Ozubené kolesá s vnútorným ozubením

Predstavte si hrubý prstenec alebo rúru. Namiesto toho, aby boli zuby vyfrézované na vonkajšom povrchu (ako slnko), sú vyrezané vo vnútri diery smerom do stredu.

Toto koleso nemôže fungovať samo. Vždy doň musí byť vložené menšie koleso s vonkajším ozubením, ktoré sa nazýva pastorok.

Hlavné rozdiely oproti vonkajšiemu ozubeniu

1. Smer otáčania (Kľúčový rozdiel):
• Pri vonkajšom ozubení sa kolesá točia proti sebe (jedno doprava, druhé doľava).
• Pri vnútornom ozubení sa pastorok a veniec točia rovnakým smerom.
• Prečo je to dôležité: Ušetrí to jeden hriadeľ v konštrukcii, ak potrebujete zachovať smer rotácie.
2. Kompaktnosť (Úspora miesta):
• Keďže malé koleso je schované vo vnútri veľkého, osi hriadeľov sú veľmi blízko pri sebe (vzdialenosť osí je menšia ako polomer veľkého kolesa). Celá prevodovka je tak menšia a kratšia.
3. Pevnosť a dotyk (Konkáva vs. Konvexa):
• Pri vonkajšom ozubení sa dotýkajú dva vypuklé povrchy (ako dva balóny o seba) – dotyková plocha je malá.
• Pri vnútornom ozubení zapadá vypuklý zub pastorka do vydutého (konkávneho) zubu venca. Zuby do seba "sadnú" oveľa lepšie. To znamená nižší tlak na povrch zuba a vyššiu trvanlivosť.

Kde sa to používa?

Väčšina ľudí sa s týmto ozubením stretáva denne, ani o tom nevie, v dvoch hlavných aplikáciách:

1. Planétové prevodovky (Srdce automatov)
Toto je absolútne najčastejšie využitie. Ozubené koleso s vnútorným ozubením tvorí tzv. korunové koleso (veniec), ktoré obopína celú planétovú sústavu.

• Bez vnútorného ozubenia by neexistovali klasické automatické prevodovky, hybridné pohony (Toyota Prius) ani nábojové prevodovky v bicykloch.

2. Zubové čerpadlá (Olejové pumpy)
V motoroch áut sa často používa typ čerpadla zvaný Gerotor alebo čerpadlo s vnútorným ozubením.

• Vnútri venca sa točí pastorok, ktorý má o jeden zub menej. Vznikajú tam komôrky, ktoré sa zväčšujú (nasávajú olej) a zmenšujú (vytláčajú olej pod tlakom). Je to veľmi tiché a efektívne riešenie mazania.

3. Otočné mechanizmy ťažkej techniky
Ak vidíte bager, ktorého veža sa točí dookola, alebo tankovú vežu, táto veža je posadená na obrovskom ložisku, ktoré je zároveň ozubeným vencom s vnútorným ozubením. Pastorok hydromotora behá vo vnútri a otáča celou kabínou.

Výroba (Prečo je drahšia?)

Vyrobiť zuby dovnútra je náročnejšie ako von.

• Nemôžete použiť bežnú veľkú odvaľovaciu frézu, lebo by sa nezmestila do diery.
• Používa sa metóda obrážania, kde nástroj v tvare ozubeného kolesa kmitá hore-dole a postupne vykrajuje zuby, alebo metóda preťahovania, kde sa cez dieru pretlačí dlhý tŕň s postupne sa zväčšujúcimi zubami.