SE0950625A1 - Kugghjul - Google Patents

Description

15 20 25 30 Sammanfattning av uppfinningen Föreliggande uppfinning har till syfte att tillhandahålla ett kugghjul som tillgodoser ovan beskrivna behov.

Syftet uppnås genom ett kugghjul enligt det självständiga patentkravet vilket innefattar ett nav, en cirkulär kuggring samt åtminstone en mellanvägg vilken sammanbinder kuggringen och navet. Kuggringen och navet är två separata delar vilka tillverkas separat för att slutligen sammanfogas med ett, eller flera, fästförband till ett kugghjul.

Kugghjulet kännetecknas av att navets axiella ändar slutar vid, eller innanför de plan som definieras av kuggringens axiella ändar transversellt i förhållande till den längsgående axeln kugghjulet är avsett att anordnas runt.

Med den ovan beskrivna uppbyggnaden av kugghjulet kan navet och kuggringen tillverkas och bearbetas separat innan de sammanfogas vilket gör det möjligt att erhålla ett nav med kuggar som inte har längre axiell utbredning än kuggringen vilket har en mycket positiv inverkan på den totala längden för till exempel en växellåda som innefattar ett antal kugghjul anordnade sida vid sida i växellådan.

Kugghjulet enligt uppfinningen erhåller genom att samtliga ytor av de ingående delarna kan bearbetas till högre precision en bättre prestanda jämfört med ett konventionellt kugghjul. Kugghjulet kommer tack vare den högre precisionen att vara bättre balanserade och därigenom alstra färre vibrationer, vilket på längre sikt reducerar risken för haverier.

Kugghjulets mellanvägg är antingen en integrerad del tillsammans med någon av navet eller kuggringen, alternativt en separat del. 10 15 20 25 30 3 Kugghjulet enligt uppfinningen möjliggör även val av olika material till de olika delarna i kugghjulet vilket kan ha positiv inverkan på såväl kugghjulets prestanda som material och bearbetningskostnad.

Kugghjulet enligt uppfinningen möjliggör även att kvaliteten på de olika delarna kan höjas då åtkomligheten för bearbetning av delarna ökar markant då de kan färdigställas innan de sammanfogas.

Ytterligare en fördel med kugghjulet enligt uppfinningen är att det kan utformas på ett mer fördelaktigt sätt genom att de olika delarna tillverkas separat innan de sätts samman. Den mer optimerade formen möjliggör ytterligare reducering av tjocklek och materialåtgång i vissa delar av kugghjulet. Den mer optimerade utformningen av kugghjulet kan dessutom bestå av att idag existerande öppningar och hål som krävs för tillverkning med existerande metoder kan elimineras vilket kan ge positiva effekter för hållfasthet etc.

Kugghjulet enligt uppfinningen gör det även möjligt att placera mellanväggen separerad från kugghjulets centrumlinje vilket kan vara aktuellt om belastningarna på kugghjulet av någon anledning är större på dess ena sida än dess andra.

I en utföringsform av kugghjulet enligt uppfinningen är kuggringen, mellanvägg och/ eller nav tillverkade av olika material vilket gör det möjligt att optimera de olika delarna oberoende av varandra.

I en utföringsform av kugghjulet enligt uppfinningen är kuggringen och navet är sammanfogade via två mellanväggar vilka sträcker sig i huvudsakligen radiell riktning från navet till kuggringen. Denna utföringsform kan till exempel vara mycket fördelaktig om belastningen på kugghjulet är stor, eller om ett utrymme mellan de två väggarna är användbart för ett eventuellt kyl eller smörjmedium. 10 15 20 25 30 I en utföringsform av kugghjulet enligt uppfinningen utgörs fästförbandet av en pressinfästning. Mellanväggens längd är då något längre än avståndet mellan navet och kuggringens insida så att den erforderliga kraften för att hålla de olika delarna fixerade relativt varandra genereras då nav och mellanvägg pressas in i utrymmet i kuggringens centrum.

I en utföringsform av kugghjulet enligt uppfinningen utgörs fästförbandet av ett svetsförband. Svetsförbandet kan antigen vara av konventionell typ där material tillförs svetsfogen alternativt ett svetsförband genererat genom friktionssvetsning där materialen i kontaktytorna mellan de angränsande delarna plasticerar så att de därigenom sammanfogas.

I en utföringsform av kugghjulet enligt uppfinningen utgörs fästförbandet av ett limförband eller ett skruvförband. Även kombinationer av dessa olika typer av fästförband är tänkbara för att öka tillförlitligheten i fästförbandet, alternativt om de material som delarna är tillverkade ställer särskilda krav på fästförbandet.

I en utföringsform av kugghjulet enligt uppfinningen har kuggringens insida en eller flera utskjutande klackar mot vilka mellanväggen kan stödja. Denna utformning av kuggringens inre sida underlättar tillverkningen av kugghjulet då mellanväggen kan tillåtas vila mot denna klack till dess att delarna fästs samman permanent.

I en utföringsform av kugghjulet enligt uppfinningen är mellanväggen försedd med ett eller flera urtag för att reducera kugghjulets vikt samt materialåtgång. Detta kan leda till avsevärda besparingar om urtagen placeras i de områden av mellanväggen där belastningarna är små. 10 15 20 25 30 Uppfinningen avser även en växellåda innefattande åtminstone två kugghjul enligt något av patentkraven 1 till 9.

Kort figurbeskrivning Uppfinningen förklaras mer i detalj nedan med hänvisningar till ritningsfigurerna. I figurerna visas ett halvt tvärsnitt av ett kugghjul, det vill såga ett tvärsnitt från kugghjulets centrum och ut till dess kuggbana. Figur 1 visar en första utföringsform av ett kugghjul enligt uppfinningen och figur 2 en andra utföringsform av ett kugghjul enligt uppfinningen.

Utförlig beskrivning av uppfinningen I figur 1 visas ett kugghjul 10 innefattande en cirkulär kuggring 11 runt vars yttre periferi kuggbanor 12 är placerade. Kuggarna på denna kuggbana 12 kan antingen vara raka eller snedställda och dimensioneras utifrån de förväntade laster som kugghjulet 10 är avsett att överföra. Kuggringens 11, och därigenom även kuggbanans 12, axiella längd (bredd) väljs utifrån de laster som skall överföras av kugghjulet 10. Kugghjulet 10 innefattar även en mellanvägg 14 vilken sträcker sig huvudsakligen radiellt utåt från ett nav 15 placerat i kugghjulets centrum. I denna utföringsform av kugghjulet är mellanväggen 14 en integrerad del av navet, men mellanväggen kan även utgöras av en helt separat del avsedd att fästas till kuggring och nav i ett av tillverkningsstegen. Mellanväggen 14 sammanbinder kuggring 11 och nav 15.

I syfte att underlägga tillverkningen av kugghjulet 10 kan kuggringens insida vara försedd med en stödklack 13 mot vilken mellanväggen 14 kan stödja till dess att ett permanent fästförband 17, i detta fall ett svetsförband, som fixerar de olika delarna till varandra är på plats i övergången mellan kuggringen 1 1 och mellanväggen 14. Klacken 13 är 10 15 20 25 30 6 vanligtvis placerad så att mellanväggen 14 placeras i centrum av kugghjulet 10 för att undvika snedbelastningar i kugghjulet vilka kan ge upphov till vinkelfel mellan olika komponenter. Kugghjulet kan även innefatta två, eller flera, mellanväggar som då företrädesvis placeras symmetriskt i kugghjulet. Stödklackar används då med fördel till vardera mellanvägg.

Navet 15 har en huvudsakligen cirkulärcylindrisk form med ett centralt cirkulärt genomgående hål 18 för en ej visad axel. Navets 15 axiella längd är mindre, eller lika med kuggringens 11 bredd. Navets ena axiella ände är försedd med kopplingskuggar 16 för att rotationskoppla kugghjulet 10 till angränsande kugghjul vilket är försett med korresponderande kopplingskuggar. Om kugghjulet skall rotationskopplas till angränsande kugghjul på båda sidor är navets båda ändar försedda med kuggar. Kopplingskuggarna 16 är riktade antingen i radiell riktning från navets 15, alternativt i axiell riktning från navets ändytor. Kopplingskuggarna 16 sträcker sig dock aldrig längre i aXiell riktning än kuggringen 1 1 för att minimera det ej önskvärda utrymme som bildas mellan angränsande kuggringar om navets 15 längd är större än kuggringens.

I figur 2 visas en andra utföringsform av ett kugghjul 20 enligt uppfinningen. Detta kugghjul 20 innefattar motsvarande delar som det ovan beskrivna, det vill säga kuggring 21 med kuggbanor 22, mellanvägg 24 samt ett nav 25 med kopplingskuggar 26 anordnade i anslutning till navets 25 ena ände, och ett huvudsakligen cirkulärt placerat hål 28 för den axel kugghjulet 20 är avsett att anordnas runt.

Kuggringens 21 insida är däremot huvudsakligen rak, utan stödklack, och mellanväggen 24 och kuggringen 21 sammanfogas med hjälp av svetsförband 27 i anslutning till övergången mellan mellanvägg 24 och kuggringens 21 insida på vardera sidan av mellanväggen 24. 10 15 7 Olika alternativa fästförband mellan delarna har beskrivits ovan. Dessa kan med fördel användas i kombination med varandra för ökad säkerhet i infästningarna. Om skruvförband används är kuggringens insida och/ eller navets utsida lämpligen försedda med en radiellt riktad fläns mot vilken mellanväggen vilar. Skruvarna dras i axiell riktning genom flänsen och mellanväggen för att på ett stadigt sätt fästa samman de olika delarna.

Uppfinningen har beskrivits utifrån en utföringsform av kugghjulet.

Flera modifieringar är dock tänkbara så som till exempel de olika delarnas dimensioner och detaljutformning. Vidare kan kugghjulets mellanvägg förskjutas frän kugghjulets centralplan i syfte att ytterligare optimera kugghjulet efter rådande lastförhållanden. Även om uppfinningen beskrivits utifrån några exemplifierande utföringsformer är uppfinningen inte begränsad till dessa utan definieras utifrån de medföljande patentkraven.

Claims (10)

10 15 20 25 30 PATENTKRAV

1. Kugghjul (10; 20) innefattande: ett nav (15; 25) med en första respektive andra aXiell ände och avsett att anordnas runt en rotationsaxel, varvid åtminstone en av den första respektive andra aXiella änden av navet har integrerade kopplingsdon (16; 26) avsedda att rotationslåsa kugghjulet (10; 20) i förhållande till angränsande kugghjuls kugghjulsnav; en cirkulär kuggring (1 1; 21) med en första respektive andra axiella ände och vars yttre periferi är försedd med en kuggbana (12; 22); och åtminstone en mellanvägg (14; 24) vilken sammanbinder kuggringen (1 1; 2 1) och navet (15; 25) på sådant sätt att navet (15; 25) fixeras huvudsakligen i centrum av kuggringen (11; 21); varvid kuggringen (11; 21) och navet (15, 25) är två separata delar vilka sammanfogas med ett fästförband (17; 27) till ett kugghjul (10; 20) och kännetecknas av att navets (15; 25) axiella ändar slutar vid, eller innanför de plan som definieras av kuggringens (1 1; 21) axiella ändar transversellt i förhållande till den längsgående axeln kugghjulet är avsett att anordnas runt.

2. Kugghjul (10; 20) enligt krav 1, kännetecknat av att kuggringen (1 1; 21), mellanvägg (14; 24) och/eller nav (15; 25) är tillverkade av olika material.

3. Kugghjul enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av kuggringen och navet är sammanfogade via två mellanväggar vilka sträcker sig i huvudsakligen radiell riktning från navet till kuggringen.

4. Kugghjul enligt något av krav 1 till 3, kännetecknat av att fästförbandet utgörs av en pressinfästning. 10 15 9

5. Kugghjul (10; 20) enligt något av krav 1 till 3, kännetecknat av att fåstförbandet (17; 27) utgörs av ett svetsförband.

6. Kugghjul enligt något av krav 1 till 3, kännetecknat av att fåstförbandet utgörs av ett limförband.

7. Kugghjul enligt något av krav 1 till 3, kännetecknat av att fåstförbandet utgörs av ett skruvförband.

8. Kugghjul (10) enligt något av föregående krav, kännetecknat av att kuggringens (1 1) insida har en eller flera utskjutande klackar (13) mot vilka mellanvåggen (14) kan stödja.

9. Kugghjul enligt något av föregående krav, kännetecknat av att mellanvåggen år försedd med ett eller flera urtag för att reducera kugghjulets vikt samt materialåtgång.

10. Växellåda innefattande åtminstone två kugghjul (10; 20) enligt något av patentkraven 1 till 9.