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    • 专利摘要:
    DieErfindung bezieht sich auf eine KFZ-Zahnradanordnung (11) für ein KFZ-Hilfsgetriebe miteinem Zahnrad (14), einer Flanschanordnung (16, 28) mit zumindesteinem Flansch (16), wobei das Zahnrad (14) in der Flanschanordnungzur Rotation um eine gemeinsame Rotationsachse dem Flansch (16)benachbart angeordnet ist, und mit zumindest einem Verbindungselement(4) zum Verbinden des Zahnrads mit dem zumindest einen Flansch (16,28). Vorteilhaft wird eine solche Zahradanordnung oder ein Flanschfür einesolche Zahnradanordnung dadurch, dass Stege (30-36) seitlich ineiner Ebene senkrecht zur Rotationsachse am Flansch (16) zum Verstärken desFlansches ausgebildet sind.
    公开号:DE102004002847A1
    申请号:DE200410002847
    申请日:2004-01-19
    公开日:2005-08-11
    发明作者:Stephan Oberle
    申请人:IMS Gear SE and Co KGaA；
    IPC主号:B62D5-04
    专利说明:
    [0001] DieErfindung bezieht sich auf eine KFZ-Zahnradanordnung für ein KFZ-Hilfsgetriebemit den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1 und aufeinen Flansch bzw. auf ein Verfahren zum Herstellen einer solchenKFZ-Zahnradanordnung.
    [0002] Bernhardet al., WO 02/38432 A1 ( DE100 56 133 A1 ) offenbart eine Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeugemit einer Getriebeanordnung. Die Getriebeanordnung weist eine Zahnradanordnungmit einem Zahnrad auf, welches zwischen einem ersten und einem zweitenFlansch als Schneckenrad eingesetzt ist. Von dem ersten Flanschragen von dessen zentraler Rotationsachse aus beabstandet Mitnahmeelementeals Verbindungselemente zum zweiten Flansch hin. Die Mitnahmeelementeführendurch Aufnahmeöffnungen,welche in dem Zahnrad entsprechend ausgebildet sind. In der Getriebeanordnunggreift eine Schnecke eines Lenkgestänges in Zähne eines Zahnkranzes am Außenumfangdes Zahnrades ein.
    [0003] Allgemeinbevorzugt werden zum Aufbau einer solchen Zahnradanordnung Einzelkomponenten ausMetall, um eine ausreichende Stabilität zu bieten. Allgemein bekanntsind auch Zahnräderaus Kunststoff, wobei diese jedoch nur eine bedingte Stabilität aufweisen.
    [0004] DieAufgabe der Erfindung besteht darin, eine KFZ-Zahnradanordnung für ein KFZ-Hilfsgetriebe einerseitshinsichtlich Fertigung und verwendetem Material zu vereinfachen,andererseits aber eine trotzdem hohe Stabilität und Festigkeit zu gewährleisten.Ferner sollen ein Flansch und ein Verfahren zum Herstellen einersolchen verbesserten KFZ-Zahnradanordnungvorgeschlagen werden.
    [0005] Vorrichtungsgemäß wird dieseAufgabe durch eine KFZ-Zahnradanordnungfür einKFZ-Hilfsgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
    [0006] Vorteilhaftist somit eine KFZ-Zahnradanordnung für ein KFZ-Hilfsgetriebe, beispielsweise zum Einsatzin einer elektrischen Lenkvorrichtung zum Einkoppeln einer Lenk-Hilfskraft,wenn die Zahnradanordnung ein Zahnrad, eine Flanschanordnung mit zumindesteinem Flansch, wobei das Zahnrad in der Flanschanordnung zur Rotationum eine gemeinsame Rotationsachse dem Flansch benachbart angeordnetist, und zumindest ein Verbindungselement zum Verbinden des Zahnradsmit dem zumindest einen Flansch aufweist und wenn Stege seitlichin einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse am Flansch zum Verstärken desFlansches ausgebildet sind.
    [0007] Einesolche Anordnung mit Stegen an der Seite des Flansches bewirkt einedeutliche Erhöhung derStabilitätdes Flansches gegenübereinem flächig ausgebildetenFlansch mit gleicher Flanschdicke. Gegenüber einem Flansch mit größerer Dickedes eigentlichen flächigenFlanschkörpersbieten die Stegen bei trotzdem gegebener Materialersparnis eine erhöhte Festigkeitdes Flansches und letztendlich der gesamten Zahnradanordnung.
    [0008] Vorrichtungsgemäß eigenständig vorteilhaft istentsprechend neben einer solchen KFZ-Zahnradanordnung ein Flanschmit den Merkmalen des Patentanspruchs 8, wenn der Flansch seitlicheStege als Verstärkungselementeaufweist und zusammen mit den Stegen aus Kunststoff gefertigt ist.
    [0009] Einsolcher Flansch besteht somit aus einem Material mit einer gegenüber Metallvergleichsweise geringen Festigkeit. Zur Erhöhung der Festigkeit des eigentlichenFlanschkörpersweist dieser seitlich Stege als Verstärkungselemente auf. Dies ermöglicht insbesondereden Einsatz eines solchen Flansches aus Kunststoff anstelle einesentsprechenden aus Metall gefertigten herkömmlichen Flansches. Die Verwendungvon Kunststoff bietet neben der einfacheren Verarbeitung auch einenGewichtsvorteil gegenübereinem Flansch aus Metall.
    [0010] Weiterhineigenständigvorteilhaft ist ein Verfahren zum Herstellen einer solchen KFZ-Zahnradanordnungmit einem Flansch gemäß den Merkmalen desPatentanspruchs 16, wobei der Flansch bei dessen Herstellung mitan einer Seite des Flansches angeordneten Stegen als Verstärkungselementenfür denFlansch ausgebildet wird. Insbesondere kann der Flansch mit denStegen aus Kunststoff spritzgegossen werden.
    [0011] VorteilhafteAusgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
    [0012] Vorteilhaftist insbesondere eine Zahnradanordnung mit bolzenförmig ausgebildetenVerbindungselementen, zumindest einem bolzenförmig ausgebildeten Verbindungselementzum Verbinden der Flanschanordnung bzw. des zumindest einen Flanschesmit dem Zahnrad, wobei der Flansch in einem Durchführungsbereichfür einsolches Verbindungselement einen das Verbindungselement umlaufendenSteg aufweist. Mit anderen Worten ist zumindest ein Teil der Stegeals insbesondere ringförmigeStege in einem Bereich ausgebildet, in dem der Körper des Flansches eine Durchgangsöffnung zum Durchführen einesVerbindungselements aufweist. Ein bolzenförmiges Verbindungselement hatsomit seitlichen Halt, d. h. Halt senkrecht zu seiner Längsachsenicht nur in dem Durchtrittsbereich durch den Körper des Flansches, sondernauch in dem benachbarten verbreiteten Durchtrittsbereich, welcherdurch den umlaufenden Steg ausgebildet wird. Ein solcher umlaufender.Steg bildet einen Verstärkungsknoten für den Flanschaus, wobei die Bolzen bzw. Metallstifte oder sonstige Verbindungselementedurch den Verstärkungsknotenin die Zahnradanordnung eingesetzt sind. Dieser Bolzen ist vorzugsweiseumspritzt, um eine feste Verbindung zwischen Kunststoff und Bolzezu gewährleisten Vorteilhaftist auch eine Zahnradanordnung, bei der das Verbindungselement eineBohrung aufweist, welche von einer Stirnseite aus achsial in dasVerbindungselement hineinführt undgegebenenfalls hindurch führt.Damit werden folgende Vorteile bewirkt. Im Falle des Einlegens des Bolzenin ein Spritzgusswerkzeug und anschließendem Umspritzen taucht nurein kurzes Bolzenabschnitt in das Werkzeug ein, da falls die komplette Länge mitKunststoff umspritzt wird. Das lange, im Werkzeug freistehende Endemit Kopf muss dort nochmals abgestützt bzw. zentriert werden,damit beim Umspritzen der Bolzen durch die Einspritzkräfte nichtverformt oder beschädigtwird und des weiteren die Position des freien Endes mit Kopf ausreichend genauist. Es wäregrundsätzlichauch eine Zentrierung am Außendurchmesserdes Bolzens möglich, eswerden dann aber die verstärkendenStege am Verstärkungsknotenunterbrochen, so dass die Verstärkungdieser deutlich reduziert wird.
    [0013] Bevorzugtwird eine Zahnradanordnung, bei der das Verbindungselement bzw.die Verbindungselemente den Flansch mit einem weiteren Flansch verbindenund durch Verbindungsöffnungenin dem zwischen den Flanschen angeordneten Zahnrad hindurchführen. DasZahnrad ist somit zwischen den Flanschen gelagert und wird durchdie Verbindungselemente beim Rotieren der Zahnradanordnung mitgeführt.
    [0014] Vorteilhaftist eine Zahnradanordnung, bei der ein solcher weiterer Flanschaus Metall gefertigt ist. Der weitere Flansch dient dabei im Wesentlichen alseine Abschlussplatte und bietet somit auch bei einer geringen Dimensionierungin achsialer Richtung eine hohe Festigkeit. Alternativ kann aberauch der weitere Flansch aus Kunststoff gefertigt sein. Insbesonderekann der weitere Flansch auch mit derartigen Stegen wie der erstgenannteFlansch ausgebildet sein.
    [0015] Vorteilhaftist auch eine Zahnradanordnung, bei welcher der weitere Flanschaus einer flächigen Scheibemit Einbuchtungen bzw. Vertiefungen, insbesondere tiefer als eineScheibendicke bzw. Mächtigkeitdes Flansches, auf der einen Seite ausgebildet ist, welche entsprechendeAusbuchtungen als Mitnehmer auf der anderen dem Zahnrad zugewandten Seiteausbilden. Bildlich ausgedrückthandelt es sich somit um einen scheibenförmigen Flansch, der auf einerSeite eingedrücktist, wodurch auf der anderen Seite gegenüberliegend Ausbuchtungen entstehen, welcheeine Mitnehmerfunktion fürdas Zahnrad ausbilden. Das Zahnrad weist zweckmäßigerweise entsprechende Ausnehmungenin seiner seitlichen Oberflächeauf, in welche die derartig ausgebildeten Mitnehmer eingreifen.
    [0016] Untereiner seitlichen Flächeder Flansche und des Zahnrades ist eine Oberfläche zu verstehen, welche sichin einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse derFlansche bzw. des Zahnrads erstreckt.
    [0017] Vorteilhaftist eine Zahnradanordnung, bei welcher in eine achsiale Öffnung desaus Kunststoff gefertigten Flansches eine fertig bearbeitete Nabe ausMetall, insbesondere Stahl, zum Durchführen einer Welle oder Achserotationsfest eingesetzt ist. Die Stahlnabe bietet ausreichendeFestigkeit und Halt für eineWelle bzw. Achse und bietet weiterhin den Vorteil, bei guter Vorarbeitnicht nachbearbeitet werden zu müssen.
    [0018] Vorteilhaftsind eine solche Zahnradanordnung bzw. ein solcher Flansch, wenndie Stege einteilig mit dem Flansch ausgebildet sind. Durch die einteiligeAusbildung sind die Stege besonders fest mit dem Flansch verbundenund bieten eine besonders hohe Stabilität. Außerdem ist die einteilige Fertigungmittels beispielsweise eines pulvermetallurgischen Pressverfahrensoder eines Kunststoff-Spritzgussverfahrens besonders einfach.
    [0019] Vorteilhafterweisesind die Stege in Art eines fürsich bekannten Fachwerks zueinander angeordnet. Eine fachwerkartige Anordnung,wie sie gattungsfremd beispielsweise aus dem Hausbau bekannt ist,bietet eine besonders hohe Stabilität.
    [0020] Vorteilhafterweisesind die Stege oder ein Teil der Stege umlaufend benachbart zu einemRand des Flansches angeordnet. Solche Stege befinden sich somitim äußeren seitlichenUmfangsbereich bzw. im inneren seitlichen Umfangsbereich, welcher derNabe benachbart ist. Umlaufende, insbesondere auf einer Kreisbahnumlaufend ausgebildete Stege könnenjedoch auch zwischen den Randbereichen des Flansches zur Erhöhung derStabilitätausgebildet sein. Insbesondere kann ein umlaufender Steg ringförmig ausgebildetsein und von einem Verstärkungsknotenzum nächstengeführtwerden, um die Verstärkungder Gesamtanordnung mit Blick auf die Verbindungselemente zu erhöhen, wenndie Verbindungselemente durch die Verstärkungsknoten geführt sind.
    [0021] Vorteilhaftist eine Ausführungsform,bei der das Verbindungselement durch einen Flanschansatz des Flanschesführt,wobei der Flanschansatz in Richtung des Zahnrades in eine Öffnung indem Zahnrad hinein oder durch eine Öffnung in dem Zahnrad hindurchführt.Währenddie Stege vorzugsweise auf einer dem Zahnrad abgewandten Seite des Flanschesausgebildet sind, wird der Flanschansatz vorzugsweise in Form einesStutzens in Richtung des Zahnrades ausgebildet. Letztendlich kannder Flanschansatz ebenfalls durch einen solchen Steg ausgebildetwerden. Falls die Stege auf der Seite des Flansches angeordnet sind,welche dem Zahnrad bzw. dessen Seite zugewandt ist, kann der Flanschansatzauch durch einen erhöhtenSteg ausgebildet sein, welcher in eine solche Öffnung in dem Zahnrad hineinführt undsomit als Mitnehmer oder Stabilisierungselement eine Wirkfunktionzwischen dem Flansch und dem Zahnrad übernimmt.
    [0022] Gemäß einervorteilhaften Ausführungsform istan dem Flansch zumindest ein Angussabschnitt zum Spritzengießen desFlan sches auf der Seite des Flansches angeordnet, auf welcher dieStege angeordnet sind.
    [0023] Gemäß einervorteilhaften Ausführungsform istzumindest ein Angussabschnitt zum Spritzgießen des Flansches einer Öffnung benachbartangeordnet, wobei die Öffnungzum Durchführeneines Verbindungselementes ausgebildet ist. Dies bietet den Vorteil,dass eventuelle Schwachstellen beim Spritzgussverfahren, welchewenn dann üblicherweiseentfernt vom Angussabschnitt auftreten, weit entfernt von den Bereichenentstehen, in welchen die Verbindungselemente angeordnet werden.
    [0024] Während gemäß der besondersbevorzugten Ausführungsformals Material fürden Flansch Kunststoff verwendet wird, bieten sich die verschiedenen Vorteilevom Grundprinzip her auch bei der Verwendung eines anderen Materials,insbesondere eines Metalls wie leichtem Aluminium.
    [0025] EinAusführungsbeispielwird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    [0026] 1 eineseitliche Ansicht auf einen Flansch einer KFZ-Zahnradanordnung für ein KFZ-Hilfsgetriebe, wobeider seitlich angeordnete Flansch Stege bzw. Streben als Verstärkungselementeaufweist;
    [0027] 2 eineseitliche Anordnung auf die Zahnradanordnung gemäß 1 von dergegenüberliegendenSeite aus; und
    [0028] 3 eineAnsicht einer derartigen beispielhaften Zahnradanordnung in auseinandergezogenemPerspektivschnitt.
    [0029] 1 zeigteine beispielhafte bevorzugte Zahnradanordnung in seitlicher Ansicht,wobei eine Seitenwand eines ersten Flansches einer Flanschanordnungdargestellt ist, welche sich in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachseder Zahnradanordnung 1 erstreckt. Im Bereich der zentralenRotationsachse führteine achsiale Öffnung 2 durchdie gesamte Zahnradanordnung 1 zur Aufnahme einer Welle bzw.Achse hindurch, welche übereine Nabe 3 mit der Zahnradanordnung 1 rotationsfestverbunden ist bzw. wird. Die Nabe 3 ist bei der bevorzugtenAusführungsformrotationsfest in einer achsialen Öffnung des Flansches 16 eingesetzt,welcher die Rotation auf ein vorzugsweise aus Kunststoff gefertigtes Zahnrad 14 derZahnradanordnung 1 überträgt. Die Nabe 3 wirdinsbesondere bei Verwendung eines Flansches 16 aus einemKunststoffmaterial aus Metall, insbesondere aus einsatzgehärtetem Stahlausgebildet, so dass eine Nachbearbeitung vorzugsweise entfallenkann. Das Zahnrad 14 weist in üblicher Art und Weise in radialerRichtung überseinen Außenumfangeinen umlaufenden Zahnring 23 auf.
    [0030] DasZahnrad 14 ist in der Zahnradanordnung 1 zwischendem ersten Flansch 16 und einem zweiten in 2 dargestelltenFlansch 28 angeordnet. Die Verbindung der beiden Flansche 16, 28 erfolgt vorzugsweise über bolzenförmige Verbindungselementebzw. Bolzen 4 oder Metallstifte, welche durch Durchgangsöffnungen 5 bzw.Löcherin den Flanschen 16, 28 und Durchgangsöffnungen 22 indem dazwischen angeordneten Zahnrad 14 hindurchführen. DieVerbindungselemente 4 könnendie beiden Flansche 16, 18 dabei fest miteinanderverbinden, beispielsweise übereine fürsich bekannte Niet- oder Schraubverbindung. Besonders bevorzugtwird für denEinsatz als KFZ-Zahnradanordnungfür ein KFZ-Hilfsgetriebein beispielsweise einer Lenkkraft-Unterstützungseinrichtung eine einfacheSteckverbindung zwischen Bolzen und Flanschen. Bei einer solchenSteckverbindung ist der außenseitige Außenumfangder Verbindungselemente 4 an den Innenumfang der Durchgangsöffnungen 5 derartangepasst, dass eine ausreichenden Halt bietende reibschlüssige Verbindungentsteht. Währenddie Verbindung zwischen den Verbindungselementen 4 und demzweiten Flansch 28 vorzugsweise radialagenietet wird, istdas gegenü berliegendeEnde der Verbindungselemente 4 vorteilhafterweise mit einembreiteren Außenumfangim Endabschnitt ausgebildet und in dem Material des ersten Flanscheszu dessen außenseitigerOberflächebündigeingelassen. Zum Einsetzen und gegebenenfalls weiteren Stabilisieren führt in dieaußenseitigeStirnseite der Verbindungselemente 4 in deren verbreitertenBereich eine Öffnung 4a hinein.
    [0031] Dererste Flansch 16 ist vorteilhafterweise aus einem leichtenMaterial, insbesondere Kunststoff gefertigt. Zur Erhöhung derStabilitätbzw. zur Verstärkungdes ersten Flansches 16 weist dieser auf seiner seitlichenOberflächeStreben bzw. Stege 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 auf.Die Stege 30–36 sinddabei in Art eines Fachwerks angeordnet, wie dies beispielsweisefür sichaus dem Hausbau gattungsfremd bekannt ist. Vorteilhafterweise sinddie Stege 30–36 einstückig mitdem eigentlichen Hauptkörper desFlansches 16 ausgebildet, um die Verbindung zwischen Hauptkörper undStegen besonders stabil auszubilden. Ein weiterer Vorteil der einteiligenAusbildung von Hauptkörperund Stegen besteht in der Möglichkeit,diese in einem einzigen Arbeitsgang durch Pressen oder Spritzgießen auszubilden.
    [0032] Imseitlichen Nachbarbereich zum innenseitigen Rand bzw. Umfang desFlansches 16 ist vorteilhafterweise ein ringförmiger Steg 35 alsInnenring zur innenseitigen Verstärkung ausgebildet. Der innenseitigeringförmigeSteg 35 ragt vorteilhafterweise weiter von der Oberfläche desHauptkörpersdes Flansches 16 weg als die übrigen Stege 30–34, 36 undumschließtdie Nabe 3. Der Außenumfangder Nabe 3 ist somit übereine großeUmfangsflächehinweg mit dem ringförmigeninnenseitigen Steg 35 verbunden, so dass die Fläche zurKraftübertragungbei einer Rotation vorteilhaft groß ausgebildet ist.
    [0033] Dieserringförmigeinnenseitig angeordnete Steg 35 oder ein eigenständig ausgebildeterSteg erstreckt sich vorteilhafterweise auch von der gegenüberliegendenSeitenflächedes Flan sches 16 als ein Stutzen 24. Der Stutzen 24 umgreiftmit seinem Innenumfang wiederum den Außenumfang der Nabe 3 undgreift mit seinem Außenumfangin eine zentrale Durchgangsöffnungdes Zahnrades 14 hinein bzw. durch diese hindurch. DasZahnrad 24 erfährtsomit eine innenseitige Abstützungdurch den Außenumfangdes Stutzens 24, sofern diese nicht gemäß einer anderen Ausführungsformdurch einen ringförmigen Spaltvoneinander beabstandet werden.
    [0034] Vorteilhafterweiseist auch im seitlichen Nachbarbereich des Außenumfangs des Flansches 16 einsolcher außenseitigerSteg 33 in Art eines außenseitigen Rings ausgebildet.Ein solcher außenseitigerringförmigerSteg 33 verbreitert die Außenumfangsfläche desFlansches 16 in achsialer Richtung und erhöht dadurchdie Stabilitätdes Außenumfangsbereichs.
    [0035] Besondersvorteilhaft sind umlaufende ringförmige Stege 34, welcheum die Durchgangsöffnungenzur Aufnahme der Verbindungselemente 4 herum auf der seitlichenOberflächedes Flansches 16 ausgebildet sind. Derartige umlaufenderingförmige Stege 34 bildenVerstärkungsknotenund bieten den Verbindungselementen 4 einen erhöhten Halt.Neben einer erhöhtenStabilisierung und Festigkeit des ersten Flansches 16 imBereich der Verbindungselemente 4 wird durch die stabilereLagerung der Verbindungselemente 4 auch die gesamte Zahnradanordnung 1 stabilisiert.
    [0036] Vorteilhafterweiseverlaufen überdie seitliche Oberflächedes Flansches 16 noch weitere Stege, insbesondere z. B.ein weiterer ringförmigbzw. kreisförmigverlaufender Steg 31. Eine Verstärkung wird außerdem durchschrägverlaufende Stege 32, 30 unterstützt. Vorteilhafterweiseverlaufen diese verschiedenen Stege, d. h. die schräg verlaufendenStege 32, 30 und der kreisförmig verlaufende Steg 31 allejeweils durch zumindest einen Verstärkungsknoten bzw. zu einemder umlaufenden Stege 34, welche jeweils um eine Öffnung für ein Verbindungselement 4 herumverlaufen. Vorteilhaft sind auch ra dial verlaufende Stege 36,wobei diese besonders bevorzugt in dem Bereich zwischen jeweilszwei als Verstärkungsknotenausbildenden Stegen 34 angeordnet sind.
    [0037] BeiAusbildung eines solchen ersten Flansches 16 aus Kunststoffwird zur Herstellung vorzugsweise ein Spritzgussverfahren verwendet.Angussabschnitte 37 zum Einspritzen des verflüssigten Kunststoffswerden vorzugsweise benachbart zu den ringförmigen Stegen 34 bzw.Verstärkungsknoten ausgebildetdurch welche die Durchgangsöffnungen zumDurchführender Verbindungselemente 4 ausgebildet sind. Der Anguss 38 erfolgtsomit in zumindest einem Angussabschnitt 37 in einem Bereichdes Flansches 16, in dem eine besonders hohe Stabilität erforderlichist. Außerdemwird durch diese Anordnung der Angussabschnitte 37 einevorteilhafte Verteilung des eingespritzten Kunststoffmaterials indie Bereiche mit den Stegen 30–36 ermöglicht.Vorteilhafterweise wird der Anguss 38 auf die Seite des Flansches 16 gelegt,auf der die Stege 30–36 vonder seitlichen Oberflächedes Flansch 16 wegragen. Möglich ist aber auch die Anordnungder Angussabschnitte 37 auf der gegenüberliegenden Flanschseite.
    [0038] Während beider besonders bevorzugten Ausführungsformdie Anordnung der Stege 30–36 auf der Seitedes ersten Flansches 16 bevorzugt wird, welche dem Zahnrad 14 angewandtist, ist prinzipiell auch eine Ausbildung derartiger Stege nur oderzusätzlichauf der Seite des Flansches 16 möglich, welche dem Zahnrad 14 zugewandtist.
    [0039] Wiedies aus 3 ersichtlich ist, sind auf derdem Zahnrad 14 zugewandten Seite des ersten Flansches 16 Strukturelemente 21, 24 ausgebildet, insbesondereeinstückigmit dem Flansch 16 ausgebildet, welche einen funktionellenZweck zur Verbindung mit dem Zahnrad 14 und dem zweitenFlansch 28 übernehmen.
    [0040] Wiedies aus 2 ersichtlich ist, ist der zweiteFlansch 28 vorteilhafterweise ebenfalls funktionell strukturiertausgebildet. Einbuchtungen 39 in der außenseitigen Oberfläche führen zuAusbuchtungen auf der innenseitigen, dem Zahnrad 14 zugewandtenseitlichen Flächedes Flansches 28. Diese Ausbuchtungen bzw. Vorsprünge greifenz. B. in entsprechend ausgebildete Ausnehmungen mit Anlageflächen 19a, 19b inder gegenüberliegendangeordneten seitlichen Flächedes Zahnrades 14 ein und dienen somit als Mitnehmer und/oderals Führungselemente.Vorteilhafterweise sind die Strukturierungen bzw. Ein- und Ausbuchtungen 39 indem zweiten Flansch 28 in Abschnitten angeordnet, welcheden durch die Durchgangsöffnungen 5 hindurchgeführten Verbindungselementen 4 benachbartsind. Auf die Ausbuchtungen 39 einwirkende Kräfte werdensomit direkt überdie Bolzen 4 auf den ersten Flansch 16 bzw. inumgekehrter Richtung weiterleitbar.
    [0041] Während derzweite Flansch 28 als Bauelement aus Metall dargestelltist, ist prinzipiell auch der zweite Flansch aus Kunststoff ausbildbar.Außerdem können auchauf den seitlichen Wandungen des zweiten Flansches 28 Stegezur Verstärkungausgebildet werden. Gemäß der dargestelltenAusführungsformweisen der Innenumfang des zweiten Flansches sowie der durch diesenführendeAußenumfangsabschnittdes ersten Flansches eine ineinander eingreifende Strukturierungmit Ein- und Ausbuchtungen bzw. eine Zahnung auf, welche ebenfalls zurKraftübertragungdient.
    [0042] In 3 isteine Explosionsdarstellung einer aus Bernhard et al. (WO 02/38432A1) fürsich bekannten elastischen Ausgleichskupplung gezeigt, von der dasein Schneckenrad ausbildende Zahnrad 14 aus 1 und 2 einTeil ausbildet. Vorzugsweise wird somit eine KFZ-Zahnradanordnungfür ein KFZ-Hilfsgetriebe ausgebildet,wobei das KFZ-Hilfsgetriebe beispielsweise dazu dient, eine elektromotorischeHilfskraft zur Lenkkraftunterstützungin eine Lenkgestängeanordnungeinzukoppeln.
    [0043] DasZahnrad 14 weist den Zahnkranz 23 auf, wobei dieZähne nichtdargestellt sind, in welche eine Schnecke eingreift. Das andereKupplungsteil der elastischen Ausgleichskupplung, der erste Flansch 16,ist drehfest mit einer nicht dargestellten Eingangswelle 2 verbunden,und zwar übereinen Stutzen mit einer Stirnfläche 16a undmit einer Mantelfläche 24d unddie Nabe 3.
    [0044] Ergänzt werdendie beiden Teile, das Zahnrad 14 und der Flansch 16,der Ausgleichskupplung durch einen ringförmigen, elastischen Abstandshalter 17 mitFortsätzen 20.Im zusammengebauten Zustand liegt eine Innenfläche 24b des Abstandshalters 17 aufder Mantelfläche 24d desStutzens des Flansches 16. Dabei umgreifen jeweils zweiFortsätze 20 einender Zapfen 25 am Flansch 16.
    [0045] DasZahnrad 14 ist spiegelsymmetrisch gestaltet, hat also aufder nicht sichtbaren Rückseite dasselbeAussehen wie auf der Vorderseite. Nach dem Zusammenbau ist das Zahnrad 14 aufdem Abstandshalter 17 gelagert, der wiederum auf dem Stutzendes Flansches 16 gelagert ist. Eine Innenfläche 24c desZahnrades 14 liegt also auf einer Ring-Außenfläche 24a desAbstandshalters 17 auf. Für die Fortsätze 20 des Abstandshalters 17 sindAusbuchtungen 26 von Ausnehmungen 22 in dem Zahnrad 14 vorgesehen.In diesen Ausbuchtungen 26 finden die Fortsätze 20 Platz.
    [0046] Obwohlunter Umständendas Zahnrad 14, der Flansch 16 und der Abstandshalter 17 genügen würden, umdie Funktion einer elastischen Ausgleichskupplung zu erfüllen, istdie Vorderseite des Zahnrades 14 noch durch einen zweitenAbstandshalter 27 und den zweiten Flansch 28 zueiner weiteren Ausgleichskupplung ergänzt. Im zusammengebauten Zustandsind die Flansche 16 und 28 durch Mitnahmeelementebzw. Nasen 21 sowie die bolzenförmigen Verbindungselemente 4 miteinanderverbunden. Außerdemgreift eine Innenverzahnung des zweiten Flansches 28 ineine Verzahnung des Stutzens am Flansch 16. Der zweitee lastische Abstandshalter 27 sitzt im zusammengebautenZustand ebenfalls auf dem Stutzen des Flansches 16. Derzweite Flansch 28 weist auf seiner Rückseite dieselben Zapfen 25 aufwie der Flansch 16. Diese Zapfen des zweiten Flansches 28 ragenjeweils in den Zwischenraum zwischen zwei eng benachbarte Fortsätze 20 desAbstandshalters 27. Diese Zapfen werden vorzugsweise durchdie Ausbuchtungen ausgebildet, welche den Einbuchtungen 39 gegenüberliegend ausgebildetsind.
    [0047] Esliegt dann beispielsweise eine frontseitige Anlagefläche 18a deszweiten Abstandshalters 27 an der Rückseite des zweiten Flansches 28 an.Eine rückseitigeAnlagefläche 18b deszweiten Abstandshalters 27 liegt an einer Anlagefläche 18e einerAusbuchtung 26 im Zahnrad 14 an. Seitliche Anlageflächen 19a, 19b derAbstandshalter 17 bzw. 27 liegen an seitlichenAnlageflächen 19c, 19d derZapfen 25 bzw. an seitlichen Anlageflächen 19e, 19f vonAusbuchtungen 26 im Zahnrad 14 an.
    [0048] DieFortsätze 20 verhindernalso, dass die Zapfen 25 die Seitenflächen der Ausbuchtungen 26 beider Übertragungeines Drehmomentes in der einen oder anderen Richtung unmittelbarberühren können. DieAbstandshalter 17, 27 sind so breit gestaltet,dass sie eine unmittelbare Berührungdes Zahnrads 14 und des Flansches 16 bzw. desZahnrads 14 und des zweiten Flansches 28 in Axialrichtungverhindern. Da die ringförmigenTeile der Abstandshalter 17, 27 zwischen der Mantelfläche 24d desFlansches 16 und der Innenfläche 24c des Zahnrades 14 liegen,ist auch in radialer Richtung dafür gesorgt, dass eine unmittelbareBerührungzwischen dem Stutzen des Flansches 16 und dem Zahnrad 14 vermiedenist. Die Abstandshalter 17, 27 bilden also sowohlin axialer als auch in radialer und schließlich auch in tangentialerRichtung einen Puffer zwischen dem Flansch 16 und damitder Eingangswelle einerseits und andererseits dem Zahnrad 14.
    [0049] Dieelastische Abpufferung ist aber in tangentialer Richtung nicht unbegrenzt,denn die Ausnehmungen 22 im Zahnrad 14, durchwelche die Nasen 21 des Flansches 16 greifen,sind in tangentialer Richtung nur wenig größer als die Nasen 21.Das hat zur Folge, dass die Nasen 21 und die Ausnehmungen 22 gegenseitigeAnschlägebilden, die zur Wirkung kommen, wenn bei der Übertragung eines übermäßig großen Drehmomentesdie Fortsätze 20 der Abstandshalter 17, 27 umeinen bestimmten Betrag zusammengequetscht sind.
    [0050] 1 und 2 zeigendie Zahnradanordnung 1, welche z. B. in einem KFZ-Hilfsgetriebegemäß 3 alsZahnrad 14 einsetzbar ist. Natürlich kann das Zahnrad 1 auchin anderen Getriebeanordnungen eingesetzt werden.
    权利要求:
    Claims (17)
    [1] KFZ-Zahnradanordnung (1) für ein KFZ-Hilfsgetriebemit – einemZahnrad (14), – einerFlanschanordnung (16, 28) mit zumindest einemFlansch (16), wobei das Zahnrad (14) in der Flanschanordnungzur Rotation um eine gemeinsame Rotationsachse dem Flansch (16)benachbart angeordnet ist, und – zumindest einem Verbindungselement(4) zum Verbinden des Zahnrads mit dem zumindest einen Flansch(16, 28), dadurch gekennzeichnet,dass – Stege(30–36)seitlich in einer Ebene vorzugsweise senkrecht zur Rotationsachseam Flansch (16) zum Verstärken des Flansches ausgebildetsind.
    [2] KFZ-Zahnradanordnung nach Anspruch 1 mit dem bolzenförmig ausgebildetenVerbindungselement (4) zum Verbinden der Flanschanordnung(16, 28) mit dem Zahnrad (14), wobeider Flansch (16) in einem Durchführungsbereich (5)für einsolches Verbindungselement (4) einen solchen, das Verbindungselement(4) umlaufenden Steg (34) aufweist.
    [3] KFZ-Zahnradanordnung nach Anspruch 1 oder 2, beider das Verbindungselement (4) eine Bohrung (4a)aufweist, welche von einer Stirnseite aus achsial in das Verbindungselement(4) hineinführt.
    [4] KFZ-Zahnradanordnung nach einem vorstehenden Anspruch,bei der das Verbindungselement (4) den Flansch (16)mit einen weiteren Flansch (28) verbindet und durch Verbindungsöffnungen(22) in dem zwischen den Flanschen (16, 28)angeordneten Zahnrad (14) hindurch führt.
    [5] KFZ-Zahnradanordnung nach Anspruch 4, bei welcherder weitere Flansch (28) aus Metall gefertigt ist.
    [6] KFZ-Zahnradanordnung nach Anspruch 4 oder 5, beiwelcher der weitere Flansch (28) aus einer flächigen Scheibemit Vertiefungen (39) auf der einen Seite ausgebildet ist,wobei die Vertiefungen entsprechende Ausbuchtungen als Mitnehmerauf der anderen, dem Zahnrad (14) zugewandten Seite ausbilden.
    [7] KFZ-Zahnradanordnung nach einem vorstehenden Anspruch,bei der in eine achsiale Öffnung (2)des aus Kunststoff gefertigten Flansches (16) eine insbesonderefertig bearbeitete Nabe (3) aus Metall, insbesondere ausStahl, zum Durchführeneiner Achse rotationsfest eingesetzt ist.
    [8] Flansch (16) für eine KFZ-Zahnradanordnung nacheinem vorstehenden Anspruch, wobei der Flansch (16) seitlicheStege (30–36)als Verstärkungselementeaufweist und zusammen mit den Stegen aus Kunststoff gefertigt ist.
    [9] KFZ-Zahnradanordnung nach einem Ansprüche 1 – 7 oderFlansch nach Anspruch 8, wobei die Stege (30–36)einteilig mit dem Flansch (16) ausgebildet sind.
    [10] KFZ-Zahnradanordnung nach einem Ansprüche 1 – 7 oderFlansch nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Stege (30–36)in Art eines Fachwerks zueinander angeordnet sind.
    [11] KFZ-Zahnradanordnung nach einem Ansprüche 1 – 7 oderFlansch nach einem der Ansprüche8 – 10,wobei zumindest ein Steg (33, 35) umlaufend benachbartzu einem Rand des Flansches (16) angeordnet ist.
    [12] KFZ-Zahnradanordnung nach einem Ansprüche 1 – 7 oderFlansch nach einem der Ansprüche8 – 11,wobei ein Steg (34) benachbart und umlaufend zu dem Verbindungselement(4) bzw. der Öffnung(5) fürdas Verbindungselement (4) des Flansches (16) angeordnetist.
    [13] KFZ-Zahnradanordnung nach einem Ansprüche 1 – 7 oderFlansch nach einem der Ansprüche8 – 12,wobei das Verbindungselement (4) durch einen Flanschansatz(21) des Flansches (16) führt, wobei der Flanschansatz(21) in Richtung des Zahnrades (14) und in oderdurch eine Öffnung(22) in dem Zahnrad (14) hinein bzw. hindurchführt.
    [14] KFZ-Zahnradanordnung nach einem Ansprüche 1 – 7 oderFlansch nach einem der Ansprüche8 – 13,wobei zumindest ein Angussabschnitt (37) zum Spritzgießen desFlansches (16) auf der Seite des Flansches angeordnet ist,auf welcher die Stege (30–36) angeordnet sind.
    [15] KFZ-Zahnradanordnung nach einem Ansprüche 1 – 7 oderFlansch nach einem der Ansprüche8 – 14,wobei zumindest ein Angussabschnitt (37) zum Spritzgießen desFlansches (16) einer Öffnung(5) zum Durchführendes Verbindungselementes (4) benachbart angeordnet ist.
    [16] Verfahren zum Herstellen einer KFZ-Zahnradanordnung(1) mit einem Flansch (16) nach einem der Ansprüche 1 – 7 und/oderzum Herstellen eines Flansches (16) nach einem der Ansprüche 8 – 15, wobeider Flansch (16) mit an einer Seite des Flansches angeordnetenStegen (30–36)als Verstärkungselementenfür denFlansch ausgebildet wird.
    [17] Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Flansch(16) mit den Stegen (30–36) aus Kunststoff spritzgegossenwird.
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