PL236610B1 - Koło zębate oraz sposób wytwarzania koła zębatego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest koło zębate oraz sposób wytwarzania koła zębatego mającego zastosowanie w przekładniach zębatych.

Ze stosowania znane są sposoby zmniejszania masy kół zębatych polegające na usuwaniu materiału znajdującego się na zewnętrznej części tarczy, co pokazano na Pos. I. W celu zapewnienia większej sztywności stosuje się żebra wzmacniające, które stabilizują wieniec zębaty.

Z niemieckiego opisu zgłoszeniowego DE 102014003441 A1 znany jest sposób wytwarzania lekkiego koła zębatego wykorzystujący metody przyrostowe, a także koło zębate uzyskiwane tym sposobem. Koło zębate ma w obszarze swojej tarczy sekcję o zredukowanej masie składającą się ze struktury rozpórek.

Z niemieckiego opisu zgłoszeniowego DE 102012102777 A1 znane jest koło zębate zawierające część wewnętrzną obejmującą piastę, część zewnętrzną obejmującą wieniec zębaty oraz część łączącą obejmująca tarczę, przy czym część łącząca ma spiralne użebrowanie, dzięki czemu obniżona została waga oraz koszty wytworzenia.

Z niemieckiego opisu zgłoszeniowego DE 102015201873 A1 znane jest ciche koło zębate wytwarzane z wykorzystaniem metod przyrostowych, którego wnętrze w obszarze jego tarczy ma strukturę porowatą taką jak przykładowo struktura plastra miodu. Zastosowane rozwiązanie ma na celu przede wszystkim wyciszenie koła.

Z polskiego opisu patentowego PL 197335 B1 znane jest koło zębate składające się z wieńca zębatego oraz piasty połączonych ze sobą jednoczęściową, profilowaną strefą środników, która jest złączona z wieńcem zębatym oraz piastą w dwóch płaszczyznach. Strefę środników stanowią rozstawione w równych odstępach środniki, mające posiać ramion, rozmieszczone równomiernie po obwodzie, przy czym środniki usytuowane są przemiennie po obydwu stronach płaszczyzny środkowej, przebiegającej przez koło.

Znane ze stanu techniki rozwiązania pozwalają na redukcję masy kół zębatych, przy jednoczesnej utracie sztywności eliminującej ich wykorzystanie z wielu zastosowań.

Koto zębate, według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma komorę znajdującą się wewnątrz koła zębatego pomiędzy jego piastą a uzębieniem, a w piaście koła zębatego jest co najmniej jeden przelotowy otwór technologiczny połączony z tą komorą.

Korzystnie w ściankach bocznych komory koła rozmieszczone są kanały prowadzące do wnętrza jego komory.

Dalsze korzyści uzyskuje się, jeżeli kanały koła są symetrycznie rozmieszczone w równej odległości od osi obrotu koła. Przy czym te kanały znajdują się bezpośrednio przy wieńcu zębatym, a wlot każdego kanału koła, znajduje się wewnątrz komory i jest umiejscowiony bliżej osi obrotu koła niż wylot kanału.

Kolejne korzyści uzyskuje się, jeśli komora koła obejmuje również wnętrze wieńca zębatego oraz zębów koła, przy czym w jego piaście są trzy otwory technologiczne rozmieszczone równomiernie dookoła osi obrotu koła zębatego, a szerokość jego otworów technologicznych jest równa szerokości komory.

Sposób wytwarzania koła zębatego opisanego powyżej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że koło zębate z wstępnie wykonanym uzębieniem wytwarza się techniką przyrostową, a następnie metodami ubytkowymi nadaje się ostateczny kształt zębów.

Korzystnie po wytworzeniu koła zębatego techniką przyrostową, z wnętrza jego komory poprzez otwory technologiczne w jego piaście, usuwa się materiał niezespolony metodą grawitacyjną lub czynnikiem roboczym pod ciśnieniem.

Koło zębate według wynalazku ma zredukowaną masę przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej sztywności, która jest przynajmniej porównywalna do klasycznie stosowanych konstrukcji oraz tradycyjnych ubytkowych metod wytwarzania. Dzięki zastosowanym otworom technologicznym w piaście koła, zapewniona została możliwość usunięcia materiału niezwiązanego z komory znajdującej się w jego wnętrzu. Tarcza koła charakteryzuje się sztywnością zwiększoną w stosunku do kół z jednostronnymi lub obustronnymi wybraniami odciążającym wykonanymi metodami ubytkowymi. W przypadku pracy przekładni na mokro czynnik smarujący może się dostać do komory koła poprzez otwory technologiczne w piaście. Odpowiedzią na ten problem są kanały w ściankach koła, poprzez które następuje opróżnienie komory w wyniku działania sił odśrodkowych, występujących podczas pracy przekładni.

PL 236 610 B1

Koło zębate według wynalazku przedstawione zostało na rysunku na którym na fig. 1 pokazano koło w pierwszym wariancie wykonania w przekroju w rzucie aksonometrycznym, fig. 2 - koło w drugim wariancie wykonania w przekroju w rzucie aksonometrycznym, ułożone pionowo, fig. 3 - to samo koło w przekroju w rzucie aksonometrycznym, ułożone poziomo, fig. 4 - to samo koło w półprzekroju w rzucie aksonometrycznym ułożone pionowo, fig. 5 - koło w trzecim wariancie wykonania w przekroju w rzucie prostokątnym, fig. 6 - to samo koło w przekroju w rzucie aksonometrycznym, fig. 7 - koło w czwartym wariancie wykonania w półprzekroju w rzucie aksonometrycznym.

W pierwszym przykładzie wykonania koło zębate według wynalazku ma w swoim wnętrzu, pomiędzy wieńcem zębatym 1 a piastą, 2 komorę 3. W piaście 2, od strony osi koła, znajduje się otwór technologiczny 4 prowadzący do komory 3. Szerokość otworu technologicznego jest równa szerokości komory 3.

W drugim przykładzie wykonania na bocznych ścianach koła, przy wieńcu zębatym 1 są symetrycznie rozmieszczone kanały 5 do usuwania czynnika smarującego z komory 3 znajdującej się wewnątrz koła. Wlot każdego z kanałów 5, znajdujący się wewnątrz komory 3, jest położony bliżej osi obrotu koła niż wylot. Takie rozmieszczenie kanałów 5 pozwala na usuwanie, w wyniku działania sił odśrodkowych, czynnika smarującego, który dostał się do komory 3 poprzez otwory technologiczne 4 w piaście 2 podczas pracy przekładni na mokro. W pozostałym zakresie wykonanie koła jest jak w przykładzie pierwszym.

W trzecim przykładzie wykonania koło zębate według wynalazku ma trzy otwory technologiczne 4 w piaście 2 prowadzące do komory 3. Komora 3 obejmuje również wieniec zębaty 1, w związku z czym zarówno tarcza koła jak i jego zęby są puste w środku. Kanały 5 do usuwania czynnika smarującego z wnętrza koła są rozmieszczone symetrycznie na ściankach bocznych koła, a ich wlot i wylot znajduje się na tej samej wysokości. W pozostałym zakresie wykonanie koła jest jak w przykładzie pierwszym.

W czwartym przykładzie wykonania koło zębate ma żebra 6 wewnątrz swojej komory 3, a liczba otworów technologicznych 4 w piaście 2 prowadzących do komory 3, jest równa, liczbie żeber 6. Kanały 5 do usuwania czynnika smarującego z wnętrza koła są rozmieszczone symetrycznie na ściankach bocznych koła, a ich wlot i wylot znajduje się na tej samej wysokości. W pozostałym zakresie budowa koła jest jak w przykładzie pierwszym.

Sposób wykonania koła, według wynalazku w przykładzie realizacji polega na tym, że techniką przyrostową wytwarza się koło zębate z wstępnie wykonanym uzębieniem, a następnie nadaje się ostateczny kształt zębów metodami ubytkowymi, po czym z wnętrza komory 3 koła, usuwa się materiał niezespolony metodą grawitacyjną lub czynnikiem roboczym pod ciśnieniem poprzez otwory technologiczne 4 w piaście 2.

Wykaz oznaczeń

- wieniec

- piasta

- komora

- otwór technologiczny

- kanał

- żebro

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Koło zębate, znamienne tym, że ma komorę (3) znajdującą się wewnątrz koła zębatego pomiędzy jego piastą (2) a uzębieniem, a w piaście (2) koła zębatego jest co najmniej jeden przelotowy otwór technologiczny (4) połączony z tą komorą (3).
2. 2. Koło zębate według zastrz. 1, znamienne tym, że w ściankach bocznych jego komory (3) rozmieszczone są kanały (5) prowadzące do wnętrza komory (3) koła zębatego.
3. 3. Koło zębate według zastrz. 2, znamienne tym, że jego kanały (5) są symetrycznie rozmieszczone w równej odległości od osi obrotu koła.
4. 4. Koło zębate według zastrz. 3, znamienne tym, że jego kanały (5) znajdują się bezpośrednio przy wieńcu zębatym (1).

   PL236 610B1
5. 5. Koło zębate według zastrz. 4, znamienne tym, że wlot każdego kanału (5) koła znajduje się wewnątrz komory (3) i jest umiejscowiony bliżej osi obrotu koła niż wylot kanału (5).
6. 6. Koło zębate według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że jego komora (5) obejmuje również wnętrze wieńca zębatego (1) oraz zębów koła.
7. 7. Koło zębate według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6, znamienne tym, że w jego piaście (2) są trzy otwory technologiczne (4) rozmieszczone równomiernie dookoła osi obrotu koła zębatego.
8. 8. Koło zębate według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6 albo 7, znamienne tym, że szerokość jego otworów technologicznych (4) jest równa szerokości komory (3).
9. 9. Koło zębate według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6, albo 7 albo 8, znamienne tym, że ma żebra (6) wewnątrz swojej komory (3).
10. 10. Koło zębate zastrz. 9, znamienne tym, że liczba otworów technologicznych (4) w piaście (2) jest równa liczbie żeber (6).
11. 11. Sposób wytwarzania koła zębatego według zastrz. 1, znamienny tym, że koło zębate z wstępnie wykonanym uzębieniem wytwarza się techniką przyrostową, a następnie nadaje się ostateczny kształt zębów metodami ubytkowymi.
12. 12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że po wytworzeniu koła zębatego techniką przyrostową, z wnętrza jego komory (3) poprzez otwory technologiczne (4) w jego piaście (2), usuwa się materiał niezespolony metodą grawitacyjną lub czynnikiem roboczym pod ciśnieniem.