DE102010012146A1

DE102010012146A1 - Zahnrad

Info

Publication number: DE102010012146A1
Application number: DE102010012146A
Authority: DE
Inventors: Paulo César Sigoli; Mauro Moraes de Souza; Juliano SAVOY; Philippe de Abreu Duque; Marcelo Adriano do Carmo Silva; Arthur Caio Amarante Costa Paulino
Original assignee: Neumayer Tekfor Holding GmbH
Current assignee: Neumayer Tekfor Engineering GmbH
Priority date: 2010-03-20
Filing date: 2010-03-20
Publication date: 2011-09-22

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnrad. Die Erfindung beinhaltet, dass ein Lagerelement vorgesehen ist, dass ein Trägerelement vorgesehen ist, welches aus einem gespritzten oder gegossenen Kunststoff besteht, wobei das Trägerelement konzentrisch um das Lagerelement herum angeordnet ist, wobei das Trägerelement und das Lagerelement drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, dass ein Zahnelement vorgesehen ist, welches eine Außenverzahnung aufweist, und welches aus einem Blech oder einem Flachstahl oder einem Rohrabschnitt besteht, wobei das Zahnelement konzentrisch um das Trägerelement herum angeordnet ist, und wobei das Zahnelement und das Trägerelement drehmomentübertragend miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnrad.
Im Stand der Technik sind massive einstückige Zahnräder bekannt. Weiterhin gibt es mehrteilige Zahnräder. Die Offenlegungsschrift DE 101 19 235 A1 beschreibt ein Kunststoffzahnrad, bei welchem um einen Ring aus Stahl ein Hauptkörperabschnitt aus Kunststoff und darum ein gezahnter Abschnitt aus einem anderen Kunststoff angeordnet sind. Das Dokument JP 2001116112 A beschreibt ein Zahnrad, welches ein Lager aus Stahl, einen leichten Träger und ein Zahnelement aus Stahl aufweist. In dem Dokument WO 2008/128513 wird ein Zahnrad beschrieben, welches aus einem Nabenkörper, einem Außenkörper und einer Zwischenschicht zwischen Naben- und Außenkörper besteht. Dabei sind der Naben- und der Außenkörper durch Massivumformen hergestellte Metallteile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative Ausgestaltung eines mehrteiligen Zahnrades vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Lagerelement vorgesehen ist, dass ein Trägerelement vorgesehen ist, welches aus einem gespritzten oder gegossenen Kunststoff besteht, wobei das Trägerelement konzentrisch um das Lagerelement herum angeordnet ist, wobei das Trägerelement und das Lagerelement drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, dass ein Zahnelement vorgesehen ist, welches eine Außenverzahnung aufweist, und welches aus einem Blech oder einem Flachstahl oder einem Rohrabschnitt besteht, wobei das Zahnelement konzentrisch um das Trägerelement herum angeordnet ist, und wobei das Zahnelement und das Trägerelement drehmomentübertragend miteinander verbunden sind. Das erfindungsgemäße Zahnrad besteht somit zumindest aus den drei separaten Bauteilen Trägerelement, Lagerelement und Zahnelement. Diese Elemente sind konzentrisch umeinander angeordnet und jeweils derartig miteinander verbunden, dass sich zumindest ein Drehmoment übertragen lässt. Eine solche modulare Bauweise erlaubt eine einfache Adaption an unterschiedliche Anforderungen in Bezug auf die verwendeten Materialien oder in Bezug auf die Dimensionierung. Das Trägerelement ist dabei in einer Ausgestaltung in der Art eines Flanschs ausgebildet. Um das Gewicht zu reduzieren, besteht das Lagerelement aus einem Kunststoff. Das Zahnelement aus Blech oder Flachstahl erlaubt eine einfache und kostengünstige Herstellung. In einer Ausgestaltung ist das Zahnelement einstückig ausgestaltet. In einer Variante wird das Zahnelement aus einem Rohr bzw. einem Rohrabschnitt erzeugt, wobei die Verzahnung beispielsweise passend aufgewalzt wird. In einer weiteren Ausgestaltung besteht das Zahnelement insbesondere aus einem zu einem Ring geschlossenen Streifen, dessen Enden miteinander verbunden, z. B. verschweißt sind. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Zahnelement zumindest teilweise gehärtet. Das Zahnelement kann insbesondere vor dem Zusammenbau mit den beiden anderen Bestandteilen des erfindungsgemäßen Zahnrades derartig bearbeitet werden, dass im gefügten Zustand keine zusätzliche Behandlung mehr erforderlich ist. Je nach Anforderungen an die Genauigkeit kann nach dem Fügen noch die Verzahnung hartfein nachbearbeitet werden. Dabei kann auch auf den Lauf zur Lagerfläche geachtet werden.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens eine der Verbindungen zwischen Trägerelement und Lagerelement und zwischen Zahnelement und Trägerelement über Kleben und/oder Schweißen und/oder Löten und/oder über Formsitz und/oder über Presssitz und/oder über das Gießen oder Spritzen des Kunststoffs des Trägerelements und/oder über eine Kombination von Rippen und Vertiefungen erfolgt. In einer Ausgestaltung verfügt das Zahnelement über Taschen, in welchen das Trägerelement mit Randbereichen hineinragt. In einer weiteren Ausgestaltung ist das Lagerelement derartig beschaffen, dass es eine Außenstruktur zur Verbindung mit dem Trägerelement aufweist. Dies z. B. in Form von Vertiefungen, Aussparungen, Rippen oder anderen Ausstülpungen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass das Zahnelement zumindest abschnittsweise eine Innenverzahnung aufweist.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Lagerelement im Wesentlichen aus Stahl besteht.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass das Trägerelement schwingungsdämpfend wirkt. In einer Ausgestaltungen weist das Trägerelement Aussparungen auf, d. h. durchgehende Löcher oder ggf. teilweise oder vollständig umschlossene Hohlräume auf. In einer alternativen Ausgestaltung ist das Trägerelement im Wesentlichen homogen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Trägerelement Verstärkungsfasern aufweist.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass das Lagerelement mit dem Zahnelement unmittelbar verbunden ist. In dieser Ausgestaltung besteht somit auch eine Kontakt zwischen dem Lagerelement und dem Zahnelement. Dies kann u. a. die Stabilität erhöhen.
In der einzigen Abbildung ist das erfindungsgemäße mehrteilige bzw. gebaute Zahnrad in Explosionsdarstellung gezeigt. Zu erkennen ist die Dreiteiligkeit. Das Lagerelement 1 dient dem Aufbringen des Zahnrads beispielsweise auf eine Welle. Um das Lagerelement 1 herum ist das Trägerelement 2 angeordnet und darum herum das Zahnelement 3, welches hier als Beispiel eine Schrägverzahnung aufweist. Das Zahnelement 3 ist beispielsweise gehärtet, um die Verschleißbeständigkeit der Verzahnung zu erhöhen. Das Lagerelement 1 besteht beispielsweise aus einem massiven Metall, kann alternativ jedoch auch aus einem Kunststoff oder einem Blech bestehen. Das Lagerelement 1 verfügt hier über eine Innenverzahnung und über längliche Aussparungen oder Taschen auf seiner Außenseite. Das Trägerelement 2 besteht aus einem Kunststoff. Das aus einem Blech oder einem Flachstahl oder einem Rohrabschnitt gefertigte Zahnelement 3 trägt die Verzahnung an der Außenseite. Die hier zu erkennende außen und innen befindliche Verzahnung lässt sich z. B. durch Tiefziehen oder im Walzverfahren erzeugen. Bei der Herstellung wird beispielsweise ein Blechstreifen mit der Verzahnung versehen und anschließend werden die Enden des Streifens über Schweißen miteinander verbunden, so dass sich ein geschlossener Ring ergibt. Das Trägerelement 2 aus Kunststoff verfügt über Außenkonturen, welche zu den Konturen des Lagerelement 1 bzw. des Zahnelements 3 passen, um eine Verbindung zu erzeugen. Das Trägerelement 2 ist beispielsweise ein separat gefertigtes Bauteil oder es wird an das Lagerelement 1 und/oder das Zahnelement 3 angespritzt oder gegossen, d. h. in Verbindung mit diesem erzeugt.
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 10119235 A1 [0002]
JP 2001116112 A [0002]
WO 2008/128513 [0002]

Claims

Zahnrad, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lagerelement vorgesehen ist, dass ein Trägerelement vorgesehen ist, welches aus einem gespritzten oder gegossenen Kunststoff besteht, wobei das Trägerelement konzentrisch um das Lagerelement herum angeordnet ist, wobei das Trägerelement und das Lagerelement drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, dass ein Zahnelement vorgesehen ist, welches eine Außenverzahnung aufweist, und welches aus einem Blech oder einem Flachstahl oder einem Rohrabschnitt besteht, wobei das Zahnelement konzentrisch um das Trägerelement herum angeordnet ist, und wobei das Zahnelement und das Trägerelement drehmomentübertragend miteinander verbunden sind.
Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Verbindungen zwischen Trägerelement und Lagerelement und zwischen Zahnelement und Trägerelement über Kleben und/oder Schweißen und/oder Löten und/oder über Formsitz und/oder über Presssitz und/oder über das Gießen oder Spritzen des Kunststoffs des Trägerelements und/oder über eine Kombination von Rippen und Vertiefungen erfolgt.
Zahnrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnelement zumindest abschnittsweise eine Innenverzahnung aufweist.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement im Wesentlichen aus Stahl besteht.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement schwingungsdämpfend wirkt.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement Verstärkungsfasern aufweist.
Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement mit dem Zahnelement unmittelbar verbunden ist.