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Patentiert m Deutseüen Reiche vom 9. Juni 1923 ab. Vorliegende
Erfindung bezieht sich auf Zahnräder mit Zähnen, die in bekannter Weise durch vertiefte
Zwischenräume getrennt sind, so däl3 die Zähne federnd werden: Bei solchenZahnrädern
ist es bereits bekannt, jede Zahnlücke des Zahnrades tiefer als Zahn= löcken normalen
Profils zu machen. Hierdurch wird ein Zahn erhalten; der in bezüg auf einen angrenzenden
Zahn desselben Zahnrades federn kann, wodurch besonders bei schraubengeschnittenen
Zahnrädern .ein- gleicher Zahndruck aller- gleichzeitig in Eingriff
stehenden
Zähne annäherungsweise dadurch gesichert wird, daß ein Zahn, dem z. B. infolge Herstellungsfehler
eine zu weit vorstehende Stellung gegeben worden ist, sich durch Federung in normale
Stellung einstellt. Es ist vorgeschlagen worden, diese tieferen Zahnlücken durch
Fräsen herzustellen, wodurch die Zähne auf langen Füßen angeordnet werden. Es ist
auch vorgeschlagen, diese Füße mit oder ohne entsprechende Zahnköpfe außerhalb der
wirklichen Eingrifffläche der Zähne zu verlängern zwecks Versteifung der Zähne und
um demjenigen Teil des Zahnes, der an den Seitenrändern der Eingriffflächen liegt,
die gleichen Eigenschaften als demjenigen Teil des Zahnes zu geben, der in der Mitte
der Eingrifffläche liegt. Dieses Fräsen der Zahnlücken hat sich aber als schwer
und kostspielig erwiesen, da dieZahnlücke ziemlich eng im Vergleich zu der Tiefe
ist und der zur Herstellung der Zahnlücke erforderliche Fräser also im Verhältnis
zu seiner Länge sehr schmal sein muß und dadurch wenig haltbar wird. Da die Breite
der Zahnlücke durch die Größe des Zahnes und die gewünschte Federung bestimmt wird,
können die Zahnlücken oft nicht so breit gemacht werden, wie es zu ihrer leichten
Herstellung erwünscht ist. Bei kleinen Zahnritzeln mit verhältnismäßig großen Zähnen
können Schwierigkeiten bei- der Herstellung dieser Zahnlücken auch aus anderen Gründen
entstehen.
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Vorliegende Erfindung betrifft ein. Zahnrad mit derart angeordneten
Zahnlücken, daß die obenerwähnten Schwierigkeiten beseitigt werden. Die Erfindung
besteht darin, daß das Zahnrad mit Zähnen versehen ist, die in Gruppen von zwei
oder mehreren Zähnen angeordnet sind, welche Gruppen durch Zahnlücken getrennt sind,
die tiefer als diejenigen Zahnlücken sind, welche die Zähne der Gruppen trennen.
Nach der Erfindung sind die in dieser Weise entstehenden Zahnfüße mit oder ohne
Zahnköpfe außerhalb der wirklichen Eingriffflächen der Zähne verlängert.
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In beiliegenden Zeichnungen werden schematisch einige Ausführungsformen
von federnden Zahnrädern mit vertieften Zahnlücken nach der Erfindung dargestellt.
Abb. i, 2 und 3 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Abb. q. und
5 zeigen ein Zahnradgetriebe, in welchem das Zah.nritzel aus einem Zahnrad nach
Abb. z und das mit dem Ritzel zusammenwirkende Zahnrad mit gewöhnlichen, schraubengeschnittenen
Zähnen versehen ist, und zwar zeigt Abb. q. eine Seitenansicht und Abb. 5 eine Vorderansicht.
Alle Zahngruppen bzw. Zähne bis auf eine Zahngruppe des Zahnritzels und einen Zahn
.des Zahnrades sind weggeschnitten gedacht. Abb.6 zeigt eine Seitenansicht eines
Zahnradgetriebes, in welchem das Zahnradritzel mit verlängerten Zahnlücken bekannter
Bauart und das damit zusammenwirkende Zahnrad mit Zähnen nach Abb. i versehen ist.
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In Abb. i bezeichnen i und .2 Zähne und 3 eine zwischen ihnen vorhandene
Zahnlücke, die alle normales Profil haben und in einer Gruppe vereinigt sind. Die
Gruppen sind nach der Erfindung durch vertiefte Zahnlücken q. und 5 getrennt. Die
Gruppe ruht auf einem sich nach unten verjüngenden Fuß 6, der durch federnde Ausbiegungen
die Gruppe derart einstellt, daß ihre Zähne gleichgroßen Zahndruck erhalten wie
die Zähne der nächstfolgenden Gruppen. Nach dieser Ausführungsform ist also jeder
Zahn einerseits durch eine vertiefte Zahnlücke und anderseits durch eine Zahnlücke
normalen Profiles begrenzt.
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Bei der in Abb.2 dargestellten Ausführungsform sind die Zähne i und
2 in einer Gruppe angeordnet, die durch vertiefte Zahnlücken q. und 5 begrenzt ist,
wodurch die Zähne auf Füßen ruhen wie in der in Abb, i dargestellten Ausführungsform.
Die Zähne i und 2 der Gruppe sind in dieserAusführungsform (AbB. 2) durch eine Zahnlücke
7 getrennt, deren Boden abgerundet ist. Es ist nämlich bekannt, daß die Spannungen
in einem Körper, der durch Kräfte beeinflußt wird, sich vorteilhafter verteilen,
wenn die Ränder und Ecken des Körpers anstatt scharf zu sein, abgerundet sind, und
deshalb ist auch den vertieften Zahnlücken q. und 5 eine runde Form oder unter allen
Umständen ein abgerundeter Boden gegeben.
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Bei der in Abb.3 dargestellten Ausführungsform sind auch zwei Zähne
i und :2 in einer Gruppe angeordnet, die durch tiefere Zahnlücken q. und 5 begrenzt
ist, wodurch die Zähne i und 2 auf einem Fuß 6 ruhen. Die Zähne i und 2 sind durch
eine vertiefte Zahnlücke 8 getrennt. Alle diese Zahnlücken sind unten abgerundet
und so bemessen, daß die Beanspruchungen des Fußes gleichförmig werden. Da diese
Beanspruchungen vom Biegungsmoment abhängen und dieses Moment natürlich an der Basis
der Zahnfüße am größten ist, müssen die Füße an der Basis am breitesten sein. Bei
dieser Ausführungsform ermöglichen die vertieften Zahnlücken zwischen den Zähnen
der Gruppe, daß sie sich für einen gleichförmigen Zahndruck einstellen, während
die tiefen Zahnlücken zwischen den Gruppen bewirken, daß dieGruppen .sich für einen
gleichförmige Zahndruck im Verhältnis zueinander anpassen.
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Andere Formen der Zahnlücken und andere
Anordnungen
der Gruppen als Abb. i bis 3 zeigen, können natürlich gedacht werden, und die Erfindung
kann sowohl an geraden -als an schraubengeschnittenen Zahnrädern Verwendung finden,.
Bei allen Ausführungsformen können nach der Erfindung die Zahnfüße und auch die
Zahnköpfe außerhalb der Eingriffflächen der Zähne verlängert werden, wobei die Zahnlücken
bzw. die Zahnköpfe, wenn das Zahnrad winkelgeschnitten ist, oder wenn zwei ;schraubengeschnittene
Zahnräder auf derselben Welle angeordnet sind, aneinanderstoßen. Bei der in Abb.
3 dargestellten Ausführungsform können entweder die zwischen den Zahnrädern liegenden
Lücken oder die zwischen den verschiedenen Zähnen der Gruppe vorhandenen Zahnlücken
oder beide außerhalb) der Eingriffflächen der Zähne verlängert werden.
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Bei der in. Abb. q. und 5 dargestellten Aus- !, führungsform besteht
das Zahnritze) io aus einem schraubengeschnittenen Zahnrad nach Abb. i, das in ein
Zahnrad i z eingreift, das mit schraubengeschnittenen Zähnen normalen Profils und
mit Lücken, die nicht vertieft sind, vergehen ist. 12 und 13 bezeichnen zwei Zähne
des Zahnritzels einer Gruppe und r5 die dazwischenliegende Lücke normalen Profils.
Die Zahnfüße unterhalb des Bodens der normalen Zahnlücke 15 sind bei 16 außerhalb
der Eingriffflächen der Zähne verlängert, die der Breite des Zahnrades i i entsprechen.
Die am Zahnrad io vorhandenen Zahnfüße 16 stoßen in der Mitte 18 des Zahnritzels
aneinander, können aber auch derart ausgebildetsein, daß sie ein Stück davon enden,
wodurch ein in der -Mitte des Zahnritzels sich erstreckender Versteifungsflansch
gebildet wird. Nach der Erfindung können sich auch die Zahnköpfe 12 und 13 ganz
oder teilweise außerhalb der Eingriffflächen der Zähne erstrecken oder am Ende der
Eingriffflächen abgerundet sein, um eine zweckmäßige Verteilung der im Material
entstehenden Beanspruchungen zu bewirken.
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Bei der in Abb. 6 dargestellten Ausführungsform ist das Zahnritze)
23 mit Zähnen 17
mit verlängerten Zahnlücken 18 vorher bekannter Art versehen,
während die Zähne des damit zusammenwirkenden Zahnrades 2 in Gruppen von je zwei
Zähnen 19 und 2o in jeder Gruppe angeordnet sind, welche Zähne durch eine
Zahnlücke 21 normalen Profils getrennt sind. Die Gruppen sind durch vertiefte Lücken
22 getrennt. Das Zahnrad 24 hat somit 'die in Abb, i, gezeigte Form. .Man kann sich
natürlich auch denken, daß das Zahnritzel mit in Gruppen angeordneten Zähnen nach
der Erfindung versehen .ist, während die Zähne des Zahnrades durch vertiefte Lücken
in bekannter Weise getrennt sind. Die Füße eines oder mehrerer der Räder können
in bekannter Weise außerhalb der Eingriffflächen der Zähne verlängert sein. Bei
einem, solchen Getriebe werden natürlich große Vorteile erreicht, da- beide Räder
sich derart federnd einstellen können, daß ein gleichförmiger Zahndruck gesichert
wird. Ein derartiges Getriebe eignet. sich besonders für schraubengeschnittene Zahnräder.
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Mehrere Ausführungsformen können gedacht werden, ohne die Tragweite
der Erfindung zu überschreiten, indem die Erfindung von der Anzahl von Zähnen in
jeder Gruppe und von der Ausbildung der Zahnlücken zwischen den Zähnen einer Gruppe
unabhängig ist, wenn nur die Gruppen durch Lücken getrennt sind, die tiefer als
diejenigen Lücken sind, welche d-ie Zähne jeder Gruppe trennen.