrer Außenfläche eine Verzahnung 9
auf. Die Verzahnung 9 kann in die Verzahnung 5 eingreifen, wenn
die Drehwelle 7 in das Einführungsloch 3 eingeführt wird.
Aufgrund der Verzahnung 9 kann das Drehelement 1 mit der
Drehwelle 7 so verbunden werden, daß eine Drehkraft übertragen
werden kann.
In einer Ebene eines orthogonalen xy-Koordinatensystems hat
jede der Verzahnungen 5 bzw. 9 ein Zahnprofil, das man erhält,
indem man eine kontinuierliche Linie so verformt, als ob die x-
Achse dieses Koordinatensytems entlang einem Kreises mit
vorbestimmtem Radius verläuft. Die kontinuierliche Linie wird
vor dem Verformen derart erhalten, daß eine halbkreisförmige
oder halbovale Linie, die durch den Ausdruck
x2/a2 + y2/b2 = 1
in einem durch y ≧ 0 definierten Bereich mit einer anderen
halbkreisförmigen oder halbovalen Linie, die ebenfalls durch
den Ausdruck
x2/a2 + y2/b2 = 1
in einem verbleibenden durch y ≦ 0 definierten Bereich
wechselseitig verbunden wird.
Der Ausdruck
x2/a2 + y2/b2 = 1
kann auch durch den Ausdruck
y = ± b√(1 - x2/a2)
ausgedrückt werden. Daraus folgt, daß, falls die Bedingung a ≻
b gegeben ist, solch ein Ausdruck eine Ellipse darstellt, die
eine Hauptachse aufweist, die entlang der x-Achse verläuft, wie
aus Fig. 2A ersichtlich.
In diesem Fall erhält man die kontinuierliche Linie durch
wechselseitiges Verbinden von Halbellipsen, die im durch y ≧ 0
definierten Bereich liegen, d. h. im ersten und zweiten
Quadranten des orthogonalen xy-Koordinatensystems, mit
Halbellipsen, die im durch y ≦ 0 definierten Bereich liegen,
d. h. im dritten und vierten Quadranten des Koordinatensystems,
wie aus Fig. 2B ersichtlich. Der Verlauf der Linie kann durch
folgende Ausdrücke dargestellt werden:
y = b√(1 - x2/a2)
in einem durch 0 ⊰ x ⊰ a definierten Bereich und
y = -b√(1 - (2a - x)2/a2
in einem durch a ⊰ x ⊰ 2a definierten Bereich.
Durch ein derartiges Verformen der oben erläuterten
kontinuierlichen Linie, daß die x-Achse des Koordinatensystems
entlang dem den Krümmungsradius Rm aufweisenden Mittelkreises
abläuft, kann eine Verzahnung erhalten werden, die ein
Zahnprofil, wie aus Fig. 2C ersichtlich, aufweist.
Bezeichnet θ einen von der y-Achse des Koordinatensystems aus
gemessenen Winkel, kann das oben erläuterte Zahnprofil durch
Symmetrisieren einer Kurve erhalten werden, die durch die
folgenden Ausdrücke bzgl. der y-Achse gegeben sind:
in einem durch 0 ⊰ θ ⊰ (a/Rm) definierten Bereich durch
in einem durch 0 ⊰ θ ⊰ (a/Rm) definierten Bereich durch
x = {Rm + b√(1 - Rm2θ2/a2)}sinθ und
y = {Rm + b√(1 - Rm2θ2/a2)}cosθ,
sowie in einem durch (a/Rm) ⊰ θ ⊰ (2a/Rm) definierten Bereich
durch
x = {Rm - b√(1 - (2a - Rmθ)2/a2)}sinθ und
y = {Rm - b√(1 - (2a - Rmθ)2/a2)}cosθ,
wobei Rm der Radius des Mittelkreises des Zahnprofils
ist,
θ der von der y-Achse Koordinatensystems aus gemessene Drehwinkel ist, und
a sowie b Konstanten sind.
θ der von der y-Achse Koordinatensystems aus gemessene Drehwinkel ist, und
a sowie b Konstanten sind.
Fig. 2D zeigt die vorliegende Form der Verzahnung 9, die an
der Außenfläche der Drehwelle 7 bereitgestellt ist. Diese
Verzahnung 9 weist eine Abflachung 21 im oberen Bereich des
Zahnes auf. Der Verlauf eines Schnitts durch diese Abflachung
21 entspricht dem Verlauf eines Kreisabschnitts eines Kreises,
dessen Mittelpunkt sich an der gleichen Position wie der
Mittelpunkt der Drehwelle 7 befindet. Die Position der
Abflachung 21 ist bevorzugterweise um 1/4b vom Scheitelpunkt P
des imaginären, ovalen Zahnverlaufs abgesetzt. Fig. 2E zeigt
die vorliegende Form der Verzahnung 5, die an der Innenfläche
des Einführungslochs 3 bereitgestellt wird. Diese Verzahnung 9
hat eine Abflachung 31 im Scheitelbereich des Zahns. Der
Verlauf eines Schnitts durch diese Abflachung 31 entspricht dem
Verlauf eines Kreisabschnitt eines Kreises, dessen Mittelpunkt
sich an der gleichen Position wie der Mittelpunkt des
Einführungslochs 3 befindet. Die Position der Abflachung 21 ist
bevorzugterweise um 1/4b vom Scheitelpunkt P des imaginären,
ovalen Zahnverlaufs abgesetzt.
Bei der ein derartiges Zahnprofil aufweisenden Verzahnung
schneiden die Zahnoberflächen den Mittelkreis rechtwinklig.
Weiterhin ist die Verzahnung so ausgebildet, daß die halbovalen
Zahnformen durch entsprechende halbovale Kurven mit großen
Krümmungsradien nachgezeichnet werden. Dementsprechend wird es,
selbst wenn eine große Drehkraft auf die Verbindungsteile der
Verzahnungen wirkt, kaum zu vermehrter Spannung an den
Zahnfüßen kommen, und dazu, daß selbst bei Teilen mit geringem
Durchmesser und verringerter Dicke des Drehelements 1 eine
radiale Ausdehnung und eine Verschiebung in Drehrichtung
stattfindet. Zusätzlich kommt es, da für die Verwirklichung des
eine große Krümmung aufweisenden Zahnprofils keines bzgl. des
Preßvorgangs verschwendeten Platzes bedarf, zu keiner
Verringerung der Breite von Teilen der Drehelemente. Deshalb
kommt es selten vor, daß die Verzahnungen einem Ermüdungsbruch
unterliegen, wodurch die Haltbarkeit sichergestellt werden
kann.
Nach der vorliegenden Verzahnung mit halbovalförmigem
Zahnprofil ist es möglich, das vermehrte Aufkommen von Spannung
an den Zahnfüßen um 30-40% im Vergleich zur evolutenförmigen
Verzahnung im Fall, daß die Zahnanzahl und die Zahnhöhe gleich
sind, zu verringern. Obwohl nach dem oben erläuterten
Ausführungsbeispiel der Verlauf eines Schnitts durch diese
Abflachung ein Kreisabschnitt ist, ist es möglich, dafür auch
eine gerade Linie zu verwenden. Obwohl im oben erläuterten
Ausführungsbeispiel die Bedingung a ≻ b verwendet wird, kann
diese abgeändert und durch die andere Bedingung a = b ersetzt
werden. In diesem Fall wäre die Verzahnung so ausgebildet, daß
sie ein halbkreisförmiges Zahnprofil aufweisen würde.
Alternativ kann die Verzahnung unter der Bedingung a ⊰ b ein
halbovalförmiges Zahnprofil aufweisen.
Ebenfalls verwendbar sind Parameter a und b, die in den
jeweiligen durch y ≧ 0 bzw. y ≦ 0 definierten Bereichen voneinander
verschieden sind.
Claims (8)
1. Verzahnungsverbindung zur Drehmomentübertragung zwischen
einem ersten Bauteil (1) und einem zweiten, in das erste
Bauteil eingepaßten Bauteil (7), wobei das erste Bauteil (1)
und das zweite Bauteil (7) um eine gemeinsame Achse drehbar
sind und die Verzahnungsverbindung aufweist:
eine an dem inneren Umfangsbereich des ersten Bauteils (1) ausgebildete erste Verzahnung (5); und
eine an dem äußeren Umfangsbereich des zweiten Bauteils (7) ausgebildete zweite Verzahnung (9), die in die erste Verzahnung (5) eingreift, wobei
die erste Verzahnung (5) und die zweite Verzahnung (9) jeweils ein Zahnprofil aufweisen, das man erhält, indem man eine in der Ebene eines orthogonalen xy-Koordinatensystems definierte Kurve derart verformt, daß die x-Achse dieses Koordinatensystems entlang einem einen vorbestimmten Radius aufweisenden Mittelkreis um die gemeinsame Achse verläuft, wobei man die stetige Kurve vor dem Verformen durch wechselseitiges Verbinden halbkreisförmiger oder halbovaler Kurvenabschnitte mit anderen halbkreisförmigen oder halbovalen Kurvenabschnitten erhält, wobei
in einem erstem Bereich, in dem -2a ≦ x ≦ -a und y ≦ 0 gilt,
in einen zweiten Bereich, in dem -a ≦ x ≦ a und y ≧ 0 gilt, und
in einen dritten Bereich, in dem a ≦ x ≦ 2a und y ≦ 0 gilt, die Kurve durch den Ausdruck x2/a2 + y2/b2 = 1 dargestellt wird, wobei a und b Konstanten sind.
eine an dem inneren Umfangsbereich des ersten Bauteils (1) ausgebildete erste Verzahnung (5); und
eine an dem äußeren Umfangsbereich des zweiten Bauteils (7) ausgebildete zweite Verzahnung (9), die in die erste Verzahnung (5) eingreift, wobei
die erste Verzahnung (5) und die zweite Verzahnung (9) jeweils ein Zahnprofil aufweisen, das man erhält, indem man eine in der Ebene eines orthogonalen xy-Koordinatensystems definierte Kurve derart verformt, daß die x-Achse dieses Koordinatensystems entlang einem einen vorbestimmten Radius aufweisenden Mittelkreis um die gemeinsame Achse verläuft, wobei man die stetige Kurve vor dem Verformen durch wechselseitiges Verbinden halbkreisförmiger oder halbovaler Kurvenabschnitte mit anderen halbkreisförmigen oder halbovalen Kurvenabschnitten erhält, wobei
in einem erstem Bereich, in dem -2a ≦ x ≦ -a und y ≦ 0 gilt,
in einen zweiten Bereich, in dem -a ≦ x ≦ a und y ≧ 0 gilt, und
in einen dritten Bereich, in dem a ≦ x ≦ 2a und y ≦ 0 gilt, die Kurve durch den Ausdruck x2/a2 + y2/b2 = 1 dargestellt wird, wobei a und b Konstanten sind.
2. Verzahnungsverbindung nach Anspruch 1, wobei die erste
Verzahnung (5) eine Abflachung (21) aufweist, deren Form von
einem Mittelkreis bestimmt ist.
3. Verzahnungsverbindung nach Anspruch 1, wobei die Verzahnung
(9) eine Abflachung (31) aufweist, deren Form von einem
Mittelkreis bestimmt ist.
4. Verzahnung nach Anspruch 1, wobei a und b gleich sind, d. h.
die Kurve in einem orthogonalen Koordinatensystem aus
Halbkreiselementen zusammengesetzt ist.
5. Verzahnung nach Anspruch 1, wobei die Konstanten a und b
voneinander verschieden sind, d. h. die Kurve in einem
orthogonalen Koordinatensystem aus Halbelipsenelementen
zusammengesetzt ist.
6. Verzahnung nach Anspruch 1, wobei das erste Bauteil ein
Drehelement (1) einer mehrspindligen Strangpresse aufweist; und
das zweite Bauteil eine Antriebswelle (7) zum Drehen des
Drehelementes aufweist.
7. Verzahnung, die aufweist:
ein Zahnprofil, das man durch Symmetrisieren einer in einer Ebene eines orthogonalen xy-Koordinatensystems definierten Kurve bzgl. der y-Achse dieses Koordinatensystems erhält,
wobei diese Kurve durch folgende Ausdrücke dargestellt wird:
in einem durch 0 ⊰ θ ⊰ (a/Rm) definierten Bereich durch
x = {Rm + b√(1 - Rm2θ2/a2)}sinθ und
y = {Rm + b√(1 - Rm2θ2/a2)}cosθ
und in einem durch (a/Rm) ⊰ θ ⊰ (2a/Rm) definierten Bereich durch
x = {Rm - b√(1 - (2a - Rmθ)2/a2)}sinθ und
y = {Rm - b√(1 - (2a - Rmθ)2/a2)}cosθ,
wobei Rm der Radius des sog. Mittelkreises dieses Zahnprofils ist,
θ der von der y-Achse aus gemessene Drehwinkel ist, und
a sowie b Konstanten sind.
ein Zahnprofil, das man durch Symmetrisieren einer in einer Ebene eines orthogonalen xy-Koordinatensystems definierten Kurve bzgl. der y-Achse dieses Koordinatensystems erhält,
wobei diese Kurve durch folgende Ausdrücke dargestellt wird:
in einem durch 0 ⊰ θ ⊰ (a/Rm) definierten Bereich durch
x = {Rm + b√(1 - Rm2θ2/a2)}sinθ und
y = {Rm + b√(1 - Rm2θ2/a2)}cosθ
und in einem durch (a/Rm) ⊰ θ ⊰ (2a/Rm) definierten Bereich durch
x = {Rm - b√(1 - (2a - Rmθ)2/a2)}sinθ und
y = {Rm - b√(1 - (2a - Rmθ)2/a2)}cosθ,
wobei Rm der Radius des sog. Mittelkreises dieses Zahnprofils ist,
θ der von der y-Achse aus gemessene Drehwinkel ist, und
a sowie b Konstanten sind.
8. Verzahnung nach Anspruch 7 zum Herstellen einer
Verzahnungsverbindung zwischen einem Drehelement (1) einer
mehrspindligen Strangpresse mit einer Antriebswelle (7) zum
Drehen des Drehelements (1).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7130468A JPH08326768A (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | スプラインおよび多軸押出機の回転エレメント用スプライン |
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