DE3345571A1

DE3345571A1 - Mehrstueckiges zahnrad

Info

Publication number: DE3345571A1
Application number: DE19833345571
Authority: DE
Inventors: Dietmar Ing.(grad.) 8501 Pavelsbach Henkel
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1983-12-16
Filing date: 1983-12-16
Publication date: 1985-06-27

Description

Mehrstückiges Zahnrad
Die Erfindung bezieht sich auf ein mehrstückiges Zahnrad, insbesondere Stirnzahnrad, mit einem Zahnkranz mit einer Nabe mit einem Flansch, der an seinem radial äußeren Bereich eine konische Fläche aufweist, und mit einem Elastomerteil, daS am ringscheibenförmigen Nabenflansch anliegt.
Bei dem bekannten Zahnrad der eingangs genannten Art, wird eine elastische Koppelung zwischen Zahnkranz und Nabe durch eine T-förmige Elastomerscheibe geschaffen, die mit den angrenzenden Teilen durch einen Preßsitz oder durch Vulkanisieren verbunden ist. - Nachteilig bei dieser bekannten Lösung erscheint insbesondere der relativ hohe Fertigungsaufwand. (DE-PS 955 467).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mehrstückiges Zahnrad der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Fertigungsaufwand möglichst gering ist, dessen radiale Nachgiebigkeit und Drehmoment-Übertragungsfähigkeit jedoch relativ groß sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zahnkranz zwei nach innen gerichtete Flansche aufweist, die den Nabenflansch mit Abstand übergreifen, daß der eine Flansch im Anschluß an seine ringscheibenförmige Fläche eine konische, der konischen Fläche am Nabenflansch entsprechende, Fläche aufweist, wobei die beiden konischen Flächen im zusammengebauten Zustand voneinander beabstandet sind, daß der andere Flansch ein getrenntes, an einer stirnseitigen Ausnehmung des Zahnrades anliegendes Bauteil ist, daß in den drei Zwischenräumen zwischen Zahnkranz und Nabenflansch Elstomere angeordnet sind, und daß die einzelnen Zahnradteile durch außerhalb des Nabenflansches und der Elastomere angeordnete, vorgespannte Niete miteinander verbunden sind. - Beim erfidnungsgemäßen Zahnrad wird das Drehmoment ausschließlich kraftschlüssig übertragen, wobei das aufwendige Vulkanisieren vermieden ist. Die das Drehmoment übertragenden Flächen, die frei von Durchbrechungen für Befestigungsmittel sind können den jeweiligen Erfordernissen entsprechend relativ groß gewählt werden. Die Radialkräfte werden vorwiegend durch den Aufbau von Druckspannungen im abgewinkelten Teil, der zudem für eine radiale Selbstzentrierung sorgt, der Elastomerglieder aufgenommen, was eine hohe Steifigkeit für radiale (lastbedingte) Verschiebung ergibt. - Schließlich bewirken die Elastomerscheiben, da sie eine wirksame Körperschallsperre darstellen, auch einerseits eine Lärmverminderung, und sorgen andererseits für einen sanfteren Flankenstoß, weil infolge verminderter Relativgeschwindigkeit derkämmenden Zahnkränze weniger kinetische Energie, die vorwiegend in elastische Formänderungsarbeit der Elastomer-Zwischenscheiben umgewandelt wird frei wird In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt, wobei die einzige Figur einen Längsmittelschnitt durch die obere Hälfte eines Stirnzahnrades zeigt.
Das Zahnrad umfaßt einen Nabenteil 1, einen Zahnkranz 2, gummielastische Glieder 10a, 1Ob, 10c, sogenannte Elastomere, zum Erzielen einer elastischen Umfangsnachgiebigkeit zwischen Nabenteil und Zahnkranz, sowie vorgespannte Niete 3, die dem Zusammenbau und dem axialen Verspannen dienen.
Der Zahnkranz 2 besitzt zwei, zu beiden Seiten des Naben-.
teils 1 herabgezogene Seitenwandungen 4a, 4b, wobei die eine Seitenwand (4a) als besonderer, getrennter Teil ausgeführt und mit Hilfe der Niete 3 mit den Zahnkranz verbunden ist Die Seitenwand 4a ist als lösbare Deckscheibe kreisringförmig ausgebildet und ist in einer stirnseitigen Ausnehmung 5 des Zahnrades angeordnet. Die Seitenwandung 4b bildet mit dem die Verzahnung aufweisenden Teil des Zahnkranzes 2 ein einstückiges Bauteil und weist auf ihrer Innensiete, d. h. der der Stirnwand 4a zugewandten Seite, eine kreisringförmige, senkrecht zur Zahnradachse 6 verlaufende, durchgehende Fläche 12 auf, deren radiale Erstreckung relativ groß ist, sowie eine konische Fläche 13 auf,die den Übergang zur zylindrischen Innenfläche 14 des Zahnkranzes 2 darstellt.
Der Nabenteil 1 besitzt an seiner einen Seite einen flanschartigen, vollwandigen Fortsatz 7, der sich zwischen den Seitenwandungen 4a, 4b in Richtung auf den Zahnkranz 2 erstreckt. Der Fortsatz 7 weist parallele, senkrecht zur Zahnradachse 6 verlaufende, durchgehende Seitenflächen 8 sowie, im radial äußeren Bereich, eine konische Fläche 9 auf, deren Konizität der konischen Fläche 13 am Zahnkranz 2 entspricht. Zwischen den Seitenflächen 8 des Fortsatzes 7 und den Ennenflächender Seitenwandungen 4a, 4b befindet sich je ein Spalt, in oem je eine vollwandige Elastomerscheibe 10a, 10b angeordnet ist, die den Überdeckungsbereich zwischen dem Fortsatz 7 und der zugeordneten Seitenwandung 4a bzw. 4b voll ausfüllt, was, zusammen mit der relativ großen, radialen Erstreckung, eine relativ große Haftfläche zwichen Zahnradteilen und Elastomeren ermöglicht.
Zwischen den konischen Flächen 9, 13 befindet sich ebenfalls ein Spalt, der durch eine Elastomerlippe 10c überbrückt ist, die mit der Elastomerscheibe 10b verbunden ist und mit ihr ein einstückiges gummie elastisches Glied (Elastomer) bildet.
Die gummielastischen Glieder 1Oa, 10b sind über die Niete 3 axial vorgespannt, wobei das Drehmoment allein durch den Kraftschluß zwischen ihnen und den Seitenflächen 8, 12 erfolgt. Die Elastomere sind also nicht mit den angrenzenden Teilen durch Vulkanisieren, Kleben oder dergleichen verbunden, sondern sind nach Lösen der Nietverbindungen, sofort lösbar.
Als Werkstoff für die gummielastischen Glieder 1Oa, b, c oder Elastomere kommen natürlicher Gummi und entsprechende gummielastische Kunststoffe in Frage.
Bei Anwendungsfällen, in denen die Elastomere ölbeständig sein und eine relativ hohe Temeratur, z. B.
130°C, aushalten müssen, kommen als bevorzugte Werkstoffe-Epichlorhydrin und Etylen-Acryl-Elastomer -das unter dem Handelsnamen Vamac bekannt ist - in Frage.
Die Bohrungen für die Niete 3 sind in dem die Verzahnung tragenden Teil und in der Seitenwandung 4a angeordnet; also in einer radialen Entfernung, die größer als die radiale Entfernung der zylindrischen Fläche 14 ist. Die.
Niete 3 verringern daher nicht die Haftfläche zwischen den Elastomerscheiben 1Oa, 10b und den angrenzenden Teilen des Zahnrades.
Anwendungsmöglichkeit für das erfindungsgemäße Zahnrad ist dort gegeben, wo einerseits Momente periodisch wechselnden Vorzeichens übertragen werden müssen, also wo die Zahnräder hohe Belastungen erfahren, wo aber andererseits belastungsbedingte, geringfügige irreversible Änderungen der realtiven Winkellage zwischen Zahnradnabe und Verzahnungsteil hingenommen werden können. Solche Voraussetzungen liegen z. B. beim Antrieb des Luftpressers an einem Nutzfahrzeugmotor vor, wo das Luftpresser-Antriebszahnrad, gegebenenfalls über ein Zwischenrad, von einem auf der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine angeordneten Zahnrad angetrieben wird. - (Entsprechend dem Tangentialkraftdiagramm des Luftpressers ist eine verhältnismäßig hohe Folgefrequenz des periodischen Wechselns zwischen positiven und negativen Vorzeichen der Drehmomentimpulse vorhanden, die mit gleicher Frequenz einhergehende Anlagewechsel der gerade im Eingriff stehenden Zahnflanken bekannter Stirnzahnräder verursachen. Die dabei auftretenden Impulskräfte führen bei bekannten Stirnzahnrädern zu erhöhter Herz'scher Pressung an den Zahnflankenberührungspunkten, insbesondere aber zu starken Körpschall- und Luftschallemissionen).

Claims

Patentanspruch Mehrstückiges Zahnrad, insbesondere Stirnzahnrad, mit einem Zahnkranz, mit einer Nabe mit einem Flansch, der an seinem radial äußeren Bereich eine konische Fläche aufweist, und mit einem Elastomerteil, das am ringscheibenförmigen Nabenflansch anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (2) zwei nach innen gerichtete Flansche (4a, 4b) aufweist, die den Nabenflansch (7) mit Abstand übergreifen, daß der eine Flansch (4b) im Anschluß an seine ringscheibenförmige Fläche (12) eine konische, der konischen Fläche (9) am Nabenflansch (7) entsprechende Fläche (13) aufweist, wobei die beiden konischen Flächen (9, 13) im zusammengebauten Zustand voneinander beabstandet sind, daß der andere Flansch'(4a) ein getrenntes, an einer stirnseitigen Ausnehmung (5) des Zahnrades anliegendes Bauteil ist, daß in den drei Zwischenräumen zwischen Zahnkranz und Nabenflansch (7) Elastomere (10a lOb, 10c) angeordnet sind, und daß die einzelnen Zahnradteile durch außerhalb des Nabenflansches (7) und der Elastomere angeordnete, vorgespannte Niete (3) miteinander verbunden sind.