DD219254A1 - Hochbelastbares stirnrad - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein hochbelastbares Stirnrad fuer die Uebertragung grosser Umfangskraefte, das insbesondere in der Hochleistungsgetriebetechnik Anwendung findet. Ziel der Erfindung ist es, die Zuverlaessigkeit und die Lebensdauer von Hochleistungsgetrieben bei verringertem Materialeinsatz zu erhoehen. Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein hochbelastbares Stirnrad zu entwickeln, das sich durch ein gegenueber bekannten Loesungen vergroessertes Verhaeltnis b:d01 bei gleichzeitiger Gewaehrleistung einer hohen Tragfaehigkeit auszeichnet. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass der Radkranz und die Nabe des Stirnrades ueber eine duennwandige Platte biegeelastisch miteinander verbunden sind.

Description

Titel der Erfindung ⁽ ;

Hochbelastbares Stirnrad . : ;

Anwendungsgebiet der Brfindung

Die Erfindung betrifft ein hochbelastbares Stirnrad für die Übertragung großerIJmfangskräf te.- Ss findet insbesondere in der Hochleistungsgetriebetechnik Anwendung. ' . .; '

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Stirnräder sind als volle Scheiben ausgebildet oder zur Werkst off ersparnis bzw. Gewichtserleichterung.. ausgespart bzw. Radkranz und Nabe sind durch Arme oder Mehrscheiben starr miteinander verbunden.. '

In der Getriebetechnik besteht die Forderung eine hohe Tragfähigkeit der Stirnräder bei einem möglichst kleinen Bauvolumen zu gewährleisten. Daraus ist die Zielstellung abzuleiten, das Breite-Bitzelteilkreisdurchmesser-Verhältnis (b;d_o.p möglichst groß zu wählen. Gegenwärtig sind mit durchschnittlicher Pertigungsqualität hergestellte Zahnräder mit einem. Verhältnis b;d_oi = 0,6 bei gehärteten und b:d_Q^ =1,2 bei vergüteten Zahnflanken im Einsatz. .' Einer weiteren Vergrößerung des Verhältnisses b:d_Q^ sind Grenzen gesetzt, da dies zu einer Verschlechterung der Breitenlastverteilung und zu einer erhöhten Kantenpressung und damit zu einem erhöhten Verschleiß

der Zahnräder führen würde¹.

Hersteliiingsbedingte geometrische Abweichungen der Verzahnung, der Gehäusebonrungen und der Lager sowie elastische Verformungen'.der Wellen, der Radkörper und des Gehäuses bewirken einen nichtzentrischen Kraftangriff, der zu einer Überschreitung der mittleren Flankenpressung: führt und die Lebensdauer der Stirnräder wesentlich vermindert.

Die bekannten Stirnräder besitzen also den Hachteil, daß zur Übertragung großer Umfangskräfte ein relativ großes Bauvolumen, d.h. ein hoher Materialaufwand erforderlich 4.st, um die erforderliche Tragfähigkeit der Stirnräder zu gewährleisten.

Ziel der grfindung . >·-

Das Ziel "der Erfindung ist es, die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer von Getrieben, insbesondere-Hochleistungsgetrieben, mit vermindertem Materialeinsatz zu erhöhen. .

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe der Erfindung ist es, ein hochbelastbares Stirnrad für die übertragung großer·Umfangskräf te zu entwickeln. Das hochbelastbare Stirnrad soll ein 'gegenüber bekannten Lösungen vergrößertes Verhältnis bid s,, bei gleichzeitiger Gewährleistung einer hohen Tragfähigkeit aufweisen. Weiterhin soll das hochbelastbare Stirnrad herstellungsbedingte geometrische Abweichungen der Verzahnung, der Gehäusebohrungen und der Lager sowie elastische Verformungen der Weilen, der Radkörper und des Gehäuses ausgleichen bzw. abfangen.

Srfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß , der Radkranz und die Habe des Stirnrades in der Radkranzmitte !ebene durch eine: dünnwandige Platte biege-

elastisch miteinander verbunden sind. .Die Verbindung der dünnwandigen Platte mit dem Rad-' krana und der Nabe kann durch bekannte Mgeverfahren erfolgen.

Um die Elastizität des Radkranzes zu erhöhen, können die Wandstärke des Radkranzes von der Radkransmitte zu den Stirnflächen hin abnehmend ausgebildet und von der Stirnfläche des Radkranzes aus,in die. Zähne parallel zum Zahn verlaufende, nicht bis zur Eadkranzmitte reichende Hohlräume vorgesehen sein. Die erfindungsgemäße Lösung ist für Stirnräder mit_Y asialkraftfreier Verzahnung ohne Einschränkung anwend-' bar. Bei Stirnrädern mit Schrägverzahnung, die eine Axialkraftkomponente aufweisen, ist eine an das Stirnrad angeflanschte Spurscheibe vorzusehen, die die AxLalkraftkomponente von' der dünnwandigen' Platte fernhält. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß bei gleichzeitiger Gewährleistung einer hohen Tragfähigkeit des Stirnrades zu einem größeren Verhältnis bicL_oi übergangen werden, kann. Ss besteht praktisch die Möglichkeit, das Bauvolumen von Hochleistungsgetrieben weiter zu verringern. Damit kann der Materialaufwand für derartige Getriebe erheblich vermindert werden. Der Einsatz erfindungsgemäßer hochbelastbarer Stirnräder gewährleistet, daß sich die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer durch einen verringerten Verschleiß der Stirnräder erhöht,, da herstellungsbedingte geometrische Abweichungen der Verzahnung, der Gehäusebohrungen und der Lager sowie elastische Verformungen der Wellen, der Radkörper und des Gehäuses durch die biegeeiastische Verbindung zwischen Radkranz und Nabe weitgehend ausgeglichen bzw. abgefangen werden.

Ausführungsbeispiel . .

Die Erfindung soll anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Figur 1 zeigt dazu ein erfindungsgemäBes Stirnrad mit axialkraftfreier Verzahnung, in Figur 2 ist ein Stirnrad in schrägversannter Ausführung dargestellt. .. . . . ^ . Das hochbelastbare Stirnrad besteht im.wesentlichen aus einem Radkranz 1, einer dünnwandigen Platte 2 und der Habe 3· Badkranz 1 und Nabe 3 ist über die dünnwandige Platte 2 biegeelastisch miteinander verbunden· Die Verbindung kann durch .-.konventionelle Fügeverfahren ,erfolgen. Zur weiteren Erhöhung-der Elastizität des Radkranzes 1 kann dieser zu den Stirnflächen 5 hin abnehmend ausgebildet sein und von den Stirnflächen 5 des Radkranzes 1 aus können in die Zähne parallel aum Zahn verlaufende Bohrungen 6, die nicht bis zur Radkranzmitte reichen, eingebracht sein. Die derartige Ausführung ist für Stirnräder mit axialkraftfreier Verzahnung ohne Einschränkung einsetzbar. Bei'Stirnrädern mit Schrägverzahnung, die eine Axialkraftkomponente aufweisen, ist zusätzlich eine Spurscheibe 7 vorzusehen, die in einer Führung 8 läuft und die Axialkraftkomponente von der dünnwandigen Platte 2 abfängt.

Claims (2)

1. Srffindungsanspruch

   1. Stirnrad für die Übertragung großer Ümfangskräf te, bestehend aus einem Badkranz und einer Nabe, gekennzeichnet dadurch, daß der Radkranz und die

   • Habe in der Radkranzmittelebene durch eine dünnwandige Platte biegeelastisch miteinander verbunden sind· .' ' ' · ' ' ; ',
2. 2. Stirnrad nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Wandstärke des Bädkranzes von der Radkranzmit·- te zu den Stirnflächen hin abnehmend ausgebildet und von der Stirnfläche des Radkranzes aus in die Zähne parallel zum Zahn verlaufende, nicht bis zur Radkranzmitte reichende Hohlräume eingebracht sind*

   Hierzu /fSDita Zsichnu;" :j-:·;η