DE102021213541B3

DE102021213541B3 - gear

Info

Publication number: DE102021213541B3
Application number: DE102021213541.2A
Authority: DE
Inventors: Marcel PLEYER
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-11-30
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2022-10-27
Anticipated expiration: 2041-12-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad (1) mit einem äußeren Radabschnitt (2), der mehrere Zähne (5) aufweist, und mit einem inneren Radabschnitt (3), wobei der äußere Radabschnitt (2) aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist und auf einem äußeren Rand (14) des inneren Radabschnittes (3) spritzgegossen ist, und der innere Radabschnitt (3) eine mittige Durchgangsöffnung (7) aufweist. Um den Herstellungsaufwand zu reduzieren und/oder eine alternative Ausführungsform bereitzustellen, ist bei dem Zahnrad (1) vorgesehen, dass die Durchgangsöffnung (7) eine unrunde oder polygone Innenkontur (9) aufweist, wobei in der Innenkontur (9) ein Nabenelement (4) angeordnet ist, das eine zu der Innenkontur (9) korrespondierend ausgebildete unrunde oder polygone Außenkontur (10) hat und sich das Kunststoffmaterial des äußeren Radabschnittes (2) entlang einer Seite (16) des inneren Radabschnittes (3) bis zum Nabenelement (4) erstreckt, wobei das Kunststoffmaterial eine Stirnseite (17) des Nabenelementes (4) bedeckt, wodurch eine relative Verlagerung des Nabenelementes (4) in Bezug zum inneren Radabschnitt (3) und in Umfangsrichtung der Außenkontur (10) blockiert ist.The invention relates to a gear (1) with an outer wheel portion (2) having a plurality of teeth (5) and an inner wheel portion (3), the outer wheel portion (2) being formed of a plastic material and on an outer rim (14) of the inner wheel portion (3) is injection molded, and the inner wheel portion (3) has a central through hole (7). In order to reduce the manufacturing effort and/or to provide an alternative embodiment, the gear wheel (1) has a through opening (7) with a non-round or polygonal inner contour (9), with a hub element (4) in the inner contour (9). which has a non-round or polygonal outer contour (10) designed to correspond to the inner contour (9) and the plastic material of the outer wheel section (2) extends along one side (16) of the inner wheel section (3) to the hub element (4). , wherein the plastic material covers an end face (17) of the hub element (4), whereby a relative displacement of the hub element (4) in relation to the inner wheel section (3) and in the circumferential direction of the outer contour (10) is blocked.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.The invention relates to a gear wheel having the features of the preamble of patent claim 1.

Ein derartiges Zahnrad ist aus der JP S55 - 123 043 A bekannt.Such a gear is from JP S55 - 123 043 A known.

Aus der EP 3 396 209 A1 ist ein Zahnrad mit einem äußeren Radabschnitt bekannt, der mehrere Zähne aufweist, und mit einem inneren Radabschnitt, wobei der äußere Radabschnitt aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist und an einem äußeren Rand des inneren Radabschnittes spritzgegossen ist, und der innere Radabschnitt eine mittige Durchgangsöffnung aufweist. Hierbei ist das Zahnrad als ein Schneckenrad ausgebildet.From the EP 3 396 209 A1 discloses a gear having an outer wheel portion having a plurality of teeth and an inner wheel portion, the outer wheel portion being formed of a plastic material and injection molded at an outer edge of the inner wheel portion, and the inner wheel portion having a central through hole. Here, the gear is designed as a worm wheel.

Des Weiteren sind Zahnräder bekannt, bei denen in der mittigen Durchgangsöffnung ein Nabenelement angeordnet ist. Üblicherweise weisen derartige Nabenelemente eine im Wesentlichen zylindrische Außenfläche oder einen zylindrischen Außenumfang auf, die bzw. der in einer im Wesentlichen hohlzylindrischen Durchgangsöffnung angeordnet ist. Um hierbei einen hinreichenden Formschluss zwischen der Durchgangsöffnung und dem Nabenelement zu realisieren, kann das Nabenelement an seiner Umfangsfläche beispielsweise eine Rändelung aufweisen. Diese Rändelung kann sich beispielsweise bei einem Einpressen des Nabenelementes in die Durchgangsöffnung in das Material des inneren Radabschnittes eingraben. Nachteilig ist hierbei die mechanische Schwächung des Materials der Durchgangsöffnung und/oder der Herstellungsaufwand für die Ausbildung der Rändelung des Nabenelementes.Gears are also known in which a hub element is arranged in the central passage opening. Such hub elements usually have an essentially cylindrical outer surface or a cylindrical outer circumference, which is arranged in an essentially hollow-cylindrical through-opening. In order to achieve a sufficient positive fit between the through-opening and the hub element, the hub element can have knurling on its peripheral surface, for example. This knurling can, for example, dig into the material of the inner wheel section when the hub element is pressed into the through-opening. A disadvantage here is the mechanical weakening of the material of the through-opening and/or the manufacturing effort for forming the knurling of the hub element.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Zahnrad der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, sodass der Herstellungsaufwand reduziert ist. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.It is the object on which the invention is based to further develop a gear wheel of the type mentioned at the outset in such a way that the manufacturing effort is reduced. In particular, an alternative embodiment is to be provided.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einem Zahnrad nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.The object on which the invention is based is achieved with a gear wheel according to claim 1 . Preferred developments of the invention can be found in the dependent claims and in the following description.

Das Zahnrad weist einen äußeren Radabschnitt auf, wobei der äußere Radabschnitt mehrere Zähne hat. Insbesondere erstrecken sich die mehreren Zähne radial zu einer Mittelachse des Zahnrads. Die Zähne können hierbei jedwede aus dem Stand der Technik und im Zusammenhang mit einem Zahnrad bekannte Gestalt, Form und/oder Ausrichtung aufweisen. Der äußere Radabschnitt ist aus einem Kunststoffmaterial gebildet. Bei dem Kunststoffmaterial kann es sich um ein faserverstärktes Kunststoffmaterial handeln. Des Weiteren weist das Zahnrad einen inneren Radabschnitt auf. Insbesondere ist der innere Radabschnitt innerhalb des äußeren Radabschnittes angeordnet. Der innere Radabschnitt weist einen äußeren Rand auf. Hierbei ist der äußere Radabschnitt an dem äußeren Rand des inneren Radabschnittes spritzgegossen. Hierbei kann der äußere Randabschnitt auf und/oder um den äußeren Rand des inneren Radabschnittes spritzgegossen sein. Insbesondere ist der äußere Radabschnitt mittels eines Schirmangusses auf den äußeren Rand des inneren Radabschnittes spritzgegossen. Der innere Radabschnitt hat eine mittige Durchgangsöffnung. Insbesondere erstreckt sich die Durchgangsöffnung in axialer Richtung der Mittelachse des Zahnrads.The gear has an outer wheel portion, the outer wheel portion having a plurality of teeth. In particular, the multiple teeth extend radially to a central axis of the gear. The teeth here can have any shape, form and/or orientation known from the prior art and in connection with a gear wheel. The outer wheel portion is formed from a plastic material. The plastic material can be a fiber-reinforced plastic material. Furthermore, the gear wheel has an inner wheel section. In particular, the inner wheel section is arranged inside the outer wheel section. The inner wheel portion has an outer rim. Here, the outer wheel section is injection molded on the outer edge of the inner wheel section. Here, the outer rim portion may be injection molded onto and/or around the outer rim of the inner wheel portion. In particular, the outer wheel section is injection molded by means of a screen gate onto the outer edge of the inner wheel section. The inner wheel section has a central through hole. In particular, the through hole extends in the axial direction of the central axis of the gear.

Vorzugsweise beziehen sich die Begriffe „äußerer“ Radabschnitt und „innerer“ Radabschnitt auf eine radiale Ausrichtung und/oder Positionierung in Bezug zu der Mittelachse des Zahnrads und/oder in Bezug der beiden Radabschnitte zueinander.Preferably, the terms "outer" wheel section and "inner" wheel section refer to a radial alignment and/or positioning in relation to the central axis of the gear wheel and/or in relation to the two wheel sections with respect to one another.

Die Durchgangsöffnung weist eine unrunde oder polygone Innenkontur auf. Hierbei ist in der Innenkontur ein Nabenelement angeordnet. Insbesondere ist das Nabenelement innerhalb des inneren Radabschnittes angeordnet. Das Nabenelement weist eine zu der Innenkontur korrespondierend ausgebildete unrunde oder polygone Außenkontur auf. Hierdurch ist eine relative Verlagerung des Nabenelementes in Bezug zum inneren Radabschnitt und in Umfangsrichtung der Außenkontur blockiert. The through-opening has a non-round or polygonal inner contour. A hub element is arranged in the inner contour. In particular, the hub member is located within the inner wheel portion. The hub element has a non-round or polygonal outer contour that is designed to correspond to the inner contour. As a result, a relative displacement of the hub element in relation to the inner wheel section and in the circumferential direction of the outer contour is blocked.

Hierbei ist von Vorteil, dass aufgrund des Zusammenwirkens der unrunden oder polygonen Innenkontur mit der korrespondierend hierzu ausgebildeten unrunden oder polygonen Außenkontur auf einfache und effektive Weise eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Nabenelement und dem inneren Radabschnitt hergestellt ist. Ein derartiges Zahnrad ist vergleichsweise einfach und kostengünstig herstellbar. Insbesondere sind die Innenkontur und die Außenkontur koaxial oder im Wesentlichen koaxial zur Mittelachse des Zahnrads angeordnet.The advantage here is that due to the interaction of the non-round or polygonal inner contour with the corresponding non-round or polygonal outer contour, a positive connection between the hub element and the inner wheel section is produced in a simple and effective manner. Such a gear wheel can be produced comparatively easily and inexpensively. In particular, the inner contour and the outer contour are arranged coaxially or substantially coaxially with the central axis of the gear wheel.

Nach einer weiteren Ausführungsform weist das Nabenelement eine mittige hohlzylindrische Aufnahme auf. Insbesondere dient die hohlzylindrische Aufnahme des Nabenelementes zum Anordnen oder Aufpressen des Zahnrads auf eine Welle, die einen Zylinderabschnitt oder eine zylindrische Außenfläche aufweist. Vorzugsweise ist die Welle als eine Ritzelwelle ausgebildet. Die Kombination eines erfindungsgemäßen Zahnrads mit einer Ritzelwelle kann beispielsweise in einer Lenkung eines Fahrzeugs Verwendung finden. Bei einer Drehmomentübertragung zwischen dem Zahnrad und der Welle können sich der innere Radabschnitt und das Nabenelement aufgrund des Zusammenwirkens der Innenkontur und der Außenkontur auf, insbesondere im Vergleich mit einer Rändelung, großen Kontaktflächen aneinander abstützen. Hierdurch kann eine Dauerfestigkeit oder Standfestigkeit der Verbindung zwischen dem inneren Radabschnitt und dem Nabenelement verbessert sein. Vorzugsweise ist aufgrund des Zusammenwirkens der Innenkontur mit der Außenkontur ein Abheben des inneren Radabschnittes von dem Nabenelement aufgrund von wiederholten Lastwechseln vermeidbar. Hierdurch kann auch eine unerwünschte Geräuschbildung vermieden werden.According to a further embodiment, the hub element has a central hollow-cylindrical receptacle. In particular, the hollow-cylindrical receptacle of the hub element serves to arrange or press the gear wheel onto a shaft that has a cylindrical section or a cylindrical outer surface. The shaft is preferably designed as a pinion shaft. The combination of a gear wheel according to the invention with a pinion shaft can be used, for example, in a steering system of a vehicle. In a torque transmission between the gear and the shaft due to the interaction of the inner contour and the outer contour, the inner wheel section and the hub element are supported on one another on large contact surfaces, in particular in comparison with knurling. Thereby, a fatigue strength or durability of the connection between the inner wheel portion and the hub member can be improved. Preferably, due to the interaction of the inner contour with the outer contour, lifting of the inner wheel section from the hub element due to repeated load changes can be avoided. As a result, unwanted noise can also be avoided.

Gemäß einer Weiterbildung ist das Nabenelement mit der Außenkontur in die Innenkontur des inneren Radabschnittes, insbesondere in die Durchgangsöffnung, eingepresst. Somit ist das Nabenelement mit dem inneren Radabschnitt einerseits aufgrund der Zusammenwirkung der Innenkontur mit der Außenkontur mittels einer Formschlussverbindung und andererseits aufgrund des Einpressens mittels einer Kraftschlussverbindung, insbesondere einer Pressverbindung, miteinander verbunden. Insbesondere ist mittels der Pressverbindung zwischen dem Nabenelement und dem inneren Radabschnitt eine relative Verlagerung des Nabenelementes in Bezug zum inneren Radabschnitt, vorzugsweise in axialer Richtung zu der Mittelachse des Zahnrads, verhindert oder blockiert.According to a further development, the outer contour of the hub element is pressed into the inner contour of the inner wheel section, in particular into the through-opening. Thus, the hub element is connected to the inner wheel section on the one hand due to the interaction of the inner contour with the outer contour by means of a positive connection and on the other hand due to the pressing in by means of a frictional connection, in particular a press connection. In particular, by means of the press connection between the hub element and the inner wheel section, a relative displacement of the hub element in relation to the inner wheel section, preferably in the axial direction to the central axis of the gear wheel, is prevented or blocked.

Alternativ oder zusätzlich zum Einpressen des Nabenelementes kann das Nabenelement mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere mittels eines Haftvermittlers und/oder eines Klebematerials, mit der Innenkontur des inneren Radabschnittes verbunden sein.As an alternative or in addition to pressing in the hub element, the hub element can be connected to the inner contour of the inner wheel section by means of a material connection, in particular by means of an adhesion promoter and/or an adhesive material.

Formschlusselemente, insbesondere korrespondierend zueinander ausgebildete Hinterschnitte und/oder Vorsprünge des Nabenelementes bzw. des inneren Radabschnittes, können eine, vorzugsweise axiale, Sicherung des Nabenelementes an dem inneren Radabschnitt bewirken bzw. herstellen. Derartige Formschlusselemente können mittels Umformtechniken hergestellt werden oder sein.Positive-locking elements, in particular undercuts and/or projections of the hub element or the inner wheel section designed to correspond to one another, can cause or produce a preferably axial securing of the hub element on the inner wheel section. Such positive-locking elements can be or can be produced by means of forming techniques.

Vorzugsweise ist das Nabenelement aus Metall gebildet. Insbesondere ist der innere Radabschnitt aus Metall gebildet. Der äußere Radabschnitt ist aus einem Kunststoffmaterial gebildet. Somit kann das Zahnrad als ein Hybrid-Zahnrad aus verschiedenen Materialien ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Zahnrad dreiteilig ausgebildet. Hierbei kann das Zahnrad aus den folgenden drei Bestandteilen gebildet sein: der äußere Radabschnitt, der innere Radabschnitt und das Nabenelement. Insbesondere ist das Nabenelement aus einem ersten Metall und der innere Radabschnitt aus einem zu dem ersten Metall verschiedenen zweiten Metall gebildet. Der innere Radabschnitt kann aus einem Metallblech gebildet sein. Zum Ausbilden des inneren Radabschnittes kann das Metallblech umgeformt sein. Alternativ kann der innere Radabschnitt als ein Sinterbauteil ausgebildet sein.Preferably, the hub member is formed of metal. In particular, the inner wheel portion is formed of metal. The outer wheel portion is formed from a plastic material. Thus, the gear can be designed as a hybrid gear made of different materials. The gear wheel is preferably designed in three parts. Here, the gear can be formed of the following three components: the outer wheel portion, the inner wheel portion and the hub member. In particular, the hub member is formed from a first metal and the inner wheel portion is formed from a second metal different from the first metal. The inner wheel portion may be formed from sheet metal. The sheet metal may be deformed to form the inner wheel portion. Alternatively, the inner wheel portion may be formed as a sintered component.

Die Innenkontur und die Außenkontur können in Gestalt eines regelmäßigen Polygons, insbesondere eines Sechsecks, ausgebildet sein. Die Ecken des Polygons können abgerundet ausgebildet sein. Alternativ können die Innenkontur und die Außenkontur korrespondierend zueinander wellenförmig oder wellenartig ausgebildet sein.The inner contour and the outer contour can be in the form of a regular polygon, in particular a hexagon. The corners of the polygon can be rounded. Alternatively, the inner contour and the outer contour can be corrugated or wavy, corresponding to one another.

Vorzugsweise ist das Nabenelement als eine gewindelose Mutter ausgebildet. Hierdurch lässt sich das Nabenelement besonders kostengünstig realisieren. Insbesondere können Zwischenprodukte zur Herstellung von Gewindemuttern als Nabenelemente verwendet werden. Insbesondere ist das Nabenelement als ein Kaltfließpressteil hergestellt bzw. ausgebildet.Preferably, the hub member is in the form of an unthreaded nut. As a result, the hub element can be implemented in a particularly cost-effective manner. In particular, intermediate products for the production of threaded nuts can be used as hub elements. In particular, the hub element is manufactured or formed as a cold extruded part.

Gemäß einer Weiterbildung weist der innere Radabschnitt einen ersten Wandabschnitt auf. Hierbei bildet der erste Wandabschnitt die Innenkontur. Insbesondere erstreckt sich der erste Wandabschnitt in axialer Richtung und/oder parallel zu der Mittelachse des Zahnrads.According to a development, the inner wheel section has a first wall section. Here, the first wall section forms the inner contour. In particular, the first wall section extends in the axial direction and/or parallel to the central axis of the gear wheel.

Vorzugsweise weist der innere Radabschnitt einen zweiten Wandabschnitt auf. Hierbei bildet der zweite Wandabschnitt den äußeren Rand des inneren Radabschnittes. Insbesondere erstreckt sich der zweite Wandabschnitt in axialer Richtung und/oder parallel zu der Mittelachse des Zahnrads. Der zweite Wandabschnitt kann ringartig ausgebildet sein. Der erste Wandabschnitt und/oder der zweite Wandabschnitt können koaxial zu der Mittelachse des Zahnrads angeordnet sein.Preferably, the inner wheel portion includes a second wall portion. Here, the second wall section forms the outer edge of the inner wheel section. In particular, the second wall section extends in the axial direction and/or parallel to the central axis of the gear wheel. The second wall section can be ring-shaped. The first wall section and/or the second wall section can be arranged coaxially to the central axis of the gear wheel.

Nach einer weiteren Ausführungsform sind der erste Wandabschnitt und der zweite Wandabschnitt mittels eines Verbindungsabschnittes miteinander verbunden. Somit weist der innere Radabschnitt auch den Verbindungsabschnitt auf. Insbesondere erstreckt sich der Verbindungsabschnitt radial zu der Mittelachse des Zahnrads. Vorzugsweise ist der innere Radabschnitt mittels des ersten Wandabschnittes, des zweiten Wandabschnittes und des Verbindungsabschnittes gebildet. Hierbei können der erste Wandabschnitt, der zweite Wandabschnitt und der Verbindungsabschnitt einen ringartigen oder im Querschnitt U-Form-artigen Kanal bilden.According to a further embodiment, the first wall section and the second wall section are connected to one another by means of a connecting section. Thus, the inner wheel portion also has the connection portion. In particular, the connecting portion extends radially to the central axis of the gear. Preferably, the inner wheel portion is formed by the first wall portion, the second wall portion, and the connecting portion. Here, the first wall section, the second wall section and the connecting section can form a ring-like channel or a channel with a U-shape in cross section.

Vorzugsweise ist mindestens der zweite Wandabschnitt vollständig in das Kunststoffmaterial des äußeren Radabschnittes eingebettet. Hierbei kann sich das Kunststoffmaterial in einen Zwischenraum zwischen den beiden Wandabschnitten hineinerstrecken. Der Zwischenraum kann teilweise oder vollständig mit dem Kunststoffmaterial des äußeren Radabschnittes ausgefüllt sein. Eine von dem Nabenelement abgewandte Seite des ersten Wandabschnittes kann von dem Kunststoffmaterial des äußeren Radabschnittes bedeckt sein. Vorzugsweise ist jedoch lediglich der zweite Wandabschnitt in das Kunststoffmaterial des äußeren Radabschnittes eingebettet und der erste Wandabschnitt beziehungsweise eine von dem Nabenelement abgewandte Seite des ersten Wandabschnittes liegt frei. Somit kann der erste Wandabschnitt nicht von dem Kunststoffmaterial des äußeren Radabschnittes bedeckt sein.Preferably, at least the second wall portion is fully embedded in the plastics material of the outer wheel portion. here the plastic material can extend into a gap between the two wall sections. The space can be partially or completely filled with the plastic material of the outer wheel section. A side of the first wall portion remote from the hub member may be covered by the plastic material of the outer wheel portion. Preferably, however, only the second wall section is embedded in the plastic material of the outer wheel section and the first wall section or a side of the first wall section facing away from the hub element is exposed. Thus, the first wall section cannot be covered by the plastics material of the outer wheel section.

Erfindungsgemäß erstreckt sich das Kunststoffmaterial des äußeren Radabschnittes entlang einer Seite des inneren Radabschnittes, insbesondere des Verbindungsabschnittes, bis zum Nabenelement. Hierbei bedeckt das Kunststoffmaterial eine Stirnseite des Nabenelementes. Hierdurch ergibt sich zwischen dem Kunststoffmaterial des äußeren Radabschnittes und der Stirnseite des Nabenelementes ein zusätzlicher Formschluss. Insbesondere wirkt dieser Formschluss in axialer Richtung der Mittelachse des Zahnrads.According to the invention, the plastic material of the outer wheel section extends along one side of the inner wheel section, in particular the connecting section, up to the hub element. In this case, the plastic material covers an end face of the hub element. This results in an additional form fit between the plastic material of the outer wheel section and the end face of the hub element. In particular, this positive locking acts in the axial direction of the central axis of the gear.

Vorzugsweise ist das Zahnrad als ein Schneckenrad, insbesondere für eine Lenkung eines Fahrzeugs, ausgebildet. Ein derartiges Schneckenrad kann mit einer Schneckenwelle zum Antreiben des Schneckenrads und einer in dem Nabenelement angeordneten Welle oder Ritzelwelle verbunden sein.The gear wheel is preferably designed as a worm wheel, in particular for a steering system of a vehicle. Such a worm wheel can be connected to a worm shaft for driving the worm wheel and a shaft or pinion shaft arranged in the hub element.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:

1 eine perspektivische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Zahnrads,
2 einen Ausschnitt aus einer Frontansicht des erfindungsgemäßen Zahnrads gemäß 1, und
3 einen Ausschnitt einer perspektivischen und geschnittenen Seitenansicht des erfindungsgemäßen Zahnrads gemäß 1 und 2.

The invention is explained in more detail below with reference to the figures. In this case, the same reference symbols relate to the same, similar or functionally the same components or elements. Show it:

1 a perspective side view of a gear according to the invention,
2 according to a detail of a front view of the gear according to the invention 1 , and
3 according to a detail of a perspective and sectional side view of the gear according to the invention 1 and 2 .

1 zeigt eine perspektivische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Zahnrads 1. Das Zahnrad 1 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Schneckenrad für eine Lenkung eines Fahrzeugs ausgebildet. Des Weiteren ist das Zahnrad 1 bei diesem Ausführungsbeispiel dreiteilig ausgebildet. Das Zahnrad 1 ist aus einem äußeren Radabschnitt 2, einem inneren Radabschnitt 3 und einem Nabenelement 4 gebildet. 1 shows a perspective side view of a gear wheel 1 according to the invention. In this exemplary embodiment, the gear wheel 1 is designed as a worm wheel for steering a vehicle. Furthermore, the gear wheel 1 is designed in three parts in this exemplary embodiment. The gear wheel 1 is composed of an outer wheel portion 2, an inner wheel portion 3 and a hub member 4. As shown in FIG.

Der äußere Radabschnitt 2 weist an seinem Außenumfang mehrere Zähne 5 auf. Für eine bessere Übersichtlichkeit sind nicht sämtliche Zähne 5 mit einem Bezugszeichen versehen. Die Zähne 5 erstrecken sich bei diesem Ausführungsbeispiel radial zu einer Mittelachse 6 des Zahnrads 1 radial nach außen. Des Weiteren sind die Zähne 5 bei diesem Ausführungsbeispiel parallel zur axialen Ausrichtung der Mittelachse 6 ausgerichtet. Alternativ können die Zähne 5 schräg zur Mittelachse 6 ausgerichtet sein, wodurch eine Schrägverzahnung realisierbar ist. Der äußere Radabschnitt 2 ist aus einem Kunststoffmaterial gebildet. Hierbei ist der äußere Randabschnitt 2 auf einem hier nicht näher erkennbaren äußeren Rand des inneren Radabschnittes 3 spritzgegossen.The outer wheel section 2 has a plurality of teeth 5 on its outer circumference. For the sake of clarity, not all teeth 5 are provided with a reference number. In this exemplary embodiment, the teeth 5 extend radially outwards in relation to a central axis 6 of the gear wheel 1 . Furthermore, in this exemplary embodiment, the teeth 5 are aligned parallel to the axial alignment of the central axis 6 . Alternatively, the teeth 5 can be oriented obliquely to the central axis 6, as a result of which helical gearing can be implemented. The outer wheel portion 2 is formed from a plastic material. In this case, the outer edge section 2 is injection molded onto an outer edge of the inner wheel section 3 that cannot be seen in any more detail here.

Der innere Radabschnitt 3 weist eine mittige Durchgangsöffnung 7 auf. In der Durchgangsöffnung 7 ist das Nabenelement 4 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Nabenelement 4 in die Durchgangsöffnung 7 eingepresst.The inner wheel section 3 has a central through opening 7 . The hub element 4 is arranged in the passage opening 7 . In this exemplary embodiment, the hub element 4 is pressed into the through opening 7 .

Mit anderen Worten verbindet der innere Radabschnitt 3 den äußeren Radabschnitt 2 mit dem Nabenelement 4.In other words, the inner wheel portion 3 connects the outer wheel portion 2 to the hub member 4.

Das Nabenelement 4 weist eine mittige hohlzylindrische Aufnahme 8 auf. Die Aufnahme 8 dient zum Anordnen oder Aufpressen des Zahnrads 1 auf eine hier nicht näher dargestellte Welle mit einem Zylinderabschnitt oder einer zylindrischen Außenfläche. Eine entsprechende Welle kann beispielsweise als eine Ritzelwelle ausgebildet sein.The hub element 4 has a central hollow-cylindrical receptacle 8 . The receptacle 8 is used for arranging or pressing the gear 1 onto a shaft, not shown in detail here, with a cylindrical section or a cylindrical outer surface. A corresponding shaft can be designed as a pinion shaft, for example.

2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Frontansicht des erfindungsgemäßen Zahnrads 1 gemäß 1. Die Durchgangsöffnung 7 weist bei diesem Ausführungsbeispiel eine polygone, nämlich sechseckige, Innenkontur 9 auf. In der Innenkontur 9 ist das Nabenelement 4 angeordnet. Hierzu weist das Nabenelement 4 eine zu der Innenkontur 9 korrespondierende ausgebildete polygone, hier nämlich sechseckige, Außenkontur 10 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Ecken der Innenkontur 9 bzw. der Außenkontur 10 abgerundet ausgebildet. Aufgrund des Zusammenwirkens der Innenkontur 9 und der Außenkontur 10 ist eine relative Verlagerung des Nabenelementes 4 in Bezug zum inneren Radabschnitt 3 und in Umfangsrichtung der Außenkontur 10 blockiert. Zugleich ist aufgrund der Pressverbindung zwischen dem Nabenelement 4 und dem inneren Radabschnitt 3 eine relative Verlagerung des Nabenelementes 4 in Bezug zum inneren Radabschnitt 3 und in axialer Richtung zu der Mittelachse 6 des Zahnrads 1 verhindert. 2 shows a section of a front view of the gear wheel 1 according to the invention according to FIG 1 . In this exemplary embodiment, the through-opening 7 has a polygonal, namely hexagonal, inner contour 9 . The hub element 4 is arranged in the inner contour 9 . For this purpose, the hub element 4 has a polygonal, namely hexagonal, outer contour 10 that corresponds to the inner contour 9 . In this embodiment, the corners of the inner contour 9 and the outer contour 10 are rounded. Due to the interaction of the inner contour 9 and the outer contour 10, a relative displacement of the hub element 4 in relation to the inner wheel section 3 and in the circumferential direction of the outer contour 10 is blocked. At the same time, due to the press connection between the hub element 4 and the inner wheel section 3, a relative displacement of the hub element 4 in relation to the inner wheel section 3 and in the axial direction to the central axis 6 of the gear wheel 1 is prevented.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind sowohl der innere Radabschnitt 3 als auch das Nabenelement 4 aus einem Metall gebildet. Das Nabenelement 4 ist hier beispielhaft als eine gewindelose Mutter ausgebildet. Der innere Radabschnitt 3 ist mittels eines umgeformten Metallblechs gebildet.In this embodiment, both the inner wheel portion 3 and the hub member 4 are formed of a metal. The hub element 4 is designed here, for example, as a threadless nut. The inner wheel portion 3 is formed by a formed metal sheet.

3 zeigt einen Ausschnitt einer perspektivischen und geschnittenen Seitenansicht des erfindungsgemäßen Zahnrads 1 gemäß 1 und 2. Der innere Radabschnitt 3 weist einen ersten Wandabschnitt 11 und einen zweiten Wandabschnitt 12 auf. Des Weiteren weist der innere Radabschnitt 3 einen Verbindungsabschnitt 13 auf, der den ersten Wandabschnitt 11 und den zweiten Wandabschnitt 12 miteinander verbindet. Mit anderen Worten ist somit bei diesem Ausführungsbeispiel der innere Radabschnitt 3 mittels des ersten Wandabschnitts 11, des zweiten Wandabschnitts 12 und des Verbindungsabschnitts 13 gebildet. Hierbei erstrecken sich die beiden Wandabschnitte 11, 12 jeweils in axialer Richtung beziehungsweise parallel zu der Mittelachse 6 des Zahnrads 1 gemäß 1 und 2. Der Verbindungsabschnitt 13 erstreckt sich radial zu der Mittelachse 6 des Zahnrads 1 gemäß 1 und 2 sowie zwischen den beiden Wandabschnitten 11 und 12. Ausgehend von dem Verbindungsabschnitt 13 erstrecken sich die beiden Wandabschnitte 11 und 12 axial zur Mittelachse 6 in die gleiche Richtung. 3 shows a detail of a perspective and sectional side view of the gear wheel 1 according to the invention 1 and 2 . The inner wheel portion 3 has a first wall portion 11 and a second wall portion 12 . Furthermore, the inner wheel section 3 has a connecting section 13 which connects the first wall section 11 and the second wall section 12 to one another. In other words, the inner wheel portion 3 is formed by means of the first wall portion 11, the second wall portion 12 and the connecting portion 13 in this embodiment. Here, the two wall sections 11, 12 each extend in the axial direction or parallel to the central axis 6 of the gear 1 according to 1 and 2 . The connecting portion 13 extends radially in accordance with the central axis 6 of the gear wheel 1 1 and 2 and between the two wall sections 11 and 12. Starting from the connecting section 13, the two wall sections 11 and 12 extend axially to the central axis 6 in the same direction.

Der erste Wandabschnitt 11 bildet zugleich die Innenkontur 9 des inneren Radabschnitts 3 zum formschlüssigen Aufnehmen der Außenkontur 10 des Nabenelements 4. Der zweite Wandabschnitt 12 bildet einen äußeren Rand 14 des inneren Radabschnitts 3. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der zweite Wandabschnitt 12 beziehungsweise der äußere Rand 14 ringartig ausgebildet. Auf dem äußeren Rand 14 des inneren Radabschnittes 3 ist der äußere Radabschnitt 2 spritzgegossen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der zweite Wandabschnitt 12 vollständig in das Kunststoffmaterial des äußeren Radabschnittes 2 eingebettet.
Die beiden Wandabschnitte 11, 12 und der Verbindungsabschnitt 13 bilden einen ringartigen Kanal mit einem Zwischenraum 15. Das Kunststoffmaterial des äußeren Radabschnittes 2 erstreckt sich bei diesem Ausführungsbeispiel zum Einbetten des zweiten Wandabschnittes 2 in das Kunststoffmaterial teilweise in den Zwischenraum 15. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Wandabschnitt 11 beziehungsweise eine von dem Nabenelement 4 abgewandte Seite des zweiten Wandabschnitts 12 nicht von dem Kunststoffmaterial des äußeren Radabschnittes 2 bedeckt. Somit liegt die von dem Nabenelement 4 abgewandte Seite des ersten Wandabschnittes 11 sowie ein hierzu benachbarter Bereich des Verbindungsabschnitts 13 frei.The first wall section 11 also forms the inner contour 9 of the inner wheel section 3 for positively receiving the outer contour 10 of the hub element 4. The second wall section 12 forms an outer edge 14 of the inner wheel section 3. In this exemplary embodiment, the second wall section 12 or the outer edge 14 designed like a ring. On the outer edge 14 of the inner wheel section 3, the outer wheel section 2 is injection molded. In this exemplary embodiment, the second wall section 12 is completely embedded in the plastic material of the outer wheel section 2 .
The two wall sections 11, 12 and the connecting section 13 form a ring-like channel with an intermediate space 15. In this exemplary embodiment, the plastic material of the outer wheel section 2 extends partially into the intermediate space 15 in order to embed the second wall section 2 in the plastic material first wall section 11 or a side of the second wall section 12 facing away from the hub element 4 is not covered by the plastic material of the outer wheel section 2 . Thus, the side of the first wall section 11 facing away from the hub element 4 and a region of the connecting section 13 adjacent thereto are exposed.

Bei diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Kunststoffmaterial des äußeren Radabschnittes 2 entlang einer Seite 16 des inneren Radabschnittes 3 beziehungsweise des Verbindungsabschnitts 13 bis zum Nabenelement 4. Hierbei ist die Seite 16 von dem Zwischenraum 15 abgewandt. Des Weiteren bedeckt das Kunststoffmaterial des äußeren Radabschnittes 2 bei diesem Ausführungsbeispiel zudem eine Stirnseite 17 des Nabenelementes 4. Hierdurch entsteht eine zusätzliche axiale Sicherung für das Nabenelement 4.In this exemplary embodiment, the plastic material of the outer wheel section 2 extends along one side 16 of the inner wheel section 3 or the connecting section 13 to the hub element 4. Here, the side 16 faces away from the intermediate space 15. Furthermore, in this exemplary embodiment, the plastic material of the outer wheel section 2 also covers an end face 17 of the hub element 4. This results in additional axial securing for the hub element 4.

Bezugszeichenlistereference list

11: Zahnradgear
22: äußerer Radabschnittouter wheel section
33: innerer Radabschnittinner wheel section
44: Nabenelementhub element
55: ZahnTooth
66: Mittelachsecentral axis
77: Durchgangsöffnungpassage opening
88th: Aufnahmerecording
99: Innenkonturinner contour
1010: Außenkonturouter contour
1111: erster Wandabschnittfirst wall section
1212: zweiter Wandabschnittsecond wall section
1313: Verbindungsabschnittconnection section
1414: äußerer Randouter edge
1515: Zwischenraumspace
1616: Seiteside
1717: Stirnseiteface

Claims

A gear wheel having an outer wheel portion (2) having a plurality of teeth (5) and an inner wheel portion (3), the outer wheel portion (2) being formed of a plastic material and being attached to an outer edge (14) of the inner wheel portion ( 3) is injection molded, and the inner wheel section (3) has a central through-opening (7) with a non-round or polygonal inner contour (9), a hub element (4) being arranged in the inner contour (9) and 9) has a correspondingly formed non-round or polygonal outer contour (10), whereby a relative displacement of the hub element (4) in relation to the inner wheel section (3) and in the circumferential direction of the outer contour (10) is blocked, characterized in that the plastic material of the outer wheel section (2) along one side (16) of the inner wheel section (3) extends to the hub element (4), the plastic material covering an end face (17) of the hub element (4).

gear after claim 1 , characterized in that the hub element (4) has a central hollow-cylindrical receptacle (8), in particular for pressing onto a shaft with a cylindrical section or a cylindrical outer surface.

gear after claim 1 or 2 , characterized in that the hub element (4) with the outer contour (10) is pressed into the inner contour (9) of the inner wheel section (3), in particular by means of the press connection between the hub element (4) and the inner wheel section (3) is a relative displacement of the hub element (4) in relation to the inner wheel section (3), preferably in the axial direction to a central axis (6) of the gear (1), blocked.

Gear wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the hub element (4) is made of metal and/or the inner wheel section (3) is made of metal, in particular the hub element (4) is made of a first metal and the inner wheel section (3) formed from a second metal, preferably a metal sheet, which is different from the first metal.

Gear wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the inner contour (9) and the outer contour (10) are designed in the shape of a regular polygon, in particular a hexagon, the hub element (4) is preferably designed as a threadless nut.

Gear wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the inner wheel section (3) has a first wall section (11), the first wall section (11) forming the inner contour (9), in particular the first wall section (11) extends in the axial direction Direction and / or parallel to a central axis (6) of the gear (1).

gear after claim 6 , characterized in that the inner wheel section (3) has a second wall section (12), the second wall section (12) forming the outer edge (14) of the inner wheel section (3), in particular the second wall section (12) extends in axial direction and/or parallel to a central axis (6) of the gear wheel (1), preferably the second wall section (12) is ring-shaped.

gear after claim 6 and 7 , characterized in that the first wall section (11) and the second wall section (12) are connected to one another by means of a connecting section (13), in particular the connecting section (13) extends radially to a central axis (6) of the gear wheel (1), preferably at least the second wall section (12) is completely embedded in the plastic material of the outer wheel section (2).

Gear wheel according to one of the preceding claims , characterized by being designed as a worm wheel, in particular for steering a vehicle.