DE883379C

DE883379C - Zahnstangen-Zahnradsegment-Getriebe

Info

Publication number: DE883379C
Application number: DEV3953D
Authority: DE
Inventors: Johannes Liese
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1944-07-16
Filing date: 1944-07-16
Publication date: 1953-07-16

Description

Zahnstangen-Zahnradsegment-Getriebe Die Erfindung bezieht sich auf Verstellgetriebe für größere Kräfte, insbesondere auf Zahnstangen-Zahnradsegment-Getriebe od. dgl., die zum übertragen einer durch zwei Endstellungen begrenzten und in ihrer Richtung wechselnden Bewegung dienen. Derartige Getriebe werden beispielsweise zum Verstellen der Drehorgane von großen Drosselklappen, Kugelschiebern oder ähnlichen Abschlußorganen verwendet. Die Verzahnungen dieser Getriebe weisen fast immer eine grobe Teilung auf und werden aus Ersparnisgründen meist nur mit geringer Genauigkeit hergestellt. Um trotzdem einen klemmfreien Gang sicherzustellen, erhalten sie ein sehr reichlich bemessenes Flankenspiel, das für die hierbei in Frage kommenden niedrigen Geschwindigkeiten ohne Bedenken zugelassen werden darf. Als sehr nachteilig erweist sich aber mitunter; daß beim Wechsel der Antriebsrichtung und der Antriebskraft, was bei den obengenannten Abschlußorganen fast ausschließlich nur in den Endstellungen der Fall ist, nicht auch sofort ein entsprechender Wechsel der kraftübertragenden Zahnflanken stattfindet, sondern erst, nachdem die bisher treibende Verzahnung einen Weg entsprechend dem Flankenspiel zurückgelegt hat. Dieser tote Gang zwischen den Zahnflanken erzeugt beim Hubwechsel eine Ungenauigkeit in der Bewegung des angetriebenen Maschinenteiles und gibt außerdem Anlaß zu Stößen oder gar zu Schwingungen. Gemäß der Erfindung werden nun an solchen, in einem begrenzten Bereich zu verstellenden Verstellgetrieben mit großem Flankenspiel die vorgenannten Nachteile vermieden, indem beide Getriebeteile (der treibende und der getriebene Teil) in einer oder in beiden Endstellungen in beiden Verstellrichtungen ohne Spiel in Berührung stehen. Dadurch wird der tote Gang in der oder den Endstellungen ausgeschaltet und ein stoßfreier Hubwechsel in den Endlagen gewährleistet. Zweckmäßigerweise wird man den toten Gang in beiden Endstellungen zum Verschwinden bringen. Zwischen den Endstellungen bleibt jedoch das große Flankenspiel erhalten, so daß trotzdem ein kleinmungsfreier Gang gewährleistet ist.
Der tote Gang in den Endstellungen kann in mannigfacher Weise ausgeschaltet werden. Eine besonders vorteilhafte und einfache Ausbildungsform besteht darin, daß von den in der einen und/oder anderen Endstellung zur Berührung kommenden Zahnflanken je eine Zahnflanke des einen Getriebeteiles oder/und die zugehörige Gegenflanke .des anderen Getriebeteiles auf einem Teil oder ihrer ganzen Fläche derart verdickt sind, daß kein Flankenspiel mehr vorhanden ist. Das Maß der Verdickung der einen Zahnflanke bzw. die Summe der Verdickungen der verdickten Flanke und verdickten Gegenflanke müssen demnach gleich dem Flankenspiel der Verzahnung sein. Sobald sich nunmehr die Getriebeteile einer Endstellung nähern, kommt noch vor Beginn des Richtungswechsels und noch durch die Verstellkraft in der ersten Richtung die verdickte Zahnflanke mit ihrer normalen oder ebenfalls verdickten Gegenflanke derart in Berührung; daß die Getriebeteile in beidem Verstellrichtungen, nämlich in der einen Richtung über normale Zahnflanken und in der anderen über die verdickte Zahnflanke und deren Gegenflanke, in spielfreier Eingriffsverbindung stehen. Sobald die Getriebeteile um einen Betrag aus der Endstellung herausbewegt werden, kommen .die verdickte Zahnflanke und ihre Gegenflanke wieder außer Berührung, so daß die weitere Kraftübertragung nunmehr durch normale Zahnflanken mit großem Flankenspiel und daher kleinmungsfrei erfolgt.
Nach einer anderen Ausbildung des Erfindungsgegenstandes stehen die beiden Getriebeteile in einer oder in beiden Endstellungen in der einen Verstellrichtung über Zahnflanken der Verzahnung und in der entgegengesetzten Verstellrichtung über je eine an jedem Getriebeteil vorgesehene zahnflankenähnliche Hilfsfläche ohne Spiel in Berührung. Die Hilfsflächen können hierbei, abgesehen von der durch die Forderung auf gegenseitige Berührung bedingten Lage, an beliebigen Stellen der Getriebeteile angeordnet sein, doch wird man sie zweckmäßig in der Nähe der Verzahnung'anordnen: Die Hilfsflächen wirken in der gleichen Weise wie die verdickten Zahnflächen.
Aus Herstellungs- oder Konstruktionsgründen können die Verdickung der Zahnflanken bzw. die zahnflankenähnlichen Hilfsflächen von besonderen auf- oder eingesetzten Leisten gebildet werden,-die durch Verschrauben, Verschweißen od. dgl. an den Getriebeteilen befestigt sind.
In der Abb. i ist eine bisher übliche Ausführung eines Zahnstangen-Zahnradsegment-Getriebes dargestellt, während Abb. 2 und 3 ein gleiches Getriebe mit der erfindungsgemäßen Verbesserung veranschaulichen.
Abb. i zeigt die Getriebeteile im Augenblick der Beendigung des Vorwärtshubes. Die treibende Zahnstange i und das angetriebene Zahnradsegment 2 stehen über die Zahnflanken 3 und 4 miteinander im Eingriff. Die Zahnstange bewegt sich in Richtung des eingezeichneten Pfeiles vorwärts und läßt zwischen der Flanke 5 ihres Zahnes 6 und der Flanke 7 des letzten Segmentzahnes 8 das Flankenspiel 9@ frei, das beim Beginn des Rückwärtshubes der Zahnstange einen störenden toten Gang ergibt.
Nach Abb. 2 wird der tote Gang erfindungsgemäß durch die über einen Teil der letzten Flanke 3 der Zahnstangenverzahnüng reichende Verdickung i i beseitigt, deren Stärke gleich dein Maß, des Flankenspiels 9 (s. Abb. z) ist. In dem gezeigten Beispiel würde diese Verdickung als eingesetzte Leiste io ausgebildet. Beim Annähern in die Endstellung wird durch die Verdickung das Zahnradsegment 2 so weit in Richtung des Pfeiles vorgeschoben, daß die. Zähne 6 und 8 der Zahnstange bzw. des Segmentes mit ihren rückwärtigen Flanken 5 und 7 zum Anliegen kommen und damit das Flankenspiel völlig ausschalten.
Die gleiche Wirkung wird auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 erzielt, bei dem die bei Beendigung des Hubes in Eingriff tretenden zahnflankenähnlichen Hilfsflächen 12 bzw. 15 an beliebigen Stellen der Zahnstange i bzw. des Zahnradsegmentes 2 angeordnet sind. Beide Hilfsflachen iz und 15 werden wiederum von besonderen, in der Zahnstange bzw. im Segment eingelassenen Leisten 13 bzw. 14 gebildet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Verstellgetriebe mit zwei über eine Verzahnung mit großem Flankenspiel . im Eingriff befindlichen Getriebeteilen, insbesondere Zahnstangen-Zahnradsegment-Getriebe od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Getriebeteile (1,:2) in einer oder in beiden Endstellungen in beiden Verstellrichtungen ohne Spiel in Berührung stehen.
2. Verstellgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß von den in der einen und/öder anderen Endstellung zur Berührung kommenden Zahnflanken (3, 4., 5, 7 usw.) je eine Zahnflanke (3) des einen Getriebeteiles oder/und die zugehörige Gegenflanke des anderen Getriebeteiles auf einem Teil oder ihrer ganzen Fläche derart verdickt sind (ii), daß kein Flankenspiel mehr vorhanden ist (Abb. z).
3. Verstellgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Getriebeteile (i, 2) in einer oder in beiden Endstellungen in der einen Verstellrichtung über Zahnflanken (5, 7 usw.) der Verzahnung und in der entgegengesetzten Verstellrichtung über je eine an jedem Getriebeteil vorgesehene zahnflankenähnliche Hilfsfläche (12, 15) ohne Spiel in Berührung stehen (Abb.3). .
4. Verstellgetriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickung (i i) der Zahnflanken bzw. die zahnflankenähnlichen Hilfsflächen (12, 15) von besonderen auf- oder eingesetzten Leisten (io bzw. 13, 14) gebildet werden.