DE102006058467A1

DE102006058467A1 - Zahnrad mit Elastomereinlage

Info

Publication number: DE102006058467A1
Application number: DE102006058467A
Authority: DE
Inventors: Alexander Wick; Ernst Koch
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Vibracoustic SE
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2026-12-13
Also published as: DE102006058467B4

Abstract

Zahnrad mit einer Elastomereinlage zwischen dem Zahnkranz und der Nabe, die sowohl mit dem Zahnkranz als auch mit der Nabe fest verbunden ist, wobei die Umfangsfläche (6) der Nabe (3) und die der zugeordneten Innenfläche (7) des Zahnkranzes (2) wenigstens teilweise konisch ausgebildet sind.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung befasst sich mit einem Zahnrad mit einer Elastomereinlage zwischen dem Zahnkranz und der Nabe, die sowohl mit dem Zahnkranz als auch mit der Nabe fest verbunden ist.
Durch die Einbringung einer Elastomereinlage zwischen dem Zahnkranz und der Nabe bei einem Zahnrad wird eine elastische Abstützung des Zahnrads erreicht. Hierdurch werden Drehmomentstöße und Schwingungen verringert. Außerdem werden Geräusche reduziert. Schließlich können auch Fertigungstoleranzen großzügiger gewählt werden.
Stand der Technik
Durch die DE 101 16 236 A1 ist ein Zahnrad bekannt geworden, bei dem die Nabe und der Zahnkranz im Abstand voneinander angeordnet sind und bei dem in den durch den Abstand gebildeten Spalt ein Federkörper aus elastomerem Werkstoff angeordnet ist. Dem Federkörper wird dabei eine Vorspannung erteilt, um eine möglichst lange Lebensdauer zu erreichen, bei gleichbleibend guten Gebrauchseigenschaften. Die Aufnahme hoher Axialkräfte ist bei dieser Ausführungsform jedoch nicht verwirklicht.
Ein Zahnrad, bei dem eine elastische Abstützung zwischen Zahnkranz und Nabe vorhanden ist, kann auch der DE 1 945 264 A entnommen werden. Hier wird zwischen Zahnkranz und Nabe eine Kunststoff- oder Gummischicht eingebracht, die zwischen den Teilen verspannt wird. Hierfür ist das Zahnrad mit gesonderten axial gegeneinander verspannbaren Teilen versehen, welche die Kunsthoff- oder Gummischicht zusammendrücken. Dabei kann die Gummischicht im Querschnitt V-förmig oder auch U-förmig ausgebildet sein, wodurch auch eine verbesserte Aufnahme von Axialkräften möglich ist. Das Zahnrad ist jedoch nur mit relativ hohem Kostenaufwand zu fertigen und zu montieren.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zahnrad herzustellen, das eine hohe Lebensdauer bei gleich bleibend guten Gebrauchseigenschaften aufweist, einen ruhigen Lauf hat bei gleichzeitig geringer Schallerzeugung, das sowohl hohe Drehmomente als auch axiale Belastungen aufnehmen kann und das außerdem bei wechselnden Betriebstemperaturen einen Axialausgleich ermöglicht. Das Zahnrad soll einfach im Aufbau und kostengünstig herstellbar sein.
Die Lösung der gestellten Aufgabe wird mit dem Merkmal des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche 2 bis 7 stellen vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankes dar.
Bei dem neuen Zahnrad wird die Elastomereinlage zwischen dem Zahnkranz und der Nabe fest eingefügt, wobei die Umfangsfläche der Nabe und die ihr zugeordnete Innenfläche des Zahnkranzes wenigstens teilweise konisch ausgebildet sind. Diese konische Ausgestaltung ergibt ein Zahnrad, das hohen axialen Belastungen ausgesetzt werden kann, dennoch aber konstruktiv einen sehr einfachen Aufbau aufweist. Zahnkranz und Nabe können beliebig gestaltet werden, so dass ihr Aufbau sehr einfach ausgewählt werden kann. Eine günstige Ausführungsform ergibt sich dann, wenn die Umfangsfläche der Nabe und die Innenfläche des Zahnkranzes parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Elastomereinlage hat dann eine gleich bleibende Wanddicke. Die einfachste Form sieht dabei vor, dass die Elastomereinlage einen gleich bleibenden Konuswinkel hat, der auf die jeweilig zu erwartenden Axialkräfte angepasst ist. Je steiler der Konsuwinkel, umso stärkere Axialkräfte können aufgenommen werden und umgekehrt. Flache Konuswinkel erlauben dagegen, einen einfacheren Axialausgleich, bei durch Temperaturänderungen hervorgerufenen Axialkräften.
Möglich sind auch andere Formen der Elastomereinlage. So ist es beispielsweise günstig, wenn die Elastomereinlage im Querschnitt gesehen s-förmig ausgebildet ist. Dabei kann die Parallelität der Umfangsfläche der Nabe und der Innenfläche des Zahnkranzes beibehalten werden.
Bevorzugt wird die Elastomereinlage mit dem Zahnkranz und der Nabe durch Vulkanisation verbunden. Möglich ist aber auch die Einbringung der Elastomereinlage im Spritzverfahren.
Die Anordnung der Zähne auf dem Zahnkranz ist an sich beliebig. Die Einbringung der konischen Elastomereinlage mit der damit einhergehenden konischen Ausbildung der Umfangsfläche der Nabe und der Innenfläche des Zahnkranzes, wirkt sich jedoch besonders günstig bei einer Schrägverzahnung aus, deren Konuswinkel in gleicher Richtung wie der Konuswinkel der Elastomereinlage verläuft.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt:
1 Ein Zahnrad mit einer Schrägverzahnung in der perspektivischen Ansicht,
2 einen Schnitt durch das Zahnrad nach der 1,
3 ein Zahnrad mit einer Radverzahnung in schräger Ausrichtung in der perspektivischen Ansicht und
4 einen Schnitt durch das Zahnrad nach der 3.
Ausführung der Erfindung
Bei dem in den 1 und 2 gezeigten Zahnrad 1 ist zwischen dem Zahnkranz 2 und der Nabe 3 die Elastomereinlage 4 eingefügt. Das Zahnrad 1 hat eine Schrägverzahnung, die zusätzlich noch zur Nabenachse 5 im Winkel angeordnet ist. Die Umfangsfläche 6 der Nabe 3 und die Innenfläche 7 des Zahnkranzes 2 sind konisch ausgebildet und parallel zueinander ausgerichtet. Die dazwischen befindliche Elastomereinlage 4 hat dadurch die gleich bleibende Dicke 8. Der Konuswinkel 9 ist gleich bleibend auf den gesamten Umfang der Elastomereinlage 4 bzw. der Umfangsfläche 6 und der Innenfläche 7. Ein solcher Zahnkranz 2 mit der gezeigten Schrägverzahnung nimmt besonders gut eventuell auftretende Axialkräfte auf, ohne zu hohe Spannungen an den Zähnen des Zahnkranzes 2 hervorzurufen. Die Elastomereinlage 4 ist mit dem Zahnkranz 2 und der Nabe 3 durch Vulkanisation verbunden. Dabei wird die Vulkanisation so durchgeführt, dass ein Pressdruck auf die Elastomereinlage 4 entsteht.
Bei der Ausführungsform nach den 3 und 4 ist der Zahnkranz 2 ebenfalls mit einer Schrägverzahnung versehen. Die Elastomereinlage 4 ist im Querschnitt gesehen jedoch s-förmig ausgebildet. Die Umfangsfläche 6 der Nabe 3 sowie die Innenfläche 7 des Zahnkranzes 2 verlaufen entsprechend. Dabei ist die Parallelität der Flächen 6 und 7 beibehalten. Neben den konischen Abschnitten der Flächen 6 und 7 sind Abschnitte vorhanden, die parallel zur Zahnradachse 5 verlaufen. Bei dieser Ausgestaltung ist das Zahnrad sowohl an hohe Axialkräfte als auch an hohe Drehmomentkräfte angepasst.

Claims

Zahnrad mit einer Elastomereinlage zwischen dem Zahnkranz und der Nabe, die sowohl mit dem Zahnkranz als auch mit der Nabe fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche (6) der die Nabe (3) und die ihr zugeordnete Innenfläche (7) des Zahnkranzes (2) wenigstens teilweise konisch ausgebildet sind.
Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche (6) der Nabe (3) und die Innenfläche (7) des Zahnkranzes (2) parallel zueinander ausgerichtet sind.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomereinlage (4) eine gleich bleibende Wanddicke (8) hat.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomereinlage (4) einen gleich bleibenden Konuswinkel (9) hat.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomereinlage (4) im Querschnitt s-förmig ausgebildet ist.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomereinlage (4) mit dem Zahnkranz (2) und der Nabe (3) durch Vulkanisation verbunden ist.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkranz (2) eine Schrägverzahnung hat.