AT514570B1 - Zahnrad - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad (1) umfassend ein erstes, radial inneres Ringelement (2) mit einer ersten Ringelementachse (9) in axialer Richtung, ein zweites, radial äußeres Ringelement (3) mit einer zweiten Ringelementachse (8) in axialer Richtung und ein Verbindungselement (4), wobei das zweite Ringelement (3) eine, um eine Rotationsachse rotierbare Verzahnung (6) mit Zähnen (7) aufweist, wobei weiter das Verbindungselement (3) in radialer Richtung zwischen dem ersten Ringelement (2) und dem zweiten Ringelement (3) angeordnet und mit diesen verbunden ist, und wobei das Verbindungselement (4) zumindest teilweise aus einem gummielastischen Werkstoff besteht. Die erste Ringelementachse (9) verläuft in axialer Richtung des ersten, radial inneren Ringelementes (2) oder die Rotationsachse der Verzahnung (6) verläuft in radialer Richtung versetzt zur zweiten Ringelementachse (8) in axialer Richtung des zweiten, radial äußeren Ringelementes (3) und/oder die Verzahnung (6) ist mit ungleichförmigen Zähnen (7) ausgebildet.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Zahnrad umfassend ein erstes, radial inneres Ringelement miteiner ersten Ringelementachse in axialer Richtung, ein zweites, radial äußeres Ringelement miteiner zweiten Ringelementachse in axialer Richtung und ein Verbindungselement, wobei daszweite, radial äußere Ringelement eine, um eine Rotationsachse rotierbare Verzahnung mitZähnen aufweist, wobei weiter das Verbindungselement in radialer Richtung zwischen demersten, radial inneren Ringelement und dem zweiten, radial äußeren Ringelement angeordnetist und mit dem ersten, radial inneren Ringelement und dem zweiten, radial äußeren Ringele¬ment verbunden ist, und wobei das Verbindungselement zumindest teilweise aus einem gum¬mielastischen Werkstoff besteht.

[0002] Zum Ausgleich des Zahnflankenspiels sind aus dem Stand der Technik Zahnräder be¬kannt, die in axialer Richtung geteilt sind. Eine derartige Zahnradanordnung ist beispielsweiseaus der von der Anmelderin stammenden WO 2005/090830 A1 bekannt, die ein Zahnrad füreine spielfreie Stirnradstufe mit einer Nabe, mit einem von der Nabe getragenen Zahnkranz, derentlang einer achsnormalen Teilungsebene in zwei Teilkränze, nämlich in einen nabenfestenKranzteil und in einen diesen gegenüber koaxial drehbar gelagerten Kranzring, geteilt ist, undmit einer die Nabe umschließenden Ringfeder, die sich mit ihren einander in Umfangsrichtunggegenüberliegenden Enden an einstückig mit den beiden Teilkränzen ausgebildeten, einanderin axialer Richtung überlappenden Stützstegen abstützt, die in Umfangsrichtung des Zahnkran¬zes hintereinander angeordnet sind.

[0003] Andererseits sind aus dem Stand der Technik auch in radialer Richtung geteilte Zahnrä¬der zur Schwingungs- und Geräuschdämmung von Maschinenbauteilen bekannt. So beschreibtz.B. die DE 71 35 220 U1 ein schwingungsgedämpftes Getriebezahnrad mit einem Innenteil,das an seiner äußeren Mantelfläche eine Ringnut aufweist, einem ringförmigen, konzentrischund mit Abstand zum Innenteil angeordneten Außenteil, das an seiner inneren Mantelflächeebenfalls eine Ringnut aufweist, die zusammen mit der am Innenteil angeordneten Ringnuteinen Ringraum bildet, in dem ein Innen- und Außenteil drehfest verbindender gummielasti¬scher Profilring eingesetzt ist, dessen unverformte Radialerstreckung größer ist, als die deszwischen Innen- und Außenteil gebildeten Ringraumes, wobei wenigstens eine der beidenRingnuten vorzugsweise in regelmäßiger Teilung angeordnete Erweiterungen aufweist.

[0004] Ähnliche Zahnräder beschreiben die US 2,307,129 A, die US 4,674,351 A, dieEP 2 623 820 A, die DE 31 53 109 C2, die DE 602 05 710 T2.

[0005] Es ist aber auch bekannt, dass derartige radial geteilte Zahnräder in einem axial geteil¬ten Zahnrad zur Spielfreistellung eingebaut werden.

[0006] So beschreibt z.B. die DE 10 2011 120 676 A1 ein Zahnrad mit einem inneren Ringele¬ment und einem äußeren Ringelement, wobei an dem Außenumfang des äußeren Ringelemen¬tes eine Verzahnung ausgebildet ist, wobei das innere Ringelement und das äußere Ringele¬ment über einen vulkanisierten Elastomerabschnitt miteinander verbunden sind, derart, dass dieRingelemente in radialer Richtung elastisch gegeneinander beweglich sind. Dieses Zahnradwird auf der Nabe eines weiteren Zahnrades angeordnet, wie dies voranstehend beschriebenwurde.

[0007] Ähnliche Zahnradanordnungen beschreiben auch die DE 10 2011 120 266 A1 und dieDE 10 2009 015 958 A1.

[0008] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit zur Spielfrei¬stellung von zwei kämmenden Zahnrädern zu schaffen.

[0009] Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Zahnrad dadurch gelöst, dass dieerste Ringelementachse in axialer Richtung des ersten, radial inneren Ringelementes oder dieRotationsachse der Verzahnung in radialer Richtung versetzt zur zweiten Ringelementachse inaxialer Richtung des zweiten, radial äußeren Ringelementes verläuft und/oder dass die Verzah¬nung mit ungleichförmigen Zähnen ausgebildet ist.

[0010] Von Vorteil ist dabei, dass eine Teilung des Zahnrades in axialer Richtung nicht mehrerforderlich ist, wodurch sich der Aufbau hinsichtlich spielfreier Zahnradpaarungen vereinfacht.Damit wird aber auch der Zusammenbau der Zahnradpaarung vereinfacht, da der Zahnkranzbei axial geteilten Zahnrädern normalerweise vorgespannt und in dieser Lage gesichert wird.Nach dem Einbau wird dann die Positionssicherung herausgezogen, wodurch die Verzahnungdes geteilten Zahnrades spielfrei in die Verzahnung des zweiten Zahnrades eingreift. Ein derar¬tiges Sicherungselement sowie die Vorspannung beim Hersteller des Zahnrades sind bei demZahnrad nach der Erfindung nicht erforderlich. Durch die in axialer Richtung ungeteilte Ausbil¬dung des Zahnrades ist es weiter möglich, die gesamte Verzahnungsbreite des Zahnrades mitder Verzahnung des weiteren Zahnrades in Eingriff zu bringen. Es ist damit möglich, die axialeBreite des Zahnrades zu verringern, wodurch die axiale Bauraumtiefe reduziert werden kann.Darüber kann mit dem Zahnrad auch eine Zahnradpaarung mit geringem Gewicht, verglichenmit einer Zahnradpaarung nach dem Stand der Technik und gleicher Funktionalität, zur Verfü¬gung gestellt werden.

[0011] Die ungleichförmige Verzahnung kann in Form einer exzentrisch zur ersten Ringele¬mentachse in axialer Richtung des ersten, radial inneren Ringelementes ausgebildeten Verzah¬nung ausgeführt sein. Dies hat den Vorteil, dass das Verbindungselement mit gleichbleibenderDicke in radialer Richtung ausgeführt werden kann, wodurch weniger Schwingungen im Zahn¬rad erzeugt werden. Damit kann die Geräuschentwicklung des Zahnrades während des käm¬menden Eingriffs der Verzahnung mit der Verzahnung des weiteren Zahnrades reduziert wer¬den, sodass insgesamt die Zahnradpaarung im Betrieb leiser wird. Es ist damit aber auch mög¬lich, die Belastung der Verbindungsbereiche zwischen den beiden Ringelementen und demVerbindungselement zu reduzieren.

[0012] Zur Vermeidung der exzentrischen Anordnung des zweiten, radial äußeren Ringelemen¬tes zum ersten, radial inneren Ringelement kann nach anderen Ausführungsvarianten desZahnrades vorgesehen werden, dass die Zähne mit einer unterschiedlichen Zahndicke in Um¬fangsrichtung ausgebildet sind und/oder dass die Zähne mit einer Flankenballigkeit versehensind, wobei die Flankenballigkeiten der Zähne unterschiedlich sind und/oder dass die Zahnradt¬eilung über den Umfang der Verzahnung variiert. Es können damit die zur exzentrischen Aus¬bildung der Verzahnung genannten Vorteile erreicht werden. Von Vorteil ist dabei weiter, dassdiese geometrischen Ausbildungen der Verzahnung relativ einfach darstellbar sind.

[0013] Es kann bei dem Zahnrad weiter vorgesehen werden, dass eine Wandstärke in radialerRichtung zwischen der radial innersten Kante und dem Fußkreis der Verzahnung des zweiten,radial äußeren Ringelementes mindestens so groß ist wie die halbe Zahnhöhe der Zähne derVerzahnung. Es kann damit die mechanische Belastung des Verbindungselementes durch diegleichmäßigere Verteilung der Last im zweiten, äußeren Ringelement verringert werden, insbe¬sondere bei der Ausführungsvariante des Zahnrades mit dem in Bezug auf das erste, radialinnere Ringelement exzentrisch versetzte zweite, radial äußere Ringelement.

[0014] Nach einer anderen Ausführungsvariante des Zahnrades kann vorgesehen sein, dassKanten des ersten, radial inneren Ringelementes im Verbindungsbereich zwischen dem ersten,radial inneren Ringelement und dem Verbindungselement und Kanten im Verbindungsbereichzwischen dem zweiten, radial äußeren Ringelement und dem Verbindungselement mit einerRundung versehen sind. Von Vorteil ist dabei, dass damit die Dauerbelastbarkeit des Zahnra¬des, insbesondere des Verbindungselementes, verbessert werden kann. Durch die Ausbildungvon runden Kanten an dem radial inneren und dem radial äußeren Ringelement kann die punk¬tuelle Überbelastung des Verbindungsbereiches an den Kanten vermieden werden und damitdem Abreißen des Verbindungselementes besser vorgebeugt werden. Damit können die auftre¬tenden, ständig wechselnden Druck- und Zugbelastungen des Verbindungselementes vondiesem besser aufgenommen werden. Darüber hinaus kann aber auch die Kerbwirkung derKanten vermieden werden. Es ist damit möglich, das Verbindungselement hinsichtlich seinerGeometrie einfach zu gestalten. Durch die Rundung werden weiter die Flächen, die für dieVerbindung des radial inneren Ringelementes und des radial äußeren Ringelementes mit demVerbindungselement zur Verfügung stehen, vergrößert, womit ebenfalls die Dauerbelastbarkeit verbessert werden kann. Durch die Rundungen der Kanten wird auch erreicht, dass bei bündi¬ger Ausbildung des Verbindungselementes zu den axialen Stirnflächen der beiden Ringelemen¬te, das Verbindungselement die Ringelemente im Verbindungsbereich radial umgreift, womitZug- und Druckbelastungen des Zahnrades in axialer Richtung ebenfalls besser aufgenommenwerden können. Als Nebeneffekt haben die gerundeten Kanten den Vorteil, dass die beidenRingelemente besser entformt werden können, wenn diese aus Sinterwerkstoffen hergestelltwerden.

[0015] Weiter kann vorgesehen sein, dass sich das Verbindungselement in axialer Richtungüber das erste, radial innere Ringelement und das zweite, radial äußere Ringelement vorste¬hend und in radialer Richtung das erste, radial innere Ringelement und/oder das zweite, radialäußere Ringelement teilweise überdeckend erstreckt. Es wird damit eine weitere Verbesserungdes Verbundes des Verbindungselementes mit den beiden Ringelementen erreicht, wodurch inweiterer Folge die Dauerfestigkeit dieser Verbindung verbessert werden kann.

[0016] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figurennäher erläutert.

[0017] Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung: [0018] Fig. 1 eine erste Ausführungsvariante des Zahnrades in Explosionsdarstellung; [0019] Fig. 2 das Zahnrad nach Fig. 1 in Ansicht auf eine axiale Endfläche; [0020] Fig. 3 eine Ausführungsvariante des Zahnrades in Ansicht auf eine axiale Endfläche; [0021] Fig. 4 einen Ausschnitt aus dem zweiten, radial äußeren Ringelement einer Ausfüh¬ rungsvariante des Zahnrades in Ansicht auf eine axiale Endfläche; [0022] Fig. 5 einen Zahn der Verzahnung des zweiten, radial äußeren Ringelementes einer

Ausführungsvariante des Zahnrades in Schrägansicht; [0023] Fig. 6 einen Ausschnitt aus einer anderen Ausführungsvariante des Zahnrades in Sei¬ tenansicht geschnitten; [0024] Fig. 7 eine spielfreie Zahnradpaarung mit einem Zahnrad nach der Erfindung, das in kämmenden Eingriff mit einem weiteren Zahnrad steht.

[0025] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungs¬formen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen verse¬hen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäßauf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragenwerden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben,unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sinddiese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

[0026] In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsvariante eines Zahnrades 1 dargestellt.Das Zahnrad 1 besteht aus einem bzw. umfasst ein erstes, radial inneres Ringelement 2, ei-nem/ein zweites, radial äußeres Ringelement 3 und einem/ein Verbindungselement 4. Daserste, radial innere Ringelement 2 kann auch als Nabenteil und das zweite, radial äußere Rin¬gelement 3 als Zahnkranz bezeichnet werden.

[0027] Das erste, radial innere Ringelement 2 und/oder das zweite, radial äußere Ringelement3 bestehen bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise aus einem Stahl, vor¬zugsweise aus einem Sinterwerkstoff, beispielsweise einem Sinterstahl. Es können aber auchandere metallische Werkstoffe für das radial innere Ringelement 2 und/oder das radial äußereRingelement 3 verwendet werden, wobei das radial innere Ringelement 2 und/oder das radialäußere Ringelement 3 auch aus zumindest zwei unterschiedlichen metallischen Werkstoffenbestehen können.

[0028] Das Verbindungselement 4 besteht zumindest teilweise aus einem gummielastischenWerkstoff, beispielsweise aus einem (X)NBR ((carboxylierter) Acrylnitril- Butadien-Kautschuk), HNBR (Hydrierter Nitril-Kautschuk), einem Silikon- Kautschuk (VMQ), NR (Naturgummi), EPDM(Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk), CR (Chloropren-Kautschuk), SBR (Styrolbutadienkaut¬schuk) etc., wobei auch hier wiederum Werkstoffmischungen eingesetzt werden können.

[0029] Mit „zumindest teilweise“ ist gemeint, dass in dem Verbindungselement 4 z.B. Verstei¬fungselemente, wie z.B. Fasern und/oder Fäden, beispielsweise aus Metall, Kunststoff, Naturfa¬sern, etc., oder Stäbe, etc. eingelagert sein können. Vorzugsweise besteht das Verbindungs¬element 4 jedoch ausschließlich aus einem gummielastischen Werkstoff.

[0030] Das erste, radial innere Ringelement 2 weist eine in axialer Richtung verlaufende Aus¬nehmung 5, insbesondere eine Bohrung, auf. Dadurch kann das erste, radial innere Ringele¬ment 2 auf einer nicht dargestellten Welle angeordnet werden.

[0031] Das zweite, radial äußere Ringelement 3 weist an der radial äußeren Stirnfläche eineVerzahnung 6 mit Zähnen 7 auf. Diese Verzahnung 6 kann eine dem jeweiligen Anwendungsfalldes Zahnrades 1 angepasste Form aufweisen, beispielsweise für die Ausbildung eines Getrie¬bezahnrades. Weiter kann sich die Verzahnung 6 in axialer Richtung des Zahnrades 1 über diegesamte Breite des zweiten, äußeren Ringelementes 3 oder nur über einen Teilbereich dieserBreite erstrecken.

[0032] Das zweite, radial äußere Ringelement 3 ist in radialer Richtung oberhalb des ersten,radial inneren Ringelementes 2 angeordnet.

[0033] Zwischen dem ersten, radial inneren Ringelement 2 und dem zweiten, radial äußerenRingelement 3 ist das Verbindungselement 4 angeordnet. Mit diesem Verbindungselement 4werden das erste, radial innere Ringelement 2 und das zweite, radial äußere Ringelement 3 zurAusbildung des Zahnrades 1 miteinander verbunden.

[0034] Wie besser aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist eine Ringelementachse 8 in axialer Richtungdes radial zweiten Ringelementes 3 (in Fig. 2 mit einem Kreuz angedeutet) in radialer Richtungversetzt angeordnet zu einer Ringelementachse 9 in axialer Richtung des radial ersten Rin¬gelementes 2 (in Fig. 2 mit einem Kreuz angedeutet). Mit anderen Worten ausgedrückt ist daszweite, radial äußere Ringelement 3 exzentrisch, also nicht koaxial, zum ersten, radial innerenRingelement 2 angeordnet.

[0035] Um die Exzentrität auszubilden, kann ein äußerer Umfang 10 des ersten, radial innerenRingelements 2 von der Kreisgeometrie entsprechend abweichen, beispielsweise mit einereinseitigen Ausbauchung in radialer Richtung (d.h. annähernd nockenförmig) hergestellt sein.

[0036] Die Exzentrität kann bei dieser Ausführungsvariante aber auch mithilfe des Verbin-dungselementes 4 erzeugt werden. Dies vor allem deshalb, da das Verbindungselement 4vorzugsweise durch Aufvulkanisieren, insbesondere heiß Aufvulkanisieren, auf das erste, radialinnere Ringelement 2 und das zweite, radial äußere Ringelemente 4 erzeugt wird. Die Exzentri¬tät kann also erzeugt werden, in dem das zweite, radial äußere Ringelement 3 mit einem Ver¬satz seiner Ringelementachse 8 zur Ringelementachse 9 des ersten, radial inneren Ringele¬mentes 2 positioniert wird, und danach eine Kautschukmasse in den Spalt zwischen den beidenRingelementen 2, 3 eingebracht und vulkanisiert wird. Dies hat den Vorteil, dass die beidenRingelemente 2, 3 mit einer kreisringförmigen Geometrie ausgebildet und damit einfacher her¬gestellt werden können.

[0037] Ein radialer Abstand 11 der ersten Ringelementachse 9 von der zweiten Ringele¬mentachse 8 kann ausgewählt sein aus einem Bereich von 0,01 mm und 1 mm.

[0038] Die Zahndicke im Sinne der Erfindung und dem technischen Sprachgebrauch folgend istdefiniert als die Breite des Zahnes in Höhe des Teilkreises, wobei der Teilkreis der Kreis mitjenem Durchmesser ist, an dem die Werte für die Dicke der Zähne und die Weite der Lückeneiner Verzahnung gleich groß sind.

[0039] Gemäß einer Ausführungsvariante des Zahnrades 1 entsprechend den Fig. 1 und 2kann auch vorgesehen sein, dass das erste, radial innere Ringelement 2 und das zweite, radialäußere Rinqelement 3 konzentrisch zueinander angeordnet sind, dass sich also die beiden

Ringelementachsen 8, 9 decken. Um bei dieser Ausführungsvariante eine Exzentrität zu errei¬chen, kann vorgesehen sein, dass lediglich die Verzahnung 6 exzentrisch zu den beiden Rin¬gelementachsen 8,9 ausgebildet ist. Damit ist eine Rotationsachse der Verzahnung 6, um diesich die Zähne 7 während der Drehung des Zahnrades 1 drehen, ungleich der Ringelementach¬sen 8, 9, d.h. diese Rotationsachse ist radial versetzt zu den in axialer Richtung verlaufendenRingelementachsen 8, 9 ausgebildet. Die Rotationsachse kann dabei ebenfalls um den Abstand11, wie dies bereits voranstehend ausgeführt wurde, in radialer Richtung gegenüber den Rin¬gelementachsen 8, 9 versetzt sein, sodass in diesem Fall das Kreuz, das in Fig. 2 die Ringele¬mentachse 9 des zweiten, radial äußeren Ringelementes 3 darstellt, bei der gegenständlichenAusführungsvariante die Rotationsachse der Verzahnung 6 darstellt.

[0040] Anders ausgedrückt fallen die Rotationsachse des Zahnrades 1 an sich, die deckungs¬gleich mit der Ringelementachse 8 ist, und die Achse in axialer Richtung durch den Schwer¬punkt des Zahnrades 1 nicht zusammen, sondern ist diese Schwerpunktachse um den Abstand11 in radialer Richtung gegenüber der Ringelementachse 8 versetzt.

[0041] Diese Ausführungsvariante des Zahnrades 1 kann beispielsweise derart hergestelltwerden, dass in einem ersten Schritt die beiden Ringelemente 2, 3 koaxial zueinander ange¬ordnet und mit dem Verbindungselement 4 verbunden werden, und dass in einem weiterenSchritt die Verzahnung 6 exzentrisch zur Ringmittelachse 8 geschliffen wird.

[0042] In den folgenden Figuren 3 bis 6 sind jeweils weitere und gegebenenfalls für sich eigen¬ständige Ausführungsformen des Zahnrades 1 gezeigt (teilweise sind nur Ausschnitte aus demZahnrad 1 dargestellt), wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteil¬bezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1 und 2 verwendet werden. Um unnötigeWiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung zu den vorangegangenenFig. 1 und 2 hingewiesen bzw. Bezug genommen.

[0043] Alternativ oder zusätzlich zur voranstehend beschriebenen Ausführungsvariante desZahnrades 1 besteht auch die Möglichkeit, dass die Verzahnung 6 mit ungleichförmigen Zähnen7 ausgebildet ist.

[0044] Dazu kann gemäß einer ersten Ausführungsvariante der ungleichförmig ausgebildetenZähne 7 vorgesehen sein, dass die Verzahnung 6 exzentrisch zur ersten Ringelementachse 9in axialer Richtung des ersten, radial inneren Ringelementes 2 ausgebildet ist.

[0045] Zur Herstellung der exzentrisch ausgebildeten Verzahnung 6 können die Zähne 7 spa¬nend bearbeitet werden, insbesondere exzentrisch geschliffen werden. Dabei wird vorzugswei¬se nur eine Zahnflanke 13 der beiden Zahnflanken 13, 14 der Zähne 7 geschliffen. Zahnköpfe15 und/oder Zahnlücken 16 werden vorzugsweise nicht bearbeitet, wobei es jedoch möglich ist,die Zahnköpfe 15 und/oder die Zahnflanken 16 ebenfalls spanend zu bearbeiten, insbesonderezu schleifen.

[0046] Da das exzentrische Schleifen von Verzahnungen an sich aus dem Stand der Technikbekannt ist, wird auf weitere Ausführungen dazu verzichtet und sei dazu auf den einschlägigenStand der Technik zum Schleifen von Verzahnungen verwiesen.

[0047] Zum Schleifen der Verzahnung wird die zweite Ringelementachse 8 in axialer Richtungdes zweiten, radial äußeren Ringelementes 3 aus der Konzentrität zur ersten Ringelementach¬se 9 heraus in radialer Richtung verschoben (wie dies in Fig. 3 angedeutet ist) in einer Schleif¬maschine fixiert. Damit verläuft ein Teilkreis 17 der Verzahnung (die Definition des Teilkreises17 ist voranstehend wiedergegeben) im fertigen Zahnrad 1 exzentrisch, d.h. nicht koaxial, zumUmfang 10 des ersten, radial inneren Ringelementes 2.

[0048] Der radiale Abstand 11 zwischen der ersten Ringelementachse 9 in axialer Richtung desersten, radial inneren Ringelementes 2 und dem Mittelpunkt des Teilkreises 17 kann für dasSchleifen der Verzahnung 6 aus voranstehend genanntem Bereich für den Abstand 11 ausge¬wählt werden.

[0049] Das zweite, radial äußere Ringelement 3 wird dann in dem Zahnrad 1 in der Folge so angeordnet, dass das Zahnrad nach dem Unwuchtschwerpunkt ± 3 Zähne 7 ausgerichtet wird.

[0050] Anstelle des Schleifens kann jede andere geeignete Art der materialabtragenden Bear¬beitung der Verzahnung 6 angewandt werden.

[0051] Vorzugsweise ist die Verzahnung 6 um einen Wert exzentrisch zur ersten Ringele¬mentachse 9 in axialer Richtung des ersten, radial inneren Ringelementes 2 ausgebildet, derausgewählt ist aus einem Bereich von 0,01 mm bis 1 mm, bezogen auf die Drehachse desZahnrades 1.

[0052] Alternativ oder zusätzlich zu den voranstehend beschriebenen Ausführungsvariantendes Zahnrades 1 kann zur Ausbildung der ungleichförmigen Zähne 7 der Verzahnung 6 vorge¬sehen sein, dass die Zähne 7 mit einer unterschiedlichen Zahndicke 18 in Umfangsrichtungausgebildet sind, wie dies Ausschnittsweise in Fig. 4, die einen Ausschnitt aus dem zweiten,radial äußeren Ringelement 3 zeigt, dargestellt ist.

[0053] Die Zahndicke 18 der einzelnen Zähne 7 kann dabei um einen Wert verändert werden,der ausgewählt ist aus einem Bereich von 10 % bis 100 % der Zahndicke 18 des Zahnes 7 mitder geringsten Zahndicke 18.

[0054] Es ist dabei möglich, dass die Verzahnung 6 eine Abfolge von dickeren und dünnerenZähnen 7 aufweist, wobei auf einen dickeren Zahn 7 ein dünnerer Zahn 7 folgt. Die Verzahnung6 kann in diesem Fall nur Zähne mit zwei unterschiedlichen Zahndicken 18 aufweisen.

[0055] Es ist aber auch möglich, die Zähne 7 der Verzahnung mit mehreren unterschiedlicheZahndicken 18 auszubilden, beispielsweise drei, vier, fünf, sechs, etc., sodass also eine größe¬re Varianz der Zahndicken 18 in die Verzahnung 6 eingebracht wird. Die Anordnung kann dabeibeispielsweise so erfolgen, dass zwei oder mehrere dünnere Zähne 7 nebeneinander angeord¬net werden, und daran anschließend ein dickerer Zahn 7 oder mehrere dickere Zähne 7 ange¬ordnet werden, wie dies in Fig. 4 beispielhaft dargestellt ist.

[0056] Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Zahndicke 18 der Zähne 7 in Umfangsrich¬tung über den Bereich eines Kreissegmentes kontinuierlich zunimmt und über einen weiterenBereich eines daran anschließenden Kreissegments wieder kontinuierlich abnimmt, wobei auchmehrere Bereiche mit kontinuierlicher Zunahme und daran anschließender kontinuierlicherAbnahme der Zahndicke 18 in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sein können. Bei¬spielsweise können jeweils zwei oder drei oder vier oder fünf Bereiche mit kontinuierlicherZunahme der Zahndicke 18 angeordnet sein, die jeweils in Umfangsrichtung von einem Bereichmit kontinuierlicher Abnahme der Zahndicke 18 voneinander getrennt sind. Die Zahndicke 18kann dabei maximal um einen Wert vergrößert werden, der ausgewählt ist aus einem Bereichvon 5 % der Zahndicke 18 des dünnsten Zahnes 7 bis 100 % der Zahndicke 18 des dünnstenZahnes 7. Entsprechendes gilt für die Verringerung der Zahndicke 18.

[0057] Nach einer weiteren Ausführungsvariante des Zahnrades 1 kann vorgesehen werden,dass die Zähne mit einer Flankenballigkeit versehen ist, wobei die Flankenballigkeit der Zähneunterschiedlich ist. Es ist dazu in Fig. 5 ein Zahn 7 mit einer Flankenballigkeit dargestellt. Dieunterschiedlichen Flankenballigkeiten können dabei derart ausgebildet sein, dass ein Radiusder Flankenballigkeit variiert wird.

[0058] Hinsichtlich der Abfolge an Zähnen 7 mit unterschiedlicher Flankenballigkeit sei aufvoranstehende Ausführungen bzgl. der variierenden Zahndicke 18 verwiesen, die entsprechendangewandt werden können.

[0059] Zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, dass die Flan¬kenballigkeit zumindest einer Zahnflanke 13 innerhalb eines Zahnes 7 asymmetrisch ausgebil¬det ist, sodass sich beispielsweise ein vertiefter Bereich 20 der Flankenballigkeit in einer Rich¬tung verläuft, die in einem Winkel zur Axialrichtung des Zahnrades 1 verläuft.

[0060] Nach einer anderen Ausführungsvariante des Zahnrades 1 kann vorgesehen sein, dassdie Zahnradteilung über den Umfang der Verzahnung variiert.

[0061] Die Zahnradteilung bezeichnet dabei einen Abstand 22 von einem Zahn 7 zum nächstenauf Höhe des Teilkreises 17.

[0062] Diese Ausführungsvariante ist ebenfalls in Fig. 4 dargestellt.

[0063] Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass bei der Ausbildung der Zähne 7 mit unterschied¬licher Zahndicke 18 die Zahnradteilung, also der Abstand 22 zwischen den Zähnen 7, auchgleich groß sein kann.

[0064] Durch das exzentrische spanende Bearbeiten der Verzahnung 6 kann auch eine Wand¬stärke 24 in radialer Richtung zwischen einer radial innersten Kante 25 (Fig. 4) und einemFußkreis 26 der Verzahnung 6 des zweiten, radial äußeren Ringelementes 3 verringert werden.Dabei ist bevorzugt, wenn die Wandstärke 24 in radialer Richtung zwischen der radial innerstenKante 25 und dem Fußkreis 26 der Verzahnung 6 des zweiten, radial äußeren Ringelementes 3mindestens der Hälfte einer Zahnhöhe 27 in radialer Richtung der Zähne 7 der Verzahnung 6beträgt. Insbesondere kann diese Wandstärke 24 ausgewählt sein aus einem Bereich von 50 %der Zahnhöhe 27 bis 150 % der Zahnhöhe 27.

[0065] Wie in Fig. 6 dargestellt kann nach einer weiteren Ausführungsvariante des Zahnrades 1vorgesehen sein, dass axial äußere Kanten 28, 29, d.h. die Kanten 28, 29 im Übergangsbereichvon einer radial äußeren Stirnfläche 30 zu axialen Endflächen 31, 32, des ersten, radial innerenRingelementes 2 und axial äußere Kanten 33, 34, d.h. die Kanten 33, 34 im Übergangsbereichvon einer radial inneren Stirnfläche 35 zu axialen Endflächen 36, 37, des zweiten, radial äuße¬ren Ringelementes 3 abgerundet ausgeführt sind, also mit einer Rundung versehen sind.

[0066] Der Radius der Rundungen ist vorzugsweise ausgewählt aus einem Bereich von 0,1 mmbis 2 mm, insbesondere aus einem Bereich von 0,4 mm bis 1,5 mm.

[0067] Es ist möglich, dass der Radius aller Rundungen gleich groß ist. Es ist aber auch mög¬lich, dass zumindest eine der Rundungen einen zu den restlichen Rundungen unterschiedlichenRadius aufweist. Beispielsweise können die beiden Rundungen des ersten, radial inneren Rin¬gelementes 2 einen größeren Radius aufweisen, als die beiden Rundungen des zweiten, radialäußeren Ringelementes 3. Es ist aber auch möglich, dass die Rundungen im Bereich eineraxialen Seite des Zahnrades 1, also z.B. im Bereich der axialen Endflächen 31, 36, einen grö¬ßeren Radius aufweisen, also die Rundungen der zweiten axialen Seite des Zahnrades 1, alsoz.B. im Bereich der axialen Stirnflächen 32, 37. Mit diesen Ausführungsvarianten des Zahnra¬des 1, d.h. der unterschiedlichen Gestaltung der Rundungen, können unterschiedlichste Belas¬tungsfälle des Zahnrades 1 in axialer und radialer Richtung besser berücksichtigt werden.

[0068] Im einfachsten Fall sind die Rundungen 21 bis 24 als Teilkreise, beispielsweis Vierteil¬kreise, ausgeführt. Es sind aber auch andere Ausführungen der Rundungen möglich.

[0069] Wie aus Fig. 6 ersichtlich, kann sich das Verbindungselement 4 in axialer Richtung überdas erste, radial innere Ringelement 2 und das zweite, radial äußere Ringelement 3 vorstehendund in radialer Richtung das erste, radial innere Ringelement 2 und/oder das zweite, radialäußere Ringelement 3 teilweise überdeckend erstrecken. Das Verbindungselement 4 kann alsoinsbesondere einen zumindest annährend H-förmigen bzw. einen H-förmigen Querschnitt auf¬weisen.

[0070] Es ist aber auch möglich, dass das Verbindungselement 4 flächenbündig mit den axialenEndflächen 31, 32 des ersten, radial inneren Ringelementes 2 und/oder flächenbündig mit denaxialen Endflächen 36, 37 des zweiten, radial äußeren Ringelementes 3 ausgebildet ist.

[0071] Weiter kann vorgesehen sein, dass das erste, radial innere Ringelement 2 und/oder daszweite radial, äußere Ringelement 3 an zumindest einer der axialen Endflächen 31,32 bzw. 36,37, vorzugsweise in sämtlichen Endflächen 31, 32, 36, 37, zumindest eine Nut, insbesondereeine Ringnut, aufweist bzw. aufweisen und dass sich dass Verbindungselement 4 bis in dieseNut(en) erstreckt.

[0072] Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass das erste, radial innereRingelement 2 in der Stirnfläche 30 und/oder das zweite radial, äußere Ringelement 3 in der

Stirnfläche 35 zumindest eine Nut, insbesondere eine Ringnut, aufweist bzw. aufweisen unddass sich das Verbindungselement 4 bis in diese Nut(en) erstreckt.

[0073] Es können dabei auch mehrere Nuten nebeneinander angeordnet sein, sodass dieStirnfläche 30 und/oder die Stirnfläche 35 und/oder zumindest eine der Endflächen 31, 32 bzw.36, 37 in diesem Bereich bzw. diesen Bereichen in Art einer Verzahnung ausgebildet ist bzw.sind.

[0074] Weiter besteht die Möglichkeit, dass anstelle von Nuten zumindest ein Vorsprung an derStirnfläche 30 und/oder die Stirnfläche 35 und/oder zumindest eine der Endflächen 31, 32 bzw.36, 37 in diesem Bereich bzw. diesen Bereichen in Art einer Verzahnung ausgebildet ist bzw.sind.

[0075] Weiter besteht die Möglichkeit einer gemischten Ausführung, dass also beispielsweisean der Stirnfläche 30 des ersten, inneren Ringelementes 2 zumindest eine Nut und an derStirnfläche 35 des zweiten, äußeren Ringelementes 3 zumindest ein Vorsprung ausgebildet ist,der in Richtung auf die Stirnfläche 30 über die Stirnfläche 35 vorspringt.

[0076] Sämtliche Kanten in Bereich der Nut(en) können aus voranstehend genannten Gründenebenfalls mit einer Rundung versehen sein.

[0077] Zur Herstellung des Zahnrades 1 kann das Verbindungselement 4 vorgeformt werdenund danach mit dem ersten, radial inneren Ringelement 2 und dem zweiten, radial äußerenRingelement 3 verbunden werden, beispielsweise ausschließlich aufgrund der Haftreibung oderdurch die Verwendung eines Haftmittels, wie z.B. eines Klebstoffes.

[0078] In der bevorzugten Ausführungsvariante des Zahnrades 1 wird das Verbindungselement4 jedoch in einer entsprechenden Form auf das radial innere Ringelement 2 und das radialäußere Ringelement 3 aufvulkanisiert, insbesondere heiß aufvulkanisiert.

[0079] Für die Verbesserung der Verbindungsbildung besteht weiter die Möglichkeit, dass diezumindest einzelne, insbesondere sämtliche, Flächen zumindest im Bereich der Verbindung mitdem Verbindungselement 4 aufgeraut wird bzw. werden, beispielsweise durch (Sand)Strahlenoder durch Schleifen, etc.

[0080] Von Vorteil ist es aber auch, wenn zumindest in den Verbindungsbereichen offenporigeSinterbauteile für das erste, radial innere Ringelement 2 und/oder das zweite, radial äußereRingelement 3 verwendet werden, da damit ebenfalls eine Art Verkrallung zwischen dem Ver¬bindungselement 4 und dem ersten, radial inneren Ringelement 2 und/oder dem zweiten, radialäußeren Ringelement 3 erreicht werden kann.

[0081] Es kann weiter von Vorteil sein, wenn zumindest die Flächen des ersten, radial innerenRingelementes 2 und/oder des zweiten, radial äußeren Ringelementes 3 im Bereich der Ver¬bindung mit dem Verbindungselement 4 einer Plasmavorbehandlung bzw. Plasmaaktivierungunterzogen werden.

[0082] Der Vollständigkeit halber ist in Fig. 7 eine spielfreie Zahnradpaarung 38 gezeigt. Diesebesteht bzw. umfasst das Zahnrad 1 nach der Erfindung und ein weiteres Zahnrad 39. DieVerzahnung 6 des Zahnrades 1 steht zur Übertragung eines Drehmomentes mit einer Verzah¬nung 40 des weiteren Zahnrades 39 in Eingriff. Dabei können entweder das Zahnrad 1 oder dasweitere Zahnrad 39 angetrieben und das Zahnrad 1 vom weiteren Zahnrad getrieben oder dasweitere Zahnrad 39 vom Zahnrad 1 getrieben sein.

[0083] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Zahnrades 1,wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausfüh¬rungsvarianten untereinander möglich sind.

[0084] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Ver¬ständnis des Aufbaus des Zahnrades 1 dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäb¬lich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Zahnrad 31 Endfläche 2 Ringelement 32 Endfläche 3 Ringelement 33 Kante 4 Verbindungselement 34 Kante 5 Ausnehmung 35 Stirnfläche 6 Verzahnung 36 Endfläche 7 Zahn 37 Endfläche 8 Ringelementachse 38 Zahnradpaarung 9 Ringelementachse 39 Zahnrad 10 Umfang 40 Verzahnung 11 Abstand 12 Durchmesser 13 Zahnflanke 14 Zahnflanke 15 Zahnkopf 16 Zahnlücke 17 Teilkreis 18 Zahndicke 19 Radius 20 Bereich 21 Richtung 22 Abstand 23 Zahnkopfkreis 24 Wandstärke 25 Kante 26 Fußkreis 27 Zahnhöhe 28 Kante 29 Kante 30 Stirnfläche

Claims (8)

1. Patentansprüche 1. Zahnrad (1) umfassend ein erstes, radial inneres Ringelement (2) mit einer ersten Rin¬gelementachse (9) in axialer Richtung, ein zweites, radial äußeres Ringelement (3) mit ei¬ner zweiten Ringelementachse (8) in axialer Richtung und ein Verbindungselement (4),wobei das zweite, radial äußere Ringelement (3) eine, um eine Rotationsachse rotierbareVerzahnung (6) mit Zähnen (7) aufweist, wobei weiter das Verbindungselement (3) in ra¬dialer Richtung zwischen dem ersten, radial inneren Ringelement (2) und dem zweiten, ra¬dial äußeren Ringelement (3) angeordnet ist und mit dem ersten, radial inneren Ringele¬ment (2) und dem zweiten, radial äußeren Ringelement (3) verbunden ist, und wobei dasVerbindungselement (4) zumindest teilweise aus einem gummielastischen Werkstoff be¬steht, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ringelementachse (9) in axialer Richtungdes ersten, radial inneren Ringelementes (2) oder die Rotationsachse der Verzahnung (6)in radialer Richtung versetzt zur zweiten Ringelementachse (8) in axialer Richtung deszweiten, radial äußeren Ringelementes (3) verläuft und/oder dass die Verzahnung (6) mitungleichförmigen Zähnen (7) ausgebildet ist.
2. 2. Zahnrad (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (6) exzent¬risch zur ersten Ringelementachse (9) in axialer Richtung des ersten, radial inneren Rin¬gelementes (2) ausgebildet ist.
3. 3. Zahnrad (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (7) miteiner unterschiedlichen Zahndicke (18) in Umfangsrichtung ausgebildet sind.
4. 4. Zahnrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (7) mit einer Flankenballigkeit versehen sind, wobei die Flankenballigkeiten der Zähne (7)unterschiedlich sind.
5. 5. Zahnrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahn¬radteilung über den Umfang der Verzahnung (6) variiert.
6. 6. Zahnrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eineWandstärke (24) in radialer Richtung zwischen der radial innersten Kante (25) und einemFußkreis (26) der Verzahnung (6) des zweiten, radial äußeren Ringelementes (3) mindes¬tens so groß ist wie die Hälfte einer Zahnhöhe (27) der Zähne (7) der Verzahnung (6).
7. 7. Zahnrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Kanten(28, 29) des ersten, radial inneren Ringelementes (2) im Verbindungsbereich zwischendem ersten, radial inneren Ringelement (2) und dem Verbindungselement (4) und Kanten(33, 34) im Verbindungsbereich zwischen dem zweiten, radial äußeren Ringelement (3)und dem Verbindungselement (4) mit einer Rundung versehen sind.
8. 8. Zahnrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich dasVerbindungselement (4) in axialer Richtung über das erste, radial innere Ringelement (2)und das zweite, radial äußere Ringelement (3) vorstehend und in radialer Richtung daserste, radial innere Ringelement (2) und/oder das zweite, radial äußere Ringelement (3)teilweise überdeckend erstreckt. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen