DE6800572U

DE6800572U - Zahnrad mit kunststoffauflage

Info

Publication number: DE6800572U
Application number: DE6800572U
Authority: DE
Original assignee: Singer Co
Current assignee: Singer Co
Priority date: 1967-10-06
Filing date: 1968-10-02
Publication date: 1969-06-12
Also published as: GB1239032A; US3461737A

Description

PATENTANWXLTE

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

TELEFON·. 395314 2000 H AMB U RG 50, - 2 10

TELEGRAMME: KARPATENT KDNIGSTRASSE 28 ^l

W. 23 116/68 4/Pl

The Singer Company,
Elizabeth, New Jersey (V.St.i.)

Zahnrad mit Kunststoffauflage

Die -Erfindung bezieht sich auf ein zusammengesetztes Zahnrad, welche eine Nabe aus Metall und eine Auflage, vorzugsweise aus Polyurethan, oder eine Kontaktflache auf ', der ITabe aufweist. Im besonderen befasst sich die Erfindung : mit der .Art der ^stlegung Polyurethanauflage in einem zusammengesetzten Zahnrad auf der metallenen Nabe.

Bisher sind die Zahnräder wegen der erwünschten Festigkeitseigenschaften allgemein aus einem metallischen Material hergestellt worden. Jedoch erzeugen während des Arbeit ens ei! ner Maschine die Metallzahn rad er abgesehen davon, daß sie zu einem bestimmten Ausmaß einer ^eibungsabnutzung unterworfen sind, weiterhin einen nachteiligen Lärm, Das Auftreten von komplizierteren Maschiren hat die Zahl von Zahnrädern mit einer entsprechenden merklichen Vergrößerung des dabei auftretenden Lärms bzw. G-eräusnhs erhöht.

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Es wurde gefunden, daß ein zusammengesetztes Zahnrad, das eine Metalinabe und einen gezahnten Teil aufweist, an welchem eine Polyurethanberührungsfläche oder -Kontaktfläche ausgebildet ist, den Geräuschpegel sehr beträchtlich reduziert.

Die vorliegende Erfindung schafft eine neue Ausführung des Festlegens der Polyuretnanauflage auf der Metallnabe, so daß fertige Zahnrad einem hohen -^rehoment widerstehen und sich nicht verformen kann und während des -Ärbeitens auch nicht gleitet.

Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein neues und verbessertes zusammengesetztes Zahnrad zu schaffen, welche sine Metallnabe und eine Auflage aus einem Kunststoff mit Mittel zum Verbinden dieser Teile aufweist.

Die Erfindung beruht sich auf ein Zahnrad, welches einen gegossenen Metallkern mi: einem Nabenteil und einem gezahnte Teil aufweist, die einstückig miteinander ausgebildet sind, wobei die in dem letztgenannten Teil ausgebildeten Zähne eine zu kleine Abmessung haben. Der gezahnte Teil des Kernes ist mit einer Auflage aus Kunststoff, insbesondere Polyurethan versehen, welche in die korrekte Zahnform geformt bzw. gegossen bzff. gespritzt ist, und welche an dem Kern an einem Ende dadurchfestgelegt ist, daß sie einen an dem Kern ausgebildeten Ringflansch übergreift und am anderen Ende dadurch, daß der Kunststoff in der Form von Polyurethan in einen unterschnittenen Bereich eingreift, der an dem Körper des Kernes ausgebildet ist_c

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Zahnradnabe wenigstens eine Ringnut aufweist, welche mit einem aufgelegten Material zusammenarbeitet, um letzteres an Ort und Stelle zu verriegeln, um so eine Verformung und ein ^leiten dieses Materials an der Zahnradnabe zu verhindern.

Bin weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß auf einem Metallkörper, der eine Mehrzahl Vorsprünge aufweist, ein Kunststoffgehäuse angeordnet ist, daß so ausgebildet ist, daß eine Mehrzahl von ^rbeits-Zahnrädern gebildet sind.

Das oben beschriebene Zahnrad hat insbesondere die folgenden Vorteile:

a) Mit geringen Kosten geformte Zähne ersetzten die teurer herzustellenden und maschinell herzustellenden Stahlzähne, woraus sich eine Verminderung des Gewichtes ergibt,

b) Das Zahnrad ist in der Maschine leichter und bequemer zu installieren, da die Streckeigenschaften des Polyurethans bei konzentrierter mechanischer Belastung das gegenseitige Kämmen von Zahnrädern weniger kirtisch macht.

c) Das Zahnrad arbeitet mit merklich geringerem Geräuschpegel als ein ^tahlzahnrad, das beispielsweise mit einer Schnecke kämmt.

d) Eine Schmierung des Zahnrades ist nicht kritisch.

In der nachfolgenden Beschreibung werden Ausführungsformen der Erfindung im einzelnen erläutert, auf die die

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Erfindung nicht beschränkt ist

Fig. 1 ist eine Draufsicht, teilweise weggebrochen, eines Zahnrades gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht nach Linie 2-2 der Fig. 3.

Fig. 3 ist eine Draufsicht einer weiteren .Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4 ist eine ^chnittansicht nach linie 4-4 der Fig. 3.

Ir Fig. 1 und 2 ist ein zusammengesetztes Zahnrad 10 aufgezeigt, das aus zwei verschiedenen Stoffen gebildet ist. Der innere oder der Nabenteil 11 besteht aus Metall o'er einem Material ähnlicher Eigenschaften, in welchem eine zylindrische Bohrung 12 ausgebildet ist, um eine (nicht dargestdlte) ^Aelle aufzunehmen. Das zusammengesetzte Zahnrad 10 kann mit der "eile vorzugsweise vermittels einer Stellschraube 13 verbunden sein, welche in eine Bohrung 14 in dem Nabenteil eingeschraubt ist. Der Nabenteil 11 hax eine Mehrzahl von in ihren Abmessungen zu kleinen Kegelzähnen 15, welche an seiner Fläche ausgebildet sind. Jeder der Zähne 15 woist einen oberen 3?eil 16 auf, der von einer oberen Fläche des Zahnrades 15 nach außen abgeschrägt ist, einen im wesentlichen senkrechten T_eil 17, der von der Fläche des Zahnrades einwärts abgeschrägt ist und Seitenteile oder Flanken 18. Die Zahnteile 17 stehen von eines

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Plansch 19 nach unten, der mit der Nabe 11 einstückig ausgebildet ist, um das Zahnrad zu versteifen. Eine Mehrzahl Streben 20 erstreckt sich zwischen den Zähnen 15 und "verbindet sie untereinander. Jede der Streben 20 geht nach hinten in einen sich in Querrichtung erstreckenden Flansch bzw. in eine Flanschfläche 22 über, welcher mit dem Flanschteil 19 einstückig ausgebildet ist, um einen fortlaufenden ringförmigen ^verankerungsteil zu bilden, der eine hintere Fläche 23 hat. Sine Ringnut 24 ist nahe der innersten Grenze des Teiles 16 des Zahnradzahnes 15 ausgebildet und ist zwischen den Zähnen 15 und der Bohrung 12 angeordnet. Eine Auflage 26 aus Kunststoff, welche vorzugsweise aus einem Polyurethan besteht, umhüllt den ringförmigen Verankerungsteil der Nabe 11 vollständig. Die Auflage 26 kann an das Nabenelement angeformt sein, aber es liebt im Eahmen der Erfindung, andere Mittel zu verwenden, um sie an der Zahnradnabe zu befestigen. Die Auflage 26 erstreckt sich von der Ringnut 24 über die Kegelzähne 15» den Verstrebungsteil 20, die Planschteile 19 und 22 und dann über die Fläche 23, wo die Auflage in einen weiteren Teil 25 übergeht. Bin Einformen des Polyurethans in die Nut 24 hält die äußere Materiallage an der Nabe fest. Diese Art von Auflage hat sich als wirksam erwiesen, um Maschinengeräusch weitestgehend zu verhindern, und um ein Gleiten der Nabe zu verhindern, wenn sie Momentkräften bzw. Torsionskräften unterworfen wird. Die Auflage umgibt die Ver-

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ankerungamittel vollständig, um die Nabe sicher festzulegen, und eine relative axiale Verschiebung der Nabe zu verhindern. Weiterhin haben durch das Aufformen des Polyurethans auf das Metallzahnrad in vorbestimmter Weise die die fertigen Zahnradzähne eine Formgebung, welche notwndig ist, um ein Arbeitszahnrad zu bilden.

Die Figuren 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsfοrm der Erfindung, in welcher eine abweichende Form des zu-(. sammengesetzten Zahnrades dargestellt ist. Der innere

Teil oder Nabenteil 26 besteht aus einem Metall oder einem Material mit ähnlichen Eigenschaften, und hat eine zylindrische Öffnung, durch welche hindurch eine (nicht dargestellte) Welle sich erstrecken kann. Der Nabenteil 26 hat in seiner Vorderfläche zwei sich diagonal gegenüberliegende rechteckige in axialer Richtung sich erstreckende Keilbahnen 27. Das zusammengesetzte Zahnrad 26 ist mit der Welle vermittels einer Schraube 28 verbindbar, welche sich durch eine Bohrung 29 in dem Nabenteil 26 hindurcherstreckt«, Eine Ringnut 30 ist in dem Nabenteil 26 durch nach oben stehende Flächen 31 und 32 gebildet. Ein fortlaufender ringförmiger Verankerungsteil 33 ist nahe der Ringnut 30 angeordnet und wird durch Flächen 32 und 34 begrenzt. Die Fläche 34 erstreckt sich von einer senkrechten Fläche 35, welche zur Haupt^ach% des Zahnrades parallel liegt. Bei dieser Ausführungsform sind die gesamten Zähne und ihre verbindenden Strebenteile vollständig aus einem Kunststoffmaterial, vor-

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zugsweise Polyurethan gebildet. Die Kegelradzähne haben die gleiche allgemeine Formgebung wie die der Ausführungsform der Fig. 1 und 2, und sie haben einen Teil 38, der -von der Fläche des Zahnrades schräg nach außen gerichtet ist, einen Teil 39, der schräg nach innen gegen die Fläche des Zahnrades gerichtet ist, und Seitenteile bzw. Flanken 40. Die Zahnteile 39 gehen in einen Flansch 41 über, der zum Versteifen der Zähne vorgesehen ist. Streben 43 erstrecken

Ί sich zwischen den Zähnen und verbinden sie miteinander. Die

Streben 43 gehen hinten in einen Flansch 44 über, der mit dem Verankerungsteil 33 einstückig ausgebildet bzw. fest verbunden ist, um einen kontinuierlichen ringförmigen Teil zu bilden. In den Streben 43 ist eine Nut 42 ausgebildet, so daß sie auf den fortlaufenden ringförmigen Verankerungsteil 33 satt passen und ihn vollständig umgeben. Blöcke sind mit dem Kunststoffmaterial, welches die Zähne und die Streben bildet, einstückig ausgebildet und passen satt in

die Keilbahnen 27 der Nabe 26. Die Kegelradzähne und die (') an

Verstrebungsteile bei dieser Ausführungsform sind/das

Nabenelement angeformt, natürlich liegt es im Rahmen der Erfindung, auch andere Mittel zur Herstellung dieses zusammengesetzten Zahnrades zu verwenden.

Beispielsweise kann ein Doppel-Form- oder Spritzprozess verwendet werden, bei welchem an einen Stahleinsatz in zweckentsprechender Weise eine Schicht aus Polykarbonat-Material zu einer Formgebung angeformt ist,, welche eine

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Mehrzahl von ungenügend großen Zahnradzähnen bestimmt. Die Zahnradzähne, welche die richtige Form und Größe haften, sind dann dadurch gebildet, daß eine .Auflage aus Polyurethan über die Schicht aus Polykarbonatmaterial abgelegt ist. Im Rahmen der Erfindung können zahlreiche Änderungen vorgenommen werden, die Beschreibung zerfc bevorzugte Ausführungsformen, welche zum Zwecke der Erläuterung dienen. Änderungen, welche nach dem Prinzip der Erfindung vorliegen, liegen im Rahmen der Erfindung.

Claims

_ 9 — 'ichutzanaprüche

1. Einheitliches Zahnrad, gekennzeichnet durch eine
Metallnabe (11) und einen Metallteil mit einer Mehrzahl
Vorsprünge (15), eine aus Kunststoff bestehende auf dem
Metallteil ausgebildete Auflage (26), wobei die Nabe (11)
Teile (19, 24) zum Pestlegen der Auflage (26) an dem Zahnrad enthält, und die Vorsprünge (15) eine Formgebung kleiner als die eines Arbeitszahnrades haben, und γΊθ Auflage (26) an dem Metall eine Mehrzahl Zähne bildet, deren Formgebung die Gestalt von Arbeitszähnen hat.

2ο Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet-, daß die Auflage (26) aus Kunststoff ein Polyurethanmaterial
enthält.

3. Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne an dem gezahnten Teil als Kegelradzähne ausgebildet sind.

4. Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsteile eine ringförmige Nut (25) nahe diesen Zähnen zur Aufnahme des Kunststoffmaterials bilden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (25) unterschnitten ausgebildet ist»

6. Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verriegelungsteil durch wenigstens eine Keilbahn (27)
zur Aufnahme des Kunststoffmaterials gebildet ist.

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7. Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungst eil einen ringförmigen i'lensch (J;") aufweist, der an der Nabe nahe eines lindes ausgebildet i:jt, und einen unterschrittenen Tojl am arueren Ende aufweist, wobei da3 Kunststoffrayterit.! über diesem flansch liegt und die Unterschneidu^? ausfüllt.