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Vorrichtung zum Einstellen eines in eine Zahnstange einfahrenden Zahnrades,
insbesondere bei Hängebahnen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen
eines Zahnrades beim Einfahren in eine Zahnstange, insbesondere des Zahnrades einer
nur stellenweise mit Zahnstangen versehenen Hängebahn. Dabei wird unter "Einfahren"
die Bewegung eines sich nicht drehenden1 eine beliebige Drehstellung einnehmenden
Zahnrades zur-Zahnstange hin verstanden.
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Eine derartige bekannte Vorrichtung (AS 1 296 095) besteht darin,
den Anfang der Zahnstange federnd nachgiebig auszubilden. Bei dem nach der Wahrscheinlichkeit
mehr oder weniger genauen kollisionsartigen Auftreffen eines Zahnkopfes auf den
ersten Zahn der Zahnstange weicht dieser, weil er gefedert ist, aus, versetzt das
Zahnrad in Drehung und bewirkt so, daß die Zähne bald in den richtigen Eingriff
kommen. Eine Zahnstange mit weit ausfederndem Anfang ist jedoch nur für ganz kleine
Abmessungen denkbar und der bekannte Vorschlag ohne weiteres nicht bei Bahnen des
allgemeinen Transportwesens brauchbar. Zudem ist es häufig schwierig, den Platz
für die Aussparung der Unterlage, in die der Zahnstangenanfang hineinfedert, vorzusehen.
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Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten
Art zu schaffen, die nicht den genannten Einschränkungen
"1vterliegt
und aus den weiter unten angegebenen Gründen besonders für eine Hängebahn geeignet
ist, die in steigungslosen Strecke mit einem Reibrad und in Steigungsstrecken mit
einem Zahnrad betrieben wird.
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Gemäß der Erfindung ist der Zahnstange-eine Gleitfläche vorgeordnet,
deren Abstand von der Radachse dem Abstand der äußeren ZahnlUckensehne von der Radachse
entspricht.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Zahnrad beim Einfahren
in eine dem zu erwartenden Eingriff entsprechende Zwangslage gebracht und darin
gehalten, bis es den ersten Zahn berührt. Nun ist allerdings, soweit das Rad nicht
nur ganz wenige Zähne besitzt, die Zahnlückensehne recht klein und im Laufe der
Verschleißzeit veränderlich. Daher sieht die Erfindung alternativ vor, dem Zahnrad
eine seiner Zähnezahl entsprechende Polygonscheibe koaxial beizuordnen und der Zahnstange
eine Gleitfläche vorzuordnen, deren Abstand von der Radachse dem Abstand der Polygonseite
von der Radachse entspricht.
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Es ist zweckmäßig, wenn die Gleitfläche mit einer federnd nachgiebigen
Auflauframpe beginnt, wobei die Gleitfläche zur besseren Einleitung des Vorganges
am Rampnauslauf leicht vorgewölbt sein kann.
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In der Ausführungsform kann die Gleitfläche Fläche einer Blattfeder
sein, die auf einer Zunge der Zahnstange aufliegt.
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Bei der erstgenannten Alternative, bei der das Zahnrad unmittelbar
mit der Gleitfläche korrespondiert, kann der Zahnstange eine Kunststoffleiste vorgeschuht
sein, deren rampenseitiges Ende hinterschnitten und deren zahnstangenseitiges Ende
eine übergangsprofilierung zur starren Verzahnung hin besitzt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Ausführungsb ei spielen erläutert.
Es zeigen:
Figur ! schematisch in Ansicht bei einer Hängebahn den
Anfang einer Zahnstange und einer dieser vorgeordnete Blattfeder, ferner das auf
der Blattfeder gleitende Zahnrad des Fahrzeuges in drei verschiedenen Positionen,
Figur 2 die Anordnung ähnlich Figur 1, Jedoch mit einer Kunststoffleiste anstelle
der Blattfeder, Figur 3 eine Anordnung ähnlich Figur 1, jedoch mit einer Polygonscheibe
an dem Zahnrad.
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Auf dem unteren Flansch 1 eines Hängebahnträgers treibt ein Reibrad
2 ein nicht weiter dargestelltes Fahrzeug in Fahrrichtung 3 an. Lotrecht unter dem
Reibrad 2 besitzt der Rahmen des Fahrzeuges ein Zahnrad 4, das in dem gezeichneten
Zustand nicht angetrieben ist und in Fahrtrichtung 3 nur mitgenommen wird. Kurz
vor einer nicht gezeichneten Steigungsstrecke der Bahn beginnt eine unter dem Flansch
1 angeordnete Zahnstange 5.
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Es versteht sich, daß sich die Zahnstange dem Ubergangsbogen des Flansches
1 zur Steigungsstrecke hin anschmiegt und über einen Auslaufbogen der Steigungsstrecke
sich wieder in die Horizontale hinein erstreckt. Es versteht sich ferner, daß nach
dem Einfahren des Zahnrades 4 in die Zahnstange 5 vor Beginn der Steigungsstrecke
die Antriebsverbindung mit dem Motor von dem Reibrad 2 auf das Zahnrad 4 übergeht.
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Am Zahnstangenanfang ist eine Zunge 6 vorgesehen, auf der eine Blattfeder
7 aufliegt und in nicht gezeichneter Weise befestigt ist. Im Sinne der Fahrrichtung
3 vorgeordnet erstreckt sich die Blattfeder 7 in dem Beispiel fast um die zweifache
Länge des Raddurchmessers 4. Sie ist vorn zu einer Auflauframpe 8 abgebogen und
stützt sich mit dem entsprechend zurückgebogenen vor dersten Ende 9 an der Unterseite
des Flansches 1 ab. Im übrigen kann grundsätzlich die Blattfeder auch an der Stelle
9 an dem Flansch befestigt sein und unter leichter Vorspannung auf der Zunge 6 aufliegen.
Das andere Ende der Blattfeder 7 geht in das
Ubergamgsprofil 10
des ersten Zahnstangenzahnes über und besitzt dort eine Abbiegung 11, Der Übergangszahn
10 hat nur etwa die halbe Höhe der Zahnstangenzähne. Ferner ist die dahinter befindliche
Zahnlücke etwas breiter als diejenigen der Stangenverzahnung. Die Abbiegung 11 ist
vor allem dann vorhanden, wenn die Zahnstange 5 aus Kunststoff besteht.
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Die beschriebene Anordnung ist so bemessen, daß der Abstand 12 der
Feder von der Achse 13 des Rades 4 dem Abstand der äußeren Zahnlückensehne 14 von
der Radachse 13 entspricht. Die entsprechende Seite der Blattfeder 7 ist als Gleitfläche
15 durchgehend glatt. Betrachtet man unter diesen Umständen das schraffierte Sehnendreieck,
so ist einzusehen, daß bei einer Verschiebung des Rades 4 auf der Blattfeder 7 von
rechts nach links im Sinne der Pfeilrichtung 3 das schraffierte Dreieck auf der
Fläche 15 gleitet, das Rad 4 sich also in dieser Zwangslage nicht drehen kann.
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In der ausgezogen gezeichneten Position I erreicht es den Übergangszahn
10. Wegen des Hindernisses an der Abbiegung 11 wird jetzt unter geringem Kraftaufwand
die Drehung des Rades 4 eingeleitet. Dabei kommt das Rad zwangsläufig in den richtigen
2ingriff mit der Zahnstange 5, wie die angedeutete Position II zeigt.
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Es ist wesentlich, die Blattfläche 15 stets glatt und hindernisfrei
zu halten. Dafür sind die Bedingungen bei einer Hängebahn, bei der die Fläche 15
eine Unterfläche ist, günstiger als bei einer Bahn mit nach oben gerichteter Fläche
15, auf der sich dann Staub bilden kann oder störende Fremdkörper festsetzen können.
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Am Rampenübergang 19 ist die Blattfeder 7 ein wenig vorgewölbt, d.h.
sie tritt über die oben definierte Linie 16 der Gleitfläche 15 hinaus. An dieser
Stelle erfolgt die Einstellung des Zahnrades in die definierte Winkellage nach Position
I. Kommt z.B. das Zahnrad mit der beliebigen Winkelstellung nach Position III an,
wobei der Zahn 17 die Linie 16 überschreitet und der Zahn 18 die Linie nicht berührt,
so kann bei einem Aufgleiten des Zahnes 18 auf die Feder 7 eine geringfügige Winkelkorrektur
erfolgen und schon damit das schraffierte Dreieck hergestellt werden, oder es kann
der Zahn
18 durch Reibungshemmung eine Rechtsdrehung um eine Zahnteilung
bewirken, so daß er etwa in die Lage des Zahnes 17 kommt. Auch damit ist der Zustand
nach dem schraffierten Dreieck hergestellt.
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In Ausnutzung der guten Gleiteigenschaften etwa von Polyamid ist gemäß
Figur 2 die Blattfeder 7 durch eine der Zahnstange 5 vorgeschuhte Kunststoffleiste
20 ersetzt. Sie besteht aus einem rampenseitigen Teil 21, der durch Hinterschneidung
einen freien Spalt 22 in bezug auf den Flansch 1 aufweist und damit federnd ist,
und aus einem zahnstangenseitigen Teil 23, der zur Befestigung an dem Flansch 1
dient. Der Teil 23 ist mit der schon oben -erwähnten tibergangsverzahnung 24 zur
Stangenverzahnung hin versehen.
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Wie Figur 1 ausweist, ist bei einem Rad 4 mit zwölf Zähnen das schraffiert
gezeichnete Sehnendreieck schon recht schmal. Um es zu verbreitern, kann man koaxial
dem Rad 4 eine Polygonscheibe mit zwölf Ecken seitlich beiordnen, womit die Feder
7 dann auch seitlich verschoben angeordnet wird. Bei gleichem Außendurchmesser mit
dem Rad 4 würde die auf die Polygonscheibe bezogene Sehne 14 um zweimal die halbe
Zahnaußendicke größer sein. Da aber der Durchmesser der Polygonscheibe unabhängig
vom Durchmesser des Rades 4 ist und sich die Zahl zwölf ganzzahlig halbieren läßt,
sieht die Erfindung in Abwandlung dessen eine im Durchmesser kleinere Polygonscheibe25
mit sechs Ecken vor. Die Gleitfläche, die mit der federnd nachgiebigen Auflauframpe
8 beginnt, wird hier durch eine am Flansch 1 freikragend befestigte Blattfeder 26
gebildet. Diese Blattfeder erstreckt sich bis zum Beginn der Ubergangsverzahnung
24, die hier an dem Anfang der Zahnstange 5 angearbeitet ist. Entsprechend Figur
1 ist 27 die Gleitfläche und 28 der Abstand jeder Polygonseite 29 von der Radachse
13.
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Der vorgewölbte Rampenübergang 19 nach Figur 1, der in Figur 1 übertrieben
groß gezeichnet ist und in Figur 2 überhaupt nicht gezeichnet ist, erübrigt sich
bei einer Polygonscheibe mit solch geringer Eckenzahl wie in Figur 3. Die Schmalheit
der Sehnendreiecke nach Figur 1 bzw. Figur 2 sieht den gewölbten Übergang 19 zur
besseren Sicherheit vor.
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- Patentansprüche--