DE19616503C2 - Getriebezahnrad mit magnetischer Zahnscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebezahnrad gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Wie beispielsweise aus der DE 39 34 377 A1 bekannt ist, treten bei Getrieben häufig Zahnradklappergeräusche auf, die durch Drehungleichförmigkeiten des Motors und dem Spiel der Zähne der miteinander kämmenden Zahnräder entstehen. Zur Verhinderung derartiger Getriebegeräusche wird in der genannten Druckschrift vorgeschlagen, wenigstens eines von zwei miteinander kämmenden Zahnrädern an deren Stirnseite mit einer Scheibe aus einem elastomeren Material zu versehen, das Zähne aufweist, die zusammen mit den Metallzähnen dieses Zahnrades mit einem zweiten Zahnrad kämmen. Dabei sind die elastomeren Zähne relativ zu den Metallzähnen des ersten Zahnrades geringfügig überdimensioniert, so daß sie das Spiel zwischen den kämmenden Zahnrädern ausfüllen.

Zwar lassen sich mit dieser Vorrichtung die Klapper- und Rasselgeräusche eines Getriebes vorteilhaft vermeiden, nachteilig ist aber, daß die auf dem Zahnrad aufgebrachte elastomere Zahnscheibe vergleichsweise schnell abnutzt. Auf diese Weise entstehen schon nach kurzer Betriebszeit die an sich zu vermeidenden Betriebsgeräusche erneut.

Weiter ist aus der DE 19 67 959 U ein Doppelzahnrad zur Vermeidung von Laufgeräuschen bekannt, bei dem ein Zahnrad stirnseitig an dem anderen Zahnrad angeordnet ist. Hierbei weisen die beiden Zahnräder bei gleicher Zahngeometrie verschiedene Zähnezahlen auf. Die Laufgeräusche werden bei dem Doppelzahnrad durch eine Reibkupplung, die die beiden Zahnräder kraftschlüssig miteinander verbindet, jedoch lediglich reduziert.

Außerdem ist aus der DE 44 00 874 A1 bekannt, zwei kämmende Zahnräder derart zu magnetisieren, daß die sich gegenüberstehenden Zähne der Zahnräder die gleiche Polarität aufweisen. Durch die Magnetkraft werden die Zahnflanken beispielsweise eines Fest- und eines Losrades ständig voneinander abgestoßen, so daß die Zahnflanken bei diesen Bauteilen nur dann aneinander liegen, wenn eine Kraftübertragung stattfindet.

Nachteilig bei dieser Bauteilpaarung ist, daß bei großen Momentenschwankungen im Getriebe die Magnetkräfte nicht ausreichen, um eine Berührung zwischen den Zähnen und damit die o. g. Getriebegeräusche zu verhindern.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Getriebezahnrad oder eine Zahnradpaarung vorzuschlagen, mit der die oben genannten Nachteile vermieden und so eine zuverlässige Beseitigung von Störgeräuschen erreicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patent­ anspruchs 1, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen den Unteransprü­ chen entnehmbar sind.

Demnach verfügt das Getriebezahnrad an einer seiner Stirnseiten über eine magnetische Zahnscheibe, deren Zahnanzahl vorzugsweise kleiner als die Zahnanzahl des Zahnrades selbst ist. Durch die Kombination der konstruktiven Merkmale einer magnetischen Zahn­ scheibe mit einer zu dem Zahnrad unterschiedlichen Zahnanzahl wird erreicht, daß beim Kämmen mit einem weiteren Zahnrad dessen Zähne von den Zahnflanken des magnetisier­ ten oder magnetischen Zahnkranzes angezogen und so ein Zahnflankenklappern oder -ras­ seln vermieden wird. Für den Fall, daß die Zahnscheibe wenigstens einen Zahn weniger aufweist als das Zahnrad, wird sichergestellt, daß sich die Zahnscheibe beim Kämmen mit einem anderen Zahnrad schneller dreht als das Zahnrad, mit dem diese über Magnetkraft in Verbindung steht. Durch diese kleine Differenzdrehzahl und die Haftreibung zwischen Zahnrad und Zahnscheibe wird ein auf das mit dieser Zahnrad/Zahnscheibenkombination kämmendes zweites Zahnrad wirkendes Schleppmoment erzeugt, das die Zahnflanken der Zahnräder und der Zahnscheibe ständig aneinander liegen läßt. Dabei ist es von besonde­ rem Vorteil, wenn die Zahnscheibe auf einem Festrad angeordnet ist.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Zahnscheibe auf einem radialen mehr- oder minder großen Nabenabsatz des Zahnrades angeordnet, an dem es zusätzlich mit Befestigungsmitteln wie Sicherungselementen fixiert sein kann. In einer anderen Ausfüh­ rungsform ist die Zahnscheibe wie das Zahnrad selbst bis zum Durchmesser der das Zahn­ rad tragenden Welle herabgeführt und dort gegebenenfalls gegen ein axiales Abwandern mit einem Sicherungsbauteil fixiert. Schließlich kann vorgesehen sein, daß bei schrägverzahn­ ten Zahnrädern die magnetische Zahnscheibe auf der Druckseite des Zahnrades angeordnet ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt in der in

Fig. 1 eine schematische Darstellung von zwei kämmenden Getriebezahnrädern, in

Fig. 2 ein Querschnitt durch die Zahnräder gemäß Fig. 1, und in

Fig. 3 eine Detailansicht der kämmenden Zahnräder gemäß Fig. 1 dargestellt ist.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind zwei miteinander kämmende Zahnräder 1, 7 erkennbar, die auf Wellen 3, 9 angeordnet sind. Bei dem Zahnrad 1 handelt es sich in die­ sem Beispiel um ein Festrad, das mit einem Nabenabsatz 4 versehen ist. Auf diesem Absatz 4 ist eine magnetische Zahnscheibe 2 angeordnet, die einen Zahn 10 weniger aufweist als das Zahnrad 1. Der radiale Durchmesser des Nabenabsatzes 4 des Zahnrades 1 kann indi­ viduell auf die Verhältnisse der jeweiligen Zahnrad-/Zahnscheibenpaarung abgestellt wer­ den, da durch die Kontaktfläche der magnetischen Zahnscheibe 2 mit der Stirnseite des Zahnrades 1 die Größe des auf das Zahnrad 7 wirkenden Schleppmomentes beeinflußbar ist. Die magnetische Zahnscheibe 2 selbst besteht vorzugsweise aus einem mit einem ma­ gnetischen Material versehenen Kunststoff, die mittels eines in Fig. 2 mit dem Bezugszei­ chen 6 bezeichneten Sicherungselementes auf dem Nabenabsatz 4 oder der Welle 3 gegen axiales Abwandern gehalten werden kann. Die Nutzung dieses Sicherungselementes 6 ist in der Regel dann vermeidbar, wenn es sich bei dem Zahnrad 1 um ein schrägverzahntes Zahnrad handelt und die magnetische Zahnscheibe 2 auf der Druckseite 5 des Zahnrades 1 angeordnet ist.

In Fig. 3 wird die Funktionsweise des mit der magnetischen Zahnscheibe 2 versehenen Zahnrades im Detail dargestellt. Wie diese Darstellung verdeutlicht, wird durch die Kombina­ tion der magnetischen Eigenschaft der auf dem Zahnrad 1 angeordneten Zahnscheibe 2 erreicht, daß das Losrad 7 mit seinen Zähnen immer in Kontakt mit Zähnen des Zahnrades 1 oder der Zahnscheibe 2 ist. Dadurch wird wirksam ein Getrieberasseln verhindert. Durch die abweichende Zahnanzahl zwischen Zahnrad 1 und der magnetischen Zahnscheibe 2 wird dieser Effekt unterstützt und durch die im Zahneingriffsbereich stattfindende Verschiebung der Zahnscheibe 2 gegen das Zahnrad 1 ein Schleppmoment auf das Losrad 7 übertragen, welches wirkungsvoll auch größere Momentenstöße absorbiert.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Zahnscheibe 2 aus einem nicht magnetischem Werkstoff, beispielsweise aus einem Kunststoff, an der oder in der Segmente 11 aus einem magnetischen Werkstoff eingebracht und/oder befestigt sind.

Claims (7)

1. Getriebezahnrad, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einer Stirnseite (5) des Zahnrades (1) eine magnetische Zahnscheibe (2) mit dem gleichen Außendurchmesser wie dem des Zahnrades (1) angeordnet ist, die eine von der Zahnanzahl des Zahnrades (1) abweichende Zahnanzahl aufweist.

2. Getriebezahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnscheibe (2) wenigstens einen Zahn (10) weniger aufweist als das Zahnrad (1).

3. Getriebezahnrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnscheibe (2) auf einem fest mit einer Getriebewelle (3) verbundenen Zahnrad (1) angeordnet ist.

4. Getriebezahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnscheibe (2) auf einem Nabenabsatz (4) des Zahnrades (1) aufliegt.

5. Getriebezahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnscheibe (2) mittels eines Sicherungselementes (6) auf dem Nabenabsatz (4) oder der Welle (3) gegen das Zahnrad (1) fixiert ist.

6. Getriebezahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnscheibe (2) bei schrägverzahntem Zahnrad (1) auf dessen Druckseite (5) angeordnet ist.

7. Getriebezahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnscheibe (2) aus einem nichtmagnetischem Material besteht, in das ein Magnetwerkstoff in Form von Segmenten (11), eingebracht ist.