DE202019105432U1 - Zahnkranzträgerteil für ein Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad sowie Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad mit einem derartigen Zahnkranzträgerteil - Google Patents
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Abstract
Zahnkranzträgerteil (10) für ein Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad (11), wobei
- das Zahnkranzträgerteil (10)
o einen in Umfangsrichtung um eine Drehachse (A) umlaufenden Kreisringabschnitt (12),
o einen radial außen am Kreisringabschnitt (12) angeordneten Zahnkranz (14), und
o einen sich vom Kreisringabschnitt (12) radial nach innen erstreckenden Fortsatz (16),
- der Fortsatz (16)
o eine erste Fortsatz-Stirnfläche (30) und eine zweite Fortsatz-Stirnfläche (32) aufweist,
o auf der ersten Fortsatz-Stirnfläche (30) eine Anzahl von ersten Rippen (34) und eine gleiche Anzahl von ersten Taschen (36), und/oder
o auf der zweiten Fortsatz-Stirnfläche (32) eine Anzahl von zweiten Rippen (38) und eine gleiche Anzahl von zweiten Taschen (40) angeordnet sind,
o die ersten Rippen (34) und die ersten Taschen (36) und/oder die zweiten Rippen (38) und die zweiten Taschen (40) jeweils radial verlaufen und in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind.
- das Zahnkranzträgerteil (10)
o einen in Umfangsrichtung um eine Drehachse (A) umlaufenden Kreisringabschnitt (12),
o einen radial außen am Kreisringabschnitt (12) angeordneten Zahnkranz (14), und
o einen sich vom Kreisringabschnitt (12) radial nach innen erstreckenden Fortsatz (16),
- der Fortsatz (16)
o eine erste Fortsatz-Stirnfläche (30) und eine zweite Fortsatz-Stirnfläche (32) aufweist,
o auf der ersten Fortsatz-Stirnfläche (30) eine Anzahl von ersten Rippen (34) und eine gleiche Anzahl von ersten Taschen (36), und/oder
o auf der zweiten Fortsatz-Stirnfläche (32) eine Anzahl von zweiten Rippen (38) und eine gleiche Anzahl von zweiten Taschen (40) angeordnet sind,
o die ersten Rippen (34) und die ersten Taschen (36) und/oder die zweiten Rippen (38) und die zweiten Taschen (40) jeweils radial verlaufen und in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zahnkranzträgerteil für ein Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad mit einem derartigen Zahnkranzträgerteil.
- Mehrkomponenten-Zahnräder sind beispielsweise in der
EP 2 899 430 A1 offenbart und zeichnen sich dadurch aus, dass sie aus zumindest zwei unterschiedlichen Materialien aufgebaut sind. Beispielsweise kann das Zahnkranzträgerteil, welches den Zahnkranz bildet, aus einem ersten Material gefertigt sein, während das übrige Zahnrad aus einem zweiten Material besteht. Einer der Vorteile dieser Ausgestaltung von Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrädern ist, dass das Material entsprechend der an der Stelle des Zahnrads herrschenden Belastungen gewählt werden kann. Das Zahnkranzträgerteil mit dem Zahnkranz ist hohem Verschleiß und/oder hohen Kräften ausgesetzt, während auf das sich an den Zahnkranzträgerteil anschließende, mit diesem verbundene Teil, im Folgenden als Verbindungsteil bezeichnet, typischerweise hohe Dreh- und Kippmomente wirken, die abgefangen werden müssen. Ein Zweikomponenten-Zahnrad kann daher beispielsweise aus einem ersten Kunststoff und einem zweiten Kunststoff bestehen, wobei der ersten Kunststoff für das Zahnkranzträgerteil und der zweite Kunststoff für das Verbindungsteil verwendet werden. Für den ersten Kunststoff kann ein besonders verschleißbeständiger Kunststoff gewählt werden, während der zweite Kunststoff ein selbstverstärkender Kunststoff sein kann, der auch faserverstärkt sein kann. - Bei Dreikomponenten-Zahnrädern kann beispielsweise die Nabe von einem Einlegeteil gebildet werden, das aus Metall bestehen kann.
- Bei Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrädern muss sichergestellt sein, dass sich das Zahnkranzträgerteil und das Verbindungsteil nicht voneinander lösen können, auch nicht in Teilbereichen, und auch bei hohen Drehmomenten nicht gegeneinander verrutschen können. Weist das Zahnrad ein Einlegeteil auf, darf sich auch dieses nicht vom Verbindungsteil lösen oder gegenüber dem Verbindungsteil verrutschen. Folge dieses Lösens sind hohe Verformungen, welche ein verschlechtertes Laufverhalten der Verzahnung nach sich zieht. Weiterhin werden hierdurch erhöhte Zahnfußspannungen, Fehleingriffe, eine erhöhte Geräuschentwicklung im Betrieb sowie vorzeitige Schädigungen und Ausfälle verursacht.
- Es ist daher beispielsweise aus der
US 2014/007724 A1 bekannt, das Zahnkranzträgerteil und das Einlegeteil mit Vorsprüngen und Vertiefungen zu versehen, mit welchen das Verbindungsteil in Umfangsrichtung formschlüssig zusammenwirkt, wodurch einem Verrutschen entgegengewirkt werden kann. - Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnräder werden immer häufiger im Spritzguss hergestellt, was insbesondere dann der Fall ist, wenn die Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnräder ganz oder teilweise aus Kunststoff bestehen. In der
US 2014/007724 A1 sind zwei häufig verwendete Spritzgussverfahren dargestellt, nämlich zum einen das Schirmangussverfahren und zum anderen das Punktanguss-Verfahren. Mit diesen beiden Verfahren kann das Zahnkranzträgerteil gespritzt werden. Aufgrund der Vorsprünge und Vertiefungen des Zahnkranzträgerteils ist der Strömungsweg des verwendeten und beim Einspritzen flüssigen Materials beim Einspritzen in die Spritzgussform insofern ungünstig, als dass das Material einige Stellen innerhalb der Spritzgussform deutlich später erreicht als benachbarte Stellen. Infolgedessen bilden sich Überströmkanäle aus und das Material kühlt später ab als an den benachbarten Stellen. Das fertige Zahnkranzträgerteil weist daher Inhomogenitäten, Bindenähte, Lufteinschlüsse und Verbrennungen auf, wodurch die maximale Belastbarkeit von Zahnrädern, welche derartige Zahnkranzträgerteile aufweisen, begrenzt wird. Weiterhin treten insbesondere aufgrund der nicht optimalen Strömungswege hohe Belastungen des Materials auf. Um dennoch eine akzeptable Teilequalität zu erzielen, werden übermäßig hohe Nachdrücke gefahren, was zur Folge hat, dass das Material und das Werkzeug übermäßig hoch belastet werden und Spritzgusswerkzeuge und Maschinen entsprechend größer ausgelegt bzw. gewählt werden müssen. - Um dennoch die maximale Belastbarkeit von spritzgegossenen Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrädern auf das gewünschte Maß heben zu können, werden die Wandstärken des Zahnkranzträgerteils entsprechend groß gewählt, was aber zu einem erhöhten Materialverbrauch und zu langen Prozess-Zykluszeiten führt. Zudem müssen die für den Anguss verwendeten Spritzgusswerkzeuge ebenfalls größer und mit entsprechend großen Wandstärken ausgelegt werden, obwohl diese Wandstärken für die eigentliche Funktion nicht benötigt werden. Das nach erfolgtem Anguss zu entfernende Volumen steigt entsprechend an.
- Auch wird über eine erhöhte Spritzgusswerkzeug-Temperatur versucht, das Strömungsverhalten zu verbessern, was aber zu einem erhöhten Energieverbrauch und einer erhöhten thermischen Belastung des Spritzgusswerkzeugs führt.
- Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zahnkranzträgerteil anzugeben, welches so gefertigt werden kann, dass es geringere Inhomogenitäten aufweist und daher im Vergleich zu bekannten und vergleichbaren Zahnkranzträgerteilen höher belastbar ist. Des Weiteren liegt einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad zu schaffen, welches ein höher belastbares Zahnkranzträgerteil aufweist.
- Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 und 15 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft Zahnkranzträgerteil für ein Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad, wobei
- - das Zahnkranzträgerteil
- o einen in Umfangsrichtung um eine Drehachse umlaufenden Kreisringabschnitt,
- o einen radial außen am Kreisringabschnitt angeordneten Zahnkranz,
- o einen sich vom Kreisringabschnitt radial nach innen erstreckenden Fortsatz, und
- - der Fortsatz
- o eine erste Fortsatz-Stirnfläche und eine zweite Fortsatz-Stirnfläche aufweist,
- o auf der ersten Fortsatz-Stirnfläche eine Anzahl von ersten Rippen und eine gleiche Anzahl von ersten Taschen, und/oder
- o auf der zweiten Fortsatz-Stirnfläche eine Anzahl von zweiten Rippen und eine gleiche Anzahl von zweiten Taschen angeordnet sind, wobei
- o die ersten Rippen und die ersten Taschen und/oder die zweiten Rippen und die zweiten Taschen jeweils radial verlaufen und in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind.
- Das Zahnkranzträgerteil kann in den Kreisringabschnitt und den Fortsatz unterteilt werden, wobei diese stofflich zusammenhängen. Insofern ist diese Unterteilung vorwiegend gedanklich zu sehen. Der Zahnkranz geht vom Kreisringabschnitt radial nach außen aus. Der Fortsatz geht vom Kreisringabschnitt aus und erstreckt sich radial nach innen zur Drehachse hin. Der Fortsatz bildet die erste Fortsatz-Stirnfläche und die zweite Fortsatz-Stirnfläche. Auf der ersten Fortsatz-Stirnfläche sind die ersten Rippen und die ersten Taschen und auf der zweiten Fortsatz-Stirnfläche die zweiten Rippen und die zweiten Taschen angeordnet. Da auch hier der Fortsatz, die Rippen und die Taschen stofflich zusammenhängen, bilden die Oberflächen der Rippen und der Taschen einen Teil der Fortsatz-Stirnflächen.
- Die Rippen und die Taschen sind radial ausgerichtet, verlaufen also ausgehend von der Drehachse zum Zahnkranzträgerteil hin. Im fertig gestellten Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad stellen die radial verlaufenden Rippen und Taschen einen in Umfangsrichtung wirkenden Formschluss zwischen dem Zahnkranzträgerteil und dem mit dem Zahnkranzträgerteil verbundenen Bauteil des Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrads bereit, so dass das zwischen dem Zahnkranzträgerteil und dem hiermit verbundenen Bauteil übertragbare Drehmoment gegenüber bekannten Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrädern erhöht wird.
- Aufgrund der vorschlagsgemäßen Gestaltung des Fortsatzes ergibt sich für das beim Einspritzen flüssige Material ein Strömungsweg, der zu einer deutlich gleichmäßigeren Befüllung der Spritzgussform führt als es bei Zahnkranzträgerteilen der Fall ist, die beispielsweise aus der
US 2014/007724 A1 bekannt sind. Folglich wird die Ausbildung von Überströmkanälen reduziert und es wird die Homogenität des vorschlagsgemäßen Zahnkranzträgerteils erhöht. Die Belastbarkeit des vorschlagsgemäßen Zahnkranzträgerteiles wird gegenüber bekannten, vergleichbaren Zahnkranzträgerteilen erhöht. - Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform bilden die ersten Rippen und die ersten Taschen und/oder die zweiten Rippen und die zweiten Taschen mit dem Kreisringabschnitt jeweils einen wellenförmigen Übergang. Unter dem wellenförmigen Übergang soll ein kontinuierlicher Übergang ohne Stufen, Kanten oder engen Radien verstanden werden. Dieser wellenförmige Übergang begünstigt den Strömungsweg des beim Einspritzen flüssigen Materials, insbesondere des verwendeten Kunststoffs, so dass die Bildung der oben erwähnten Inhomogenitäten, Bindenähte, Lufteinschlüsse und Verbrennungen vermieden oder zumindest deutlich verringert wird. Darüber hinaus wird die Ausbildung von Spannungsspitzen bei Belastungen vermieden.
- In einer weitergebildeten Ausführungsform kann auf dem Zahnkranz eine Anzahl von Zähnen angeordnet sein, die gleich der Anzahl der ersten und zweiten Rippen sowie der Anzahl der ersten Taschen und zweiten Taschen ist. Wenn man eine Rippe und eine Tasche gedanklich zu einer Mitnahmeeinheit zusammenfasst, ist pro Zahn eine Mitnahmeeinheit vorhanden. Alternativ kann die Anzahl der Zähne ein Vielfaches, insbesondere ein ganzzahliges Vielfaches, sein und beispielsweise doppelt oder dreifach so hoch sein wie die Anzahl der der ersten und zweiten Rippen sowie die Anzahl der ersten Taschen und zweiten Taschen. Die Anzahl der Zähne kann aber auch geringer sein als die Anzahl der der ersten und zweiten Rippen sowie die Anzahl der ersten Taschen und zweiten Taschen, beispielsweise die Hälfte oder ein Viertel.
- Es hat sich herausgestellt, dass in dieser Ausführungsform der Kraft- und Spannungsverlauf innerhalb des Zahnkranzträgerteils besonders günstig ist, so dass die übertragbaren Kräfte und Drehmomente gegenüber bekannten, vergleichbaren Zahnkranzträgerteilen erhöht werden können.
- Bei einer weitergebildeten Ausführungsform können
- - jeder Zahn des Zahnkranzes jeweils einen Zahnfuß und einen Zahnkopf bilden und
- - die ersten und zweiten Rippen fluchtend zu den Zahnfüßen und die ersten und zweiten Taschen fluchtend zu den Zahnköpfen, oder
- - die ersten und zweiten Rippen fluchtend zu den Zahnköpfen und die ersten und zweiten Taschen fluchtend zu den Zahnfüßen angeordnet sein.
- In dieser Ausführungsform lassen sich die Kraft- und Spannungsverläufe innerhalb des Zahnkranzträgerteils weiter erhöhen, so dass die übertragbaren Kräfte und Drehmomente gegenüber bekannten, vergleichbaren Zahnkranzträgerteilen nochmals erhöht werden können.
- Bei einer weiteren Ausführungsform können
- - auf der ersten Fortsatz-Stirnfläche zumindest eine ringförmige erste Wandung, welche die ersten Rippen und die ersten Taschen in jeweils einen radial inneren Abschnitt und jeweils einen radial äußeren Abschnitt unterteilt und/oder
- - auf der zweiten Fortsatz-Stirnfläche zumindest eine ringförmige zweite Wandung angeordnet sein, welche die zweiten Rippen und die zweiten Taschen in jeweils einen radial inneren Abschnitt und jeweils einen radial äußeren Abschnitt unterteilt.
- Die ringförmige erste Wandung und die ringförmige zweite Wandung sind im Wesentlichen konzentrisch zur Drehachse angeordnet. Im fertig gestellten Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad stellen die Wandungen einen in radialer Richtung wirkenden Formschluss zwischen dem Zahnkranzträgerteil und dem mit dem Zahnkranzträgerteil verbundenen Bauteil des Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrads bereit. Insbesondere dann, wenn der Zahnkranz so ausgebildet ist, dass eine Schrägverzahnung vorliegt, werden auch entlang der Drehachse wirkende Kräfte vom Zahnrad, mit welchem das Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad in kämmenden Eingriff steht, in den Zahnkranz eingebracht. Hierdurch wirkt ein Drehmoment, welches das Zahnkranzträgerteil so verformt, dass es sich vom verbundenen Bauteil ablösen könnte. Es ist auch möglich, dass über den kämmenden Eingriff zur Drehachse hin wirkende Radialkräfte in das Zahnkranzträgerteil eingeleitet werden. Hierdurch wird das Zahnkranzträgerteil aus der Kreisform hin zu einer elliptischen Form verformt, wodurch es ebenfalls zu einem Ablösen vom verbundenen Bauteil kommen könnte.
- Die Wandung stellt eine Hinterschneidung bereit, so dass ein in radialer Richtung wirkender Formschluss zwischen dem Zahnkranzträgerteil und dem verbundenen Bauteil vorliegt. Aufgrund des in radialer Richtung wirkenden Formschlusses wird diesem Ablösen entgegengewirkt.
- Eine weitergebildete Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass
- - die erste Wandung erste Vertiefungen aufweist, welche fluchtend mit den ersten Taschen angeordnet sind und/oder
- - die zweite Wandung zweite Vertiefungen aufweist, welche fluchtend mit den ersten Taschen angeordnet sind.
- In dieser Ausführungsform folgt die Wandung in etwa der Form der Rippen und Taschen. Mit anderen Worten wird in dieser Ausführungsform die Höhe der Wandung ausgehend von den Rippen und den Taschen zu dem freien Ende der Wandung hin in etwa konstant gehalten. Die Bildung von Bindenähten wird verringert, was sich positiv auf die Belastbarkeit des Zahnkranzträgerteils auswirkt.
- Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform
- - weist der Zahnkranz eine erste Zahnkranz-Stirnfläche und eine zweite Zahnkranz-Stirnfläche auf, die in einem ersten Abstand voneinander angeordnet sind, und
- - die erste Fortsatz-Stirnfläche und die zweite Fortsatz-Stirnfläche sind in einem zweiten Abstand voneinander angeordnet sind,
- - wobei das Verhältnis 1 < A1/A2 < 10, insbesondere 2 < A1/A2 < 5 beträgt.
- Damit das mit dem Zahnkranzträgerteil verbundene Bauteil den Fortsatz im fertiggestellten Zustand des Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrads umschließen kann, muss der zweite Abstand geringer sein als der erste Abstand. Insofern muss gewährleistet sein, dass das Verhältnis von erstem Abstand
A1 zu zweitem AbstandA2 größer 1 ist. Um jedoch ein ausreichendes Flächenträgheitsmoment und folglich eine ausreichende Stabilität gegen Verformung infolge von axial und radial einwirkenden Kräften bereitstellen zu können, sollte der erste Abstand nicht zu viel größer sein als der zweite Abstand. - Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen
- - die ersten Vertiefungen eine erste Vertiefungsstirnfläche und
- - die zweiten Vertiefungen eine zweite Vertiefungsstirnfläche auf, wobei
- - die erste Vertiefungsstirnfläche und die zweite Vertiefungsstirnfläche in einem fünften Abstand
A5 voneinander beabstandet sind, wobei - - A5 ≥ A2.
- Wie erwähnt, wird mit den Vertiefungen erreicht, dass die Wandung in etwa der Form der Rippen und Taschen folgt. Bei dem angegebenen Verhältnis von A5 ≥ A2 wird die Bildung von Bindenähten besonders wirkungsvoll verringert, was sich positiv auf die Belastbarkeit des Zahnkranzträgerteils auswirkt.
- Bei einer fortentwickelten Ausführungsform weisen die ersten Taschen im radial äußeren Abschnitt eine erste Taschengrundfläche und die zweiten Taschen im radial äußeren Abschnitt eine zweite Taschengrundfläche auf, die im einem sechsten Abstand
A6 voneinander angeordnet sind, wobei A2 ≥ A6. - In dieser Ausführungsform ragen die Taschen im radial äußeren Abschnitt besonders tief in den Fortsatz hinein, so dass für den bereits erwähnten in Umfangsrichtung wirkenden Formschluss mit dem Verbindungsteil besonders viel Volumen zur Verfügung steht, so dass in dieser Ausführungsform große Drehmomente zwischen dem Zahnkranzträgerteil und dem Verbindungsteil übertragen werden können.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die ersten Taschen im inneren äußeren Abschnitt eine erste innere Taschengrundfläche und die zweiten Taschen im radial inneren Abschnitt eine zweite innere Taschengrundfläche auf, die in einem siebten Abstand voneinander angeordnet sind, wobei A2 ≥ A7.
- Wie eingangs erwähnt, bietet es sich an, das Zahnrad im Schirmangussverfahren herzustellen. Der Fortsatz hängt direkt mit dem Anguss-Schirm zusammen, so dass in dieser Ausführungsform der Abstand
A7 im Wesentlichen der Dicke des Anguss-Schirms entspricht. Dadurch, dass A7 kleiner ist als oder gleich A2 ist, kann die Masse des Fortsatzes gering gehalten werden. Dadurch, dass nach dem Spritzen der überstehende Teil des Materials im Anguss-Schirm mechanisch entfernt werden muss, wird der Abfall verringert, was in dieser Ausführungsform besonders umfangreich gelingt. Üblicherweise wird der überstehende Teil des Anguss-Schirms abgedreht. WirdA7 besonders gering gewählt, kann ein kostengünstigerer Entfernungsprozess, beispielsweise Stanzen, verwendet werden. Darüber hinaus lässt sich bei einem geringenA7 die Zykluszeit des Herstellungsprozesses verringern, da das Zahnkranzträgerteil schneller und gleichmäßiger abkühlen kann. - Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass
- - der Zahnkranz einen Fußkreisdurchmesser aufweist und
- - der Fortsatz eine zur Drehachse hinweisende Innenfläche mit einem Innenflächendurchmesser aufweist,
- - wobei das Verhältnis von Fußkreisdurchmesser zu Innenflächendurchmesser
Df /Di größer 1 beträgt. - Das Verhältnis von Fußkreisdurchmesser zu Innenflächendurchmesser
Df /Di kann insbesondere mit einer Verringerung des InnenflächendurchmessersDi vergrößert werden. Je weiter sich der Fortsatz ausgehend vom Kreisringabschnitt zur Drehachse hin erstreckt, desto kleiner wird der InnenflächendurchmesserDi und desto größer wird das Verhältnis von Fußkreisdurchmesser zu InnenflächendurchmesserDf /Di . Mit steigendem Verhältnis von Fußkreisdurchmesser zu InnenflächendurchmesserDf /Di wird das Flächenträgheitsmoment und folglich eine ausreichende Stabilität gegen Verformung infolge von axial und radial einwirkenden Kräften erhöht. - Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform
- - weist der Kreisringabschnitt eine erste Kreisringabschnitt-Stirnfläche und eine zweite Kreisringabschnitt-Stirnfläche auf, wobei
- - auf der ersten Kreisringabschnitt-Stirnfläche zumindest eine erste Kreisringabschnitt-Tasche, und/oder
- - auf der zweiten Kreisringabschnitt-Stirnfläche zumindest eine zweite Kreisringabschnitt-Tasche angeordnet ist.
- Die erste Kreisringabschnitt-Tasche und die zweite Kreisringabschnitt-Tasche müssen nicht notwendigerweise unterbrechungsfrei und voll umlaufend sein. Es können auch mehrere erste Kreisringabschnitt-Taschen und mehrere zweite Kreisringabschnitt-Taschen vorgesehen sein. Anstelle der ersten Kreisringabschnitt-Taschen und/oder der zweite Kreisringabschnitt-Taschen können auch erste Kreisringabschnitt-Vorsprünge und zweite Kreisringabschnitt-Vorsprünge vorgesehen sein.
- In dieser Ausführungsform wird radial außen eine in radialer Richtung wirkende Hinterschneidung erzeugt, welche dem Ablösen in besonders effektiver Weise entgegenwirkt, wenn das Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad fertiggestellt ist.
- Gemäß einer weitergebildeten Ausführungsform sind die erste Kreisringabschnitt-Tasche und/oder die zweite Kreisringabschnitt-Tasche ringförmig ausgestaltet und weisen einen gleichbleibenden Durchmesser oder einen wellenförmigen Verlauf auf. Bei der ringförmigen Ausgestaltung ist das Formwerkzeug etwas einfacher herzustellen, während beim wellenförmigen Verlauf die Hinterschneidung teilweise auch in Umfangsrichtung wirkt.
- Bei einer fortgebildeten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Kreisringabschnitt-Tasche einen wellenförmigen Verlauf aufweist und zumindest abschnittsweise in der ersten Zahnkranz-Stirnfläche verläuft und/oder die zweite Kreisringabschnitt-Tasche einen wellenförmigen Verlauf aufweist und zumindest abschnittsweise in der zweiten Zahnkranz-Stirnfläche verläuft. In dieser Ausführungsform können die erste Kreisringabschnitt-Taschen und/oder die zweite Kreisringabschnitt-Tasche sehr weit radial nach außen bis in die Zähne hinein gelegt werden, so dass dem Ablösen besonders wirkungsvoll entgegengewirkt werden kann, wenn das Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad fertiggestellt ist.
- Gemäß einer fortgebildeten Ausführungsform sind die erste Wandung und die zweite Wandung in einem dritten Abstand voneinander angeordnet und die erste Kreisringabschnitt-Stirnfläche und die zweite Kreisringabschnitt-Stirnfläche in einem vierten Abstand voneinander angeordnet, wobei der erste Abstand größer als der dritte Abstand und/oder der vierte Abstand größer als der zweite Abstand sind. In dieser Ausführungsform ist das fertig gestellte Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad besonders steif, so dass die Verformungen im Betrieb gering gehalten werden können. Entsprechend kann einem Durchrutschen und einem Ablösen wirkungsvoll begegnet werden.
- Eine Ausgestaltung der Erfindung betrifft ein Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad, umfassend
- - ein Zahnkranzträgerteil nach einem der vorherigen Ausführungsformen, und
- - ein formschlüssig mit dem Zahnkranzträgerteil verbundenes Verbindungsteil, wobei das Verbindungsteil
- o den Fortsatz oder
- o den Fortsatz und den Kreisringabschnitt umschließt, oder
- o den Fortsatz und den Kreisringabschnitt und den Zahnkranz im Bereich der ersten Kreisringabschnitt-Stirnfläche und der zweiten Kreisringabschnitt-Stirnfläche sowie der ersten Kreisringabschnitt-Tasche und der zweiten Kreisringabschnitt-Tasche umschließt.
- Die technischen Effekte und Vorteile, die sich mit dem vorschlagsgemäßen Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad erreichen lassen, entsprechen denjenigen, die für das vorliegende Zahnkranzträgerteil erörtert worden sind. Zusammenfassend sei darauf hingewiesen, dass sich aufgrund der vorschlagsgemäßen Gestaltung des Fortsatzes für das beim Einspritzen flüssige Material ein Strömungsweg ergibt, der zu einer deutlich gleichmäßigeren Befüllung der Spritzgussform führt als es bei Zahnkranzträgerteilen der Fall ist, die beispielsweise aus der
US 2014/007724 A1 bekannt sind. Folglich wird die Ausbildung von Überströmkanälen reduziert und es wird die Homogenität des vorschlagsgemäßen Zahnkranzträgerteils erhöht. Zudem bilden die radial ausgerichteten Rippen und Taschen des Zahnkranzträgerteils einen in Umfangsrichtung wirkenden Formschluss mit dem Verbindungsteil, so dass das zwischen dem Zahnkranzträgerteil und dem Verbindungsteil übertragbare Drehmoment gegenüber bekannten Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrädern vergrößert wird. - Diese technischen Effekte und Vorteile kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn das Zahnkranzträgerteil aus einem ersten Kunststoff und das Verbindungsteil aus einem zweiten Kunststoff gefertigt sind. Der erste Kunststoff kann ein Hochleistungsthermoplast oder ein technischer Thermoplast sein, während der zweite Kunststoff ein Hochleistungsthermoplast, ein technischer Thermoplast oder ein Duroplast sein kann. Es bietet sich an, den zweiten Kunststoff, aus dem das Verbindungsteil gefertigt ist, faserverstärkt auszuführen, um eine besonders hohe axiale Steifigkeit zu erreichen, was insbesondere bei Schrägverzahnungen anzustreben ist.
- Insbesondere dann, wenn das Verbindungsteil den Fortsatz und den Kreisringabschnitt umschließt, kann das Verbindungsteil das Zahnkranzträgerteil in radialer Richtung sehr weitreichend umschließen. Hierdurch können die Verformungen im Betrieb besonders gering gehalten werden. Entsprechend kann einem Durchrutschen und einem Ablösen wirkungsvoll begegnet werden. Hierzu ist es besonders günstig, wenn das Verbindungsteil den Fortsatz und den Kreisringabschnitt im Bereich der ersten Kreisringabschnitt-Stirnfläche und der zweiten Kreisringabschnitt-Stirnfläche sowie der ersten Kreisringabschnitt-Tasche und der zweiten Kreisringabschnitt-Tasche umschließt
- Eine fortgebildete Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass das Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad als ein Stirnrad, als ein Schraubrad oder als ein Schneckenrad ausgestaltet ist.
- Wenn das Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad als ein Stirnrad ausgestaltet ist, kann es in vielen Anwendungen zum Einsatz kommen, insbesondere in Stirnradgetrieben, die weite Verbreitung finden. Die Ausgestaltung des vorschlagsgemäßen Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad ist aber nicht auf ein Stirnrad begrenzt. Das vorschlagsgemäße Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad kann auch als Schraubrad oder Schneckenrad ausgebildet sein, so dass dieses in einem Schraubradgetriebe oder einem Schneckengetriebe eingesetzt werden kann. Schraubradgetriebe und Schneckengetriebe werden beispielsweise in elektromechanischen Antrieben von Lenkungen (EPS, „electric power steering“) eingesetzt.
- Nach Maßgabe einer weiterentwickelten Ausgestaltung umfasst das Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad ein Einlegeteil, welches mit dem Verbindungsteil verbunden ist und vom Verbindungsteil umschlossen wird. Das Einlegeteil kann zum Ausbilden einer Wellen-Nabenverbindung verwendet werden. Während das Zahnkranzträgerteil und das Verbindungsteil wie erwähnt aus einem ersten Kunststoff bzw. einen zweiten Kunststoff gefertigt sein können, bietet es sich für die Ausbildung einer hoch belastbaren Wellen-Naben-Verbindung an, das Einlegeteil aus Metall zu fertigen. Das Einlegeteil kann eine Welle, eine Nabe, ein Kugellager oder dergleichen sein.
- Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
-
1A bis1C verschiedene Darstellungen eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils, -
2A bis2F verschiedene Darstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils, -
3A bis3C verschiedene Darstellungen eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils, -
4A bis4C verschiedene Darstellungen eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils, -
5A bis5C verschiedene Darstellungen eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils, -
6A bis6C verschiedene Darstellungen eines sechsten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils, -
7 eine Schnittdarstellung eines siebten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils, -
8 eine Schnittdarstellung eines achten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils, -
9 eine ausschnittsweise Draufsicht auf ein achtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils, und -
10 eine Seitenansicht auf ein erfindungsgemäßes Mehrkomponenten-Zahnrad, welches als ein Stirnrad ausgestaltet ist. - In den
1A bis1C ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils101 jeweils anhand von verschiedenen Darstellungen gezeigt, welches für ein Zweikomponenten-Zahnrad (nicht dargestellt) oder ein Mehrkomponenten-Zahnrad11 verwendet werden kann (siehe9 ). Das Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad11 ist konzentrisch zu einer DrehachseA angeordnet, um welche sich das Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad11 drehen kann. Die Schnittebene der Schnittdarstellung der1C verläuft durch die DrehachseA . - Das erfindungsgemäße Zahnkranzträgerteil
101 nach dem in den1A bis1C dargestellten ersten Ausführungsbeispiel umfasst einen Kreisringabschnitt12 , der in Umfangsrichtung ringförmig um die DrehachseA verläuft. Radial außen bildet der Kreisringabschnitt12 einen Zahnkranz14 , mit welchem das Zahnkranzträgerteil101 bzw. das mit dem Zahnkranzträgerteil101 versehene Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad11 mit einem hier nicht dargestellten Zahnrad in kämmendem Eingriff gebracht werden kann. Je nach Ausgestaltung kann das Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad11 als Stirnrad52 (siehe9 ), Schraubrad oder Schneckenrad (nicht dargestellt) ausgebildet sein und mit einem entsprechend gestalteten Zahnrad in Eingriff gebracht werden. - Der Zahnkranz
14 weist eine erste Zahnkranz-Stirnfläche18 und eine zweite Zahnkranz-Stirnfläche20 auf, die in einem ersten AbstandA1 entlang der DrehachseA voneinander beabstandet angeordnet sind (1C ). Der Zahnkranz14 bildet eine Anzahl von Zähnen22 , welche einen Zahnfuß24 und einen Zahnkopf26 aufweisen. Am Zahnkopf26 weist das Zahnkranzträgerteil101 einen KopfkreisdurchmesserDk und am Zahnfuß24 einen FußkreisdurchmesserDf auf. - Das erfindungsgemäße Zahnkranzträgerteil
101 weist ferner einen Fortsatz16 auf, der sich ausgehend vom Ringabschnitt12 radial nach innen zur DrehachseA hin erstreckt und eine zur DrehachseA hinweisende Innenfläche28 bildet. Die Innenfläche28 verläuft auf einem InnenflächendurchmesserDi um die DrehachseA . - Weiterhin weist der Fortsatz
16 eine erste Fortsatz-Stirnfläche30 und eine zweite Fortsatz-Stirnfläche32 auf, die in einem zweiten AbstandA2 entlang der DrehachseA beabstandet voneinander angeordnet sind. - Wie insbesondere in den
1B und1C erkennbar, umfasst das Zahnkranzträgerteil101 eine Anzahl von ersten Rippen34 und von ersten Taschen36 , die auf der ersten Fortsatz-Stirnfläche30 angeordnet sind oder einen Teil der ersten Fortsatz-Stirnfläche30 bilden. Zudem umfasst das Zahnkranzträgerteil101 eine Anzahl von zweiten Rippen38 und von zweiten Taschen40 , die auf der zweiten Fortsatz-Stirnfläche32 angeordnet sind oder einen Teil der zweiten Fortsatz-Stirnfläche32 bilden (vgl.2C und2D ). Die ersten Rippen34 , die zweiten Rippen38 , die ersten Taschen36 und die zweiten Taschen40 erstrecken sich in radialer Richtung und sind gleichmäßig über den Umfang des Zahnkranzträgerteils verteilt. In Umfangsrichtung gesehen ist eine Rippe34 ,38 benachbart zu einer Tasche36 ,40 angeordnet. Die Anzahl der Zähne22 entspricht dabei der Anzahl der ersten Rippen34 , der ersten Taschen36 , der zweiten Rippen38 und der zweiten Taschen40 . - Wie erwähnt, sind die erste Zahnkranz-Stirnfläche
18 und die zweite Zahnkranz-Stirnfläche20 in einem ersten AbstandA1 voneinander angeordnet. Die erste Fortsatz-Stirnfläche30 und die zweite Fortsatz-Stirnfläche32 sind in einem zweiten AbstandA2 voneinander angeordnet. In den dargestellten Ausführungsbeispielen gilt für das VerhältnisA1 /A2 folgende Beziehung: 1 < A1/A2 < 10, vorzugsweise 1 < A1/A2 < 5. - Wie ebenfalls erwähnt, weist der Zahnkranz
14 einen KopfkreisdurchmesserDk und einen FußkreisdurchmesserDf sowie der Fortsatz16 eine zur DrehachseA hinweisende Innenfläche28 mit einem InnenflächendurchmesserDi auf. In den dargestellten Ausführungsbeispielen liegt das VerhältnisDk /Di in etwa bei 1,5. Das VerhältnisDf /Di liegt in etwa bei 1,3. - In den
2A bis2F ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Trägerteils102 anhand von verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt. Das Trägerteil102 nach dem ersten Ausführungsbeispiel gleicht zu weiten Teilen dem Trägerteil nach dem ersten Ausführungsbeispiel101 . Wie insbesondere aus den2E und2F hervorgeht, sind die ersten Rippen34 und die zweiten Rippen38 fluchtend zu den Zahnfüßen24 ausgerichtet. Entsprechend sind die ersten Taschen36 und die zweiten Taschen40 fluchtend zu den Zahnköpfen26 ausgerichtet. Nicht dargestellt ist eine Ausführungsform, bei welcher die ersten Rippen34 und die zweiten Rippen38 fluchtend zu den Zahnköpfen26 ausgerichtet sind. Bei Schrägverzahnungen sind die ersten Rippen34 und die zweiten Rippen38 abhängig vom Schrägungswinkel um die DrehachseA gedreht angeordnet. - Entsprechendes gilt für die ersten Taschen
36 und die zweiten Taschen40 . - In den
3A bis3C ist ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Trägerteils103 anhand von verschiedenen Darstellungen gezeigt. Auf der ersten Fortsatz-Stirnfläche30 ist eine ringförmige erste Wandung42 angeordnet, welche die ersten Rippen34 und die ersten Taschen36 in jeweils einen radial inneren Abschnitt und jeweils einen radial äußeren Abschnitt unterteilt. Auf der zweiten Fortsatz-Stirnfläche32 ist eine ringförmige zweite Wandung44 angeordnet, welche die zweiten Rippen38 und die zweiten Taschen40 in jeweils einen radial inneren Abschnitt und jeweils einen radial äußeren Abschnitt unterteilt. - In den
4A bis4C ist ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Trägerteils104 anhand von verschiedenen Darstellungen gezeigt. Im vierten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Trägerteils104 weist die erste Wandung42 erste Vertiefungen46 und die zweite Wandung44 zweite Vertiefungen48 auf, die fluchtend mit den ersten Taschen36 bzw. mit den zweiten Taschen40 angeordnet sind. Die Wandungen42 ,44 folgen somit in etwa den Rippen34 ,38 und den Taschen36 ,40 . - Wie insbesondere aus den
3B und4B hervorgeht, sind auch beim dritten und vierten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Trägerteils103 ,104 die Taschen36 ,40 in radialer Richtung gesehen fluchtend mit den Zahnköpfen26 der jeweiligen Zähne22 ausgerichtet. - In den
5A bis5C ist ein fünftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils105 anhand von verschiedenen Darstellungen gezeigt. Der Kreisringabschnitt12 weist eine erste Kreisringabschnitt-Stirnfläche58 und eine zweite Kreisringabschnitt-Stirnfläche60 auf. Die erste Kreisringabschnitt-Stirnfläche58 ist genauso ausgerichtet wie die erste Zahnkranz-Stirnfläche18 und die zweite Kreisringabschnitt-Stirnfläche60 ist genauso ausgereichtet wie die zweite Zahnkranz-Stirnfläche20 . Auf der ersten Kreisringabschnitt-Stirnfläche58 ist eine erste Kreisringabschnitt-Tasche62 und auf der zweiten Kreisringabschnitt-Stirnfläche ist eine zweite Kreisringabschnitt-Tasche64 angeordnet. Die erste Kreisringabschnitt-Tasche62 und die zweite Kreisringabschnitt-Tasche64 sind ringförmig ausgestaltet und weisen einen gleichbleibenden Durchmesser auf. - Die erste Wandung
42 weist eine erste Wandungsstirnfläche66 und die zweite Wandung44 eine zweite Wandungsstirnfläche68 auf. Die erste Wandungsstirnfläche66 und die zweite Wandungsstirnfläche68 sind in einem dritten AbstandA3 voneinander angeordnet. Die erste Kreisringabschnitt-Stirnfläche58 und die zweite Kreisringabschnitt-Stirnfläche60 sind in einem vierten AbstandA4 voneinander angeordnet (siehe5C ). Dabei gelten folgende Bedingungen: A1 > A3, A4 > A2. - In den
6A bis6C ist ein sechstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils106 anhand von verschiedenen Darstellungen gezeigt. Das Zahnkranzträgerteil106 nach dem sechsten Ausführungsbeispiel gleicht weitgehend dem Zahnkranzträgerteil105 nach dem fünften Ausführungsbeispiel. Allerdings verläuft die erste Kreisringabschnitt-Tasche62 nicht nur auf der ersten Kreisringabschnitt-Stirnfläche58 , sondern auch abschnittsweise in der ersten Zahnkranz-Stirnfläche18 hin zu den Zahnköpfen26 . Entsprechend verläuft die zweite Kreisringabschnitt-Tasche64 abschnittsweise in der zweiten Zahnkranz-Stirnfläche20 . Wie insbesondere aus der6B hervorgeht, weisen die erste Kreisringabschnitt-Tasche62 und die zweite Kreisringabschnitt-Tasche64 einen wellenförmigen Verlauf auf. - In
7 ist ein siebtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils107 anhand einer Schnittdarstellung analog zu den Darstellungen der1C ,5C und6C dargestellt. Das siebte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils107 gleicht weitgehend dem in den4A bis4C dargestellten vierten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils104 , insbesondere weisen die erste Wandung42 und die zweite Wandung44 die ersten Vertiefungen46 bzw. die zweiten Vertiefungen48 auf. Die ersten Vertiefungen46 weisen jeweils eine erste Vertiefungsstirnfläche76 und die zweiten Vertiefungen48 eine zweite Vertiefungsstirnfläche78 auf, die entlang der DrehachseA in einem fünften AbstandA5 voneinander angeordnet sind. Dabei ist der fünfte AbstandA5 größer als der oder gleich dem zweiten AbstandA2 , in welchem die erste Fortsatz-Stirnfläche30 und die zweite Fortsatz-Stirnfläche32 beabstandet voneinander angeordnet sind, mathematisch ausgedrückt also A5 ≥ A2. - Wie erwähnt, unterteilen die Wandungen
42 ,44 die erste Tasche36 und die zweite Tasche40 beim dritten, vierten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiel des Zahnkranzträgerteils103 - 106 in einen radial äußeren Abschnitt und einen radial inneren Abschnitt. Dabei erheben sich die Wandungen42 ,44 von der ersten Fortsatz-Stirnfläche30 bzw. von der zweiten Fortsatz-Stirnfläche32 , die durchgehend im zweiten AbstandA2 zueinander angeordnet sind.
Im siebten Ausführungsbeispiel jedoch weisen die erste Fortsatz-Stirnfläche30 und die zweite Fortsatz-Stirnfläche32 jeweils einen erzeugten Versatz auf. Infolgedessen weisen die erste Tasche36 im radial äußeren Abschnitt eine erste äußere Taschengrundfläche80 und die zweite Tasche40 im radial äußeren Abschnitt eine zweite äußere Taschengrundfläche82 auf, die in einem sechsten AbstandA6 bezogen auf die DrehachseA voneinander angeordnet sind. Entsprechend weisen die erste Fortsatz-Stirnfläche30 im radial inneren Abschnitt eine radial innere erste Taschengrundfläche84 und die zweite Fortsatz-Stirnfläche32 im radial inneren Abschnitt als eine radial innere zweite Taschengrundfläche86 auf, die jedoch weiter im zweiten AbstandA2 voneinander angeordnet sind. Der oben erwähnte Versatz der ersten Fortsatz-Stirnfläche30 und der zweiten Fortsatz-Stirnfläche32 liegt in der ersten Wandung42 bzw. der zweiten Wandung44 . - Während im dritten, vierten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiel des Zahnkranzträgerteils
103 -106 der AbstandA6 gleich dem AbstandA2 ist, ist im siebten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils107 der sechste AbstandA6 geringer als der zweite AbstandA2 . - Mathematisch ausgedrückt gilt die folgende Beziehung: A6 ≥ A2.
- Der fünfte Abstand
A5 ist jedoch größer als der zweite AbstandA2 oder gleich dem zweiten AbstandA2 , da ansonsten die erste Tasche36 und die zweite Tasche40 keinen radial äußeren Abschnitt bilden würden. Mathematisch ausgedrückt gilt A5 ≥ A2. - In
8 ist ein achtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils108 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die erste äußere Taschengrundfläche80 und eine zweite äußere Taschengrundfläche82 im zweiten AbstandA2 bezogen auf die DrehachseA voneinander angeordnet, während die radial innere erste Taschengrundfläche84 und die radial innere zweite Taschengrundfläche86 in einem siebten AbstandA7 angeordnet sind. Dabei ist der siebte AbstandA7 geringer als der zweite AbstandA2 . Mathematisch ausgedrückt gilt: A2 ≥ A7, wobei A5 ≥ A2, wie auch im siebten Ausführungsbeispiel. -
9 zeigt eine ausschnittsweise Draufsicht auf ein neuntes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils109 . Der Kreisringabschnitt12 bildet im siebten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils109 einen wellenförmigen Übergang74 zu den ersten Rippen34 und den ersten Taschen36 . Auch zu den zweiten Rippen38 und den zweiten Taschen40 bildet der Kreisringabschnitt12 einen wellenförmigen Übergang (nicht dargestellt). - Bezugnehmend auf die in den
1 bis8 dargestellten sieben Ausführungsbeispiele ist anzumerken, dass die ersten Rippen34 und die zweiten Rippen38 ebene oder nahezu Oberflächen aufweisen. In radialer Richtung gesehen weisen sie einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf und bilden daher Kanten. Die ersten Taschen36 und die zweiten Taschen40 sind im Wesentlichen eben. Aus der9 ist zu entnehmen, dass im neunten Ausführungsbeispiel109 die ersten Rippen34 und die hier nicht erkennbaren zweiten Rippen38 gewölbte Oberflächen aufweisen und daher keine Kanten bilden. Die ersten Taschen36 und die in9 nicht sichtbaren zweiten Taschen sind eben, können aber gewölbt sein. - Vergleicht man die erste Vertiefung
46 der ersten Wandung42 des in9 dargestellten neunten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils109 mit der ersten Vertiefung der in4C dargestellten Wandung42 , so ist zu erkennen, dass die Vertiefung46 des neunten Ausführungsbeispiels gewölbte Oberflächen aufweist, währen die Vertiefung46 des vierten Ausführungsbeispiels ausschließlich ebene Flächen umfasst. - In
10 ist ein Mehrkomponenten-Zahnrad11 , in diesem Fall ein Dreikomponenten-Zahnrad11 anhand einer Seitenansicht gezeigt, welches als ein Stirnrad52 ausgeführt ist. Eine Ausführung des Mehrkomponenten-Zahnrads11 als Schraubrad oder Schneckenrad (nicht dargestellt), ist ebenfalls denkbar. Das Dreikomponenten-Zahnrad11 umfasst ein Zahnkranzträgerteil10 nach einem der zuvor diskutierten Ausführungsbeispiele, an dessen Kreisringabschnitt12 radial außen ein Zahnkranz14 angeordnet ist. In diesem Fall ist ein Verbindungsteil50 radial einwärts vom Zahnkranzträgerteil10 angeordnet und mit diesem derart verbunden, dass es den Fortsatz16 umschließt. Weiterhin umfasst das Dreikomponenten-Zahnrad11 ein Einlegeteil54 , welches radial einwärts vom Verbindungsteil50 angeordnet und mit diesem verbunden ist. Das Einlegeteil54 bildet eine Nabe56 , mit dem das Stirnrad52 mit einer hier nicht dargestellten Welle oder dergleichen verbunden werden kann. - Aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung des Zahnkranzträgerteils
10 ergibt sich für das beim Einspritzen flüssige Material ein Strömungsweg, der zu einer deutlich gleichmäßigeren Befüllung der Spritzgussform führt als es bei Zahnkranzträgerteilen der Fall ist, die beispielsweise aus derUS 2014/007724 A1 bekannt sind. Folglich wird die Ausbildung von Überströmkanälen reduziert und es wird die Homogenität des vorschlagsgemäßen Zahnkranzträgerteils erhöht. Die mechanische Belastbarkeit des erfindungsgemäßen Zahnkranzträgerteils10 wird gegenüber bekannten Zahnkranzträgerteilen erhöht. Die Verformung des Zahnkranzträgerteils10 infolge von axial und/oder radial wirkenden Kräften wird reduziert, so dass einem Ablösen des Zahnkranzträgerteils10 vom Verbindungsteil50 infolge derartiger Verformungen entgegengewirkt wird. Einem derartigen Ablösen wird auch mit den Wandungen42 ,44 und den Kreisringabschnitt-Taschen62 ,64 entgegengewirkt, welche einen in radialer Richtung wirkenden Formschluss bereitstellen. - Weiterhin stellen die Rippen
34 ,38 und die Taschen36 ,40 einen in Umfangsrichtung wirkenden Formschluss zwischen dem Zahnkranzträgerteil10 und dem Verbindungsteil50 bereit, wodurch sich das zwischen dem Zahnkranzträgerteil10 und dem Verbindungsteil50 übertragbare Drehmoment steigern lässt. - Bezugszeichenliste
-
- 10
- Zahnkranzträgerteil
- 101 bis 109
- Zahnkranzträgerteil
- 11
- Mehrkomponenten-Zahnrad
- 12
- Kreisringabschnitt
- 14
- Zahnkranz
- 16
- Fortsatz
- 18
- erste Zahnkranz-Stirnfläche
- 20
- zweite Zahnkranz-Stirnfläche
- 22
- Zähne
- 24
- Zahnfuß
- 26
- Zahnkopf
- 28
- Innenfläche
- 30
- erste Fortsatz-Stirnfläche
- 32
- zweite Fortsatz-Stirnfläche
- 34
- erste Rippe
- 36
- erste Tasche
- 38
- zweite Rippe
- 40
- zweite Tasche
- 42
- erste Wandung
- 44
- zweite Wandung
- 46
- erste Vertiefung
- 48
- zweite Vertiefung
- 50
- Verbindungsteil
- 52
- Stirnrad
- 54
- Einlegeteil
- 56
- Nabe
- 58
- erste Kreisringabschnitt-Stirnfläche
- 60
- zweite Kreisringabschnitt-Stirnfläche
- 62
- erste Kreisringabschnitt-Tasche
- 64
- zweite Kreisringabschnitt-Tasche
- 66
- erste Wandungsstirnfläche
- 68
- zweite Wandungsstirnfläche
- 74
- wellenförmiger Übergang
- 76
- erste Vertiefungsstirnfläche
- 78
- zweite Vertiefungsstirnfläche
- 80
- erste äußere Taschengrundfläche
- 82
- zweite äußere Taschengrundfläche
- 84
- erste innere Taschengrundfläche
- 86
- zweite innere Taschengrundfläche
- A
- Drehachse
- A1
- erster Abstand
- A2
- zweiter Abstand
- A3
- dritter Abstand
- A4
- vierter Abstand
- A5
- fünfter Abstand
- A6
- sechster Abstand
- A7
- siebter Abstand
- Df
- Fußkreisdurchmesser
- Di
- Innendurchmesser
- Dk
- Kopfkreisdurchmesser
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2899430 A1 [0002]
- US 2014007724 A1 [0005, 0006, 0014, 0042, 0075]
Claims (17)
- Zahnkranzträgerteil (10) für ein Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad (11), wobei - das Zahnkranzträgerteil (10) o einen in Umfangsrichtung um eine Drehachse (A) umlaufenden Kreisringabschnitt (12), o einen radial außen am Kreisringabschnitt (12) angeordneten Zahnkranz (14), und o einen sich vom Kreisringabschnitt (12) radial nach innen erstreckenden Fortsatz (16), - der Fortsatz (16) o eine erste Fortsatz-Stirnfläche (30) und eine zweite Fortsatz-Stirnfläche (32) aufweist, o auf der ersten Fortsatz-Stirnfläche (30) eine Anzahl von ersten Rippen (34) und eine gleiche Anzahl von ersten Taschen (36), und/oder o auf der zweiten Fortsatz-Stirnfläche (32) eine Anzahl von zweiten Rippen (38) und eine gleiche Anzahl von zweiten Taschen (40) angeordnet sind, o die ersten Rippen (34) und die ersten Taschen (36) und/oder die zweiten Rippen (38) und die zweiten Taschen (40) jeweils radial verlaufen und in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind.
- Zahnkranzträgerteil (10) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Rippen (34) und die ersten Taschen (36) und/oder die zweiten Rippen (38) und die zweiten Taschen (40) mit dem Kreisringabschnitt (12) jeweils einen wellenförmigen Übergang (74) bilden. - Zahnkranzträgerteil (10) nach einem der
Ansprüche 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Zahnkranz (14) eine Anzahl von Zähnen (22) angeordnet ist, die gleich der Anzahl der ersten Rippen (34) und zweiten Rippen (38) sowie der Anzahl der ersten Taschen (36) und zweiten Taschen (40) ist. - Zahnkranzträgerteil (10) nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass - jeder Zahn des Zahnkranzes (14) jeweils einen Zahnfuß (24) und einen Zahnkopf (26) bildet und - die ersten und zweiten Rippen (34, 38) fluchtend zu den Zahnfüßen (24) und die ersten und zweiten Taschen (36, 40) fluchtend zu den Zahnköpfen (26), oder - die ersten und zweiten Rippen (34, 38) fluchtend zu den Zahnköpfen (26) und die ersten und zweiten Taschen (36, 40) fluchtend zu den Zahnfüßen (24) angeordnet sind. - Zahnkranzträgerteil (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - auf der ersten Fortsatz-Stirnfläche (30) zumindest eine ringförmige erste Wandung (42), welche die ersten Rippen (34) und die ersten Taschen (36) in jeweils einen radial inneren Abschnitt und jeweils einen radial äußeren Abschnitt unterteilt und/oder - auf der zweiten Fortsatz-Stirnfläche (32) zumindest eine ringförmige zweite Wandung (44) angeordnet ist, welche die zweiten Rippen (38) und die zweiten Taschen (40) in jeweils einen radial inneren Abschnitt und jeweils einen radial äußeren Abschnitt unterteilt.
- Zahnkranzträgerteil (10) nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass - die erste Wandung (42) erste Vertiefungen (46) aufweist, welche fluchtend mit den ersten Taschen (36) angeordnet sind und/oder - die zweite Wandung (44) zweite Vertiefungen (48) aufweist, welche fluchtend mit den zweiten Taschen (40) angeordnet sind. - Zahnkranzträgerteil (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Zahnkranz (14) eine erste Zahnkranz-Stirnfläche (18) und eine zweite Zahnkranz-Stirnfläche (20) aufweist, die in einem ersten Abstand (A1) voneinander angeordnet sind, und - die erste Fortsatz-Stirnfläche (30) und die zweite Fortsatz-Stirnfläche (32) in einem zweiten Abstand (A2) voneinander angeordnet sind, - wobei das Verhältnis 1 < A1/A2 < 10, vorzugsweise 2 < A1/A2 < 5 beträgt.
- Zahnkranzträgerteil (10) nach den
Ansprüchen 6 und7 , dadurch gekennzeichnet, dass - die ersten Vertiefungen (46) eine erste Vertiefungsstirnfläche (76) und - die zweiten Vertiefungen (48) eine zweite Vertiefungsstirnfläche (78) aufweisen, wobei - die erste Vertiefungsstirnfläche (76) und die zweite Vertiefungsstirnfläche (78) in einem fünften Abstand (A5) voneinander beabstandet sind, wobei - A5 ≥ A2. - Zahnkranzträgerteil (10) nach den
Ansprüchen 5 und7 , dadurch gekennzeichnet, dass - die ersten Taschen (36) im radial äußeren Abschnitt eine erste äußere Taschengrundfläche (80) und die zweiten Taschen (40) im radial äußeren Abschnitt eine zweite äußere Taschengrundfläche (82) aufweisen, die im einem sechsten Abstand (A6) voneinander angeordnet sind, wobei A2 ≥ A6, oder - die ersten Taschen (36) im inneren äußeren Abschnitt eine erste innere Taschengrundfläche (84) und die zweiten Taschen (40) im radial inneren Abschnitt eine zweite innere Taschengrundfläche (86) aufweisen, die im einem siebten Abstand (A7) voneinander angeordnet sind, wobei A2 ≥ A7. - Zahnkranzträgerteil (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Zahnkranz (14) einen Kopfkreisdurchmesser (Dk) und einen Fußkreisdurchmesser (Df) aufweist und - der Fortsatz (16) eine zur Drehachse (A) hinweisende Innenfläche (28) mit einem Innenflächendurchmesser (Di) aufweist, - wobei das Verhältnis Df/Di > 1 beträgt.
- Zahnkranzträgerteil (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Kreisringabschnitt (12) eine erste Kreisringabschnitt-Stirnfläche (58) und eine zweite Kreisringabschnitt-Stirnfläche (60) aufweist, - auf der ersten Kreisringabschnitt-Stirnfläche (58) zumindest eine erste Kreisringabschnitt-Tasche (62), und/oder - auf der zweiten Kreisringabschnitt-Stirnfläche (60) zumindest eine zweite Kreisringabschnitt-Tasche (64) angeordnet ist.
- Zahnkranzträgerteil (10) nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kreisringabschnitt-Tasche (62) und/oder die zweite Kreisringabschnitt-Tasche (64) - ringförmig ausgestaltet sind und einen gleichbleibenden Durchmesser aufweisen oder - einen wellenförmigen Verlauf aufweisen. - Zahnkranzträgerteil (10) nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass - die erste Kreisringabschnitt-Tasche (62) einen wellenförmigen Verlauf aufweist und zumindest abschnittsweise in der ersten Zahnkranz-Stirnfläche (18) verläuft und/oder - die zweite Kreisringabschnitt-Tasche (64) einen wellenförmigen Verlauf aufweist und zumindest abschnittsweise in der zweiten Zahnkranz-Stirnfläche (20) verläuft. - Zahnkranzträgerteil (10) nach den
Ansprüchen 5 und11 oder Zahnkranzträgerteil (10) nach denAnsprüchen 5 und11 und einem derAnsprüche 12 oder13 , dadurch gekennzeichnet, dass - die erste Wandung (42) eine erste Wandungsstirnfläche (66) und die zweite Wandung (44) eine zweite Wandungsstirnfläche (68) aufweisen, die in einem dritten Abstand (A3) voneinander angeordnet sind, - die erste Kreisringabschnitt-Stirnfläche (58) und die zweite Kreisringabschnitt-Stirnfläche (60) in einem vierten Abstand (A4) voneinander angeordnet sind, wobei - A1 > A3 und/oder A4 > A2 sind. - Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad (11), umfassend - ein Zahnkranzträgerteil (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, und - ein formschlüssig mit dem Zahnkranzträgerteil (10) verbundenes Verbindungsteil (50), wobei das Verbindungsteil (50) o den Fortsatz (16) oder o den Fortsatz (16) und den Kreisringabschnitt (12) umschließt, oder o den Fortsatz (16) und den Kreisringabschnitt (12) und den Zahnkranz (14) im Bereich der ersten Kreisringabschnitt-Stirnfläche (58) und der zweiten Kreisringabschnitt-Stirnfläche (60) sowie der ersten Kreisringabschnitt-Tasche (62) und der zweiten Kreisringabschnitt-Tasche (64) umschließt.
- Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad (11) nach
Anspruch 15 , dadurch gekennzeichnet, dass das Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad (11), als ein Stirnrad (52), ein Schraubrad oder ein Schneckenrad ausgestaltet ist. - Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad (11), nach einem der
Ansprüche 15 oder16 , dadurch gekennzeichnet, dass das Zwei- oder Mehrkomponenten-Zahnrad (11), ein Einlegeteil (54) umfasst, welches mit dem Verbindungsteil (50) verbunden ist und vom Verbindungsteil (50) umschlossen wird.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114321289A (zh) * | 2020-09-24 | 2022-04-12 | 亿迈齿轮两合股份公司 | 多组件轮、齿轮和行星齿轮变速器 |
-
2019
- 2019-10-01 DE DE202019105432.8U patent/DE202019105432U1/de active Active
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CN114321289A (zh) * | 2020-09-24 | 2022-04-12 | 亿迈齿轮两合股份公司 | 多组件轮、齿轮和行星齿轮变速器 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |