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Zahnradgetriebe mit veränderlichem Achsabstand Zahnräder mit großem
Raddurchmesser unterliegen meist starken Formveränderungen. Bei solchen großen Zahnrädern
wird der Radkörper in der Regel aus mehreren Teilen zusammengesetzt, so daß schon
beim Zusammenbau Spannungen entstehen können. Ebenso können unregelmäßige Ausdehnungen
infolge ungleichmäßiger Erwärmung während des Betriebes zu beachtlichen Formveränderungen
führen. Das ist beispielsweise beim Außenantrieb rotierender Regenerativluftvorwärmer
der Fall. Solche Formveränderungen haben eine Exzentrizität des Zahnkreises und
damit auch des Wälzkreises zur Folge, wodurch sich die Eingriffsverhältnisse während
jeder Umdrehung ständig ändern. Dieses kann so weit führen, daß die Zähne manchmal
völlig außer Eingriff kommen, während sie an anderen Stellen des Zahnradumfanges
so tief ineinander eingreifen, daß sich das Getriebe festklemmt oder daß die Lagerung
zerstört wird. Bei dem Zahnradgetriebe gemäß vorliegender Erfindung treten diese
Mängel nicht auf. Die wesentlichen Merkmale dieses Zahnradgetriebes bestehen in
folgendem: Zunächst einmal ist eines der beiden Zahnräder beweglich gelagert und
steht unter der Einwirkung einer Kraft, die es dem anderen zu nähern sucht. Weiterhin
sind seitlich der beiden Zahnräder Abstandsräder vorgesehen, deren Form derjenigen
der Zahnräder entspricht. Diese Abstandsräder rollen bei Erreichen der zulässigen
Eingriffstiefe aufeinander ab und verhindern dadurch ein Überschreiten dieser zulässigen
Eingriffstiefe.
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Die Abstandsräder werden vorzugsweise als Wülste oder Flanschringe
ausgebildet und mit den Zahnkränzen der Zahnräder fest verbunden oder aber mit diesen
aus einem Stück hergestellt, was beides an sich für andere Zwecke schon bekannt
ist. Wesentlich ist hier aber die Verbindung der Zahnkränze mit den Abstandsrädern
in einer solchen
Weise, daß letztere den gleichen Formveränderungen
unterliegen wie die Zahnkränze selbst.
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Während also ohne diese Abstandsräder an manchen Stellen der beiden
Zahnräder infolge Ab-"veichungen von der genauen Kreisforrn die zulässige Tiefe
des Zahneingriffes überschritten werden könnte, ist dieses jetzt nicht mehr möglich.
Andererseits aber ist durch die ständige Einwirkung der erwähnten Kraft auf das
beweglich gelagerte Zahnrad gewährleistet, daß die beiden Zahnkränze nicht außer
Eingriff kommen können. Dieses letztere Merkmal der auf das bewegliche Zahnrad ständig
einwirkenden Kraft ist also ebenfalls wesentlich, denn Abstandsräder als solche
sind an sich schon bekannt. Man hat sie beispielsweise bei einrückbaren Zahnradgetrieben
benutzt, um den Hub der Einrückbewegung zu begrenzen. Auch für Planetengetriebe
oder ähnliche Rädergruppen, bei denen mehrere Zahnräder um ein gemeinsames mittleres
Zahnrad umlaufen, hat man solche Abstandsräder als Laufräder bereits vorgeschlagen,
weil hierbei eine feste Lagerung der äußeren Räder zu Schwierigkeiten führt. In
allen diesen Fällen ist jedoch eine Anpassung an Abweichungen der Zahnräder von
der Kreisform nicht möglich. Vielmehr muß sogar vorausgesetzt werden, daß die Zahnräder
eine ganz genaue Kreisform aufweisen. Insbesondere gilt das für den zuletzt genannten
Fall. Das Wesen der Erfindung besteht also in der Kombination der drei Merkmale,
daß eines der beiden Zahnräder beweglich gelagert ist, daß es unter der Einwirkung
der erwähnten Kraft steht und daß beide Zahnräder mit Abstandsrädern versehen sind.
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Der Durchmesser der Abstandsräder ist zweckmäßigerweise gleich dem
Durchmesser der Teilkreise, was an sich von den erwähnten Getrieben bereits bekannt
ist.
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Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens sind in der Zeichnung
einige Ausführungsbeispiele dargestellt, und zwar zeigt Abb. i in Schnitt und Seitenansicht
einen Teil eines mit solchen Abstandswülsten ausgestatteten Zahnkranzes; in Abb.
2 ist in Seitenansicht ein mit Außenantrieb arbeitender Regenerativluftvorwärmer
dargestellt; Abb. 3 schließlich zeigt, ebenfalls in Schnitt und Seitenansicht, ähnlich
wie Abb. i, eine Triebstockverzahnung.
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Die beiden Zahnräder i und 2 der Abb. i stehen finit ihren Zähnen
3 und 4 miteinander im Eingriff. In der linken Schnittzeichnung sind die Abstandswülste
5 und 6 zu erkennen, deren Umfang in der rechten Seitenansicht durch die entsprechenden
Kreislinien 5 und 6 angedeutet ist. Der Durchmesser dieser Abstandswülste ist hier
gleich dem Durchmesser der Teilkreise der zugehörigen Zahnräder gewählt.
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In der gezeichneten Stellung berühren sich die Abstandswülste 5 und
6 nicht. Weist jedoch eines der beiden Zahnräder an einer Stelle des Umfanges eine
Ausbauchung auf, so nähern sich hier die beiden Zahnkränze, bis die Wülste sich
berühren. Eine weitere Annäherung, die zur Zerstörung der Zähne führen könnte, ist
dann nicht mehr möglich.
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Aus Abb.2 ist die bewegliche Lagerung eines kleinen Zahnrades 7 erkennbar,
das die Außenverzahnung 8 eines Regenerativluftvorwärmers antreibt. Das .Lager des
Zahnrades 7 ruht in einem Rahmen 9, der auch einen angeflanschten Elektromotor trägt.
Dieser Rahmen 9 ist um seinen unteren Befestigungspunkt drehbar und sucht sich unter
der Zugwirkung einer Feder io in Richtung auf das große Zahnrad 8 zu scliw-enken.
Nun ist es nicht erforderlich, daß die Abstandswülste 5 und 6 ständig aufeinanderrollen,
-,wenngleich dadurch dauernd die genaue Einhaltung des Eingriffes im Teilkreis gewährleistet
werden w#iirde. Es genügt vielmehr eine Sicherung gegen einen zu tiefen Eingriff,
während eine Verringerung des Eingriffs innerhalb gewisser Grenzen zugelassen werden
kann. Infolgedessen ist ein fester Anschlag ii vorgesehen, der mittels eines Schraubenbolzens
12 an einem festen Ständer 13 befestigt ist, so daß seine Lage wahlweise auf einen
gewünschten Grenzwert eingestellt werden kann. Der Rahmen 9 ist mit einem Gegenanschlag
14 versehen, der dem einstellbaren Anschlag i i gegenübersteht.
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Hat das große Zahnrad 8 an einer Stelle seines Umfanges infolge Formveränderung
einen etwas geringeren Durchmesser, so wird dementsprechend an dieser Stelle die
Eingriffstiefe etwas geringer, da durch das Anschlagpaar i i bis 14 eine weitere
Annäherung des kleinen Zahnrades 7 verhindert wird. Kommt jedoch ein Zahnkranzteil
mit größerem Halbmesser in Eingriff, so verhindern die dann aufeinander abrollenden
Abstandswülste 5 und 6 einen zu tiefen 1?ingriff, indem sie das kleine Zahnrad 7
in entsprechendem \-Ialle nach rechts schwenken. Der Anschlag i i muß daher so eingestellt
sein, daß an keiner Stelle des Umfanges die Eingriffstiefe zu gering wird, während
andererseits die Abstandswülste 5 und 6 gegen eine zu große Eingriffstiefe sichern.
In allen anderen Stellungen aber kämmen die beiden Zahnkränze einwandfrei, ohne
daß die Abstandswülste 5 und 6 ständig aufeinander abrollen und dadurch einen erhöhten
Arbeitsaufwand verursachen. Die (las bewegliche Rad 7 schwenkende Kraft kann außer
durch die dargestellte Feder io beispielsweise auch durch Gewichtsbelastung ausgeübt
werden.
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Es ist also erstrebenswert, gewisse Änderungen der Eingriffstiefe
durch die Zähne selbst aufnehmen zu lassen, so daß die=Xhstandsw-ülste nur in den
seltenen Fällen wirksam werden, in denen sehr große Abweichungen auftreten.
1, -s können nun aber auch mäßige Änderungen der Eingriffstiefe durch die
Zähne selbst nur dann aufgenommen werden, wenn diese mit Evolventenverzahnung ausgeführt
sind. Aus 1-lerstellungsgriinden ist es jedoch zweckmäßig, die Verzahnung großer
Räder als Triebstock mit eingesetzten runden Bolzen auszubilden. Eine solche Verzahnung
läßt aber Veränderungen der Eingriffstiefe nur in äußerst geringem Maß zu. Um diesem
Mangel abzuhelfen, werden gemäß weiterer Erfindung die Eingriffsstellen der
Triebstockbolzen
so bearbeitet, daß Evolventen-oder evolventenähnliche Flächen entstehen, wie in
Abb. 3 in Schnitt und Seitenansicht dargestellt. Die Größe der angeschliffenen Flächen
15 ist aus der linken Schnittzeichnung zu erkennen. An den beiden Enden, die in
die Wangen des Rades eingesetzt werden, können die Bolzen 16 ihre übliche Form behalten.
Durch eine solche Bearbeitung werden ähnliche Eingriffsverhältnisse geschaffen wie
bei einer Evolventenverzahnung. Derartige Triebstockverzahnungen mit Evolventenbolzen
lassen infolgedessen eine Änderung der Eingriffstiefe ebenfalls innerhalb gewisser
Grenzen zu. In der linken Schnittzeichnung der Abb. 3 ist bei dem ]<leinen Rad
wieder der Abstandswulst 17 zu erkennen, während bei dem großen Rad ein besonderer
Wulst nicht erforderlich ist. Vielmehr wird diese Funktion durch die die Bolzen
16 tragende Wange 18 erfüllt.