DE102013100417A1 - Zahnradeinheit - Google Patents

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Jörg Pitzer
Frank Hortobagy
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Weber & Co KG Kunststofftechnik und Formenbau GmbH
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/17Toothed wheels
    • F16H55/18Special devices for taking up backlash

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zahnradeinheit (1) sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnradeinheit (1), wobei ein erstes Zahnrad (2) und eines zweites Zahnrad (3) mit korrespondierender Außengeometrie bezüglich einer Drehachse (4) koaxial nebeneinander und gegenüber einer deckungsgleichen Zahnposition relativ zueinander um einen Winkel (α) verdreht angeordnet sind bzw. werden. Dabei ist es vorgesehen, dass die beiden Zahnräder (2, 3) durch einen Kunststoff (5) miteinander verbunden sind bzw. zum Verbinden der beiden Zahnräder (2, 3) wenigstens bereichsweise ein Kunststoff (5) zwischen die beiden Zahnräder (2, 3) eingebracht wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnradeinheit sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Zahnradeinheit, wobei ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad mit korrespondierender Außengeometrie bezüglich einer Drehachse koaxial nebeneinander und gegenüber einer deckungsgleichen Zahnposition relativ zueinander um einen Winkel verdreht angeordnet werden bzw. sind.
  • Unter Zahnräder mit korrespondierender Außengeometrie, werden solche Zahnräder mit im Wesentlichen gleicher Zähnezahl, Zahnform und Zahnhöhe sowie im Wesentlich gleichem Teilkreisdurchmesser und Kopfkreisdurchmesser.
  • Zahnradeinheiten der eingangs genannten Art mit zwei gegeneinander verspannten Zahnradhälften sind aus dem Stand der Technik bekannt und dienen vornehmlich zur Vermeidung unerwünschter Geräuschentwicklungen, die erfahrungsgemäß bei der Verwendung von einstückigen Zahnrädern aufgrund des Zahnflankenspiels beim Kämmen zweier ineinandergreifender Zahnräder auftreten können. Dabei wird der Winkel, um den die beiden Zahnräder relativ zueinander verdreht angeordnet sind, so gewählt, dass der Versatz der beiden Zahnräder am Teilkreis der Zahnung größer ist als das Flankenspiel.
  • Aus DE 10 2005 019 349 A1 ist ein Zahnrad für Brennkraftmaschinen bekannt, das in Richtung einer Drehachse aus zumindest einem ersten und einem zweiten zueinander korrespondierenden Zahnrad besteht, welche relativ zueinander um die gemeinsame Drehachse versetzt zueinander angeordnet und mit wenigstens einer Schraube gegen eine Verdrehung fest miteinander verbunden sind.
  • Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Zahnradeinheiten mit geräuscharmen Laufeigenschaften bekannt, bei denen die versetzt zueinander angeordneten Zahnräder nicht starr, sondern elastisch miteinander verbunden sind. So ist aus DE 203 13 595 U1 ein Zahnradpaar bekannt, das aus zwei Zahnrädern besteht, die gegeneinander verdrehbar auf einer gemeinsamen Drehachse gelagert sind und mit dem Gegenzahnrad gemeinsam in Eingriff stehen. Dabei weist jedes der beiden Zahnräder in den angrenzenden Seitenflächen eine oder mehrere Aussparungen auf, in denen jeweils ein gemeinsames federndes Element angeordnet ist, über das die Zahnräder untereinander unter Einhaltung der konzipierten äußeren geometrischen Abmessungen vorspannbar sind.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten Zahnradeinheiten erfordern jedoch zumeist einen hohen Arbeits-, Zeit- und Kostenaufwand bei der Montage bzw. dem Zusammenbau. Insbesondere bei Zahnradeinheiten, die über ein federndes Element miteinander verbunden sind, sind mitunter Montagehilfen und Werkzeuge notwendig, um das Zahnradpaar zusammenzubauen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Zahnradeinheit der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung dahingehend zu verbessern, dass sich der Zeit- und Kostenaufwand bei der Herstellung und Montage deutlich reduziert.
  • Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie eine Zahnradeinheit gemäß Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Zahnradeinheit, bei dem ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad mit korrespondierender Außengeometrie bezüglich einer Drehachse koaxial nebeneinander und gegenüber einer deckungsgleichen Zahnposition relativ zueinander um einen Winkel α verdreht angeordnet werden, zeichnet sich dadurch aus, dass zum Verbinden der beiden Zahnräder wenigstens bereichsweise ein Kunststoff zwischen die beiden Zahnräder eingebracht wird.
  • Gemäß der Erfindung erfolgt die Verbindung der beiden Zahnräder durch den eingebrachten Kunststoff im Wesentlichen mittels Form- und/oder Stoffschluss. Unter einer formschlüssigen Verbindung wird eine solche Verbindung verstanden, bei der die Verbindungspartner, d.h. vorliegend die beiden Zahnräder und der eingebrachte Kunststoff, aufgrund einer korrespondierenden Formgebung so ineinander greifen, dass Kräfte übertragen werden können, insbesondere dass die Verbindungspartner durch das Ineinandergreifen in mindestens einer Richtung gegen ein Verschieben relativ zueinander gesperrt bzw. gesichert sind. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der eingebrachte Kunststoff als Verbindungselement wirkt, das die beiden Zahnradhälften durch Formschluss an einer Relativbewegung zueinander hindert.
  • Unter einer stoffschlüssigen Verbindung sind alle Verbindungen zu verstehen, bei denen die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden. Beispielhaft für eine stoffschlüssige Verbindung ist das Kleben zu nennen. Denkbar sind jedoch auch andere Arten von Stoffschlüssen, beispielsweise Schweißen oder Vulkanisieren.
  • Demnach ist es nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das erste und das zweite Zahnrad durch den Kunststoff miteinander verklebt werden. Dabei ist das Material des Kunststoffs derart gewählt, dass es sich mit Material der beiden Zahnräder stoffschlüssig verbindet. Durch eine derartige stoffschlüssige Verbindung kann besonders einfach und kostengünstig eine Zahnradeinheit, bestehend aus zwei Zahnrädern, hergestellt werden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als Kunststoff ein thermoplastischer Kunststoff eingesetzt, der vorzugsweise mittels Spritzgießen eingebracht wird. Durch das Einspritzen eines thermoplastischen Kunststoffs mittels Spritzgießen lässt sich eine technisch besonders einfache und verfahrensmäßig schnelle Verbindung der beiden Zahnräder realisieren. Die Herstellung mittels Spritzgießen bietet darüber den Vorteil, dass sich wirtschaftlich direkt verwendbare Formteile in großer Stückzahl herstellen lassen.
  • Besonders vorteilhaft dienen die beiden miteinander zu verbindenden Zahnräder als Spritzgussform für den einzubringenden Kunststoff. Demnach wird nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der Kunststoff in wenigstens einen zwischen den beiden Zahnrädern ausgebildeten Hohlraum eingebracht. Hierdurch entfallen aufwendige zusätzliche Spritzgusswerkzeuge. .....als Verbindungselement eingebrachten thermoplastischen Kunststoff.
  • Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Zahnradeinheit betrifft ein unabhängiger Gedanken der Erfindung eine Zahnradeinheit, die vorzugsweise durch das zuvor beschriebene Verfahren hergestellt ist, wobei ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad mit korrespondierender Außengeometrie bezüglich einer Drehachse koaxial nebeneinander und gegenüber einer deckungsgleichen Zahnposition relativ zueinander um einen Winkel verdreht angeordnet sind.
  • Gemäß der Erfindung zeichnet sich die Zahnradeinheit dadurch aus, dass die beiden Zahnräder durch einen Kunststoff miteinander verbunden sind.
  • Um den Kunststoff in vorteilhafter Weise mittels Spritzgießen einzubringen, ist der Kunststoff nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein thermoplastischer Kunststoff, welche das Ausgangsmaterial für Spritzgussverfahren bilden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der thermoplastische Kunststoff ein thermoplastisches Elastomer, beispielsweise thermoplastisches Polyurethan. Derartige Kunststoffe zeichnen sich durch eine elastische Verformbarkeit unter Zug- und Druckbelastung unterhalb der Einsatztemperatur aus, insbesondere durch Rückverformung in ihre ursprüngliche Gestalt nach vorausgegangener Verformung.
  • Somit kann bei Verwendung eines thermoplastischen Elastomers gleichzeitig eine elastisch federnde Verbindung zwischen den beiden Zahnradhälften realisiert werden. Durch ein derartiges federndes bzw. elastisches Verbindungselement in Form des eingebrachten Kunststoffs kann in besonders vorteilhafter Weise das Flankenspiel ausgeglichen und einer unerwünschten Geräuschentwicklung entgegengewirkt werden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das erste und/oder das zweite Zahnrad ebenfalls aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt. Bevorzugt erfolgt die Herstellung ebenfalls durch Spritzgießen. Dabei ist es denkbar, dass beide Zahnräder aus dem gleichen Kunststoff, oder ggf. aus unterschiedlichen Kunststoffen bestehen.
  • Um gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das erste und das zweite Zahnrad mit Hilfe des Kunststoffs stoffschlüssig miteinander zu verbinden, insbesondere zu verkleben, ist das Material des Kunststoffs derart gewählt, dass es sich mit dem Material, vorzugsweise dem thermoplastischen Kunststoff, der beiden Zahnräder, stoffschlüssig verbindet.
  • Zur Realisierung einer elastischen Verbindung zwischen den beiden Zahnrädern mittels eines thermoplastischen Elastomers weist nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das Material des ersten und/oder zweiten Zahnrades eine geringere Elastizität auf als der zum Verbinden eingebrachte Kunststoff. Vorzugsweise bestehen die beiden Zahnräder aus einer sogenannten Hartkomponente, wohingegen der eingebrachte Kunststoff aus einer sogenannten Weichkomponente besteht. Durch eine derartige Ausführungsform der Zahnradeinheit entfällt die aus dem Stand der Technik bekannte, verhältnismäßig komplizierte und teure Ausführung einer elastischen Verbindung mittels Metallfedern, welche mit hohem technischem Aufwand in die Zahnräderwangen integriert sind. Die elastische bzw. federnde Wirkung des Kunststoffs bzw. der Weichkomponente ist selbstreden durch eine geeignete Materialwahl einstellbar.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die beiden Zahnräder derart ausgebildet und in einer Montageposition zueinander angeordnet, dass sie unter Bildung wenigstens eines Hohlraums für den Kunststoff zumindest bereichsweise miteinander in Kontakt stehen. Insbesondere im Hinblick auf das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren mittels Spritzgießen können die beiden, in Montageposition angeordneten Zahnräder in vorteilhafter Weise zugleich das Spritzgusswerkzeug bzw. die Spritzgussform für den einzubringenden, verbindenden Kunststoff bilden. Hierdurch reduziert sich der Herstellungsaufwand in erheblichem Maße, sowohl in zeitlicher als auch in finanziller Hinsicht.
  • Entsprechend weist nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Zahnradeinheit das erste und/oder das zweite Zahnrad zum Einbringen des Kunststoffs zwischen die beiden Zahnräder bzw. in den Hohlraum wenigstens eine Zuführöffnung auf.
  • Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zahnradeinheit werden zunächst die beiden Zahnradhälften beispielsweise durch Spritzgießen aus einer Hartkomponenten hergestellt. Sodann werden beide Zahnräder bezüglich ihrer Drehachse koaxial nebeneinander und gegenüber einer deckungsgleichen Zahnposition relativ zueinander um einen Winkel α verdreht angeordnet und in ein weiteres Spritzgusswerkzeug eingelegt. Dabei ist der Verdrehwinkel so gewählt, dass der Versatz der beiden Zahnräder am Teilkreis der Zahnung größer ist als das Flankenspiel. Schließlich wird der als Verbindungselement dienende Kunststoff beispielsweise über die Zuführöffnung in einen zwischen beiden Zahnrädern gebildeten Hohlraum eingespritzt, wodurch diese dauerhaft und, sofern es sich bei dem eingebrachten Kunststoff um ein Elastomer, also um eine Weichkomponente handelt, flexibel miteinander verbunden werden.
  • Der Hohlraum zwischen den beiden Zahnrädern ist nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wenigstens durch eine Vertiefung im Bereich der jeweils angrenzenden Seitenwand des ersten und/oder zweiten Zahnrads gebildet. Bei der Vertiefung kann es sich insbesondere um eine zumindest abschnittsweise, im Wesentlichen ringförmige Nut im Bereich der angrenzenden Seitenwand handeln.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es ebenso denkbar, dass der Hohlraum durch wenigstens einen Bund und/oder einen zylindrischen Fortsatz an oder im Bereich der Seitenwand des ersten und/oder des zweiten Zahnrades gebildet ist.
  • Ferner kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zwischen der Zahnung des ersten und des zweiten Zahnrades ein axialer Abstand vorgesehen sein. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn zur verhindern ist, dass sich die beiden Zahnradhälften beim Einbringen des verbindenden Kunststoffs mittels Spritzgießen direkt im Bereich der Zahnung stoffschlüssig miteinander verbinden. In vorteilhafter Weise ist es nämlich vorgesehen, dass die beiden Zahnräder nur indirekt über den eingebrachten Kunststoff miteinander verbunden sind, nicht aber direkt eine stoffschlüssige Verbindung miteinander eingehen, insbesondere nicht im Bereich der Zahnung. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die beiden Zahnräder, sofern sie aus einer Hartkomponenten und der eingebrachte Kunststoff als Weichkomponente ausgebildet sind, elastisch gegeneinander verdreht werden können.
  • Um die beiden Zahnräder formschlüssig miteinander zu verbinden, ist es nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der wenigstens eine Hohlraum und/oder die wenigstens eine Zuführöffnung derart ausgebildet sind, dass die beiden Zahnräder durch den eingebrachten Kunststoff gegen radiales und/oder axiales Verschieben mittels Formschluss gesichert sind. Unter Formschluss wird hier die Verhinderung einer Relativbewegung zwischen den beiden Zahnrädern durch ein Ineinandergreifen von formmäßig zueinander korrespondierenden Teilen bzw. Abschnitten des eingebrachten Kunststoffs und den beiden Zahnrädern verstanden. So ist es beispielsweise denkbar, dass der Hohlraum derart ausgestaltet ist, dass die beiden Zahnräder im zusammengebauten Zustand von einem Durchgangsloch in axialer Richtung durchdrungen werden, das an seinen beiden Enden jeweils eine Einsenkung, eine Vertiefung mit größerem Durchmesser als die Öffnung, aufweist. In einem derart ausgestalteten Durchgangsloch kann dann der Kunststoff, vorzugsweise mittels Spritzgießen, eingebracht werden, so dass nach dem Aushärten des Kunststoffs die beiden Zahnräder formschlüssig miteinander gegen ein Verschieben in axialer Richtung gesichert sind. Mittels einer weiteren derartigen Verbindung, d.h. durch ein weiteres mit Kunststoff ausgespritztes Durchgangsloch, kann dann das Zahnrad zusätzlich auch noch gegen ein Verschieben in radialer Richtung gesichert werden.
  • Selbstverständlich sind auch andere Formgebungen und Ausgestaltungen des Hohlraums oder Zuführöffnung denkbar, die einen entsprechenden Formschluss gewährleisten.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine Hohlraum und/oder die wenigstens eine Zuführöffnung derart ausgebildet, dass die beiden Zahnräder mittels Formschluss durch den eingebrachten Kunststoff gegen ein relatives Verdrehen um die Zahnraddrehachse gesichert sind. Vorzugsweise weist hierzu der Hohlraum eine Zylinderasymmetrie auf, welche bewirkt, dass der eingebrachte, dem Hohlraum ausfüllende Kunststoff nach dem Aushärten ein Verdrehen der beiden Zahnräder gegeneinander verhindert.
  • Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigen:
  • 1 ein mögliches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zahnradeinheit in perspektivischer Darstellung,
  • 2 Explosionsdarstellung der Zahnradeinheit gemäß 1,
  • 3 Draufsicht der Zahnradeinheit gemäß 1,
  • 4 Detailansicht des Ausschnitts B gemäß 4 und
  • 5 Schnitt durch die Zahnradeinheit entlang der Schnittlinie A-A gemäß 3.
  • Die 1 bis 5 zeigen ein mögliches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zahnradeinheit 1, die aus einem ersten Zahnrad 2 und einem zweiten Zahnrad 3 mit korrespondierender Außengeometrie bezüglich einer Drehachse 4 koaxial nebeneinander und gegenüber einer deckungsgleichen Zahnposition relativ zueinander um einen Winkel α verdreht angeordnet sind. Dabei ist der Winkel α derart gewählt, dass der Versatz der beiden Zahnräder 2, 3 am Teilkreis größer ist als das Flankenspiel. Diese drehversetzte Anordnung der beiden Zahnräder 2, 3 dient zum Ausgleichen des Flankenspiels zwischen der Zahnradeinheit einerseits und einem damit in Eingriff stehenden, hier nicht dargestellten anderen Zahnrad anderseits und somit letztlich zur Vermeidung von unerwünschten Zahngeräuschen beim Kämmen der ineinander greifenden Zähne.
  • Gemäß der Erfindung sind die beiden Zahnradhälften 2, 3 durch einen Kunststoff 5 miteinander verbunden. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Kunststoff 5 um einen thermoplastischen Elastomer, beispielsweise um thermoplastisches Polyurethan, das mittels Spritzgießen zwischen die beiden Zahnräder 2, 3 eingebracht ist.
  • Die beiden Zahnräder 2, 3 selbst sind ebenfalls durch Spritzgießen aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt. Die thermoplastischen Kunststoffe der Zahnräder 2, 3 unterscheiden sich jedoch bezüglich der Elastizität gegenüber dem Kunststoff 5. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen die Zahnräder 2, 3 aus einer Hartkomponente, wohingegen der eingebrachte Kunststoff 5 aus einer Weichkomponente besteht. Hierdurch wirkt effektive eine federelastische Verbindung zwischen den beiden Zahnrädern 2, 3 realisiert, welche sich im Hinblick auf die Geräuschvermeidung besonders vorteilhaft auf die Laufeigenschaften der Zahnradeinheit 1 auswirkt.
  • Wie insbesondere aus den 2 und 5 ersichtlich ist, ist der Kunststoff 5 in einen Hohlraum 6 zwischen den beiden Zahnrädern 2, 3 eingebracht. Zur Bildung des Hohlraums 6 weist das Zahnrad 3 einen zylindrischen Fortsatz 11 sowie einen dazu koaxial angeordneten Bund 12 im Bereich der zum Zahnrad 2 angrenzenden Seitenwand auf. In Montageposition stehen die axialen Grenzflächen des zylindrischen Fortsatzes 11 und des Bundes 12 mit der gegenüberliegenden Seitenwand des Zahnrads 2 in Kontakt, sodass insgesamt ein im Wesentlichen ringförmiger Hohlraum zwischen den beiden Zahnrädern 2, 3 gebildet wird. Zum Einbringen des Kunststoffes 5 in diesen Hohlraum 6 weist das Zahnrad 2 ferner zwei Zuführöffnungen 8 auf.
  • Zur Herstellung der Zahnradeinheit 1 werden zunächst die beiden Zahnradhälften 2, 3 separat gefertigt. Vorzugsweise werden die Zahnräder 2, 3 nach dem Spritzgussverfahren, durch Einspritzen eines thermoplastischen Kunststoffs in entsprechende Spritzgusswerkzeuge, hergestellt. Bevorzugt handelt es sich bei dem Kunststoff für die Zahnräder 2, 3 um eine sogenannte Hartkomponente. Nach dem Aushärten werden die beiden Zahnräder 2, 3 in Montageposition bezüglich ihrer Drehachse koaxial nebeneinander und gegenüber einer deckungsgleichen Zahnposition relativ zueinander um einen Winkel α verdreht angeordnet und in ein weiteres Spritzgusswerkzeug eingelegt Dabei ist der Winkel α derart gewählt, dass der Versatz der beiden Zahnräder 2, 3 am Teilkreis größer ist als das Flankenspiel.
  • Sodann wird der Kunststoff 5, der vorzugsweise ein spritzgussfähiger thermoplastischer Kunststoff ist, durch die Zuführöffnungen 8 des Zahnrads 2 in den Hohlraum 6 eingespritzt, um die beiden Zahnräder 2, 3 dauerhaft miteinander zu verbinden. Sofern es sich bei dem Kunststoff 5 um ein thermoplastisches Elastomer handelt, sind die beiden Zahnräder 2, 3 sogar elastisch miteinander verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung vornehmlich stoffschlüssig, der eingespritzte Kunststoff 5 ist nach dem Aushärten chemisch mit dem Kunststoff der beiden Zahnräder 2, 3.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Kunststoff 5 um eine sogenannte Weichkomponente, nämlich um ein thermoplastisches Polyurethan, konkret um Desmopon 487 natur. Beim Material der Zahnräder 2, 3 handelt es sich ebenfalls um einen thermoplastischen Kunststoff, jedoch um eine sogenannte Hartkomponente, konkret um PC + ABS Dow Pulse A35-105 natur. Die Hartkomponente zeichnet sich u.a. durch eine geringere Elastizität gegenüber der Weichkomponente aus.
  • Selbstverständlich sind auch andere Materialpaarungen denkbar, die eine chemische Verbindung eingehen. Denkbar ist auch, dass die beiden Zahnräder 2, 3 jeweils aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
  • Durch die Bildung des Hohlraums 6 über den Bund 12 und den Fortsatz 11 wird ferner erreicht, dass die Zahnung 23, 33 der beiden Zahnräder 2, 3 nicht miteinander in Kontakt steht. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die beiden Zahnräder 2, 3 im Bereich der Zahnung 23, 33 keine stoffschlüssige Verbindung eingehen. Stünden diese in Kontakt, bestünde beim Einbringen des Kunststoffs 5 mittels Spritzgießen die Gefahr, dass die Zahnung der beiden Zahnräder 2, 3 durch thermische Einwirkung eine unlösbare Verbindung miteinander eingehen. Dies hätte zum Nachteil, dass die beiden Zahnräder 2, 3 nicht mehr elastisch, wie gewünscht, sondern starr miteinander verbunden wären
  • Wie ferner 2 zu entnehmen ist, ist der Hohlraum 6 durch die spezielle Ausgestaltung des Bundes 12 derart ausgestaltet, dass er eine Zylinderasymmetrie aufweist, welche vornehmlich durch die geradlinigen Bundabschnitte 13, 14 sowie durch die beiden Zuführöffnungen 8 gegeben ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass die beiden Zahnräder 2, 3 nach dem Aushärten des Kunststoffs 5 durch Formschluss verdrehsicher miteinander verbunden sind. Diese Verdrehsicherung mittels Formschluss ergänzt zusätzlich den Stoffschluss zwischen der Weichkomponente und der Hartkomponente.
  • Ferner weisen die Zahnräder 2, 3 jeweils eine Durchgangsöffnung bzw. eine Achsen- oder Wellenaufnahme 22, 32 auf, mit der die Zahnradeinheit 1 auf einer Welle um die Drehachse 4 gelagert werden kann. Auch hier bedingt die Form der Durchführung mit den abgeflachten Seitenbereichen 15, 16 25, 26 eine Verdrehsicherung der Zahnradeinheit gegenüber der hier nicht dargestellten Welle.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Zahnradeinheit
    2
    erstes Zahnrad
    3
    zweites Zahnrad
    4
    Drehachse
    5
    Kunststoff
    6
    Hohlraum
    7
    Vertiefung
    8
    Zuführöffnung
    10
    Nut
    11
    zylindrischer Fortsatz
    12
    Bund
    13
    Abschnitt des Bundes
    14
    Abschnitt des Bundes
    21
    Seitenwand des ersten Zahnrads
    22
    Achsaufnahme des ersten Zahnrads
    23
    Zahnung des ersten Zahnrads
    31
    Angrenzende Seitenwand des zweiten Zahnrads
    32
    Achsaufnahme des zweiten Zahnrads
    33
    Zahnung des zweiten Zahnrads
  • 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 102005019349 A1 [0004]
    • DE 20313595 U1 [0005]

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Zahnradeinheit (1), wobei ein erstes Zahnrad (2) und eines zweites Zahnrad (3) mit korrespondierender Außengeometrie bezüglich einer Drehachse (4) koaxial nebeneinander und gegenüber einer deckungsgleichen Zahnposition relativ zueinander um einen Winkel (α) verdreht angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbinden der beiden Zahnräder (2, 3) wenigstens bereichsweise ein Kunststoff (5) zwischen die beiden Zahnräder (2, 3) eingebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Zahnrad (2, 3) durch den Kunststoff (5) miteinander verklebt werden. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff (5) ein thermoplastischer Kunststoff eingesetzt wird, der vorzugsweise mittels Spritzgießen eingebracht wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff (5) in wenigstens einen zwischen den beiden Zahnrädern (2, 3) ausgebildeten Hohlraum (6) eingebracht wird.
  4. Zahnradeinheit (1), insbesondere hergestellt durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein erstes Zahnrad (2) und ein zweites Zahnrad (3) mit korrespondierender Außengeometrie bezüglich einer Drehachse (4) koaxial nebeneinander und gegenüber einer deckungsgleichen Zahnposition relativ zueinander um einen Winkel (α) verdreht angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zahnräder (2, 3) durch einen Kunststoff (5) miteinander verbunden sind.
  5. Zahnradeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff (5) ein thermoplastischer Kunststoff, insbesondere ein thermoplastisches Elastomer, beispielsweise thermoplastisches Polyurethan, ist.
  6. Zahnradeinheit nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Zahnrad (2, 3), insbesondere durch Spritzgießen, aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt sind, welcher vorzugsweise eine geringe Elastizität als der eingebrachte Kunststoff (5) aufweist.
  7. Zahnradeinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zahnräder (2, 3) derart ausgebildet und zueinander angeordnet sind, dass sie unter Bildung wenigstens eines Hohlraums (6) für den Kunststoff (5) zumindest bereichsweise miteinander in Kontakt stehen.
  8. Zahnradeinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (6) durch wenigstens eine Vertiefung (7), insbesondere eine zumindest abschnittsweise, im Wesentlichen ringförmige Nut (10), im Bereich der jeweils angrenzenden Seitenwand (21, 31) des ersten und/oder zweiten Zahnrades (2, 3) gebildet ist.
  9. Zahnradeinheit nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (6) durch wenigstens einen Bund (11) oder einen zylindrischen Fortsatz (12) an oder im Bereich der Seitenwand (21, 31) des ersten und/oder des zweiten Zahnrades (2, 3) gebildet ist.
  10. Zahnradeinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Zahnung (22, 32) des ersten und des zweiten Zahnrades (2, 3) ein axialer Abstand (A) vorgesehen ist.
  11. Zahnradeinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Zahnrad (2, 3) zum Einbringen des Kunststoffs (5) zwischen die beiden Zahnräder (2, 3) bzw. in den Hohlraum (6) wenigstens eine Zuführöffnung (8) aufweisen.
  12. Zahnradeinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Hohlraum (6) und/oder die wenigstens eine Zuführöffnung (8) derart ausgebildet sind, dass die beiden Zahnräder (2, 3) durch den eingebrachten Kunststoff (5) gegen radiales und/oder axiales Verschieben mittels Formschluss gesichert sind.
  13. Zahnradeinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Hohlraum (6) und/oder die wenigstens eine Zuführöffnung (8) derart ausgebildet sind, dass die beiden Zahnräder (2, 3) durch den eingebrachten Kunststoff (5) gegen Verdrehen mittels Formschluss gesichert sind, vorzugsweise dass der Hohlraum (6) eine Zylinderasymmetrie aufweist.
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