FI64445B - Kuggremdriven larmdaempad kraftoeverfoeringsanordning - Google Patents

Description

1 64445

Hammashihnakäyttöinen, meluvaimennettu voimansiirtolaite \ Tämän keksinnön kohteena on hammashihnakäyttöinen, me-5 luvaimennettu voimansiirtolaite, johon kuuluu hihnapyörä, jonka ulkokehällä on hammastus, ja hihna, jonka sisäpinnalla on vastaava hammastus, joka on otteessa hihnapyörän hammas-tuksen kanssa, jolloin hihna kiertää hihnapyörän ja toisen käyttöelimen ympäri voiman siirtämiseksi niiden välillä.

10 Hammashihnoja on jo kauan käytetty voimansiirtoa var ten vaihteistojen, kiilahihnojen, ketjujen ja sentapaisten voimansiirtoelimien asemesta. Hammashihna kiertää tällöin kahden tai useamman hammastetun hihnapyörän ympäri voiman siirtämiseksi hihnan välityksellä käyttävästä hihnapyörästä 15 käytettyyn tai käytettyihin hihnapyöriin. Hihnassa ja hihna-pyörissä olevan hammastuksen tehtävänä on estää hihnan liukuminen hihnapyörällä.

Haluttaessa käyttää hammashihnakäyttöistä voimansiir-tolaitetta käyttökohteissa, joissa tarvitaan suuria kehäno-20 peuksia ja suuria tehonsiirtoja, joudutaan käyttämään erittäin leveitä hihnoja. Tällaiset leveät hihnat aiheuttavat kuitenkin huomattavia meluhaittoja voimakkaan vihellyksen muodossa. Tällainen korkeajaksoinen viheliysääni johtuu hihnan ja hihnapyörän väliin jäävän ilman pakenemisesta hampai-25 den välistä erittäin suurella nopeudella koko hampaan leveydeltä. Tällaista vihellysongelmaa ei ilmene käytettäessä kapeita hihnoja. Meluhaittoja on pyritty välttämään tai vähentämään ympäröimällä voimansiirtolaitteet melunvaimennussuo-juksilla, kuten erilaisilla koteloilla.

30 Saksalaisessa hakemusjulkaisussa 2 115 843 on todettu, että hihnan ja hihnapyörän väliin jäävän ilman kokoonpuristumisesta johtuvaa melua voidaan huomattavasti vähentää varustamalla hihnapyörä sintterimetallia olevalla kehäosalla. Ke-häosan huokoisuudesta johtuen pienenee hihnan ja hihnapyö-35 rän väliin jäävän ilman kokoonpuristuminen, mikä vastaavasti 2 64445 vähentää syntyvää melua. Hihnapyörän varustaminen tällaisella erikoismetallia olevalla kehäosalla on kuitenkin valmistusteknisestä hankalaa ja kallista.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada hammas-5 hihnakäyttöinen voimansiirtolaite, joka välttää edellä mainitut epäkohdat ja joka mahdollistaa melutason huomattavan pudottamisen yksinkertaisin toimenpitein. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella voimansiirtolaitteella, jolle on tunnusomaista se, että hihnapyörän ja/tai hihnan 10 hammastuksessa on yksi tai useampia hammasvälit ulkoilmaan yhdistäviä purkausteitä hammastusten väliin jäävää ilmaa varten.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että hihnapyörän ja hihnan hammastusten väliin jäävälle ilmalle järjestetään 15 mahdollisuus purkautua ulkoilmaan ilman että ilma tulee olennaisesti puristetuksi kokoon hihnapyörän ja hihnan väliin. Tämä voidaan toteuttaa esim. tekemällä hammaspyörään sen pyörimissuunnassa tai siihen nähden poikittain uria, joita pitkin ilma pääsee poistumaan. Samoin voidaan hammas-20 pyörä varustaa ilmanpoistokanavilla esim. tekemällä reikiä hammastuksesta sen ulkopuolelle tai hammasvälistä toiseen. Hihna voidaan varustaa vastaavalla tavalla urilla tai reikien muodostamilla kanavilla.

Keksinnön erään edullisen toteutusmuodon mukaisesti 25 hihnapyörän ja/tai hihnan hammastukseen on tehty vähintään yksi pyörimissuuntainen ura. Tämän ansiosta on hammasväleis-tä aina yhteys uran tai urien kautta ulkoilmaan, kun hammastusten hampaat työntyvät hammasväleihin. Leveä hammashihna saadaan lisäksi toimimaan kahden tai useamman kapeamman hih-30 nan tavoin, kun ura tai urat jakavat hihnapyörän tai hihnan hammastuksen kahteen tai useampaan toisistaan erillään olevaan kaistaleeseen, jotka ulottuvat hihnapyörän kehän suuntaan tai vastaavasti hihnan pituussuuntaan. Leveä hammas-hihna tulee näin toimimaan kapeiden hihnojen tapaisesti, 35 joilla ei ole taipumusta aiheuttaa melua suurillakaan no- 3 64445 peuksilla. Hihnapyörän kehälle on yksinkertaista sorvata yksi tai useampia uria ja näin saadaan hammashihnakäyttöi-sen voimansiirtolaitteen melutaso huomattavasti pudotetuksi. Hihnapyörän asemesta tai sen lisäksi voidaan hihnan sisä-5 pintaan muodostaa sen valmistuksen yhteydessä yksi tai useampia uria. Urat voivat kummassakin tapauksessa ulottua hammastuksen pohjaan asti tai edullisesti vielä sitä syvemmälle, jolloin ilmalle on loppuun asti purkaustie, ja ilman kokoonpuristuminen tällä tavalla pienenee.

10 Keksinnön eräälle toiselle edulliselle toteutusmuo dolle on ominaista se, että hihnapyörän ja/tai hihnan ham-mastuksessa on pyörimissuunnassa keskinäisin välein sijaitsevia kanavia tai reikiä, jotka päättyvät hammastuksen ulkopuolelle. Tämän ansiosta on hammasväleistä aina yhteys 15 reikien kautta ulkoilmaan, kun hammastukset asettuvat vastakkain .

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää perspektiivisesti keksinnön mukaisen 20 voimansiirtolaitteen erästä edullista sovellutusmuotoa, kuvio 2 esittää poikkileikkausta pitkin kuviossa 1 olevaa viivaa II-II, kuvio 3 esittää perspektiivisesti voimansiirtolaitteen toista sovellutusmuotoa, 25 kuvio 4 esittää poikkileikkausta pitkin kuviossa 3 olevaa viivaa IV-IV, kuvio 5 esittää perspektiivisesti voimansiirtolaitteen kolmatta sovellutusmuotoa, kuvio 6 esittää poikkileikkausta pitkin kuviossa 5 ole-30 vaa viivaa VI-VI, kuvio 7 esittää leikkausta pitkin kuviossa 6 olevaa viivaa VII-VII, kuvio 8 esittää perspektiivisesti voimansiirtolaitteen neljättä sovellutusmuotoa, 35 kuvio 9 esittää poikkileikkausta pitkin kuviossa 8 olevaa viivaa IX-IX, 4 64445 kuvio 10 esittää leikkausta pitkin kuviossa 9 olevaa viivaa X-X, kuvio 11 esittää perspektiivisesti voimansiirtolait-teen viidettä sovellutusmuotoa, 5 kuvio 12 esittää perspektiivisesti voimansiirtolait- teen kuudetta sovellutusmuotoa, kuvio 13 esittää poikkileikkausta pitkin kuviossa 12 olevaa viivaa XIII-XIII, kuvio 14 esittää perspektiivisesti voimansiirtolait-10 teen seitsemättä sovellutusmuotoa, kuvio 15 esittää poikkileikkausta pitkin kuviossa 14 olevaa viivaa XV-XV, kuvio 16 esittää perspektiivisesti voimansiirtolait-teen kahdeksatta sovellutusmuotoa, 15 kuvio 17 esittää poikkileikkausta pitkin kuviossa 16 olevaa viivaa XVII-XVII, kuvio 18 esittää perspektiivisesti voimansiirtolait-teen yhdeksättä sovellutusmuotoa, kuvio 19 esittää poikkileikkausta pitkin kuviossa 18 20 olevaa viivaa XIX-XIX, kuvio 20 esittää perspektiivisesti voimansiirtolait-teen kymmenettä sovellutusmuotoa, kuvio 21 esittää poikkileikkausta pitkin kuviossa 20 olevaa viivaa XXI-XX1, ja 25 kuviot 22 ja 23 esittävät voimansiirtolaitteen alen nettua melutasoa kuvaavia käyrästöjä voimansiirtolaitteen pyöriessä kuormittamattomana ja vastaavasti kuormitettuna.

Piirustuksen kuvioissa 1 ja 2 esitettyyn voimansiir-tolaitteeseen kuuluu hihnapyörä 1 ja päätön hihna 2. Hihna 30 kulkee vähintään yhden muun käyttöelimen 3 ympäri, jollaisena tavallisesti on toinen hihnapyörä, akselitappi, hih-narumpu tai sentapainen.

Hihnapyörä 1 on asennettu akselille 4 ja sen ulkokehälle on muodostettu hammastus 5. Hihnan 2 sisäpintaan on 35 muodostettu vastaava hammastus 6.

5 64445

Keksinnön mukaisesti on hihnapyörän kehälle sorvattu kaksi kehän ympäri ulottuvaa uraa 7 kohtisuorasta hammas-tuksen 5 hampaita vastaan. Urat jakavat hammastuksen kolmeen yhtä leveään hammaskehään 5A, 5B, 5C. Syntyneiden 5 erillisten hammaskehien ei tietenkään tarvitse olla yhtä leveitä vaan niiden suhteellinen leveys voi vaihdella.

Urat ulottuvat hiukan hampaiden pohjien alapuolelle, kuten parhaiten ilmenee kuviosta 2.

Käyttöelimen 3 hammastus on edullisesti varustettu 10 samanlaisilla urilla kuin hammashihnapyörä 1.

Kuvioissa 3 ja 4 esitetyssä sovellutusmuodossa on melua vaimentavat urat 17 tehty hammashihnan 2 sisäpintaan, niin että hihnan hammastus 6 tulee jaetuksi kolmeen erilliseen hammaskehään 6A, 6B, 6C. Hihnapyörään 1 on tällöin 15 muodostettu tavallinen hammastus 5. Hihnassa on esitetty sen vetolujuutta parantava tavanomainen tukikudos 18.

Kuvioissa 5-7 esitetyssä sovellutusmuodossa on hammaspyörän 1 hammastuksen 5 hammasväleihin tehty kiilamaiset urat 27 hammaspyörän molemmin puolin, jolloin ilma pääsee 20 purkautumaan uria pitkin. Urien pituus hammastuksen poikki-suunnassa voi vaihdella, mutta on edullisesti samansuuruinen kuin keskelle jäävän urattoman kannaksen leveys. Urien ei myöskään tarvitse olla kiilamaisia, vaan ne voivat valmistustavasta riippuen olla erimuotoisia.

25 Kuvioissa 8-10 esitetyssä sovellutusmuodossa on ham maspyörän 1 hammastuksen 5 hammasväleihin tehty koko hammaspyörän levyinen ura 37, jonka asema hammasvälissä voi vaihdella samoin kuin sen syvyys ja muoto. Edullisesti ura kuitenkin sijaitsee lähempänä sitä hammasvälin reunaa, jossa 30 hihnan 2 hammas viimeiseksi koskettaa pintaa.

Kuviossa 11 esitetyssä sovellutusmuodossa on hihnapyörän 1 hammastuksen 5 jokaiseen hammasväliin tehty kaksi reikää 47, jotka päättyvät hihnapyörän sivupintoihin. Näiden reikien kautta ilma purkautuu hampaiden välistä uiko-35 ilmaan hammstusten asettuessa vastakkain.

6 64445

Kuvioissa 12 ja 13 esitetyssä sovellutusirmodossa on hammaspyörän 1 aksiaalisuunnassa porattu hammaspyörän läpi ulottuvia reikiä 57a, joihin hammastuksen 5 hammasvälit on yhdistetty säteittäisillä rei'illä 57b, jolloin ilma pääsee 5 tätä kautta purkautumaan. Akselin suuntaiset reiät ovat edullisesti suurempia kuin säteittäiset reiät, jolloin ilman on helpompi purkautua.

Kuvioissa 14 ja 15 esitetyssä sovellutusmuodossa on hammaspyörään 1, jonka laippa on kapeampi kuin hammaskehä, 10 tehty reiät 67 suoraan hammaskehän läpi hammastuksen 5 ham-masväleistä kehän akselin puoleiselle pinnalle. Laipan paksuudesta riippuen voidaan reiät sijoittaa eri tavoin ja tarvittaessa porata vinoon sopivan reikävälin saamiseksi.

Kuvioissa 16 ja 17 esitetyssä sovellutusmuodossa on 15 hammashihnaan 2 tehty hammastuksen 6 haramasväleistä ulkopintaan ulottuvia reikiä 77, joita pitkin ilma voi poistua.

Kuvioissa 18 ja 19 esitetyssä sovellutusmuodossa on ilman purkautumistiet muodostettu tekemällä hammaspyörän 1 hammastukseen 5 hammasvälistä toiseen johtavat kanavat 87 20 kahdella toisensa leikkaavalla ristikkäisellä reiällä.

Kuvioisssa 20 ja 21 esitetyssä sovellutusmuodossa on ilman purkautumistiet muodostettu tekemällä hammaspyörän 1 hammastuksen 5 hampaiden alle hammasvälistä toiseen johtavat kanavat 97 kahdella toisensa leikkaavalla ristikkäisellä 25 reiällä.

On todettu, että hihnapyörän hammastuksen varustaminen ilman purkausteillä vähentää huomattavasti leveän hihnan muutoin aiheuttamaa melua. Eräässä esimerkissä sorvattiin kahden hihnapyörän 90 mm leveään hammastukseen kaksi 30 uraa 30 mm päähän toisistaan ja hammastuksen reunoista.

Urien leveys oli 4 mm ja syvyys 8 mm, jolloin urat ulottuivat n. 4 mm hampaiden pohjan alapuolelle. Hammaspyörät oli yhdistetty tavallisella hammashihnalla ja toista hihnapyö-rää pyöritettiin sähkömoottorilla.

7 64445

Kuviot 22 ja 23 havainnollistavat mainitun esimerkin mukaisten hihnapyörien aiheuttamaa melua, käyrä A, verrattuna samanlaisten urattomien hihnapyörien aiheuttamaan meluun, käyrä B. Urilla varustettujen hihnapyörien aiheutta-5 ma melu on ilman kuormitusta (kuv. 22) 2 kHz taajuudella merkittävästi pienempi suurimman eron ollessa n. 8 dB ja kokonaismelumäärä n. 6 dB pienempi kuin urattomilla hammaspyörillä .

Kun voimansiirtolaite on kuormitettu (kuv. 23) ja hih-10 na siirtää tehoa n. 55 kW, on suurin meluaero korkeilla taajuuksilla n. 10 dB ja kokonaismelumäärän ero on n. 8 dB ural-listen hihnapyörien eduksi. Korkeiden taajuuksien suhteellinen merkitys melussa on korvien kuuloherkkyyden kannalta paljon suurempi kuin matalien taajuuksien merkitys, joten 15 keksintö vaikuttaa siis erityisen edullisesti kaikkein hai-tallisimpaan meluun.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan voi keksinnön mukainen voimansiirtolaite vaihdella 20 huomattavastikin patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä on mahdollista tarvittaessa varustaa sekä hihnapyörän hammas-tus että hihnan hammastus selitetyn tapaisella uralla tai urilla ja/tai selitetyn tapaisilla rei'illä. Reiät voivat olla pyöreitä, soikeita tai jonkin muun muotoisia. Hampai-25 den liikesuunnassa peräkkäisten reikien ei tarvitse välttämättä olla samassa linjassa, vaan ne voivat peräkkäisissä hammasväleissä olla aksiaalisuunnassa eri paikoissa. Ham-masväleihin tehtyjen reikien ei myöskään tarvitse olla sä-teittäisiä, vaan ne voivat olla johonkin suuntaan vinoja.

30 Reiät ja urat voivat sijaita hammasväleissä hampaiden liikesuunnassa eri paikoissa, mutta ovat edullisesti lähempänä hammsvälin sitä reunaa, jossa vastaava hammas viimeiseksi koskettaa pintaa.

8 64445

Esitettyjä sovellutusmuotoja on myös tarvittaessa mahdollista yhdistellä eri tavoin. Mikäli vain on mahdollista, on edullista, että kaikki voimansiirtolaitteistoon kuuluvat hammaspyörät ja hihna tai hihnat on varustettu keksinnön 5 mukaisilla ilmanpurkauslaitteilla, jolloin saavutetaan suurin vaimennusteho.

Claims (11)

1. Hammashihnakäyttöinen, meluvaimennettu voimansiir-tolaite, johon kuuluu hihnapyörä (1; 11), jonka ulkokehäl- 5 lä on hammastus (5; 15), ja hihna (2; 12), jonka sisäpinnalla on vastaava hammastus (6; 16), joka on otteessa hih-napyörän hammastuksen kanssa, jolloin hihna kiertää hihna-pyörän ja toisen käyttöelimen (3) ympäri voiman siirtämiseksi niiden välillä, tunnettu siitä, että hihna-10 pyörän (1) ja/tai hihnan (2) hammastuksessa (5 vast. 6) on yksi tai useampia hammasvälit ulkoilmaan yhdistäviä pur-kausteitä (7; 17; 27; 37; 47; 57; 67; 77; 87; 97) hammastus ten väliin jäävää ilmaa varten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen voimansiirtolaite, 15 tunnettu siitä, että hammastuksessa (5 tai 6 tai 16. tai hammastuksissa (5, 6) on vähintään yksi pyörimis-suuntainen ura (7; 17).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen voimansiirtolaite, tunnettu siitä, että ura (7; 17) ulottuu hammas- 20 tuksen (5; 6) hampaanpohjien alapuolelle.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen voimansiirtolaite, tunnettu siitä, että ura tai urat (7; 17) jakavat hammastuksen (5; 6) erillisiin, sopivimmin yhtä le-veisiin hammaskehiin (5A, 5B, 5C; 6A, 6B, 6C).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen voimansiirtolaite, tunnettu siitä, että hammastuksessa (5 tai 6) tai hammastuksissa (5, 6) on pyörimissuunnassa keskinäisin välein sijaitsevia reikiä (47; 57; 67; 77), jotka päättyvät hammastuksen ulkopuolelle.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen voimansiirtolaite, tunnettu siitä, että reiät (47; 57) ulottuvat hih-napyörän (1) hammasväleistä hihnapyörän sivupintaan.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen voimansiirtolaite, tunnettu siitä, että reiät (77) ulottuvat hihnan 35 (2) hammasväleistä hihnan läpi. 10 64445

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen voimansiirtolaite, tunnettu siitä, että reiät (67) ulottuvat hammas-tusta (5) kapeammalla laipalla varustetussa hammaspyörässä (1) hammasväleistä hammaskehän akselin puoleiseen pintaan.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen voimansiirtolaite, tunnettu siitä, että hammastuksessa (5 tai 6) tai hammastuksissa (5, 6) on hammasvälistä toiseen hampaan läpi johtavia kanavia (87; 97).

9 64445

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen voimansiirtolaite, 10 tunnettu siitä, että hammastuksessa (5 tai 6) tai hammastuksissa (5, 6) on kussakin hammasvälissä yksi tai useampi poikittaissuuntainen ura (27; 37).

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen voimansiirtolaite, tunnettu siitä, että urat (37) ovat koko ham- 15 mastuksen (5; 6) levyisiä. 11 64445