DE102006058467B4 - Zahnrad mit Elastomereinlage - Google Patents
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- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/14—Construction providing resilience or vibration-damping
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Abstract
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. -
GB 979 541 A US 1 758 692 A undUS 2 885 870 A offenbaren jeweils ein Zahnrad, bei dem zwischen einer Nabe und dem Zahnkranz eine Gummischicht angeordnet ist.DE 31 12 067 C2 befasst sich mit einer Etiktiermaschine, welche ein Antriebsritzel mit einem Dämpfungselement umfasst.DE 1 945 264 A beschreibt ein Zahnrad, bei welchem der Zahnkranz eine elastische und drehmomentübertragende Abstützung aufweist. - 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 6 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. 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 bei der Erfindung verwendeten Schrägverzahnung aus, deren Konuswinkel in gleicher Richtung wie der Konuswinkel der Elastomereinlage verläuft.
- 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.
- 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 der1 , -
3 ein Zahnrad mit einer Radverzahnung in schräger Ausrichtung in der perspektivischen Ansicht und -
4 einen Schnitt durch das Zahnrad nach der3 . - Ausführung der Erfindung
- Bei dem in den
1 und2 gezeigten Zahnrad1 ist zwischen dem Zahnkranz2 und der Nabe3 die Elastomereinlage4 eingefügt. Das Zahnrad1 hat eine Schrägverzahnung, die zusätzlich noch zur Nabenachse5 im Winkel angeordnet ist. Die Umfangsfläche6 der Nabe3 und die Innenfläche7 des Zahnkranzes2 sind konisch ausgebildet und parallel zueinander ausgerichtet. Die dazwischen befindliche Elastomereinlage4 hat dadurch die gleich bleibende Dicke8 . Der Konuswinkel9 ist gleich bleibend auf den gesamten Umfang der Elastomereinlage4 bzw. der Umfangsfläche6 und der Innenfläche7 . Ein solcher Zahnkranz2 mit der gezeigten Schrägverzahnung nimmt besonders gut eventuell auftretende Axialkräfte auf, ohne zu hohe Spannungen an den Zähnen des Zahnkranzes2 hervorzurufen. Die Elastomereinlage4 ist mit dem Zahnkranz2 und der Nabe3 durch Vulkanisation verbunden. Dabei wird die Vulkanisation so durchgeführt, dass ein Pressdruck auf die Elastomereinlage4 entsteht. - Bei der Ausführungsform nach den
3 und4 ist der Zahnkranz2 ebenfalls mit einer Schrägverzahnung versehen. Die Elastomereinlage4 ist im Querschnitt gesehen jedoch s-förmig ausgebildet. Die Umfangsfläche6 der Nabe3 sowie die Innenfläche7 des Zahnkranzes2 verlaufen entsprechend. Dabei ist die Parallelität der Flächen6 und7 beibehalten. Neben den konischen Abschnitten der Flächen6 und7 sind Abschnitte vorhanden, die parallel zur Zahnradachse5 verlaufen. Bei dieser Ausgestaltung ist das Zahnrad sowohl an hohe Axialkräfte als auch an hohe Drehmomentkräfte angepasst.
Claims (6)
- Zahnrad mit einer Elastomereinlage (
4 ) zwischen einem Zahnkranz (2 ) und einer Nabe (3 ), wobei die Elastomereinlage (4 ) sowohl mit dem Zahnkranz (2 ) als auch mit der Nabe (3 ) durch Vulkanisation fest verbunden ist, wobei eine Umfangsfläche (6 ) der Nabe (3 ) und eine ihr zugeordnete Innenfläche (7 ) des Zahnkranzes (2 ) wenigstens teilweise konisch ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkranz (2 ) eine Schrägverzahnung hat, die zusätzlich zu einer Nabenachse (5 ) in einem Konuswinkel angeordnet ist, wobei dieser Konuswinkel in gleicher Richtung wie der Konuswinkel (9 ) der Elastomereinlage (4 ) verläuft. - 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 Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche (
6 ) und die Innenfläche (7 ) jeweils Abschnitte aufweisen, welche in dem Konuswinkel angeordnet sind und welche parallel zu der Nabenachse (5 ) verlaufen.
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