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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Zahnrad mit zwei über eine Ausnehmung voneinander getrennten Verzahnungen
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Hintergrund der Erfindung
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Zahnräder mit zwei separaten Stirnverzahnungen kommen zumeist als Schalt- oder Getriebezahnräder zum Übertragen hoher Drehmomente zum Einsatz. Ein solches Zahnrad mit zwei geraden Verzahnungen ist beispielsweise aus
GB 405,200 bekannt. Nachteilig ist jedoch, dass mit solchen Geradverzahnungen im Vergleich zu ebenfalls bekannten Schrägverzahnungen nur geringere Momente übertragbar sind, wie geradverzahnte Räder auch eine höhere Geräuschentwicklung mit sich bringen, verglichen mit schräg verzahnten Rädern. Ein schräg verzahnte Zahnrad lässt die gleichmäßige Übertragung hoher Drehmomente zu, damit einher geht jedoch auch die Erzeugung einer hohen Axialkraft, die durch den Zahneingriffspunkt eine Verkippung erzeugt. Diese Axialkraft in Verbindung mit der Verkippung führt dazu, dass bei Einsatz solcher einfach schräg verzahnter Räder die entsprechenden Lagerungen, sei es in Form von Haupt- oder Loslagern, entsprechend zu dimensionieren sind.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Zahnrad anzugeben, das einerseits die Übertragung hoher Drehmomente zulässt, dies jedoch ohne Erzeugung einer Axialkraft, und das einfach herstellbar ist.
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Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß bei einem Zahnrad mit zwei über eine Ausnehmung voneinander getrennten Verzahnungen vorgesehen, dass die Verzahnungen Schrägverzahnungen mit entgegengesetzt laufender Verzahnungsrichtung sind, wobei an einem Radkörper die eine Schrägverzahnung an einem am Radkörper befestigten Ring die zweite Schrägverzahnung ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß kommen bei dem die Doppel-Verzahnung aufweisenden Zahnrad zwei Schrägverzahnungen zum Einsatz, die jedoch in entgegengesetzter Richtung verlaufen, mithin also zusammen eine Pfeilverzahnung bilden. Dieses Zahnrad kämmt mit einem entsprechend pfeilverzahnten Zahnrad, so dass sich aufgrund der gegebenen Pfeilverzahnung die Axialkraft aufhebt, mithin also das Zahnrad axialkraftfrei und damit verkippungsfrei läuft. Dies hat einen beachtlichen Vorteil hinsichtlich der Lagerdimensionierung, da die verwendeten Lager keine Kippmomente respektive entsprechende Kräfte aufnehmen müssen.
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Das erfindungsgemäße Zahnrad ist zweiteilig. Es besteht aus einem zentralen Radkörper, an dem selbst unmittelbar die eine Schrägverzahnung ausgebildet ist. Am Radkörper ist unverlierbar ein Ring befestigt, an dem die zweite, entgegengesetzt laufende Schrägverzahnung ausgebildet ist. Der Ring wird am Radkörper angesetzt oder auf diesen aufgeschoben, so dass sich, über die Aussparung begrenzt, die beiden einzelnen Schrägverzahnungen zur Pfeilverzahnung ergänzen. Aus der Zweiteiligkeit resultiert eine einfache Herstellung des erfindungsgemäßen Zahnrads. Denn die beiden entgegengesetzten Verzahnungen können, da an separaten Bauteilen vorgesehen, auch separat hergestellt werden. Eine Herstellung der beiden Schrägverzahnungen an einem einteiligen Zahnrad ist fertigungstechnisch äußerst kompliziert, da – anders als bei einer Geradverzahnung – infolge der aufeinander zu laufenden Schrägverzahnungen nicht geradlinig durchgeräumt oder durchgefräst oder durchgeschnitten werden kann.
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Insgesamt ist also das erfindungsgemäße Zahnrad einerseits dahingehend von Vorteil, als infolge der realisierten Pfeilverzahnung keine Axialkräfte übertragen werden, jedoch hohe Drehmomente übertragbar sind, zum anderen ist seine Herstellung aufgrund der Zweiteiligkeit besonders einfach.
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Zur Festlegung des Rings am Radkörper ist zweckmäßigerweise am Radkörper ein anschlagbegrenzter Sitz für den Ring vorgesehen, an dem der Ring formschlüssig anliegt. Beispielsweise ist am Radkörper, der deutlich länger ist als die an ihm ausgebildete Schrägverzahnung, ein zylindrischer Ringsitz ausgebildet, der über eine Anschlagschulter begrenzt ist. Auf diesen Ringsitz ist der die zweite Schrägverzahnung aufweisende Ring aufgeschoben und gegen die Anschlagschulter geführt, so dass er formschlüssig aufsitzt. Über die Anschlagschulter wird gleichzeitig die Ausnehmung zwischen den beiden Schrägverzahnungen definiert.
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Die Befestigung des Rings kann entweder über eine Stoffschlussverbindung, beispielsweise durch einfaches Anschweißen, oder über eine Pressverbindung, also ein Aufpressen des Ringes auf den Sitz erfolgen.
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Die beiden Schrägverzahnungen weisen bevorzugt den gleichen Schrägungswinkel auf, jeweils bezogen auf die jeweilige Ausrichtung.
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Das Zahnrad selbst ist bevorzugt ein Losrad, das über ein entsprechendes Loslager an einer Welle gelagert werden kann. An ihm kann ein geeigneter Kopplungskörperträger oder ein Reibkonus vorgesehen sein, bevorzugt natürlich am Radkörper selbst.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes Zahnrad in einer Seitenansicht; und
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2 das Zahnrad aus 1 in einer Schnittansicht.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Zahnrad 1, beispielsweise ein Schaltrad oder Getriebezahnrad in Form eines Losrads. Das Zahnrad weist zwei Schrägverzahnungen 2, 3 auf, die über eine Aussparung 4 voneinander getrennt sind. Die beiden Schrägverzahnungen laufen aufeinander zu, d. h., die eine Schrägverzahnung ist links- und die andere rechtsverzahnt. Letztlich sind hier also zwei separate Stirnräder mit gleichem Radius realisiert, sie bilden zusammen eine Pfeilverzahnung.
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Das erfindungsgemäße Zahnrad besteht aus einem Radkörper 5, an dem unmittelbar durch spanende Bearbeitung die erste Schrägverzahnung 2 ausgebildet ist. Am Radkörper 5 ist ein Sitz 6 ausgebildet, hier in Form eines Zylindersitzes, der über eine Schulter 7 als Anschlag begrenzt ist. An oder in diesem Sitz 6 ist ein Ring 8 formschlüssig aufgenommen, an dem die zweite Schrägverzahnung 3 ausgebildet ist. Der Ring 8 ist also ein separates Bauteil, das, wie der Radkörper 5 mit seiner Schrägverzahnung 2 auch, separat hergestellt wird.
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Zur Befestigung wird der Ring 3, der an seiner Innen- und Stirnseite der Form des Sitzes 6 entsprechend ausgeführt ist, auf den Radkörper 5 respektive den Sitz 6 aufgeschoben und am Radkörper 5 befestigt. Dies kann insbesondere durch stirnseitiges Anschweißen erfolgen, oder indem der Ring 8 mit einer Pressverbindung am Sitz 6 fixiert wird, also letztlich aufgepresst wird. Vorgesehen ist ferner am Radkörper ein Reibkonus 9, jedoch kann auch jedweder andere Körper daran ausgebildet werden, so erforderlich.
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Wie die Schnittansicht zeigt, handelt es sich um ein Losrad, das, wie in der exemplarischen Montagestellung dargestellt ist, über ein Loslager 10 auf einer Welle 11 gelagert ist.
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Der Radkörper 5 wie auch der Ring 8 sind bevorzugt aus dem gleichen Material gefertigt, damit seitens den Schrägverzahnungen 2, 3 keinerlei Festigkeitsunterschiede gegeben sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zahnrad
- 2
- Schrägverzahnung
- 3
- Schrägverzahnung
- 4
- Aussparung
- 5
- Radkörper
- 6
- Sitz
- 7
- Schulter
- 8
- Ring
- 9
- Reibkonus
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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