WO2010139298A1 - Zahnrad - Google Patents

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WO2010139298A1
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recesses
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Inventor
Matthias Derse
Klaus Ehrler
Renald KÜMPEL
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Neumayer Tekfor Holding Gmbh
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    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/12—Toothed members; Worms with body or rim assembled out of detachable parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/17—Toothed wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/17—Toothed wheels
    • F16H55/171—Toothed belt pulleys

Definitions

  • the invention relates to a gear, with at least one hub, with at least one ring gear, with at least one connecting element which connects the hub and the ring gear with each other, and at least one coupling teeth. Furthermore, the invention relates to a transmission with such a gear. Such a gear is thus used for example as a gear wheel in a transmission, in particular a vehicle.
  • Such gear wheels are known for example from DE 101 15 355 A1. It is a hollow gear, which has an additional disc with the coupling teeth. Hollow gears are also known from DE 25 18 114, DE 196 23 773 A1, DE 101 15 351 A1 or US 4,131,032.
  • a connecting element between the hub and toothed ring made of discs is disclosed in DE 101 27 224 A1.
  • DE 299 23 513 U1 a disc is shown with a profiling.
  • a solid gear wheel is disclosed in EP 0 552 021 B1.
  • the invention has for its object to provide a gear, which has an increased weight reduction.
  • the coupling teeth is part of the connecting element.
  • the coupling teeth is integrated in the connecting element or the connecting element is designed such that it has the coupling teeth.
  • An embodiment provides that the coupling toothing is configured as depressions in the connecting element.
  • the connecting element thus has at least one recess which serves as a coupling toothing
  • An embodiment includes that the hub, the sprocket and the
  • Connecting element designed in such a way and are aligned with each other, that is located between the hub and the sprocket at least one cavity. Such a cavity causes a further reduction of the weight of the gear.
  • the connecting element has at least two discs. In one embodiment, exactly two discs are provided.
  • An embodiment includes that at least one of the at least two disks is connected to at least one end face of the sprocket. In one embodiment, both discs are connected at least one end face of the sprocket.
  • An embodiment provides that the two discs are arranged substantially parallel to each other.
  • An embodiment includes that the connecting element is designed substantially U-shaped.
  • the connecting element has in this embodiment in a section the shape of the capital letter U on.
  • An embodiment provides that the hub, the sprocket and the connecting element are integral.
  • An embodiment includes that the hub, the sprocket and the connecting element are individual components that are at least partially connected to each other, in particular welded or caulked or pressed or glued or soldered.
  • the connection techniques can also be combined appropriately.
  • the hub is a molded on a rapid press component, wherein substantially only the through hole of the hub, in particular inductively, is cured, and / or that the ring gear is a molded by a rolling component, and / or the connecting element is a stamped sheet-metal component.
  • an embodiment includes that the coupling teeth are formed as depressions in the connecting element, wherein the recesses have an elongated surface shape, and / or wherein the recesses taper conically in the depth, and / or wherein the surfaces of the recesses have rounded or pointed end portions, and / or wherein the sides of the surfaces of the recesses have a smooth course or, in particular tapered, bulge.
  • An embodiment provides that at least one bore extending through the cavity is provided. This at least one bore is located in an embodiment in the connecting element.
  • An embodiment includes that on the connecting element a plurality of holes through to the cavity are provided, which are distributed in particular around a circumference.
  • the holes are arranged, for example, symmetrically distributed over a disc of the connecting element along a circle around the center axis of the gear.
  • the invention solves the problem by a transmission for a vehicle, which has at least one gear according to one of the preceding embodiments.
  • the gear according to the invention thus serves in the transmission, for example as a gear wheel.
  • Fig. 1 a truncated representation of a gear wheel according to the invention
  • Fig. 1 an inventive gear is shown, which is used for example as a gear wheel in a transmission of a vehicle use.
  • the ring gear 2 has an external toothing, which is a helical toothing in this example.
  • the hub 1 which serves, for example, to mount the gear on a - not shown here - wave.
  • the hub 1 has a continuous inner bore.
  • the connecting element 3 is arranged, which serves for the connection of ring gear 2 and hub 1 and thus also the transmission of the torque between the two.
  • the connecting element 3 consists of two discs 6, which are arranged substantially parallel to each other and in particular connected to the two end faces 7 of the ring gear 2, for example, are welded. To improve the contact, is on the front sides 7 each provided a paragraph on which the two discs 6 rest.
  • the two disks 6 form a cavity 5.
  • the coupling toothing 4 is a component of the connecting element 3 or, in the embodiment shown here, one of the two disks 6.
  • the disc 6, in which the coupling teeth 4 is introduced has in this embodiment, the cavity 5 through holes 8.
  • these holes 8 are on the other disc or in a further embodiment, both discs carry 6 through holes.
  • the holes 8 are filed symmetrically over a circumference. They serve, for example, that when using a gear wheel in the transmission of a vehicle oil, which penetrates through the coupling teeth 4, can flow out of the cavity 5 addition.
  • the connecting element 3 only the coupling teeth 4, i. in particular not additionally the through holes 8.
  • Fig. 2 shows an enlarged view of the coupling teeth 4, which is designed here as depressions in the disc 6.
  • the recesses are arranged concentrically about the longitudinal axis of the hub 1 and have elongated surfaces whose long axis is directed radially outward.
  • the surfaces have a round course of the edges.
  • the surfaces are rhombic or pointed
  • the recesses taper inwardly towards the depth, i. in the direction of the cavity 5.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gangrad, mit mindestens einer Nabe, mit mindestens einem Zahnkranz, mit mindestens einem Verbindungselement, welches die Nabe und den Zahnkranz miteinander verbindet, und mit mindestens einer Kupplungsverzahnung. Die Erfindung beinhaltet, dass die Kupplungsverzahnung Bestandteil des Verbindungselements ist.

Description

Zahnrad
Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnrad, mit mindestens einer Nabe, mit mindestens einem Zahnkranz, mit mindestens einem Verbindungselement, welches die Nabe und den Zahnkranz miteinander verbindet, und mit mindestens einer Kupplungsverzahnung. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Getriebe mit einem solchen Zahnrad. Ein solches Zahnrad wird somit beispielsweise als Gangrad in einem Getriebe insbesondere eines Fahrzeugs verwendet.
Bekannt sind solche Gangräder beispielsweise aus der DE 101 15 355 A1. Dabei handelt es sich um ein hohles Zahnrad, welches eine zusätzliche Scheibe mit der Kupplungsverzahnung aufweist. Hohle Zahnräder sind ebenfalls bekannt aus DE 25 18 114, DE 196 23 773 A1, DE 101 15 351 A1 oder US 4,131 ,032. Ein Verbindungselement zwischen Nabe und Zahnkranz aus Scheiben offenbart die DE 101 27 224 A1. In dem Gebrauchsmuster DE 299 23 513 U1 ist eine Scheibe mit einer Profilierung gezeigt. Ein massives Gangrad ist offenbart in der EP 0 552 021 B1.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gangrad vorzuschlagen, welches eine erhöhte Gewichtsreduktion aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kupplungsverzahnung Bestandteil des Verbindungselements ist. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist somit kein zusätzliches Bauteil erforderlich, sondern die Kupplungsverzahnung ist im Verbindungselement integriert bzw. das Verbindungselement ist derartig ausgestaltet, dass es die Kupplungsverzahnung aufweist. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Kupplungsverzahnung als Vertiefungen in dem Verbindungselement ausgestaltet ist. Das Verbindungselement weist somit mindestens eine Vertiefung auf, welche als Kupplungsverzahnung dient
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Nabe, der Zahnkranz und das
Verbindungselement derartig ausgestaltet und miteinander abgeglichen sind, dass sich zwischen der Nabe und dem Zahnkranz mindestens ein Hohlraum befindet. Ein solcher Hohlraum bewirkt eine weitere Reduktion des Gewichts des Zahnrades.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Verbindungselement mindestens zwei Scheiben aufweist. In einer Ausgestaltung sind genau zwei Scheiben vorgesehen.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens eine der mindestens zwei Scheiben mindestens mit einer Stirnseite des Zahnkranzes verbunden ist. In einer Ausgestaltung sind beide Scheiben mindestens mit jeweils einer Stirnseite des Zahnkranzes verbunden.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die zwei Scheiben im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass das Verbindungselement im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet ist. Das Verbindungselement weist in dieser Ausgestaltung in einem Schnitt die Form des Großbuchstabens U auf.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Nabe, der Zahnkranz und das Verbindungselement einstückig sind. Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Nabe, der Zahnkranz und das Verbindungselement einzelne Bauteile sind, die zumindest teilweise miteinander verbunden, insbesondere verschweißt oder verstemmt oder eingepresst oder eingeklebt oder verlötet sind. Die Verbindungstechniken können dabei auch passend kombiniert werden.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Nabe ein auf einer Schnellpresse geformtes Bauteil ist, wobei im Wesentlichen nur die durchgehende Bohrung der Nabe, insbesondere induktiv, gehärtet ist, und/oder dass der Zahnkranz ein durch ein Walzverfahren geformtes Bauteil ist, und/oder wobei das Verbindungselement ein gestanztes Blech-Bauteil ist.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Kupplungsverzahnung als Vertiefungen in dem Verbindungselement ausgestaltet ist, wobei die Vertiefungen eine längliche Flächenform aufweisen, und/oder wobei die Vertiefungen konisch in die Tiefe zulaufen, und/oder wobei die Flächen der Vertiefungen abgerundete oder spitze Endbereiche aufweisen, und/oder wobei die Seiten der Flächen der Vertiefungen eine glatten Verlauf oder eine, insbesondere spitz zulaufende, Ausbuchtung aufweisen.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine zum Hohlraum durchgehende Bohrung vorgesehen ist. Diese mindestens eine Bohrung befindet sich in einer Ausgestaltung im Verbindungselement.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass auf dem Verbindungselement mehrere zum Hohlraum durchgehende Bohrungen vorgesehen sind, welche insbesondere um einen Umfang verteilt sind. Die Bohrungen sind beispielsweise symmetrisch über eine Scheibe des Verbindungselements längs eines Kreises um die Mittenachse des Zahnrades verteilt angeordnet. Weiterhin löst die Erfindung die Aufgabe durch ein Getriebe für ein Fahrzeug, welches über mindestens ein Zahnrad nach einem der vorhergehenden Ausgestaltungen verfügt. Das erfindungsgemäße Zahnrad dient somit im Getriebe beispielsweise als Gangrad.
Die Erfindung wird anhand einiger in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 : eine angeschnittene Darstellung eines erfindungsgemäßen Gangrades, und
Fig. 2: einen vergrößerten Ausschnitt des Gangrades der Fig. 1.
In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Zahnrad dargestellt, welches beispielsweise als Gangrad in einem Getriebe eines Fahrzeugs Verwendung findet.
Der Zahnkranz 2 weist eine Außenverzahnung auf, wobei es sich in diesem Beispiel um eine Schrägverzahnung handelt. Im Zentrum des Zahnkranzes 2 befindet sich die Nabe 1 , welche beispielsweise dazu dient, das Gangrad auf einer - hier nicht dargestellten - Welle zu montieren. Hierfür weist die Nabe 1 eine durchgehende Innenbohrung auf. Zwischen der Nabe 1 und dem Zahnkranz 2 ist das Verbindungselement 3 angeordnet, welches der Verbindung von Zahnkranz 2 und Nabe 1 und damit auch der Übertragung des Drehmoments zwischen beiden dient. Das Verbindungselement 3 besteht aus zwei Scheiben 6, welche im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und insbesondere mit den beiden Stirnseiten 7 des Zahnkranzes 2 verbunden, beispielsweise verschweißt sind. Um die Kontaktierung zu verbessern, ist an den Stirnseiten 7 jeweils ein Absatz vorgesehen, auf welchem die beiden Scheiben 6 ruhen. Die beiden Scheiben 6 bilden einen Hohlraum 5.
Die Kupplungsverzahnung 4 ist erfindungsgemäß ein Bestandteil des Verbindungselements 3 bzw. in der hier dargestellten Ausgestaltung einer der beiden Scheiben 6.
Die Scheibe 6, in welcher die Kupplungsverzahnung 4 eingebracht ist, weist in dieser Ausgestaltung auch zum Hohlraum 5 durchgehende Bohrungen 8 auf. In einer alternativen Ausgestaltung befinden sich diese Bohrungen 8 auf der anderen Scheibe bzw. in einer weiteren Ausgestaltung tragen beide Scheiben 6 durchgehende Bohrungen. Die Bohrungen 8 sind dabei symmetrisch über einen Umfang verfeilt. Sie dienen beispielweise dazu, dass bei der Anwendung eines Gangrades in dem Getriebe eines Fahrzeugs Öl, welches durch die Kupplungsverzahnung 4 eindringt, wieder aus dem Hohlraum 5 hinaus fließen kann. In einer weiteren Ausgestaltung weist das Verbindungselement 3 nur die Kupplungsverzahnung 4, d.h. insbesondere nicht zusätzlich die durchgehenden Bohrungen 8 auf.
Die Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Blick auf die Kupplungsverzahnung 4, welche hier als Vertiefungen in der Scheibe 6 ausgestaltet ist. Die Vertiefungen sind konzentrisch um die Längsachse der Nabe 1 angeordnet und weisen längliche Flächen auf, deren lange Achse radial nach außen gerichtet ist. Die Flächen weisen einen runden Verlauf der Ränder auf. In einer alternativen Ausgestaltung sind die Flächen rhombisch oder weisen spitze
Ecken auf. In die Tiefe laufen die Aussparungen konisch nach innen zu, d.h. in Richtung des Hohlraums 5.

Claims

Patentansprüche
1. Zahnrad, mit mindestens einer Nabe, mit mindestens einem Zahnkranz, mit mindestens einem Verbindungselement, welches die Nabe und den Zahnkranz miteinander verbindet, und mit mindestens einer Kupplungsverzahnung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsverzahnung Bestandteil des Verbindungselements ist.
2. Zahnrad nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsverzahnung als Vertiefungen in dem Verbindungselement ausgestaltet ist.
3. Zahnrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe, der Zahnkranz und das Verbindungselement derartig ausgestaltet und miteinander abgeglichen sind, dass sich zwischen der Nabe und dem Zahnkranz mindestens ein Hohlraum befindet.
4. Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement mindestens zwei Scheiben aufweist.
5. Zahnrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der mindestens zwei Scheiben mindestens mit einer Stirnseite des Zahnkranzes verbunden ist.
6. Zahnrad nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Scheiben im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
7. Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet ist.
8. Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe, der Zahnkranz und das Verbindungselement einstückig sind.
9. Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe, der Zahnkranz und das Verbindungselement einzelne Bauteile sind, die zumindest teilweise miteinander verbunden, insbesondere verschweißt oder verstemmt oder eingepresst oder eingeklebt oder verlötet sind.
10. Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe ein auf einer Schnellpresse geformtes Bauteil ist, wobei im
Wesentlichen nur die durchgehende Bohrung der Nabe, insbesondere induktiv, gehärtet ist, und/oder dass der Zahnkranz ein durch ein Walzverfahren geformtes Bauteil ist, und/oder wobei das Verbindungselement ein gestanztes Blech-Bauteil ist.
11. Zahnrad nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsverzahnung als Vertiefungen in dem Verbindungselement ausgestaltet ist, wobei die Vertiefungen eine längliche Flächenform aufweisen, und/oder wobei die Vertiefungen konisch in die Tiefe zulaufen, und/oder wobei die Flächen der Vertiefungen abgerundete oder spitze Endbereiche aufweisen, und/oder wobei die Seiten der Flächen der Vertiefungen eine glatten Verlauf oder eine, insbesondere spitz zulaufende, Ausbuchtung aufweisen.
12. Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zum Hohlraum durchgehende Bohrung vorgesehen ist.
13. Zahnrad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Verbindungselement mehrere zum Hohlraum durchgehende Bohrungen vorgesehen sind, welche insbesondere um einen Umfang verteilt sind.
14. Getriebe für ein Fahrzeug, welches über mindestens ein Zahnrad nach einem der Ansprüche 1 bis 13 verfügt.
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