DE102007019042A1

DE102007019042A1 - Segmentiertes Zahnrad zur Übertragung eines Drehmoments bei einem Getriebe

Info

Publication number: DE102007019042A1
Application number: DE102007019042A
Authority: DE
Inventors: Georg Twardzik; Thorsten Meyer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-04-20
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2008-10-23

Abstract

Segmentiertes Zahnrad (1) zur Übertragung eines Drehmoments bei einem Getriebe, dessen periphere Verzahnung formschlüssig mit einem Zugmittel (2) zusammenwirkt, wobei die Verzahnung aus vielen entlang des Umfangs eines Tragrades (3) als Basis lösbar angebrachten Zahnsegmenten (4) besteht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein segmentiertes Zahnrad zur Übertragung eines Drehmomentes bei einem Getriebe, dessen periphere Verzahnung formschlüssig mit einem Zugmittel zusammenwirkt.
Als Einsatzgebiet des Erfindungsgegenstands eignet sich in erster Link die Umsetzung bei Zugmittelgetrieben. Hierbei erfolgt die Leistungsübertragung durch mindestens eine Zahnrad-Zugmittel-Paarung. Als Zugmittel kann eine Bolzenkette, Zahnkette oder dergleichen verwendet werden.
Die DE 199 44 973 A1 offenbart ein Zahnrad eines Zugmittelgetriebes, welches hier im Rahmen eines Steuerkurven-Zahnkettentriebs zum Einsatz kommt. Dieser spezielle Zahnkettentrieb besteht aus einem antriebsseitigen Zahnrad und mindestens einem antriebsseitigen Zahnrad sowie einer damit kämmenden Zahnkette, die aus einzelnen mit den Zahnrädern im Eingriff stehenden metallischen Zahnlaschen mit endseitigen Durchbrüchen bestehen. Die Durchbrüche nehmen gelenkbildende Verbindungselemente auf. Weiterhin sind auf der Rückseite der Zahnkette verschiedenartige Kurvenelemente aufgebracht, welche zusammengesetzt eine Steuerkurve bilden, um im Zusammenwirken mit einer andrückenden Tastrolle eine Steuerkurvenfunktion auszuführen.
Nachteilig bei derartigen Zahnrad-Zugmittel-Paarungen wirkt sich der gewöhnlich hohe Herstellungsaufwand des Zahnrades aus, insbesondere dann, wenn dieses einen großen Durchmesser besitzt. Denn die Fertigung einer Verzahnung für große Zahnräder mit einer hohen Zähnezahl erfordert eine langwierige spanabhebende Bearbeitung durch Abwälzfräsmaschinen, wobei zur Erzielung eines optimalen Zahneingriffs nur äußerst geringe Maßtoleranzen hinnehmbar sind.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein großes Zahnrad für eine Zahnrad-Zugmittel-Paarung zu schaffen, welches sich mit möglichst geringem fertigungstechnischen Aufwand herstellen lässt.
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Zahnrad gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung schließt die technische Lehre, dass die Verzahnung eines Zahnrades aus vielen entlang des Umfangs eines Tragrades als Basis lösbar angebrachten Zahnsegmenten besteht.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass eine spanabhebende Bearbeitung zur Bildung der Verzahnung gänzlich entfällt. Die zur Bildung der Verzahnung erfindungsgemäß vorgesehenen Zahnsegmente lassen sich vorzugsweise als Guss- oder Schmiedeteile aus Stahl spanlos fertigen und müssen lediglich zur Bildung der Zahnflanken geschliffen werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich einzelne defekte Zahnsegmente der Verzahnung austauschen lassen. Insoweit muss nicht das gesamte Zahnrad im Reparaturfall ersetzt werden. Daher stellt die erfindungsgemäße Lösung eine den Fertigungsaufwand minimierende Alternative für Zahnräder großen Durchmessers mit entsprechend hoher Zähnezahl dar.
Das als Basis dienende Tragrad ist vorzugsweise als Scheibenkörper oder Ringkörper ausgebildet und lässt sich in einfacher Weise als Drehteil aus Metall herstellen. Jedes Zahnsegment sollte zur Anpassung an den Außendurchmesser des Tragrades eine entsprechend geometrisch hierauf abgestimmte konkave Unterseite besitzen. Somit kann eine gleichmäßige Anlage jedes Zahnsegments an das Tragrad gewährleistet werden.
Als große Zahnräder werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise Zahnräder mit einem Durchmesser von größer 1 m und einer Verzahnung von mehr als 100 Zähnen verstanden. Erst ab entsprechend großen Zahnrädern mit einer entsprechend hohen Zähnezahl stellt sich der Vorteil eines geringen Fertigungsaufwand im Vergleich zu herkömmlich gefertigten Zahnrädern ein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst jedes Zahnsegment zwei Zähne und es werden zwei Rundbolzen verwendet, um solche Zahnsegmente miteinander zu verketten. Die eigentliche lösbare Befestigung am Tragrad erfolgt über eine Schraube, welche sich durch eine radiale Durchgangsbohrung im Zahnsegment erstreckt, um in eine Gewindegrundbohrung seitens des Tragrades eingeschraubt zu werden.
Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, mindestens zwei Zahnsegmente derart nebeneinander am Tragrad zu befestigen, das sich eine deckungsgleiche Zahnkontur ergibt. Mit einer solchen Nebeneinanderanordnung von Zahnsegmenten lassen sich höhere Zahnbreiten unter Verwendung einheitlicher Zahnsegmente realisieren. Es müssen also nicht für unterschiedliche Zahnbreiten unbedingt unterschiedlich breite Zahnsegmente hergestellt werden.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
1 eine Seitenansicht einer Zahnrad-Zugmittel-Paarung,
2 eine Seitenansicht eines einzelnen Zahnsegments, und
3 eine Draufsicht auf ein Zahnsegment gemäß Anspruch 2.
Nach Anspruch 1 wirkt ein nur teilweise dargestelltes Zahnrad 1 mit einer Zahnkette 2 als Zugmittel formschlüssig zusammen. Das Zahnrad 1 weist eine spezielle Verzahnung auf, die aus einzelnen, entlang des Umfangs eines Tragrades 3 als Basis angebrachten Zahnsegmenten 4 besteht. Das Tragrad 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Scheibenkörper aus gedrehtem, ungehärtetem Stahl. Dagegen bestehen die vom Tragrad 3 getragenen Zahnsegmente 4 (hier nur eines exemplarisch dargestellt) aus gegossenem Stahl. Die einzelnen Zahnsegmente 4 sind über zwei endseitige Rundbolzen 5a und 5b miteinander verkettet.
Nach 2 erfolgt die Befestigung des Zahnsegments 4 am – hier nicht weiter dargestellten – Tragrad durch eine Schraube 6, welche zwischen den beiden endseitig am Zahnsegment 4 angeordneten Rundbolzen 5a und 5b platziert ist.
Gemäß 3 werden einzelne Zahnsegmente 4 nacheinander über eine Feder 7 und Nut 8 Verbindung durch – hier nicht weiter dargestellte – Bolzen zu einer Art Kette verbunden.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst ist. So ist es beispielsweise auch möglich, den Zahnsegmenten 4 eine konkave Unterseite zu verleihen, welche in Kontakt mit dem Tragrad 3 kommt, welches seinerseits eine entsprechend konvex gewölbte Oberfläche hat. Ferner können auch mehrere gleichartige Zahnsegmente 4 nebeneinander befestigt werden, um eine höhere Zahnbreite zu erzielen.

1: Zahnrad
2: Zugmittel
3: Tragrad
4: Zahnsegment
5: Rundbolzen
6: Schraube
7: Feder
8: Nut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19944973 A1 [0003]

Claims

Segmentiertes Zahnrad (1) zur Übertragung eines Drehmoments bei einem Getriebe, dessen periphere Verzahnung formschlüssig mit einem Zugmittel (2) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung aus vielen entlang des Umfangs eines Tragrades (3) als Basis lösbar angebrachten Zahnsegmenten (4) besteht.
Segmentiertes Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Zahnsegmenten (4) realisierte Verzahnung mehr als 100 Zähne aufweist.
Segmentiertes Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Zahnsegment (4) zwei Zähne der Verzahnung bildet.
Segmentiertes Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnsegmente (4) als Guss- oder Schmiedeteile aus Stahl bestehen.
Segmentiertes Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Zahnsegmente (4) über jeweils zwei Rundbolzen (5a, 5b) miteinander verkettet sind.
Segmentiertes Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Zahnsegment (4) über mindestens eine Schraube (6) lösbar am Tragrad (3) befestigt ist.
Segmentiertes Zahnrad nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Rundbolzen (5a, 5b) je endseitig eines Zahnsegments (4) angeordnet sind, zwischen denen eine einzige Schraube (6) zur Befestigung am Tragrad (3) platziert ist.
Segmentiertes Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für höhere Zahnbreiten mindestens zwei Zahnsegmente (4) derart nebeneinander am Tragrad (3) befestigt sind, dass sich eine deckungsgleiche Zahnkontur ergibt.
Segmentiertes Zahnrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragrad (3) als ein Scheibenkörper oder Ringkörper aus ungehärtetem Metall ausgebildet ist.
Segmentiertes Zahnrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Zahnsegment (4) eine auf den Außendurchmesser des Tragrades (3) abgestimmte konkave Unterseite aufweist.