DE4128302A1 - Verzahntes raederpaar - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein verzahntes Räderpaar für Getriebe im allgemeinen und insbesondere für Übersetzungs- und Umlaufwechselgetriebe, besonders bei Muskelkraftantrieb.

Die Kraftübertragung in Zahnradgetrieben soll möglichst verlustlos stattfinden.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernis auf die Zahneingriffsflächen eines der ineinandergreifenden Räder eine reibungsverringernde Beschichtung aufzubringen (US-Patent 41 84 380 und 49 44 196).

Dabei wird allerdings die gleitende Flächenreibung nicht ausgeschaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gleitende Flächenreibung bei Zahneingriffen in rollende Reibung zu überführen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Als Rollkörper können Kugeln, Walzen ohne Bund, Walzen mit beidseitigem Bund oder Verjüngung und Scheiben zur Anwendung kommen.

Bei der Anwendung von Kugeln als Rollkörper sind beide Räder eines ineinandergreifenden Paares gleichermaßen gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2 mit Rollkörpern ausgestattet und gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 3 ausgebildet (Fig. 1).

Bei der Anwendung von Walzen als Rollkörper ist ein Rad eines ineinandergreifenden Räderpaares gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2 mit Rollkörpern versehen, welche wie in einem Wälzlager zwischen den Abrollflächen ihrer Führungen und den Zahneingriffsflächen des Radpaares mit einer starren Verzahnung während des Ineinandergreifens abrollen, eine kleine Bewegung in ihren Führungen hin zur Radmitte und zurück vollziehend. Das Profil der starren Verzahnung hat einen Erzeugerkreis von dem Durchmesser der Walzen der bei gleichbleibenden Winkelschritten für beide Räder abgewälzt wird. Das Rad mit der rollenden Verzahnung kann aus im Stanz- und Preßverfahren gewonnenen Teilen, wie einer Nabe, stirnseitigen Lagerscheiben für die Rollkörper, Walzen ohne oder mit verjüngten Lagerzapfen und beidseitigen Kunststoffdeckeln zusammengesetzt sein. Die Deckel sind auf einen Ansatz zu beiden Seiten der Nabe aufgepreßt und halten die Walzen seitlich in den Führungen und durch ihre Wölbung umfangnahe. Es kommen für diese Anwendung besonders die Umlaufräder eines Planetengetriebes in Betracht, da die Wirkung der rollenden Zähne beim Eingriff mit dem inneren und äußeren Zentralrad zugleich nutzbar gemacht wird, desgleichen die Spurführung durch die stirnseitigen Lagerscheiben (Fig. 3, 4 und 5).

Bei der Anwendung von Scheiben als Rollkörper ist nur eines der ineinandergreifenden Räder gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 8 mit Rollkörpern versehen und der Eingriff kann durch axiales Verschieben gelöst werden (Fig. 2). Die in Führungen gelagerten Rollkörper werden bei dem Fehlen konstruktiver Maßnahmen durch die Fliehkraft umfangnahe gehalten.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die unter Last stattfindende Flächenreibung bei Zahneingriffen in rollende Reibung überführt wird. Weitere Vorteile können die Spurführung zwischen eingreifenden Rädern und der Wegfall einer zerspanenden Zahnbearbeitung sein.

Einige Ausführungsbeispiele sind in den Fig. 1-5 dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ineinandergreifende Zähne eines verzahnten Räderpaares mit Kugelrollkörpern, deren Führungsbohrung mit abgestuftem Durchmesser verstemmt ist,

Fig. 2 einen Zahn in Draufsicht und Schnitt mit zwischen Zahnradscheiben achsgelagerten Scheibenrollkörpern,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem zusammengesetzten Rad mit einer Walze mit verjüngten Lagerzapfen als Zahn,

Fig. 4 und 5 ein verzahntes Räderpaar in zwei Ansichten, bei dem ein Radkörper zusammengesetzt ist und Walzen in Führungen trägt.

Claims (8)

1. Verzahntes Räderpaar, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kratftübertragung von einem Rad zum anderen Rollkörper vorgesehen sind (Fig. 1, 2, 3, 4).

2. Verzahntes Räderpaar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zahn mindestens eines Rades in mindestens einer radialen Führung mindestens einen Rollkörper trägt und daß die Abrollflächen der Führungen diese in der Mitte verengend gekrümmt sind (Fig. 1, 3, 4).

3. Verzahntes Räderpaar nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Räder Kugelrollkörper tragen, deren radiale Führungen zum eingreifenden Zahn hin offen sind und die gegenüberliegenden Zahneingriffsflächen dem Kugelradius angepaßte Abrollflächen aufweisen (Fig. 1).

4. Verzahntes Räderpaar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Radkörper aus einer Nabe und stirnseitigen Lagerscheiben für die Rollkörper zusammengesetzt ist (Fig. 3 und 4).

5. Verzahntes Räderpaar nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rad Walzenrollkörper in beidseitigen radialen Führungen trägt und das eingreifende Radpaar starre Verzahnung von entsprechendem, durch die Abwälzung des eingreifenden Rollkörpers bei gleichbleibenden Winkelschritten erzeugtem Profil aufweist (Fig. 4).

6. Verzahntes Räderpaar nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Walzen ausgebildeten Rollkörper durch beidseitige Verjüngungen vorzugsweise in den Führungen gehalten werden (Fig. 3).

7. Verzahntes Räderpaar nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen durch beidseitig auf die Radnabe gepreßte Kunststoffdeckel in den Führungen und umfangnahe gehalten werden (Fig. 4 und 5).

8. Verzahntes Räderpaar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Radkörper aus auf einer Nabe durch Abstandringe voneinander getrennten Zahnradscheiben zusammengesetzt ist, welche für jeden Zahn Scheibenrollkörper, in gleicher Anzahl mit den Abstandringen achsgelagert tragen (Fig. 2).