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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität gegenüber der vorläufigen US-Patentanmeldung Ser.-Nr. 62/984 441, eingereicht am 3. März 2020, die hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist.
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HINTERGRUND
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Typischer Spritzguss erfordert, dass zusammengesetzte Zahnradkomponenten mit konzentrischen, zylindrischen Schraubenrädern unterschiedlicher Teilkreisdurchmesser auf demselben Teil eine konstante Steigungshöhe aufweisen, um durch Spritzguss herstellbar zu sein (insbesondere um das Lösen des Teils aus einer Form zu ermöglichen). Dies bedeutet, dass der Schrägungswinkel für Schraubenräder unterschiedlicher Durchmesser unterschiedlich sein muss. Somit müsste ein konisches Zahnradzahnprofil, wie es in einem Getriebe verwendet wird, einen sich ständig ändernden Schrägungswinkel über die Zahnbreite aufweisen, um diesem Prinzip zu folgen, was die Komplexität der Zahnradgestaltung stark erhöht.
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Entsprechend besteht ständig ein Bedarf an einem vereinfachten Herstellungsverfahren für Zahnradkonstruktionen.
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KURZDARSTELLUNG
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Spritzguss-Verbundschraubenräder sind mit einem konstanten Schrägungswinkel entlang der Länge des Verbundschraubenrads versehen. Die Verbundschraubenräder umfassen mindestens zwei Zahnradabschnitte, einschließlich eines ersten Zahnradabschnitts und eines zweiten Zahnradabschnitts. Jeder des ersten Zahnradabschnitts und des zweiten Zahnradabschnitts ist derart konisch, dass sich jeder des ersten Zahnradabschnitts und des zweiten Zahnradabschnitts von einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser zu einem Abschnitt mit großem Durchmesser erstreckt. Der Abschnitt mit großem Durchmesser des ersten Zahnradabschnitts ist mit dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser des zweiten Zahnradabschnitts verbunden. Darüber hinaus kann der Abschnitt mit kleinem Durchmesser des zweiten Zahnradabschnitts größer sein als der Abschnitt mit großem Durchmesser des ersten Zahnradabschnitts. Da der Durchmesser des Verbundzahnrads über die Länge des Verbundzahnrads variiert und da der Schrägungswinkel über die Länge des Verbundzahnrads konstant bleibt, ändert sich die Steigungshöhe über die Länge des Verbundzahnrads, während das Spritzgusszahnrad noch aus der Spritzgussform entfernt werden kann.
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Bestimmte Ausführungsformen sind auf ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundschraubenrads gerichtet, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Spritzgussform, die dem Verbundschraubenrad entspricht und eine konische Innenoberfläche aufweist, wobei die konische Innenoberfläche Zahnradzähne mit einem konstanten Schrägungswinkel zwischen einem ersten Ende der konischen Innenoberfläche und einem zweiten Ende der konischen Innenoberfläche definiert; Spritzgießen eines Materials in die Spritzgussform; Härten des Spritzgussmaterials, um ein Spritzguss-Verbundschraubenrad zu erzeugen; und Extrahieren des Spritzguss-Verbundschraubenrads durch Drehen des Spritzguss-Verbundschraubenrads aus der Spritzgussform, während dem konstanten Steigungswinkel gefolgt wird.
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In bestimmten Ausführungsformen erstreckt sich die konische Innenoberfläche der Spritzgussform zwischen dem ersten Ende der konischen Innenoberfläche und dem zweiten Ende der konischen Innenfläche, wobei das erste Ende einen Durchmesser aufweist, der größer als ein Durchmesser des zweiten Endes ist; und wobei das Extrahieren des Spritzguss-Verbundschraubenrads das Drehen des Spritzguss-Verbundschraubenrads aus dem ersten Ende der Spritzgussform umfasst. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Spritzgießen eines Materials in die Spritzgussform das Spritzgießen eines Nylonmaterials in die Spritzgussform. In bestimmten Ausführungsformen umfasst das Spritzgießen eines Materials in die Spritzgussform das Füllen eines Innenraums der Spritzgussform, der durch die konische Innenoberfläche definiert ist, und das Füllen der Zahnradzähne der Spritzgussform mit dem Material.
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Bestimmte Ausführungsformen sind auf ein Verbundschraubenrad gerichtet, umfassend: einen konischen Spritzgusskörper, der sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt, wobei das zweite Ende einen Durchmesser aufweist, der größer als ein Durchmesser des ersten Endes ist; Spritzguss-Schraubenradzähne, die sich zumindest teilweise entlang einer Länge des konischen Spritzgusskörpers erstrecken; und wobei die Schraubenradzähne einen konstanten Schrägungswinkel aufweisen.
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In verschiedenen Ausführungsformen beträgt der konstante Schrägungswinkel zwischen 0° bis 45°. In bestimmten Ausführungsformen beträgt der konstante Schrägungswinkel zwischen 0° bis 30°. In verschiedenen Ausführungsformen beträgt der konstante Schrägungswinkel zwischen 0° bis 15°. In verschiedenen Ausführungsformen beträgt der konstante Schrägungswinkel zwischen 0° bis 10°. In bestimmten Ausführungsformen beträgt der konstante Schrägungswinkel zwischen 0° bis 5°. In verschiedenen Ausführungsformen beträgt der konstante Schrägungswinkel zwischen 3° bis 5°. Darüber hinaus beträgt in bestimmten Ausführungsformen der konstante Schrägungswinkel zwischen 15° bis 25°.
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In bestimmten Ausführungsformen definieren die Schraubenradzähne eine ständig wechselnde Steigungshöhe. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst der konische Spritzgusskörper Spritzguss-Nylon. Die Spritzguss-Schraubenradzähne können auf einer äußeren konischen Oberfläche des konischen Spritzgusskörpers definiert sein. In verschiedenen Ausführungsformen definiert der konische Spritzgusskörper eine erste Zahnradoberfläche angrenzend an das erste Ende und eine zweite Zahnradoberfläche angrenzend an das zweite Ende. In bestimmten Ausführungsformen erstreckt sich die erste Zahnradoberfläche zwischen einem ersten kleinen Ende und einem ersten großen Ende und die zweite Zahnradoberfläche erstreckt sich zwischen einem zweiten kleinen Ende und einem zweiten großen Ende; das zweite kleine Ende grenzt an das erste große Ende an; und das erste große Ende hat einen kleineren Durchmesser als das zweite kleine Ende. In verschiedenen Ausführungsformen steht das zweite kleine Ende mit dem ersten großen Ende an einer Übergangsebene in Kontakt. In bestimmten Ausführungsformen ist das zweite kleine Ende von dem ersten großen Ende beabstandet, um dazwischen einen Spalt zu bilden. In verschiedenen Ausführungsformen ist die erste Zahnradoberfläche von der zweiten Zahnradoberfläche beabstandet, um einen Spalt zwischen der ersten Zahnradoberfläche und der zweiten Zahnradoberfläche zu definieren. Die erste Zahnradoberfläche kann an einer Übergangsebene mit der zweiten Zahnradoberfläche in Kontakt stehen. In verschiedenen Ausführungsformen weisen die erste Zahnradoberfläche und die zweite Zahnradoberfläche mindestens im Wesentlichen identische Schrägungswinkel auf. Gemäß bestimmten Ausführungsformen definiert das Verbundschraubenrad ferner ein axiales Loch, das sich mindestens teilweise durch eine Länge des Verbundschraubenrads zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende erstreckt. In bestimmten Ausführungsformen ist das Verbundschraubenrad als eine Planetenradkomponente definiert.
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Bestimmte Ausführungsformen sind auf ein Getriebe gerichtet, umfassend: eine Vielzahl von Planetenrädern, wobei jedes der Vielzahl von Planetenrädern Folgendes umfasst: einen konischen Spritzgusskörper, der sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt, wobei das zweite Ende einen Durchmesser aufweist, der größer als ein Durchmesser des ersten Endes ist; Schraubenradzähne entlang einer Länge des Planetenrads zwischen dem ersten Ende zum zweiten Ende, wobei die Schraubenradzähne einen konstanten Schrägungswinkel zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende aufweisen; mindestens ein Sonnenrad in verzahntem Kontakt mit einem ersten Abschnitt jedes der Vielzahl von Planetenrädern; und mindestens ein Hohlrad, das die Vielzahl von Planetenrädern und das mindestens eine Sonnenrad umgibt und mit einem zweiten Abschnitt jedes der Vielzahl von Planetenrädern in verzahntem Kontakt steht.
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In bestimmten Ausführungsformen umfasst das Getriebe ferner mindestens eine Unterlegscheibe, die angrenzend an eines des ersten Endes oder des zweiten Endes der Vielzahl von Planetenrädern angeordnet ist, wobei die mindestens eine Unterlegscheibe konfiguriert ist, um eine Positionierung jedes der Vielzahl von Planetenrädern relativ zu dem mindestens einen Sonnenrad oder dem mindestens einen Hohlrad axial einzustellen. In bestimmten Ausführungsformen definiert der konische Spritzgusskörper eine erste Zahnradoberfläche angrenzend an das erste Ende und eine zweite Zahnradoberfläche angrenzend an das zweite Ende. In verschiedenen Ausführungsformen erstreckt sich die erste Zahnradoberfläche jedes Planetenrads zwischen einem ersten kleinen Ende und einem ersten großen Ende und die zweite Zahnradoberfläche erstreckt sich zwischen einem zweiten kleinen Ende und einem zweiten großen Ende; das zweite kleine Ende grenzt an das erste große Ende an; und das erste große Ende hat einen kleineren Durchmesser als das zweite kleine Ende. In bestimmten Ausführungsformen steht das zweite kleine Ende mit dem ersten großen Ende an einer Übergangsebene in Kontakt. In verschiedenen Ausführungsformen ist das zweite kleine Ende von dem ersten großen Ende beabstandet, um dazwischen einen Spalt zu bilden. In bestimmten Ausführungsformen steht das mindestens eine Sonnenrad in Kontakt mit der ersten Zahnradoberfläche und das mindestens eine Hohlrad steht in Kontakt mit der zweiten Zahnradoberfläche. In verschiedenen Ausführungsformen entspricht ein Schrägungswinkel der ersten Zahnradoberfläche zumindest im Wesentlichen einem Schrägungswinkel der zweiten Zahnradoberfläche. Das Getriebe kann ferner einen Planetenträger umfassen, der eine gewünschte axiale Position der Vielzahl von Planetenrädern relativ zu dem mindestens einen Sonnenrad und dem mindestens einen Hohlrad beibehält. In bestimmten Ausführungsformen umfasst jedes der Vielzahl von Planetenrädern Spritzguss-Nylon. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das mindestens eine Sonnenrad mindestens ein Antriebssonnenrad. Gemäß bestimmten Ausführungsformen umfasst das mindestens eine Hohlrad mindestens ein Abtriebshohlrad. Gemäß bestimmten Ausführungsformen umfasst das mindestens eine Hohlrad mindestens ein Antriebshohlrad. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das mindestens eine Sonnenrad mindestens ein Abtriebssonnenrad. Für bestimmte Getriebekonfigurationen umfasst jedes der Vielzahl von Planetenrädern zwei Verbundzahnräder, wobei sich jedes Verbundzahnrad zwischen einem kleinen ersten Ende und einem großen zweiten Ende erstreckt und wobei ein großes zweites Ende der zwei Verbundzahnräder jedes Planetenrads relativ zueinander gesichert ist. In verschiedenen Ausführungsformen sind die zwei Verbundzahnräder relativ zueinander mit einem Befestigungselement gesichert. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das mindestens eine Sonnenrad mindestens zwei Sonnenräder. Gemäß bestimmten Ausführungsformen umfasst das mindestens eine Hohlrad mindestens zwei Hohlräder.
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Figurenliste
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Nun wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind, und wobei:
- 1 schematisch ein Verbundzahnrad mit einer Vielzahl von Zahnrädern unterschiedlicher Durchmesser veranschaulicht;
- 2 schematisch ein konisches Verbundzahnrad mit einer Vielzahl von Zahnrädern veranschaulicht, die gemäß verschiedenen Ausführungsformen definiert sind;
- 3 schematisch ein Verbundzahnrad mit einer Vielzahl von Zahnrädern unterschiedlicher Durchmesser und mit einer konstanten Steigungshöhe veranschaulicht;
- 4 schematisch ein konisches Verbundzahnrad mit einem konstanten Schrägungswinkel veranschaulicht;
- 5 eine perspektivische Ansicht eines konischen Verbundzahnrads gemäß einer Ausführungsform ist;
- 6A eine Seitenansicht des in 5 gezeigten konischen Verbundzahnrads ist;
- 6B eine Axialansicht des in 5 gezeigten konischen Verbundzahnrads ist; und
- 7 eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Getriebes gemäß einer Ausführungsform ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Offenbarung beschreibt ausführlicher verschiedene Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Es versteht sich, dass einige, aber nicht alle Ausführungsformen hierin gezeigt und beschrieben sind. Tatsächlich können die Ausführungsformen viele verschiedene Formen annehmen, und dementsprechend sollte diese Offenbarung nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden. Vielmehr werden diese Ausführungsformen derart bereitgestellt, dass diese Offenbarung geltende gesetzliche Anforderungen erfüllt. Gleiche Zahlen beziehen sich durchgehend auf gleiche Elemente.
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Ein konisches Schraubenradzahndesign ermöglicht es, dass der Schrägungswinkel von zwei konischen Schraubenrädern konstant gehalten wird und das Verbundzahnrad immer noch durch Spritzguss herstellbar ist, was den Konstruktionsaufwand im Vergleich zur Standardposition, bei der die Steigungshöhe konstant gehalten werden muss, stark vereinfacht. Ein Zahnradzahnprofil, das gemäß der in der
PCT/CA2018/051154 beschriebenen Konfiguration bereitgestellt ist (veröffentlicht als
WO/2019/051614 ), die hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird, hätte einen sich konstant ändernden Schrägungswinkel über die Zahnradbreite hinweg, um diesem Prinzip zu folgen, was die Komplexität des der Zahnradkonstruktion stark erhöht. Stattdessen ermöglicht die konische Konstruktion, dass der Schrägungswinkel konstant gehalten werden kann, während das Zahnrad gleichzeitig weiterhin durch Spritzguss herstellbar ist, was den Konstruktionsaufwand erheblich vereinfacht. Dieser reduzierte Konstruktionsaufwand reduziert die Konstruktionskosten und Komplexität eines Getriebes, das ein oder mehrere Zahnräder beinhaltet, und ermöglicht Kegelzahnräder im Allgemeinen mehr Flexibilität bei Herstellungsverfahren.
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Diese Zahnkonstruktion ermöglicht es, dass ein Verbundzahnrad eine einfachere Geometrie aufweist, was den Konstruktionsaufwand reduziert, um ein Zahnrad zu konstruieren und zu fertigen, während es weiterhin ermöglicht, dass das Verbundzahnrad im Spritzgussverfahren herstellbar ist. Darüber hinaus ermöglicht der konstante Schrägungswinkel in einer Planetengetriebeanwendung, dass äußere Ringe mit Scheiben unterlegt werden können, um Spiel aufzunehmen.
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Betriebsprinzip
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Eine konische Verbundzahnradkonstruktion ermöglicht es, dass der Schrägungswinkel konstant gehalten werden kann, während dennoch ermöglicht wird, dass das Verbundzahnraddesign gemäß herkömmlichen Formkonstruktionen im Spritzgussverfahren herstellbar ist, was den Konstruktionsaufwand erheblich vereinfacht. Dieser reduzierte Konstruktionsaufwand reduziert die Konstruktionskosten und die Komplexität der Getriebe, die Verbundzahnräder umfassen, und ermöglicht die Verwendung von kegeligen Zahnrädern im Allgemeinen mehr Flexibilität bei Herstellungsverfahren.
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Typisches Wissen würde darauf hinweisen, dass die Verjüngung einen sich ändernden Schrägungswinkel über den Zahnradzahn erfordern würde, um eine konstante Steigungshöhe entlang der Länge der Verjüngung und der Gesamtheit des Verbundzahnrads aufrechtzuerhalten, was die Komplexität wesentlich erhöht. Stattdessen kann mit einer Verjüngung der Schrägungswinkel entlang einer Länge des Verbundzahnrads konstant gehalten werden. Dies vereinfacht die Konstruktion wesentlich. Außerdem ermöglicht ein konstanter Schrägungswinkel, dass die axiale Position des Gegenrads entlang der Länge der Verjüngung (z. B. durch die Verwendung von Unterlegscheiben) eingestellt wird, was mit einer Zahnradzahnkonstruktion mit einem variierenden Schrägungswinkel nicht möglich wäre.
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Bestimmte Ausführungsformen sind auf ein Verbundzahnrad gerichtet, das eine Kombination von zwei oder mehr verzahnten Oberflächen unterschiedlicher Durchmesser definiert, die koaxial auf einem einzigen Verbundteil positioniert sind. Die zwei oder mehr verzahnten Oberflächen können einzeln und voneinander getrennt sein (z. B. mit einem Spalt dazwischen) oder miteinander fortlaufend, sodass ein erster Abschnitt einer fortlaufenden Oberfläche eine erste verzahnte Oberfläche definiert und ein zweiter Abschnitt derselben fortlaufenden Oberfläche eine zweite verzahnte Oberfläche definiert. In Ausführungsformen, in denen die verzahnten Oberflächen einzeln und getrennt sind, setzt sich der konstante Schrägungswinkel entlang der Länge des Verbundzahnrads und über jede der verzahnten Oberflächen fort.
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In einer typischen Anordnung sind Verbundzahnräder nicht konisch und sind stattdessen zylindrisch (siehe zum Beispiel 1 und 3). Somit können die zwei Zahnräder unterschiedlicher Durchmesser nicht denselben Schrägungswinkel verwenden (als α und β dargestellt), wenn das Teil aus einer Spritzgussform entfernt werden soll. Stattdessen muss der Schrägungswinkel unterschiedlich sein, sodass die Steigungshöhe (Steigungshöhe A) zwischen den beiden Zahnrädern im gleichen Teil konstant gehalten wird. Dies ermöglicht, dass die Form oder das Teil gedreht werden kann, wenn sie voneinander getrennt werden, um beide Zahnradspiralen freizugeben. Insbesondere führt das Drehen der Form oder des Teils um eine einzige vollständige Drehung, um den Schraubenradzähnen zu folgen, zu einer linearen Verschiebung um einen konstanten Abstand für beide Zahnräder, unabhängig von ihrem Durchmesser aufgrund der konstanten Steigungshöhe. Wenn der Schrägungswinkel konstant gehalten würde, würde eine einzige Drehung des Teils zu einer unterschiedlichen linearen Verschiebung des Teils führen, wodurch ein schräges Eindrehen der Gewinde und/oder eine Bindung der Form an das Spritzgussteil verursacht würde.
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Im Gegensatz dazu können Verbundschraubenräder mit einem konischen Profil (wie in 2 und 4 gezeigt) einen konstanten Schrägungswinkel γ aufrechterhalten und eine ständig wechselnde Steigungshöhe (veranschaulicht durch Steigungshöhe B und Steigungshöhe C) zwischen einem ersten (breiten) Ende und einem gegenüberliegenden zweiten (schmalen) Ende des konischen Profils aufweisen. Bei einer derartigen Konstruktion kann das Zahnrad physisch aus einer Form entfernt werden, indem das Zahnrad aus der Form gedreht wird, während ein konstanter Schrägungswinkel γ bei den Zahnrädern verwendet wird, die bei dem Verbundteil enthalten sind. Es wurde festgestellt, dass das Erhöhen des Kegelwinkels σ die Leichtigkeit erhöht, mit der das Zahnrad aus einer Form gelöst werden kann, wobei jedoch das Verringern des Kegelwinkels σ die Funktionalität des Verbundzahnrads erhöht. Darüber hinaus kann das Verhältnis zwischen der axialen Länge des Verbundzahnrads (gemessen entlang der Länge der Mittelachse des Verbundzahnrads) und dem zentralen Durchmesser des Verbundzahnrads bei der Bestimmung einer verwendbaren Untergrenze für den Kegelwinkel σ relevant sein, während die Lösefähigkeit des Zahnrads aus einer Form beibehalten wird. Als Beispiel kann der Kegelwinkel σ ein Winkel, der zwischen 0 bis 90° gewählt ist; ein Winkel, der zwischen 0 bis 45° gewählt ist, ein Winkel, der zwischen 0 bis 15° gewählt ist, ein Winkel, der zwischen 0 bis 10° gewählt ist, ein Winkel, der zwischen 0 bis 5° gewählt ist; ein Winkel, der zwischen 3 bis 5° gewählt ist, und/oder dergleichen sein.
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Ein konisches Zahnrad muss nicht dem herkömmlichen Prinzip folgen, durch das das kleine Ende der Verjüngung einen Schrägungswinkel aufweist und das große Ende des konischen Zahnrads einen anderen Schrägungswinkel aufweist, um eine konstante lokalisierte Steigungshöhe über die Länge des Zahnrads aufrechtzuerhalten. Eine solche Konfiguration würde zu einem Schrägungswinkel führen, der sich ständig über die Breite des Zahns ändert, was die Konstruktionskomplexität und -kosten eines derartigen Teils erheblich erhöhen würde.
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Ein konstanter Schrägungswinkel verringert nicht nur die Konstruktionskomplexität, sondern ermöglicht es einem Planetengetriebe, das das konische Zahnrad einschließt, ein einstellbares Spiel zu ermöglichen (z. B. durch die Integration einer Unterlegscheibe mit dem Verbundzahnrad). Ohne einen konstanten Schrägungswinkel muss die axiale Position der ineinandergreifenden Zahnräder perfekt übereinstimmen oder die Zahnräder greifen nicht ordnungsgemäß ineinander.
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Beispielhafte Zahnräder, Zahnradbaugruppen und Getriebe
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Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verbundschraubenrad 500 bereitgestellt, wie das in 5 gezeigte. Das Verbundschraubenrad ist ein Spritzguss-Kunststoffmaterial. Das Verbundschraubenrad umfasst einen konischen Spritzgusskörper, der sich zwischen einem ersten Ende mit kleinem Durchmesser 501 und einem zweiten Ende mit großem Durchmesser 502 erstreckt. Das Verbundschraubenrad definiert mindestens zwei Zahnradabschnitte, wobei jeder Zahnradabschnitt konisch ist. Der erste Zahnradabschnitt 510 erstreckt sich zwischen dem ersten Ende 501 und einer Übergangsebene 503, die senkrecht zu einer Achse A des Verbundzahnrads angeordnet ist, und der zweite Zahnradabschnitt 520 erstreckt sich zwischen der Übergangsebene 503 und dem zweiten Ende 502. Die Übergangsebene 503 kann sich an einem Mittelpunkt zwischen dem ersten Ende 501 und dem zweiten Ende 502 befinden, obwohl andere Platzierungen der Übergangsebene 503 (zum Einstellen der relativen Länge des ersten Zahnradabschnitts 510 und des zweiten Zahnradabschnitts 520) möglich sind.
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In bestimmten Ausführungsformen kann der erste Zahnradabschnitt 510 von dem zweiten Zahnradabschnitt 520 beabstandet sein, sodass der erste Zahnradabschnitt 510 nicht mit dem zweiten Zahnradabschnitt 520 in Kontakt steht. In derartigen Ausführungsformen wird ein Spalt zwischen dem ersten Zahnradabschnitt 510 und dem zweiten Zahnradabschnitt 520 gebildet. Das Verbundzahnrad 500 bleibt eine einzelne, einstückig ausgebildete (geformte) Komponente, und dadurch erstreckt sich ein Verbindungsmerkmal von dem ersten Zahnradabschnitt 510 zu dem zweiten Zahnradabschnitt 520. Die Verbundkomponente weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner als der Außendurchmesser des ersten Zahnradabschnitts 510 und des zweiten Zahnradabschnitts 520 ist.
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Darüber hinaus versteht es sich, dass die Zahnradoberflächen, Zahnradzähne und/oder andere Oberflächenmerkmale des ersten Zahnradabschnitts 510 nicht mit dem zweiten Zahnradabschnitt 520 ausgerichtet sein müssen. Zum Beispiel kann der Durchmesser des ersten Zahnradabschnitts 510 an der Übergangsebene 503 kleiner als der Durchmesser des zweiten Zahnradabschnitts 520 an der Übergangsebene 503 sein, um eine gestufte Beziehung zwischen dem ersten Zahnradabschnitt 510 und dem zweiten Zahnradabschnitt 520 zu definieren. In bestimmten Ausführungsformen kann der äußerste Durchmesser des ersten Zahnradabschnitts 510 (gemessen an den Spitzen der Zahnradzähne 511) kleiner sein als der innerste Durchmesser des zweiten Zahnradabschnitts 520 (gemessen am Boden von Einkerbungen zwischen Zahnradzähnen 521).
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Jeder des ersten Zahnradabschnitts 510 und des zweiten Zahnradabschnitts 520 sind durch die Zahnradzähne 511, 521 definiert, die eine Außenoberfläche davon umgeben. Die Zahnradzähne 511, 521 sind Schraubenradzähne mit einem konstanten Schrägungswinkel. Der Schrägungswinkel der Zahnradzähne 511 des ersten Zahnradabschnitts 510 entspricht dem Schrägungswinkel der Zahnradzähne 521 des zweiten Zahnradabschnitts 520. Durch Aufrechterhalten eines konstanten Schrägungswinkels auf den konischen Zahnradoberflächen kann das Verbundschraubenrad 500 gedreht werden, um aus einer Spritzgussform entfernt zu werden, in der das Verbundschraubenrad gebildet wird. Da außerdem jeder Zahnradabschnitt (der erste Zahnradabschnitt 510 und der zweite Zahnradabschnitt 520) einen konstanten Schrägungswinkel entlang ihrer jeweiligen Längen aufweist, kann die axiale Positionierung des Verbundzahnrads 500 relativ zu einem separaten Zahnrad eingestellt werden, das in verzahntem Kontakt mit dem ersten Zahnradabschnitt oder dem zweiten Zahnradabschnitt steht, ohne die Zahnradzähne zu binden oder schräg einzudrehen, nachdem das Verbundzahnrad 500 relativ zu dem separaten Zahnrad axial bewegt wird.
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Darüber hinaus kann, wie in 5 gezeigt, das Verbundzahnrad 500 hohl sein, wobei sich ein Loch 530 axial mindestens teilweise durch das Verbundzahnrad 500 erstreckt. Das Loch 530 kann dazu dienen, das Verbundzahnrad 500 leichter zu gestalten und/oder kann verwendet werden, um das Sichern des Zahnrads innerhalb eines Getriebes zu unterstützen. Das Loch 530 kann ein Durchgangsloch sein, das sich zwischen dem ersten Ende 501 und dem zweiten Ende 502 des Verbundzahnrads 500 erstreckt. In anderen Ausführungsformen kann das Loch 530 ein Sackloch sein, das sich nur teilweise vom ersten Ende 501 durch das Verbundzahnrad 500 erstreckt oder sich nur teilweise von dem zweiten Ende 502 durch das Verbundzahnrad 500 erstreckt. Es versteht sich, dass in Ausführungsformen, die ein Sackloch 530 umfassen, das Verbundzahnrad zwei Sacklöcher 530 umfassen kann (ein Loch 530, das sich von dem ersten Ende 501 erstreckt, und ein Loch, das sich von dem zweiten Ende 502 erstreckt). In bestimmten Ausführungsformen weist das Loch 530 entlang seiner gesamten Länge einen konstanten Durchmesser auf (z. B. zwischen dem ersten Ende 501 und dem zweiten Ende 502 des Verbundzahnrads). In Konfigurationen, in denen das Loch 530 zum Montieren des Verbundzahnrads 500 innerhalb eines Getriebes verwendet wird, kann das Innere des Lochs 530 einen oder mehrere Lagersätze umfassen, um die Drehung des Verbundzahnrads 530 relativ zu einer Montagewelle zu unterstützen. In anderen Ausführungsformen weist das Loch 530 einen variablen Durchmesser auf, wie beispielsweise einen ersten Durchmesser entlang seiner Länge zwischen dem ersten Ende 501 und der Übergangsebene 503 aufweisend und einen zweiten Durchmesser entlang seiner Länge zwischen dem zweiten Ende 502 und der Übergangsebene 503 aufweisend. Als Beispiel ist der zweite Durchmesser größer als der erste Durchmesser. In noch anderen Ausführungsformen kann das Loch 530 eine konische Innenoberfläche aufweisen.
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Ein beispielhaftes Verbundzahnrad ist in
5 in perspektivischer Ansicht, in
6A in Seitenansicht und in
6B in Endansicht gezeigt, wobei das Zahnrad B ein beispielhafter erster Zahnradabschnitt ist und Zahnrad A ein beispielhafter zweiter Zahnradabschnitt ist (wie in
6A gezeigt). Die nachstehende Tabelle 1 stellt physische Eigenschaften des beispielhaften Verbundzahnrads bereit, das in
5 bis
6B gezeigt ist. Tabelle 1
| | Zahnrad A | Zahnrad B |
| Anzahl der Zähne | 30 | 30 |
| Normalmodul | 0,9397 | 0,8261 |
| Schrägungswinkel (Grad) | 20 | 20 |
| Quermodul | 1,00 | 0,879 |
| Profilverschiebungskoeffizient | 0,186 | 0,182 |
| Standarddruckwinkel (Grad) | 25 | 25 |
| Arbeitsdruck-Querwinkel (Grad) | 26,392 | 26,392 |
| Standard-Referenzteilkreisdurchmesser (mm) | 30 | 26,3735 |
| Betriebsteilkreisdurchmesser (mm) | 30 | 26,3735 |
| Grundkreisdurchmesser (mm) | 26,873 | 23,625 |
| Zahnteilung am Referenzteilkreis (mm) | 3,142 | 2,762 |
| Zahnnormaldicke am Referenzteilkreis (mm) | 1,6391 | 1,4379 |
| Zahnquerdicke am Betriebsteilkreis (mm) | 1,7443 | 1,5301 |
| Kegelwinkel (Grad) | 5,0 | 5,0 |
| Breite (mm) | 16 | 13,734 |
| Min. Profilverschiebung | -0,559 | -0,364 |
| Max. Profilverschiebung | 0,931 | 0,727 |
| Zahnnormaldicke - NEGATIV (mm) | 0,987 | 1,017 |
| Zahnquerdicke - NEGATIV (mm) | 1,050 | 1,083 |
| Zahnnormaldicke - POSITIV (mm) | 2,292 | 1,858 |
| Zahnquerdicke - POSITIV (mm) | 2,439 | 1,977 |
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In Tabelle 1 werden in der Normalrichtung vorgenommene Messungen senkrecht zur Zahnradoberfläche gemessen und in Querrichtung vorgenommene Messungen werden entlang eines Umfangs des Zahnradabschnitts (wie in 6A gezeigt) vorgenommen. Darüber hinaus spiegelt in Tabelle 1 die Anzahl von Zähnen eine Zählung der Anzahl von Zähnen um den Außenumfang des Zahnradabschnitts wider. Das Normalmodul ist proportional zur normalen Steigung, senkrecht zur Zahnradoberfläche gemessen (die Normalsteigung geteilt durch pi ist gleich dem Normalmodul und die Steigung ist gleich der Länge eines gesamten Zahnradzahns). Der Schrägungswinkel spiegelt den Winkel wider, in dem sich die Zahnradzähne um den Umfang des Zahnradabschnitts erstrecken. Das Quermodul ist proportional zur Quersteigung, gemessen um den Umfang des Zahnradabschnitts. Der Profilverschiebungskoeffizient spiegelt den Betrag wider, um den ein bestimmter Zahn relativ zum Referenzdurchmesser verschoben wird, um den Kontakt zwischen dem Zahnradzahn und einem verzahnenden Zahnrad zu beeinflussen. Der Standarddruckwinkel spiegelt den Neigungswinkel jedes Zahnradzahns wider. Der Arbeitsdruckquerwinkel spiegelt den Neigungswinkel jedes Zahnradzahns wider, der innerhalb einer Ebene parallel zu einem Umfang des Zahnrads gemessen wird. Der Standard-Referenzteilkreisdurchmesser wird in einer Mittelebene (siehe 6A) jedes Zahnradabschnitts gemessen und spiegelt den Durchmesser des Zahnrads wider, gemessen an der Basis der Kopfhöhe der Zahnradzähne. Der Betriebssteigungsdurchmesser wird auch an der Mittelebene jedes Zahnradabschnitts gemessen. Der Basiskreisdurchmesser wird an einer Mittelebene des Zahnrads gemessen und spiegelt einen Kreis wider, von dem der Evolventenabschnitt der Zahnradzähne erzeugt wird. Die Zahnteilung am Referenzteilkreis spiegelt die Zahnradsteigung wider, die in einer Ebene parallel zum Referenzkreis gemessen wird. Die Zahnnormaldicke am Referenzteilkreis spiegelt die Dicke jedes Zahnradzahns wider, senkrecht zum Zahnradzahn gemessen. Die Zahnquerdicke am Betriebsteilkreis spiegelt die in einer Ebene parallel zum Umfang des Zahnradabschnitts gemessene Zahndicke wider. Der Kegelwinkel spiegelt den Verjüngungswinkel jedes Zahnradabschnitts wider. Die Breite ist ein Maß zwischen gegenüberliegenden Enden des Zahnradabschnitts. Die minimale und die maximale Profilverschiebung spiegeln die Profilverschiebung des Zahnradzahns, gemessen an den Enden mit kleinem bzw. großem Durchmesser jedes Zahnradabschnitts, wider. Die Zahnnormaldicke - negativ ist ein Maß für die Zahndicke am kleinen Ende jedes Zahnradabschnitts (mit einer negativen Profilverschiebung), gemessen senkrecht zum Zahnradzahn. Die Zahnquerdicke - negativ ist ein Maß für die Zahndicke am kleinen Ende jedes Zahnradabschnitts (mit einer negativen Profilverschiebung), gemessen innerhalb einer Ebene parallel zum Umfang des Zahnradabschnitts. Die Zahnnormaldicke - positiv ist ein Maß für die Zahndicke am großen Ende jedes Zahnradabschnitts (mit einer positiven Profilverschiebung), gemessen senkrecht zum Zahnradzahn. Die Zahnquerdicke - positiv ist ein Maß für die Zahndicke am großen Ende jedes Zahnradabschnitts (mit einer positiven Profilverschiebung), gemessen innerhalb einer Ebene parallel zum Umfang des Zahnradabschnitts.
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Bestimmte Ausführungsformen sind auf eine Zahnradanordnung gerichtet, die in einem Getriebe eingeschlossen werden soll. Die Zahnradanordnung umfasst ein Spritzguss-Verbundzahnrad 500, das einen ersten konischen Zahnradabschnitt 510 und einen zweiten konischen Zahnradabschnitt 520 umfasst. Der erste konische Zahnradabschnitt 510 ist einstückig mit dem zweiten konischen Zahnradabschnitt 520 geformt, sodass ein erstes Ende des ersten konischen Zahnradabschnitts 510 angrenzend an ein zweites Ende des zweiten konischen Zahnradabschnitts 520 geformt ist (der erste konische Zahnradabschnitt 510 und der zweite konische Zahnradabschnitt 520 treffen sich an einer Übergangsebene 503 senkrecht zur Achse A des Verbundzahnrads 500). Das erste Ende des ersten konischen Zahnradabschnitts 510 weist einen Durchmesser auf, der sich von dem Durchmesser des zweiten Endes des zweiten konischen Zahnradabschnitts 520 unterscheidet. Jeder des ersten konischen Zahnradabschnitts 510 und des zweiten konischen Zahnradabschnitts 520 weist einen konstanten Schrägungswinkel auf, und der Schrägungswinkel des ersten konischen Zahnradabschnitts 510 entspricht dem Schrägungswinkel des zweiten konischen Zahnradabschnitts 520. Die Zahnradanordnung umfasst zusätzlich mindestens eine Unterlegscheibe in Kontakt mit einem Ende des Verbundzahnrads 500, wobei die Unterlegscheibe eine optionale axiale Verschiebung des Verbundzahnrads 500 innerhalb eines Getriebes ermöglicht, während jeder des ersten konischen Zahnradabschnitts 510 und des zweiten konischen Zahnradabschnitts 520 mit entsprechenden Abschnitten des Getriebes in verzahntem Kontakt bleibt.
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Noch andere Ausführungsformen sind auf ein Getriebe gerichtet, das mindestens ein Spritzguss-Verbundzahnrad 500 umfasst, das einen ersten konischen Zahnradabschnitt 510 und einen zweiten konischen Zahnradabschnitt 520 umfasst. Der erste konische Zahnradabschnitt 510 ist einstückig mit dem zweiten konischen Zahnradabschnitt 520 geformt, sodass ein erstes Ende des ersten konischen Zahnradabschnitts 510 angrenzend an ein zweites Ende des zweiten konischen Zahnradabschnitts 520 an einer senkrecht zu einer Achse A des Verbindungsrads 500 orientierten Übergangsebene 503 geformt ist. Das erste Ende des ersten konischen Zahnradabschnitts 510 weist einen Durchmesser auf, der sich von dem Durchmesser des zweiten Endes des zweiten konischen Zahnradabschnitts 520 unterscheidet. Jeder des ersten konischen Zahnradabschnitts 510 und des zweiten konischen Zahnradabschnitts 520 weist einen konstanten Schrägungswinkel auf, und der Schrägungswinkel des ersten konischen Zahnradabschnitts 510 entspricht dem Schrägungswinkel des zweiten konischen Zahnradabschnitts 520. Das Getriebe umfasst zusätzlich ein erstes Kontaktzahnrad in verzahntem Kontakt mit dem ersten konischen Zahnradabschnitt 510 und einem zweiten Kontaktzahnrad in verzahntem Kontakt mit dem zweiten konischen Zahnradabschnitt 520. In bestimmten Ausführungsformen umfasst das Getriebe zusätzlich mindestens eine Unterlegscheibe in Kontakt mit einem Ende des Verbundzahnrads 500, wobei die Unterlegscheibe eine optionale axiale Verschiebung des Verbundzahnrads 500 innerhalb des Getriebes ermöglicht, während jeder des ersten konischen Zahnradabschnitts 510 in verzahntem Kontakt mit dem ersten Kontaktzahnrad bleibt und der zweite konische Zahnradabschnitt 520 in verzahntem Kontakt mit dem zweiten Kontaktzahnrad bleibt. Ein beispielhaftes Getriebe 700 ist in 7 gezeigt. Das Getriebe kann als ein Drehmomentverstärker ausgeführt sein, der in bestimmten Ausführungsformen innerhalb eines Außengehäuses 710 positioniert ist, und die Spritzguss-Verbundzahnräder 500 sind als Planetenwalzen in dem in 7 gezeigten beispielhaften Getriebe ausgeführt. Die Kontaktzahnräder sind als ein erstes Sonnenrad (z. B. ein Antriebssonnenrad 701), ein zweites Sonnenrad (z. B. ein Leerlaufsonnenrad 704, das drehbar um eine Außenfläche eines Sonnenzylinders 703 befestigt ist, der sich mit dem Antriebssonnenrad 701 dreht), ein erstes Hohlrad (z. B. ein Abtriebshohlrad 705, das relativ zu einem Abtriebsgehäuseabschnitt 712 gesichert ist) und ein zweites Hohlrad (z. B. ein festes Hohlrad, das relativ zu einem festen äußeren Gehäuseabschnitt 711 befestigt ist) ausgeführt. In anderen Ausführungsformen kann das Antriebsrad als ein Hohlrad ausgeführt sein, und das Abtriebsrad kann als ein Sonnenrad ausgeführt sein. Darüber hinaus kann, wie hierin ausführlicher erörtert, ein Getriebe als symmetrisches Getriebe bereitgestellt werden, das eine Vielzahl von mehrteiligen symmetrischen Verbundzahnrädern (z. B. durch Befestigen zweier Verbundzahnräder 500 relativ zueinander gebildet) innerhalb des Getriebes einschließt. Die Kontaktzahnräder eines symmetrischen Getriebes sind in einer symmetrischen Konfiguration zu kontaktverzahnten Abschnitten der mehrteiligen symmetrischen Verbundzahnräder bereitgestellt (die Konstruktion von beispielhaften mehrteiligen symmetrischen Verbundzahnrädern wird hierin ausführlicher erörtert).
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Es versteht sich, dass in bestimmten Ausführungsformen das Verbundzahnrad 500 als ein Planetenrad in einem Getriebe als eines von einer Vielzahl von Planetenrädern implementiert sein kann (wobei jedes Planetenrad eine identische Konfiguration aufweist) und ein oder mehrere des ersten konischen Zahnradabschnitts 510 und des zweiten konischen Zahnradabschnitts 520 in verzahntem Kontakt mit einem Sonnenrad und/oder einem Hohlrad sein kann. Eines des Sonnenrads oder des Hohlrads ist stationär. Das Getriebe kann durch ein Antriebsrad (entweder ein Antriebssonnenrad oder ein Antriebshohlrad) oder einen angetriebenen Planetenträger angetrieben werden. Das Getriebe stellt einen Abtrieb über ein Sonnenrad, ein Hohlrad oder einen Planetenträger bereit.
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In bestimmten Ausführungsformen kann das Verbundzahnrad 500 in ein zusammengesetztes mehrteiliges Zahnrad integriert sein. Als nur ein Beispiel können zwei identische Verbundzahnräder 500, die jeweils eine Konfiguration aufweisen, wie hierin erörtert, nach der Herstellung relativ zueinander gesichert werden (z. B. über ein Befestigungselement, wie einen Klebstoff, einen Bolzen, eine Schraube und/oder dergleichen), um ein symmetrisches mehrteiliges Zahnrad zu bilden. In bestimmten Ausführungsformen können die beiden identischen Verbundzahnräder 500 relativ zueinander gesichert werden, während die axiale Verstellbarkeit der relativen Positionierung der zwei identischen Verbundzahnräder 500 relativ zueinander beibehalten wird (z. B. über eine Gewindebefestigung, die die beiden identischen Verbundzahnräder 500 relativ zueinander sichert; über eine Zugfeder in Kombination mit einem Befestigungselement, das die identischen Verbundzahnräder 500 relativ zueinander sichert; und/oder dergleichen). Das symmetrische mehrteilige Zahnrad kann in ein symmetrisches Getriebe integriert sein. Zum Beispiel kann eine Vielzahl von symmetrischen mehrteiligen Zahnrädern als Planetengetriebe innerhalb eines symmetrischen Getriebes bereitgestellt werden, sodass ein mittlerer Abschnitt mit großem Durchmesser (zentriert an der Verbindung zwischen den befestigten identischen Verbundzahnrädern) des symmetrischen mehrteiligen Zahnrads innerhalb des Getriebes bereitgestellt ist und äußere Abschnitte mit kleinerem Durchmesser (an gegenüberliegenden Enden des symmetrischen mehrteiligen Zahnrads) nahe an äußeren Enden des Getriebes bereitgestellt sind.
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Wie vorstehend erwähnt, erstrecken sich Verbundzahnräder 500 gemäß bestimmten Ausführungsformen entlang einer axialen Länge zwischen einem kleineren ersten Ende 501 und einem größeren Abschnittsende 502. Das größere zweite Ende 502 eines ersten Verbundzahnrads 500 kann auf dem größeren zweiten Ende 502 eines zweiten Verbundzahnrads 500 befestigt werden, um ein mehrteiliges Zahnrad mit gleichen und entgegengesetzten Abmessungen über eine Ebene zu erzeugen, die an der Verbindung zwischen dem ersten Verbundzahnrad und dem zweiten Verbundzahnrad gebildet wird. In anderen Ausführungsformen kann das mehrteilige Zahnrad mindestens ein Verbundzahnrad 500, wie hierin erörtert, und ein zylindrisches und/oder nicht-schraubenförmiges Zahnrad umfassen, wobei das Verbundzahnrad 500 an einem axialen Ende an dem zylindrischen und/oder nicht-schraubenförmigen Zahnrad befestigt ist. In bestimmten Ausführungsformen können zwei Verbundzahnräder 500 an dem zylindrischen und/oder nicht-schraubenförmigen Zahnrad befestigt sein (eines an jedem axialen Ende des zylindrischen und/oder nicht-schraubenförmigen Zahnrads).
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Verfahren zur Herstellung eines Verbundzahnrads
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Ein konisches Verbundzahnrad 500 mit einem konstanten Schrägungswinkel entlang der Länge des konischen Verbundzahnrads 500 zwischen einem ersten Ende (mit kleinem Durchmesser) 501 und einem zweiten Ende (mit großem Durchmesser) 502 des Verbundzahnrads 500 kann gemäß Spritzgussverfahren unter Verwendung einer einteiligen oder zweiteiligen Spritzgussform mit einer konischen Innenoberfläche hergestellt werden (um eine konische Außenfläche des Formteils bereitzustellen), die Zahnradzähne mit einem konstanten Schrägungswinkel zwischen einem ersten Ende der konischen Innenoberfläche und einem zweiten Ende der konischen Innenoberfläche der Form definiert. In bestimmten Ausführungsformen kann die Form bereitgestellt sein, um ein Verbundzahnrad zu bilden, das mindestens zwei konische Zahnradabschnitte einschließt, die eine gestufte Beziehung dazwischen bilden. Wie vorstehend erwähnt, ermöglichen das konische Verbundzahnraddesign und der konstante Schrägungswinkel der Zahnradzähne entlang der Länge des Verbundzahnrads 500, dass das Verbundzahnrad 500 ohne Interferenz zwischen den geformten Zahnradzähnen und den entsprechenden Konturen der Form selbst aus einer Form entnommen werden kann.
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Somit wird eine Form (z. B. eine zweiteilige Form, die zum axialen Entnehmen eines geformten Kegelrads mit einem konstanten Schrägungswinkel konfiguriert ist) bereitgestellt. Ein geschmolzenes Material (z. B. ein Kunststoffmaterial wie Nylon, ein verstärktes Kunststoffmaterial, ein Metallmaterial und/oder dergleichen) kann in die bereitgestellte Form eingespritzt und aushärten oder erhärten gelassen werden. Sobald das Spritzgussmaterial innerhalb der Form erhärtet ist, um das gegossene Verbundzahnradteil zu bilden, wird die Form geöffnet, und das geformte Verbundzahnrad wird gedreht und axial aus der Form entnommen, um das geformte Verbundzahnrad aus der Spritzgussform zu entnehmen.
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Die Form weist eine Innenoberfläche auf, die konfiguriert ist, um ein konisches Verbundzahnrad zu bilden, wie hierin erörtert. Somit definiert die Innenoberfläche der Form einen ersten konischen Zahnradformabschnitt und einen zweiten konischen Zahnradformabschnitt. Der erste konische Zahnradformabschnitt erstreckt sich zwischen einem ersten Ende der Form und einer Übergangsebene der Form, die einen gestuften Übergang zwischen dem ersten konischen Zahnradformabschnitt und dem zweiten konischen Zahnradformabschnitt definiert. Der zweite konische Zahnradformabschnitt erstreckt sich zwischen der Übergangsebene der Form und einem zweiten Ende der Form. Die Übergangsebene der Form kann sich an einem Mittelpunkt zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der Form befinden, obwohl andere Platzierungen der Übergangsebene der Form (zum Einstellen der relativen Länge des ersten konischen Zahnradformabschnitts und des zweiten konischen Zahnradformabschnitts) möglich sind.
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In bestimmten Ausführungsformen ist die Form konfiguriert, um einen in der Übergangsebene zentrierten Abstandshalter aufzunehmen, wobei der Abstandshalter konfiguriert ist, um einen Spalt zwischen einem ersten Zahnradabschnitt und einem zweiten Zahnradabschnitt eines Spritzgusszahnrads zu bilden. Der Abstandshalter kann ein Material umfassen, das mit der Form identisch ist. Der Abstandshalter kann eine separate Komponente sein, die selektiv in einer gewünschten Position innerhalb einer Form befestigt werden kann, und kann zusammen mit einem Spritzguss-Verbundzahnrad aus der Form entfernt werden, sodass der Abstandshalter separat von dem Spritzguss-Verbundzahnrad entfernt werden kann. Der Abstandshalter kann ein Loch definieren, das sich durch eine Mitte davon erstreckt, sodass das an die Form bereitgestellte geschmolzene Material durch das Loch fließt, um ein einstückig gebildetes Verbundzahnrad zu bilden, das den ersten Zahnradabschnitt und den zweiten Zahnradabschnitt umfasst, die auf gegenüberliegenden Seiten des Abstandshalters gebildet sind. Der Abstandshalter kann ein zweiteiliger Abstandshalter sein, der auseinandergenommen werden kann, um aus einem geformten Verbundzahnrad entfernt zu werden.
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In bestimmten Ausführungsformen müssen Merkmale der Innenoberfläche der Form, die konfiguriert sind, um Zahnradoberflächen, Zahnradzähne und/oder andere Oberflächenmerkmale des ersten Zahnradabschnitts zu bilden, nicht mit den Merkmalen der Innenoberfläche der Form ausgerichtet sein, die konfiguriert sind, um Zahnradoberflächen, Zahnradzähne und/oder andere Oberflächenmerkmale des zweiten Zahnradabschnitts zu bilden. Der Durchmesser des ersten konischen Zahnradformabschnitts an der Übergangsebene der Form kann kleiner sein als der Durchmesser des zweiten konischen Zahnradformabschnitts an der Übergangsebene. Selbst bei einem derartigen Unterschied in der Größe zwischen dem ersten konischen Zahnradformabschnitt und dem zweiten konischen Zahnradformabschnitt kann ein geformtes Verbundzahnrad gedreht und von einem zweiten Ende (das dem größeren Ende der konischen Verbundzahnradform entspricht) der Form entnommen werden.
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Jeder des ersten konischen Zahnradformabschnitts und des zweiten konischen Zahnradformabschnitts ist durch Merkmale zum Bilden von Zahnradzähnen definiert, die innerhalb einer Innenoberfläche der Form definiert sind. Diese Zahnradzähne bildenden Merkmale bilden Schraubenradzähne mit konstantem Schrägungswinkel. Der Schrägungswinkel der Zahnradzähne bildenden Merkmale des ersten konischen Zahnradformabschnitts entspricht dem Schrägungswinkel der Zahnradzähne bildenden Merkmale der zweiten konischen Zahnradform.
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Um ein Hohlrad bereitzustellen, kann die Form ein oder mehrere Merkmale zum Bilden eines Lochs innerhalb eines gebildeten Zahnrads umfassen. Die Merkmale zum Bilden eines Lochs innerhalb eines gebildeten Zahnrads können als eine zweite Komponente der Form bereitgestellt sein, die getrennt von anderen Abschnitten der Form entfernt werden kann. In anderen Ausführungsformen kann sich das das Loch bildende Merkmal von einem inneren Ende der Form erstrecken, um das Loch innerhalb des gebildeten Zahnrads zu bilden. In bestimmten Ausführungsformen kann das Lochbildungsmerkmal konfiguriert sein, um ein Durchgangsloch zu bilden, das sich vollständig durch das Spritzgusszahnrad erstreckt. In anderen Ausführungsformen kann das Lochbildungsmerkmal konfiguriert sein, um ein Sackloch zu bilden, das sich nur teilweise durch das Innere des Spritzgusszahnrads erstreckt. In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Form zwei Lochbildungsmerkmale (ein Lochbildungsmerkmal, das als Teil jeder der zweiteiligen Form gebildet ist, um Sacklöcher zu bilden, die sich in gegenüberliegende Enden des Verbundzahnrads erstrecken. In derartigen Ausführungsformen können die Lochbildungsmerkmale unterschiedliche Durchmesser aufweisen (z. B. kann ein Durchmesser eines Lochbildungsmerkmals, das ein Loch bildet, das sich in das große Ende des Verbundzahnrads erstreckt, einen größeren Durchmesser aufweisen als der Durchmesser eines Lochbildungsmerkmals, das ein Loch bildet, das sich in das kleinere Ende des Verbundzahnrads erstreckt).
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Fazit
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Viele Modifikationen und andere Ausführungsformen fallen dem Fachmann ein, auf die sich diese Offenbarung mit dem Vorteil der in den vorstehenden Beschreibungen und den zugehörigen Zeichnungen dargestellten Lehren bezieht. Daher versteht es sich, dass die Offenbarung nicht auf die offenbarten spezifischen Ausführungsformen beschränkt sein soll und dass Modifikationen und andere Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche eingeschlossen sein sollen. Obwohl hierin spezifische Begriffe verwendet werden, werden sie nur in einem allgemeinen und beschreibenden Sinn und nicht zu Zwecken der Einschränkung verwendet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CA 2018/051154 PCT [0014]
- WO /2019051614 [0014]
