DE2114644A1 - Gear drive with spacer ring - Google Patents
Gear drive with spacer ringInfo
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Description
PHN. 5590»PHN. 5590 »
jw/rv.jw / rv.
DipL-Iag. F-J. IiUPFEiJMAPW DipL-Iag. FJ. IiUPFEiJMAPW
A"**»« fetV. Philips'Gloeilampenfabrieken
Akte No. pHU- 5390 A "**» «fetV. Philips'Gloeilampenfabrieken
File No. pHU- 5390
Anmeldung vom: 25. MärZ 1971Registration dated: March 25, 1971
Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnradgetriebe, wobei zwei um im wesentlichen parallele Wellen drehbare Zahnräder miteinander in Eingriff sind. Es ist bei derartigen Getrieben oft wichtig, dass der eingestellte Abstand zwischen den Wellen konstant gehalten wird, insbesondere, falls auch die Zahnräder Radialkräfte in Richtung des Gegenrades einwirken. Ist eine der Wellen verschiebbar oder kann infolge der Radialkräfte Durchbiegung einer der Wellen entstehen, so wird infolge dieser radial gerichteten Kräfte der Abstand zwischen den Wellen kleiner werden. Dadurch wird dann der Eingriff zwischen den Zahnrädern beeinträchtigt mit der Folge eines erhöhten Verschleisses und einer Abnahme des Wirkungsgrades.The invention relates to a gear transmission, two gear wheels rotatable about essentially parallel shafts with one another are engaged. In the case of such transmissions, it is often important that the set distance between the shafts is kept constant, especially if the gears also have radial forces in the direction of the mating gear act. If one of the shafts is displaceable or if one of the shafts can bend as a result of the radial forces, this will result in a radially directed forces the distance between the shafts become smaller. As a result, the engagement between the gears is also impaired the consequence of increased wear and a decrease in efficiency.
Es sind bereits Zahnradgetriebe bekannt, die mit sogenannten aus ungezahnten scheibenförmigen Teilen bestehenden materialisierten RoIl-There are already gear drives known, the materialized with so-called from toothless disk-shaped parts consisting of RoIl-
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kreisen versehen sind, die bei paarenden Zahnrädern übereinander rollen und die auf die ZAhne ausgeübten radialen aufeinander zu gerichteten -Kräfte ausgleichen. Ein Nachteil dieser materialisierten Rollkreise ist jedoch, dass ihr Aussendurchmesser grosser ist als die Fusskreise der Verzahnung, so dass sich diese Zahnräder schwer herstellen lassen. Sie können beispielsweise nicht mit einer normalen Stosämaschine hergestellt oder auf bekannte Weise gefräst werden.circles are provided that roll over each other when paired gears and the radial ones exerted on the teeth are directed towards one another - Balance forces. One disadvantage of these materialized rolling circles is however, that their outside diameter is larger than the root circles of the toothing, making these gears difficult to manufacture. For example, they cannot be made with a normal tree seeder or be milled in a known way.
Sie Erfindung bezweckt, ein Zahnradgetriebe zu schaffen, wobei ein konstanter Mittenabstand zwischen den Wellen bei darauf ausgeübten radialen aufeinander zu gerichteten Kräften gewährleistet wird, und wobei die Zahnräder dennoch gemäss den normalen Herstellungsverfahren herstellbar sind. Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass jedes der Zahnräder mit einem koaxialen Teil mit einer ungezahnten Oberfläche versehen ist, und dass ein Bistanzring angeordnet ist, der eine ungezahnte Oberfläche eines der Zahnräder umfasst und für eine rollende Zusammenarbeit die beiden einander gegenüberliegenden ungezahnten Oberflächen der beiden Zahnräder berührt.The purpose of the invention is to create a gear transmission, a constant center-to-center distance between the shafts is ensured when radial forces directed towards one another are exerted on them, and whereby the gears can still be manufactured according to the normal manufacturing process are. According to the invention this is achieved in that each of the gears has a coaxial part with an toothless surface is provided, and that a bistance ring is arranged, which is an toothless Surface of one of the gears covers and for a rolling cooperation the two opposing toothless surfaces of the touches both gears.
Sie ungezahnten Teile können beispielsweise als scheibenförmiger Stumpf an einer oder an beiden Seiten der Zahnräder ausgebildet sein. Eine besonders einfach herzustellende Ausführungsform wird nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die ungezahnte Oberfläche jedes Zahnrades durch den Boden eines ring.« herumgehenden in radialem Querschnitt rechtwinkligen Rille gebildet wird, welche die Verzahnung des Zahnrades durchschneidet. Eine derartige Rille kann auch nachher in bereits bestehenden Zahnrädern angebracht werden.The toothless parts can for example be designed as a disc-shaped stump on one or on both sides of the gears. A particularly simple to manufacture embodiment is characterized according to the invention in that the toothless surface of each gear is formed by the bottom of a ring. Such a groove can also be made in existing gearwheels afterwards.
Vorzugsweise wird nach der Erfindung der ungezähnte koaxiale Teil.derart ausgebildet, dass die Differenz zwischen dem Burchaesser des Preferably , according to the invention, the imperforate coaxial part is designed in such a way that the difference between the Burchaesser of the
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Kopfkreises und dea Durchmesser des ungezahnten koaxialen Teils jedes Zahnrades mindestens die doppelte ZahnhBhe des betreffenden Zahnrades beträgt.Tip circle and the diameter of the toothless coaxial part of each Gear at least twice the tooth height of the relevant gear amounts to.
Sie Erfindung wird nunaehr an Hand der beiliegenden Zeichnungen naher erläutert. Es zeigen:The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 eine Ansicht in Achsrichtung eines erfindungsgemässen Bistanzringes bei eine* Zahnrad «it Aussenverzahnung und einem Zahnrad mit Innenverzahnung,1 shows a view in the axial direction of an inventive Bistanzringes with a * cogwheel «with external teeth and a cogwheel with internal teeth,
Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 2, durch eine Abwandlung der Aueführungsform nach Fig. 1,3 shows a section corresponding to FIG. 2, through a modification of the embodiment according to FIG. 1,
Fig. 4 eine scheaatische Ansicht in Achsrichtung geaäss Fig. mit darin den Geschwindigkeitsvektoren,FIG. 4 is a schematic view in the axial direction according to FIG. with the velocity vectors therein,
Fig. 5 eine Ansicht in Achsrichtung eines erfindungsgemässen Distanzringes bei zwei Zahnradern, beide sit Auesenverzahnung.5 shows a view in the axial direction of a device according to the invention Spacer ring with two gears, both sit Auesen gearing.
Bei der Ausführungsfora nach Fig· 1 ist auf der Welle 1 ein Zahnrad 2 «it Aussenverzahnung angeordnet, die mit der Innenverzahnung eines Zahnrades 3 in Eingriff ist. Zu den Zahnrädern 2 und 3 gehören die Hollkreise 15 bzw. 16. Wie auch aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Verzahnung des Zahnrades 2 sowie des Zahnrades 3 durch eine ringsherumgehende Rille 4 bzw. 5 durchbrochen. Ia Betrieb rollt vom Zahnradgetriebe die Auseenseite 6 des Bistanzringes 7 über den Boden 8 der Rille 5 in Zahnrad 3 und die Innenseite 9 des Hinges 7 rollt über den Boden 10 der Rille im Zahnrad 2. Radial gerichtete Kräfte, welche die beiden Zahnräder aufeinander zu drucken wollen, werden voe Distanzring 7 übertragen, wodurchIn the embodiment according to FIG. 1, a gearwheel 2 'with external teeth is arranged on the shaft 1, which with the internal teeth a gear 3 is in engagement. To gears 2 and 3 belong the Hollow circles 15 and 16. As can also be seen from FIG. 2, the toothing of the gear 2 and of the gear 3 is broken through by a circumferential groove 4 and 5, respectively. Ia operation rolls from the gear transmission Outside 6 of the bistanzring 7 over the bottom 8 of the groove 5 in gear 3 and the inside 9 of the Hinges 7 rolls over the bottom 10 of the groove in the gear 2. Radially directed forces, which want to press the two gears on each other, are transmitted voe spacer ring 7, whereby
eine Änderung im eingestellten Abstand zwischen den Zahnrädern 2 und 3 vermieden wird.a change in the set distance between gears 2 and 3 is avoided.
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Weil sich der Ring in einer Rille in den beiden Zahnrädern befindet, wird ausserdem vermieden, dass sich die Zahnräder in axialer Richtung gegenüber einander verschieben. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn der Ring bei Zahnrädern mit Schrägverzahnung verwendet wird, wobei die Kräfte auf die Zähne eine Komponente in axialer Richtung haben.Because the ring is in a groove in the two gears is located, it is also avoided that the gears are in the axial Shift direction towards each other. This is particularly important if the ring is used on gears with helical teeth, the forces on the teeth having a component in the axial direction.
Der Boden 8 der Rille 5 und der Boden 10 der Rille 4 bilden die ungezahnten koaxialen Oberflächen wobei der Durchmesser der Bodenoberfläche 8 grosser ist als der des Fusskreises 11 des Zahnkranzes 12 des Zahnrades 3 und der Durchmesser der Bodenoberfläche 10 kleiner ist als der Durchmesser des Fusskreises 13 des Zahnkranzes 14 des Zahnrades Die axiale Schnittbewegung bei der Herstellung der Zahnräder auf einer Fräsmaschine bzw. einer Stossmaschine ist auf diese Weise weiterhin möglich, was nicht der Fall ist bei Zahnrädern mit materialierten Rollkreisen· Diese Zahnräder lassen sich nur in einem Giessverfahren oder durch Aufbau aus mehreren Einzelteilen herstellen.The bottom 8 of the groove 5 and the bottom 10 of the groove 4 form the toothless coaxial surfaces being the diameter of the soil surface 8 is larger than that of the root circle 11 of the ring gear 12 of the gear 3 and the diameter of the bottom surface 10 is smaller than the diameter of the root circle 13 of the ring gear 14 of the gear wheel The axial cutting movement in the manufacture of the gear wheels on a Milling machine or a slotting machine is still possible in this way, which is not the case with gears with material rolling circles These gears can only be produced in a casting process or by assembling them from several individual parts.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Distanzringen 17 und 18, die an den beiden Seiten der Zahnräder 19 und 20 angeordnet sind. Das mit Auasenverzahnung versehene Zahnrad 20 ist mit zwei kreiszylindrischen Teilen 21 und 22 versehen und das mit Innenverzahnung versehene Zahnrad 19 hat zwei ungezahnte ringförmige Teile 23 und 24. Die Distanzringe 17 und 18 arbeiten mit den ungezahnten Teilen 21, 23 bzw. 22, 24 rollend zusammen.3 shows an embodiment with two spacer rings 17 and 18 arranged on both sides of the gears 19 and 20. The toothed wheel 20 provided with external teeth has two circular cylindrical ones Parts 21 and 22 provided and the internally toothed gear 19 has two toothless annular parts 23 and 24. The spacer rings 17 and 18 work with the toothless parts 21, 23 and 22, 24, respectively rolling together.
In Fig. 4 sind die Zahnräder mit Aussen- bzw. Innenverzahnung auf Bchematische Weise durch ihre Rollkreise 25 und 26 dargestellt« Zwischen den Zahnrädern befindet sich ein Distanzring 27, wobei zur Bezeichnung einiger kennzeichnenden Grossen die nachfolgenden Symbole verwendet sind!In Fig. 4, the gears are with external and internal teeth Represented in a schematic way by their rolling circles 25 and 26 "Between the gears is a spacer ring 27, the following symbols being used to designate some characteristic variables are!
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-5- PHN. 5590.-5- PHN. 5590.
r '« der Radius des Rollkreises 25«r '"the radius of the pitch circle 25"
r„ » der Radius des Rollkreises 26.r "» is the radius of the pitch circle 26.
r, m der Radius des Kreises 28 am Distanzring 27, der die beiden Rollkreise 25 und 26 berührt.r, m is the radius of the circle 28 on the spacer ring 27 which touches the two rolling circles 25 and 26.
e.. » die Dicke des Ringes in radialer Richtung gemessen zwischen dem Kreis mit dem Radius r3 und der Innenseite des Ringes.e .. »the thickness of the ring in the radial direction measured between the Circle with radius r3 and the inside of the ring.
βρ « die Dicke des Ringes in radialer Richtung gemessen zwischen dem Kreis mit dem Radius r3 und der Aussenseite des Ringes.βρ «the thickness of the ring in the radial direction measured between the Circle with radius r3 and the outside of the ring.
V1 » die Umfangsgeschwindigkeit des ungezahnten Teils des Zahnrades mit dem Rollkreis 25, über den der Distanzring 27 rollt.V 1 »the peripheral speed of the toothless part of the gear with the pitch circle 25 over which the spacer ring 27 rolls.
Vp ■ die Umfangsgeschwindigkeit des ungezahnten Teils des Zahnrades mit dem Rollkreis 26, über den der Distanzring 27 rollt.Vp ■ the peripheral speed of the toothless part of the gear with the pitch circle 26 over which the spacer ring 27 rolls.
v, ■ die Umfangsgeschwindigkeit der Zahnräder an der Stelle des Rollkreises. v, ■ the peripheral speed of the gears at the point of the pitch circle.
Wie nachstehend erläutert wird, lässt sich auf einfache WeiseAs explained below, you can easily
ein Zusammenhang zwischen den Grossen r., r„, r,, O1 und e„ herleiten. Aus Fig. 4 lässt sich herleiten«derive a connection between the variables r., r ", r", O 1 and e ". From Fig. 4 can be derived «
T1 t v, - Cr1 - e^) ι V1 und rg ι v, ■ (rg + e2) ι Vg.T 1 tv, - Cr 1 - e ^) ι V 1 and r g ι v, ■ (r g + e 2 ) ι Vg.
Daraus folgttIt follows from this
Aus der Figur geht ebenfalls hervortThe figure also shows
mit dem Ergebnis:with the result:
V1 t v2 - (r3 - e.,) ι (r? + e2) (2).V 1 tv 2 - (r 3 - e.,) Ι (r ? + E 2 ) (2).
Aue (1) und (2) folgtι Aue (1) and (2) follow
(*5 - β,) » (r3 + e2) - ^Cr1 - O1) t T1 j :(* 5 - β,) »(r 3 + e 2 ) - ^ Cr 1 - O 1 ) t T 1 j:
mit dem Ergebnis für r,twith the result for r, t
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-6- PHN. 5390.-6- PHN. 5390.
r3-J Ce1T1 (r2 + e2) + r2e2 (r., - e.,) j t (^e2 + ^e1).r 3 -J Ce 1 T 1 (r 2 + e 2 ) + r 2 e 2 (r., - e.,) j t (^ e 2 + ^ e 1 ).
Beim Zahnradgetriebe nach Fig. 5 sind zwei Zahnräder 29 und 30 mit je einer Aussenverzahnung miteinander in Eingriff. Zum Zahnrad 29 gehört der Rollkreis 31 mit dem Radius r. und des koaxialen ungezahnten Teil 32 mit dem Radius τ^*. Zum Zahnrad 30 gehört der Sollkreis 33 mit dem Radius r_ und dem koaxialen ungezahnten Teil 34 mit dem Radius r„'. Der Distanzring 35 arbeitet wieder mit den ungezahnten Oberflächen 32 und 34 der beiden Zahnräder rollend zusammen. Von dem Ring ist deutlichkeitshalber nur der Kreis 36, der die beiden Rollkreise 31 und 33 berührt, völlig dargestellt. Die Dicke des Ringes 35 beträgt e. + e„ entsprechend dem Ring 27 aus Fig. 4.In the gear transmission according to FIG. 5, two gears 29 and 30 each with an external toothing are in engagement with one another. The pitch circle 31 with the radius r belongs to the gear wheel 29. and the coaxial toothless part 32 of radius τ ^ *. The target circle 33 with the radius r_ and the coaxial, toothless part 34 with the radius r "" belong to the gear wheel 30. The spacer ring 35 again cooperates rollingly with the toothless surfaces 32 and 34 of the two gears. For the sake of clarity, only the circle 36 of the ring, which touches the two rolling circles 31 and 33, is fully shown. The thickness of the ring 35 is e. + e ″ corresponding to the ring 27 from FIG. 4.
Unter Berücksichtigung dass r.. · « r., - e.. und τ* ■ r? ~ e? ist lässt sich auf entsprechende Weise wie bei der Situation nach Fig. 4 ein Zusammenhang zwischen den GrSssen r., r„, r,f e. und e„ herleiten, und zwar mit der Folget Taking into account that r .. · «r., - e .. and τ * ■ r ? ~ e ? a relationship between the quantities r., r ", r, f e. and derive e ", with the sequence t
ι 1 »2 2 2 2 1 11 12 2 1 Erfindungsgemässe Distanzringe lassen sich auch zum Unterstützen der Zahnräder gegenüber einander in aus mehreren Zahnrädern zusammengesetzten Gebilden wie Planetengetrieben u.dgl. verwenden. Auch Distanzringe mit einem anderen als einem rechtwinkligen Querschnitt sind verwendbar.ι 1 »2 2 2 2 1 11 12 2 1 Spacer rings according to the invention can also be used to support the gears with respect to one another in structures composed of several gears, such as planetary gears and the like. Spacer rings with a cross-section other than a right-angled can also be used.
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