DE3321708C2

DE3321708C2 -

Info

Publication number: DE3321708C2
Application number: DE19833321708
Authority: DE
Priority date: 1983-06-16
Filing date: 1983-06-16
Publication date: 1989-11-09
Also published as: DE3321708A1; SE444605B; GB8316815D0; GB2142113A; SE8303527L; CA1200404A; GB2142113B; US4570504A; SE8303527D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einer Vorrichtung für ein Einrücken einer ersten Verzahnung eines auf einer Welle gelagerten Zahnrades in eine zweite Verzahnung.

Dieses gattungsbildende Getriebe ist in der DE-OS 26 22 438 beschrieben.

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 Eingriff 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 Eingriff des Ritzels in die Verzahnung beschädi gungsfrei vonstatten gehen zu lassen. Diese Mittel lassen sich aber kaum dort anwenden, wo ein Ritzel zeitweise in eine Zahnstange eingreift.

Problematischer erscheint der Eingriff dort, wo man sich drehen de Zahnräder mit bereits in Bewegung befindlichen Zahn stangen in Eingriff bringen will, wie das beispielsweise bei auf Schienen laufenden Wagen von Fördereinrichtungen der Fall ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, mit einfachen Mitteln eine Möglichkeit zu schaffen, um ein Einrücken einer ersten Verzahnung eines Zahnrades in eine zweite Verzahnung beschädigungsarm und weitgehend verschleißfrei vonstatten gehen zu lassen.

Die Erfindung besteht bei einem Gegenstand mit den Merkmalen des Oberbegriffs darin, daß das Zahnrad eine zen trale 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 ge halten 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 Gegen verzahnung möglich. Durch diese radiale Verschiebung des Zahnrades werden Beschädigungen vermieden, gleichzeitig aber auch Voraussetzungen für einen sanften Eingriff der Verzahnung des Zahnrades in die Gegenverzahnung geschaffen. Nach einer halben Umdrehung hat sich das Zahnrad, das durch seine Verschiebung exzentrisch zur Antriebswelle geworden sein kann, wieder in seine zentrische Lage hineingedreht, was durch das Zusammenwirken der Verzahnung des Zahnrades mit der Gegenverzahnung zustande kommt. Die hierbei aufzuwen denden Mittel sind einfach, die Konstruktion ist ebenfalls einfach und ohne Schwierigkeiten durchzuführen.

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 angeord net ist und durch die Kraft mindestens einer Feder gegen das Zahnrad gedrückt 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. Derartige Kupplungen mit einem Reibbelag sind in der Technik über all wohl bekannt, sie sind beispielsweise in G. Niemann, Maschinenelemente, Band II, Seite 267, in verschiedenen Ausführungsformen gezeigt.

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 dadurch herabgesetzt, daß die Verzahnung, in die das Zahnrad eingreift, eine Zahnstange ist, deren erster Zahn durch eine von einem Zapfen getra gene Buchse gebildet ist. Gleichzeitig ist aber auch hier durch erreicht, daß der Verschleiß an den Zähnen des Zahn rades niedriger wird.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbei spieles näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt ein Getriebe für einen nicht dauerhaften Eingriff eines Zahnrades in ein Zahnstangengetriebe im Schnitt.

Auf der Antriebswelle 1 ist mit einer Feder 2 beidseits des Zahnrades 7 je eine Backe 3, 5 einer Klemmvorrichtung in Form des Kupplungsflansches 3 und des Kupplungsflansches 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, 5 ist mit einer Zentrierscheibe 4 und dem Reibbelag 6 versehen. Die Reibbeläge 6 liegen mit ihrer einen Stirnseite an einem Kupplungsflansch 3, 5, mit ihrer anderen Stirnseite an einer Stirnseite des Zahnrades 7 an. Die Reibbeläge 6 werden zweckmäßigerweise ringförmig ge staltet. Das Zahnrad mit den Zähnen 17 weist ein zentrales Loch 18 mit einem Durchmesser auf, dessen Größe minde stens dem Zweifachen der Höhe des Zahnes 17 plus dem Durchmesser der Welle 1 am Ort des Zahnrades 7 beträgt. Der Innendurchmesser der ringförmigen Reibbeläge 6 wird zweckmäßigerweise größer als der Durchmesser des zentralen Loches 18 im Zahnrad 7 gewählt. Der Außendurchmes ser der ringförmigen Reibbeläge 6 wird zweckmäßiger weise kleiner als der innere Durchmesser des Zahnkranzes des Zahnrades 7 gewählt.

Das Zahnrad 7 greift in die Verzahnung der Zahnstange 10 ein. Am bzw. vor dem Beginn der Zahnstange 10 ist als erster Zahn eine Buchse 8 auf dem Zapfen 9 in dem Zahn stangenkörper 10 angeordnet.

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 6 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 Zentrier zapfen 15 angeordnet. Diese greifen durch Löcher in dem Kupplungsflansch 5 hindurch. Die Federn 11 sind mit ihrem anderen Ende in Sacklöcher des Kupplungsflansches 5 eingesetzt. Die Federn 11 sind zweckmäßigerweise Schrauben federn. Die Lage der Federn 11 zwischen dem Kupplungsflansch 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 Reibbeläge 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 10 übertragen, der eine dauernde oder eine nicht andauernde geradlinige Bewegung durchführt. Die Größe des auf die Antriebswelle 1 ausübbarem Drehmomentes ist durch die Größe der auf dem Kupplungsflansch 5 drücken den Anpreßkraft der Federn 11 bestimmt, die sich auf die Scheibe 12 abstützen, die mittels der Unterlegscheibe 13 von den Muttern 14 auf der Welle 1 gehalten wird.

Bei einem Auftreffen der Buchse 8 auf einen Zahn 17 des Zahnrades 7 kann das Zahn rad 7 in radialer Richtung infolge des Raumes 18 zwischen den Reibbelägen 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, doch tritt dieses Zahnrad 7 bei der nachfolgenden weiteren Dreh bewegung mit der Buchse 8 und dem Zapfen 9 des Zahnstangen körpers 10 so in einen Eingriff ein, daß im Verlaufe der weiteren Bewegung durch eine erneut einsetzende radiale Be wegung des Zahnrades 7 zwischen den Kupplungsflanschen 3, 5 die Exzentrizität wieder gleich Null 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 auftreffen kann, daß starke radiale Kräfte entstehen, so z. B. beim An trieb von Wagen oder anderen Mechanismen mit einem Zahn radantrieb, der sporadisch mit Zahnstangen in Eingriff 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 Förderungssystem realisierbar, in dem ein mit einer Zahnstange versehener auf Schienen laufender Wagen durch Zahnräder als Antriebselemente ange trieben wird, die entlang der Strecke gelagert sind. So kann man bei einer Gravitationsstrecke einen Antrieb in der Steigungsstrecke mit erfindungsgemäß ausgebildeten Zahn rädern versehen oder umgekehrt eine Bremsung in der Gravi tationsstrecke realisieren bzw. die Bewegung durch Rever sierung ändern.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1 Antriebswelle
2 Feder
3 Kupplungsflansch
4 Zentrierscheibe
5 Kupplungsflansch
6 Reibbelag
7 Zahnrad
8 Buchse
9 Zapfen
10 Zahnstangenkörper
11 Feder
12 Scheibe
13 Unterlegscheibe
14 Mutter
15 Zapfen
16 Federring
17 Zahn
18 Zentrales Loch in dem Zahnrad

Claims

1. Getriebe mit einer Vorrichtung für ein Einrücken einer ersten Verzahnung eines auf einer Welle (1) gelagerten Zahnrades (7) in eine zweite Verzahnung (10), dadurch gekennzeichnet,
daß das Zahnrad (7) eine zentrale Ausnehmung (18) aufweist, deren Durchmesser mindestens gleich dem Durchmesser der Welle (1) am Ort des Zahnrades (7) zuzüglich der doppel ten 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 die Klemmvorrichtung aus zwei Kupplungsflanschen (3, 5) gebildet ist, von denen der eine (3) fest auf der Welle (1) angeordnet ist, während der andere (5) drehfest, aber axial verschiebbar auf der Welle (1) angeordnet ist und durch die Kraft mindestens einer Feder (11) 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 Federn (11) vorgesehen sind, die sich mit ihren Enden in Ausnehmungen einer der Abstützung die nenden Scheibe (12) und des Kupplungsflansches (5) er strecken,
daß Zentrierzapfen (15) vorgesehen sind, die sich in den Kupplungsflansch (5) und in die Scheibe (15) erstrecken, und
daß Mittel vorgesehen sind, die die Scheibe (12) axial unverschiebbar auf der Achse (1) halten.

5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Halten der Scheibe (12) aus einer weiteren Scheibe (13) einerseits und den Federn (11) 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.