DE311406C

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Publication number: DE311406C
Application number: DENDAT311406D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

'■- M 311406 KLASSE 47b. GRUPPE

Elastisches Zahnrad. Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. September 1917 ab.

Wird von einer Kraftmaschine von großer Ungleichförmigkeit die abzugebende Leistung unmittelbar durch Zahnräder o. dgl. starre Organe auf eine Arbeitswelle von großer Gleichförmigkeit übertragen, so tritt bei Ausführung normaler Abmessungen häufig nach längerer oder kürzerer Betriebsdauer entweder bei dem Übertragungsorgan selbst oder bei einem mit ihm in Zusammenhang stehenden Teil ein

ίο Bruch ein. Die Ursache für derartige Zerstörungen ist darin zu suchen, daß infolge der Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen Kraftmaschine und Arbeits welle in den dazwischen geschalteten Übertragungsorganen Beschleunigungen und Verzögerungen entstehen, die bei Zahnrädern ein starkes Stoßen und Gegeneinanderhämmern der im Eingriff befindlichen Zähne hervorrufen und schließlich einen Bruch zur Folge haben.

Die Erfindung bezweckt, solche durch das Übertragungsgetriebe selbst hervorgerufenen, periodischen, stoßweisen und verhältnismäßig kleinen Unstetigkeiten auszugleichen.

Der gekennzeichnete Übelstand kann da-, durch beseitigt werden, daß von den Ubertragungsorganen zwischen der sich ungleichförmig drehenden Kraftmaschine und der sich gleichförmig drehenden Arbeitswelle eins oder mehrere als elastische Zwischenglieder ausgebildet werden, die einen Ausgleich für die zwischen Kraftmaschine und Arbeitswelle auftretenden Beschleunigungen bzw. Verzögerungen herstellen.

Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein solches elastisches Zwischenglied, das darin besteht, daß die Speichen eines der beiden die Kraft von der Maschine auf die Arbeitswelle übertragenden Zahnräder aus schmiedbarem federnden Material hergestellt und derart gebogen sind, daß der vom Radkranz ausgehende Teil der Biegung parallel oder annähernd parallel zum Radkranz verläuft und radial durchfedern, kann, während der andere Teil mit einem Bogen anschließend radial nach der Radmitte hin gerichtet ist und eine tangentiale Nachgiebigkeit ermöglicht. Die Form, Stärke und Breite der Speichen ist so gewählt, daß das Rad während der Herstellung sowohl bei der Bearbeitung als auch beim Härten durchaus rund bleibt und durch die Erwärmung beim Betrieb keine schädliche Formveränderung erleidet.

Elastische Zahnräder mit deformierbaren Speichen sind bekannt, doch handelt es sich dabei um Räder mit quer zur Breitenrichtung der Zähne geteiltem Zahnkranz, dessen Teile derart elastisch miteinander verbunden sind, daß im unbelasteten Zustand des Getriebes die Zähne der Teilkränze mit resultierenden Drücken von gleicher Größe und entgegengesetzter Richtung gegen die Flanken der Zahnlücken des Gegenrades drücken und so eine Spannungsübertragung ermöglichen; die notwendige Elastizität wird durch Deformation der Radarme erreicht, und der Zweck des Ganzen ist, den Spielraum auszugleichen, der infolge unvollkommener Bearbeitung bzw. Abnutzung zwischen den Zähnen zweier Zahnräder vorhanden ist, und einen geräuschlosen Gang zu erzielen. Eine selbsttätige Durchfederung im Sinne der Erfindung ist dabei nicht möglich und auch nicht vorgesehen.

In der Zeichnung sind in Fig. ι und 2 zwei beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht.

Fig. ι stellt ein Zahnrad dar, bei dem der Zahnkranz α mit der Nabe b durch sechs Speichen von gleicher Breite wie der Radkranz verbunden ist. Jede dieser Speichen besteht aus einem von der Nabe b ausgehenden radialen Teil c und einem parallel zum Radkranz verlaufenden und an diesen anschließenden Teil d. Beide Teile c und d sind durch einen gebogenen Teil miteinander verbunden. Sowohl durch die gewählte' Form der Speichen, als auch durch die Bemessung der Speichenstärke wird eine Nachgiebigkeit bzw. Federung des Radkranzes α gegenüber der auf der Welle festsitzenden Nabe b in tangentialer wie in radialer Richtung ermöglicht.

Tritt beispielsweise in der Umfangsgeschwindigkeit des treibenden gegenüber dem getriebenen Zahnrade eine Beschleunigung oder Verzögerung ein, so wird ein Durchfedern der Speichen in der einen oder anderen Richtung stattfinden, beispielsweise nach Form e oder f, wie in der Fig. 1 übertrieben mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Infolge der Krümmung des radialen Teiles c der Speichen ergibt sich eine Verkürzung zwischen Zahn- und Radmittel, die durch den Teil d wieder zum Ausgleich gebracht wird.

Der zum Radkranz α parallel verlaufende Speichenteil d gestattet eine Nachgiebigkeit des Radkranzes gegenüber der Nabe in radialer Richtung. Eine solche ist besonders in den Fällen von großem Nutzen, wenn die Räder im Betrieb sehr heiß werden und sich die Radkörper diagonal ausdehnen. Bei dem Rad nach der Erfindung dehnt sich hierbei der Radkranz vollkommen gleichmäßig zylindrisch aus, so daß ein Ecken des Radkranzes unmöglich ist.

In Fig. 2 ist die Form der Speichen die gleiche wie in Fig. 1, jedoch sind Widerlager g vorgesehen, die mit der Nabe b in fester Verbindung stehen und dazu dienen, die Durchfederung des radialen Teiles c der Speichen zu begrenzen. Dadurch wird erreicht, daß die Speichendurchfederung stets nur so weit vor sich gehen kann, als es der Spielraum h zwischen Speiche und Widerlager zuläßt. Durch die Größe des gewählten Spielraumes h wird die Durchbiegung des Speichenteiles c bestimmt, und der Abstand h wird zweckmäßig so bemessen, daß die Speiche nicht so weit durchfedern kann, daß deren Material zum Bruch beansprucht wird.

Als Material für das elastische Rad kommt in erster Linie Einsatzmaterial oder naturharter Stahl in Frage. Das Ausfräsen der Radspeichen erfolgt erst nach dem Fräsen der Zähne, damit der Radkörper beim Fräsen ohne jegliche Durchbrechungen ist und somit nicht nachgeben kann, wodurch eine korrekte Verzahnung gewährleistet ist. Auch das Einsetzen der zu härtenden Zähne geschieht nach dem Fräsen der Zähne und vor dem Ausfräsen der Speichen, damit Formveränderungen des noch vollen Radkörpers bei der hohen Einsatztemperatur nicht eintreten können. Nach dem Einsetzen werden die Speichen ausgearbeitet, die Zähne gehärtet und etwa vorhandene oder durch das Härten auftretende Ungleichmäßigkeiten der Zähne durch Nachschleifen beseitigt.

Räder mit gebogenen oder geschwungenen Speichen sind an sich bekannt, die bei gegossenen Rädern den Zweck haben, auftretende Gußspannungen auszugleichen. Dabei sind aber die Speichen in ihren Abmessungen und Querschnittsformen derart gehalten, daß eine Nachgiebigkeit in Richtung des Zahndruckes nicht in Frage kommt, ganz abgesehen davon, daß hierbei das Material jegliche Federung ausschließt.

Claims

85 Patent-An Sprüche:

1. Elastisches Zahnrad mit deformierbaren Speichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Radspeichen aus schmiedbarem federnden Material derart gebogen sind, daß der vom Radkranz ausgehende Teil der Biegung parallel oder annähernd parallel zum Kranz verläuft und radial durchfedern kann, während der andere, mit der Nabe verbundene Teil mit einem Bogen anschließend radial nach der Radmitte hin gerichtet ist und eine tangentiale Nachgiebigkeit ermöglicht.

2. Elastisches Zahnrad nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwischen den Speichen vorgesehene gebogene, bis nahe an die Speichen reichende Widerlager (g), damit der Teil (c) der Speichen, der an die Nabe anschließt, tangential nur so weit durchfedern kann, als es der Spielraum (h) zwischen den einzelnen Speichen und den mit der Radnabe verbundenen Widerlagern (g) zuläßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.