DE1140786B - For the installation in elastic toothed wheels, in particular in train drives, spring made of elastic material - Google Patents

Description

Für den Einbau in elastische Zahnräder, insbesondere von Bahnantrieben, bestimmte Feder aus gummielastischem Material Die Erfindung bezieht sich auf für den Einbau in elastische Zahnräder, insbesondere von Bahnantrieben, bestimmte Federn aus gummielastischem Material, die in Achsrichtung des Zahnrades in dieses eingesetzt sind und mit ihren Seitenflächen abwechseln an wie Nut und Feder ineinandergreifenden, einander in Achsrichtung ergänzenden radialen Vorsprüngen der Radnabe und des Zahnkranzes angreifen und mittels seitlich auf das Zahnrad aufgesetzter Abdeckringe in dem Zahnrad gehalten sind.For installation in elastic gears, especially in train drives, certain spring made of rubber elastic material The invention relates to for the installation in elastic gears, especially of railway drives, certain springs made of rubber-elastic material, which is inserted in the axial direction of the gear and alternate with their side surfaces like tongue and groove interlocking, radial projections of the wheel hub and the ring gear that complement each other in the axial direction attack and by means of cover rings placed on the side of the gear in the gear are held.

Bei Zahnrädern, an welchen erhebliche Kräfte und besondere Betriebsbedingungen auftreten, insbesondere bei Zahnrädern für Fahrbetrieb, bei welchen beim Anfahren große Momente und während der Fahrt geringe Kräfte, aber Zahneingriffsschwingungen sowie dynamische Stöße durch die Rückwirkungen des Gleises auftreten, werden häufig zwischen dem gezahnten Umfangsteil und der Nabe Federanordnungen angeordnet.For gears, on which considerable forces and special operating conditions occur, especially with gears for driving operation, in which when starting large moments and low forces while driving, but meshing vibrations as well as dynamic shocks due to the repercussions of the track occur frequently arranged between the toothed peripheral part and the hub spring assemblies.

Bei einer bekannten Ausführung sind die Radnabe und der Zahnkranz mit einander in Achsrichtung ergänzenden radialen Vorsprüngen versehen, welche wie Nut und Feder ineinandergreifen, derart, daß nach Ausrichtung der Vorsprünge der Radnabe und des Zahnkranzes durch gegenseitige Verdrehung dieser beiden Teile Zwischenräume zur Aufnahme von Schraubenfedern entstehen. Diese metallischen Schraubenfedern müssen jedoch zur Lieferung der erforderlichen Kräfte große Abmessungen haben, was eine Vergrößerung der Abmessungen des Zahnkranzes und eine sehr erhebliche Querschnittsverringerung an den Vorsprüngen desselben zur Folge hat, wodurch eine größere Ermüdung des Metalls an dem Ansatz der Vorsprünge entsteht.In a known embodiment, the wheel hub and the ring gear provided with complementary radial projections in the axial direction, which like Tongue and groove interlock in such a way that after alignment of the projections Wheel hub and the ring gear by mutual rotation of these two parts spaces to accommodate coil springs. These metallic coil springs must however, to deliver the necessary forces, have large dimensions, what a Enlargement of the dimensions of the ring gear and a very significant reduction in cross-section on the projections of the same, causing greater fatigue of the metal arises at the approach of the projections.

Es ist ferner bereits bekannt, bei einer derartigen Anordnung Gummifedern zu verwenden, bei den bekannten Ausführungen dieser Art werden jedoch diese Gummifedern auf Abscherung beansprucht, was bekanntlich für gummielastische Werkstoffe äußerst ungünstig ist.It is also already known to use rubber springs in such an arrangement to use, in the known designs of this type, however, these rubber springs stressed on shear, which is known to be extremely high for rubber-elastic materials is unfavorable.

Schließlich ist auch bekannt, auf Gummifedern Metallplatten aufzuvulkanisieren. Diese Anordnung bietet zwar gegenüber einfachen Gummifedern bei gewissen Anordnungen Vorteile, bei der beabsichtigten Anwendung auf Zahnräder ist sie jedoch nicht genügend verformbar und zu träge.Finally, it is also known to vulcanize metal plates onto rubber springs. Although this arrangement offers compared to simple rubber springs in certain arrangements Advantages, however, when it is intended to be applied to gears, it is not sufficient malleable and too sluggish.

Demgegenüber ist die erfindungsgemäße Ausführung dadurch gekennzeichnet, daß die Gummifedern an den Druckseiten nach ihren beiden Enden verjüngt und in Druckrichtung zwischen zwei an sich bekannten geraden, biegsamen Metallamellen lose angeordnet sind, an denen sie nach dem Einbau bei unbelastetem Zahnrad nur in ihrem mittleren Bereich anliegen.In contrast, the embodiment according to the invention is characterized in that that the rubber springs on the pressure sides tapers towards both ends and in the direction of pressure loosely arranged between two known straight, flexible metal slats where they are only in their middle after installation with the gear wheel unloaded Area.

Hierdurch entsteht also eine zusammengesetzte Feder, bei welcher der zwischen den Metallamellen liegende Gummiteil auf Druck arbeitet, was bekanntlich für gummielastische Werkstoffe eine äußerst günstige Beanspruchung darstellt, während die Metalllamellen auf Biegung arbeiten. Ferner bewirkt die besondere Form der Gummifedern eine selbsttätige Anpassung der Anlagefläche derselben an den Metalllamellen an die übertragene Kraft, derart, daß diese Anlagefläche um so größer wird, je größer die übertragene Kraft ist, was bedeutet, daß die Anordnung wie eine Feder mit veränderlicher Nachgiebigkeit arbeitet.This creates a composite spring in which the The rubber part lying between the metal slats works on pressure, which is known represents an extremely favorable stress for rubber-elastic materials, while the metal lamellas work on bending. Furthermore, the special shape of the rubber springs causes an automatic adjustment of the contact surface of the same on the metal lamellae the transmitted force, in such a way that this contact surface becomes larger, the larger it is the transmitted force is what means that the arrangement is like a spring with changeable Indulgence works.

Bei der Anwendung auf Zahnräder für Bahnbetrieb ergibt die erfindungsgemäße Anordnung folgende Vorteile: Das beim Anfahren auftretende große Moment bewirkt die vollständige Abplattung der Gummifedern zwischen den Metallamellen, wodurch eine große Dämpferwirkung erzielt wird, welche das Auftreten eines Rutschens erheblich verzögert. Bei schneller Fahrt, bei welcher nur verhältnismäßig geringe Kräfte übertragen werden, liegen die Gummifedern nur in ihrem mittleren Abschnitt an den Metallamellen an, so daß diese bei auftretenden Zahneingriffsschwin gungen durch ihre Elastizität den Zahnkranz schnell zurückziehen können, wobei die Gummifedern die Dämpfung bewirken. Schließlich gestattet die obige Ausbildung eine besonders vorteilhafte Aufnahme der durch die Gleise verursachten dynamischen Stöße, welche unter Umständen einen Wert erreichen können, welcher ein Mehrfaches der Reibungslast beträgt.When applied to gears for railway operations, the invention results Arrangement has the following advantages: The large torque occurring when starting causes the complete flattening of the rubber springs between the metal slats, which a large cushioning effect is obtained, which greatly reduces the occurrence of slipping delayed. When driving fast, with which only relatively low forces transfer the rubber springs are only in their middle section on the metal lamellas on, so that these conditions when Zahneingriffsschwin conditions by their elasticity be able to pull back the ring gear quickly, whereby the rubber springs cause the damping. Finally, the above design allows a particularly advantageous recording the dynamic shocks caused by the tracks, which may cause a Can reach value which is a multiple of the frictional load.

Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.The invention is given by way of example with reference to the drawing explained.

Abb. 1 ist eine Seitenansicht der Nabe eines gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten Zahnrades; Abb. 2 ist eine der Abb. 1. entsprechende Draufsicht; Abb. 3 ist eine Seitenansicht des Zahnkranzes gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform; Abb. 4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 der Abb. 3; Abb.5 ist eine Seitenansicht der zusammengebauten Teile gemäß Abb. 1 und 3; Abb. 6 zeigt in größerem Maßstab einen Schnitt durch den mittleren Abschnitt einer Gummifeder; Abb. 7 ist eine der Abb. 6 entsprechende Draufsicht; Abb. 8 ist ein Querschnitt einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zahnrades mit zwei auf der gleichen Nabe montierten Zwillingszahkränzen; Abb. 9 ist ein Schnitt längs der Linie 9-9 der Abb. B.Fig. 1 is a side view of the hub of a according to a first embodiment gear formed according to the invention; Fig. 2 is one of the Fig. 1 corresponding Top view; Fig. 3 is a side view of the ring gear according to a first of the invention Embodiment; Figure 4 is a section on line 4-4 of Figure 3; Fig.5 is a side view of the assembled parts according to Figures 1 and 3; Fig. 6 shows in on a larger scale, a section through the central portion of a rubber spring; Fig. Figure 7 is a plan view corresponding to Figure 6; Fig. 8 is a cross section of a second embodiment of a gear according to the invention with two on the same Hub-mounted twin sprockets; Figure 9 is a section along line 9-9 Fig. B.

Bei der in Abb. 1 bis 7 dargestellten ersten Ausführungsform ist eine Nabe 1 (Abb. 1 und 2) vorhanden, welche an ihrem Umfang eine oder mehrere Kreisnuten 11 aufweist. Diese letzteren bilden Anlageflächen 12 (drei in dem dargestellten Beispiel), welche in dem Sinn der Erzeugenden so eingeschnitten sind, daß gleichmäßig verteilte regelmäßige Vorsprünge 13 entstehen. Die Zwischenräume zwischen den Vorsprüngen 13 können tiefer als die Kreisnuten 11 sein. Natürlich ist die Nabe 1 in axialer Richtung so ausgebildet oder mit einem beliebigen bekannten Verbindungsglied versehen, daß sie auf eine Welle oder ein Antriebsorgan aufgesetzt oder mit diesem starr verbunden werden kann. Der Zahnkranz 2 (Abb. 3 und 4) ist ausgebohrt und besitzt in der Bohrung eine oder mehrere Kreisnuten 21 (drei in dem dargestellten Beispiel) sowie axiale Einschnitte zur Bildung von Vorsprüngen 22. Die Kreisnuten, Vorsprünge und Zwischenräume sind in einer Zahl vorhanden, welche der der Nuten, Vorsprünge und Zwischenräume der Nabe 1 entspricht, und ergänzen dieselben. Ihre Abmessungen entsprechen ebenfalls einander derart, daß der nachstehende Zusammenbau möglich wird.In the first embodiment shown in Fig. 1 to 7 is a Hub 1 (Fig. 1 and 2) is present, which has one or more circular grooves on its circumference 11 has. These latter form contact surfaces 12 (three in the one shown Example), which are so incised in the sense of the generators that evenly distributed regular projections 13 arise. The spaces between the protrusions 13 can be deeper than the circular grooves 11. Of course, the hub 1 is axial Direction so designed or provided with any known connecting link, that they are placed on a shaft or a drive element or rigidly connected to it can be. The ring gear 2 (Fig. 3 and 4) is drilled out and has in the hole one or more circular grooves 21 (three in the example shown) and axial Incisions to form protrusions 22. The circular grooves, protrusions and spaces exist in a number that is that of the grooves, projections and spaces corresponds to the hub 1, and complement the same. Their dimensions also correspond each other in such a way that the following assembly is possible.

Die Einschnitte in der Bohrung des Zahnkranzes 2 oder an dem Umfang der Nabe 1 können sich über den ganzen Umfang oder nur über einen Teil desselben erstrecken, z. B. über mehrere begrenzte, gleich weit von einander entfernte Sektoren.The incisions in the bore of the ring gear 2 or on the circumference the hub 1 can extend over the entire circumference or only over part of it extend, e.g. B. over several limited sectors equidistant from each other.

Bei dieser Ausbildung kann die Nabe 1 gleichachsig in die Bohrung des Zahnkranzes 2 eingeführt werden, indem man die Vorsprünge 13 eines jeden Teils in die Zwischenräume des anderen Teils einführt. Durch eine gegenseitige Verdrehung dieser beiden Teile werden dann die Vorsprünge in die Kreisnuten l1 oder 21 eingeführt. Bei dieser Verdrehung kommen die Zwischenräume zwischen den Vorsprüngen 13 und 22 in eine Flucht, so daß sie sich über die ganze Breite des Zahnrades erstreckende Ausnehmungen bilden.In this training, the hub 1 can coaxially into the bore of the ring gear 2 can be inserted by making the projections 13 of each part introduces into the spaces of the other part. By a mutual twist of these two parts, the projections are then inserted into the circular grooves l1 or 21. During this rotation, the spaces between the projections 13 and 22 come in an alignment so that it extends over the entire width of the gear Form recesses.

Ferner können je nach dem Spiel oder den Bearbeitungstoleranzen der Teile 1 und 2 die Kreisnuten 11 und 21 und die Vorsprünge 13 und 22 wechselseitig folgende Funktionen erfüllen: die seitliche Führung des Zahnkranzes 2 gegenüber der Nabe 1; die radiale Zentrierung des Zahnkranzes 2 gegenüber der Nabe 1.Furthermore, depending on the game or the machining tolerances Parts 1 and 2 the circular grooves 11 and 21 and the projections 13 and 22 alternately fulfill the following functions: the lateral guidance of the ring gear 2 opposite the hub 1; the radial centering of the ring gear 2 with respect to the hub 1.

In die obigen Ausnehmungen zwischen den Vorsprüngen 13 und 22 werden elastische Dampfersysteme eingesetzt, welche durch Kissen 3 aus einem nachgiebigen, elastischen Werkstoff gebildet werden, z. B. natürlichem oder künstlichem Gummi.In the above recesses between the projections 13 and 22 are elastic steamer systems are used, which by cushion 3 from a flexible, elastic material are formed, e.g. B. natural or artificial rubber.

Diese Gummifedern 3 sind zwischen zwei biegsamen Metallamellen 4 und 5 angeordnet, welche unmittelbar mit den Vorsprüngen 13 und 22 der beiden Teile in Berührung stehen, wodurch der Druck gleichmäßig auf die Gummifedern 3 verteilt wird (s. Pfeile der Abb. 7), wobei ferner die Gummifedern nur auf Druck beansprucht werden.These rubber springs 3 are between two flexible metal slats 4 and 5 arranged, which directly with the projections 13 and 22 of the two parts are in contact, whereby the pressure is evenly distributed on the rubber springs 3 (see arrows in Fig. 7), furthermore the rubber springs are only subjected to pressure will.

Wie aus Abb.7 .hervorgeht, sind die Gummifedern 3 an den Druckseiten nach ihren beiden Enden verjüngt und in Druckrichtung zwischen zwei an sich bekannten geraden, biegsamen Metallamellen 4 und 5 lose angeordnet, an denen sie nach dem Einbau bei unbelastetem Zahnrad nur in ihrem mittleren Bereich anliegen. Beiderseits der Teile 1 und 2 sind kreisförmige Platten 6 angeordnet, welche die Gummifedern. schützen und die Verformung derselben begrenzen: Wie bereits eingangs ausgeführt, genügt diese Anordnung besonders gut den bei Zahnrädern für Bahnbetrieb auftretenden Bedingungen, da das beim Anfahren auftretende große Moment zur vollständigen Abplattung der Gummifedern 3 zwischen den Metalllamellen 4 und 5 führt, wodurch eine für die Übertragung der großen Kräfte ausreichende große Anlagefläche und gleichzeitig eine wirksame Dämpfung erzielt wird, welche die Rutschgefahr verringert, während bei schneller Fahrt die Anordnung etwa die in Abb. 7 dargestellte Form annimmt, so daß die Metallamellen durch ihre Elastizität den Zahnkranz bei allen Drehzahlen zurückziehen können, während die Gummifedern eine Dämpfung bewirken, wodurch die Zahneingriffsschwingungen wirksam bekämpft werden. Ferner besitzt die Anordnung eine ausreichende Elastizität, um ohne Gefahr für die Gummifedern oder die Metallamellen die heftigsten durch die Rückwirkungen des Gleises entstehenden Stöße aufnehmen zu können.As can be seen from Fig.7, the rubber springs 3 are on the print sides tapered at both ends and in the pressure direction between two known per se straight, flexible metal slats 4 and 5 loosely arranged on which they are after When the gear is unloaded, only rest in its central area. On both sides of parts 1 and 2 are arranged circular plates 6, which the rubber springs. protect and limit the deformation of the same: As already stated at the beginning, this arrangement is particularly good for those that occur with gears for railway operations Conditions, since the large moment that occurs when starting to flatten out completely the rubber springs 3 between the metal slats 4 and 5, creating one for the Transmission of the large forces sufficiently large contact surface and at the same time a effective damping is achieved, which reduces the risk of slipping while at faster drive the arrangement assumes approximately the form shown in Fig. 7, so that the elasticity of the metal lamellas pulls the ring gear back at all speeds can, while the rubber springs cause damping, thereby reducing the meshing vibrations effectively combated. Furthermore, the arrangement has sufficient elasticity, in order to pass the most violent through the without danger to the rubber springs or the metal slats To be able to absorb impacts of the track occurring shocks.

Die in Abb. 8 und 9 im Schnitt dargestellte Ausführungsform betrifft den Zusammenbau von zwei Zahnkränzen 7 und 8 mit einer einzigen Nabe 9. Aus der Zeichnung geht deutlich hervor, daß diese Ausführungsform aus der vorhergehenden abgeleitet ist. Für jeden Zahnkranz sind in jeder Ausnehmung verschiedene Gummifedern und Metallamellen vorgesehen. Es kann jedoch auch Eine .einzige Gummi-Feder je Ausnehmung für die beiden Zahnkränze vorgesehen werden, und auch die Metallamellen können aus einem Stück bestehen. Die Zahl der Kreisnuten eines jeden Teils ist nur beispielshalber angegeben. Bei einem einzigen Zahnkranz bewirkt die erfindungsgemäße Vorrichtung bei ihrer Anwendung auf Kettenräder ein gleichmäßigeres Arbeiten und berichtigt die einer Kettenübertragung anhaftenden Gleichlauffehler.The embodiment shown in Fig. 8 and 9 in section relates the assembly of two ring gears 7 and 8 with a single hub 9. From the Drawing clearly shows that this embodiment from the preceding is derived. There are different rubber springs in each recess for each ring gear and metal lamellas are provided. However, a single rubber spring per recess can also be used can be provided for the two sprockets, and the metal lamellae can also be made from consist of one piece. The number of circular grooves of each part is only exemplary specified. In the case of a single toothed ring, the inventive Device works more evenly when used on sprockets corrects the synchronization errors inherent in chain transmission.

Bei der Übertragung durch mehrere Ketten schützt diese Anordnung jede Kette, wie oben ausgeführt, und vergleichmäßigt die Verteilung der Kräfte auf die verschiedenen Ketten.When transmitted through multiple chains, this arrangement protects each one Chain, as stated above, and equalize the distribution of forces on the different chains.

Außer den oben bereits erwähnten Vorteilen besitzt die erfindungsgemäße Anordnung noch die Vorteile verhältnismäßig kleiner Abmessungen und geringen Platzbedarfs sowie einer wirtschaftlichen Herstellung.In addition to the advantages already mentioned above, the inventive Arrangement still has the advantages of relatively small dimensions and small footprint as well as economical production.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Für den Einbau in elastische Zahnräder, insbesondere von Bahnantrieben, bestimmte Federn aus gummielastischem Material, die in Achsrichtung des Zahnrades in dieses eingesetzt sind und mit ihren Seitenflächen abwechselnd an wie Nut und Feder ineinandergreifenden, einander in Achsrichtung ergänzenden radialen Vorsprüngen der Radnabe und des Zahnkranzes angreifen und mittels seitlich auf das Zahnrad aufgesetzter Abdeckringe in dem Zahnrad gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummifedern (3) an den Druckseiten nach ihren beiden Enden hin verjüngt und in Druckrichtung zwischen zwei an sich bekannten geraden, biegsamen Metallamellen (4, 5) lose angeordnet sind, an denen sie nach dem Einbau bei unbelastetem Zahnrad nur in ihrem mittleren Bereich anliegen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 921119; österreichische Patentschrift Nr. 125 534; französische Patentschrift Nr. 1050 869; USA.-Patentschrift Nr. 2 477175.PATENT CLAIM: For installation in elastic gears, in particular of railway drives, certain springs made of rubber-elastic material, which in the axial direction of the gear are inserted into this and alternate with their side surfaces like tongue and groove interlocking, complementary to each other in the axial direction attack radial projections of the wheel hub and the ring gear and by means of the side Cover rings placed on the gear are held in the gear, characterized in that that the rubber springs (3) on the pressure sides tapers towards both ends and in the direction of pressure between two known straight, flexible metal lamellae (4, 5) are loosely arranged on which they can be used after installation with the gear wheel unloaded only rest in their middle area. Publications considered: German Patent No. 921119; Austrian Patent No. 125 534; french U.S. Patent No. 1050,869; U.S. Patent No. 2,477,175.