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Zahnrädergetriebe. Es ist eine bekannte Tatsache, daß die zvkloiden-
oder evolvententörniig ausgebildeten Zähne von Zahnrädern niemals mit der erfor=
derliclien Genauigkeit geschnitten sind; so daß nian niemals ein theoretisch einwandfreies
Getriebe erhält. Gerade diese Zähne verursachen die Schwingungen und das Geräusch,
die in gewöhnlichen Getrieben entstehen, und die besonders dann von Bedeutung werden,
wenn die Umdrehungsgeschwindigkeiten sehr hoch sind.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile beseitigt, die besonders
für diejenigen Getriebe von Bedeutung sind, bei denen die Kraftübertragung durch
zwischen die Zähne sich legende zylindrische Rollen erfolgt. Das wesentliche Merkmal
der Erfindung besteht darin, daß die Flanken dieser Zähne gerad= linig sind. Die
Rollen sind in diesem Falle in Nuten geführt, die die Eii len der Rollen aufnehmen.
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Die Übertragungsteile für die drehende Bewegung sind somit einerseits
gerade und anderseits zylindrisch ausgebildet, und alle unregelmäßig gekrümmten
Flächen sind strengstens vermieden. Da es sehr leicht ist, diese geraden und zylindrischen
Flächen finit großer Genauigkeit zu bearbeiten, so wird es nun möglich, ein theoretisch
und praktisch einwandfreies, Getriebe herzustellen, bei dem das Verhältnis der Übertragung
auf der "ranzen Länge der Eingriffslinie gleich!ileibt. Aus diesem Grunde sind Stöße,
Geräusch und Abnutzung gänzlich ausgeschlossen.
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Man hat bereits die Anwendung 7yiii-idrischer Rollen vorgeschlagen,
die zwischen den Zähnen angeordnet sind. In allen bekannten Fällen jedoch arbeiten
diese Rollen mit in üblicher Weise geschnittenen Zähnen zusammen, deren -Zahnflanken
unregelmäßig gekrümmt sind und die nur mit annähernder Genauigkeit hergestellt werden
können. Diese bekannten Getriebe besitzen somit dieselben .Pachteile wie die gewöhnlichen
Zahnrädergetriebe trotz Anwendung der zylindrischen Zwischenteile. - Die Zeichnung
zeigt mehrere Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung. Die Abb. i und 2
zeigen einen Querschnitt und eine Seitenansicht eines Getriebes aus einem Zahnrad
mit acht Zähnen und einem Rade mit einer größeren Zähnezahl, teilweise im Schnitt.
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Abb. 3 zeigt die Bauart der Führungskurvenbahn.
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Abb. d. zeigt ein Getriebe aus zwei Rädern von gleichem Durchmesser.
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Abb.5 stellt eine Abart dar, bei der die Zwischenräume zwischen den
Zähnen jedes Rades verhältnismäßig groß sind.
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Abb.6 zeigt einen Querschnitt.
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Gemäß Abb. i bis 3 besteht Glas Getriebe aus einem Zahntrieb i und
einem Rade 2, dessen Zähne gerade Flanken haben, wobei immer die Flanken zu beiden
Seiten einer Zahnlücke einander parallel und durch die gleiche Strecke e voneinander
getrennt sind.
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Das Zahnrad i trägt zwei Reihen gleicher Zähne nebeneinander; die
Zähne des Rades können frei zwischen diesen beiden Zahnreihen hindurchgehen.
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Eine Reihe von zylindrischen Rollen oder Bolzen 3, deren Durchmesser
d der Strecke e entspricht (s. Abb. 2), gleiten frei in den Zahnlücken des Rades
2 und des Zahntriebes i. Die Enden dieser Bolzen sind mit Rollen :I versehen, die
sich in den feststehenden, in den Scheiben 6 angeordneten Führungskurven 5 drehen.
Die Scheiben 6 können mit dem Gestell 7 fest verbunden sein.
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8 und 9 sind die Wellen des Zahntriebes bzw. des Rades.
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Die Form der Führungskurve erhält man (s. Abb. 3), wenn man durch
die Mittelpunkte 01 und OZ des Zahntriebes bzw. des lta@ie; eine Reihe von
Geraden legt, R1 und R2 asw., Jie miteinander an den zugehörigen Mittelpunkten eine
Reihe gleicher Winkel bilden,
a' bzw. a2, proportional den verlangten
Umdrehungszahlen, und dann die Schnittpunkte der entsprechenden Geraden durch eine
Kurve h, m, n, L verbindet. Der Teil m, n der Kurve, der der verlangten
Eingriffslänge entspricht, wird nur gebraucht. Er :ist nach dem Zahntrieb zu offen,
d. h. nach dem Teil, dessen Umdrehungsgeschwindigkeit die größere ist.
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Wenn man, eine Eingriffslänge von gebräuchlicher Größe annimmt, zeigt
sich, daß es im allgemeinen möglich ist, ohne merkbaren Fehler den Bogen
m, n durch einen einfachen Kreisbogen mit dem Mittelpunkt 0'- zu ersetzen.
Man erhält den übrigen Teil der Führung durch eine geschlossene Kurve
n, p, q, m, die in der Hauptsache aus einem Kreisbogen p,
q besteht, um den Mittelpunkt 0' und zwei Kreisbögen n, p und m, q,
die sich taugential an :die Bögen m, n und p, q anschließen. Die wirkliche
Ausführung der so erhaltenen Führung ohne die runden Teile ist sehr leicht mit den
gewöhnlichen Mitteln der Werkstatt zu bewerkstelligen. Ebenso ist es leicht, die
geraden Zahnflanken und die zylindrischen Bolzen sehr genau auszuführen, denn man
kann sie nach dem Härten ohne Schwierigkeit nachschlichten. Ein so hergestelltes
Getriebe kann so vollkommen arbeiten, wie man nur wünscht, denn wenn der treibende
Teil i oder 2 sich mit gleichförmiger Geschwindigkeit dreht, wird die Übertragung
der Drehung auf den angetriebenen Teil. mittels der Bolzen 3 ebenso gleichmäßig
sein, und zwar ganz genau infolge der Führung dieser Bolzen in der Kurve
m, n; gleichzeitig ist die einzige Reibung, die auftreten kann, rollende
Reibung, denn die Bolzen rollen, ohne zu gleiten auf den Flanken der Zähne ebenso,
wie die Rollen d., ohne zu gleiten, in ihrer Führung rollen; aus denselben Gründen
sind Schwingungen, Geräusche, Abnutzungserscheinungen des Getriebes wesentlich verringert.
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Die Abart gemäß Abb. q. unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform
darin, daß die Räder i und 2, die .die gleiche Umdrehungszahl haben sollen, den
gleichen Durchmesser haben, und daß die Führung in, ii dann geradlinig wird. Die
Kurve ic, p, q, in kann entweder auf dem Rad i öder auf dem Rad :2 liegen.
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Die gleiche Abbildung zeigt, daß man ohne Schaden die eine Welle 8
z. B. in gewissen Grenzen verschieben kann und, was vorzuziehen ist, die Führung
mit ihr, so daß man sie der anderen Welle 9 .nähert oder von ihr entfernt, wovon
man auf gewissen Gebieten, z. B. bei Walzwerken, Gebrauch machen kann. Theoretisch
muß die Verschiebung der Führung gleich sein der Hälfte der Verschiebung der Welle
9, in dem vorliegenden Fall und im allgemeinen so, daß die Entfernungen zwischen
den Mittelpunkten 01 und OZ und der Mitte des Bogens m, n umgekehrt proportional
sind dem gewählten Übersetzungsverhältnis.
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Auf der linken Hälfte der Abb. q. ist die höchste Stellung des Rades
i im Verhältnis zum Rad 2 dargestellt mit dem Mittelpunkt 0r; die rechte Hälfte
zeigt die Lage des Rades i, wenn es so nahe wie möglich arrRad2 herangerückt ist
mit dem Mittelpunkt 01-.
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Bei dem Getriebe nach Abb. 5 sind die Zwischenräume zwischen den Zähnen
der Räder i und 2 größer als in den vorhergehenden Fällen; die Breite el jeder Lücke
entspricht dabei nicht nur dem Durchmesser d der Antriebsbolzen 3, sondern auch
noch dem Durchmesser dl der Zusatzbolzen i i und der Breite der Zusatzzähne 12 des
Rades i, die sich mit den Bolzen 3 und i i abwechseln. Das Rad 2 soll z. B. das
treibende sein und sich in der Richtung des Pfeiles drehen; dann sieht man, daß
die Mitnahme des Rades i ausschließlich durch die Bolzen 3 erfolgt; die Bolzen i
i arbeiten nur dann, wenn das Rad i seinerseits im gleichen Sinne den Antrieb übernimmt;
ihr Durchmesser dl kann demnach bestimmt werden und wird gleich groß gemacht werden
können wie der Durchmesser der Bolzen 3.
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Selbstverständlich kann man die Zahl der Zähne an jedem Rad je nach
Bedarf beliebig ändern, und es wird bei gemäß der Erfindung ausgeführten Getrieben
möglich sein, die Zahl der Zähne .der Zahntriebe bis auf 3 zu verringern, und dabei
die gleichmäßige Genauigkeit im Verhältnis der Übersetzung und das leichte Spiel
des Ganzen aufrechtzuerhalten.
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Bei einem Übersetzungsverhältnis von i : 2, und wenn der Zahntrieb
i im Innern des Rades liegt, wird die %Kurve k, in, n, l (Abb. 3)
genau ein Kreis, was die Herstellung der Führung noch vereinfacht.