DE8811434U1

DE8811434U1 - Zahnrad, insbesondere für Endschaltergetriebe

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Publication number: DE8811434U1
Application number: DE8811434U
Authority: DE
Original assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Priority date: 1988-09-09
Filing date: 1988-09-09
Publication date: 1988-10-27

Description

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Beschreibung

Zahnrad, insbesondere für Endschaltergetriebe

Die Neuerung betrifft ein Zahnrad nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.

Es sind Zahnräder für den Aufbau von Endschaltergetrieben bekannt, bei denen zur Verringerung des Flankenspiels zwei zueinander zentrisch angeordnete Zahnscheiben vorgesehen sind, Vobei die eine Zahnscheibe drehbeweglich an der anderen Zahnscheibe gelagert ist und wobei die beiden Zahnscheiben über Federelemente verspannt sind. Bei einer bekannten Ausführungsiform eines derartigen Zahnrades, das auch als vorgespanntes Bahnrad bezeichnet wird, sind Spiralfedern als Federelemente Vorgesehen. Die Spiralfedern werden in Langlöcher eingebracht, die im Radkörper der Radscheiben ausgebildet sind. Die Enden dieser Spiralfedern sind jeweils mit verschiedenen Zahnscheiben Verbunden. Zur Lagefixierung der Spiralfedern ist ein Drahtring Vorgesehen. Wird ein derartiges vorgespanntes Zahnrad mit einem Gegenrad in Kontakt gebracht, so werden die Zahnscheiben entgegen der Federkraft der Spiralfedern auseinandergedrückt. Die fcahnflanken des Gegenrades und des vorgespanntes Zahnrades sind fcomit immer in Kontakt, wodurch das Flankenspiel verringert wird. Hierzu ist Voraussetzung, daß die an den Zahnrädern angreifenden Drehmomente kleiner als die Federvorspannmomente sind. Bei einem Getriebe, das mit derartigen Zahnrädern ausgebildet ist, wird durch das verringerte Flankenspiel erreicht, das auch das ümkehrspiel reduziert ist.

Die im Stand der Technik bekannten Zahnräder dieser Art, insbesondere die oben beschriebene üusführungsforui, besitzen einen

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komplizierten Aufbau, der durch die Anordnung der Federelemente verursacht wird. Hierdurch ist auch die Montage derartiger Zahnräder ejfschwert.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Zahnrad so auszubilden, daß der Aufbau und die Montage erleichtert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Zahnrad durch die kennzeichnenden Merkmale des Schutzanspruches 1 gelöst. Bei dem neuen Zahnrad ist als Federelement ein in einer Aussparung zwischen den Zahnscheiben angeordneter Sprengring vorgesehen, der zwischen an den Zahnscheiben angeordneten Halteteilen verspannt ist. Da das Zahnrad nur aus den Zahnscheiben und dem Sprengring aufgebaut ist, liegt ein besonders einfacher Aufbau vor, wodurch insbesondere die Montage erleichtert wird. Die Montage kann sowohl von ungeschulten Fachkräften als auch in einem vollautomatischen Prozeß erfolgen. Der bei dem neuen Zahnrad zum Einsatz kommende handelsübliche Sprengring ist ein besonderes kostengünstiges Federelement, dessen Federkonstante insbesondere gegenüber bekannten Federn aus Kunststoff zeitstabil ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist im Bereich des Zahnkranzes der Zahnscheiben eine mit der Aussparung verbundene Einführöffnung für den Sprengring vorgesehen. Der Sprengring wird somit von der Mantelseite des Zahnrades ausgehend in die zwischen den Zahnrädern vorgesehene Aussparung eingeführt und zwischen den Halteteilen verspannt.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß an mindestens einer Zahnscheibe ein Steg zur Führung und Lagefixierung des Sprengringes vorgesehen ist_f der in der Kitte der Aussparung in Radiairich-

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tung der Zahnscheibe angeordnet ist. Der Steg¹ nimmt; beim Einführen des Sprengringes zwischen die Zähnscheiben den Spalt des Sprengringes auf lind wirkt somit einerseits als Führung Und im montierten Zustand als Lagefixierung des Sprengringes.

Es ist vorteilhaft, wenn an den gegenüberliegenden Innenseiten der Zahnscheiben miteinander zusammenwirkende Arretierteile vorgesehen sind. Die Arretierteile werden durch den Sprengring aneinandergepreßt und dienen somit als Arretierung der relativen Winkelverstellung der beiden Zahnscheiben.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen den 2ähnscheiben ein Ringraum vorgesehen, der von den gegenüberliegenden Innenseiten der Zahnscheiben begrenzt wird, wobei im Ringraum die Halteteile, der Steg und Arretierteile angeordnet sind und wobei die EinführÖffnung mit dem Ringraum verbunden ist. Sämtliche die Funktion des neuen Zahnrades gewährleistenden Bauteile sind somit zwischen den gegenüberliegenden Innenseiten der Zahnscheiben angeordnet. Hierdurch wird die Störanfälligkeit des Zahnrades verringert.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß der Sprengring in Radialrichtung verstellbar angeordnet ist. Hierdurch »vlrd erreicht, daß das Rückstellmoment des Sprengringes den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden kann.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht an einer ersten Zahnscheibe einen konzentrisch angeordneten Achsstutzen für die zweite Zahnscheibe vor. Am vorzugsweise hülsenförmig ausgebildeten Achsstutzen ist die zweite Zahnscheibe drehbeweglich gelagert.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist an dem Achsstutzen eine Ringnut angeordnet, in die an der zweiten Zahnscheibe vorgesehene Federn eingreifen. Die zweite Zahnscheibe wird somit

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mit ihren Federn drehbeweglich bzw. winkelbeweglich in der Ringnut geführt.

Die Befestigung der zweiten Zahnscheibe an der ersten Zahnscheibe kann mittels einer am Achsstutzen vorgesehenen elastischen Verrastung erfolgen. Diese kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform mittels am Achsstutzen ausgebildeten Rastsegmenten ausgebildet sein. Durch die elastische Verrastung entfallen zusätzliche Sicherungselemente zur Befestigung der zweiten Zahnscheibe. Die Montage kann in einfacher Weise ohne Werkzeug durch Vorpressen der beiden Zahnscheiben erfolgen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß das Zahnrad als Doppelzahnrad mit Zahnkränzen verschiedener Größe ausgebildet ist.

Das Zahnrad kann aus Kunststoff oder Metall hergestellt sein.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Ausführungsform,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die erste Zahnscheibe der
Ausführungsform gemäß Fig. 1,

Fig. 3 den Schnitt längs der Linie &Igr;&Igr;&Igr;-&Igr;&Idigr;&Igr; gemäß
Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die zweite Zahnscheibe der
ÄUSfühtfUfiggförm gemäß Fig. 1,

Pig. S den Sdh.ni.tfc längs der Linie V-V in Fig. 4 und

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Fig. 6 einen Schnitt durch ein Getriebe mit neuerungsgemäßen Zahnrädern.

In Fig. 1 ist in einer Draufsicht ein Doppelzahnrad (1) dargestellt, das sich aus einer ersten Zahnscheibe (6) und einer zweiten Zahnscheibe (7) aufbaut. In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist die erste Zahnscheibe (6) unterhalb der zweiten Zahnscheibe (7) angeordnet.

Die zweite Zahnscheibe (7), die in einer Einzeldarstellung in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, sitzt auf einem Achsstutzen (19) der ersten Zahnscheibe auf, die im demontierten Zustand in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Beide Zahnscheiben (6, 7) bilden mit ihren Zähnen (4, 5) den großen Zahnkranz mit dem großen Teilkreis (16) des Doppelzahnrades (1) . Der kleine Zahnkranz (3) mit kleinem Teilkreis (17) ist an der dem Achsstutzen (19) gegenüberliegenden Seite der ersten Zahnscheibe (6) angeordnet. In Fig. 1 ist ein Zahn des kleinen Zahnkranzes (3) strichliniert angedeutet.

Die Zahnscheiben (6, 7) des Doppelzahnrades (1) sind als Spritzteile aus Kunststoff hergestellt. Zwischen den Zahnscheiben (6, 7) ist ein handelsüblicher Sprengring (11) aus Metall angeordnet, dessen Außenumfang an den Halteteilen (12, 13) anliegt. Das Halteteil (12) ist an der Innenseite (6¹) der ersten Zahnscheibe (6) ausgeformt. In gleicher Weise iac an der Innenseite (7') der zweiten Zahnscheibe (7) das Halteteil (13) vorgesehen. Der Sprengring (11) verspannt die beiden zahnscheibtn (6, 7), wobei die Endlage durch die Arretierteile (14, 15) begrenzt wird, die jeweils an verschiedenen Zahnscheiben angeordnet sind. Im montierten Zustand stehen folglich die Zähne (4, 5) der Zahnscheiben (6, 7) versetzt zueinander, wie dies" ih Flg» 1 dargestellt ist_s Wird nun ein Gegenrad in einer Zahnlücke des großen Zahnkranzes (2) des Doppelzahnrädes (1) eingeführt; so sind die Flanken eines Zahnes des Gegenrädes immer in Kontakt mit den zähnen (A, 5) der Zahnseheiben (6, 7).

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Gegenüber herkömmlichen Zahnrädern ist das Flankenspiel verringert. Hierbei ist Voraussetzung, daß das Federvorspannmoinent des Sprengringes (11) größer als die an den Zahnrädern angreifenden Drehmomente sind.

Die Montage des Doppelzahnrades (1) ist besonders einfach, da nur wenige Teile zusammenzuführen sind. Nach dem Verpressen der

S beiden Zahnscheiben (6, 7), deren Ausbildung weiter unten be-

schrieben wird, wird der Sprengring (11) über die Einführöffnung (18) in eine zwischen den Zahnscheiben (6, 7) vorgesehene Aussparung (25) eingeführt. Die Einführöffnung (18) ist im Bereich des großen Zahnkranzes (2) an der Mantelseite des Doppelzahnrades (1) vorgesehen. Der Sprengring (11) wird so in die Einführöffnung {18) eingeführt, daß der Spalt des Sprengringes (11) in Richtung des Achsmittelpunktes des Doppelzahnrades (1) weist. Die Einführung des Sprengringes (11) in die Aussparung (25) wird einerseits durch konvergierende Führungsflächen (43) und andererseits durch einen in der Aussparung (25) angeordneten Steg (10) erleichtert. Der Steg (10) wird im Spalt des ^! Sprengringes (11) aufgenommen. Hierdurch wird gleichzeitig im montierten Zustand eine Lagefixierung des Sprengringes (11) erreicht.

Die Ausbildung der ersten Zahnscheibe (6) soll anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben werden. In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Innenseite (6¹) der ersten Zahnscheibe (6) dargestellt. Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie Ill-lll in Fig. 2. Die erste Zahnscheibe (6) besitzt einen großen Zahnkranz mit großem Teilkreis (IG), von dem in Fig. 2 lediglich ein Zahn (4) iäargestellt ist. An der dem Achsstutzen (19) gegenüberliegenden j Seite der ersten Zahnscheibe (6) ist ein kleiner Zahnkranz (3) mit kleinem Teilkreis (17) ausgebildet. Im Zentrum der ersten Zahnscheibe (6) ist eine Zentralbohrung (26) vorgesehen. An der Innenseite (6¹) ist zwischen den Zähnen (4) und dem Achsstutzen (19) eine im wesentlichen Um den gesamten Umfang der eisten Zahnscheibe (6) geführte Ringraumausspärung (29) vorgesehen»

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Die Ringraumaussparung (29) begrenzt im montierten Zustand der beiden Zahnscheiben einen zwischen den Zahnscheiben vorgesehenen Ringraum (42) . Der Ringrauin (42) ermöglicht die ReIatiwersteilung der Halteteile (12, 13) und der Arretierteile (14, 15). Ebenfalls an der Innenseite (6') sind konzentrische Gleitflächen (44, 45) für die zweite Zahnscheibe (7) ausgebildet. In der Ringraumaussparung (29) ist ein Arretierteil (15) ausgebildet, das in radialer Richtung angeordnet ist. Im Bereich der Einführöffnung (18) ist die äußere Gleitfläche (44) in einem Kreissegment, unterbrochen, so daß eine Verbindung zwischen der Einführöffnung (18) und der Ausssparung (25) erreicht wird. Im Bereich des an der Innenseite (6') ausgebildeten Halteteiles (12) ist eine Kontrollöffnung (24) vorgesehen, die durch die Stirnseite der ersten Zahnscheibe (6) geführt ist. Hierdurch kann im montierten Zustand kontrolliert werden, ob ein Sprengring (11) eingesetzt ist. Die Höhe des Arretierteiles (15) ist so bemessen, daß im montierten Zustand ein Zusammenwirken mit dem Arretierteil (14) der zweiten Zahnscheibe (7) ermöglicht wird.

Am Achsstutzen (19) ist eine Rirrjnut (20) vorzusehen, in die im montierten Zustand Federn (21) der zweiten Zahnscheibe (7) eingreifen. Hierdurch wird die zweite Zahnscheibe (7) drehbeweglich an der ersten Zahnscheibe (6) gelagert. Indem der Achsstutzen (19) in drei elastischer Rastsegmente unterteilt ist, entfallen zusätzliche Sicherungsteile zur Befestigung der zweiten Zahnscheibe (7).

In Fig. 4 und 5 ist die zweite Zahnscheibe (7) im demontierten Zustand dargestellt. Die Draufsicht erfolgt auf die Oberseite der zweiten Zahnscheibe (7), so daß die funktionswesentlichen Teile im wesentlichen nur strichliniert dargestellt sind. Die zweite Zahnscheibe (7) besitzt einen Zahnkranz mit Zähnen (5), dessen Teilkreis (16) dem Teilkreis der ersten Zahnscheibe (6) entspricht * Die Zentralbohrung (27) besitzt e,inen inneridureh*' rtiesöer/ der dem AUßendUf chirtesser des Achsstützen (19) der

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ersteh Zahnscheibe (6) angepaßt ist. Im Bereich der Zentral- f bohrung (27) sind drei Federn (21) ausgebildet/ die im mön" tierteri Zustand in die Ringnut (2Ö) des ÄchsstUtzen (19) eingreifen. An der Innenseite (T) der zweiten Zahnscheibe (7) ist in gleicher Weise wie bei der ersten Zahnscheibe (6) ein Halteteil (13) und ein Arretierteil (14) vorgesehen. Die Anordnung der Teile (13 _f 14) erfolgt so, daß im montierten Zustand einerseits der Sprsngriny mit Verspannung aufgenommen und andererseits die Arretierteile aneinandergepreßt werden. Auch an der zweiten Zahnscheibe (7) ist eine Kontrollöffnung (24) für den montierten Sprengring (11) vorgesehen. Im Bereich der Einführöffnung (18) ist in radialer Richtung ein Steg (10) Vorgesehen, der eine sichere Einführung und Lage.fixierung des Sprengringes 1 (11) ermöglicht. I

In Fig. 6 ist ein Getriebe (30) dargestellt, das mit mehreren I

Doppelzahnrädern (36, 37) versehen ist. Ein derartiges Getriebe t

(30) kommt insbesondere bei Endschaltern für Steuerungen zum f

Einsatz. Solche Getriebe müssen besonders spielarm arbeiten. Im \

Gehäuse (33) des Getriebe (30) ist in Wälzlagern (34) eine An- I

■j triehsyeiie {31) gelagert, die mit einer in der Zeichnung nicht j

dargestellten Antriebseinheit verbunden ist. Die Abtriebswelle |

(32) , die parallel zur Antriebswelle (31) angeordnet ist, ist \

ebenfalls im Gehäuse (33) in Lagerbuchsen (39) gelagert. Durch |

die Verwendung von Doppelzahnrädern (36, 37), die in gleicher !

Weise wie das Doppelzahnrad (1) aufgebaut sind, wird erreicht, |

daß das Setriebe (30) ein sehr geringes ümkehrspiel besitzt. |

Insbesondere können auch Aehsabstandsfehler der beiden Weilen «

(31, 32), die bei der Montage aurtreten können, ausgeglichen werden.

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D-7000 Stuttgart 1 Hospitalstraße 8 Tel.(0711) 291133/292857

Anmelder:

Maschinenfabrik Stuttgart, den08.09.1988

Stromag GmbH G 8474

Hansastraße 120 Dr.W/pa

4750 Unna

S chutzan sprüche

1. Zahnrad, insbesondere für Endschaltergetriebe, bestehend aus mindestens zwei konzentrisch engeordneten Zahnscheiben, die in ihrer relativen Winkellage veränderlich aneinander gehalten und über mindestens ein Federelement miteinander verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Federelement e:.n in einer Aussparung (25) zwischen den Zahnscheiben (6, 7) angeordneter Sprengring (11) vorgesehen ist, der zwischen an den Zahnscheiben (6, 7) angeordneten Halteteilen (12, 13) verspannt ist.
2. Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Zahnkranzes (2) der Zahnscheiben (6, 7) eine mit der Aussparung (25) verbundene Einführöffnung (18) für den Sprengring (11) vorgesehen ist.
3. Zahnrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Zahnscheibe (6, 7) ein Steg (10) zur Führung und Lagefixierung des Sprengringes (11) vorgesehen ist, der in der Mitte der Aussparung (25) in Radialrichtung der Zahnscheibe (6, 7) angeordnet ist.
4. Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den gegenüberliegenden Innenseiten (6¹, 7¹) def Zahnscheiben (6, 7) miteinander¹ zusammenwirkende Arretierteile (14, 15) vorgesehen sind,

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5. Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zahnscheiben (6, 7) ein Ringraum {42) vorgesehen ist, der von den gegenüberliegenden Innenseiten (6', 7¹) der Zahnscheiben (6, 7) begrenzt wird, wobei im Ringraum (42) die Halteteile (12, 13) , der Steg (10) und die Arretierteile (14, 15) angeordnet sind und wobei die Einführöffnung (18) mit dem Ringraum (42) verbunden ist.
6. Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengring (11) in Radialrich-t-ung verstellbar angeordnet ist.
7. Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an einer ersten Zahnscheibe (6) ein konzentrisch angeordneter Achsstutzen (19) für die zweite Zahnscheibe (7) vorgesehen ist.
8. Zahnrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Achsstutzen (19) eine Ringnut (20) angeordnet ist, in die an der zweiten Zahnscheibe (7) vorgesehene Federn (21) ningreifen.
9. Zahnrad nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der zweiten Zahnscheibe (7) an dor ersten Zahnscheibe (6) mittels einer am Achsstutzen (19) vorgesehenen elastischen Verrastung erfolgt.
10. Zahnrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, da£ als elastische Verrastung am Achsstutzen (19) ausgebildete Rastsegniente (22) vorgesehen sind.
11. Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad als Doppelzahnrad (1) mit Zahnkränzen (2, 3) Verschiedener Größe ausgebildet ist.

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