DE202014104892U1 - Gear for a toothed belt drive - Google Patents
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- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/32—Friction members
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Abstract
Zahnrad (12) für einen Zahnriementrieb, insbesondere eines Fahrrades oder eines Motorrades, wobei das Zahnrad (12) zwischen einer ersten Seite (14) und einer zweiten Seite (16) eine ringförmige Anordnung von mehreren Zähnen (20) aufweist, wobei auf der ersten Seite (14) des Zahnrads (12) eine erste Bordwand (31) und auf der zweiten Seite (14) des Zahnrads (12) eine zweite Bordwand (32) vorgesehen sind, um einen seitlichen Anschlag für den Zahnriemen zu bilden, wobei wenigstens eine der beiden Bordwände (31, 32) mehrere Ausnehmungen (18) aufweist, die seitliche Schmutzaustrittsöffnungen bilden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Kontur einer jeweiligen Ausnehmung (18) der Bordwand oder der Bordwände (31, 32) zumindest einem Teil der Kontur zumindest eines der mehreren Zähne (20) entspricht.Gear (12) for a toothed belt drive, in particular a bicycle or a motorcycle, wherein the gear (12) between a first side (14) and a second side (16) has an annular arrangement of a plurality of teeth (20), wherein on the first Side (14) of the gear (12) a first side wall (31) and on the second side (14) of the gear (12) a second side wall (32) are provided to form a lateral stop for the toothed belt, wherein at least one the two side walls (31, 32) has a plurality of recesses (18) forming lateral dirt outlet openings, characterized in that a part of the contour of a respective recess (18) of the side wall or the side walls (31, 32) at least a part of the contour at least one of the plurality of teeth (20) corresponds.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zahnrad für einen Zahnriementrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges Zahnrad wird auch als Zahnriemenrad bezeichnet.The present invention relates to a gear for a toothed belt drive according to the preamble of claim 1. Such a gear is also referred to as a toothed belt wheel.
Neben den üblichen Kettentrieben von Fahrrädern werden zunehmend auch Zahnriementriebe zur Übertragung der Antriebsleistung eingesetzt. Auch für elektrisch angetriebene Fahrräder eignen sich Riementriebe.In addition to the usual chain drives of bicycles, toothed belt drives are increasingly being used to transmit the drive power. Belt drives are also suitable for electrically driven bicycles.
Zahnriemenantriebe erfordern eine sehr genaue Ausrichtung der Riemenflucht, was hohe Anforderungen an die Rahmenherstellung stellt und Anwendungen im Nachrüstbereich praktisch unmöglich macht. Da außerdem die Herstellung der entsprechenden Zahnräder relativ teuer ist, steht in der Praxis nur eine beschränkte Anzahl Durchmesser und Breiten von Zahnrädern zur Verfügung. Je nach übertragener Leistung sind jedoch verschiedene Riemenbreiten nötig. Timing belt drives require very precise belt alignment, which places high demands on frame production and makes retrofit applications virtually impossible. In addition, since the production of the corresponding gears is relatively expensive, in practice, only a limited number of diameters and widths of gears available. Depending on the transferred power, however, different belt widths are required.
Bei konventionellen Zahnriementrieben ist die Verschmutzung ein großes Problem. Schlamm oder Schmutz zwischen den Zähnen eines Zahnriemenrades kann zum Überspringen auf den Zahnrädern führen. Im Winter wird beispielsweise Schnee in den Zahnzwischenräumen (d.h. Zahnlücken) festgepresst und führt zum Abspringen des Riemens. Schmutz und Schnee kann auch zur Beschädigung des Riemens bis zu dessen Reißen verursachen, da die Riemen auf Knickung und örtliche Überlastung sehr empfindlich sind. Contamination is a major problem with conventional timing belt drives. Mud or dirt between the teeth of a timing belt pulley may cause skipping on the gears. In winter, for example, snow gets trapped in the interdental spaces (i.e., tooth gaps) and causes the belt to jump off. Dirt and snow can also damage the belt until it ruptures, as the belts are very sensitive to buckling and local overload.
Um einen Zahnriemen auf einem Zahnrad eines Zahnriementriebes vor axialem Verrutschen zu sichern, werden derartige Zahnräder häufig mit einer oder zwei Bordwänden ausgestattet, welche somit als seitlicher Anschlag wirksam sind. Solche Bordwände können Schmutzaustrittsöffnungen aufweisen, um in den Zahnzwischenräumen anfallenden Schmutz axial austreten zu lassen.In order to secure a toothed belt on a toothed belt gear from axial slippage, such gears are often equipped with one or two side walls, which are thus effective as a lateral stop. Such side walls may have dirt outlet openings to allow the accumulation of dirt in the interdental spaces to escape axially.
Die
Es ist die Aufgabe der Erfindung, bekannte Zahnriementriebe und deren Zahnräder zu verbessern und insbesondere den Montage- und Herstellungsaufwand zu verringern. Ferner sollen die entsprechenden Zahnräder leicht mit verschiedenen gewünschten Dimensionen herstellbar sein, um den Durchmesser, die Breite und/oder die Ausrichtung der Riemenflucht des jeweiligen Zahnrads leicht an die besonderen Anforderungen eines Zahnriementriebs anpassen zu können, insbesondere auch für den Nachrüstbereich.It is the object of the invention to improve known timing belt drives and their gears and in particular to reduce the assembly and manufacturing costs. Furthermore, the corresponding gears should be easy to produce with different desired dimensions in order to easily adapt the diameter, width and / or orientation of the belt alignment of the respective gear to the particular requirements of a toothed belt drive, especially for the retrofit area.
Diese Aufgabe wird durch ein Zahnrad für einen Zahnriementrieb nach Anspruch 1 gelöst, und insbesondere dadurch, dass ein Teil der Kontur einer jeweiligen Ausnehmung der Bordwand oder der Bordwände zumindest einem Teil der Kontur zumindest eines der mehreren Zähne entspricht.This object is achieved by a toothed belt for a toothed belt drive according to claim 1, and in particular in that a part of the contour of a respective recess of the side wall or the side walls at least a part of the contour corresponds to at least one of the plurality of teeth.
Dies ermöglicht eine einfache und präzise Fertigung des Zahnrades. Zahnräder mit zwei Bordwänden sind aufgrund von Hinterschneidungen nur unter Schwierigkeiten durch kostengünstiges Gießen herstellbar. Auch bringt die spanende Bearbeitung der komplexen Zahnformen Einschränkungen mit sich, da bekannte Zahnschnittwerkzeuge in axialer Richtung einen Auslaufraum benötigen. Durch das teilweise Entsprechen der Konturen der Bordwand-Ausnehmungen einerseits und des jeweilige Zahnes andererseits kann der jeweilige Zahn zumindest zum Teil durch einen gewöhnlichen Stirnseitenfräser geformt werden, wobei der Fräser nur in axialer Richtung in die Ausnehmung eintauchen muss. So erübrigt sich ein aufwändiger Bearbeitungsschritt der Zähne mit Spezialwerkzeugen. Die jeweiligen Ausnehmungen und Zähne können am Ort des Entsprechens ihrer Konturen bündig abschließen.This allows a simple and precise production of the gear. Gears with two side walls are due to undercuts difficult to produce by inexpensive casting. The machining of the complex tooth shapes also entails limitations, since known tooth cutting tools require an outlet space in the axial direction. By partially matching the contours of the side wall recesses on the one hand and the respective tooth on the other hand, the respective tooth can be formed at least in part by a conventional end mill, the cutter must dive into the recess only in the axial direction. Thus, a complex processing step of the teeth with special tools is unnecessary. The respective recesses and teeth can be flush at the location of conforming to their contours.
Da ein erfindungsgemäßes Zahnrad somit im Wesentlichen durch Fräsen hergestellt werden kann, können auch die Dimensionen des jeweiligen Zahnrads relativ leicht an individuelle Anforderungen angepasst werden. Daher eignet sich ein derartiges Zahnrad insbesondere auch für den Nachrüstbereich.Since a gear according to the invention can thus be produced essentially by milling, the dimensions of the respective gear can also be adapted relatively easily to individual requirements. Therefore, such a gear is particularly suitable for the retrofit area.
Gegenüber als separate Teile ausgeführten Bordwänden, bei denen zusätzliche Einzelteile zu deren Befestigung oder eine verstärkte Trägerstruktur zum Aufpressen nötig sind, lässt sich ein erfindungsgemäßes Zahnrad spanend herstellen, ohne dass Bordwände separat ausgeführt sein müssen. So wird Material und damit Gewicht eingespart. Gegenüber einem Aufpressen oder Aufschrumpfen von separaten Bordscheiben lässt sich das erfindungsgemäße Zahnrad ferner feingliedriger und leichter ausführen.Opposite executed as separate parts board walls, where additional items for their attachment or a reinforced support structure for pressing are necessary, an inventive gear can be produced by cutting, without side walls must be made separately. This saves material and thus weight. Compared with a pressing or shrinking of separate flanged wheels, the gear according to the invention can also be made finer and easier.
Es ist allerdings anzumerken, dass die Konturen der Bordwand-Ausnehmungen einerseits und des jeweiligen Zahnes andererseits einander nicht vollständig entsprechen müssen. Beispielsweise ist es möglich, dass die Zahnspitzen der Zähne nicht durch einen Stirnseitenfräser ausgeformt werden (also durch axiales Eintauchen des Fräsers in die jeweilige Bordwand-Ausnehmung), sondern durch Drehen einer gemeinsamen, mittigen Umfangsnut des Zahnrads (wie nachstehend noch erläutert wird), so dass im Bereich der Zahnspitzen keine Bordwand-Ausnehmungen erforderlich sind. Ferner ist es beispielsweise möglich, dass im Bereich des jeweiligen Zahngrunds ein Stirnseitenfräser nicht genau axial, sondern schräg bezüglich der Drehachse des Zahnrades ausgerichtet ist (um den erwünschten Schmutzaustritt durch die jeweilige Bordwand-Ausnehmung zu begünstigen), wodurch die Kontur des Zahngrunds nicht exakt der Kontur der jeweiligen Bordwand-Ausnehmung entspricht.It should be noted, however, that the contours of the side wall recesses on the one hand and the respective tooth on the other hand do not have to completely correspond to each other. For example, it is possible that the tooth tips of the teeth are not formed by a front side milling cutter (ie by axial immersion of the milling cutter in the respective side wall recess), but by turning a common, central circumferential groove of the gear (as will be explained below), so that no side wall recesses are required in the region of the tooth tips. Furthermore, it is for example possible that in the region of the respective tooth root an end mill is not exactly axially, but obliquely aligned with respect to the axis of rotation of the gear (to favor the desired dirt leakage through the respective side wall recess), whereby the contour of the tooth root not exactly Contour of the respective side wall recess corresponds.
Unter der Kontur einer Ausnehmung oder eines Zahnes ist im Zusammenhang mit der Erfindung generell der (sichtbare oder nicht sichtbare) Umriss in einer Seitenansicht zu verstehen, d.h. der Begriff "Kontur" bezieht sich auf eine Betrachtung in axialer Richtung (Betrachtungsrichtung entlang oder parallel zu der Drehachse des Zahnrades). Bei einer derartigen Betrachtungsrichtung kann also der tatsächlich sichtbare Umriss des Zahnes zumindest einen Teil seiner Kontur bilden. Unter Vernachlässigung der Bordscheiben entspricht die Kontur eines Zahnes somit insbesondere seiner Silhouette, die bei einer Betrachtung entlang der Drehachse des Zahnrades, also von axial, sichtbar wäre.In the context of the invention, the outline of a recess or a tooth is generally to be understood as the side view (visible or invisible) in a side view; The term "contour" refers to viewing in the axial direction (viewing direction along or parallel to the axis of rotation of the gear). In such a viewing direction, therefore, the actually visible outline of the tooth can form at least a part of its contour. Neglecting the flanged wheels, the contour of a tooth thus corresponds in particular to its silhouette, which would be visible when viewed along the axis of rotation of the toothed wheel, that is to say axially.
Nachstehend werden verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Zahnrads erläutert, wobei diese Ausführungsformen auch in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden können. Hereinafter, various advantageous embodiments of the gear according to the invention will be explained, wherein these embodiments can also be combined with each other in a variety of ways.
Bei einer Ausführungsform entspricht nicht nur bei einem Zahn, sondern bei einigen, insbesondere bei sämtlichen, der mehreren Zähne des Zahnrads ein Teil der Kontur einer jeweiligen Ausnehmung der Bordwände zumindest einem Teil der Kontur des jeweiligen Zahnes. Die erfindungsgemäßen Vorteile lassen sich so für einige oder sämtliche Zähne erzielen.In one embodiment, not only in one tooth, but in some, especially in all, of the plurality of teeth of the gear part of the contour of a respective recess of the side walls corresponds to at least a part of the contour of the respective tooth. The advantages of the invention can be achieved for some or all teeth.
Bei einer Ausführungsform ist die Kontur des zumindest einen Zahnes vollständig oder mit Ausnahme einer Zahnspitze durch einen Teil der Kontur einer jeweiligen Ausnehmung oder durch einen jeweiligen Teil der Konturen mehrerer Ausnehmungen der Bordwand oder Bordwände gebildet. So lässt sich der gesamte Zahn oder nahezu der gesamte Zahn aus axialer Richtung mit einem Stirnseitenfräser ausformen, welcher zugleich die Bordwand-Ausnehmungen ausformt. Die Zahnspitze kann dabei optional nicht aus axialer Richtung, sondern unter geringem Aufwand durch Bearbeitung aus radialer Richtung, insbesondere durch Drehen einer Umfangsnut des Zahnrads ausgeformt werden.In one embodiment, the contour of the at least one tooth is formed completely or with the exception of a tooth tip by a part of the contour of a respective recess or by a respective part of the contours of a plurality of recesses of the side wall or side walls. Thus, the entire tooth or almost the entire tooth from the axial direction can be formed with a front side milling cutter, which at the same time forms the side wall recesses. The tooth tip can optionally not be formed from the axial direction, but with little effort by machining from the radial direction, in particular by rotating a circumferential groove of the gear.
Bei einer Ausführungsform bilden ein Teil der Kontur zumindest einer jeweiligen Ausnehmung der ersten Bordwand und ein Teil der Kontur zumindest einer jeweiligen Ausnehmung der zweiten Bordwand gemeinsam die Kontur oder einen Teil der Kontur des zumindest einen Zahnes. Der oder die Zähne können in ihrer Kontur somit zumindest teilweise einer Überlagerung von zumindest einer Ausnehmung der ersten Bordwand und zumindest einer Ausnehmung der zweiten Bordwand entsprechen. Dabei können in Flucht betrachtet, d.h. in axialer Blickrichtung, sichtbare und nicht oder teilweise sichtbare Bordwand-Ausnehmungen in einer theoretischen Überlagerung (d.h. Projektion auf eine gemeinsame Ebene) mit zumindest Teilen ihrer Konturen die Kontur eines jeweiligen Zahnes darstellen. Dementsprechend kann der jeweilige Zahn insgesamt durch axiales Fräsen der jeweiligen Ausnehmung der ersten Bordwand und der jeweiligen Ausnehmung der zweiten Bordwand ausgeformt werden.In one embodiment, a part of the contour of at least one respective recess of the first side wall and a part of the contour of at least one respective recess of the second side wall together form the contour or part of the contour of the at least one tooth. The tooth or teeth may thus at least partially correspond in their contour to a superposition of at least one recess of the first side wall and at least one recess of the second side wall. It can be considered in flight, i. in the axial direction of sight, visible and not or partially visible side wall recesses in a theoretical overlay (i.e., projecting onto a common plane) with at least parts of their contours representing the contour of a respective tooth. Accordingly, the respective tooth can be formed overall by axial milling of the respective recess of the first side wall and the respective recess of the second side wall.
Bei einer Ausführungsform bilden nicht nur bei einem Zahn, sondern bei einigen, insbesondere bei sämtlichen, der mehreren Zähne des Zahnrads ein Teil der Kontur zumindest einer jeweiligen Ausnehmung der ersten Bordwand und ein Teil der Kontur zumindest einer jeweiligen Ausnehmung der zweiten Bordwand gemeinsam die Kontur oder einen Teil der Kontur des jeweiligen Zahnes. Insbesondere kann dieser Teil der Kontur des jeweiligen Zahnes in der vollständigen Kontur des jeweiligen Zahnes abzüglich der Zahnspitze bestehen. In one embodiment, not only in one tooth, but in some, especially in all, of the plurality of teeth of the gear part of the contour of at least one respective recess of the first side wall and part of the contour of at least one respective recess of the second side wall together form the contour or a part of the contour of the respective tooth. In particular, this part of the contour of the respective tooth may consist in the complete contour of the respective tooth minus the tooth tip.
Bei einer Ausführungsform sind an einer ersten Zahnflanke des zumindest einen Zahnes die erste Bordwand offen und die zweite Bordwand geschlossen. Dabei sind an einer zweiten Zahnflanke des zumindest einen Zahnes die erste Bordwand geschlossen und die zweite Bordwand offen. Dadurch können die Zahnflanken des Zahnes alternierend von der ersten Seite des Zahnrads und von der zweiten Seite des Zahnrads mittels eines jeweils axial eintauchenden Stirnseitenfräsers ausgeformt werden, wobei die einzelne Bordwand-Ausnehmung relativ schmal ausgeführt sein kann. Dies ist für die eingangs erläuterte Anschlagfunktion der Bordwände von Vorteil, da somit der jeweilige radial äußere Randbereich der Bordwände stabil gehalten (d.h. in radialer Richtung abgestützt) sein kann und nicht etwa durch zu große Ausnehmungen geschwächt ist. Ferner ist es hierdurch möglich, eine bevorzugte Förderrichtung für Schmutz in Zahnzwischenräumen festzulegen. Denn insbesondere bei einem Fahrrad kann dabei ausgenutzt werden, dass sich das Zahnrad im Betrieb nur in eine Richtung dreht, da Fahrräder im Allgemeinen nicht in nennenswertem Maße rückwärts betrieben werden. Eine erste Zahnflanke kann von einem Teil der Kontur einer einzigen Ausnehmung der ersten Bordwand gebildet sein, während eine zweite Zahnflanke desselben Zahnes von einem Teil der Kontur einer einzigen Ausnehmung der zweiten Bordwand gebildet sein kann. Die Ausnehmungen der zwei Bordwände können in diesem Sinne gegenläufig und/oder alternierend angeordnet sein.In one embodiment, on a first tooth flank of the at least one tooth, the first side wall is open and the second side wall is closed. In this case, the first side wall is closed and the second side wall open on a second tooth flank of the at least one tooth. Thereby, the tooth flanks of the tooth can be alternately formed from the first side of the gear and from the second side of the gear by means of a respective axially dipping end mill, wherein the individual side wall recess can be made relatively narrow. This is for the above-explained stop function of the side walls of advantage, since thus the respective radially outer edge region of the side walls stably maintained (ie, supported in the radial direction) and is not weakened by too large recesses. Furthermore, this makes it possible to define a preferred conveying direction for dirt in interdental spaces. Because in particular in a bicycle can be exploited that the gear rotates only in one direction during operation, as bicycles are generally not operated to a significant extent backwards. A first tooth flank may be formed by a part of the contour of a single recess of the first side wall, while a second tooth flank of the same tooth may be formed by a part of the contour of a single recess of the second side wall. The recesses of the two side walls may be arranged in opposite directions and / or alternating in this sense.
Eine Zahnflanke kann generell diejenige Seite eines Zahnes darstellen, die die Kräfte zwischen einem Riemenzahn und einem Zahnradzahn überträgt. Die Zahnflanke kann generell in oder entgegen der Drehrichtung des Zahnrads weisen. Die Zahnflanke kann eine im Wesentlichen kontinuierliche Fläche sein. Die Normale oder die Normalen dieser Fläche können bezüglich des Zahnrades eine tangentiale Komponente aufweisen. Eine Zahnflanke kann konvex oder konkav ausgeformt sein. Sie kann z.B. auch eine ebene Fläche sein oder in ihrer Kontur einer Evolvente entsprechen oder zum Zusammenwirken mit einem nach einer Evolventen geformten Riemenzahn ausgebildet sein. Ein jeweiliger Zahn des Zahnrads weist generell zwei Zahnflanken auf, von denen beide oder nur eine zur Kraftübertragung vorgesehen sein können bzw. kann. Wenn nur eine Kraftübertragungsrichtung vorgesehen ist, kann die Zahnflanke konkav oder der Zahn asymmetrisch ausgebildet sein. Die Kontur eines Zahnes kann z.B. einer Näherung der Kontur einer brechenden Welle entsprechen.A tooth flank may generally represent that side of a tooth which transmits forces between a belt tooth and a gear tooth. The tooth flank may generally point in or against the direction of rotation of the gear. The tooth flank may be a substantially continuous surface. The normal or the normal of this surface may have a tangential component with respect to the gear. A tooth flank can be convex or concave. It can e.g. also be a flat surface or correspond in their contour of an involute or be designed to cooperate with a formed according to an involute belt tooth. A respective tooth of the gear generally has two tooth flanks, of which both or only one can be provided for transmitting power. If only one power transmission direction is provided, the tooth flank may be concave or the tooth asymmetric. The contour of a tooth may e.g. an approximation of the contour of a refractive wave correspond.
Bei einer Ausführungsform sind nicht nur bei einem Zahn, sondern bei einigen, insbesondere bei sämtlichen, der mehreren Zähne des Zahnrads an einer ersten Zahnflanke des jeweiligen Zahnes die erste Bordwand offen und die zweite Bordwand geschlossen. Dabei sind an einer zweiten Zahnflanke des jeweiligen Zahnes die erste Bordwand geschlossen und die zweite Bordwand offen. Eine Bordwand kann dort offen sein, wo sie eine Ausnehmung aufweist. Eine Bordwand kann dort geschlossen sein, wo sie keine Ausnehmung aufweist. Die Begriffe "offen" und "geschlossen" sind in diesem Zusammenhang in axialer Betrachtungsrichtung zu verstehen, d.h. eine Bordwand ist dort offen, wo ein gedachter, zur Drehachse des Zahnrades paralleler Strahl kein Material der Bordwand trifft. Sie ist geschlossen, wenn der Strahl auf Material der Bordwand trifft.In one embodiment, not only in one tooth, but in some, especially in all, of the plurality of teeth of the gear on a first tooth flank of the respective tooth, the first side wall open and the second side wall closed. In this case, the first side wall is closed and the second side wall open on a second tooth flank of the respective tooth. A side wall can be open where it has a recess. A side wall can be closed where it has no recess. The terms "open" and "closed" in this context are to be understood in the axial viewing direction, i. a tailboard is open where an imaginary, parallel to the axis of rotation of the gear jet no material meets the side wall. It is closed when the beam hits material of the ship's side.
Bei dieser Ausführungsform sind jedem Zahn des Zahnrads (bezogen auf die Gesamtanzahl der Zähne und die Gesamtanzahl der Bordwand-Ausnehmungen) vorzugsweise genau eine Ausnehmung der ersten Bordwand und genau eine Ausnehmung der zweiten Bordwand zugeordnet. Dabei ist insbesondere eine Ausnehmung für sich nur genau einem Zahn zugeordnet. Die Bordwände weisen dabei jeweils so viele Ausnehmungen auf, wie das Zahnrad Zähne umfasst. Insgesamt umfasst das Zahnrad dabei also doppelt so viele Ausnehmungen der beiden Bordwände wie Zähne.In this embodiment, each tooth of the gear (based on the total number of teeth and the total number of side wall recesses) is preferably associated with exactly one recess of the first side wall and exactly one recess of the second side wall. In this case, in particular a recess is associated with only one tooth per se. The side walls in each case have as many recesses as the gear comprises teeth. Overall, the gear thus includes twice as many recesses of the two side walls as teeth.
Bei einer Ausführungsform sind die Ausnehmungen der ersten Bordwand in Drehrichtung geneigt angeordnet und die Ausnehmungen der zweiten Bordwand entgegen der Drehrichtung geneigt angeordnet. Die Drehrichtung kann einem Vorwärtsfahren eines Fahrrades entsprechen. Ist z.B. keine Drehrichtung vorgegeben, können die Ausnehmungen in entgegengesetzter Umfangsrichtung geneigt angeordnet sein.In one embodiment, the recesses of the first side wall are arranged inclined in the direction of rotation and the recesses of the second side wall arranged inclined opposite to the direction of rotation. The direction of rotation may correspond to driving a bicycle forward. Is e.g. given no direction of rotation, the recesses may be arranged inclined in the opposite circumferential direction.
Bei einer Ausführungsform sind an einer ersten Zahnflanke des zumindest einen Zahnes, an einem hieran angrenzenden Zahngrund und an einer hieran angrenzenden zweiten Zahnflanke eines benachbarten Zahnes die erste Bordwand offen und die zweite Bordwand geschlossen. Dabei sind an einer zweiten Zahnflanke des zumindest einen Zahnes, an einem hieran angrenzenden Zahngrund und an einer hieran angrenzenden ersten Zahnflanke eines anderen benachbarten Zahnes die erste Bordwand geschlossen und die zweite Bordwand offen.In one embodiment, the first side wall is open and the second side wall is closed on a first tooth flank of the at least one tooth, on a tooth base adjoining thereto and on a second tooth flank of an adjacent tooth adjacent thereto. In this case, the first side wall is closed and the second side wall open on a second tooth flank of the at least one tooth, on a tooth base adjacent thereto and on a first tooth flank adjacent thereto adjacent another tooth.
Bei einer Ausführungsform sind nicht nur bei einem Zahn, sondern bei einigen, insbesondere bei sämtlichen, von jedem zweiten der mehreren Zähne des Zahnrads an einer ersten Zahnflanke des jeweiligen Zahnes, an einem hieran angrenzenden Zahngrund und an einer hieran angrenzenden zweiten Zahnflanke eines benachbarten jeweiligen Zahnes die erste Bordwand offen und die zweite Bordwand geschlossen. Dabei sind an einer zweiten Zahnflanke des jeweiligen Zahnes, an einem hieran angrenzenden Zahngrund und an einer hieran angrenzenden ersten Zahnflanke eines anderen benachbarten jeweiligen Zahnes die erste Bordwand geschlossen und die zweite Bordwand offen.In one embodiment, not only one tooth, but some, particularly all, of every other one of the plurality of teeth of the gear on a first tooth flank of the respective tooth, on a tooth base adjacent thereto and on a second tooth flank adjacent thereto adjacent tooth the first side wall open and the second side wall closed. In this case, the first side wall is closed and the second side wall open on a second tooth flank of the respective tooth, on a tooth base adjoining thereto and on a first tooth flank adjacent thereto adjacent another respective tooth.
Bei dieser Ausführungsform ist jedem Zahn des Zahnrads (bezogen auf die Gesamtanzahl der Zähne und die Gesamtanzahl der Bordwand-Ausnehmungen) vorzugsweise genau eine Ausnehmung der ersten Bordwand oder eine Ausnehmung der zweiten Bordwand zugeordnet. Hierbei ist die Zahl der Ausnehmungen der beiden Bordwände gleich der Zahl der Zähne des Zahnrades.In this embodiment, each tooth of the gear (based on the total number of teeth and the total number of side wall recesses) is preferably associated with exactly one recess of the first side wall or a recess of the second side wall. Here, the number of recesses of the two side walls is equal to the number of teeth of the gear.
Bei einer Ausführungsform sind an einer ersten Zahnflanke und an einer zweiten Zahnflanke des zumindest einen Zahnes die erste Bordwand offen und die zweite Bordwand geschlossen, und sind an zwei benachbarten Zahngründen sowie vorzugsweise an einer Zahnspitze des zumindest einen Zahnes die erste Bordwand geschlossen und die zweite Bordwand offen.In one embodiment, on a first tooth flank and on a second tooth flank of the at least one tooth, the first side wall is open and the second side wall is closed, and are on two adjacent tooth roots and preferably on a tooth tip of the at least one tooth first side wall closed and the second side wall open.
Bei einer Ausführungsform sind nicht nur bei einem Zahn, sondern bei einigen, insbesondere bei sämtlichen, der mehreren Zähne des Zahnrads an einer ersten Zahnflanke und an einer zweiten Zahnflanke des jeweiligen Zahnes die erste Bordwand offen und die zweite Bordwand geschlossen. Dabei sind an zwei benachbarten Zahngründen sowie vorzugsweise an einer Zahnspitze des jeweiligen Zahnes die erste Bordwand geschlossen und die zweite Bordwand offen.In one embodiment, not only one tooth, but some, especially all, of the plurality of teeth of the gear on a first tooth flank and on a second tooth flank of the respective tooth, the first side wall are open and the second side wall closed. In this case, the first side wall is closed and the second side wall open at two adjacent tooth surfaces and preferably at a tooth tip of the respective tooth.
Bei dieser Ausführungsform sind jedem Zahn des Zahnrads (bezogen auf die Gesamtanzahl der Zähne und die Gesamtanzahl der Bordwand-Ausnehmungen) vorzugsweise genau zwei Ausnehmungen der ersten Bordwand und genau zwei Ausnehmungen der zweiten Bordwand zugeordnet. Hierbei weisen die erste Bordwand und die zweite Bordwand jeweils doppelt so viele Ausnehmungen auf, wie das Zahnrad Zähne umfasst. Alternativ ist es bei dieser Ausführungsform möglich, dass jedem Zahn des Zahnrads genau zwei Ausnehmungen der ersten Bordwand und genau eine Ausnehmung der zweiten Bordwand zugeordnet sind, wobei die Zahnspitzen durch eine Umfangsnut des Zahnrads gebildet sind.In this embodiment, each tooth of the gear (based on the total number of teeth and the total number of side wall recesses) are preferably assigned exactly two recesses of the first side wall and exactly two recesses of the second side wall. Here, the first side wall and the second side wall each have twice as many recesses as the gear comprises teeth. Alternatively, it is possible in this embodiment that each tooth of the gear exactly two recesses of the first side wall and exactly one recess of the second side wall are assigned, wherein the tooth tips are formed by a circumferential groove of the gear.
Bei einer Ausführungsform bildet ein Teil der Kontur einer einzigen jeweiligen Ausnehmung der Bordwände die Kontur des zumindest einen Zahnes.In one embodiment, a part of the contour of a single respective recess of the side walls forms the contour of the at least one tooth.
Bei einer Ausführungsform bildet nicht nur bei einem Zahn, sondern bei einigen, insbesondere bei sämtlichen, der mehreren Zähne des Zahnrads ein Teil der Kontur einer einzigen jeweiligen Ausnehmung der Bordwände die Kontur des jeweiligen Zahnes.In one embodiment, not only a tooth, but some, especially all, of the plurality of teeth of the gear form part of the contour of a single respective recess of the side walls of the contour of the respective tooth.
Beispielsweise können bei einigen, insbesondere bei sämtlichen, der mehreren Zähne des Zahnrads an einer ersten Zahnflanke des jeweiligen Zahnes, an einem hieran angrenzenden Zahngrund und an einer hieran angrenzenden zweiten Zahnflanke eines benachbarten jeweiligen Zahnes die erste Bordwand offen und die zweite Bordwand geschlossen sein, wobei auch an einer zweiten Zahnflanke des jeweiligen Zahnes, an einem hieran angrenzenden Zahngrund und an einer hieran angrenzenden ersten Zahnflanke eines anderen benachbarten jeweiligen Zahnes die erste Bordwand offen und die zweite Bordwand geschlossen sind.For example, in some, in particular in all, of the plurality of teeth of the gear on a first tooth flank of the respective tooth, on an adjoining tooth base and on a adjacent second tooth flank of an adjacent respective tooth, the first side wall can be open and the second side wall closed also on a second tooth flank of the respective tooth, on a tooth base adjoining thereto and on a first tooth flank adjacent thereto adjacent another respective tooth, the first side wall is open and the second side wall is closed.
Bei dieser Ausführungsform ist es insbesondere möglich, dass sämtliche Ausnehmungen, deren Kontur zumindest teilweise die Kontur der Zähne bildet, lediglich an einer der beiden Bordwände vorgesehen sind. Mit anderen Worten kann jedem Zahn des Zahnrads genau eine Ausnehmung derselben Bordwand (beispielsweise der ersten Bordwand) zugeordnet sein. Die andere Bordwand (beispielsweise die zweite Bordwand) kann somit im Bereich der Zähne vollständig oder im Wesentlichen vollständig (z.B. mit Ausnahme von Schmutzaustrittsöffnungen im Bereich der Zahngründe) geschlossen sein. In this embodiment, it is particularly possible that all recesses whose contour at least partially forms the contour of the teeth are provided only on one of the two side walls. In other words, each tooth of the toothed wheel can be assigned exactly one recess of the same side wall (for example, the first side wall). The other side wall (for example the second side wall) can thus be closed completely or substantially completely (for example with the exception of dirt outlet openings in the region of the tooth bottoms) in the region of the teeth.
Bei einer Ausführungsform sind an einer ersten Zahnflanke und an einer zweiten Zahnflanke des zumindest einen Zahnes die erste Bordwand offen und die zweite Bordwand geschlossen. Dabei sind an einer benachbarten Zahnflanke eines benachbarten Zahnes die erste Bordwand geschlossen und die zweite Bordwand offen.In one embodiment, the first side wall is open and the second side wall is closed on a first tooth flank and on a second tooth flank of the at least one tooth. In this case, the first side wall is closed and the second side wall open on an adjacent tooth flank of an adjacent tooth.
Bei einer Ausführungsform sind bei jedem zweiten der mehreren Zähne des Zahnrads an einer ersten Zahnflanke und an einer zweiten Zahnflanke des jeweiligen Zahnes die erste Bordwand offen und die zweite Bordwand geschlossen. Dabei sind an der benachbarten jeweiligen Zahnflanke der beiden benachbarten Zähne die erste Bordwand geschlossen und die zweite Bordwand offen.In one embodiment, in each second of the plurality of teeth of the gear on a first tooth flank and on a second tooth flank of the respective tooth, the first side wall is open and the second side wall is closed. In this case, the first side wall is closed and the second side wall open at the adjacent respective tooth flank of the two adjacent teeth.
Bei einer Ausführungsform sind an einer Zahnspitze des zumindest einen Zahnes die erste und die zweite Bordwand offen.In one embodiment, the first and the second side wall are open at a tooth tip of the at least one tooth.
Bei einer Ausführungsform sind die Ausnehmungen der Bordwände ausgefräst. Dies stellt eine einfache Herstellungsart dar.In one embodiment, the recesses of the side walls are milled. This represents a simple production.
Bei einer Ausführungsform sind die Zähne durch Fräsen der Ausnehmungen ausgeformt. So lassen sich für die Zähne bei einfacher Herstellung hohe Oberflächengüten erreichen. In one embodiment, the teeth are formed by milling the recesses. In this way, high surface qualities can be achieved for the teeth with simple production.
Bei einer Ausführungsform sind die Ausnehmungen derart ausgeformt und angeordnet, dass die Zähne von axial herausfräsbar sind. Somit lässt sich das Zahnrad auf einfache Weise auch mit einer 2D-Fräsmaschine herstellen. Außerdem sind keine teuren Spezialwerkzeuge, häufige Werkzeugwechsel oder Einspannungswechsel erforderlich.In one embodiment, the recesses are formed and arranged such that the teeth are axially herausfräsbar. Thus, the gear can be easily produced with a 2D milling machine. In addition, no expensive special tools, frequent tool changes or clamping changes are required.
Bei einer Ausführungsform sind die Ränder der Bordwände und insbesondere auch die Zahnspitzen der Zähne durch Drehen einer Umfangsnut des Zahnrads ausgeformt. So kann der Herstellungsvorgang weiter vereinfacht werden.In one embodiment, the edges of the side walls and in particular the tooth tips of the teeth are formed by rotating a circumferential groove of the gear. Thus, the manufacturing process can be further simplified.
Bei einer Ausführungsform sind die Zähne und die Bordwände aus einem, insbesondere gefügekontinuierlichen, Stück gefertigt. So wird hohe Stabiliät bei geringem Materialaufwand sichergestellt.In one embodiment, the teeth and the side walls are made of one, in particular continuous, piece. This ensures high stability with low material costs.
Bei einer Ausführungsform weist das Zahnrad ferner einen Trägerabschnitt auf, wobei die Zähne, die Bordwände und der Trägerabschnitt aus einem, insbesondere gefügekontinuierlichen, Stück gefertigt sind.In one embodiment, the gear further comprises a support portion, wherein the teeth, the side walls and the support portion are made of a, in particular continuous, piece.
Bei einer Ausführungsform sind die Ausnehmungen in ihrem Umfang geschlossen. Dadurch können die Bordwände in ihrem radial äußersten Bereich als geschlossener Ring ausgeführt sein. Dies ermöglicht ein gleichmäßiges Führen eines Zahnriemens durch die jeweilige Bordwand, ohne dass scharfkantige Öffnungen den Riemen mechanisch verstärkt beanspruchen. Die Ausnehmungen können allerdings auch, insbesondere nach radial außen, offen sein. In one embodiment, the recesses are closed in their circumference. As a result, the side walls can be designed in their radially outermost region as a closed ring. This allows a uniform guidance of a toothed belt through the respective side wall without sharp-edged openings mechanically stressing the belt. However, the recesses may also be open, in particular radially outward.
Bei einer Ausführungsform sind die Ausnehmungen an zumindest einer einem jeweiligen Zahn zugewandten Seite dreibäuchig ausgeformt. Daraus ergibt sich eine für Riementriebe vorteilhafte, konkave Zahnflankenkontur.In one embodiment, the recesses are shaped in three strokes on at least one side facing a respective tooth. This results in a favorable for belt drives, concave tooth flank contour.
Bei einer Ausführungsform sind eine erste und eine zweite Zahnflanke des zumindest einen Zahnes bezüglich einer radial erstreckten Ebene symmetrisch ausgeformt. Dadurch kann Kraft gleich gut in beiden Richtungen übertragen werden. Auch lässt sich ein Zahnriemen bei einer solchen Anordnung einfacher, nämlich ohne Hinterschneidungen der Zähne herstellen. Alternativ sind eine erste und eine zweite Zahnflanke des zumindest einen Zahnes asymmetrisch ausgeformt. Dies kann z.B. bei Kraftübertragung in einer Richtung vorteilhaft sein.In one embodiment, a first and a second tooth flank of the at least one tooth are formed symmetrically with respect to a radially extended plane. This allows force to be transmitted equally well in both directions. Also, a timing belt in such an arrangement easier, namely produce without undercutting the teeth. Alternatively, a first and a second tooth flank of the at least one tooth are asymmetrically shaped. This can e.g. be advantageous for power transmission in one direction.
Bei einer Ausführungsform sind die Ausnehmungen der ersten Bordwand und die Ausnehmungen der zweiten Bordwand unterschiedlich geformt. So lässt sich eine bevorzugte Transportrichtung für auszulassenden Schmutz noch besser beeinflussen.In one embodiment, the recesses of the first side wall and the recesses of the second side wall are shaped differently. Thus, a preferred transport direction for auszulassenden dirt can be influenced even better.
Bei einer Ausführungsform kann die Kontur einer Ausnehmung der ersten Bordwand der Kontur einer Ausnehmung der zweiten Bordwand in zumindest einem Punkt entsprechen. Bei einer Projektion auf eine zu der Drehachse normalen Ebene können in diesem Punkt die Tangenten der beiden Konturen gleich sein. Die Konturen können in diesem Punkt parallele Tangenten besitzen. Vorteilhaft entsprechen sich die Konturen über einen zumindest kurzen Abschnitt. Dadurch kann die Kontur eines jeweiligen Zahnes kontinuierlich und ohne scharfe Kanten durch Fräsen ausgeformt werden. So wird der Verschleiß des Zahnriemens verringert.In one embodiment, the contour of a recess of the first side wall may correspond to the contour of a recess of the second side wall in at least one point. When projecting onto a plane normal to the rotation axis, the tangents of the two contours may be the same at this point. The contours may have parallel tangents in this point. Advantageously, the contours correspond over an at least short section. As a result, the contour of a respective tooth can be formed continuously and without sharp edges by milling. This reduces the wear of the toothed belt.
Bei einem Zahnriementrieb mit einem Zahnriemen und zumindest zwei Zahnrädern kann zumindest eines der Zahnräder erfindungsgemäß ausgestaltet sein.In a toothed belt drive with a toothed belt and at least two toothed wheels, at least one of the toothed wheels can be designed according to the invention.
Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen genannt.Further embodiments are mentioned in the dependent claims.
Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.The invention will now be described by way of example only with reference to the drawings.
Das Zahnrad
Die Bordwand-Ausnehmungen
Die Ausnehmungen
Weiterhin Bezug nehmend auf
Jede Ausnehmung
Das in
Für das Fräsen von der anderen Seite
Das Zahnrad
Weiterhin unter Bezug auf
Die
Die
Die
Der Werkstoff eines erfindungsgemäßen Zahnrades
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1212
- Zahnrad gear
- 1414
- erste Seite first page
- 1616
- zweite Seite second page
- 1818
- Ausnehmung recess
- 2020
- Zahn tooth
- 2121
- erste Zahnflanke first tooth flank
- 2222
- zweite Zahnflanke second tooth flank
- 2424
- Zahnspitze tooth tip
- 2626
- Zahngrund tooth root
- 3131
- erste Bordwand first side wall
- 3232
- zweite Bordwand second side wall
- 3636
- Anschlussbohrung connection bore
- 3838
- Öffnung opening
- 4040
- Trägerabschnitt support section
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2011/145017 A1 [0006] WO 2011/145017 A1 [0006]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- 7075-T6 (SN) [0076] 7075-T6 (SN) [0076]
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Applications Claiming Priority (1)
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2014
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |