DE102009023720A1

DE102009023720A1 - Zahnrad

Info

Publication number: DE102009023720A1
Application number: DE102009023720A
Authority: DE
Inventors: Matthias Derse; Klaus Ehrler; Renald KÜMPEL
Original assignee: Neumayer Tekfor Holding GmbH
Current assignee: Neumayer Tekfor Holding GmbH
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2010-12-09
Also published as: WO2010139298A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gangrad, mit mindestens einer Nabe, mit mindestens einem Zahnkranz, mit mindestens einem Verbindungselement, welches die Nabe und den Zahnkranz miteinander verbindet, und mit mindestens einer Kupplungsverzahnung. Die Erfindung beinhaltet, dass die Kupplungsverzahnung Bestandteil des Verbindungselements ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnrad, mit mindestens einer Nabe, mit mindestens einem Zahnkranz, mit mindestens einem Verbindungselement, welches die Nabe und den Zahnkranz miteinander verbindet, und mit mindestens einer Kupplungsverzahnung. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Getriebe mit einem solchen Zahnrad. Ein solches Zahnrad wird somit beispielsweise als Gangrad in einem Getriebe insbesondere eines Fahrzeugs verwendet.
Bekannt sind solche Gangräder beispielsweise aus der DE 101 15 355 A1 . Dabei handelt es sich um ein hohles Zahnrad, welches eine zusätzliche Scheibe mit der Kupplungsverzahnung aufweist. Hohle Zahnräder sind ebenfalls bekannt aus DE 25 18 114 , DE 196 23 773 A1 , DE 101 15 351 A1 oder US 4,131,032 . Ein Verbindungselement zwischen Nabe und Zahnkranz aus Scheiben offenbart die DE 101 27 224 A1 . In dem Gebrauchsmuster DE 299 23 513 U1 ist eine Scheibe mit einer Profilierung gezeigt. Ein massives Gangrad ist offenbart in der EP 0 552 021 B1 .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gangrad vorzuschlagen, welches eine erhöhte Gewichtsreduktion aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kupplungsverzahnung Bestandteil des Verbindungselements ist. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist somit kein zusätzliches Bauteil erforderlich, sondern die Kupplungsverzahnung ist im Verbindungselement integriert bzw. das Verbindungselement ist derartig ausgestaltet, dass es die Kupplungsverzahnung aufweist.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Kupplungsverzahnung als Vertiefungen in dem Verbindungselement ausgestaltet ist. Das Verbindungselement weist somit mindestens eine Vertiefung auf, welche als Kupplungsverzahnung dient.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Nabe, der Zahnkranz und das Verbindungselement derartig ausgestaltet und miteinander abgeglichen sind, dass sich zwischen der Nabe und dem Zahnkranz mindestens ein Hohlraum befindet. Ein solcher Hohlraum bewirkt eine weitere Reduktion des Gewichts des Zahnrades.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Verbindungselement mindestens zwei Scheiben aufweist. In einer Ausgestaltung sind genau zwei Scheiben vorgesehen.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens eine der mindestens zwei Scheiben mindestens mit einer Stirnseite des Zahnkranzes verbunden ist. In einer Ausgestaltung sind beide Scheiben mindestens mit jeweils einer Stirnseite des Zahnkranzes verbunden.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die zwei Scheiben im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass das Verbindungselement im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet ist. Das Verbindungselement weist in dieser Ausgestaltung in einem Schnitt die Form des Großbuchstabens U auf.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Nabe, der Zahnkranz und das Verbindungselement einstückig sind.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Nabe, der Zahnkranz und das Verbindungselement einzelne Bauteile sind, die zumindest teilweise miteinander verbunden, insbesondere verschweißt oder verstemmt oder eingepresst oder eingeklebt oder verlötet sind. Die Verbindungstechniken können dabei auch passend kombiniert werden.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Nabe ein auf einer Schnellpresse geformtes Bauteil ist, wobei im Wesentlichen nur die durchgehende Bohrung der Nabe, insbesondere induktiv, gehärtet ist, und/oder dass der Zahnkranz ein durch ein Walzverfahren geformtes Bauteil ist, und/oder wobei das Verbindungselement ein gestanztes Blech-Bauteil ist.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Kupplungsverzahnung als Vertiefungen in dem Verbindungselement ausgestaltet ist, wobei die Vertiefungen eine längliche Flächenform aufweisen, und/oder wobei die Vertiefungen konisch in die Tiefe zulaufen, und/oder wobei die Flächen der Vertiefungen abgerundete oder spitze Endbereiche aufweisen, und/oder wobei die Seiten der Flächen der Vertiefungen eine glatten Verlauf oder eine, insbesondere spitz zulaufende, Ausbuchtung aufweisen.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine zum Hohlraum durchgehende Bohrung vorgesehen ist. Diese mindestens eine Bohrung befindet sich in einer Ausgestaltung im Verbindungselement.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass auf dem Verbindungselement mehrere zum Hohlraum durchgehende Bohrungen vorgesehen sind, welche insbesondere um einen Umfang verteilt sind. Die Bohrungen sind beispielsweise symmetrisch über eine Scheibe des Verbindungselements längs eines Kreises um die Mittenachse des Zahnrades verteilt angeordnet.
Weiterhin löst die Erfindung die Aufgabe durch ein Getriebe für ein Fahrzeug, welches über mindestens ein Zahnrad nach einem der vorhergehenden Ausgestaltungen verfügt. Das erfindungsgemäße Zahnrad dient somit im Getriebe beispielsweise als Gangrad.
Die Erfindung wird anhand einiger in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
1: eine angeschnittene Darstellung eines erfindungsgemäßen Gangrades, und
2: einen vergrößerten Ausschnitt des Gangrades der 1.
In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Zahnrad dargestellt, welches beispielsweise als Gangrad in einem Getriebe eines Fahrzeugs Verwendung findet.
Der Zahnkranz 2 weist eine Außenverzahnung auf, wobei es sich in diesem Beispiel um eine Schrägverzahnung handelt. Im Zentrum des Zahnkranzes 2 befindet sich die Nabe 1, welche beispielsweise dazu dient, das Gangrad auf einer – hier nicht dargestellten – Welle zu montieren. Hierfür weist die Nabe 1 eine durchgehende Innenbohrung auf. Zwischen der Nabe 1 und dem Zahnkranz 2 ist das Verbindungselement 3 angeordnet, welches der Verbindung von Zahnkranz 2 und Nabe 1 und damit auch der Übertragung des Drehmoments zwischen beiden dient. Das Verbindungselement 3 besteht aus zwei Scheiben 6, welche im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und insbesondere mit den beiden Stirnseiten 7 des Zahnkranzes 2 verbunden, beispielsweise verschweißt sind. Um die Kontaktierung zu verbessern, ist an den Stirnseiten 7 jeweils ein Absatz vorgesehen, auf welchem die beiden Scheiben 6 ruhen. Die beiden Scheiben 6 bilden einen Hohlraum 5.
Die Kupplungsverzahnung 4 ist erfindungsgemäß ein Bestandteil des Verbindungselements 3 bzw. in der hier dargestellten Ausgestaltung einer der beiden Scheiben 6.
Die Scheibe 6, in welcher die Kupplungsverzahnung 4 eingebracht ist, weist in dieser Ausgestaltung auch zum Hohlraum 5 durchgehende Bohrungen 8 auf. In einer alternativen Ausgestaltung befinden sich diese Bohrungen 8 auf der anderen Scheibe bzw. in einer weiteren Ausgestaltung tragen beide Scheiben 6 durchgehende Bohrungen. Die Bohrungen 8 sind dabei symmetrisch über einen Umfang verteilt. Sie dienen beispielweise dazu, dass bei der Anwendung eines Gangrades in dem Getriebe eines Fahrzeugs Öl, welches durch die Kupplungsverzahnung 4 eindringt, wieder aus dem Hohlraum 5 hinaus fließen kann. In einer weiteren Ausgestaltung weist das Verbindungselement 3 nur die Kupplungsverzahnung 4, d. h. insbesondere nicht zusätzlich die durchgehenden Bohrungen 8 auf.
Die 2 zeigt einen vergrößerten Blick auf die Kupplungsverzahnung 4, welche hier als Vertiefungen in der Scheibe 6 ausgestaltet ist. Die Vertiefungen sind konzentrisch um die Längsachse der Nabe 1 angeordnet und weisen längliche Flächen auf, deren lange Achse radial nach außen gerichtet ist. Die Flächen weisen einen runden Verlauf der Ränder auf. In einer alternativen Ausgestaltung sind die Flächen rhombisch oder weisen spitze Ecken auf. In die Tiefe laufen die Aussparungen konisch nach innen zu, d. h. in Richtung des Hohlraums 5.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10115355 A1 [0002]
- DE 2518114 [0002]
- DE 19623773 A1 [0002]
- DE 10115351 A1 [0002]
- US 4131032 [0002]
- DE 10127224 A1 [0002]
- DE 29923513 U1 [0002]
- EP 0552021 B1 [0002]

Claims

Zahnrad, mit mindestens einer Nabe, mit mindestens einem Zahnkranz, mit mindestens einem Verbindungselement, welches die Nabe und den Zahnkranz miteinander verbindet, und mit mindestens einer Kupplungsverzahnung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsverzahnung Bestandteil des Verbindungselements ist.
Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsverzahnung als Vertiefungen in dem Verbindungselement ausgestaltet ist.
Zahnrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe, der Zahnkranz und das Verbindungselement derartig ausgestaltet und miteinander abgeglichen sind, dass sich zwischen der Nabe und dem Zahnkranz mindestens ein Hohlraum befindet.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement mindestens zwei Scheiben aufweist.
Zahnrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der mindestens zwei Scheiben mindestens mit einer Stirnseite des Zahnkranzes verbunden ist.
Zahnrad nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Scheiben im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet ist.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe, der Zahnkranz und das Verbindungselement einstückig sind.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe, der Zahnkranz und das Verbindungselement einzelne Bauteile sind, die zumindest teilweise miteinander verbunden, insbesondere verschweißt oder verstemmt oder eingepresst oder eingeklebt oder verlötet sind.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe ein auf einer Schnellpresse geformtes Bauteil ist, wobei im Wesentlichen nur die durchgehende Bohrung der Nabe, insbesondere induktiv, gehärtet ist, und/oder dass der Zahnkranz ein durch ein Walzverfahren geformtes Bauteil ist, und/oder wobei das Verbindungselement ein gestanztes Blech-Bauteil ist.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsverzahnung als Vertiefungen in dem Verbindungselement ausgestaltet ist, wobei die Vertiefungen eine längliche Flächenform aufweisen, und/oder wobei die Vertiefungen konisch in die Tiefe zulaufen, und/oder wobei die Flächen der Vertiefungen abgerundete oder spitze Endbereiche aufweisen, und/oder wobei die Seiten der Flächen der Vertiefungen eine glatten Verlauf oder eine, insbesondere spitz zulaufende, Ausbuchtung aufweisen.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zum Hohlraum durchgehende Bohrung vorgesehen ist.
Zahnrad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Verbindungselement mehrere zum Hohlraum durchgehende Bohrungen vorgesehen sind, welche insbesondere um einen Umfang verteilt sind.
Getriebe für ein Fahrzeug, welches über mindestens ein Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 13 verfügt.