DE7719322U1

DE7719322U1 - Zahnrad

Info

Publication number: DE7719322U1
Application number: DE7719322U
Authority: DE
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1977-06-21
Filing date: 1977-06-21
Publication date: 1978-01-05

Description

Die Neuerung bezieht sich auf ein Zahnrad zur Übertragung von Drehmoment und Drehbewegung.

Zahnräder werden entsprechend ihres Einsatzes mit unterschiedlicher Genauigkeit hergestellt. Sie werden aus verschiedenen Materialien gefertigt und unterliegen verschiedenen Herstellungsverfahren .

Es ist Aufgabe der vorliegenden Neuerung, eine Bauform für Zahnräder zu finden, welche während des Herstellungsprozesses eine einfache Einflußnahme auf die Beschaffenheit im Hinblick auf den späteren Verwendungszweck ermöglicht, ohne* dabei die Herstellung zu verteuern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst ,daß das Zahnrad aus einem Verzahnungsbereich, einem Nabenbereich sowie einem Zwischenbereich besteht, zumindest der Verzahnungsbereich vorzugsweise aus Metall besteht und der Zwischenbereich aus Füllmaterial besteht. Durch eine entsprechende Materialauswahl, insbesondere für den Verzahnungsbereich und den Zwischenbereich, ist es bereits bei <?.er Herstellung des Zahnrades möglich, "im Hinblick auf seinen späteren Verwendungszweck besonders günstige Voraussetzungen zu schaffen. Als Beispiel sei hierbei nur auf die konträren Forderungen nach Geräuscharmut und Wärmeabfuhr verwiesen.

Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung ist es vorteilhaft, daß der Nabenbereich vorzugsweise aus Metall besteht. Wohl in den meisten Fällen, von sehr geringer Belastung des Zahnrades einmal abgesehen, wird sich für die Nabe Metall am besten eignen. Dabei kann auch bei niedrig belasteten Zahnrädern unter Umständen auf ein Feingußteil zurückgegriffen werden.

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Auch für den Verzahnungsbereich wird sich in den allermeisten Fällen Metall als Material nicht umgehen lassen. Gemäß der Neuerung wird daher vorgeschlagen, daß der Verzahnungsbereich aus einem dünnwandigen Blechmaterial besteht. Durch die Verwendung eines dünnwandigen. Blechmaterials kann einerseits die Gesamtmasse des Zahnrades niedrig gehalten werden, andererseits ist noch eine ausreichend exakte Oberflächenbearbeitung auch für den Einsatz mit höheren Anforderungen durchführbar.

Vorzugsweise besteht der Verzahnungsbereich aus einem mäanderförmigen, der Verzahnung entsprechenden Blechband, Eine solche Verzahnung ^A st recht einfach herstellbar und eignet sich ohne Nachbearbeitung für solche Zahnräder, welche keine große Genauigkeit aufweisen müssen, und mit einer nachträglichen Zahnflankenbearbeitung auch für Zahnräder mit höherer Qualitätsforderung.

Es ist jedoch auch denkbar, den Verzahnungsbereich aus einem Strangpreßprofil herzustellen. Auch hier hängt eine eventuelle Nachbearbeitung der Zahnflanken lediglich vom geplanten Einsatz des Zahnrades ab.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß das Füllmaterial dem Material des Verzahnungsbereiches entspricht. Damit ist es beispielsweise möglich, bei Verwendung eines Strangpreßprofiles für den Verzahnungsbereich den Zwischenraum zwischen dem Verzahnungsbereich und dem Nabenbereich unabhängig vom Außendurchmesser des Zahnrades beispielsweise im Aluminium-Spritzguß-Verfahren auszuspritzen.

Es kann jedoch auch besonders vorteilhaft sein, elastisches Material für das Füllmaterial zu verwenden. Auf diese Weise kann sowohl eine Geräuschdämpfung als auch eine Dämpfung von Ungleichförmigkeit innerhalb des Zahnrades erzielt werden. Dabei ist insbesondere die Geräuschdämpfung von zunehmender Bedeutung, Beispielsweise kann durch das elastische Material bei niedrig belasteten Zahnrädern und bei niedrigen Drehzahlen ein Ausgleich geringer Verzahnungsfehler vorgenommen werden.

Für bestimmte Verwendungszwecke ist es auch vorteilhaft, den Zwischenbereich aus Füllmaterial als vorgefertigtes Bauteil auszu-

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bilden, welches eine Außenkontur entsprechend der Innenkontur des Verzahnungsbereiches aufweist. Auf ein solches vorgefertigtes Bauteil kann dann der Verzahnungsbereich aufgeschoben und axial gesichert werden.

Insbesondere bei Verwendung von fließfähigem Material für den Zwischenbereich ist es vorteilhaft, insbesondere aus dem Fußkreisbereich des Blechbandes für die Verzahnung Fortsätze etwa radial j nach innen anzuordnen, welche in das Material des Zwischenberei-■ ches hineinreichen und dort für eine Verankerung beider Teile, j insbesondere in axialer Richtung, zu sorgen, j

Bei geringeren Anforderungen bzw. bei vorgefertigtem Zwischenbej reich ist es jedoch auch möglich, im Pußbereich des Blechbandes ΐ Kerbstifte o. ä. Verbindungsmittel anzuordnen, welche in das Ma-

* terial des Zwischenbereiches hineinreichen und für eine Fixierung j beider Teile sorgen.

ί Es ist jedoch auch möglich, das Blechband im Kopfkreisbereich und/oder im Fußkreisbereich ein- bzw. beidseitig der Zahnflächen mit Seitenbegrenzungswänden zu versehen, um auf diese Weise einen Formschluß gegenüber dem Zwischenbereich herzustellen. Gleichzeitig bilden diese Seitenbegrenzungswände eine Erhöhung der Formsteifigkeit des für den Verzahnungsbereich vorgesehenen Blechbandes.

Zur einfacheren Herstellung dieser Seitenbegrenzungswande wird vorgeschlagen, daß diese wechselseitig angeordnet sind.

Bei Verwendung von vorgefertigten Bauteilen als Zwischenbereich in Verbindung mit einem Strangpreßprofil für den Verzahnungsbereich ist es vorteilhaft, daß die Innenkontur des Verzahnungsbereiches mit der Außenkontur des Zwischenbereiches übereinstimmt. Damit ist eine sehr einfache Montage möglich und die axiale Fixierung beider Teile kann sowohl mit herkömmlichen Mitteln als auch beispielsweise durch Verkleben erfolgen.

Bei Verwendung von nicht vorgefertigtem Material für den Zwischenbereich ist zur axialen Sicherufig beider Teile vorgesehen, Aussparungen, Abschrägungen o. dgl. anzuordnen.

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Die Neuerung wird im folgenden an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen im eimzelnen:

Pig. I die Ansicht eines Zahnrades;

Fig. 2 den Schnitt II-II gem. Fig. Ij

Fig. 3 die Ansicht eines abgewandelten Zahnrades;

Fig. 4 den Schnitt IV-IV gem. Fig. 3;

Fig. 5 und 6 Schnitte durch Verzahnungsbereiche gem. Fig, I;

Fig. 7 den Schnitt durch einen Verzahnungsbereich mit Seitenbegrenzungswand.

Das Zahnrad gern, Fig. 1 besteht aus drei Einzelteilen, nämlich dem mäanderförmigen Verzahnungsbereich 3 aus einem Blechband, dem Zwischenbereich 2 sowie dem Nabenbereich 1. Der Nabenbereich i ist dabei vorzugsweise aus Metall hergestellt und dient der Verbindung mit der entsprechenden Welle. Der Verzahnungsbereich 3 aus einem relativ dünnwandigen Blechmaterial wird gesondert hergestellt und mit dem Nabenbereich 1 über einen Zwischenbereich verbunden. Dabei kann der Zwischenbereich 2 entsprechend dem vorgesehenen Verwendungszweck des Zahnrades z. B. durch Gießen aus Kunststoff oder einem anderen elastischen Material hergestellt werden. Beim Eingießen des Zwischenbereiches 2 zwischen dem Nabenbereich 1 und dem Verzahnungsbereich 3 wird eine entsprechende Fixierung für den Verzahnungsbereich 3 benötigt. Es ist jedoch auch möglich, den Zwischenbereich 2 aus Metall, beispielsweise aus Aluminium, herzustellen. In einem solchen Fall ergibt sich insbesondere bei hoch belasteten Zahnrädern eine sehr gute Wärmeabfuhr vom Verzahnungsbereich 3 her. Falls es der geplante Verwendungszweck für das Zahnrad erfordert, sind nachträglich, anschließend an den Herstellungsvorgang des Zwischenbereiches 2, weitere Oberflächenbearbeitungen des Verzahnungsbereiches 3 zur Herstellung einer besonders exakten Verzahnung ohne weiteres möglich. Werden keine hohen Anforderungen an das Zahnrad gestellt, so kann dieser BearbeitungsVorgang entfallen.

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In Fig. 2 ist der Schnitt II-II gem. Fig. 1 wiedergegeben. Diese Figur zeigt die einfachste Möglichkeit, einen Nabenbereich 1 und einen Verzahnungsbereich 3 durch einen Zwischenbereich 2 miteinander zu verbinden. Alle drei Einzelteile weisen die gleiche Breite auf. Der aus Füllmaterial bestehende Zwischenbereich 2 kann gerade in dieser einfachen Ausführungsform insbesondere durch Eingießen hergestellt werden. Es ist jedoch auch denkbar, den Zwischenbereich 2 als vorgefertigtes Bauteil mit dem Nabenbereich 1 und dem Verzahnungsbereich 3 zu verbinden. Dabei gestaltet sich insbesondere die Verbindung mit dem Verzahnungsbereich 3 sehr einfach, beispielsweise durch Verkleben oder - bei geringen Anforderungen an das Zahnrad - durch Anbringen von Kerbstiften o. dgl. im Bereich de3 Fußkreises des Verzahnungsbereiches 3, welche bis in den Zwischenbereich 2 hineinreichen.

In den Figuren 3 und 4 ist ein weiteres Beispiel eines aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzten Zahnrades wiedergegeben. Dabei besteht der Verzahnungsbereich 3 aus einem Strangpreßprofil mit einer besonderen Innenkontur H, welche einen Formschluß mit dem nicht dargestellten Zwischenbereich erlaubt. Dieser Formschluß dient im wesentlichen der Drehmomentübertragung und es kann deshalb zur Sicherung in axialer Richtung eine Aussparung 5 gem. Fig. 4 vorgesehen sein, in die das Material des Zwischenbereiches hineinreicht. Auch bei Verwendung eines Strangpreßprofiles für den Verzahnungsbereich 3 kann der Zwischenbereich eingespritzt oder eingegossen werden oder es kann ein ebenfalls vorgefertigtes Bauteil verwendet werden, dessen Außenkontur der Innenkontur Ί des Verzahnungsbereiches 3 entspricht.

Die Figuren 5, 6 und 7 zeigen jeweils Verzahnungsbereiche 3 aus einem relativ dünnwandigen Blechmaterial, wobei Fortsätze 6 bzw, radial nach innen in den Zwischenbereich hineinragen und eine axiale Sicherung zwischen dem Verzahnungsbereich 3 und dem Zwischenbereich darstellen. Gem. Fig. 7 weist der Verzahnungsbereich Seitenbegrenzungewände 8 auf, welche ebenfalls der axialen Fixierung dienen. Diese Seitenbegrenzungswände 8 sind beispielsweise etwa im Bereich zwischen dem Teilkreiedurchmeseer und dem Kopf- kreiadurchmeeser angeordnet und einteilig mit dem Material des Verzahnungebereiches 3 hergestellt. Sie versteifen zusätzlich das Zahnradprofil, Dabei könnten vorteilhafterweise die Seitenbegren-

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zungswände 8 wechselseitig angeordnet sein, d. h., bei dem dargestellten Zahn auf der dargestellten Seite und beim nächsten Zahn auf der gegenüberliegenden Seite.

Die Verbindung zwischen dem Nabenbereich 1 und dem Zwischenbereich 2 kann in der-gleichen Weise gelöst sein wie zwischen dem Zwischenbereich 2 und dem Verzahnungsbereich 3·

28. 1. 1977
TIPP-2 Ho/whm-

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Claims

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Zahnrad zur übertragung von Drehmoment und Drehbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad aus einem Verzahnungsbereich (3), einem Nabenbereich (1) sowie einem Zwischenbereich (2) besteht, zumindest der Verzahnungsbereich (3) vorzugsweise aus Metall besteht und der Zwischenbereich (2) aus Füllmaterial gefertigt ist.

2. Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenbereich (1) vorzugsweise aus Metall besteht.

3· Zahnrad nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzahnungsbereich (3) aus einem dünnwandigen Blechmaterial besteht.

k, Zahnrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzahnungsbereich (3) aus einem mäanderförmigen, der Verzahnung entsprechenden Blechband besteht.

5· Zahnrad nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzahnungsbereich (3) aus einem Strangpreßprofil besteht .

6. Zahnrad nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial des Zwischenbereiches (2) dem Material des Verzahnungsberoiches (3) entspricht.

7. Zahnrad nach den Ansprüchen l· bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial des Zwischenbereiches (2) aus elastischem Material besteht.

8. Zahnrad nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwis'chenbereich (2) aus Füllmaterial als vorgefertigtes Bauteil ausgebildet ist und eine Außenkontur entsprechend der Innenkontur des Verzahnungsbereiches (3) aufweist.

9· Zahnrad nach den Ansprüchen 1 bis 4 und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere aus dem Fußkreisbereich des

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Blechbandes Portsätze (6, 7) etwa radial nach innen angeordnet sind, welche in das Material des Zwischenbereiches (2) hineinreichen.

10. Zahnrad nach den Ansprüchen 1 bis 4 und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Fußkreisbereich des Blechbandes Kerbstifte o. ä. angeordnet sind, welche in das Material des Zwischenbereiches (2) hineinreichen.

11. Zahnrad nach den Ansprüchen 1 bis H und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechband im Kopfkreisbereich und/oder im Fußkreisbereich ein- bzw. beidseitig der Zahnflächen Seitenbegrenzungswände (8) aufweist.

12. Zahnrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungswände (8) wechselseitig angeordnet sind.

13· Zahnrad nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkontur des Verzahnungshereiches (3) mit der Außenkontur des Zwischenbereiches (2) übereinstimmt,

14. Zahnrad nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Sicherung der Verzahnungsbereich C3) Aussparungen (5), Abschrägungen o. dgl. aufweist.

21. d. 1977
TIPF Ϊ Ho/whm-

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