DE2548550A1

DE2548550A1 - Zahnkranz fuer grosse drehmomente

Info

Publication number: DE2548550A1
Application number: DE19752548550
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: A Friedrich Flender AG
Current assignee: A Friedrich Flender AG
Priority date: 1975-10-30
Filing date: 1975-10-30
Publication date: 1977-05-05
Also published as: DE2548550B2

Description

Zahnkranz für große Drehmomente
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zahnkranz, wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben.
Es sind Zahnkränze bekannt, die aus vergütetem Stahlguß hergestellt sind. Die übertragbare Leistung hängt von der Flanken- und Fuß festigkeit des Werkstoffes ab. Will man also sehr große Leistungen übertragen, so ist man gezwungen, diese Zahnkränze sehr groß auszuführen. Dieses ist oft aber aus Platzgründen gar nicht möglich und zudem viel zu teuer. Für die Herstellung solch großer Zahnkränze fehlen auch die nötigen Einrichtungen.
Ein Härten solch großer Zahnräder wird von der Fachwelt wegen des zu be-rchtenden Verzuges abgelehnt. Dieses gilt insbesondere für große Zahnkränze, da hier auf einen Verzug mindernd wirkenden Unterbau ganz oder teilweise verzichtet werden muß.
Aufgabe der Erfindung ist, einen großen Zahnkranz zu schaffen, der trotz verhältnismäßig geringer Abmessungen in der Lage ist, höhere Leistungen zu übertragen, als man bisher in der Lage war. Solche Zahnkränze könnten auf vorhandenen Einrichtungen gefertigt werden und wären somit wirtschaftlich.
Ferner galt es, die Lebensdauer großer Zahnkränze zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zahnkranz aus einem an der Oberfläche härtbaren vergüteten Material, z.B. GS 25 CrMo 4 v besteht und die Verzahnung an ihrer Oberfläche durch Aufheizen und Abschrecken gehärtet wird.
Eine besonders preisgünstige Variante des Erfindungsgegenstandes ist die Ausführung in überwiegend perlitischem Sphäroguß. Die Tragfähigkeit des Sphärogußes wird durch das Oberflächenhärten derart erhöht, daß sie die von ungehärtetem Stahl übertrifft.
Je nach Konstruktion kann es zweckmäßig sein, wenn die Zahnenden auf den Stirnseiten ein kleines Stück nicht mitgehärtet werden. Hierdurch soll der unvermeidliche Härteverzug gemildert und ein schadensfreies Einlaufen der Räder begünstigt werden.
Um den Härteverzug noch kleiner zu halten, ist es möglich, nur die Zahnflanken zu härten. Des weiteren bieten sich in besonderen Fällen an, die Härtung nur auf die in Hauptdrehrichtung tragende Flanke zu beschränken.
Als weitere Maßnahme, den Härteverzug und seine Auswirkungen zu mindern, wird die Materialstärke unter den Zähnen, der sogenannte Zahnkranzgrund, in seiner Stärke je nach Bedarf auf die 1,5 bis 2-fache Zahnhöhe beschränkt. Dadurch treten beim Härtevorgang nicht so große Werkstoffspannungen auf, was sich auf den Verzug günstig auswirkt. Zudem kommt noch, daß der Kranz dadurch elastischgr wird und Formfehler sich leichter ausgleichen können, ohne daß es zu einem Schaden kommt.
Des weiteren ist es zweckmäßig, den Zahnkranzgrund breiter zu gestalten, als die Zahnbreite selbst. Die überstehende Kranzbreite dient ebenfalls durch seine abstützende Wirkung dazu, den Härteverzug gering zu halten, ohne die Kranzelastizität stark zu mindern.
Der Steg oder Boden, der zur Weiterleitung oder Ableitung des Drehmomentes dient und die Radialkräfte aufzunehmen hat, wird vorteilhaft symmetrisch angeordnet. Er soll aber auch von verhältnismäßig geringerer Stärke sein, um den Verzug beim Härten der Verzahnung möglichst klein zu halten0 Gleichmäßig am Umfang zwischen Kranz und Steg angeordnete Rippen dienen der Versteifung des an sich elastischen Gebildes.
Die Verzahnung der vorbeschriebenen Zahnkränze darf erfindungsgemäß nach dem Härten an den Stirnseiten einen geringfügig größeren Durchmesser als in der Zahnkranzmitte aufweisen. Dieser Durchmesserunterschied kann durchaus die Folge des Härteverzuges sein.
Durch die Elastizität des Kranzes bedingt, erhält man so unter Last ein einwandfreies Tragbild.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Schnittzeichnung dargestellt. Die oberflächengehärtete Verzahnung 1 ist mittig auf dem Zahnkranzgrund 2a angeordnet. Dieser Zahnkranzgrund ist etwa 1,5 bis 2mal so stark wie die Zahnhöhe. Der Zahnkranzgrund übersret die Verzahnungsbreite beidseitig um mindestens den 1,5-fachen Betrag der Zahnhöhe. Dieser Überstand ist mit 2b bezeichnet. Der schmale Steg 3 ist mittig am Kranz angeordnet und verbindet diesen mit dem Abtrieb. Zwischen Steg 3 und Kranz 2 befinden sich zur Stabilisierung beidseitig mehrere am Umfang gleichmäßig verteilte Rippen 4.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche: t 9 Zahnkranz für ein Großrad, insbesondere zum Antrieb von Drehöfen, TrommelöXfen, Rohrmühlen, Diffusionstürmen und dergl. in ein- oder mehrteiliger Ausführung, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz aus einem an der Oberfläche härtbaren vergüteten Material, z.B. GS 25 CrMo 4 v besteht und die Verzahnung an ihrer Oberfläche durch Aufheizen und Abschrecken gehärtet ist.
2. Zahnkranz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus einem an der Oberfläche härtbaren, überwiegend perlitischem Sphäroguß besteht.
3. Zahnkranz nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung zu den beiden Stirnseiten hin auf einer Länge von 0,5 bis 1-facher Zahnhöhe nicht oder nur gering gehärtet ist.
4. Zahnkranz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vornehmlich nur die Zahnflanken einer Oberflächenhärtung unterzogen worden sind.
5. Zahnkranz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur die in der Hauptdrehrichtung belasteten Zahnflanken einer Oberflächenhärtung unterzogen worden
6. Zahnkranz nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kranzstärke unter dem Zahngrund ca. die 1,5 bis 2-fache Zahnhöhe beträgt.
7. Zahnkranz nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranzgrund die Verzahnung an den Stirnseiten beidseitig um mindestens 1,5-fache Zahnhöhe überragt.
8. Zahnkranz nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dieser über einen symmetrisch angeordneten Steg von geringer Stärke mit dem Abtrieb in Verbindung steht.
9. Zahnkranz nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rippen gleichmäßig am Umfang verteilt zwischen Zahnkranz und Steg beidseitig angeordnet sind.
10. Zahnkranz nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (Teil- und Kopfkreis) nach dem Härten an den beiden Stirnseiten einen geringfügig größeren Durchmesser als in der Zahnkranzmitte aufweist.
11. Zahnkranz nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung nach der Oberflächenhärtebehandlung keiner Nachbearbeitung unterzogen wird.