DE265809C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

-Ja 265809-KLASSE 47b. GRUPPE -Yes 265809-CLASS 47b. GROUP

Bogenförmiger Zahn für Stirn- und Kegelräder. Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Dezember 1912 ab.Arch-shaped tooth for spur and bevel gears. Patented in the German Empire on December 18, 1912.

Bogenförmige Zähne an sich sind bekannt und bieten vor geraden Zähnen den Vorteil, daß sie genau wie die Pfeilräder mit vergrößertem, stoßfreiem Eingriff ohne einseitigen Achsialdruck miteinander kämmen, dabei aber einen noch ruhigeren Gang und leichter erreichbare vollkommene Zahnanlage den Pfeilrädern gegenüber besitzen.Arch-shaped teeth are known per se and offer the advantage over straight teeth that they, like the arrow wheels, have enlarged, shock-free engagement without one-sided Comb the axial pressure with each other, but at the same time an even smoother and more easily accessible gait have perfect tooth system opposite the arrow wheels.

Vorliegende Erfindung besteht in einer besonderen Ausführungsform eines derartigen, bogenförmigen Zahnes, welche der bekannten gegenüber an Festigkeit, Vollkommenheit der Verzahnung und Billigkeit der Herstellung überlegen ist.The present invention consists in a particular embodiment of such, arch-shaped tooth, which compared to the known in strength, perfection of the Interlocking and cheap manufacturing is superior.

Jede Satzräderverzahnung ist durch die Form des Zahnstangenzahnes des Satzes vollkommen bestimmt, denn nach der Verzahnungstheorie kann man zu einem bekannten Zahnstangenprofil die zugehörige Eingrifflinie bestimmen, aus welcher sich dann wieder die Flankenprofile sämtlicher Räder des Satzes ergeben, da diese sämtlichen Rädern des Satzes gemein ist.Each set of gear teeth is perfect due to the shape of the rack tooth of the set determined, because according to the interlocking theory one can become a known Rack profile determine the associated line of action from which the Flank profiles of all the wheels in the set result, as these all wheels in the set is mean.

Während nun die Flankenfläche eines geraden Evolventen - Zahnstangenzahnes eine Ebene darstellt, wird sie bei dem bekannten kreisbogenförmig gekrümmten Zahn zu einem Zylindermantelausschnitt. Denkt man sich einen solchen Zahn durch Zusammenlegung unendlich vieler Zähne minimaler Breite entstanden, so besitzt jeder Teil nach wie vor dieselbe korrekte Evolventenflanke; die einzelnen Teile sind nur der Krümmung entsprechend gegeneinander verschoben.While now the flank surface of a straight involute rack tooth is a Represents plane, it becomes one in the known circular arc-shaped tooth Cylinder jacket cutout. If you imagine such a tooth by merging it An infinite number of teeth of minimal width were created, so each part still has it same correct involute flank; the individual parts only correspond to the curvature shifted against each other.

Unterschiedlich hierzu besitzen die Zähne einer Zahnstange gemäß vorliegender Erfindung *eine Flankenoberfläche, welche einen Ausschnitt aus einem Kegelmantel darstellt. Infolgedessen erhalten auch die Zähne sämtlicher Räder des Satzes eine entsprechende von der bisherigen Form abweichende Flankenoberfläche. Durch die kegelmant eiförmige Oberfläche der Zahnstangenflanke ist also die neue Zahnform des ganzen Satzes gekennzeichnet und vollständig bestimmt.In contrast to this, the teeth of a toothed rack according to the present invention have * a flank surface, which represents a section of a cone shell. Consequently the teeth of all the wheels in the set are also given a corresponding flank surface that deviates from the previous shape. Due to the conical, egg-shaped surface of the rack flank, the new one is Tooth shape of the whole set marked and completely determined.

Fig. ι (Querschnitt bzw. Ansicht) und Fig. 2 (Draufsicht) zeigen einen derartigen Zahn mit seinen Eigentümlichkeiten.Fig. Ι (cross section or view) and Fig. 2 (plan view) show such a tooth its peculiarities.

In Fig. ι ist das Schnittprofil des Zahnes in der Zahnbreitenmittelebene y-y punktiert schraffiert angegeben, während der schraffierte Ausschnitt das Randprofil darstellt. Wie aus Fig. ι ferner ersichtlich ist, ist der Zahn in Höhe der Teillinie T-T für konkave und konvexe Flanke nach gleichen Radien R und R¹ gekrümmt. Seine konvexe Flankenfläche bildet einen Teil des Mantels eines Hohlkegels mit der Spitze 0 und der Achse x-x; während seine konkave Flanke einen entsprechenden Teil eines Hohlkegels mit der Spitze O₁ und Achse X_x-X_x bildet. Beide Kegel haben in der Teillinie T-T gleiche Durchmesser, liegen also nach Fig. 1 vollständig symmetrisch zur Teillinie T-T. In Fig. Ι the sectional profile of the tooth in the tooth width center plane yy is indicated by dotted hatching, while the hatched section represents the edge profile. As can also be seen from FIG. ¹ , the tooth is curved at the level of the partial line TT for concave and convex flanks according to the same radii R and R 1. Its convex flank surface forms part of the jacket of a hollow cone with the tip 0 and the axis xx; while its concave flank forms a corresponding part of a hollow cone with the tip O ₁ and axis X _x -X _x . Both cones have the same diameter in the partial line TT , that is to say, according to FIG. 1, they are completely symmetrical to the partial line TT.

Wie nun ferner aus Fig. 1 hervorgeht, bestehen die Flankenprofile für den punktiert schraffierten Mittelschnitt aus geneigt liegenden Geraden, die mit den Erzeugenden der Kegelmäntel zusammenfallen. Die Verzahnung ist demnach für diesen Schnitt eine korrekte Evolventenverzahnung.As can now also be seen from Fig. 1, the flank profiles for the dotted Hatched central section of inclined straight lines, those with the generatrix of the cone surfaces coincide. The toothing is therefore a correct involute toothing for this cut.

Das schraffierte Randprofil (Fig. 1), welchesThe hatched edge profile (Fig. 1), which

nach Fig. 2 von der Zahnbreitenmitte und demnach auch von der Kegelachse den Abstand f besitzt, ergibt sich jedoch als Kegelschnitt im Abstande f von der Kegelachse. Beide Flanken werden sich demnach als entsprechend geneigte und gekrümmte Hyperbeläste ergeben. According to FIG. 2, it has the distance f from the center of the tooth width and therefore also from the cone axis, but results as a conic section at a distance f from the cone axis. Both flanks will therefore result as correspondingly inclined and curved hyperbolic branches.

Beim Zusammenarbeiten mehrerer Räder mit bogenförmigen Zähnen kann stets nur einWhen several wheels with curved teeth work together, only one can

ίο konkaver Zahnkopf einen konvexen Zahnfuß des Gegenrades treffen und umgekehrt. Wenn nun allgemein für zusammenarbeitende Profile kongruente Eingrifflinien gefordert werden, so wird es für bogenförmige Satzräder genügen, wenn alle jemals paarweise zusammenarbeitenden Flankenabschnitte auch nur paarweise die gleiche Eingrifflinie besitzen, wenn also die Eingrifflinien sämtlicher konkaver Kopfflanken des ganzen Satzes symmetrisch zu denen der konvexen Fußflanken und umgekehrt sämtlicher konvexer Kopfflanken zu denen der konkaven Fußflanken sind.ίο concave tooth tip has a convex tooth base of the mating wheel and vice versa. If now generally for collaborating profiles congruent lines of action are required, it will be sufficient for curved set wheels, if all flank sections that ever work together in pairs only die in pairs have the same line of engagement, i.e. if the lines of engagement of all concave head flanks of the whole set symmetrical to those of the convex foot flanks and vice versa of all convex head flanks to those of the concave foot flanks.

Da nun für die Zahnstange eine Symmetrie der Eingrifflinien gleichbedeutend ist mit einer Symmetrie der Zahnflanken, so wird für die Zahnstange der Satzräderverzahnung eine· vollkommene Symmetrie der konkaven Kopfflanken zur konvexen Fußflanke und umgekehrt gefordert werden. Es muß also in Fig. 1 Hyperbelstück α symmetrisch sein zu Hyperbelstück b und ebenfalls c zu d, was sich auch bestätigt, da diese Profile gleichliegende Schnitte durch symmetrisch zur Teillinie T-T liegende Kegel darstellen.Since a symmetry of the meshing lines is synonymous with a symmetry of the tooth flanks for the toothed rack, perfect symmetry of the concave top flanks to the convex bottom flank and vice versa is required for the toothed rack of the set wheel teeth. Thus, in FIG. 1, hyperbola piece α must be symmetrical to hyperbola piece b and also c to d, which is also confirmed, since these profiles represent identical sections through cones lying symmetrically to partial line TT.

Die Verzahnung wird demnach auch in diesem Randprofil ebenso wie in jedem beliebigen, in anderer Breite geführten Schnitt trotz der Abweichung von der Evolvente allen Bedingungen für Satzräder genügen und demnach einwandfrei arbeiten, im übrigen aber in jedem Schnitt je nach dem Abstande aus der Zahnbreitenmitte verschiedenartig ausfallen. The toothing is therefore also in this edge profile as well as in any cut in a different width despite the deviation from the involute all Conditions for set wheels are sufficient and therefore work flawlessly, but otherwise in each cut may turn out differently depending on the distance from the center of the tooth width.

Je mehr sich das Profil dem Rande nähert, desto kräftiger wird es ausfallen, denn bei gleichbleibender Zahnstärke im Teilkreise wird mit dem nach dem Rande zunehmenden Neigungswinkel der Flanken eine Verstärkung der Zahnwurzel verbunden sein (vgl. Fig. 1).The closer the profile approaches the edge, the stronger it will be, because at A constant tooth thickness in the pitch circle is achieved with the increasing angle of inclination towards the edge the flanks be connected to a reinforcement of the tooth root (see. Fig. 1).

Geringe Flankenneigung liefert sehr günstige Verzahnung, aber wegen des Unterschnitts recht schwächliche Profile. Bei einem Zahne gemäß vorliegender Erfindung lassen sich daher die Vorzüge verschiedener Flankenneigungen vereinigen, indem das Mittelprofil mit geringerer Neigung günstiger arbeitet und durch das kräftigere nicht unterschnittene Randprofil des ohnehin schon wegen seiner gewölbten Form überaus kräftigen Zahnes verstärkt wird. 60 ,Low flank inclination provides very good toothing, but because of the undercut quite weak profiles. With a tooth according to the present invention, therefore combine the advantages of different flank inclinations by creating the middle profile works more cheaply with a lower incline and thanks to the stronger, not undercut Edge profile of the tooth, which is already extremely strong because of its arched shape is reinforced. 60,

Da ferner bei jedem Herstellungsverfahren nach ' dem Abwälzverfahren die erzeugende Schneidkante den Zahn einer imaginären Zahnstange (oder bei Kegelrädern eines Plankegelrades) umhüllen muß und Kegelmantelflächen nicht schwieriger als ebene Flächen prismatischer Körper einzuhüllen sind, so wird durch diese Erfindung gleichzeitig eine Zahnform geschaffen, deren genaueste Bearbeitung (Fräsen sowohl als Schleifen und Polieren) nach den neuesten Verfahren trotz ihrer sonstigen Vorzüge keine größeren Schwierigkeiten bietet, als diejenige eines geraden Zahnes.Furthermore, since in every manufacturing process after 'the hobbing process, the generating Cutting edge the tooth of an imaginary rack (or a bevel gear in the case of bevel gears) must envelop and conical surfaces are not more difficult to envelop than flat surfaces of prismatic bodies, so will created by this invention at the same time a tooth shape, the most precise processing (Milling as well as grinding and polishing) according to the latest methods in spite of their others There are no greater difficulties than that of a straight tooth.

Claims

Patent Claims: ^

ι. Arched tooth for spur and bevel gears, characterized in that the flank surfaces of the teeth of the associated rack (bevel gear) take the form of cutouts from conical surfaces own. .

2. Arch-shaped tooth according to claim 1, characterized in that the convex and the concave tooth flanks of the associated rack parts from to the partial line symmetrically lying and equal conical surfaces are.

For this purpose ι sheet of drawings.