DE102007013829A1

DE102007013829A1 - Zahnrad mit Nabe und verzahntem Ring

Info

Publication number: DE102007013829A1
Application number: DE200710013829
Authority: DE
Inventors: Dirk Zajaczkowski-Feige
Original assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Current assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority date: 2007-03-22
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2008-09-25

Abstract

Zahnrad mit einer Nabe (1) und einem mit einer Verzahnung versehenen Ring (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (1) über ein mit zumindest einer Ausnehmung (3) versehenes Scheibenteil (4) mit dem Ring (2) verbunden ist, wobei das Scheibenteil (4) beidseitig in Axialrichtung der Drehachse (8) des Zahnrads mit einer im Wesentlichen scheibenförmigen Abdeckung (5) versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad, welches in einem Getriebe oder Getriebekasten in einem Schmierfluid angewendet wird.
Üblicherweise werden Zahnräder scheibenförmig aus Vollmaterial gefertigt. Zur Gewichtsreduzierung ist es zwar bekannt, Ausnehmungen, beispielsweise Bohrungen, Stege oder ähnliches in dem Körper des Zahnrads vorzusehen. Diese führen jedoch bei einer Verwendung des Zahnrades in einem Getriebe, welches ganz oder teilweise mit einem Fluid gefüllt ist, zu Problemen. Insbesondere bei einem schnell drehenden Zahnrad, welches in einem Ölbad läuft, werden große Mengen von Ölschaum gebildet. Diese stören den Schmierungsprozess am Zahnrad selbst sowie die weitere Förderung des Öls, beispielsweise in einen ölkühler oder Ähnliches. Zusätzlich ergeben sich ungünstige Strömungsverhältnisse im Bereich der Ausnehmungen oder Stege, welche die Kühlung und Schmierung beeinträchtigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zahnrad der beschriebenen Art zu schaffen, welches bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik in seinem Gewicht reduziert ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass eine Nabe des Zahnrads mit einem mit einer Verzahnung versehenen Ring über ein mit zumindest einer Ausnehmung versehenes Scheibenteil verbunden ist. Erfindungsgemäß ist das Scheibenteil beidseitig in Axialrichtung der Drehachse des Zahnrads mit einer im Wesentlichen scheibenförmigen Abdeckung versehen.
Erfindungsgemäß kann somit das Zahnrad hinsichtlich seines Gewichts optimiert werden. In Abhängigkeit von den auftretenden Kräften können Stege, Bohrungen oder Ähnliches vorgesehen sein. Durch die beidseitig aufgesetzten Scheibenteile ergibt sich eine glatte, äußere Form des Zahnrades. Verwirbelungen, Ölschaumbildung, Strömungsbeeinrächtigungen des Öles oder Ähnliches können somit gänzlich vermieden werden.
Das erfindungsgemäße Zahnrad kann somit auch in nur teilweise mit Öl oder anderen Schmierfluiden gefüllten Getriebekästen eingesetzt werden. Das Gesamtverhalten hinsichtlich der Strömungsbeeinflussung und der Wechselwirkung mit den Schmierfluiden ist somit in gleicher Weise optimal wie bei einem herkömmlichen Zahnrad. Demgegenüber ergibt sich jedoch eine ganz erhebliche Gewichtsreduzierung. Dies ist insbesondere bei Flugzeugkomponenten, wie etwa Gasturbinen, besonders vorteilhaft.
Erfindungsgemäß ergibt sich somit eine Kosteneinsparung durch die Gewichtsreduzierung. Weiterhin ergibt sich ein verbesserter Wirkungsgrad, da das erfindungsgemäße Zahnrad ein geringeres Massenträgheitsmoment aufweist.
Durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien für die Nabe und den Ring sowie die scheibenförmige Abdeckung ist es möglich, zusätzliche Optimierungen, insbesondere hinsichtlich des Gewichts, zu erzielen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Abdeckung in Form einer Kreisscheibe mit einer zentrischen Ausnehmung ausgebildet ist.
Die Abdeckung ist erfindungsgemäß bevorzugterweise sowohl mit der Nabe als auch mit dem Ring verbunden, beispielsweise mittels eines Fügeverfahrens (Schweißen, Kleben oder Ähnlichem). Die Abdeckung kann erfindungsgemäß plattenförmig, beispielsweise aus einem Metallblech, aus Kunststoff oder aus einem Carbon-Werkstoff gefertigt sein. Die Abdeckung kann glatt oder strukturiert ausgebildet sein, in Abhängigkeit von den gewünschten Strömungseffekten des Schmierfluids.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zahnrads, und
2 eine Darstellung, analog 1, des erfindungsgemäßen Zahnrads ohne scheibenförmige Abdeckungen.
Das erfindungsgemäße Zahnrad umfasst in üblicher Weise eine Nabe 1 sowie einen mit Zähnen versehenen Ring 2. Die 2 zeigt, dass ein die Nabe 1 mit dem Ring 2 verbindendes Scheibenteil 4 mit mehreren Ausnehmungen 3 versehen ist, so dass das Scheibenteil 4 im Wesentlichen durch radspeichenartige Bereiche gebildet wird.
Erfindungsgemäß ist eine Abdeckung 5, welche scheibenförmig ausgebildet ist und eine zentrische Ausnehmung 6 umfasst, zu beiden Seiten des Zahnrads aufgesetzt und an ihrem Innenumfang (zentrische Ausnehmung 6) mit der Nabe 1 und an ihrem Außenumfang 7 mit dem Ring 2 fest verbunden.

1: Nabe
2: Ring
3: Ausnehmung
4: Scheibenteil
5: Abdeckung
6: Zentrische Ausnehmung
7: Außenumfang
8: Drehachse

Claims

Zahnrad mit einer Nabe (1) und einem mit einer Verzahnung versehenen Ring (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (1) über ein mit zumindest einer Ausnehmung (3) versehenes Scheibenteil (4) mit dem Ring (2) verbunden ist, wobei der Scheibenteil (4) beidseitig in Axialrichtung der Drehachse (8) des Zahnrads mit einer im Wesentlichen scheibenförmigen Abdeckung (5) versehen ist.
Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (5) als Kreisscheibe mit einer zentrischen Ausnehmung (6) ausgebildet ist.
Zahnrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (5) mit der Nabe (1) und dem Ring (2) verbunden ist.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (5) plattenförmig ausgebildet ist.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (5) aus Metallblech gefertigt ist.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (5) aus Kunststoff gefertigt ist.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (5) aus einem Carbon-Werkstoff gefertigt ist.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (5) mittels eines Fügeverfahrens mit der Nabe (1) und dem Ring (2) verbunden ist.
Verwendung eines Zahnrads nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem zumindest zum Teil mit einem Kühl-Schmiermittel gefüllten Getriebegehäuse.