DE3140189A1

DE3140189A1 - Scheibe fuer synchronriemengetriebe und ihre herstellung

Info

Publication number: DE3140189A1
Application number: DE19813140189
Authority: DE
Inventors: Helmut 4030 Ratingen Eichhorn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-10-09
Filing date: 1981-10-09
Publication date: 1983-04-28

Description

Scheibe für Syncronriemengetriebe und ihre Herstellung
Die Erfindung betrifft die gezahnte Scheibe zur ein Synchronriemengetriebe und ihre Herstellung auf pulvermetallurgischem Wege.
Synchronriemengetriebe bestehen aus mindestens zwei stirnverzahnten Scheiben und einem Synchronriemen und verbinden die Vorteile der formschlüssigen Antriebselemente Zahnrad und Kette mit denen der kraftschlüssigen elemente Keil- oder Flachriemen0 Syncronriemengetriebe finden Anwendung in vielen Bereichen.
In der Entwicklung von Synchronriemengetrieben sind sehr unterschiedliche Richtungen zu beobachten. Einerseits wird ein Spielraum zwischen dem Zahnkopf des Riemens und dem Fußkreis der Scheibe angestrebt, wobei der Riemenzahn in den Abmessungen so ausgelegt ist, daß er in Riemenlangsricktung gestaucht wird, andererseits stützt sich beim metrischen Profil der Riemenzahn ohne Kopf spiel auf dem Fußkreisdurchmesser ab. Beide Lösungen sollen die Kippbewegung der Zähne beim Einlaufen in die Zahnlücke der Scheibe und beim Auslaufen aus der Scheibe verhindern.
Diese Verbesserungen verlangen eine zu hohe Vorspannung} sie haben eine zusätzliche Erwarmung des Riemens und eine Erhöhung des Verschleißes zur Folge.
Durch die Kippbewegung, di.e dadurch gefördert wird, daß ei den bekannten Syncronriemen die Biegung für die Umschlingung der Zahnschaite im Bereich der Zahnlücken stattfindet, während der durch den Zahn versteifte Teil nicht ail der Biegung beteiligt ist und die Tatsache, daß bei der herkömmlichen Geradverzahnung die Antriebsiast in erster Linie durch zwei oder drei in die Zahnscheiben eingreifende Zähne übertragen wird, besteht die Möglichkeit, daß sich einzelne Zugorgane in Riemenlängsrichtung gegenüber den anderen Zugorganen verschieben. Hinzu kommt, daß sich beim Auflaufen auf die getriebene Scheibe bis zum Ablaufen die Spannung im Riemen vergrößert und die Dehnung zunimmt, Während der umgekehrte Vorgang bei der treibenden Scheibe stattfindet.
Der Zahnkörper des Riemens führt somit Eigenbewegungen in Bezug auf den Zugkörper aus. Hierdurch entsteht nicht nur eine ungleichmäßige Beanspruchung der Zugorgane, sondern zusätzlich die Gefahr der Rißbildung im elastomeren Werkstoff.
IVlit der Absicht, die Abnutzung der Zahnflanken der Syncronriemen und die Geräuschentwicklung, die besonders bei Schnellaufenden Synchronriemengetrieben auf tritt, zu verringern, werden die Zähne im Normalschnitt, das heißt senkrecht zur Zahnflanke, bogenförmig gestaltet. Dadurch können sich die Riemenzåhne nicht verklemmen. Jedoch ist es auch mit dieser Lösung nicht möglich, die im Betrieb beim Eingriff und Auslauf der Zähne entstehenden Impulse als ursache von Schwingungen des Riemens zu verhindern.
Ein weiteres i?roblem stellt bei einigen Zahnformen das Einschließen von Luft auf den Berührungsflächen dar. Dazu kommt, daß bei anderen Zahnformen ohne Kopfspiel die Verluste am Riemen durch die enge Berührung im Zahngrund und die dadurch verursachte Stauchung der Riemenzähne gesteigert werden und dazu der Synchronriemen durch die Verhinderung des Luftzutrittes beim Ablaufen durch Unterdruck klebt. Diese Probleme der Be- und Entlüftung der Berah;ungsflåchen tragen auch zur Geräuschbildung bei.
Die Stauchung der Zahndicke oder der Zahnhöhe ist mit Energieverlusten verbunden und verringert die Lebensdauer der Syncronriemengetriebe.
Abgesehen von Sonderfällen erfordert die herkömmliche Gestaltung der Syncronriemen Zahnscheiben mit Seitenflanschen, die dae Abwandern des Riemens von der Zahnscheibe verhindern. Diese Seitenflansche stellen einen erheblichen Kostenfaktor beid er Herstellung der Scheiben dar. Außerdem muß bei der Konstruktion des Getriebes die Bordhöhe des Flansches als zusätzlicher Spannweg zum Einstellen der Vorspannung des Syncronriemens berücksichtigt werden.
Es ist de Aufgabe der Erfindung, eine Zahnscheib für ein Synchronriemengetriebe mit einer seitlichen Führung des Synchronriemens zu finden, bei der keine Seitenflansche benötigt werden und bei der die beschriebenen nur schwer zu lösenden Fragen der bisherigen Getriebe zufriedenstellend gelöst werden Dabei soll die Herstellung der Synchronriemenscheibe mit einer hohen Teilungsgenauigkeit erfolgen und eine verscghleißfeste Oberfläche der Verzahnung erzielt werden Der erste Teil dieser Aufgabe wird gelöst, , indem die Zahnscheibe für das Synchronriemengetriebe mit einer doppelten Schrägverzahnung ausgeführt wird In den Ansprüchen werden noch weitere 9 für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Gestaltungsmerkmale beansprucht.
Die Verzahnung kann als doppelte Scheagverzahnung und als Pfeil- oder Winkelverzahnung zur Ausführung gelangen. Die Zähne werden symmetrisch zur Mittellinie der benutzten Zahnbreite mit gleich großen, aber entgegengesetzten Schrägungswinkeln vorgesehen, das heißt, die Zahnflanken stehen schräg zur Richtung der Umfangskraft um einen Winkel, der zwischen 0t und 90° liegen kann und durch den Anwendungsfall bestimmt wird.
Die Zahnflanke und die Eingrifflinie sollten durch einfache geometrische Kurven gebildet werden, jedoch ist bei gewähltem Flankenprofil der Syncronriemenzähne das Profil der Gegenflanke der Scheibenzähne geometrisch festgelegt.
Die Zahnflanken können in ihrer Längsrichtung gekrümmt sein. Es können auch Kreisbogenzähne zur Anwendung kommen.
Wichtig ist, daiS die Verzahnung nach der Erfindung bei der Übertragung der £Jmfangskraft zwei entgegengesetzte, gleich große Langskrafte in Achsenrichtung erzeugt, die sich zwar nicht auf das Lager der Zahnscheibe auswirken, die aber den Synctlronriemen sicher führen, ohne daß Bordscheiben erforderlich sind.
Die beanspruchte Gestaltung der Verzahnung ergibt einen allmahlichen Eingriff über die genutzte Zahnbreite, entsprechend dem Verlauf der Zahnschräge Es wird ein unter geringer Reibullg weich abrollendes und gerauscharmes Eingreifen der Verzahnung des Riemens in die Zahnlucken der Eiemenscheibe erreicht.
Es erfolgt kein Schlag beim Auf- oder Ablaufen des Riemens als Impulsquelle für Schwingungen. Der verbesserte kinematische Ablauf des Kämmens beseitigt auch die Probleme des Durchdrehens bei sehr kleinen Zahnscheiben.
Die Verzahnung nach der Erfindung hat den Vorteil der Vergrößerung des Überdeckungsgrades. Damit können um 20 bis 40% größere Leistungen übertragen werden.
im Vergleich zu anderen Synchronriemenget;rieben wird die belastung der 7ahnscheibenlager durch geringere Vorspannirng vermindert.
Das Flankanspiel zwischen Riemen iirid Rad kann stark verringert werden, ohne da hierdurch der Verschleiß erhöht wird oder ein Lufteinschluß erfolgen kann, da sich die Zahnfianken aufeinander abwälzen. Es findet im Gegensatz zur Geradverzahnung keine Kippbewegung der Zahne statt. Dadurch ist der Abrieb und die Eigenbewegung des Zahnkörpers in Bezug auf den Zugkörper verringert.
Der zweite Teil der Aufgabe wird dadurch gelost, daß fur die Herstellung der Zahnscheibe pulvermetallurgische Verfahren angewendet werden. Dabei wird zur Erreichung einer hohen Teilungsgenauigkeit und zur Verfestigung der vom Synchronriemen berührten Oberflache die Riemenscheibe nach dem Pressen und Sintern im profil mit der Verzahnung entsprechenden Profilwalzen nachgewalzt un<i in radialer Richtung solange verdichtet, bis eine zufriedenstellende Festigkeit erreicht ist.
Das Verdichten der vom Synchronriemen berührte Oberflache erfolgt kalt oder warm und kann mit einem Hartevorgang verbunden sein.
In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbsisiele der Verzahnungen sinnbildlich in der Draufsicht dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Synchronriemenscheibe mit doppelter Schrägverzahnung.
Fig. 2 zeigt eine Synchronriemenscheibe mit Pfeil- oder inkelverzahnung.
Fig. 3 zeigt eine Syncronriemenschibe mit Ereisbogenzähnen.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche: Gezahnte Scheibe fur Syncronriemengetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung der Synchronriemenscheibe bei der Übertragung der Umfangskraft zwei entgegengesetzte 9 gleich große Längskräfte in Achsenrichtung erzeugte 2. Gezahnte Scheibe für Syncronriemengetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronriemenscheibe mit einer doppelten Schrägverzahnung versehen wird, deren Zähne spiegelbildlich zur Mittellinie der benutzten Zahnbreite mit gleich groben, aber entgegengesetzten Schrägungswinkeln hergestellt sind.
3. Gezahnte Scheibe für Syncronriemengetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne der Synchronriemenscheibe abgewinkelt und spiegelbildlich zur Mittellinie der genutzten Zahnbreite mit zusammenhängeder Winkeispitze hergestellt sind.
4. Syncronriemenscheibe nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnflanken der Synchronriemenscheibe zur Umfangskraft um einen Winkel zwischen 0° und 90 schrag stehen.
zur Syncronriemenscheibe nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnflanken der Synchronriemenscheibe in ihrer Längsrichtung gekrüiamt sind.
6. Gezahnte Scheibe für Synchronriemengetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung der Syncronriemenscheibe in Gestalt von Kreisbogenzähnen erfolgt.
Y. Pulvermetallurgisch hergestellte gezahnte Scheibe für Syncronriemengetriebe, dadurch gekennzeichnet, auch die mit dem Syncronriemen in Berührung kommenden Oberflächen der Synchronriemenscheibe nach dem Pressen und Sintern mit dem Verzahnungsbild entsprechenden Profilwalzen in radialer Richtung kalt oder warm verdichtet werden.
8. Pulvermetallurgisch hergestellte gezahnte Scheibe- für Syncronriemengetriebe, dadurch gekennzeichnet, dalJ bei der Verdichtung des Verzahnungsprofils durch Walze die Zahnoberflachen der Synchronriemenscheibe gleichzeitig gehärtet werden.