DE3907153A1 - Schalldaempfungsmittel fuer zahnraeder - Google Patents
Schalldaempfungsmittel fuer zahnraederInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/17—Toothed wheels
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- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/0006—Vibration-damping or noise reducing means specially adapted for gearings
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Description
Die Erfindung betrifft Schalldämpfungsmittel für Zahnräder
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, welcher ausgeht von vor
den Stirnseiten der Zahnräder angebrachten, ringförmigen
Abdeckscheiben, wie sie beispielsweise durch die US-C 16 45 510
und die US-C 33 07 419 bekannt wurden. Die dort offenbarten
Zahnräder waren mit den Schalldämpfungsabdeckscheiben nur im
Bereich des Radsteges versehen, und daher waren deren
Außendurchmesser noch kleiner als die Zahnfußkränze. Hierdurch
war eine direkte Eindämmung des aus dem Eingriff der Zähne
stammenden Luftschalles nicht möglich. Auch die vom Zahnkranz
selbst emittierten Schallschwingungen konnten nicht unmittelbar
gedämpft werden, sondern lediglich Resonanzerscheinungen im
Steg. Ein weiterer Nachteil der bekannten großflächigen
Verkleidungen der Stege war neben ihrem materiellen
Zusatzgewicht die Beeinträchtigung der Kühlung der
Zahnradkörper.
Die Aufgabe der Erfindung wird hiervon ausgehend darin
gesehen, Schalldämpfungsmittel für Zahnräder vorzuschlagen,
welche die im Bereich der Zahnkränze vorhandenen
Geräuschquellen direkt abdecken und dämpfen und es dennoch
erlauben, an den Stegflächen der Räder einen Wärmestau zu
vermeiden.
Die Lösung wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 im
wesentlichen dadurch erreicht, daß hauptsächlich die
Stirnseiten der Zahnkränze, und zwar mindestens über die ganze
Zahnhöhe nach außen reichend axial abgedeckt werden, so daß
primär die Reib- und Stoßgeräusche sowie das Pfeifen und
Knacken der Berührungs- und Ablösevorgänge der einzelnen
Zahneingriffe nächstmöglich zu den Geräuschentstehungsorten
abgefangen werden. Durch axiale Anpressung bzw. Versteifung des
Zahnkranzes mittels der Ringscheiben wird auch der Körperschall
der dort entstehenden Schwingungen gebremst bzw. verhindert und
das Entstehen von Resonanzen verhütet. Dabei kann schon eine
Anpressung von radialen Teilflächen genügen und können Steg und
Nabe des gesamten Zahnrades z. B. zwecks besserer Kühlung
unabgedeckt bleiben. Auch die äußere Abschirmung des Zahnkranzes
selbst sowie die an ihm angreifenden und seine Eigenschwingungen
störenden Befestigungselemente für die erfindungsgemäß
vorgesehenen Ringscheiben tragen zur Geräuschdämpfung bei. Ein
weiterer, auch in bezug auf Geräusche indirekt wirksamer Vorteil
ergibt sich dadurch, daß die Ringscheibe einen allzu raschen
seitlichen Ablauf des Schmieröles bremst.
Obwohl es möglich ist, je ein Zahnrad eines Paares beidseits
mit Reibscheiben zu versehen, kann auch die Anbringung auf je
einer Stirnseite vorteilhaft sein, wenn die Ringscheiben in der
Zahnradbreite achsversetzt gegeneinander auf verschiedenen
Seiten einander in der Abdeckwirkung ergänzen.
Dank der erfindungsgemäß auf den Zahnkranz beschränkten
Abdeckung können die Flächen der Zahnradstege für ungehinderten
Wärmeaustausch frei bleiben. Der gewichts- und volumenmäßige
Mehraufwand bleibt dann infolge der geringen Zahnkranzhöhe
unbedeutend. Wenn die Scheiben mit Vorspannung nur punktuell
anliegen, wird auch auf den Stirnflächen der Zahnkränze gute
Kühlung und außerdem eine intensive Schalldämmung erreicht
werden.
Wo gewünscht, kann bei entsprechend größerer Wanddicke der
Ringscheiben auch ein zusätzlicher Schwungradeffekt mit
entsprechend schwerem Abdeckmaterial neben der
Schalldämpfungsmaßnahme erzielt werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den besondere
Ausgestaltungsmöglichkeiten definierenden Unteransprüchen:
- - Indem beispielsweise mittels Beilagscheiben ein axialer Abstand zwischen der Innenseite der Ringscheibe und der Außenfläche der gegenüberliegenden Stirnseite vorgesehen wird, bleibt trotz Schalldämpfung noch eine gute Entlüftung der jeweils in Eingriff befindlichen Zähne bzw. der dort zu entlüftenden Zahnlücken. Auch können damit Schleifberührungen der Ringscheiben an den Gegenrädern auch bei wärmebedingten Änderungen der Axialabstände mit Sicherheit vermieden werden.
- - Mittels vor der Härtung in die Zahnkränze axial eingearbeiteter Sacklöcher ist eine einfache Befestigung durch Nieten, ähnlich wie bei Kupplungs- und Bremsscheiben, oder mittels Schrauben möglich.
- - Durch der Ringscheibe angeformte Nasen oder Kragen, die in axiale Vertiefungen bzw. in eine Ringnut oder hinter einer Rücksprungkante der Zahnkränze eingreifen, können in einfacher Weise ohne weitere Einzelteile Fliehkräfte auf die Reibscheiben besonders gut aufgefangen werden. Dies kann auch eine Befestigung mittels Klebern etc. begünstigen.
- - An Werkstoffen für die Ringscheiben kommen auch nichtmetallische Materialien mit guter Formbeständigkeit und Zähigkeit bei Erwärmung und hoher Alterungsresistenz gegen Schmiermittel in Frage. Eine besondere Strukturierung der den Schallwellen zugewandten Innenseiten der Ringscheiben bzw. auch deren die Schallbrechung fördernde Beschichtung kann das Ergebnis verbessern, ohne Befestigungssicherheit zu verlieren. Auch werden die äußeren Kanten der Ringscheiben zur Verminderung von Luftströmungsgeräuschen an den Spalten vorzugsweise abgerundet bzw. gebrochen.
Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombinationen der
Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere
sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen
Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.
Die Erfindung ist nachstehend anhand schematischer
Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch den abgedeckten
Zahneingriff mit Ringscheiben beiderseits der
Zahnräder, wobei die Ringscheiben jeweils einen
axialen Abstand gegenüber den Stirnseiten des
Gegenzahnrades aufweisen.
Fig. 2 zeigt eine sinngemäß gleiche Anordnung, bei
welcher an jedem der beiden Zahnkränze je eine
Ringscheibe auf der jeweils gegenüberliegenden
Seite so angebracht ist, daß gleichfalls eine
beiderseitige Überdeckung des
Zahneingriffsbereiches stattfindet. Der axiale
Abstand wird hier durch einen geringen
Axialversatz der beiden Räder zueinander
erreicht.
Fig. 3 zeigt die sinngemäß gleiche Anordnung, jedoch
mit angeklebten und durch einen Axialkragen
zusätzlich gehalterten Ringscheiben.
Fig. 4 zeigt eine Ansicht, etwa entsprechend der Fig. 2,
aus der ersichtlich wird, daß die Ringscheiben,
schon wenn sie den jeweiligen Kopfkreis nur
wenig mit ihrem Außendurchmesser überschreiten,
den gesamten Berührungsbereich der Zähne während
des Durchlaufens durch das jeweilige Gegenrad
axial überdecken.
In Fig. 1 hat ein Zahnrad 1 Eingriff in einem Gegenstand 2,
welches mit Ringscheiben 3.1 zur Schalldämpfung sowohl auf
seiner vorderen Stirnseite 4 als auch auf seiner rückwärtigen
Stirnseite 5 versehen ist. Die Höhe der am Zahnrad 1
befestigten Ringscheiben 3.1 in radialer Richtung wird dabei
so gewählt, daß der Scheibeninnendurchmesser 6 und die
Scheibenaußendurchmesser 7 eine Ringbreite ergeben, mit der
mindestens der Eingriffsbereich axial gut überdeckt wird. Im
Beispiel sind zwischen den Stirnseiten 4 und 5 und den
Ringscheiben 3.1 gegenüber dem Zahnrad 1 axiale Abstände 8 zur
besseren Entlüftung und zur Vermeidung seitlichen Anlaufens
vorgesehen. Zu diesem Zweck besitzt hier das Zahnrad 2 eine
größere Gesamtbreite als das Zahnrad 1. Die am Zahnrad 2
befestigten Ringscheiben 3.2 sind am Zahnrad 2 z. B. mittels
Nieten 9 befestigt, welche in entsprechende Sacklöcher im
Bereich des Zahnes und des Zahnkranzes eingestemmt sind. Es
ist auch die Verwendung von Schrauben oder Punktschweißung
möglich.
In Fig. 2 ist sowohl beim Zahnrad 1 als auch beim Zahnrad 2
jeweils eine Ringscheibe 3.1 bzw. 3.2 jeweils um die Zahnbreite
versetzt gegenüber der gegenüber angeordneten Ringscheibe
angeordnet. Dadurch finden sich jeweils nur auf einer der
Stirnseiten 4 bzw. 5 Befestigungsbohrungen bzw. Nieten 9.
Hier ist der axiale Abstand 8 durch einen Mittenversatz
der beiden Zahnräder 1 und 2 erreicht. Die Außendurchmesser der
Ringscheiben 3.1 und 3.2 wurden jeweils deutlich größer gewählt
als die Zahnkopfkreisdurchmesser 7.1 bzw. 7.2 des ihnen
zugeordneten Zahnkranzes. Die Scheibeninnendurchmesser 6 wurden
jeweils so gewählt, daß sie deutlich kleiner sind als die
Zahnfußkreisdurchmesser 6.1 bzw. 6.2 der ihnen zugeordneten
Zahnkränze.
Fig. 3 zeigt eine der Anordnung nach Fig. 2 im Prinzip
entsprechende Ausführung, jedoch sind die Ringscheiben 3.1 und
3.2 hier unmittelbar auf die jeweils zugeordnete Stirnseite 4
bzw. 5 des sie tragenden Zahnrades 1 bzw. 2 mittels einer
Klebeschicht 10 aufgepreßt. Für den Fall, daß aufgrund hoher
Drehgeschwindigkeiten die Klebeschicht 10 durch Fliehkräfte
gefährdet erscheint, besteht die Möglichkeit, die Ringscheiben
nabenseitig mit Nasen oder einem Kragen 11 zu versehen und
diesen gegebenenfalls mit leichter Vorspannung entweder in
punktuelle Vertiefungen oder eine radiale Ringnut 12 oder z. B.
in einen Rücksprung 13 am Übergang des Zahnkranzes zum Steg
radial einzurasten.
Fig. 4 verdeutlicht die Überdeckungswirkung der
Ringscheiben 3.1 und 3.2 und deren Zuordnung zum jeweiligen
Eingriffsbereich der Zahnräder 1 und 2. Die im oberen Bildteil
dargestellte Ringscheibe 3.2, welche den Eingriffsbereich der
Verzahnung in Blickrichtung mit ihrem Außendurchmesser 7 bis in
den Zahnfußkreisdurchmesserbereich 6.2 des Zahnrades 2
überdeckt, hat einen Scheibeninnendurchmesser 6, welcher die
Anordnung einer Befestigungsniete 9 im ungeschwächten Bereich
des Zahnkranzes weit unterhalb der Zahnfüße erlaubt. Je eine
weitere, eventuell kleinere Befestigungsniete 9 kann bei
genügend breiten Zähnen in die Mitte des einen oder anderen
Zahnes eingesetzt sein. Im Bild wird deutlich, daß die im
Angriffsbereich entstehenden Hohlräume 14.1 und 14.2, aus
welchen erfahrungsgemäß der überwiegende Teil der
Schallemission herrührt, hier voll axial überdeckt sind. Dies
wird erreicht, weil der Scheibeninnendurchmesser 6 kleiner als
der Zahnfußkreisdurchmesser 6.1 des zugehörigen Zahnrades 1 und
der Scheibenaußendurchmesser 7 deutlich größer als der
Zahnkopfkreisdurchmesser 7.1 des zugehörigen Zahnrades 1 ist.
Neben der Abdämmung des Luftschalles sinkt indessen bei dicht
gegen die Zahnkranzstirnseiten 4, 5 angepreßten Ringscheiben 3.1
und 3.2 aber auch die Körperschallstärke durch Abbremsung von
Schwingungen und Unterbindung der Resonanzen infolge der
versteifenden bzw. schwingungsstörenden Wirkung der
Ringscheiben 3.1 und 3.2 und ihrer Befestigungsmittel 9 bzw. 10.
Bezugszeichen
1 Zahnrad
2 Zahnrad
2.1 Steg von 2
3.1 Ringscheibe zur Schalldämpfung an 1
3.2 Ringscheibe zur Schalldämpfung an 2
4 Vordere Stirnseite
5 Rückwärtige Stirnseite
6 Scheibeninnendurchmesser von 3
6.1 Zahnfußkreisdurchmesser von 1
6.2 Zahnfußkreisdurchmesser von 2
7 Scheibenaußendurchmesser von 3
7.1 Zahnkopfkreisdurchmesser von 1
7.2 Zahnkopfkreisdurchmesser von 2
8 Axialer Abstand von 3 gegen 4 bzw. 5
9 Befestigungselemente (Niete) für 3
10 Klebeschicht zwischen 3 und 4 bzw. 5
11 Nase bzw. Kragen von 3 in 4 bzw. 5
12 Ringnut in 4 bzw. 5
13 Rücksprung an 4 bzw. 5
14 Verzahnungshohlräume im Eingriffsbereich
2 Zahnrad
2.1 Steg von 2
3.1 Ringscheibe zur Schalldämpfung an 1
3.2 Ringscheibe zur Schalldämpfung an 2
4 Vordere Stirnseite
5 Rückwärtige Stirnseite
6 Scheibeninnendurchmesser von 3
6.1 Zahnfußkreisdurchmesser von 1
6.2 Zahnfußkreisdurchmesser von 2
7 Scheibenaußendurchmesser von 3
7.1 Zahnkopfkreisdurchmesser von 1
7.2 Zahnkopfkreisdurchmesser von 2
8 Axialer Abstand von 3 gegen 4 bzw. 5
9 Befestigungselemente (Niete) für 3
10 Klebeschicht zwischen 3 und 4 bzw. 5
11 Nase bzw. Kragen von 3 in 4 bzw. 5
12 Ringnut in 4 bzw. 5
13 Rücksprung an 4 bzw. 5
14 Verzahnungshohlräume im Eingriffsbereich
Claims (6)
1. Schalldämpfungsmittel für Zahnräder (1, 2), welche im
wesentlichen aus an deren Stirnseiten befestigbaren Ringscheiben
bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine Ringscheibe (3.1 bzw. 3.2) mit einem bis zum
Zahnkopfkreisdurchmesser (7.1 bzw. 7.2) des sie tragenden
Zahnrades (1 bzw. 2) reichenden Außendurchmesser (7) auf
wenigstens derjenigen Stirnseite (4 bzw. 5) vorgesehen ist, auf
der ein zugeordnetes Gegenrad (1 bzw. 2) im Bereich seines
Zahnkranzes unabgedeckt ist.
2. Schalldämpfungsmittel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die die eine
Ringscheibe (3.1 bzw. 3.2) tragende Stirnseite (4 bzw. 5)
gegenüber der ihr zugeordneten Stirnseite (4 bzw. 5) des
Gegenzahnrades (1 bzw. 2) einen axialen Abstand (8) aufweist.
3. Schalldämpfungsmittel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Ringscheiben (3.1 bzw. 3.2) durch punktuell angeordnete
Befestigungsmittel (9) in Sacklöchern befestigt und angepreßt
sind, welche axial in die Zahnkränze bzw. Zähne der
Zahnräder (1 bzw. 2) vor deren Härtung eingearbeitet wurden.
4. Schalldämpfungsmittel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß den
Ringscheiben (3.1 und 3.2) in Richtung der von ihnen überdeckten
Stirnseiten (4 bzw. 5) der zugeordneten Zahnräder (1 bzw. 2)
axial übergreifende Nasen bzw. Kragen (11) angeformt sind,
welche in axiale Vertiefungen bzw. Ringnuten (12) bzw. hinter
einen axialen Rücksprung (13) am zugeordneten Zahnkranz axial
einrastbar sind.
5. Schalldämpfungsmittel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Ringscheiben (3.1 bzw. 3.2) auf den Stirnseiten (4 bzw. 5)
aufgeklebt bzw. aufgelötet sind.
6. Schalldämpfungsmittel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die dem
Eingriffsbereich der Zähne (1 bzw. 2) zugewandte Innenfläche
der Ringscheiben (3.1 bzw. 3.2) mit einer besonders
schallhemmenden bzw. schallbrechenden Oberflächenstruktur
beschichtet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893907153 DE3907153A1 (de) | 1988-03-09 | 1989-03-06 | Schalldaempfungsmittel fuer zahnraeder |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3807707 | 1988-03-09 | ||
DE19893907153 DE3907153A1 (de) | 1988-03-09 | 1989-03-06 | Schalldaempfungsmittel fuer zahnraeder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3907153A1 true DE3907153A1 (de) | 1989-09-21 |
Family
ID=25865705
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893907153 Ceased DE3907153A1 (de) | 1988-03-09 | 1989-03-06 | Schalldaempfungsmittel fuer zahnraeder |
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