DE2229391A1

DE2229391A1 - Verfahren zum verbinden einer verzahnten bandage mit einem nabenkoerper und ein entsprechendes zahnrad

Info

Publication number: DE2229391A1
Application number: DE19722229391
Authority: DE
Inventors: Hans Eichinger
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Gleason Hurth Tooling GmbH
Priority date: 1972-06-16
Filing date: 1972-06-16
Publication date: 1974-01-03

Description

Verfahren zum Verbinden einer verzahnten Bandage mit einem Nabenkörper und ein entsprechendes Zahnrad.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden einer verzahnten Bandage mit dem Nabenkörper eines hochbeanspruchten Zahnrades, z.B. für gefederte Zahnräder bei Schienenfahrbeugen und auf ein Zahnrad mit einer nach diesem Verfahren aufgezogenen Bandage.
Unter verzahnter Bandage wird im Sinne der Erfindung ein Zahnkranz verstanden, dessen unverzahnter Teil im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt ohne Steg oder Speichen hat und der nicht mit Schrauben o. dgl. am Nabenkörper befestigt ist.
Der Erfindung liegt-als Aufgabe das Erstellen eines aus Bandage und Nabenkörper bestehenden Zahnrads zugrunde, bei dem die Dicke des unverzahnten Teils der Bandage verhältnismäßig gering ist, und bei dem die Bandage durch die Zahnbelastung bereits so hoch beansprucht ist, daß sie keine oder fast keine zusätzliche Beanspruchung durch eine Schrumpfung aufnehmen kann.
Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung dann, wenn an einem Zahnrad mit kompliziertem Nabenteil die Verzahnung beschädigt ist und ein Ersatz des ganzen Rades hohe Kosten verursachen würde. Solche hochbelasteten, teuren Teile sindz.B. gefederte Zahnräder im Antrieb für Schienenfahrzeuge. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, bei einem aus Bandage und Nabenkörper bestehenden Zahnrad eine ausreichend feste Verbindung zu schaffen, wenn die Temperatur, die für das einer Schrumpfverbindung entsprechende Übermaß erforderlich wäre, nicht mehr aufgebracht werden kann.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Bandage mit einem Treibsitz oder einem Schrumpfsitz, der weniger Pressung ergibt als zur Übertragung des Drehmoments erforderlich wäre auf die Nabe aufgesetzt und stirnseitig durch Elektronenstrahlschweißung mit ihr verbunden wird. Unter Treibsitz wird dabei etwa eine ISO-Kombination H6 / s6 verstanden.
Die Elektronenstrahlschweißung ergibt eine Schweißnaht mit sehr großer Tiefe, z.B. 15mm, bei sehr kleiner Breite1 z.B. 0,8 mm.
Das Verfahren nach der Erfindung kann weitergebildet werden durch eine Schweißung an beiden Stirnseiten.
Ein Zahnrad mit einer Bandage, die nach dem Verfahren nach der Erfindung auf den Nabenkörper aufgesetzt ist, kann vorteilhafterweise so gestaltet sein, daß der unverzahnte Teil der Bandage eine Dicke vom Umfang der Bohrung bis zum Fußkreis hat, der 0,5 bis 3,5 mal Modul der Verzahnung beträgt, und an mindestens einer Stirnseite die Fuge zwischen Bandage und Nabenmindestens körper mit einer Schweißung verbunden ist, deren TiefeY5 mal ihrer größten Breite beträgt.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.
Die Erfindung ist anhand eines skizzierten Ausführungsbeispiels erläutert.
Die Figur zeigt schematisch einen Teilschnitt durch ein Zahnrad, das im wesentlichen aus einem Nabenkörper 1 und einer Bandage 2 besteht, welche mit einer Verzahnung 3 versehen ist. Der Nabenkörper weist beispielsweise drei Ausparungen 4 auf, von denen eine im Schnitt gezeigt ist. Sie dienen zur'Aufnahme von Federn elastischer Zahnräder, die für den Antrieb von Schienenfahrzeugen bestimmt sind. Im Beispiel hat die Aussparung eine Tiefe 5, welche mehr als 75% der Breite 6 des Nabenkörpers beträgt. Die Dicke 7 der Bandage, d.h. die Differenz zwischen dem Radius 8 am Sitz der Bandage und dem Fußkreisradius 9 der Verzahnung, beträgt etwa die Zahnhöhe 10, d.i. etwa 2~mal Modul der Verzahnung. Die Dicke 11 des Nabenkörpers am Sitz der kann dage im Bereich der Aussparung 4 ist im Beispiel kleiner als etwa die halbe Zahnhöhe, d.h. also kleiner als 1 mal Modul der Verzahnung bemessen. Die Aussparungen 4 können praktisch jede beliebige Form haben.
Die Bandage hat einen Innendurchmesser und der Nabenkörper einen Außendurchmesser, die etwa einem Treibsitz, also z.B. der ISO-Kombination H6 /s6 entsprechen, oder einem-Schrumpfsitz entsprechen, der weniger Pressung hat, als zur Übertragung des Drehmomentes erforderlich ist. Dadurch wird erreicht, daß die Bandage durch eine Dehnung nicht nennenswert belastet wird und der ganze Querschnitt für die Aufnahme der Zahnkraft zur Verfügung steht. Andererseits ist auch vermieden, daß der-Nabenkörper am Sitz der Bandage im Bereich der Aussparungen infolge der Schrumpfspannung nach innen zusammenfällt.
Der Verband zwischen Bandage und Nabe wird dadurch gefestigt, daß beide Teile von einer Stirnseite oder von beiden Stirnseiten aus mit einer Elektronenstrahlschweißung verbunden werden. Mit der Elektronenstrahlschweißung können Schweißnähte 12 erzielt werden, deren Tiefe 13 mindestens 5 mal der Breite 14 beträgt. Einesehr vorteilhafte Schweißnaht ergibt ein Verhältnis von Breite zu Tiefe von 1 : 15 bis 1 : 30. Hierdurch wird erreicht, daß durch die tiefe Schweißung einerseits das volle Drehmoment übertragen werden kann und durch die schmale Naht fast kein Warmeverzug auftritt. Für die Nahttiefe gilt, je tiefer sie ist, desto größer ist das übertragbare Drehmoment, desto größer ist aber auch der Wärmeverzug.
Eine Bandage, die für das Verfahren nach der Erfindung geeignet ist, sollte eine Dicke vom Radius der Bohrung bis zum Fußkreisradius der Verzahnung von 0,5 bis 3,5 mal Modul der Verzahnung der Bandage haben. Der Nabenkörper kann dann an mindestens drei Stellen des Umfangs und über mindestens 75% der Nabenbreite dünner als 1,5 mal Modul der Verzahnung der Bandage sein, ohne daß sich Nachteile bezüglich der Festigkeit ergeben.

Claims

ANSPRÜCHE

1) Verfahren zvm Verbinden einer verzahnten Bandage mit dem Nabenkörper eines hochbeanspruchten Zaluirades, z.B. für gefederte Zahnräder bei Schienenfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage mit einem Treibsitz oder einem Schrumpfsitz, der weniger Pressung ergibt als zur Übertragung des Drehmoments erforderlich wäre auf die Nabe aufgesetzt und stirnseitig durch Elektronenstrahlschweißung mit ihr verbunden wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schweißung an beiden Stirnseiten.

/ 3) Zahnrad mit einer verzahnten Bandage, die nach dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 auf einen Nabenkörper aufgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der unverzahnte Teil der Bandage eine Dicke vom Umfang der Bohrung bis zum Fußkreis hat, der 0,5 bis 3,5 mal Modul der Verzahnung beträgt, und an mindestens einer Stirnseite die Fuge zwischen Bandage und Nabenkörper mit einer Schweißung verbunden ist, deren mindestens Tiefer5 mal ihrer größten Breite beträgt.