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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Zahnkontaktfeder, die angepasst an eine Außenkontur eines Zahnrades auf dem Umfang dieser Außenverzahnung anbringbar ist.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Zahnradsystem umfassend ein Zahnrad und mindestens eine Zahnkontaktfeder, die angepasst an eine Außenkontur eines Zahnrades auf dem Umfang einer Außenverzahnung des Zahnrades angebracht ist.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Getriebe umfassend mindestens ein Paar miteinander kämmender Zahnräder, wobei ein Zahnradsystem, umfassend ein Zahnrad und mindestens eine Zahnkontaktfeder, mit einem weiteren Zahnrad kämmt.
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Aus dem Stand der Technik, beispielsweise der
DE 39 34 377 A1 ist eine Antiklappervorrichtung für ein Paar von miteinander kämmenden Zahnrädern in einem Getriebe, zwischen denen Spiel vorhanden ist, bekannt, bei welcher durch eine Verlängerung bzw. Erweiterung aus elastomerem Material auf mindestens einer Seite eines Zahnrades das herrschende Zahnflankenspiel beseitigt wird. Vorteilhaft ist hierbei, dass durch das Ausfüllen des Spieles das geräuschintensive Klappern, wie es beispielsweise beim Wechsel der Drehrichtung der Zahnräder auftritt, kostengünstig beseitigt werden kann.
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Zusätzlich ist aus dem Stand der Technik, beispielsweise der
DE 10 2004 049 837 A1 eine Zahnradanordnung, bestehend aus einem ersten Einzelzahnrad und einem zweiten Einzelzahnrad, welche gegeneinander verdrehbar auf einer gemeinsamen Drehachse gelagert und über mindestens ein federndes Element gegeneinander verspannbar sind und die Einzelzahnräder mit einem Gegenzahnrad gemeinsam in Eingriff stehen, bekannt. Auch durch diese Ausführung wird das Zahnflankenspiel beseitigt und somit auch die Geräuschentwicklung während des Betriebes reduziert.
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Die im Stand der Technik gezeigten Lösungen zur Beseitigung oder Minimierung von Zahnflankenspiel bringen aber auch Nachteile mit sich. Elastomere reagieren empfindlich bei Änderung der thermischen Einflüsse von außen. Besonders im Getriebebau kann es aufgrund von stark schwankenden Drehzahlen zu unterschiedlichen thermischen Einflüssen kommen. Auch unabhängig von der Betriebsbelastung verlieren Elastomere ihre ursprünglichen Eigenschaften, wie zum Beispiel Elastizität, um ein Vielfaches schneller, als beispielsweise metallische Werkstoffe. Eine Kombination aus zwei gegeneinander verspannten Zahnrädern zur Beseitigung des Zahnflankenspiels beim Kämmen mit einem gegenläufigen dritten Zahnrad weist zwar eine höhere Beständigkeit gegenüber Temperaturschwankungen als eine Elastomerschicht auf, ist aber in der Herstellung aufgrund der erhöhten Anzahl an Bauteilen wesentlich teurer.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu eliminieren und eine Adaption zu finden, die eine kostengünstige, fehlerarme und modulare Bauweise zulässt. Insbesondere soll ein Zahnradsystem geschaffen werden, bei dem weder die Herstellung kostenintensiv noch die Altersbeständigkeit gering ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Bei einer gattungsgemäßen Zahnkontaktfeder zur Beseitigung von Zahnflankenspiel wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Zahnkontaktfeder einen metallischen Werkstoff umfasst.
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Dadurch wird das Zahnflankenspiel mit Hilfe einer Zahnkontaktfeder, die angepasst an eine Außenkontur eines eine Außenkontur aufweisenden Zahnrades auf dem Umfang dieser Außenverzahnung anbringbar ist, beseitigt. Die Zahnkontaktfeder umfasst einen metallischen Werkstoff und ist dadurch gegenüber thermischen Einflüssen unempfindlich.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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So kann die Zahnkontaktfeder dieselbe Breite wie das Zahnräderpaar aufweisen. Dadurch wird gewährleistet, dass über die gesamte Breite des Zahnräderpaares gleiche Abwälzbedingungen herrschen, was zu gleichmäßigeren Laufeigenschaften führt.
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Es ist auch von Vorteil, wenn die Zahnkontaktfeder einen größeren Durchmesser als das Zahnrad aufweist, oder die Zahnkontaktfeder den gleichen Durchmesser wie das Zahnrad aufweist. So ist es beispielsweise möglich, auch kurzfristig ein bereits bestehendes Zahnrad mit der Zahnkontaktfeder nachträglich zu bestücken. Gerade eine Zahnkontaktfeder mit dem gleichen Durchmesser wie das Zahnrad ermöglicht geringe Flächenpressungen und somit einen besonders geräuscharmen Betrieb, selbst über eine lange Betriebsdauer.
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Die Aufgabe der Erfindung kann auch dadurch gelöst werden, dass ein Zahnradsystem umfassend ein Zahnrad und mindestens eine Zahnkontaktfeder, die angepasst an eine Außenkontur eines Zahnrades auf dem Umfang einer Außenverzahnung des Zahnrades angebracht ist, eine Zahnkontaktfeder mit einem metallischen Werkstoff umfasst.
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Eine weitere Lösung stellt ein Getriebe umfassend mindestens ein Paar miteinander kämmender Zahnräder dar, bei welchem ein Zahnrad des Zahnradsystems mit einem weiteren Zahnrad kämmt.
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Vorteilhaft für die Funktion der Erfindung ist, wenn die Zahnkontaktfeder Auswölbungen im Bereich ihres Teilkreisdurchmessers aufweist. Diese Auswölbungen stellen einen Federweg dar, der die in Eingriff befindlichen Zähne dämpft. So wird dadurch nicht nur das Zahnflankenspiel ausgefüllt, sondern auch die Geräuschentwicklung während des Kämmens der Zahnräder reduziert.
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Zweckmäßig ist hierbei, dass das Zahnrad in seinem Durchmesser im Bereich der Zahnkontaktfeder um die Dicke der Zahnkontaktfeder zurückgenommen ist. Demzufolge weist das Zahnradsystem umfassend ein Zahnrad und eine Zahnkontaktfeder nach Aufbringen der Zahnkontaktfeder die gleichen Abmessungen der ursprünglichen Zahnradpaargeometrie auf. Somit ist es nicht erforderlich, komplizierte und kostenintensive Anpassungen anderer Zahnräder im Getriebe durchzuführen.
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Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad eine Nut/Kerbe/Einbuchtung/Vertiefung zur Aufnahme einer oder mehrerer Zahnkontaktfedern aufweist oder mehrere Nuten zur Aufnahme von jeweils einer Zahnkontaktfeder. Dadurch ist es Möglichkeit, die Positionierung einer oder mehrerer Zahnkontaktfedern an jeweilige Belastungsfälle anzupassen.
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Ein weiterer Vorteil ist, wenn die Zahnkontaktfeder in einem Axialendbereich oder in der Mitte auf der Umfangsfläche des Zahnrades angebracht ist oder an beiden axialen Endbereichen des Zahnrades jeweils eine Zahnkontaktfeder angebracht ist.
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Die Erfindung wird auch nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, in welcher unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Sie zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Zahnrades mit darauf angebrachter Zahnkontaktfeder,
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2 eine perspektivische Darstellung einer Zahnkontaktfeder,
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3 eine Querschnittsdarstellung eines Teiles der Verzahnung eines Zahnrades mit darauf angebrachter Zahnkontaktfeder,
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4 eine Frontansicht eines Abschnittes zweier sich kämmender Zahnräder, in welcher das untere Zahnrad mit einer Zahnkontaktfeder versehen ist,
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5 eine perspektivische Darstellung eines Zahnrades, welches mit zwei Zahnkontaktfedern an den beiden Stirnflächen versehen ist, und
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6 ein Längsschnitt des Zahnrades aus 5, welches Nuten zur Aufnahme der Zahnkontaktfedern aufweist.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Einzelne Merkmale der Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht wenden.
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In 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zahnkontaktfeder 1, welche sich auf einer Außenkontur 2 eines Zahnrades 3 befindet, abgebildet. Die Zahnkontaktfeder 1 deckt die komplette Umfangsfläche einer Außenverzahnung 4 des Zahnrades 3 ab. Die Zahnkontaktfeder 1 weist dieselbe Breite 5 wie das Zahnrad 3 auf. Die Zahnkontaktfeder 1 hat somit eine Breite 5, die genauso groß ist, wie die Breite 5 des Zahnrades 3 im Bereich eines Wirkeingriffes.
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2 zeigt die Zahnkontaktfeder 1 losgelöst von dem Zahnrad 3. Die Außenkontur der Zahnkontaktfeder 1 weist entlang ihrer Umfangsfläche die Form einer Verzahnung auf. Die Zähnezahl 7 der Zahnkontaktfeder 1 entspricht der Zähnezahl 8 des Zahnrades 3. Die Form einer Innenumfangsfläche 9 der Zahnkontaktfeder 1 ist derart gestaltet, dass sie eine Außenumfangsfläche 10 des Zahnrades 3 über den gesamten Umfang aufnehmen kann.
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3 zeigt einen Teil einer Stirnfläche 11 des Zahnrades 3 mit darauf angebrachter Zahnkontaktfeder 1. Die Innenumfangsfläche 9 der Zahnkontaktfeder 1 liegt mit Ausnahme des Bereiches eines Teilkreisdurchmessers 12 des Zahnrades 3 durchgehend über die gesamte Außenumfangsfläche 10 des Zahnrades 3 direkt an. Im Bereich des Teilkreisdurchmessers 12 des Zahnrades 3 besteht ein Spalt 13 zwischen der Innenumfangsfläche 9 der Zahnkontaktfeder 1 und der Außenumfangsfläche 10 des Zahnrades 3.
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4 zeigt zwei miteinander kämmende Zahnräder, von welchen ein (erstes) Zahnrad 15 mit einer Zahnkontaktfeder 1 und ein (zweites) Zahnrad 16 ohne eine Zahnkontaktfeder 1 ausgestattet ist. Die Zeichnung zeigt, dass die Zahnkontaktfeder 1 im Bereich des Spaltes 13 an dem Zahn 17 des (zweiten) Zahnrades 16 ohne Zahnkontaktfeder anliegt. Der Spalt 13 zwischen der Innenumfangsfläche 9 der Zahnkontaktfeder 1 und der Außenumfangsfläche 10 des Zahnrades 1, welcher im Bereich des Teilkreisdurchmessers 12 des Zahnrades 3 vorhanden ist, bildet einen Federweg 18, der den Zahn 17 des zweiten Zahnrades 16 ohne Zahnkontaktfeder 1 beim Eingriff dämpft bzw. abfedert.
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5 zeigt die Stirnfläche 11 des Zahnrades 3 sowie die Außenumfangsfläche 10 des Zahnrades 3 mit einer vorderen Zahnkontaktfeder 19 und einer hinteren Zahnkontaktfeder 20. Beide Zahnkontaktfedern 19 und 20 umfassen einen metallischen Werkstoff 21. Die vordere Zahnkontaktfeder 19 befindet sich in einem Axialendbereich des Zahnrades 3. Die hintere Zahnkontaktfeder 20 befindet sich in einem axialen Anfangsbereich des Zahnrades 3.
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6 zeigt eine Schnittansicht entlang der Längsachse des Zahnrades 3. Das Zahnrad 3 weist im Bereich seiner Außenumfangsfläche 10 Nuten/Einbuchtungen/Vertiefungen 23 auf. In diese Nuten/Einbuchtungen/Vertiefungen 23 werden Zahnkontaktfedern 1 aufgenommen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zahnkontaktfeder
- 2
- Außenkontur eines Zahnrades
- 3
- Zahnrad
- 4
- Außenverzahnung
- 5
- Breite der Zahnkontaktfeder
- 6
- Außenkontur der Zahnkontaktfeder
- 7
- Zähnezahl der Zahnkontaktfeder
- 8
- Zähnezahl des Zahnrads
- 9
- Innenumfangsfläche der Zahnkontaktfeder
- 10
- Außenumfangsfläche des Zahnrads
- 11
- Stirnfläche des Zahnrads
- 12
- Teilkreisdurchmesser des Zahnrads
- 13
- Spalt
- 14
- Getriebe
- 15
- (erstes) Zahnrad
- 16
- (zweites) Zahnrad
- 17
- Zahn, des zweiten Zahnrads
- 18
- Federweg
- 19
- vordere Zahnkontaktfeder
- 20
- hintere Zahnkontaktfeder
- 21
- metallischer Werkstoff
- 22
- Auswölbungen
- 23
- Nut/Einbuchtung/Vertiefung
- 24
- Zahnradsystem
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3934377 A1 [0004]
- DE 102004049837 A1 [0005]
