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Zahnrädergetriebe Die Erfindung betrifft ein Zahnrädergetriebe, dessenZähne
diejenigen des Gegenrades nicht mit einem Schlag treffen können, so daß das bei
den bisher gebräuchlichen Verzahnungen vorhandene Geräusch vermieden wird.
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Dieses Ergebnis ist dadurch erreicht, daß zur Bildung des Profils
der Zähne als Grundlinie für das Abrollen der Erzeugenden der Bogen einer archimedischen
Spirale genommen wird, die mit ihrem Anfang auf dem Grundkreise des Rades liegt
und sich innerhalb dieses Kreises befindet. Das auf diese Weise erhaltene Profil
liegt an dem Teil, der der Zahnspitze entspricht und von dem an sich beide Profile
merklich voneinander entfernen, innerhalb des Profils, das beim Abrollen der Erzeugenden
auf dem gleichen Grundkreise erzeugt werden würde.
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Auf der Zeichnung veranschaulicht Abb. I schematisch die in Eingriff
befindlichen Zähne zweier Zahnräder, deren Zähne durch Abrollen der Erzeugenden
auf einem Kreise gebildet sind. Abb. 2 ist eine entsprechende Darstellung für Zähne
mit dem Profil nach der Erfindung. Abb. 3 gibt eine Art der Erzeugung dieses Profils
an.
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Das Zahnrad I sei das treibende, das Zahnrad 2 das getriebene Rad.
Aus Abb. I geht hervor, daß der Beginn des Eingreifens der Zähne 3, 3' des ersten
Zahnpaares nach einer Linie stattfindet, die durch den Punkt 3'' geht, wobei der
Körper des Zahnes 3 die Außenkante des Zahnes 3' trifft. Dies hat zur Folge, daß
die Berührung der Zähne 3, 3' unter einem Stoß erfolgt, unter dessen Einwirkung
bestenfalls die auf den Flächen der beiden Zähne ausgebreitete Ölschicht an der
Berührungsstelle fortgedrückt wird, weil diese Stelle eine ganz geringe Breite hat
und infolgedessen der hier herrschende spezifische Druck sehr hoch ist. In entsprechender
Weise gibt es bei dem letzten in Eingriff stehenden Zahnpaar 4, 4' einen Augenblick,
in dem die vordere Außenkante des Zahnes 4 mit der Seitenfläche des Zahnes 4' in
Berührung ist, was ebenfalls das Abschaben der auf dieser Fläche befindlichen Ölschicht
zur Folge hat. Im einen wie im anderen Falle werden durch diese Art der Berührung
der beiden Zahnpaare Erschütterungen erzeugt, die bekanntlich die Ursache des während
der Arbeit von den Zähnen hervorgerufenen Geräusches sind.
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In Abb. 2 sind nun dieselben Verhältnisse wie bei Abb. I für Zahnräder
mit Zähnen vorausgesetzt, die ein durch Abrollen der Erzeugenden auf einer archimedischen
Spirale gemäß der Erfindung hergestelltes Profil haben. Aus dieser Abbildung ist
ohne weiteres zu entnehmen, daß bei dem Zusammentreffen der Zähne 3, 3' der Zahn
3' die Seitenfläche des Zahnes 3 auf einer gekrümmten Fläche in der Nähe der Zahnspitze
berührt. Ähnlich liegen die Verhältnisse beim Zahnpaar 4, 4', in dem der Zahn 4
vor dem Verlassen des Zahnes 4' mit diesem keineswegs nur an seiner äußersten Kante
in Berührung ist. Unter diesen Umständen sind die Seitenflächen der beiden Zähne
eines Zahnpaares untereinander in Berührung und verlassen
einander
ohne Stoß und ohne Ausübung eines besonders hohen spezifischen Druckes, der die
Ölschicht verdrängen könnte. Infolgedessen arbeitet eine in der angegebenen Weise
erzeugte Verzahnung völlig regelmäßig und geräuschlos, wie angestellte Versuche
ergeben haben.
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Zur Herstellung der Zahnräder mit einem Profil, das durch Abrollen
der Erzeugenden auf dem Bogen einer archimedischen Spirale entsteht, können die
Verfahren und Mittel verwendet werden, die für die Erzeugung von Zähnen durch Abrollen
der Erzeugenden auf einem Kreisbogen bekannt sind, jedoch mit dem alleinigen Unterschiede,
daß an Stelle der Verwendung des Kreises als Grundlinie für die Erzeugende eine
archimedische Spirale genommen wird, die von dem Grundkreise des Rades aus nach
innen geht.
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Wie Abb. 3 zeigt, wird für die Schaffung des beabsichtigten Profils
als Grundlage die Linie 5 gewählt, die ein Spiralbogen ist, der im Wege der Annäherung
dadurch erhalten wird, daß ein Kreisbogen um einen Mittelpunkt geschlagen wird,
der auf einem Radius liegt, welcher um einen Winkel von 45° von dem Radius absteht,
der durch die Anfangsstelle der Spirale auf dem Grundkreise geht. Dabei ist dieser
Mittelpunkt von dem Mittelpunkt des Grundkreises um eine Strecke entfernt, die der
Abnahme a der Spirale entspricht. Durch Anlegen der Tangenten an die verschiedenen
Punkte des Bogens 5 und durch Abstecken der Länge der durchlaufenen Bogenstrecken
wird die Kurve 6 erhalten, die das Zahnprofil ergibt.
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Die Abnahme a des Bogens der Spirale kann nach den einzelnen Verhältnissen
verschieden sein und wird unmittelbar proportional dem Durchmesser des Grundkreises
des Rades gewählt. In diesem Falle sind beispielsweise bei einem Rade von Ioo mm
Durchmesser gute Ergebnisse bei einer Abnahme von etwa o,8 mm erzielt worden.
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Das beschriebene Profil kann sowohl für zylindrische Zahnräder als
auch für Kegelräder und Schraubenräder Verwendung finden, ebenso bei der Herstellung
von Werkzeugen für die Fellows-Maschinen zur Erzeugung von Zahnrädern.