AT8858U1 - Getriebeteil - Google Patents

Abstract

Es wird ein Getriebeteil (3), der über Mittel (5) zur drehfesten Verbindung mit einer Welle (2) drehfest verbindbar ist bzw. verbunden ist, beschrieben. Als Mittel (5) zur drehfesten Verbindung ist ein hülsenförmiger innerer, elastomerer Presssitzteil (7) vorgesehen, der mit dem Getriebeteil (3), vorzugsweise durch Anspritzen, fest verbunden und für einen Presssitz direkt auf der Welle (2) eingerichtet bzw. auf die Welle (2) aufgepresst ist.

Description

2 AT 008 858 U1

Die Erfindung betrifft einen Getriebeteil, der über Mittel zur drehfesten Verbindung mit einer Welle drehfest verbindbar bzw. verbunden ist.

Drehfeste Verbindungen zwischen einer Welle und einer Nabe sind häufig durch Nut-Feder-5 Verbindungen gebildet. Bekannt ist auch, drehfeste Verbindungen mit Hilfe von korrespondierenden unrunden Querschnitten der drehfest zu verbindenden Elemente (Welle, Nabe) zu realisieren. Diese Arten von Formschluss-Verbindungen werden zumeist dann gewählt, wenn die Elemente aus Metall hergestellt sind. Im Fall von Kunststoffelementen wird eine drehfeste Verbindung auch durch direktes Umspritzen einer Antriebs- bzw. Motorwelle mit dem Kunststoff-io element gebildet. Die bekannten Lösungen für eine drehfeste Verbindung sind allerdings in der Fertigung bzw. Montage relativ aufwendig. Die Welle muss bearbeitet oder aber in einem separaten Schritt umspritzt werden, wobei in manchen Fällen zusätzliche Bearbeitungen der Welle, wie z.B. Rändel oder Kordel, erforderlich sind. Auch ist es im Fall der Montage z.B. von Schnecken oder Zahnrädern problematisch eine Montage durch Umspritzen vorzusehen. 15

Es ist andererseits aus der DE 199 05 075 A1 bekannt, bei einem Lüfterrad für Heiz- oder Klimaanlagen von Fahrzeugen ein elastomeres Verbindungselement zwischen einer auf einer Welle sitzenden Nabe und dem Lüfterrad vorzusehen, um eine Dämpfung von Schwingungen sowie einen Schlupf zwischen der Nabe und dem Lüfterrad zu ermöglichen, so dass ein Blo-20 ckieren des Lüfterrads und in der Folge ein Schaden des gesamten Lüfterrads verhindert wird. Die Nabe ist aber hier in herkömmlicher Weise drehfest mit der Welle verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen Getriebeteil mit Mitteln zur drehfesten Verbindung mit einer Welle zu schaffen, wobei eine zuverlässige, beständige drehfeste Verbindung zwischen 25 dem Getriebeteil (bzw. der Nabe) und der Welle sichergestellt werden kann, und wobei ein zusätzlicher bzw. erhöhter Montage-, Material- und Kostenaufwand vermieden und ein einfacher Zusammenbau ermöglicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung einen Getriebeteil, wie in Anspruch 1 definiert 30 vor. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.

Bei der vorliegenden Verbindungstechnik wird durch die Weichkomponente des Presssitzteils in Zusammenwirken mit dem Presssitz direkt auf der Welle eine zuverlässige Reibschluss-35 Verbindung des Getriebeteils mit der Welle vorgesehen, so dass die Übertragung der Drehbewegung bzw. des Drehmoments schlupffrei möglich ist. Von besonderem Vorteil ist, dass der Getriebeteil zusammen mit dem Presssitzteil in einfacher Weise auf die Welle aufgepresst werden kann, so dass die Fertigung insgesamt wesentlich vereinfacht wird, auch da keine zusätzlichen Bearbeitungen etwa der Welle erforderlich sind. Außerdem können beliebige Ge-40 triebeteile, inbesondere Zahnräder oder Schnecken, aber auch (Keil-, Flach-) Riemenscheiben, Zahnriemenräder oder dgl., auf diese Weise direkt auf einer Welle montiert werden. Somit können nicht nur die Herstellungs- und Montagekosten für den Getriebeteil mit dem Presssitzteil niedrig gehalten werden, sondern auch zusätzliche Möglichkeiten von Getriebeteilen aus Kunststoff vorgesehen werden. 45

An sich kann der Presssitzteil mit dem Getriebeteil bloß kraftschlüssig verbunden sein, wobei diese beiden Teile auch durch eine chemisch-physikalische Bindung aneinander haften können. Der Presssitzteil kann so in einfacher Weise durch Adhäsionskräfte an den Getriebeteil gebunden sein, insbesondere auf den Getriebeteil aufgespritzt sein; der Getriebeteil kann mit dem so Presssitzteil mit Hilfe eines Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahrens als Verbundkomponente hergestellt sein. Um den Presssitzteil, etwa für bestimmte, anspruchsvolle Anwendungen, in einem besonders festen, zuverlässigen Sitz am Getriebeteil zu halten, ist es aber auch vorteilhaft, wenn der Presssitzteil mit dem Getriebeteil formschlüssig verbunden ist. Dabei kann es günstig sein, zur formschlüssigen Verbindung zumindest eine Ausnehmung an der Innenseite 55 des Getriebeteils vorzusehen, in die sich der angespritzte Presssitzteil hinein erstreckt. Denkbar 3 AT 008 858 U1 ist es weiters, die Ausnehmung in Form einer in Umfangsrichtung verlaufenden Nut auszubilden, in die ein korrespondierender Wulst oder Bund des Presssitzteils eingreift. Anstatt einer Nut oder zusätzlich zu einer Nut können aber auch diskrete Ausnehmungen, insbesondere in Form von durch die Nabe, d.h. den Getriebeteil, hindurchgehenden Öffnungen vorgesehen 5 sein, in die entsprechende Noppen oder Vorsprünge an der Außenseite des Presssitzteils formschlüssig eingreifen.

Vorzugsweise besteht der Presssitzteil aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE). Als thermoplastisches Elastomer kann beispielsweise thermoplastisches Polyurethan (TPU), Styrol-io thermoplastisches Elastomer (TPS) oder dgl. verwendet werden. Der Getriebeteil kann andererseits aus Metall, wie z.B. Messing, bestehen, gegebenenfalls aber ebenfalls aus einem Kunststoff, wie z.B. aus einem thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise aus Polyamid (PA), Polyoxymethylen (POM) oder dgl.. 15 In diesem Zusammenhang ist für die erfindungsgemäße Weich-Hart-Materialpaarung bevorzugt, dass der Presssitzteil eine Shore A-Härte von 35 bis 95 aufweist.

In Bezug auf die Fertigung und Montage kann der Getriebeteil an sich ein Kunststoff-Formteil sein oder, wie erwähnt, aus metallischem Material hergestellt sein, wobei der Getriebeteil mit 20 dem elastomeren Presssitzteil umspritzt und anschließend auf eine Welle aufgepresst wird. Eine besonders einfache Herstellung wird wie erwähnt erzielt, wenn der Presssitzteil und der Getriebeteil als einstückiger Zwei-Komponenten-Spritzgussteil ausgebildet sind.

Die Welle ist beispielsweise eine Motorwelle, z.B. die Welle eines Elektromotors. Die Welle 25 kann aus Hartmetall bzw. Metall-Legierungen, wie aus Messing, Stahl oder dgl., gebildet sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht eines Motors mit einer Schnecke auf der Motorwelle; 30 Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht der auf der Welle drehfest angebrachten Schnecke gemäß Fig. 1; Fig. 3 einen schaubildlichen Axialschnitt von Welle und Schnecke gemäß Fig. 2; Fig. 4 eine schaubildliche Ansicht eines Motors mit einem Zahnrad auf der Motorwelle; Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht des auf der Welle drehfest angebrachten Zahnrads gemäß Fig. 4; Fig. 6 einen schaubildlichen Axialschnitt von Welle und Zahnrad gemäß Fig. 5. 35

Fig. 1 zeigt schaubildlich einen Elektromotor 1 mit einer Welle 2, auf der eine Schnecke 3' als Getriebeteil 3 drehfest angebracht ist. Die Welle 2 wird vom Motor 1 drehend angetrieben, um so die Schnecke 3' in Drehung zu versetzen. Auf der vom Getriebeteil 3 abgewandten Seite des Motors 1 ist ein Anschlussklemmen-Block 4 für den Motor 1 ersichtlich. 40

In Fig. 2 und insbesondere in Fig. 3 ist der Getriebeteil 3 mit den Mitteln 5 zur drehfesten Verbindung mit der Welle 2 in vergrößertem Maßstab dargestellt.

Das dem Motor 1 zugewandte Ende des Getriebeteils 3 ist mit einem im Querschnitt rechtecki-45 gen bzw. quadratischen Schaftteil 6 versehen, in welchem radiale Ausnehmungen 6' vorgesehen sind, die beispielsweise als durch den Getriebeteil 3 hindurchgehende Öffnungen ausgebildet sind. Die z.B. runden Ausnehmungen 6' sind mit radialen Vorsprüngen 7' eines vergleichsweise weichen, elastisch verformbaren Presssitzteils 7 „ausgefüllt“, der als Mittel 5 zur drehfesten Verbindung mit der Welle 2 fungiert, wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist. An der so Innenseite des Getriebeteils 3 ist der Presssitzteil 7 fest angebracht, insbesondere angespritzt, wobei der Getriebeteil 3 mit diesem elastomeren Presssitzteil 7 vorgefertigt wird und später dann einfach auf die Welle 2 aufgepresst werden kann, wo der Presssitzteil 7 eine kraft- bzw. reibschlüssige, drehfeste Verbindung zur Welle 2 herstellt. Der Presssitzteil 7 ist im Ausführungsbeispiel von Fig. 3 hülsenförmig, und er wird beim Aufpressen auf die Welle 2 radial zu-55 sammengepreßt. An sich muss der Presssitzteil 7 nicht entlang der gesamten Länge des

Claims (9)

1. 4 AT 008 858 U1 Geriebeteils 3 vorgesehen sein. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 sind etwa 2/3 der Länge des Geriebeteils 3 mit dem Presssitzteil 7 umspritzt. Der im Vergleich zum Getriebeteil 3 weichere, eine Shore A-Härte von etwa 35 bis 95, z.B. von 5 90, aufweisende Presssitzteil 7 besteht z.B. aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE), wobei thermoplastisches Polyurethan (TPE-U), Styrol-thermoplastisches Elastomer (TPE-S), Polyetherester (TPE-E), Polyetheramide (TPE-A), oder aber Elastomer-Blends, wie unvernetzte bzw. (teil-) vernetzte thermoplastische Olefine (TPE-O; TPE-V) oder ähnliche Materialien besonders bevorzugt werden. Der Getriebeteil 3 kann hingegen aus Metall oder aber ebenfalls io aus Kunststoff, gegebenenfalls aus thermoplastischem Kunststoff, jedoch aus hartem, verschleißfestem, eventuell (Glas-, Carbon-) faserverstärktem Kunsstoff, bestehen, wobei hierfür Kunststoff-Materialien wie beispielsweise Polyamid (PA), Polyoxymethylen (POM) oder ähnliches ersetzbar sind. Weitere mögliche Materialien sind beispielsweise Polypropylen (PP) oder Polyetheretherketon (PEEK). Ein bevorzugtes Beispiel für eine Werkstoffpaarung für die Teile 3 15 und 7 ist PA6 (mit Glasfaser) /TPE-U. Der Presssitzteil 7 ist zusätzlich durch die durch die Vorsprünge 7' bzw. die Ausnehmungen 6' gegebene Formschlussverbindung mit dem Getriebeteil 3 fest verbunden, um so einen besonders zuverlässigen Halt des Presssitzteils 7 am Getriebeteil 3 zu gewährleisten. Es sei aber 20 betont, dass ein derartiger Formschluss zwischen den Teilen 3 und 7 vielfach nicht notwendig ist, v.a. wenn nur geringe Drehmomente, etwa bei Kleinantrieben im Bereich von Kraftfahrzeugen, zu übertragen sind, und dass demgemäß eine bloß kraftschlüssige Verbindung oder physikalischchemische Bindung zwischen den Teilen 3, 7 häufig ausreicht. 25 Die Fig. 4 bis 6 zeigen schaubildlich eine Ausführung mit einem Getriebeteil 3 in Form eines Zahnrads 3", das mit der Welle 2 des Elektromotors 1 drehfest verbunden ist. Zu diesem Zweck ist wiederum ein hülsenförmiger Presssitzteil 7 vorgesehen, der sich hier über die gesamte Länge des Getriebeteils 3 erstreckt (siehe Fig. 6) und ebenfalls im Presssitz direkt auf der Welle 2 sitzt. Vorzugsweise wird die Innenseite des Zahnrads 3" mit dem weichen Elastomer des 30 Presssitzteils 7 umspritzt. Gegen eine ungewollte axiale Verschiebung des Presssitzteils 7 relativ zur Nabe des Zahnrads 3" sind die Ausnehmungen 6' beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 bis 6 durch stirnseitige Nuten gebildet, die an den jeweiligen Enden des Zahnrads 3" Stufen bilden und sich über den gesamten Umfang der Innenseite des Zahnrads 3" erstrecken. In den Nuten sind korrespondierend ausgebildete ringförmige, bundartige Vorsprünge 7’ des 35 Presssitzteils 7 formschlüssig gehalten. Die Materialdicke des Presssitzteils 7 ist auf die konkrete Anwendung des Getriebeteils 3 zur drehfesten Verbindung der Getriebeteil-Nabe mit der Welle 2, wie auch auf die zu übertragenden Drehmomente etc., abzustimmen. 40 Ansprüche: 1. Getriebeteil (3), der mit einer Welle (2) drehfest verbindbar ist bzw. verbunden ist, wobei 45 zur drehfesten Verbindung ein hülsenförmiger innerer, elastisch verformbarer Presssitzteil (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Presssitzteil (7) mit dem Getriebeteil (3), vorzugsweise durch Anspritzen, fest verbunden und für einen Presssitz direkt auf der Welle (2) eingerichtet bzw. auf die Welle (2) aufgepresst ist. so 2. Getriebeteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Presssitzteil (7) mit dem Getriebeteil (3) zusätzlich formschlüssig verbunden ist.
2. 3. Getriebeteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur formschlüssigen Verbindung zumindest eine Ausnehmung (6') an der Innenseite des Getriebeteils (3) vorgesehen 55 ist, in die sich der angespritzte Presssitzteil (7) erstreckt. AT 008 858 U1
3. 4. Getriebeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Presssitzteil (7) aus einem thermoplastischen Elastomer gebildet ist.
4. 5. Getriebeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Press-5 sitzteil (7) eine Shore A-Härte von 35 bis 95 aufweist.
5. 6. Getriebeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der aus Kunststoff bestehende Getriebeteil (3) zusammen mit dem Presssitzteil (7) als einstückiger Zwei-Komponenten-Spritzgussteil ausgebildet ist. 10
6. 7. Getriebeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) eine Motorwelle, z.B. eines Elektromotors (1), ist.
7. 8. Getriebeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Getrie- 15 beteil (3) durch eine Schnecke (3') gebildet ist.
8. 9. Getriebeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeteil (3) durch ein Zahnrad (3") gebildet ist.
9. 10. Getriebeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Getrie beteil (3) durch eine Riemenscheibe, z.B. eine Zahn-, Keil- oder Flachriemenscheibe, gebildet ist. 25 Hiezu 4 Blatt Zeichnungen 30 35 40 45 50 55