DE2053789A1

DE2053789A1 - Verstärktes Zahnrad

Info

Publication number: DE2053789A1
Application number: DE19702053789
Authority: DE
Inventors: John Tnesen Haller (Liechten stein)
Original assignee: Federal Mogul LLC
Current assignee: Federal Mogul LLC
Priority date: 1969-11-12
Filing date: 1970-11-02
Publication date: 1971-05-19
Also published as: US3605518A; FR2069141A5; BE758586A; GB1327613A; ZA706508B; NL7014730A; SE361722B

Description

PATENTANWÄLTE D:PL.. ING, GURT WALUCH DIFL-ING. GoNTHl=R KOCH 2053789 DR. TINO HAIBACH

• MUNCHlNi 2. NOV. 1970

UNSSR ZEICHEN: 12 856

FETfRRAT₁-MOGUI GORPOBATIOH Detroit, Michigan, V.St.A.

Verstärktes Zahnrad

Auf bekannte Weise ausgebildete Zahnräder, die aus einem massiven Werkstoff, z.B. Metall oder Kunststoff, hergestellt sind j, weisen zwischen ihren Zähnen lücken oder Tröge auf, deren Böden im wesentlichen geradlinig vom einen Ende zum anderen Ende verlaufen} diese Formgebung ist auf die Gestalt der Schneidwerkzeuge oder anderer Werkzeuge zurückzuführen, mittels welcher solche Zahnräder hergestellt werden. Die beschriebene form der lücken mit geradlinig verlaufenden Böden ergibt sich aus der Notwendigkeit, das die Zähne erzeugende Werkzeug beim Ausbilden der Zähne längs der Tröge oder Zahnlücken zu bewegen. Die Erfindung sieht nunmehr Maßnahmen zum formen von Zahnrädern und Ritzeln aus einem pulverisierten Metall oder 'Kunststoff, z.B. Nylon, vor, wobei die Zahnräder nach dem Formen gesintert werden, so daß es möglich ist, die Zahnlücken mit zur Verstärkung dienenden Ausrundungen zu versehen, durch die die Festigkeit der-Zähne von auf diese Weise hergestellten Zahnrädern und Sitzein erheblich gesteigert wird. Im folgende^ bezeichnet der Ausdruok "Zahnrad" allgemein Ritzel und Zahnräder im engeren Sinne im Gegensatz zu der veralteten Bezeichnung "Daumenrad" oder anderen Bezeichnungen, und im folgenden werden insbesondere Kegelzahnräder als Beispiel beschrieben, wozu jedoch zu bemerken ist, daß sich die Erfindung nioht auf diesen Anwendungsfall besohränkt.

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Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand sehematiseher Zeichnungen an Ausführungabeispielen näher erläutert.

Pig. 1 zeigt einen Teil der Vorderseite einer Ausführungeform der Erfindung in Gestalt eines Kegelritzels mit verstärkten Zähnen..

Pig. 2 zeigt das Kegelritzel nach Fig. 1 im Längsschnitt.

fig. 3 zeigt einen Teil der Vorderseite eines erfindungsgemäßen, mit verstärkten Zähnen versehenen Kegelzahnrades, das mit dem Ritzel nach Fig. 1 und 2 zusammenarbeiten kann.

Fig. 4 zeigt das Kegelzahnrad nach Fig. 3 im Längsschnitt.

Fig. 5 zeigt in einem vergrößerten Teilschnitt die Eingriffsstellung des mit verstärkten Zähnen versehenen Kegelritzels nach Fig. 1 gegenüber dem ebenfalls verstärkte Zähne aufweisenden Kegelzahnrad nach Fig. 3.

In Fig. 1 und 2 erkennt man ein erfindungsgemäßes, mit verstärkten Zähnen versehenes Zahnrad, insbesondere ein Kegelritzel, das insgesamt mit 10 bezeichnet ist, während Fig. 3 und 4 ein erfindungsgemäßes, insgesamt mit 12 bezeichnetes, verstärkte Zähne aufweisendes Zahnrad, insbesondere ein Kegelzahnrad, zeigen, das mit dem Kegelritzel nach Fig. 1 und 2 in der in Fig. 4 dargestellten Weise zusammenarbeiten kann, ohne daß sich Überschneidungen zwischen den Zähnen ergeben, so daß die beiden Räder ein insgesamt mit 14 bezeichnetes Zahnradpaur bilden. Da das Ritzel 10 und das Zahnrad 12, die miteinander kämmen, einander ähneln, werden sie im folgenden zweckmäßig gleichzeitig beschrieben, wobei jedoch ähnlich Teile jeweils mit verschiedenen Bezugszahlen bezeichnet werden. Das Ritzel 10 und das Zahnrad 12 weinen somit Zähne 16 bzw. 18 mit Sahnfüßen 15 bzw. 17 auf, die durch Tröge oder Zahnlücken 20 bzw. 22 getrennt sind und von einem Zahnradkörper 24 bzw. 26 aus radial nach außen ragen. Die Zahnradkörper 24 und 26 sind jeweils mit einer durchgehenden axialen Bohrung 28 bzw. 30 zum

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Aufnehmen einer Y/elle versehen.

An ihren den größeren Durchmesser aufweisenden Enden 32 und 34 sind die Zähne 16 des Kegelritzels und die Zähne 18 des kegelzahnrades miteinander jeweils durch Ausrundungen oder Übergangsabschnitte 36 und 38 miteinander verbunden, während die betreffenden Zähne an den den kleineren Durchmesser aufweisenden Enden 40 und 42 auf ähnliche Weise durch Übergangsabschnitte 44 und 46 miteinander verbunden sind, die jedoch eine etwas andere Form haben als die zuerst erwähnten Übergangsabschnitte oder Ausrundungen, damit sich die Zähne nicht überschneiden, wenn das Ritzel und das Kegelzahnrad in der aus Fig. 5 ersichtlichen V/eise zusammenarbeiten. Um ein solches Zusammenarbeiten zu ermöglichen, erstrecken sich die Übergangsabschnitte 36 und 38 an den Enden mit dem größeren Durchmesser steiler nach außen als die Übergangsabschnitte 44 und 46 an den Enden mit dem kleineren Durchmesser. Gemäß der Erfindung könnten die Zahnradzähne auch dadurch verstärkt sein, daß solche die Zähne verbindenden Ausrundungen jeweils nur an einem Ende der betreffenden Zahnlücken oder Nuten vorgesehen sind, aoch ist in diesem Fall die Festigkeit der Zähne entsprechend geringer als bei Zahnrädern, zwischen deren ?· Hirne η zu Verstärkungszwecken Ausrundungen jeweils an beiden Ende,; oe» Nuten oder Zahnlücken vorgesehen sind«

Die Übergangsabschnitte 36 und 38 des Kegelritzels 10 bzw. des Kegelzahnrades 12 weisen an den Enden 32 und 34 mit dem größeren Durchmesser jeweils nach innen gerichtete Flächen 48 bzw. 50 auf, die in einer radialen Ebene einen kleineren Durchmesser oder Krümmungsradius haben als die nach innen gerichteten Flächen 52 und 54 an den den kleineren Durchmesser aufweisenden Enden 40 und 42, damit gemäß Fig. 5 die erforderliehen freien Räume 56 zum Aufnehmen der Zähne 16 und 18 zwischen den im wesentlichen geradlinigen mittleren Abschnitten 58 und 60 der Zahnlücken und den entsprechenden, im wesentlichen geradlinigen mittleren Abschnitten 62 und 64 an den Köpfen der Zähne 16 und 18 vorhanden sind. Die Zäune 16 des Kegel-

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ritzels 10 und die Zähne 18 des Kegelzahnrades 12 sind mit abgerundeten äußeren Enden 66 bzw. 68 und abgerundeten inneren Enden 70 bzw. 72 versehen.

Das Kegelritzel 10 und das Kegelzahnrad .12 werden aus pulverisiertem Metall oder einem pulverisierten Kunststoff, z.B. Nylon, mit Hilfe von auf dem Gebiet der Pulvermetallurgie bekannten Verfahren und Vorrichtungen hergestellt, abgesehen davon, daß die Formen zum Herstellen der Preßlinge, die später auf bekannte Weise gesintert werden, um das Kegelritzel 10 bzw. das Kegelzahnrad 12 zu erzeugen, mit den erforderlichen Aussparungen versehen sind, die dazu dienen, die Ausrundungen oder Übergangsabschnitte 36 und 44 an dem Kegelritzel 10 und die Ausrundungen oder Übergangsabschnitte 38 und 46 an dem Kegelzahnrad 12 auszubilden.

Wenn die Erfindung angewendet wird, ordnet man das Kegelritzel 10 und das Kegelzahnrad 12 so an, daß ihre Zähne 16 und 18 innerhalb ihrer mittleren Abschnitte aufeinander abrollen können, daß jedoch freie Räume an den Enden der Zähne vorhanden sind, an denen die Ausrundungen 36, 38, 44 und 46 angeordnet sind. Gemäß der Erfindung werden die äußeren und inneren Enden der Zähne 16 und 18 in einem erheblichen Ausmaß dadurch verstärkt, daß die Ausrundungen Überbrückungsabschnitte zwischen benachbarten Zähnen bilden; infolgedessen verlängert sich die Lebensdauer der Zahnräder 10 und 12, und diese Zahnräder können stärker belastet werden als die bis jetzt gebräuchlichen Zahnräder, die aus gesinterten pulverförmigen Werkstoffen wie Metall oder i-Njrlon oder aus massivejm Metall hergestellt sind. Die mit Hilfe der allgemein gebräuchlichen Verfahren hergestellten Zahnräder können nicht mit Verstärkungen der beschriebenen Art versehen werden, da es schwierig bzw. praktisch unmöglich ist, die Lücken zwischen d|en Zähnen mit Hilfe von Werkzeugen zu bearbeiten, die sich geradlinig von einem Ende zum anderen Ende jeder Zahnlücke beWegen.

Ansprjüohe»

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Claims

ANSP RÜCHE

MJ Verstärkte)? Zahnrad, gekennzeichnet durch einen Zahnradkörper (24, 26), in Umfangsabständen verteilte Zahnradzähne (16, 18), deren Füße (15» 17) mit dem Zahnradkörper verbunden sind, wobei zwischen den Zähnen in Umfangsabständen verteilte Tröge oder lücken vorgesehen sind, sowie durch Yerstärkungsabschnitte (36, 44, 38, 46), die in die Zahnlücken von mindestens einem Ende (32, 40, 34, 42) des Zahnradkörpers aus hineinragen, sich quer zu den Zahnlücken erstrecken und benachbarte Zähne miteinander verbinden.
2. "Verstärktes Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß weitere Verstärkungsabschnitte vorgesehen sind, die in die Zahnlücken vom anderen Ende des Zahnradkörpers aus hineinragen und einander benachbarte Zähne an ihren von den zuerst genannten Verstärkungsabschnitten abgewandten Enden miteinander verbinden. '
3. Verstärktes Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Verstärkungsabschnitte Ausrundungen oder Übergangsabschnitte (36, 44, 38, 46) umfassen, die sich jeweils zwischen den IPÜßen benachbarter Zähne erstrekken.
4. Verstärktes Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Zahnradkörper, die Zahnradzähne und die Verstärkungsabschnitte aus einem gesinterten pulverförmigen Werkstoff bestehen.
5. Verstärktes Zahnrad n,aoh Anepruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die- nicht duroh die Verstärkungeabüohnitte abgegrenzten Abschnitte (58, 60) der Tröge odtr Zahnlücken (20, 22) in Richtung ihrer Längsachsen im wesentlichen geradlinig verlaufen.

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6. Verstärktes Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die nach innen gerichteten Fläohen (48, 52, 50, 54) der Verstärkungsabachnitte gekrümmt •sind» und daß die diesen Flächen benachbarten Enden (68, 72, 66, ^0) der Zähne auf entsprechende Weise abgerundet sind.
7. Verstärktes Zahnrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die nach innen gerichteten Flächen (48, 52, 50, 54) der Verstärkungsabschnitte an beiden Enden der Zahnlücken gekrümmt sind, und daß die diesen Flächen benachbarten Enden der Zähne abgerundete Efeken haben, deren Form der Krümmung der erwähnten Flächen der Verstärkungsabschnitte entspricht.
8. Verstärktes Zahnrad nach Anspruch 7, dadurch g e kennzeichnet , daß die Böden (58, 60) der Zahnlükken zwischen den abgerundeten, nach innen gerichteten Flächen der Verstärkungsabschnitte in Richtung ihrer Längsachse im wesentlichen geradlinig verlaufen.

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