WO2005090829A1

WO2005090829A1 - Zahnrad für eine spielfreie stirnradstufe

Info

Publication number: WO2005090829A1
Application number: PCT/AT2005/000095
Authority: WO
Inventors: Helmut Buchleitner
Original assignee: Miba Sinter Austria Gmbh
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2005-03-21
Publication date: 2005-09-29
Also published as: AT413749B; ATA4962004A

Abstract

Es wird ein Zahnrad für eine spielfreie Stirnradstufe mit einer Nabe (1), mit einem von der Nabe (1) getragenen Zahnkranz (2), der entlang einer achsnormalen Teilungsebene in zwei Teilkränze, nämlich in einen nabenfesten Kranzteil (3) und in einen diesem gegenüber koaxial drehbar gelagerten Kranzring (4), geteilt ist, und mit einer in Umfangsrichtung des Zahnkranzes (2) wirksamen Federanordnung aus über den Umfang rotationssymmetrisch verteilten Federelementen (6) beschrieben, die sich jeweils an den beiden Teilkränzen abstützen. Um vorteilhafte Konstruktionsbedingungen zu erhalten, wird vorgeschlagen, daß die aus elastomeren Federkörpern (7) bestehenden Federelemente (6) auf einem die Nabe (1) umschließenden Ring (8) vorgesehen sind und an Stützanschlägen (9) des Kranzringes (4) angreifen.

Description

Zahnrad für eine spielfreie Stirnradstufe

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnrad für eine spielfreie Stirnradstufe mit einer Nabe, mit einem von der Nabe getragenen Zahnkranz, der entlang einer achsnormalen Teilungsebene in zwei Teilkränze, nämlich in einen nabenfesten Kranzteil und in einen diesem gegenüber koaxial drehbar gelagerten Kranzring, geteilt ist, und mit einer in Umfangsrichtung des Zahnkranzes wirksamen Federanordnung aus über den Umfang rotationssymmetrisch verteilten Federelementen, die sich jeweils an den beiden Teilkränzen abstützen.

Stand der Technik

Um eine spielfreie Stirnradstufe zur Übertragung wechselnder Drehmomente zu erhalten, werden Zahnräder mit einem entlang einer achsnormalen Teilungsebene geteilten Zahnkranz eingesetzt, wobei die beiden Teilkränze, ein nabenfester Kranzteil und ein gegenüber diesem Kranzteil koaxial drehbarer Kranzring, gegeneinander federnd verspannt werden, so daß beim Eingriff eines solchen geteilten Zahnkranzes in ein Gegenrad sich die beiden Teilkränze federnd an die gegenüberliegenden Zahnflanken der Zähne des Gegenrades spielfrei anlegen. Die gegenseitige federnde Verspannung der beiden Teilkränze wird beispielsweise durch eine die Nabe des Zahnrades umschließende Ringfeder erreicht, die sich mit ihren beiden Enden an axialen Stiften einerseits des nabenfesten Kranzteiles und anderseits des Kranzringes unter einer entsprechenden Vorspannung abstützt. Aufgrund von Herstellungstoleranzen und elastischen Deformationen der Zähne kann es während des Betriebes solcher spielfreier Stirnradstufen zu einer Relativbewegung der beiden Teilkränze des geteilten Zahnkranzes kommen, was zu einer Verschleißbelastung insbesondere des auf der Nabe drehbar gelagerten Kranzringes führt. Darüber hinaus be- dingt die Vorspannung der Ringfeder einen einseitigen Kraftangriff auf den drehbar auf der Nabe gelagerten Kranzring über den in diesen Kranzring eingesetzten axialen Stift, so daß die radialen Lagerkräfte im wesentlichen nur in einem Umfangsabschnitt des Kranzringes auftreten. Dazu kommt noch, daß die aus den jeweiligen Zahnkräften und der Federkraft resultierenden Lagerkräfte sich während eines Zahnradumlaufes periodisch ändern, was sich verschleißverstärkend auswirkt.

Können die Federkräfte durch eine rotationssymmetrische Verteilung der Federelemente über den Umfang des Zahnkranzes aufgehoben werden, so ergibt sich eine rotationssymmetrische Einleitung der Federkräfte auf den Kranzring mit der Wirkung, daß die Lagerkräfte für den Kranzring - sieht man von einer Gewichtsbelastung ab - nur durch die Zahnkräfte bestimmt werden, die über den Umfang als konstant angenommen werden können. Dies bedeutet, daß sich die Lagerkräfte nicht nur über den gesamten Umfang des Kranzringes verteilen, sondern auch während eines Zahnradumlaufes keinen periodischen Schwankungen unterworfen sind, was eine wesentliche Voraussetzung für ein vorteilhaftes Verschleißverhalten des Kranzringes darstellt. Eine rotationssymmetrische Verteilung der Federelemente über den Umfang des Zahnkranzes eines Ketten- oder Zahnriemenrades ist bekannt (FR 2 805 327 A1). Zu diesem Zweck werden Schraubenfedern je in eine Umfangsausnehmung des einen Teilkranzes eingesetzt, wobei der andere Teilkranz in diese Umfangsausnehmungen axial vorstehende Stützanschläge für die Schraubenfedern aufweisen. Nachteilig bei dieser bekannten Konstruktion ist der Konstruktionsaufwand, der durch das Vorsehen von paarweise in Umfangsrichtung hintereinander liegenden Stützanschlägen für die Schraubenfedern bestimmt wird, zumal der eine Stützanschlag der Anschlagpaare durch die Umfangsausnehmung gebildet wird, die den anderen Stützanschlag aufnimmt.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Zahnrad für eine spielfreie Stirnradstufe der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß eine er- heblich Konstruktionsvereinfachung erreicht werden kann, ohne die Verschleißbelastung des Kranzringes nachteilig zu beeinflussen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die aus elastomeren Federkörpern bestehenden Federelemente auf einem die Nabe umschließenden Ring vorgesehen sind und an Stützanschlägen des Kranzringes angreifen.

Durch das Zusammenfassen der einzelnen elastomeren Federkörper über den Ring zu einer Baueinheit werden zunächst einfache Voraussetzungen für die Montage geschaffen, weil die einzelnen Federkörper nicht je für sich zwischen Stützanschlägen der beiden Kranzteile eingesetzt werden müssen. Der mit der Nabe drehfest verbundene Ring macht außerdem Stützanschläge auf dem nabenfesten Kranzteil überflüssig, wodurch der Konstruktionsaufwand merklich verringert werden kann. Die zwischen den Kranzteilen wirksamen Federkräfte heben sich aufgrund der rotationssymmetrischen Einleitung der Federkräfte auf den Kranzring wieder auf, so daß die Zahnkräfte für die Lagerkräfte des Kranzringes bestimmend werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Zahnrad für eine spielfreie Stirnradstufe in einem vereinfachten Axialschnitt und Fig. 2 das Zahnrad gemäß der Fig. 1 in einem Schnitt nach der Linie ll-ll der Fig. 1.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Das Zahnrad gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist eine Nabe 1 und einen Zahnkranz 2 auf, der entlang einer zur Zahnradachse senkrechten Ebene in zwei Teilkränze, einen nabenfesten Kranzteil 3 und einen Kranzring 4, unterteilt ist. Der Kranzring 4 ist drehbar auf der Nabe 1 gelagert und wird durch einen Spannring 5 auf der Nabe 1 axial festgehalten. Um die beiden Teilkränze 3, 4 des Zahnkranzes 2 gegenseitig federnd zu verspannen, sind zwischen den Teilkränzen 3 und 4 Federelemente 6 vorgesehen, die in Um- fangsrichtung des Zahnkranzes 2 wirksam sind und eine rotationssymmetrische Verteilung über den Umfang der Teilkränze 3, 4 aufweisen.

Diese Federelemente 6 bestehen aus elastomeren Federkörpern 7, die auf einem die Nabe 1 umschließenden Ring 8 angeordnet sind und mit Stützanschlägen 9 des Kranzringes 4 zusammenwirken. Diese Stützanschläge 9 ragen axial gegen den nabenfesten Kranzteil 3 vor, so daß sich die elastomeren Körper 7, die über den Ring 8 drehfest mit der Nabe 1 verbunden sind, unter einer Vorspannung an die Stützanschläge 9 anlegen, wodurch auf die beiden Teilkränze 3, 4 ein gegensinniges Drehmoment ausgeübt wird, das ein Anlegen der Zähne der beiden Teilkränze 3, 4 an die einander gegenüberliegenden Zahnflanken eines Gegenrades 10 bewirkt, das in der Fig. 2 strichpunktiert angedeutet ist.

Wegen der rotationssymmetrischen Anordnung der Federelemente 6 wird der drehbar auf der Nabe 1 gelagerte Kranzring 4 über die Federelemente 6 lediglich mit einem Drehmoment, nicht aber mit resultierenden radialen Kräften aus diesen Federbelastungen beaufschlagt. Dies bedeutet, daß die Lagerkräfte zwischen dem Kranzring 4 und der Nabe 1 im wesentlichen durch die jeweils wirksamen Zahnkräfte im Eingriffsbereich des Zahnkranzes 2 mit dem Gegenrad 10 bestimmt werden und sich daher während eines Umlaufes des Zahnkranzes 2 nicht ändern. Die damit erreichte, über den Umfang während eines Umlaufes gleichbleibende radiale Belastung des Kranzringes 4 stellt eine wesentliche Voraussetzung für einen geringen Verschleiß des Kranzringes 4 im Bereich seiner Gleitfläche dar.

Claims

P a t e n t a n s p r u c h

Zahnrad für eine spielfreie Stirnradstufe mit einer Nabe (1), mit einem von der Nabe (1) getragenen Zahnkranz (2), der entlang einer achsnormalen Teilungsebene in zwei Teilkränze, nämlich in einen nabenfesten Kranzteil (3) und in einen diesem gegenüber koaxial drehbar gelagerten Kranzring (4), geteilt ist, und mit einer in Umfangsrichtung des Zahnkranzes (2) wirksamen Federanordnung aus über den Umfang rotationssymmetrisch verteilten Federelementen (6), die sich jeweils an den beiden Teilkränzen abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die aus elastomeren Federkörpern (7) bestehenden Federelemente (6) auf einem die Nabe (1) umschließenden Ring (8) vorgesehen sind und an Stützanschlägen (9) des Kranzringes (4) angreifen.