DE29923513U1

DE29923513U1 - Zahnrad

Info

Publication number: DE29923513U1
Application number: DE29923513U
Authority: DE
Original assignee: H B Seissenschmidt AG
Current assignee: H B Seissenschmidt AG
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2009-09-17

Description

Schröter & HaverkaiVip·' '""··" '· 'Patentanwälte

European Patent and Trademark Attorneys

H. B. SEISSENSCHMIDT AG

Daimlerstraße 11
D-58840 Plettenberg
Deutschland

Zahnrad

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad, bestehend aus einem äußeren Zahnkranz, einer Nabe und einer Zahnkranz und Nabe verbindenden profilierten Scheibe.

Insbesondere im Motoren- und Getriebebau für Kraftfahrzeuge werden zur Kraft- und Momentenübertragung schräg- oder geradverzahnte Zahnräder eingesetzt, die zur Gewichts- und Geräuschminimierung steifigkeitsoptimierte Konstruktionen erfordern. Grundsätzlich haben diese Zahnräder die Aufgabe, eine Übertragung des Drehmomentes von einer Antriebswelle auf die Zahnflanken zu erreichen, wobei auf der Antriebswelle die Nabe formschlüssig aufgesetzt ist und zur Übertragung der Momente von der Nabe auf den Zahnkranz eine den äußeren Zahnkranz und die Nabe verbindende Scheibe vorgesehen ist, die nach dem Stand der Technik bereits vielfältig profiliert sein kann und mitunter mit Durchbrechungen versehen ist.

Bekannte Zahnräder auf dem genannten Einsatzgebiet zeigen nur begrenzte Möglichkeiten einer Gewichtsreduzierung, die auch durch die erforderliche Steifigkeit der Scheibe begrenzt ist. Vergütungen der Zahnräder führen in der Regel zu einem Verzug bzw. zu einer großen mechanischen Nachbearbeitung zur Beseitigung des Vergüteverzuges.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den scheibenartigen Verbindungsbereich zwischen äußerem Zahnkranz und innerer Nabe eines Zahnrades hinsichtlich seiner Steifigkeits- und Gewichtsanforderungen zu optimieren.

Gelöst wird die Erfindungsaufgabe mit einem Zahnrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Durch eine solche Profilierung der Wellen-/ Nabenverbindungen, also der Verbindung zwischen einem äußeren Zahnkranz und der inneren Nabe des Zahnrades, wird eine modularisierte Grundform erreicht, durch die sich die radiale und achsiale Steifigkeit des Scheibenbereiches in optimaler Weise entsprechend den Anforderungen bezüglich der Kräfteübertragungen gezielt einstellen läßt. Dadurch sind auch deutliche Gewichtsreduzierungen möglich, ebenso wie eine Reduzierung des Härteverzuges durch entsprechend angepaßte Wellenprofile. Bevorzugt wird eine solche Scheibe bzw. das Zahnrad insgesamt in einem Schmiedeverfahren herzustellen sein. Untersuchungen haben gezeigt, daß sich das Verhältnis Steghöhe / Zahnhöhe eines erfindungsgemäßen Zahnrades kleiner 1,5 darstellen läßt bei sonst gleichen Eigenschaften. Bei gegebener Außengeometrie des Zahnrades und des übertragbaren Lastkollektives durch erfindungsgemäße Variationen von Amplitude, Frequenz und Stanzform wird vorzugsweise ein &ldquor;Wellenprofil" für die Verbindung zwischen Nabe und Zahnkranz mit einer maximalen Steifigkeit des Zahnrades mit der Folge einem minimalen Gewicht und einem geringeren Härteverzug erreicht.

Aufgrund eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine Vorderansicht eines Zahnrades,

Fig. 2: ein Schnitt nach der Linie l-l in Fig. 1

Fig. 3 u. 4: in Umfangsrichtung abgewickelte Schnittdarstellungen durch den äußeren und den inneren Bereich der Zahnkranz und Nabe verbindenden Scheibe.

In den Abbildungen sind Zylinderkoordinaten angegeben, wobei R die radiale Richtung, U die Umfangsrichtung und Z die Achsrichtung angibt. Das

abgebildete Zahnrad besteht aus dem äußeren Zahnkranz 1 der inneren Nabe 3 und Zahnkranz und Nabe verbindender profilierter Vollscheibe 2. Diese Scheibe 2 ist in Form einer stetigen periodischen Kreisfunktion beidseitig in Umfangsrichtung profiliert. Dabei sind die beiden Seiten dieser Scheibe 2 in Form der gleichen Funktion parallel zueinander profiliert. Dadurch ergibt sich eine gleichbleibende Wandstärke S, zumindest entlang einer Schnittlinie in Umfangsrichtung U.

Entsprechend der Steifigkeitsanforderungen an die Scheibe 2 können die &iacgr;&ogr; Amplituden A1 und A2 der Funktion variabel gestaltet sein. Möglich ist auch zusätzlich die Krümmung der Scheibe in radialer Richtung R ein- oder beidseitig, vorzugsweise in stetiger Form.

Aus Gründen einer Gewichtsreduzierung kann die Scheibe 2 in vorzugsweise gleichmäßige Verteilung über den Umfang U durchbrochen sein.

Claims

1. Zahnrad, bestehend aus einem äußeren Zahnkranz (1), einer Nabe (3) und einer Zahnkranz und Nabe verbindenden profilierten Scheibe (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (2) in Umfangsrichtung (U) zumindest einseitig in Form einer periodischen Funktion profiliert ist.

2. Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seiten der Scheibe (2) in Form der gleichen Funktion parallel zueinander profiliert sind.

3. Zahnrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplituden (A₁, A₂) der periodischen Funktionen variabel sind.

4. Zahnrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke (S) der Scheibe (2) in radialer Richtung (R) variabel ist.

5. Zahnrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (2) in radialer Richtung (R) ein- oder beidseitig stetig gekrümmt ist.

6. Zahnrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (2) in gleichmäßiger Verteilung über den Umfang (U) durchbrochen ist.

7. Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Funktion eine Kreisfunktion ist.