DE3321708A1

DE3321708A1 - Getriebe mit einer vorrichtung fuer einen beschaedigungsfreien eingriff eines zahnrades

Info

Publication number: DE3321708A1
Application number: DE3321708A
Authority: DE
Inventors: Antonín Záb&rcaron;eh na Morav&ecaron; Schiebl; Jaroslav Sitta
Original assignee: VYZK USTAV SILNOPROUDE ELEKT
Current assignee: VYZK USTAV SILNOPROUDE ELEKT
Priority date: 1983-06-16
Filing date: 1983-06-16
Publication date: 1984-12-20
Also published as: SE444605B; GB8316815D0; GB2142113B; GB2142113A; SE8303527D0; US4570504A; DE3321708C2; SE8303527L; CA1200404A

Description

DiPL.-PHYS. DR. WALTHER JUNIUS 3 Hannover

WOLFSTRASSE 24 · TELEFON (05 11) 8 3 45 JO

15. Juni 1983

Dr. J/J

Meine Akte: 2739

Zltvody silnoproude elektrotechniky koncem Praha MEZ Mohelnice, koncernovy podnik
Mohelnice, Nadrazni 25 (Tschechoslowakei)

Getriebe mit einer Vorrichtung für einen beschädigungsfreien Eingriff eines Zahnrades

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einer Vorrichtung für einen beschädigungsfreien Eingriff eines auf einer Welle gelagerten Zahnrades in eine Verzahnung.

Bei Getrieben, bei denen ein Zahnrad nicht in dauerndem Eingriff mit einer Verzahnung steht, sind besondere Mittel vorzusehen, damit keine Beschädigungen auftreten, wenn das Zahnrad in Singriff mit der Verzahnung kommt.

So gibt es für Getriebe, die den elektrischen Anlasser mit einer mit der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors fest verbundenen Verzahnung verschiedene Möglichkeiten, um den Singriff des Ritzels in die Verzahnung oeschädigungs frei vonotatten geh#a zu lassen. Diese ."vittel lassen sich aber nicht dort anwenden, wo ein Ritzel zeitweise in eine

COPY

3321703

Zahnstange eingreift.

Problematischer ist der Eingriff dort, wo man sich drehende Zahnräder mit bereits in Bewegung befindlichen Zahnstangen in Eingriff bringen will, wie das beispielsweise bei auf Schinen laufenden Wagen von Fördereinrichtungen der Fall ist,

-Ea ist die Aufgabe der Erfindung, mit sehr einfachen Mitteln eine Möglichkeit zu schaffen, um den Eingriff eines Zahnrades in eine Verzahnung beschädigungsfrei und weitgehend verschleißfrei vonstatten gehen zu lassen.

Die Erfindung besteht darin, daß das Zahnrad eine zentrale Ausnehmung aufweist, deren Durchmesser mindestens gleich dem Durchmesser der Welle am Ort des Zahnrades zuzüglich der doppelten Höhe der Zähne ist, und daß das Zahnrad zwischen zwei Backen einer Klemmvorrichtung gehalten ist.

Durch diese Anordnung des Zahnrades wird eine radiale Bewegung des Zahnrades bei einem unglücklichen Auftreffen eines Zahnes des Zahnrades auf den ersten Zahn der Gegenverzahnung möglich. Durch diese radiale Verschiebung des Zahnrades werden Beschädigungen vermieden, gleichzeitig aber auch Voraussetzungen für einen sanften Eingriff der Verzahnung des Zahnrades in die Gegenversahnung geschaffen. Nach einer halben Umdrehung hat sich das Zahnrad, das durch seine Verschiebung exzentrisch zur Antriebswelle geworden ist, wieder in seine zentrische Lage hineingedreht, was durch das Zusammenwirken der Versahnung des Zahnrades mit der Gegenverzahnung zustande kommt. Die hierbei aufzuwendenden Mittel sind einfach, die Konstruktion ist ebenfalls einfach und ohne Schwierigkeiten durchzuführen.

— 3 —

r COPY

Baulich ist es vorteilhaft, wenn die Klemmvorrichtung aus zwei Kupplungsflanschen gebildet ist, von denen der eine fest auf der Welle angeordnet ist, während der andere drehfest, aber axial verschiebbar auf der Welle angeordnet ist und durch die Kraft mindestens einer Feder gegen das Zahnrad gedruckt ist, das sich in Achsrichtung gegen den anderen Kupplungsflansch abstützt.

Hierdurch wird eine einwandfreie Lagerung des Zahnrades erreicht. Durch die Kraft der Feder wird das maximal übertragbare Drehmoment bestimmt.

Vorteilhaft ist es, wenn jeder Kupplungsflansch einen Reibbelag trägt. Hierdurch wird eine gute Mitnahme des Zahnrades mit den Kupplungsscheiben erreicht.

Baulich läßt sich die notwendige Klemmkraft mittels der Federn dadurch erreichen, daß mehrere Federn vorgesehen sind, die sich mit ihren Enden in Ausnehmungen einer der Abstützung dienenden Scheibe und des Kupplungsflansches erstrecken, daß Zentrierzapfen vorgesehen sind, die sich in den Kupplungsflansch und in die Scheibe erstrecken, und daß Mittel vorgesehen sind, die die Scheibe axial und verschiebbar auf der Achse halten.

Besonders einfach wird die Konstruktion dadurch, daß die Mittel zum Halten der Scheibe aus einer weiteren Scheibe einerseits und den Federn andererseits bestehen.

Der Verschleiß am ersten Zahn der Gegenverzahnung wird in einfacher V/eise dadurch herabgesetzt, daß die Verzahnung, in die das Zahnrad eingreift, eine Zahnstange ist, deren erster Zahn durch eine von einem Zapfen getragene Buchse gebildet lot. Gleichzeitig ist aber auch hierdurch erreicht, daß der Verschleiß an den Zähnen des Zahn-

⁴ " COPY

rad.es niedriger wird.

Das V/es en der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Getriebe für einen nicht dauerhaften Eingriff eines Zahnrades in ein Sahnstangengetriebe im Schnitt.

Auf der Antriebswelle 1 ist mit einer Feder 2 beidseits des Zahnrades 7 de eine Backe 3, 5 einer Klemmvorrichtung _f in Porin des Kupplungsflansches 3 und des Kupp^lungsflansches 5 angebracht. Der Kupplungsflansch 3 sitzt fest auf der Welle 1, der Kupplungsflansch 5 sitzt drehfest, aber axial verschiebbar auf der Welle 1. Jeder Kupplungsflansch 3, ist mit einer Zentrier scheibe 4 und dem Reibungsbelag β versehen. Die Reibungsbeläge 6 liegen lait ihrer einen Stirnseite an einem Kuppiungsflansch 3_} 5, mit ihrer anderen Stirnseite an einer Stirnseite des Zahnrades 7 an. Die Reibungsbeläge 6 werden zweckmäßigerweise ringförmig gestaltet. Das Zahnrad mit den Sahnen 17 weist ein zentrales Loch 18 mit einem Durchmesser auf, dessen Größe mindestens dem Zweifachen der Höhe des Zahnes 17 plus dem Durchmesser der Welle 1 am Ort des Zahnrades 7 beträgt. Der Innendurchmesser der ringförmigen Reibungsbeläge 6 wird zweckraäßigerweise größer als der Durchmesser des zentralen Loches 18 im Zahnrad 7 gewählt. Der Außendurchmes· ser der ringförmigen Reibungsbeläge β wird zweckmäßigerweise kleiner als der innere Durchmesser des Zahnkranzes des Zahnrades 7 gewählt.

Das Zahnrad 7 greift in die Verzahnung der Zahnstange ein. Am bzw. vor dem Beginn der Zahnstange Io ist als erster Zahn eine Buchse 8 auf dem Zapfen 9 in dem Zahnst angenkörper Io angeordnet.

COPY

Diese Buchse 8 ist ein drehbares Bauteil, das durch seine Drehung beim unglücklichen Auftreffen des Zahnradzahnes auf die Buchse starken Verschleiß der Zähne vermindert, es ist aber auch ein leicht auswechselbares Bauteil.

Der axial verschiebbare Kupplungsflansch 5 ist durch die Kraft von Federn 11 mit seinem Reibbelag β an das Zahnrad 7 angepreßt. Die Federn 11 sind in einem bestimmten Abstand und einer Lage auf einem Kreis von Sacklöchern in der Scheibe 12 angeordnet. Zwischen den Federn 11 sind Zentrierzapfen 15 angeordnet. Diese greifen durch Locher in dem Kupplungsflansch 5 hindurch. Die Federn 11 sind mit ihrem anderen Ende in Sacklöcher des Kupplungsflansches 5 eingesetzt. Die Federn 11 sind zweckmäßigerweise Schraubenfedern. Die Lage der Federn 11 .zwischen dem Kupplungsflansct 5 und der Scheibe 12 ist durch in Löcher der Scheibe 12 eingesetzte Zentrierzapfen 15 gesichert, die an ihrem einen Ende in ringförmigen Ausnehmungen Federringe 16 tragen, während sie an ihrem anderen Ende einen Kopf tragen, der in einer Ausnehmung des Kupplungsflansches befindlich ist.

Das Drehmoment der Antriebswelle 1 wird durch Federn 2 auf die Kupplungsflansche 3, 5 und damit auch auf die Zentrierscheiben 4 und über die Reibungsbeläge 6 auf das Zahnrad 7 übertragen. Die so dem Antriebszahnrad 7 erteilte Umfangskraft wird über die Buchse 8 und den Zapfen 9 auf den Zahnstangenkörper Io übertragen, der eine dauernde oder eine nicht andauernde geradlinige Bewegung durchführt. Die Größe des auf die Antriebswelle 1 ausübbarea Drehmomentes ist durch die Größe der auf dem Kupplungsflansch 5 drückenden Anpreßkraft der Federn 11 bestimmt, die sich auf die Scheibe 12 abstütsen, die mittels der unterlegscheibe 13 von: den Muttern 14 auf der Welle 1 gehalten wird.

COPY

Bei einem Auftreffen der Buchse 8 auf einen Zahn 17 des Zahnrades 7 bei Beginn eines nicht dauerhaften Eingriffes des Zahnrades 7 in die.Verzahnung des Zahnstangenkörpers Io, wenn bei ohne die erfindungsgemäße Ausgestaltung versehenen Getrieben eine Beschädigung entstehen kann, kann das Zahnrad 7 in radialer Richtung infolge des Baumes 18 zwischen den Reibungsbelägen 6 in Richtung auf die Antriebswelle 1 entweichen. Die Achse des so zwischen den Kupplungsflanschen verstellten Zahnrades 7 führt bei der weiteren Drehung samt seinen Zähnen 17 eine exzentrische Drehbewegung aus, doeh tritt dieses Zahnrad 7 bei der nachfolgenden weiteren Drehbewegung mit der Buchse 8 und dem Zapfen 9 des Zahnstangenkörpers Io so in einen Eingriff ein, daß im Verläufe der weiteren Bewegung durch eine erneut einsetzende radiale Bewegung des Zahnrades 7 zwischen den Kupplungsflanschen 3, 5 die Exzentrizität wieder gleich Bull wird.

Der beschriebene Mechanismus für einen nicht dauerhaften Eingriff der Zahnräder mit einer beliebigen Verzahnung ist bei allen Antrieben anwendbar, bei welchen ein Zahn des Zahnrades auf einen Zahn einer Gegenverzahnung so auftreiben kann, daß starke radiale Kräfte entstehen, so.z.B. beim Antrieb von Wagen oder anderen Mechanismen mit einem Zahnradantrieb, der sporadisch mit Zahnstangen in Singriff kommt, oder bei dem die Möglichkeit der Zahnverbindung in einer radialen Richtung besteht und bei dem diese Verbindung oft wiederholt wird. So ist z.B. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein solches PÖrderungssystem realisierbar, in dem ein mit einer Zahnstange versehener auf Schienen laufender Wagen durch Zahnräder als Antriebselemente angetrieben wird, die entlang der Strecke gelagert sind. So kann man bei einer Gravitationsstrecke einen Antrieb in der Steigungsstrecke mit erfindungsgemäß ausgebildeten Zahnrädern versehen oder umgekehrt eine Bremsung in der Gravitationsstrecke realisieren bzw. die Bewegung durch Reversierung ändern«

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1	Antri ebswelle
2	leder
3	Kupplungsflaneeh
4	Zentrierecheibe
5	Kupplungsflansch
6	ReibungslDelag
7	Zahnrad
8	Buchse
9	Zapfen
Io	Zahnstangenkörper
11	Peder
12	Scheibe
13	Unterlegscheibe
14	Mutter
15	Zapfen
16	Federring
17	Zahn
18	Zentrales Loch in dem Zahnrad

AO

Leerseite -

Claims

Patentansprüche :

(l.)Getriebe mit einer Vorrichtung für einen beschädigungsfreien Eingriff eines auf einer Welle gelagerten Zahnrades in eine Terzahnung,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Zahnrad (7) eine zentrale Ausnehmung (18) aufweist, deren Durchmesser mindestens gleich dem Durchmesser der Welle (l) am Ort des Zahnrades (7) zuzüglich der doppelten Höhe der Zähne (17) ist,

und daß das Zahnrad (7) zwischen zwei Backen (3,6; 5,6) einer Klemmvorrichtung gehalten ist.
2. Getriebe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß dieKlemmvorrichtung aus zwei Kupplungsflanschen (3,5) gebildet ist, von denen der eine (3) fest auf der Welle (l) angeordnet ist, während der andere (5) drehfest, aber a±ial verschiebbar auf der Welle (l) angeordnet ist und durch die Kraft mindestens einer Feder (ll) gegen das Zahnrad (7) gedrückt ist, das sich in Achsrichtung gegen den anderen Kupplungsflansch (3) abstützt.
3. Getriebe nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Kupplungsflansch (3,5) einen Reibbelag (6) trägt.
4. Getriebe nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß mehrere Jedem (H) vorgesehen sind, die sich mit ihren Snden in Ausnehmungen einer der Abstützung dienenden Scheibe (12) und des Kupplungsflansches (5) erstrecken, daß Zentrierzapfen (15) vorgesehen sind, die aich in den Kupplungsfiansch (5) und in die .'Scheibe (15) erstrecken,

COPY

und daß Mittel vorgesehen sind, die die Scheibe (12) axial unverschiebbar auf der Achse (l) halten.
5. Getriebe nach Anspruch 4-,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Mittel zum Halten der Scheibe (12) aus einer weiteren Geheibe (13) einerseits und den Federn (ll) andererseits bestehen.
6. .Getriebe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Verzahnung, in die das Zahnrad (7) eingreift, eine Zahnstange ist, deren erster Zahn durch eine von einem Zapfen (9) getragene Buchse (8) gebildet ist.