DE10135385A1 - Gear part of planetary or cycloid transmission has tooth with non-vanishing lead angle - Google Patents
Gear part of planetary or cycloid transmission has tooth with non-vanishing lead angleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein verzahntes Teil, ein- oder mehrstufige Planetengetriebe und ein Zyklogetriebe.The invention relates to a toothed part, single or multi-stage planetary gear and Zyklogetriebe.
Zyklogetrieben umfassen zumindest Kurvenscheiben, Außenrollen und Hohlrad. Sie weisen erhebliche Geräuschbildungen auf, die durch Ungenauigkeiten bei der Fertigung verursacht sind.Cyclic drives include at least cams, outer rollers and ring gear. You point considerable noise, which is caused by inaccuracies in production.
Aus der JP 09210143 A sind Verzahnungen mit geschlitzten Zähnen bekannt. Dabei wird zur Spielverminderung ein Schlitz in die Kopffläche der Zähne eingearbeitet. Nachteilig ist dabei, dass die Schlitze in aufwendiger Weise durch Erodieren gefertigt werden müssen.From JP 09210143 A teeth with slotted teeth are known. Thereby becomes A slot is worked into the head surface of the teeth. The disadvantage is that the slots have to be manufactured in a complex manner by eroding.
Allgemein und nach DIN, insbesondere DIN 3992, 3993, 3994, 3998, klassifiziert sind Modifikationen der Flanke und des Profils, insbesondere im Kopf- und Fußbereich eines Evolventenprofils. Diese Modifikationen und/oder die Wahl eines insbesondere nicht verschwindenden Schrägungswinkels führen zu Verminderung der Geräuschbildung beim Betrieb eines Getriebes. Nachteilig ist jedoch, dass solche Modifikationen meist nur für die Nennlast ausgelegt sind, die aber im Betrieb nicht immer erreicht wird. In solchen Betriebszuständen ist die Modifikation nicht optimal und vermindert die Geräuschbildung nur ungenügend oder verschlimmert sie sogar. Die Fertigung der nach Stand der Technik bekannten Profil- und Flankenmodifikationen erfordert präzise arbeitende und daher kostspielige Werkzeugmaschinen. Bei einfachen, kostengünstigen Werkzeugmaschinen sind meist nicht alle Arten von Profil- und Flankenmodifikationen erzeugbar, insbesondere nicht mit vertretbarem Aufwand.Generally and according to DIN, in particular DIN 3992, 3993, 3994, 3998, are classified Modifications of the flank and the profile, especially in the head and foot area of a Involute. These modifications and / or the choice of one in particular not vanishing helix angle reduce noise during operation a transmission. The disadvantage, however, is that such modifications are usually only for the nominal load are designed, but which is not always achieved in operation. In such operating conditions Modification is not optimal and reduces the noise generation insufficiently or it even aggravates them. The production of the profile and known in the prior art Flank modifications require precise and therefore expensive machine tools. With simple, inexpensive machine tools, not all types of profile and Edge modifications can be generated, especially not with reasonable effort.
Aus der DE-PS 2 70 023 ist ein elastisches Zahnrad bekannt, das zur Verminderung von Biegespannungen tiefe Einschnitte aufweist, die im gesamten Kopfbereich der Zähne in Flankenrichtung gleichmäßig eingebracht sind. Auf diese Weise ist eine Geräuschverminderung ermöglicht. Allerdings ist keine Fertigungsmethode für diese Einschnitte angegeben.From DE-PS 2 70 023 an elastic gear is known to reduce Bending stresses has deep cuts in the entire head area of the teeth Flank direction are introduced evenly. This is a noise reduction allows. However, no manufacturing method for these cuts is given.
Aus der DE 31 31 121 C2 ist ein Zahnkranz bekannt, der einen markierten Zahnkopf umfasst. Dabei wird ein Schlitz mit einem speziellen Material befüllt, der die Erkennbarkeit des Zahnkopfes für einen Sensor verbessert. Dieses Material soll geringe Wirbelstromverluste und eine gute magnetische Leitfähigkeit aufweisen (Spalte 2, Zeilen 8 bis 12). Somit ist aber keine wesentliche Verminderung der Schallemission erreichbar.From DE 31 31 121 C2 a ring gear is known which comprises a marked tooth head. A slot is filled with a special material that makes the tooth tip recognizable improved for a sensor. This material is said to have low eddy current losses and a good one have magnetic conductivity (column 2, lines 8 to 12). But this is not an essential one Reduction of noise emissions achievable.
Aus der OS 24 30 645 ist ein Zahnradgetriebe bekannt, bei dem Zähne kompakte Hohlräume und/oder Aussparungen aufweisen. Dadurch sollen Grübchenbildung und Geräuschbildung verminderbar sein. Nachteilig sind die hohen Fertigungskosten.A gear transmission is known from OS 24 30 645 in which teeth have compact cavities and / or have recesses. This is supposed to create dimples and noise be reducible. The high manufacturing costs are disadvantageous.
Aus der JP 09133199 A sind Zähne bekannt, die eine in der Stirn des Zahnes angesetzte Längsbohrung in Flankenrichtung aufweisen. Die Bohrung ist dabei derart klein, dass Kapillarkräfte das Schmiermittel hindurchführen. Dabei sind keine wesentlichen Effekte bei Geräuschminderung oder Kraftaufteilung erzielbar.From JP 09133199 A teeth are known which are attached to the forehead of the tooth Have a longitudinal bore in the flank direction. The bore is so small that Capillary forces feed the lubricant through. There are no significant effects Noise reduction or force distribution achievable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verzahntes Teil weiterzubilden unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile. Insbesondere soll es kostengünstig herstellbar sein.The object of the invention is to develop a toothed part while avoiding it the aforementioned disadvantages. In particular, it should be inexpensive to manufacture.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem verzahnten Teil nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen, bei einem ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe nach den in Anspruch 24 angegebenen Merkmalen und bei einem Zyklogetriebe nach den in Anspruch 28 angegebenen Merkmalen gelöst. According to the invention, the object is in the toothed part according to the in claim 1 Features specified, in a single or multi-stage planetary gear according to in Features specified in claim 24 and in a cyclo transmission according to claim 28 specified features solved.
Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem verzahnten Teil, umfassend Zähne aus einem ersten Material, sind, dass mindestens ein Zahn mindestens einen Raumbereich zur Geräuschverminderung, insbesondere auch Verminderung von Körperschall und/oder Vibrationen, Spielverminderung, Lastverteilung, zum Herstellen von Spielfreiheit und/oder zur Verbesserung der Wärmeableitung aufweist. Dabei bezieht sich der Begriff Raumbereich auf einen gewissen Volumenbereich beim Zahn nach Stand der Technik. Der Begriff verzahntes Teil bezieht sich nicht nur auf Zahnräder, sondern auch auf Schnecken, Schneckenräder, Kegelräder, keilverzahnte Teile und alle weiteren Verzahnungen aufweisenden Teile.Essential features of the invention in the toothed part, comprising teeth from one first material, are that at least one tooth has at least one spatial area Noise reduction, especially reduction of structure-borne noise and / or vibrations, Reduction of play, load distribution, to create freedom of play and / or to improve which has heat dissipation. The term spatial area refers to a certain one Volume area of the tooth according to the state of the art. The term toothed part does not refer only on gears, but also on worms, worm gears, bevel gears, splines Parts and all other toothed parts.
Weiterer Vorteil ist auch, dass ein gleichmäßigerer Kraftverlauf im das verzahnte Teil und mindestens ein weiteres, mit diesem in Eingriff stehendes verzahntes Teil umfassenden Getriebe erreicht wird. Außerdem wird eine größere Spielfreiheit erreicht und bei geeigneter Materialwahl des zweiten Materials sogar die Wärmeableitung verbessert, wodurch die maximal übertragbaren Momente und/oder Leistung erhöht ist.Another advantage is that a more even force curve in the toothed part and at least one further gearbox comprising this meshing toothed part is achieved. In addition, greater freedom of play is achieved and with a suitable choice of materials the second material even improves heat dissipation, making the maximum transferable Moments and / or performance is increased.
Von Vorteil ist dabei, dass der Raumbereich je nach Konstruktion, Art und Dimensionierung einer Verzahnung, umfassend Zähne, offen oder geschlossen ausbildbar ist. Die Ausbildung, Ausformung und Dimensionierung des Raumbereichs ergibt sich durch Optimierung bezüglich Geräuschbildung und mechanischer Größen. Insbesondere sind durch den Raumbereich, der Material des nach Stand der Technik ausgelegten Zahnes ersetzt, die elastischen Eigenschaften des Zahnes geändert. Durch derartige Ausbildung des Raumbereichs, dass der Eintrittsstoß und/oder Austrittsstoß weicher verläuft, wird auch eine Verminderung des Geräusches, der Vibrationen und des Verschleißes beim Betrieb bewirkt.The advantage here is that the room area, depending on the construction, type and dimensions Gearing, including teeth, can be formed open or closed. Training, The shaping and dimensioning of the room area results from optimization with regard to Noise generation and mechanical quantities. In particular, by the spatial area, the Material of the tooth designed according to the prior art replaces the elastic properties of the tooth changed. By designing the room area in such a way that the entry shock and / or outlet shock is softer, there will also be a reduction in noise Vibrations and wear during operation.
Wesentlicher Vorteil bei der Erfindung ist darüber hinaus, dass durch den Raumbereich die Geometrie der Flanke und des Profils nicht verändert wird und daher die Geometrie oder Kinematik für den Eingriff der verzahnten Teile, insbesondere beim Abwälzen der Zähne im Getriebe, nicht verändert wird, solange keine nennenswerten Lasten übertragen werden. Der erfindungsgemäße Raumbereich ändert nur die Eigenschaften des Volumens des Zahns, nicht seiner Oberfläche. Daher ist vorteilhafterweise eine Änderung in der Ausbreitung von Schall- und oder Dichtewellen oder ein vorteilhafter Verlauf von Spannungsfeldern erreichbar. Außerdem ist durch geeignete Auslegung und Ausbildung des Raumbereichs eine Änderung der elastischen Eigenschaften erreichbar. Insbesondere ist die Federkennlinie bei Einwirken von Kräften auf die Zahnflanken wählbar und/oder je nach Ausformung des Raumbereichs veränderbar. Somit ist auch beim Betrieb des verzahnten Teils, beispielsweise in einem Getriebe oder einer Zahnradpumpe, eine Spielverminderung, eine bessere Lastverteilung, oder gar ein Herstellen von Spielfreiheit vorteiliger Weise erreichbar. Die nach Stand der Technik bekannten Modifikationen der Flanke oder des Profiles hingegen sind lastunabhängig. Die bei großen, zu übertragenden Lasten auftretenden Verformungen der Oberflächenkontur sind bei der Erfindung geringer als beim Stand der Technik, da der Zahn nach Stand der Technik keine Raumbereiche zur Aufnahme elastischer Verformung aufweist, sondern im Wesentlichen nur die Oberflächenkontur verformt und der gesamte Zahn ausgelenkt wird. Die Bruchgefahr ist bei der Erfindung infolge der durch die Raumbereiche bewirkten Elastizität vorteilhafterweise verringert.Another essential advantage of the invention is that the spatial area Geometry of the flank and the profile is not changed and therefore the geometry or Kinematics for the engagement of the toothed parts, especially when rolling the teeth in Gear, is not changed as long as no significant loads are transferred. The the spatial area according to the invention only changes the properties of the volume of the tooth, not its surface. Therefore, there is advantageously a change in the propagation of sound and or density waves or an advantageous course of voltage fields. Besides, is through a suitable design and construction of the room area a change in the elastic Properties attainable. In particular, the spring characteristic is when forces act on the Tooth flanks can be selected and / or changed depending on the shape of the space. So is also when operating the toothed part, for example in a gear or Gear pump, a clearance reduction, a better load distribution, or even a manufacture of Freedom of play achievable. The modifications known in the prior art the flank or the profile, however, are independent of the load. The one with large ones to be transferred Deformations of the surface contour that occur under load are less than in the invention in the state of the art, since the tooth according to the state of the art has no space areas to accommodate has elastic deformation, but essentially deformed only the surface contour and the entire tooth is deflected. The risk of breakage is due to the invention the spatial areas caused elasticity advantageously reduced.
Weiter vorteilhaft ist bei der Erfindung, dass Korrekturen der Flanke und des Profils sogar verzichtbar sind, da die Raumbereiche die entsprechenden technischen Eigenschaften, wie Verminderung der Stärke des Ein- und Austrittsstoßes, Verminderung des Körperschalls und Geräusches und Verminderung der Bruchgefahr und des Verschleißes ebenfalls bewirken. Die sonst übliche aufwendige Optimierung der Korrekturen entfällt und es sind kostengünstige fehlertolerante Werkzeugmaschinen zur Fertigung der Verzahnung einsetzbar. It is further advantageous in the invention that corrections of the flank and the profile even are dispensable, since the room areas have the corresponding technical properties, such as Reduction of the strength of the entry and exit impact, reduction of structure-borne noise and Also cause noise and reduce the risk of breakage and wear. The the otherwise time-consuming optimization of the corrections is eliminated and they are inexpensive fault-tolerant machine tools can be used to manufacture the gearing.
Lastabhängig sind sogar große Verformungen ermöglicht und der Ein- und Austrittsstoß somit vermindert. Somit ist auch Verschleiß von Lagern eines Getriebes verringert und daher das Getriebe mit größerer Last lange Zeit betreibbar.Depending on the load, even large deformations are possible and the entry and exit impact reduced. This also reduces wear on bearings in a gearbox and therefore that Gearbox can be operated for a long time with a higher load.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung unterscheidet sich das zweite Material vom ersten Material. Von Vorteil ist dabei, dass verschiedene mechanische, thermische oder elektrische Eigenschaften je nach Art des zweiten Materials wählbar sind.In an advantageous embodiment, the second material differs from the first material. The advantage here is that different mechanical, thermal or electrical properties can be selected depending on the type of second material.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das zweite Material Vakuum, Luft, Kunststoff, nichtmetallisch, gasförmig und/oder flüssig. Von Vorteil ist dabei, dass solche Materialien Schall abdämpfen oder gar nicht leiten.In an advantageous embodiment, the second material is vacuum, air, plastic, non-metallic, gaseous and / or liquid. The advantage here is that such materials sound dampen or do not conduct.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das zweite Material aus Kupfer, Aluminium einer Legierung oder einem anderen metallischen Material. Von Vorteil ist dabei, dass durch geeignete Wahl des metallischen Materials verschiedene Abdämpfungseigenschaften erzeugbar sind. Außerdem schmiegen sich geeignete metallische Materialien an das erste Material gut an.In an advantageous embodiment, the second material made of copper, aluminum is one Alloy or other metallic material. The advantage here is that by appropriate Choice of metallic material different damping properties can be generated. In addition, suitable metallic materials nestle well against the first material.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das zweite Material eine größere Wärmeleitfähigkeit auf als das erste Material. Von Vorteil ist dabei, dass das zweite Material auch zur Ableitung von Wärme dient und die Wärme somit von den Zahnflanken oder Wärmequellen schneller mittels des zweiten Materials abtransportierbar ist als sie abtransportierbar wäre bei ausschließlicher Verwendung von erstem Material.In an advantageous embodiment, the second material has a greater thermal conductivity on as the first material. The advantage here is that the second material is also used to derive Heat serves and the heat from the tooth flanks or heat sources faster using the second material is transportable than it would be transportable with exclusive Use of the first material.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung liegt der Raumbereich im Inneren des Zahnes, weist die Kopffläche des Zahnes als Begrenzung auf und/oder umfasst der Raumbereich nicht die Zahnflanke oder weist die Zahnflanke nicht als Begrenzung auf. Von Vorteil ist dabei, dass der Raumbereich im Innern des Zahnes liegt und somit die mechanischen, thermischen, elektrischen und weitere Eigenschaften wählbar sind, jedoch die geometrische Form der Zahnflanke unverändert. Somit bleibt vorteiligerweise der Ablauf, also das Eingreifen oder Abwälzen der Verzahnungen, beim Betrieb im Wesentlichen unverändert. Je nach Last ist dabei beispielsweise eine andere elastische Auslenkung und/oder Verformung bewirkt. Nicht nur die Auslenkungen und/oder Verformungen sondern auch die Spannungsverläufe im Material sind in entsprechender Weise lastabhängig stärker verändert als es bei Zähnen ohne erfindungsgemäßen Raumbereich wäre. Es ist dem Fachmann klar, dass der Raumbereich, insbesondere wenn er beispielsweise aus Luft ist, einen gewissen Mindestabstand zu Zahnflanken oder zumindest zu den Bereichen der Zahnflanken haben muss, die beim Betrieb zum Übertragen von Kräften eingesetzt werden. Dieser Mindestabstand ergibt sich aus numerischen Simulationen und konstruktiven Anforderungen und/oder Überlegungen zur Tragfähigkeit des Zahnes.In an advantageous embodiment, the spatial area lies inside the tooth, the Head area of the tooth as a limitation on and / or the area does not include the Tooth flank or does not have the tooth flank as a limitation. The advantage here is that the Space lies inside the tooth and thus the mechanical, thermal, electrical and other properties can be selected, but the geometric shape of the tooth flank unchanged. Thus, advantageously the process remains, that is, the intervention or shifting of the Gears, essentially unchanged during operation. Depending on the load, for example causes another elastic deflection and / or deformation. Not just the deflections and / or deformations, but also the stress curves in the material are corresponding Mode changes more depending on the load than it does with teeth without a spatial area according to the invention would. It is clear to the person skilled in the art that the space area, in particular if it is, for example is from air, a certain minimum distance to tooth flanks or at least to the areas of Tooth flanks must be used in the operation to transmit forces. This minimum distance results from numerical simulations and constructive Requirements and / or considerations regarding the load-bearing capacity of the tooth.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung gehören die Zähne zu einer Gerad- oder Schrägverzahnung. Von Vorteil ist dabei, dass durch die erfindungsgemäßen Raumbereiche sogar bei einer Schrägverzahnung oder einer geräuschoptimierten Geradverzahnung die Geräuschbildung weiter reduzierbar ist.In an advantageous embodiment, the teeth belong to a straight or helical toothing. The advantage here is that even in one Helical gearing or a noise-optimized straight toothing further increase the noise is reducible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Raumbereich ein kompakter Hohlraum. Dabei sind unter kompakten Hohlräumen auch Hohlräume mit Öffnungen zur Stirnseite des Zahnes hin zu verstehen. Von Vorteil ist dabei, dass der Zahn in seinem Inneren veränderbar ist und somit seine elastischen Eigenschaften je nach Form des Hohlraumes sehr variabel und an Anforderungen beispielsweise zur Aufteilung von Kräften oder dem Verlauf von Spannungen anpassbar sind.In an advantageous embodiment, the spatial area is a compact cavity. Are there under compact cavities also cavities with openings to the front of the tooth understand. The advantage here is that the inside of the tooth is changeable and thus its elastic properties vary depending on the shape of the cavity and meet requirements for example, for the distribution of forces or the course of tensions.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung steht der Raumbereich mit der Umgebung der Zähne, insbesondere Umgebungsluft und/oder Öl, stirnseitig und/oder kopfseitig in Kontakt und dieser Kontaktbereich weist eine Ausdehnung über die gesamte Zahnbreite oder nur über einen Teil der Zahnbreite auf. Von Vorteil ist dabei, dass solche Raumbereiche kostengünstig zu fertigen sind und Luft und/oder Öl als Füllung nicht nur kostengünstig ist sondern auch die elastischen Eigenschaften und die Absorptionsfähigkeit für Schall sehr groß ist, insbesondere auch wegen des Übergangs vom ersten Material zur Luft.In an advantageous embodiment, the spatial area is in the vicinity of the teeth, in particular ambient air and / or oil, in front and / or head contact and this The contact area extends over the entire tooth width or only over part of the Tooth width. The advantage here is that such room areas can be manufactured inexpensively and air and / or oil as a filling is not only inexpensive but also elastic Properties and the absorption capacity for sound is very large, especially because of the Transition from the first material to the air.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Raumbereich als Nut ausgeführt, die in Richtung der Zahnbreite oder Zahnflanke rechteckig, U-förmig, V-förmig, bogenförmig, scheibenförmig, konvex und/oder konkav gekrümmt ist. Von Vorteil ist dabei, dass je nach Ausführung verschieden Formen wählbar sind, die in einfach und daher in kostengünstiger Weise fertigbar sind, wobei die Verläufe der Nut und ihrer Profile aus konstruktiven und/oder fertigungstechnischen Überlegungen bestimmbar sind. Insbesondere ist auch das Runden von Ecken oder Vorziehen eines U-förmigen statt eines V-förmigen Profils aus Gründen zur Erhöhung der Tragfähigkeit des Zahnes wählbar. Je nach Ausführungsform ist bei geeignet gewählter Nut der Zahnflanken-Bereich des Eintrittsstoßes oder Austrittsstoßes elastischer ausführbar, so dass die Geräuschbildung, eventueller Verschleiß von verzahntem Teil oder Lagern und Vibrationen verringerbar sind. Zur Geräuschbildung zählt dabei nicht nur Körperschall sondern auch die Ausbildung von Vibrationen. Außerdem sind vorteiligerweise besonders einfach zu fertigende V-förmige Nuten einsetzbar.In an advantageous embodiment, the space is designed as a groove, which in the direction of Tooth width or tooth flank rectangular, U-shaped, V-shaped, arch-shaped, disk-shaped, convex and / or is concavely curved. The advantage here is that different depending on the version Forms are selectable, which are simple and therefore inexpensive to manufacture, the Profiles of the groove and its profiles from design and / or manufacturing considerations are determinable. In particular, rounding corners or pulling forward a U-shaped one selectable instead of a V-shaped profile for reasons of increasing the load-bearing capacity of the tooth. Depending on the embodiment, the tooth flank area of the Entry impact or exit impact can be carried out more flexibly, so that noise generation, possible wear of toothed part or bearings and vibrations can be reduced. to Noise formation not only counts structure-borne noise but also the formation of vibrations. In addition, V-shaped grooves that are particularly easy to manufacture can advantageously be used.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Raumbereich als Bohrung in radialer oder axialer Richtung in die Stirnseite und/oder in die Kopffläche ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass die erfindungsgemäßen Raumbereiche kostengünstig durch Bohren oder mit Lasern erzeugbar sind, die Position festlegbar und die Beeinflussung eines begrenzten Bereichs um die Bohrung herum erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the spatial area is a radial or axial bore Direction in the face and / or in the head surface. The advantage here is that the spatial areas according to the invention can be produced inexpensively by drilling or using lasers, the position can be determined and the influence of a limited area around the hole is achievable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das zweite Material andere physikalische Parameter, wie spezifische Wärmeleitfähigkeit und/oder Elastizitätsmodul, auf im Vergleich zu dem ersten Material. Von Vorteil ist dabei, dass die Wärmeableitung durch das zweite Material bevorzugt erfolgt, wenn die Wärmeleitfähigkeit geringer als im ersten Material ist, oder die Wärmeableitung durch das erste Material bevorzugt erfolgt, wenn die Wärmeleitfähigkeit des zweiten Materials größer als im ersten Material ist. Je nach Elastizitätsmodul ist der Zahn elastischer oder inelastischer herstellbar. Weitere physikalische Parameter ändern diese und andere Eigenschaften, wie insbesondere das Absorptionsvermögen für Schallwellen.In an advantageous embodiment, the second material has other physical parameters, such as specific thermal conductivity and / or modulus of elasticity, compared to the first Material. The advantage here is that heat dissipation through the second material is preferred takes place when the thermal conductivity is lower than in the first material, or the heat dissipation preferably done by the first material when the thermal conductivity of the second material is larger than in the first material. Depending on the modulus of elasticity, the tooth is more elastic or more inelastic. Other physical parameters change these and others Properties, such as in particular the absorption capacity for sound waves.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Getriebe ein Zahnradgetriebe, Umlaufgetriebe, Planetengetriebe oder es ist in einer Zahnradpumpe eingesetzt. Von Vorteil ist dabei, dass Schwingungen verringerbar sind oder spezifische Aufgaben, wie beispielsweise die Verbesserung von Dichtheit, Erhöhung der Drehzahl und/oder Verminderung von Schwingungen bei Zahnradpumpen, lösbar sind.In an advantageous embodiment, the transmission is a gear transmission, epicyclic transmission, Planetary gear or it is used in a gear pump. The advantage here is that Vibrations can be reduced or specific tasks, such as improvement of tightness, increasing the speed and / or reducing vibrations Gear pumps are detachable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Raumbereich derart geformt, dass jeder Zahn beim Ein- und/oder Austrittsstoß beim Betrieb des Getriebes elastischer ist als unter Verwendung des Zahns ohne den Raumbereich insbesondere ist der Raumbereich derart geformt, dass der jeweilige Ein- und/oder Austrittsstoß der Zähne beim Betrieb des Getriebes weniger Geräusch hervorruft als unter Verwendung des verzahnten Teiles ohne den Raumbereich. Von Vorteil ist dabei, dass der Raumbereich in den Bereich oder möglichst nach an dem Bereich des Ein- und Austrittsstoßes positionierbar ist. Somit ist insbesondere die Elastizität in diesem Bereich vergrößerbar.In an advantageous embodiment, the spatial area is shaped such that each tooth at the Entry and / or exit shock when operating the transmission is more elastic than when using the Zahns without the space in particular the space is shaped such that the respective entry and / or exit impact of the teeth less noise when operating the transmission causes as using the toothed part without the space area. Is an advantage making sure that the room area is in the area or, as far as possible, in the area of the entrance and Exit shock is positionable. Thus, the elasticity is particularly in this area enlargeable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Raumbereich derart geformt, dass ein spielärmerer Betrieb des Getriebes oder Umlaufgetriebes oder Planetengetriebes ermöglicht ist als unter Verwendung des verzahnten Teiles ohne den Raumbereich. Von Vorteil ist dabei, dass kein oder weniger Spiel vorhanden ist und somit die Positioniergenauigkeit verbessert ist.In an advantageous embodiment, the space area is shaped in such a way that a less play Operation of the gearbox or epicyclic gearbox or planetary gearbox is enabled as under Use of the toothed part without the space area. The advantage here is that none or there is less play and thus the positioning accuracy is improved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Raumbereich gefertigt nach einem Elektronenstrahl- Bearbeitungsverfahren, einem Funkenerosionsverfahren, einem Fräsen, einem Urformverfahren einem Spritzgussverfahren, einem Räumverfahren und/oder einem Schmiedeverfahren. Von Vorteil ist dabei, dass ein die Raumbereich schnell, einfach und kostengünstig fertigbar sind.In an advantageous embodiment, the spatial areas are manufactured according to an electron beam Machining process, a spark erosion process, a milling, a master molding process an injection molding process, a broaching process and / or a forging process. Of The advantage here is that the room areas can be manufactured quickly, easily and inexpensively.
Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem ein- oder mehrstufigen Planetengetriebe, umfassend Planeten und mindestens eine Sonne und ein Hohlrad, ist, dass zur Erreichung eines gleichmäßigen Lastverteilung und Kraftverteilung oder Aufteilung der Last und/oder Kräfte auf die Planeten verzahnte Teile verwendet werden. Dabei kann einerseits nur die Sonne und andererseits nur das Hohlrad als gemäß obiger Beschreibung verzahntes Teil vorgesehen sein. Ebenso ist auch ein Planetengetriebe erfindungsgemäß vorteilhaft ausführbar, bei dem zumindest ein Planet als gemäß obiger Beschreibung verzahntes Teil vorgesehen ist. In Weiterbildung sind auch Kombinationen erfindungsgemäß vorteilhaft ausführbar, wie beispielsweise eine Sonne und ein Planet, die als gemäß obiger Beschreibung verzahntes Teil ausgeführt sind.Essential features of the invention in the single or multi-stage planetary gear, comprising planets and at least one sun and a ring gear, that is to achieve a uniform load distribution and force distribution or distribution of the load and / or forces on the Planet toothed parts are used. Only the sun and on the other hand, only the ring gear can be provided as a toothed part as described above. Likewise, according to the invention, a planetary gear can also be advantageously carried out, in which at least a planet is provided as a toothed part as described above. Are in training combinations according to the invention can also be advantageously carried out, such as a sun and a planet, which are designed as a toothed part as described above.
Von Vorteil ist bei all diesen Planetengetrieben, dass durch die höhere Elastizität gegen auf Zahnflanken wirkende Kräfte infolge der erfindungsgemäßen Raumbereiche die Zähne derart verformt und verdreht werden, dass die Aufteilung der Kräfte zwischen den Planeten und bei geeigneter Ausformung der erfindungsgemäßen Raumbereiche die Spannungs- und Kraftverläufe im Material des Zahns verbessert sind.The advantage of all these planetary gears is that the higher elasticity against Forces acting on the tooth flanks as a result of the spatial areas according to the invention have the teeth in this way be deformed and twisted that the division of forces between the planet and at suitable shaping of the spatial areas according to the invention, the voltage and force profiles are improved in the material of the tooth.
Wenn nur ein Teil, also beispielsweise eine Sonne oder ein Planet oder ein Hohlrad, als solchermaßen verzahntes Teil ausgeführt ist, ist der Fertigungsaufwand für die erfindungsgemäßen Vorteile, wie Geräuschminderung und/oder Spielfreiheit, gering.If only a part, for example a sun or a planet or a ring gear, as is designed such a toothed part, the manufacturing effort for Advantages according to the invention, such as noise reduction and / or freedom from play, are low.
Wenn nur ein Planet als verzahntes Teil ausgeführt ist, sind die Planeten in größerer Stückzahl fertigbar und daher die Fertigungstoleranzen der Raumbereiche bei der Produktion, insbesondere mittels moderner Qualitätskontrolle, besser steuerbar. Außerdem ist der elastische Arbeitsbereich des gesamten Planetengetriebes erhöht, wenn beispielsweise drei Planeten die erfindungsgemäßen Raumbereiche aufweisen. Bei zusätzlichen Raumbereichen in mindestens einer Sonne ergibt sich ein noch mehr erhöhter Arbeitsbereich.If only one planet is designed as a toothed part, the planets are in large numbers producible and therefore the manufacturing tolerances of the room areas during production, in particular using modern quality control, more controllable. In addition, the elastic working area of the entire planetary gear increases if, for example, three planets have spatial areas according to the invention. With additional room areas in at least a sun results in an even higher working area.
Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem Zyklogetriebe sind, dass zur Erreichung einer Verminderung von Geräusch und/oder gleichmäßigen Lastverteilung und Kraftverteilung oder Aufteilung der Last und/oder Kräfte auf die Außenrollen verzahnte Teile nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche verwendet werden. Von Vorteil ist dabei, dass insbesondere die störenden Geräusche reduzierbar sind, die ein erheblicher Nachteil bei solchen, im Stand der Technik bekannten Getrieben sind. Mit den erfindungsgemäßen Raumbereichen wird vorteilhafterweise die Elastizität der Zykloidenzähne und/oder der Außenrollen erhöht. Somit sind Fertigungsungenauigkeiten besser kompensierbar in Verformungen der Zähne oder der Außenrollen. Außerdem ist die Lastaufteilung auf die im Eingriff sich befindenden Außenrollen gleichmäßiger. Auch dadurch ist die Geräuschbildung reduzierbar.Essential features of the invention in the cyclo transmission are that to achieve a Reduction of noise and / or even load distribution and power distribution or Distribution of the load and / or forces on the outer rollers of toothed parts according to at least one of the preceding claims can be used. The advantage here is that in particular disturbing noises are reducible, which is a considerable disadvantage in such, in the state of the Technology known gearboxes. With the spatial areas according to the invention advantageously increases the elasticity of the cycloid teeth and / or the outer rollers. So are Manufacturing inaccuracies can be compensated better in deformation of the teeth or the Outside roles. In addition, the load is distributed to the outer rollers in engagement even. This also makes it possible to reduce noise.
Insbesondere weisen Kurvenscheiben einen oder mehrere Schlitze, Nuten, Öffnungen oder Bohrungen auf, insbesondere im Bereich des Kopfes der Zykloidenzähne. Solche Raumbereiche sind bei insbesondere dünnen Kurvenscheiben einfach und kostengünstig fertigbar, beispielsweise unter Verwendung von Lasern. Aber auch Außenrollen sind leicht mit einem Nut, Schlitz oder einer Bohrung zu versehen. Wenn Außenrollen und Kurvenscheiben mit den erfindungsgemäßen Raumbereichen versehen sind, lassen sich besonders große Verminderungen in der Geräuschbildung und Verbesserungen in der Lastaufteilung erreichen.In particular, cam disks have one or more slots, grooves, openings or Drilling on, especially in the area of the head of the cycloid teeth. Such areas of space can be produced easily and inexpensively, in particular with thin cam disks, for example using lasers. But outer rollers are also easy with a groove, slot or one Hole. If outer rollers and cams with the invention Are provided, particularly large reductions in the Achieve noise and improvements in load sharing.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further advantageous embodiments result from the subclaims.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:The invention will now be explained in more detail with the aid of figures:
Fig. 1 zeigt einen Zahn gemäße Stand der Technik, Fig. 1 shows a tooth according to prior art,
Fig. 2 zeigt einen Zahn mit einer erfindungsgemäßen Nut mit rechteckigem Profil, Fig. 2 shows a tooth with an inventive groove with a rectangular profile,
Fig. 3 zeigt einen Zahn mit einer erfindungsgemäßen Nut mit V-Profil, Fig. 3 shows a tooth with an inventive groove with V-profile,
Fig. 4 zeigt einen Zahn mit einer erfindungsgemäßen Längsöffnung, Fig. 4 shows a tooth with an inventive longitudinal opening,
Fig. 5 zeigt einen Zahn mit einer erfindungsgemäßen Radialöffnung, Fig. 5 shows a tooth with an inventive radial opening,
Fig. 6 zeigt einen Zahn mit einer erfindungsgemäßen Bogennut, Fig. 6 shows a tooth with an inventive arc groove,
Fig. 7 zeigt einen Zahn mit einer erfindungsgemäßen Scheibennut, Fig. 7 shows a tooth with an inventive pulley groove,
Fig. 8 zeigt einen Zahn mit erfindungsgemäßen Ecknuten, Fig. 8 shows a tooth with the invention corner grooves,
Fig. 9 zeigt einen Zahn mit erfindungsgemäßer Nut. Fig. 9 shows a tooth with an inventive groove.
In der Fig. 1 ist ein Zahn 1 eines Zahnrades des Standes der Technik gezeigt. Der Zahn 1 weist eine Kopffläche 3, rechte und linke Zahnflanke 4 und eine Stirnfläche 2 auf. Die Bezeichnungen sind teilweise auch der DIN 3998 entnehmbar. Der Zahn 1 ist in perspektivischer Darstellung schematisch angedeutet. In den meisten Fällen wird eine Evolventen-Form für den Zahn 1 gewählt. Es gibt aber auch andere Formen. In Richtung der Flanke ist der Zahn 1 geradverzahnt ausgeführt. Die im Folgenden erläuterte Erfindung bezieht sich aber auch auf schrägverzahnte Zähne 1. In diesem Fall ist die nicht in der Ebene des Papiers liegende dritte Dimension in Richtung der Flanke. Bei geradverzahnten Zähnen stellt diese Richtung eine Gerade im Raum dar, bei schrägverzahnten Zähnen stellt diese Richtung eine Spirale auf einem Zylinder, beispielsweise dem Grundzylinder gemäß DIN dar.In Fig. 1 shows a tooth 1 is shown a gear wheel of the prior art. The tooth 1 has a top surface 3 , right and left tooth flanks 4 and an end surface 2 . Some of the designations can also be found in DIN 3998. The tooth 1 is indicated schematically in a perspective view. In most cases, an involute shape is selected for tooth 1 . But there are also other forms. Tooth 1 is straight-toothed in the direction of the flank. However, the invention explained below also relates to helical teeth 1 . In this case, the third dimension that is not in the plane of the paper is in the direction of the flank. With straight teeth, this direction represents a straight line in space, with helical teeth, this direction represents a spiral on a cylinder, for example the basic cylinder according to DIN.
In der Fig. 2 weist bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Zahn in seiner Kopffläche eine Nut 21 auf. Sie stellt einen Raumbereich dar, der durch einen zusätzlichen Bearbeitungsgang erzeugt wurde. Die Nut 21 trennt Teile der rechten Hälfte des Zahnes 1 von der linken Hälfte des Zahnes 1 ab und erhöht somit die Elastizität des Zahnes 1 bei auf eine Hälfte des Zahnes 1 wirkenden Kräften. Je tiefer die Nut in den Zahn 1 hinein ausgeführt ist, desto größer ist die Elastizität oder elastische Konstante.In FIG. 2, in an inventive embodiment, the tooth in its top surface to a groove 21. It represents a room area that was created by an additional processing step. The groove 21 separates parts of the right half of the tooth 1 from the left half of the tooth 1 and thus increases the elasticity of the tooth 1 with forces acting on one half of the tooth 1 . The deeper the groove is made into tooth 1 , the greater the elasticity or elastic constant.
In der Fig. 2 weist die Nut 21 ein rechteckiges Profil auf. Dies ist einfach und kostengünstig zu fertigen. Als Fertigungsverfahren sind Fräs-, Schleif-, Räum-, Hobel-, Erodier-, Funkenerosions-, Schmiede-, Elektronenstrahl-Bearbeitungsverfahren, einem Urformverfahren, wie beispielsweise einem Spritzguss- oder Sinterverfahren. Bei den letztgenannten Urformverfahren sind keine zusätzlichen Arbeitsgänge zur Fertigung der Nut 21 erforderlich.In FIG. 2, 21, the groove has a rectangular profile. This is easy and inexpensive to manufacture. The manufacturing processes include milling, grinding, broaching, planing, eroding, spark erosion, forging, electron beam processing, a primary molding process, such as an injection molding or sintering process. In the last-mentioned master molding process, no additional work steps are required to produce the groove 21 .
Wird die rechteckige Nut 21 besonders schmal und tief ausgeführt, insbesondere bis in den Bereich des Fußes, also im Bereich des Fußkreises, ist sogar eine besondere Federkennlinie des Zahnes 1 für Krafteinwirkung auf die Flanke herstellbar. Somit ist bei kleiner Kraft eine kleine Auslenkung mit einer größeren Elastizität wirksam. Ab einer gewissen Kraftgröße wird jedoch die Auslenkung derart groß, dass sie die schmal ausgeführte, beispielsweise durch Erodieren gefertigte Nut übertrifft und somit rechte und linke Hälfte des Zahnes 1 sich berühren. Ab dieser Berührung ist dann eine andere elastische Konstante für Krafteinwirkungen auf die Flanke wirksam. Bei geradverzahnten Zähnen weist also die Federkennlinie einen Knick auf.If the rectangular groove 21 is made particularly narrow and deep, in particular up to the area of the foot, that is to say in the area of the foot circle, a special spring characteristic of the tooth 1 can even be produced for the action of force on the flank. Thus, with a small force, a small deflection with greater elasticity is effective. Above a certain force size, however, the deflection becomes so great that it exceeds the narrowly designed groove, for example made by eroding, and thus the right and left halves of the tooth 1 touch. From this point of contact, another elastic constant is effective for the effects of forces on the flank. In the case of straight teeth, the spring characteristic has a kink.
Eine in diesem Sinne progressive Federkennlinie ist bei geeigneter Dimensionierung sogar dann erreichbar, wenn die rechteckige Nut 21 nicht tief bis zum Fußkreis der Verzahnung ausgeführt ist. Es sind nämlich Abstandshalter in die Nut 21 derart einsetzbar oder Erhöhungen derart ausbildbar, dass bei Auslenkung der rechten Zahnhälfte in Richtung auf die linke Zahnhälfte hin die Erhöhungen oder die Abstandshalter in Kontakt kommen und die Nut überbrücken, bevor die Auslenkung die Breite der Nut erreicht. Sobald aber dieser Kontakt hergestellt ist, ändert sich die Federkennlinie des Zahnes drastisch und der Zahn wirkt insgesamt steifer. A spring characteristic that is progressive in this sense can be achieved with a suitable dimensioning even if the rectangular groove 21 is not made deep to the root circle of the toothing. This is because spacers can be inserted into the groove 21 or elevations can be formed such that when the right half of the tooth is deflected towards the left half of the tooth, the elevations or the spacers come into contact and bridge the groove before the deflection reaches the width of the groove. As soon as this contact is established, the spring characteristic of the tooth changes drastically and the tooth appears stiffer overall.
In der Fig. 3 ist bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ein anderes Profil der Nut in der Kopffläche 3 gewählt. Da die Seiten des Profils oder der Nut nicht radial verlaufen, also nicht auf die Symmetrie- oder Zylinderachse der Verzahnung zeigen, kann diese Nut als V- Nut 31 bezeichnet werden.In another embodiment according to the invention, a different profile of the groove in the head surface 3 is selected in FIG. 3. Since the sides of the profile or the groove do not run radially, ie do not point to the symmetry or cylinder axis of the toothing, this groove can be referred to as a V-groove 31 .
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird die Nut mit Rundungen oder anderweitig abgeänderten Profilen ausgeführt. Insbesondere wird dabei mit numerischen Simulationen des Zahnes das Profil der Nut 21, 31 derart bestimmt, dass ein möglichst weicher Eintrittsstoß und/oder Austrittsstoß erreicht wird.In a further exemplary embodiment according to the invention, the groove is designed with curves or other modified profiles. In particular, the profile of the groove 21 , 31 is determined using numerical simulations of the tooth in such a way that the softest possible entry impact and / or exit impact is achieved.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist das verzahnte Teil ein Zahnrad, das als Planet oder Sonne in einem Planetengetriebe eingesetzt ist. Dabei wird das Profil derart optimiert, dass eine Spielverminderung und ein gleichmäßigerer Kraftverlauf erreicht wird. Insbesondere wird die Verzahnung dieses Zahnrades mit einem Übermaß derart ausgeführt, dass beim Fertigen auf durch die Nut 21, 31 getrennte rechte und linke Hälften von jeweiligen Zähnen 1 eine Kraft ausgeübt wird und somit rechte und linke Hälften aufeinander zu gedrückt werden. Somit ist das sonst vorhandene Spiel nicht vorhanden und es tritt auch kein Spiel mehr auf, wenn die Verzahnung derart ausgelegt sind, dass kein wesentlicher Verschleiß während der Betriebsdauer oder Standzeit auftritt. Außerdem lässt sich ein gleichmäßigerer Kraftverlauf erreichen und die Aufteilung der Kräfte auf die Planeten ist gleichmäßig.In further exemplary embodiments according to the invention, the toothed part is a gearwheel that is used as a planet or sun in a planetary gear. The profile is optimized in such a way that a reduction in play and a more even force curve is achieved. In particular, the toothing of this gearwheel is carried out with an oversize such that a force is exerted on the right and left halves of respective teeth 1 separated by the groove 21 , 31 , and thus right and left halves are pressed towards one another. Thus, the otherwise existing play is not present and there is no more play if the toothing is designed in such a way that no significant wear occurs during the operating period or service life. In addition, a more even force curve can be achieved and the distribution of the forces between the planets is even.
In der Fig. 4 wird bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Zahn mit einer Längsöffnung 41 in Flankenrichtung, also axial, versehen. In der Fig. 5 wird bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Zahn 1 in seiner Kopffläche 3 mit Radialöffnungen 51 versehen. Die Radialöffnungen 51 sind kostengünstig zu fertigen und vermindern insbesondere die Geräuschentwicklung infolge des Eintrittsstoßes. Die Längsöffnung 41 erhöht die Elastizität des Zahnes und reduziert ebenfalls die Geräuschbildung, verbessert den Kraftverlauf oder die Aufteilung von Kräften im Planetengetriebe und verhindert das Auftreten von Spiel.In FIG. 4, the tooth having a longitudinal opening 41 in cross direction is so axially provided, in another embodiment of the invention. In FIG. 5, the tooth 1 is provided in its head surface 3 with radial openings 51 in another embodiment of the invention. The radial openings 51 are inexpensive to manufacture and, in particular, reduce the development of noise as a result of the entry shock. The longitudinal opening 41 increases the elasticity of the tooth and also reduces noise, improves the course of force or the distribution of forces in the planetary gear and prevents the occurrence of play.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird die Tiefe der Radialöffnungen 51 zu den beiden Stirnseiten hin größer.In a further exemplary embodiment according to the invention, the depth of the radial openings 51 increases towards the two end faces.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist der Zahn 1 ein Zahn einer Schrägverzahnung mit nichtverschwindendem Schrägungswinkel und es wird die Tiefe der Radialöffnungen 51 zu den beiden Stirnseiten hin größer. Da der Eintrittstoß des im Eingriff stehenden Zahnes 1 des Gegenrades beim Getriebe an einem stirnseitigen Endbereich einer Flanke stattfindet, ist gerades dort durch die größere Tiefe der dortigen Radialöffnungen 51 eine geringer Steifigkeit gegeben. Somit lässt sich die Geräuschbildung sogar bei Schrägverzahnung und insbesondere auch von Nennlast verschiedenen Belastungen verringern.In a further exemplary embodiment according to the invention, the tooth 1 is a tooth of a helical toothing with a non-disappearing helix angle and the depth of the radial openings 51 becomes greater towards the two end faces. Since the input impact of the tooth 1 of the mating wheel in mesh with the gearbox occurs at an end region of a flank, the greater depth of the radial openings 51 there gives a lower rigidity. In this way, noise generation can be reduced even with helical gears and especially loads other than nominal load.
In der Fig. 6 ist eine Bogennut 61 bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gezeigt. Da bei einer Schrägverzahnung der Eintrittsstoß oder Austrittsstoß an den stirnseitigen Endbereichen der Flanke erfolgt und die Bogennut gerade dort besonders tief ausgeprägt ist, wird die Geräuschbildung in diesem Fall besonders gut reduziert. Die Tragfähigkeit der Zahnflanke 4 ist aber im Wesentlichen unbeeinflusst durch diese Ecknuten.In FIG. 6, an arcuate groove is shown in another embodiment of the invention Example 61. Since in the case of helical teeth, the entry or exit impact occurs at the end regions of the flank and the arc groove is particularly deep there, the noise generation is particularly well reduced in this case. The load capacity of the tooth flank 4 is essentially unaffected by these corner grooves.
In der Fig. 7 ist eine Scheibennut 71 bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Scheibennut 71 ist kostengünstig zu fertigen, da Werkzeuge wie Schleifscheibe, Fräskopf oder andere, meist rotierend arbeiten und daher eine solche scheibenförmige Nut naturgemäß ohne großen Aufwand zu fertigen ist. In FIG. 7, a pulley groove is shown in another embodiment of the invention Example 71. The disk groove 71 is inexpensive to manufacture, since tools such as a grinding wheel, milling head or others usually work in a rotating manner, and therefore such a disk-shaped groove can naturally be produced without great effort.
In der Fig. 8 sind Ecknuten 81, 82 bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gezeigt. Da, wie schon beschrieben, bei einer Schrägverzahnung der Eintrittsstoß oder Austrittsstoß an den stirnseitigen Endbereichen der Flanke erfolgt und die Ecknut gerade dort besonders tief ausgeprägt ist, wird die Geräuschbildung in diesem Fall besonders gut reduziert. Die Tragfähigkeit der Flanke ist wiederum im Wesentlichen unbeeinflusst durch diese Ecknuten.In FIG. 8, corner grooves 81, shown in another embodiment of the invention Example 82. Since, as already described, the entry impact or exit impact occurs at the front end areas of the flank in the case of helical teeth and the corner groove is particularly deep there, the noise generation is particularly well reduced in this case. The load-bearing capacity of the flank is again largely unaffected by these corner grooves.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen werden mittels numerischer Simulationen die Profile und Formen der Nuten optimiert. Die Erfindung umfasst auch alle derartig modifizierten Nuten, insbesondere Nuten mit abgerundeten Kanten und/oder Ecken.In further exemplary embodiments according to the invention, numerical simulations are used optimized the profiles and shapes of the grooves. The invention also includes all such modified Grooves, especially grooves with rounded edges and / or corners.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen werden nicht alle Planeten des Planetengetriebes mit erfindungsgemäßen Nuten oder Raumbereichen versehen. Somit lassen sich Kosten einsparen, da ein zusätzlicher Arbeitsgang Aufwand bedeutet.In further exemplary embodiments according to the invention, not all planets of the Planetary gear provided with grooves or spatial areas according to the invention. So leave save costs because an additional work step means effort.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen werden die Planeten und/oder die Sonne mit in Flankenrichtung in einem Bereich um das stirnseitige Ende des Zahnes 1 hin abnehmender Zahnweite ausgeführt, damit das Zusammenfügen der Sonne und Planeten bei der Montage oder Fertigung des Planetengetriebes erleichtert ist.In further exemplary embodiments according to the invention, the planets and / or the sun are designed with a tooth width decreasing in the flank direction in a region around the front end of the tooth 1 , so that the assembly of the sun and planets is facilitated during the assembly or manufacture of the planetary gear.
In der die Fig. 9 zeigt für ein anderes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einen Zahn 1 mit einer Nut 91, die als konvexe V-Nut mit nach innen gekrümmten Seitenwänden und nach oben gekrümmtem Grund ausgeführt ist. Die stirnwärts liegenden Kopfbereiche des Zahnes 1 sind besonders elastisch, in der Zahnmitte hingegen ist der Kopfbereich steifer.In the Fig. 9 shows a tooth 1 with a groove 91 which is designed as a convex V-groove with inwardly curved side walls and upwardly curved base for another embodiment of this invention. The head areas of the tooth 1 lying at the front are particularly elastic, whereas the head area is stiffer in the middle of the tooth.
In der Fig. 9 ist der Kopfbereich als ebene Fläche ausgeführt, in die die V-Nut eingeschnitten ist. Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist statt der ebenen Fläche eine Zylinderteilfläche vorgesehen, da diese einfach und kostengünstig zu fertigen ist.In FIG. 9, the head portion is designed as a flat surface in the V-groove is cut. In further exemplary embodiments according to the invention, a partial cylinder surface is provided instead of the flat surface, since this is simple and inexpensive to manufacture.
Die Tiefe der V-Nut variiert in Flankenrichtung. An einem stirnseitigen Ende ist eine größere Tiefe c des Grundes vorgesehen als in der Mitte des Zahnes 1 mit Tiefe d. Die Breite a der Nut in der Kopffläche ist am stirnseitigen Ende viel größer als die Breite b in der Mitte des Zahnes. Vorteilig ist dabei, dass insbesondere bei Ausführung des Zahnes 1 als Schrägzahn, also als Zahn einer Schrägverzahnung, im Bereich des Eintrittstoßes, also im Bereich des stirnseitigen Endes einer Flanke, eine geringere Steifigkeit als im Bereich der Flankenmitte des Zahnes 1. Dieser mittlere Bereich ist nun derart ausführbar, dass er für volle Belastung, insbesondere Nennbelastung, verwendbar ist. Somit ist die volle Last übertragbar und zusätzlich die durch den Eintrittstoß entstehende Geräuschbildung reduzierbar. Darüber hinaus ist diese konvexe Nut sehr einfach und kostengünstig fertigbar, weil nur während des Fräsens oder Schleifens das Werkzeug, also der Fräskopf oder die Schleifscheibe, bei Ausführung des Hubes, also dem Bewegen des Werkzeuges in Flankenrichtung, der radiale Abstand von der Zahnrad-Achse entsprechend variiert, also vergrößert und verkleinert werden muss. Die Hubbewegung wird also nicht mit radial konstantem Abstand ausgeführt. Bei modernen Fertigungsmaschinen ist diese Bewegung ausführbar, wobei einfache und schnell durchzuführende Software-Anpassungen der Maschine auszuführen sind.The depth of the V-groove varies in the flank direction. At a front end, a greater depth c of the base is provided than in the center of the tooth 1 with depth d. The width a of the groove in the head surface is much larger at the front end than the width b in the middle of the tooth. It is advantageous that, in particular when the tooth 1 is designed as a helical tooth, i.e. as a tooth of a helical toothing, in the region of the entry joint, that is to say in the region of the end face of a flank, less stiffness than in the region of the flank center of the tooth 1 . This middle range can now be implemented in such a way that it can be used for full load, in particular nominal load. This means that the full load can be transferred and the noise generated by the entry impact can also be reduced. In addition, this convex groove is very easy and inexpensive to manufacture, because the tool, i.e. the milling head or the grinding wheel, is only at the radial distance from the gearwheel axis when the stroke is performed, i.e. when the tool is moved in the flank direction, during milling or grinding varies accordingly, i.e. must be enlarged and reduced. The lifting movement is therefore not carried out at a radially constant distance. This movement can be carried out in modern production machines, with simple and quick software adaptations of the machine being carried out.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird die Nut 91 in der Zahnmitte so schmal bemessen, dass sie bei Erreichen eines kritischen Wertes der auf die Zahnflanke wirkenden Kraft geschlossen wird. Somit liegt in diesem Ausführungsbeispiel eine progressive Federkennlinie vor.In a further exemplary embodiment according to the invention, the groove 91 is dimensioned so narrow in the center of the tooth that it is closed when a critical value of the force acting on the tooth flank is reached. A progressive spring characteristic is thus present in this exemplary embodiment.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird die Hubbewegung, insbesondere auch bei einem Schrägzahn, derart stark im radialen Abstand variiert, dass die Breite b und die Tiefe d zu Null werden. Somit sind auch Ecknuten entsprechend den in der Fig. 8 gezeigten fertigbar. Dabei wird die Geräuschbildung infolge des Eintrittstoßes vermindert und der Zahn besteht in der Mitte aus Vollmaterial zur Übertragung großer Kräfte.In a further exemplary embodiment according to the invention, the stroke movement, in particular also in the case of a helical tooth, is varied so much in the radial distance that the width b and the depth d become zero. Thus, corner grooves can also be produced in accordance with those shown in FIG. 8. The noise generated as a result of the entry impact is reduced and the tooth consists of solid material in the middle for transmitting large forces.
Die Nuten 21, 31, 61, 71, 81, 82, 91 Längs- 41 und Radialöffnungen 51 stellen Raumbereiche dar, die den bekannten Zahn nach Stand der Technik, wie in Fig. 1 gezeigt, modifizieren. Diese Raumbereiche sind alle durch Weglassen oder Wegnehmen von Material herstellbar. Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen werden die Raumbereiche zumindest teilweise mit einem Material gefüllt. Je nach Art dieses Materials lassen sich unterschiedliche Eigenschaften für die Spielverminderung, die Geräuschverminderung, den gleichmäßigeren Kraftverlauf oder die bessere Kraftaufteilung erreichen. Insbesondere lassen sich Schall- oder Dichtewellen, die sich in den Zahn hinein ausbreiten, je nach Art des Materials verschieden stark abdämpfen.The grooves 21 , 31 , 61 , 71 , 81 , 82 , 91 longitudinal 41 and radial openings 51 represent spatial areas which modify the known tooth according to the prior art, as shown in FIG. 1. These areas can all be created by omitting or removing material. In further exemplary embodiments according to the invention, the spatial areas are at least partially filled with a material. Depending on the type of this material, different properties can be achieved for reducing play, reducing noise, more even force development or better force distribution. In particular, sound or density waves that propagate into the tooth can be dampened to different extents, depending on the type of material.
Bei geeigneter Ausführung und Dimensionierung von Bögen oder Rundungen ist die infolge der Kerbwirkung von Kanten, Ecken anderen nicht glatten Stellen bewirkte Bruchgefahr reduzierbar. In diesem Sinne sind alle Figuren zu modifizieren. Alle Figuren stellen also nur die zugrunde liegende erfinderische Idee dar und sind als Schemata zu verstehen. Die Realisierung der Erfindung weist dann die genannten Rundungen oder dergleichen auf. Die Dimensionierung dieser Rundungen kann beispielsweise mit numerischen Simulationsmethoden erfolgen. With a suitable design and dimensioning of arches or curves, this is due to the The notch effect of edges, corners and other non-smooth areas reduces the risk of breakage. In this sense, all figures are to be modified. So all figures are based on just that lying inventive idea and are to be understood as schemes. The realization of the The invention then has the curves or the like mentioned. The dimensioning of this Rounding can be done using numerical simulation methods, for example.
11
Zahn
tooth
22
Stirnfläche
face
33
Kopffläche
head face
44
Zahnflanke
tooth flank
2121
Nut
groove
3131
V-Nut
V-groove
4141
Längsöffnung
longitudinal opening
5151
Radialöffnung
radial opening
6161
Bogennut
arc groove
7171
Scheibennut
disk groove
8181
, .
8282
Ecknut
corner groove
9191
Nut
a, b Breite der V-Nut in der Kopffläche des Zahnes
c, d Tiefe des Grundes der V-Nut von der Kopffläche des Zahnes aus gemessen
groove
a, b Width of the V-groove in the top surface of the tooth
c, d Depth of the bottom of the V-groove measured from the top surface of the tooth
Claims (33)
umfassend Zähne aus einem ersten Material, wobei die Zähne zumindest einen Kopfbereich, zwei Stirnseiten und zwei Flanken umfassen,
dadurch gekennzeichnet, dass
der jeweilige Zahn einen nichtverschwindenden Schrägungswinkel aufweist,
und dass mindestens ein Zahn einen oder mehrere Raumbereiche aus zweitem Material umfasst,
wobei das zweite Material sich vom ersten Material unterscheidet,
wobei der eine oder die mehreren Raumbereiche die Kopffläche des Zahnes umfassen, berühren oder als Begrenzung aufweisen,
und wobei die Tiefe des Raumbereiches oder der Raumbereiche von der Mitte des Zahnes aus in Flankenrichtung zu den beiden Stirnseiten hin zunimmt. 1. toothed part,
comprising teeth made of a first material, the teeth comprising at least one head region, two end faces and two flanks,
characterized in that
the respective tooth has a non-disappearing helix angle,
and that at least one tooth comprises one or more spatial areas made of second material,
the second material being different from the first material,
wherein the one or more spatial areas enclose, touch or have the boundary surface of the tooth,
and wherein the depth of the spatial area or areas increases from the center of the tooth in the flank direction to the two end faces.
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