DE2114644A1 - Zahnradgetriebe mit Distanzring - Google Patents

Description

PHN. 5590»

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A"**»« fetV. Philips'Gloeilampenfabrieken
Akte No. pHU- 5390

Anmeldung vom: 25. MärZ 1971

Zahnradgetriebe mit Distanzring.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnradgetriebe, wobei zwei um im wesentlichen parallele Wellen drehbare Zahnräder miteinander in Eingriff sind. Es ist bei derartigen Getrieben oft wichtig, dass der eingestellte Abstand zwischen den Wellen konstant gehalten wird, insbesondere, falls auch die Zahnräder Radialkräfte in Richtung des Gegenrades einwirken. Ist eine der Wellen verschiebbar oder kann infolge der Radialkräfte Durchbiegung einer der Wellen entstehen, so wird infolge dieser radial gerichteten Kräfte der Abstand zwischen den Wellen kleiner werden. Dadurch wird dann der Eingriff zwischen den Zahnrädern beeinträchtigt mit der Folge eines erhöhten Verschleisses und einer Abnahme des Wirkungsgrades.

Es sind bereits Zahnradgetriebe bekannt, die mit sogenannten aus ungezahnten scheibenförmigen Teilen bestehenden materialisierten RoIl-

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kreisen versehen sind, die bei paarenden Zahnrädern übereinander rollen und die auf die ZAhne ausgeübten radialen aufeinander zu gerichteten -Kräfte ausgleichen. Ein Nachteil dieser materialisierten Rollkreise ist jedoch, dass ihr Aussendurchmesser grosser ist als die Fusskreise der Verzahnung, so dass sich diese Zahnräder schwer herstellen lassen. Sie können beispielsweise nicht mit einer normalen Stosämaschine hergestellt oder auf bekannte Weise gefräst werden.

Sie Erfindung bezweckt, ein Zahnradgetriebe zu schaffen, wobei ein konstanter Mittenabstand zwischen den Wellen bei darauf ausgeübten radialen aufeinander zu gerichteten Kräften gewährleistet wird, und wobei die Zahnräder dennoch gemäss den normalen Herstellungsverfahren herstellbar sind. Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass jedes der Zahnräder mit einem koaxialen Teil mit einer ungezahnten Oberfläche versehen ist, und dass ein Bistanzring angeordnet ist, der eine ungezahnte Oberfläche eines der Zahnräder umfasst und für eine rollende Zusammenarbeit die beiden einander gegenüberliegenden ungezahnten Oberflächen der beiden Zahnräder berührt.

Sie ungezahnten Teile können beispielsweise als scheibenförmiger Stumpf an einer oder an beiden Seiten der Zahnräder ausgebildet sein. Eine besonders einfach herzustellende Ausführungsform wird nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die ungezahnte Oberfläche jedes Zahnrades durch den Boden eines ring.« herumgehenden in radialem Querschnitt rechtwinkligen Rille gebildet wird, welche die Verzahnung des Zahnrades durchschneidet. Eine derartige Rille kann auch nachher in bereits bestehenden Zahnrädern angebracht werden.

Vorzugsweise wird nach der Erfindung der ungezähnte koaxiale Teil.derart ausgebildet, dass die Differenz zwischen dem Burchaesser des

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Kopfkreises und dea Durchmesser des ungezahnten koaxialen Teils jedes Zahnrades mindestens die doppelte ZahnhBhe des betreffenden Zahnrades beträgt.

Sie Erfindung wird nunaehr an Hand der beiliegenden Zeichnungen naher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht in Achsrichtung eines erfindungsgemässen Bistanzringes bei eine* Zahnrad «it Aussenverzahnung und einem Zahnrad mit Innenverzahnung,

Fig. 2 einen Schnitt gemäss der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 2, durch eine Abwandlung der Aueführungsform nach Fig. 1,

Fig. 4 eine scheaatische Ansicht in Achsrichtung geaäss Fig. mit darin den Geschwindigkeitsvektoren,

Fig. 5 eine Ansicht in Achsrichtung eines erfindungsgemässen Distanzringes bei zwei Zahnradern, beide sit Auesenverzahnung.

Bei der Ausführungsfora nach Fig· 1 ist auf der Welle 1 ein Zahnrad 2 «it Aussenverzahnung angeordnet, die mit der Innenverzahnung eines Zahnrades 3 in Eingriff ist. Zu den Zahnrädern 2 und 3 gehören die Hollkreise 15 bzw. 16. Wie auch aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Verzahnung des Zahnrades 2 sowie des Zahnrades 3 durch eine ringsherumgehende Rille 4 bzw. 5 durchbrochen. Ia Betrieb rollt vom Zahnradgetriebe die Auseenseite 6 des Bistanzringes 7 über den Boden 8 der Rille 5 in Zahnrad 3 und die Innenseite 9 des Hinges 7 rollt über den Boden 10 der Rille im Zahnrad 2. Radial gerichtete Kräfte, welche die beiden Zahnräder aufeinander zu drucken wollen, werden voe Distanzring 7 übertragen, wodurch

eine Änderung im eingestellten Abstand zwischen den Zahnrädern 2 und 3 vermieden wird.

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Weil sich der Ring in einer Rille in den beiden Zahnrädern befindet, wird ausserdem vermieden, dass sich die Zahnräder in axialer Richtung gegenüber einander verschieben. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn der Ring bei Zahnrädern mit Schrägverzahnung verwendet wird, wobei die Kräfte auf die Zähne eine Komponente in axialer Richtung haben.

Der Boden 8 der Rille 5 und der Boden 10 der Rille 4 bilden die ungezahnten koaxialen Oberflächen wobei der Durchmesser der Bodenoberfläche 8 grosser ist als der des Fusskreises 11 des Zahnkranzes 12 des Zahnrades 3 und der Durchmesser der Bodenoberfläche 10 kleiner ist als der Durchmesser des Fusskreises 13 des Zahnkranzes 14 des Zahnrades Die axiale Schnittbewegung bei der Herstellung der Zahnräder auf einer Fräsmaschine bzw. einer Stossmaschine ist auf diese Weise weiterhin möglich, was nicht der Fall ist bei Zahnrädern mit materialierten Rollkreisen· Diese Zahnräder lassen sich nur in einem Giessverfahren oder durch Aufbau aus mehreren Einzelteilen herstellen.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Distanzringen 17 und 18, die an den beiden Seiten der Zahnräder 19 und 20 angeordnet sind. Das mit Auasenverzahnung versehene Zahnrad 20 ist mit zwei kreiszylindrischen Teilen 21 und 22 versehen und das mit Innenverzahnung versehene Zahnrad 19 hat zwei ungezahnte ringförmige Teile 23 und 24. Die Distanzringe 17 und 18 arbeiten mit den ungezahnten Teilen 21, 23 bzw. 22, 24 rollend zusammen.

In Fig. 4 sind die Zahnräder mit Aussen- bzw. Innenverzahnung auf Bchematische Weise durch ihre Rollkreise 25 und 26 dargestellt« Zwischen den Zahnrädern befindet sich ein Distanzring 27, wobei zur Bezeichnung einiger kennzeichnenden Grossen die nachfolgenden Symbole verwendet sind!

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r '« der Radius des Rollkreises 25«

r„ » der Radius des Rollkreises 26.

r, m der Radius des Kreises 28 am Distanzring 27, der die beiden Rollkreise 25 und 26 berührt.

e.. » die Dicke des Ringes in radialer Richtung gemessen zwischen dem Kreis mit dem Radius r3 und der Innenseite des Ringes.

βρ « die Dicke des Ringes in radialer Richtung gemessen zwischen dem Kreis mit dem Radius r3 und der Aussenseite des Ringes.

V₁ » die Umfangsgeschwindigkeit des ungezahnten Teils des Zahnrades mit dem Rollkreis 25, über den der Distanzring 27 rollt.

Vp ■ die Umfangsgeschwindigkeit des ungezahnten Teils des Zahnrades mit dem Rollkreis 26, über den der Distanzring 27 rollt.

v, ■ die Umfangsgeschwindigkeit der Zahnräder an der Stelle des Rollkreises.

Wie nachstehend erläutert wird, lässt sich auf einfache Weise

ein Zusammenhang zwischen den Grossen r., r„, r,, O₁ und e„ herleiten. Aus Fig. 4 lässt sich herleiten«

T₁ t v, - Cr₁ - e^) ι V₁ und r_g ι v, ■ (r_g + e₂) ι Vg.

Daraus folgtt

V₁ » V₂ - / Cr₁ - O₁) « T₁ : -I (r₂ + e₂) ι r₂ j (i)

Aus der Figur geht ebenfalls hervort

mit dem Ergebnis:

V₁ t v₂ - (r₃ - e.,) ι (r_? + e₂) (2).

Aue (1) und (2) folgtι

(*₅ - β,) » (r₃ + e₂) - ^Cr₁ - O₁) t T₁ j :

mit dem Ergebnis für r,t

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r₃-J Ce₁T₁ (r₂ + e₂) + r₂e₂ (r., - e.,) j t (^e₂ + ^e₁).

Beim Zahnradgetriebe nach Fig. 5 sind zwei Zahnräder 29 und 30 mit je einer Aussenverzahnung miteinander in Eingriff. Zum Zahnrad 29 gehört der Rollkreis 31 mit dem Radius r. und des koaxialen ungezahnten Teil 32 mit dem Radius τ^*. Zum Zahnrad 30 gehört der Sollkreis 33 mit dem Radius r_ und dem koaxialen ungezahnten Teil 34 mit dem Radius r„'. Der Distanzring 35 arbeitet wieder mit den ungezahnten Oberflächen 32 und 34 der beiden Zahnräder rollend zusammen. Von dem Ring ist deutlichkeitshalber nur der Kreis 36, der die beiden Rollkreise 31 und 33 berührt, völlig dargestellt. Die Dicke des Ringes 35 beträgt e. + e„ entsprechend dem Ring 27 aus Fig. 4.

Unter Berücksichtigung dass r.. · « r., - e.. und τ* ■ ^r? ~ ^e? ist lässt sich auf entsprechende Weise wie bei der Situation nach Fig. 4 ein Zusammenhang zwischen den GrSssen r., r„, r,_f e. und e„ herleiten, und zwar mit der Folget

ι 1 »2 2 2 2 1 11 12 2 1 Erfindungsgemässe Distanzringe lassen sich auch zum Unterstützen der Zahnräder gegenüber einander in aus mehreren Zahnrädern zusammengesetzten Gebilden wie Planetengetrieben u.dgl. verwenden. Auch Distanzringe mit einem anderen als einem rechtwinkligen Querschnitt sind verwendbar.

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Claims (1)

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   P A TEHTAMSPRUCHE Γ

   1. Zahnradgetriebe, wobei zwei um im wesentlichen parallele Wellen drehbare Zahnräder miteinander in Eingriff sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Zahnrader mit einem koaxialen Teil mit einer ungezahnten Oberfläche versehen ist und ein Distanzring angeordnet ist, der eine ungezahnte Oberflache eines der Zahnräder umfasst und, für eine rollende Zusammenarbeit die beiden einander gegenüberliegenden ungezahnten Oberflächen der beiden Zahnräder berührt.

   2. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dasti die ungezahnte Oberfläche jedes Zahnrades durch den Boden einer ringsherumlaufenden ia radialen Querschnitt rechtwinkligen Rille gebildet wird« welche die Terzahnung des Zahnrades durchschneidet.

   5. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen dem Durchmesser des Kopfkreises und dem Durchmesser des ungezähnten koaxialen Teils jedes Zahnrades mindestens die doppelte ZahnhShe des betreffenden Zahnrades beträgt»

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