DE102022106675A1

DE102022106675A1 - Zweiteiliges Zahnrad und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102022106675A1
Application number: DE102022106675.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Walter
Original assignee: FEV Group GmbH
Current assignee: FEV Group GmbH
Priority date: 2022-03-22
Filing date: 2022-03-22
Publication date: 2022-05-05
Also published as: DE102023104449A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein zweiteiliges Zahnrad, dessen Zähne einen Versatz aufweisen, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen zweiteiligen Zahnrads.Das zweiteilige Zahnrad (1) umfasst eine Schrägverzahnung (2), ein erstes Zahnradteil (3) und ein zweites Zahnradteil (4), wobei das erste und zweite Zahnradteil (3, 4) in einem zusammengefügten Zustand des zweiteiligen Zahnrads (1) gegen ein Verdrehen relativ zueinander gesichert sind, wobei das erste und zweite Zahnradteil (3, 4) jeweils eine seitliche Kontaktfläche (5a, 5b) aufweisen, über die die Zahnradteile (3, 4) miteinander in Verbindung stehen und wobei Zähne der Schrägverzahnung (2) auf dem ersten Zahnradteil (3) in einem zusammengefügten Zustand des zweiteiligen Zahnrads (1) an den Kontaktflächen (5a, 5b) einen in Umfangsrichtung des zweiteiligen Zahnrads (1) orientierten Versatz zu Zähnen der Schrägverzahnung (2) auf dem zweiten Zahnradteil (4) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein zweiteiliges Zahnrad mit einer Schrägverzahnung, dessen Zähne einen Versatz aufweisen, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen zweiteiligen Zahnrads.
Aus der EP2161478 B1 und EP2585737 B1 sind Zahnräder bekannt, die ein Hauptzahnrad, ein verdrehbares Zahnrad und ein dazwischen befindliches Federelement umfassen.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein zweiteiliges Zahnrad mit einer Schrägverzahnung, einem ersten Zahnradteil und einem zweiten Zahnradteil, wobei

- das erste und zweite Zahnradteil in einem zusammengefügten Zustand des zweiteiligen Zahnrads gegen ein Verdrehen relativ zueinander gesichert sind,
- das erste und zweite Zahnradteil jeweils eine seitliche Kontaktfläche aufweisen, über die die Zahnradteile miteinander in Verbindung stehen,
- Zähne der Schrägverzahnung auf dem ersten Zahnradteil in einem zusammengefügten Zustand des zweiteiligen Zahnrads an den Kontaktflächen einen in Umfangsrichtung des zweiteiligen Zahnrads orientierten Versatz zu Zähnen der Schrägverzahnung auf dem zweiten Zahnradteil aufweisen.

Unter dem Begriff „Schrägverzahnung“ wird verstanden, dass die Zähne des zweiteiligen Zahnrads nicht parallel zur Rotationsachse des Zahnrads verlaufen, sondern in einem Winkel zu dieser angeordnet sind.
Dadurch, dass die Zähne der Schrägverzahnung in einem zusammengefügten Zustand des zweiteiligen Zahnrads einen in Umfangsrichtung des zweiteiligen Zahnrads orientierten Versatz an den Kontaktflächen aufweisen, ermöglicht die Erfindung eine Erhöhung der effektiven Zahndicke. Bei einer auf den Einsatz mit einem weiteren Zahnrad abgestimmten Bearbeitung der seitlichen Kontaktflächen des zweiteiligen Zahnrads kann dadurch ein in Eingriff mit dem weiteren Zahnrad auftretendes Spiel ausgeglichen oder zumindest signifikant verringert werden.
Vorzugsweise sind das erste Zahnradteil und das zweite Zahnradteil auf einer gemeinsamen Welle fixiert.
Bevorzugt bildet das zweiteilige Zahnrad zusammen mit einem weiteren Zahnrad ein Zahnradpaar. Das zweiteilige Zahnrad und das weitere Zahnrad stehen aufgrund der bearbeiteten Kontaktfläche des zweiteiligen Zahnrads und des dadurch hervorgerufenen Versatzes der Zähne spielfrei in Eingriff.
Vorzugsweise wird ein solches Zahnradpaar in einem Getriebe, insbesondere eines Fahrzeugs, eingesetzt. Die mit der Gestaltung des zweiteiligen Zahnrads einhergehende Spielfreiheit des Zahnradpaars ermöglicht eine Reduzierung unerwünschter spürbarer und/oder hörbarer Schwingungen während des Betriebs des Getriebes.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines zweiteiligen Zahnrads mit Spielausgleich in einem Zahnradpaar, wobei das zweiteilige Zahnrad in ein erstes Zahnradteil und ein zweites Zahnradteil trennbar ist und wobei das Zahnradpaar das zweiteilige Zahnrad und ein weiteres Zahnrad umfasst, umfassend die Schritte:

S1) Bestimmen eines Spiels zwischen dem zweiteiligen Zahnrad und dem weiteren Zahnrad,
S2) Abtragen von Material des ersten und/oder zweiten Zahnradteils an einer seitlichen Kontaktfläche des ersten und/oder zweiten Zahnradteils zum Reduzieren des in Schritt S1 bestimmten Spiels,
S3) Zusammenfügen des ersten Zahnradteils und des zweiten Zahnradteils zum zweiteiligen Zahnrad,

Vorzugsweise erfolgt das Bestimmen des Spiels zwischen dem zweiteiligen Zahnrad und dem weiteren Zahnrad im Schritt S1 durch Messungen der Zahngeometrien des zweiteiligen Zahnrads und des weiteren Zahnrads oder mittels einer Zweiflankenwälzprüfung des zweiteiligen Zahnrads und des weiteren Zahnrads. Die Messungen und Prüfungen können sowohl am zusammengefügten zweiteiligen Zahnrad als auch am getrennten zweiteiligen Zahnrad, d.h. am ersten und/oder zweiten Zahnradteil erfolgen.
Bevorzugt erfolgt das Abtragen von Material des ersten und/oder zweiten Zahnradteils an der seitlichen Kontaktfläche des ersten und/oder zweiten Zahnradteils durch Abschleifen.
Weiterhin bevorzugt erfolgt das Zusammenfügen des ersten Zahnradteils und des zweiten Zahnradteils zum zweiteiligen Zahnrad durch eine Fixierung auf einer gemeinsamen Welle.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen zweiteiligen Zahnrads,
2 einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zahnradpaars,
3 ein Ausführungsbeispiel von Schritten eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt die schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zahnrads 1. Das zweiteilige Zahnrad 1 umfasst eine Schrägverzahnung 2, ein erstes Zahnradteil 3 und ein zweites Zahnradteil 4. Das erste Zahnradteil 3 und das zweite Zahnradteil 4 weisen jeweils eine seitliche Kontaktfläche 5a, 5b auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind das erste Zahnradteil 3 und das zweite Zahnradteil 4 so auf einer Welle 6 fixiert, dass sie über die Kontaktflächen 5a, 5b in Verbindung miteinander stehen und das zweiteilige Zahnrad 1 bilden. Eine Fixierung des ersten Zahnradteils 3 und des zweiten Zahnradteils 4 kann beispielsweise über eine nicht dargestellte Zentralschraube erfolgen.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Zahnradteile 3, 4 über die Kontaktflächen 5a, 5b stoffschlüssig miteinander verbunden, bspw. durch Kleben oder Schweißen.
Zähne der Schrägverzahnung 2 auf dem ersten Zahnradteil 3 weisen in einem zusammengefügten Zustand des zweiteiligen Zahnrads 1 an den Kontaktflächen 5a, 5b des zweiteiligen Zahnrads 1 einen Versatz zu Zähnen der Schrägverzahnung 2 auf dem zweiten Zahnradteil 4 auf. Der Versatz ist in Umfangsrichtung des zweiteiligen Zahnrads 1 orientiert.
Ein Querschnitt eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zahnradpaares 7 ist in 2 gezeigt. Das Zahnradpaar 7 umfasst das zweiteilige Zahnrad 1 aus 1 und ein weiteres Zahnrad 8, welche spielfrei miteinander in Eingriff stehen.
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Zahnradpaar 7 Teil eines Getriebes.
Ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Bearbeitung eines zweiteiligen Zahnrads 1 mit Spielausgleich in einem Zahnradpaar 7 ist in 3 gezeigt. Das zweiteilige Zahnrad 1 ist in ein erstes Zahnradteil 3 und ein zweites Zahnradteil 4 trennbar und das Zahnradpaar 7 umfasst das zweiteilige Zahnrad 1 und ein weiteres Zahnrad 8.
Im Schritt S1 des Verfahrens wird ein Spiel zwischen dem zweiteiligen Zahnrad 1 und dem weiteren Zahnrad 8 bestimmt. In diesem Ausführungsbeispiel des Verfahrens erfolgt das Bestimmen des Spiels aus Messungen der Zahngeometrien des zusammengefügten zweiteiligen Zahnrads 1 und des weiteren Zahnrads 8. Alternativ oder zusätzlich kann eine Zweiflankenwälzprüfung des zweiteiligen Zahnrads 1 und des weiteren Zahnrads 8 durchgeführt und daraus wiederum das Spiel zwischen dem zweiteiligen Zahnrad 1 und dem weiteren Zahnrad 8 abgeleitet werden. Außerdem kann das zweiteilige Zahnrad 1 in diesem Schritt alternativ in einem getrennten Zustand vorliegen, d.h. die Messungen und/oder Prüfungen finden an einem oder beiden Zahnradteilen 3, 4 statt.
Zum Reduzieren des in Schritt S1 bestimmten Spiels erfolgt in Schritt S2 in diesem Ausführungsbeispiel durch Abschleifen ein Abtragen von Material des zweiten Zahnradteils 4 an einer seitlichen Kontaktfläche 5b des zweiten Zahnradteils 4 zum Reduzieren des in Schritt S1 bestimmten Spiels. Alternativ kann in Schritt S2 ein Abtragen von Material des ersten Zahnradteils 3 an einer seitlichen Kontaktfläche 5a des ersten Zahnradteils 3 oder ein Abtragen von Material des ersten Zahnradteils 3 und des zweiten Zahnradteils 4 an seitlichen Kontaktflächen 5a, 5b des ersten und zweiten Zahnradteils 3, 4 erfolgen.
In Schritt S3 erfolgt daraufhin das Zusammenfügen des ersten Zahnradteils 3 und des zweiten Zahnradteils 4 zum zweiteiligen Zahnrad 1. Im Ausführungsbeispiel erfolgt das Zusammenfügen durch eine Fixierung auf einer gemeinsamen Welle 6. Durch das zuvor in Schritt S2 erfolgte Abtragen von Material weisen Zähne der Schrägverzahnung 2 auf dem ersten Zahnradteil 3 in einem zusammengefügten Zustand des zweiteiligen Zahnrads 1 an den Kontaktflächen 5a, 5b einen in Umfangsrichtung des zweiteiligen Zahnrads 1 orientierten Versatz zu Zähnen der Schrägverzahnung 2 auf dem zweiten Zahnradteil 4 auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2161478 B1 [0002]
EP 2585737 B1 [0002]

Claims

Zweiteiliges Zahnrad (1), umfassend eine Schrägverzahnung (2), ein erstes Zahnradteil (3) und ein zweites Zahnradteil (4), wobei - das erste und zweite Zahnradteil (3, 4) in einem zusammengefügten Zustand des zweiteiligen Zahnrads (1) gegen ein Verdrehen relativ zueinander gesichert sind, - das erste und zweite Zahnradteil (3, 4) jeweils eine seitliche Kontaktfläche (5a, 5b) aufweisen, über die die Zahnradteile (3, 4) miteinander in Verbindung stehen, - Zähne der Schrägverzahnung (2) auf dem ersten Zahnradteil (3) in einem zusammengefügten Zustand des zweiteiligen Zahnrads (1) an den Kontaktflächen (5a, 5b) einen in Umfangsrichtung des zweiteiligen Zahnrads (1) orientierten Versatz zu Zähnen der Schrägverzahnung (2) auf dem zweiten Zahnradteil (4) aufweisen.
Zweiteiliges Zahnrad (1) nach Anspruch 1, wobei das erste und zweite Zahnradteil (3, 4) auf einer Welle (6) fixiert sind.
Zahnradpaar (7), umfassend ein zweiteiliges Zahnrad (1) nach Anspruch 1 oder 2 und ein weiteres Zahnrad (8), wobei das zweiteilige Zahnrad (1) und das weitere Zahnrad (8) spielfrei miteinander in Eingriff stehen.
Getriebe, insbesondere eines Fahrzeugs, umfassend ein Zahnradpaar (7) nach Anspruch 3.
Verfahren zur Herstellung eines zweiteiligen Zahnrads (1) mit Spielausgleich in einem Zahnradpaar (7), wobei das zweiteilige Zahnrad (1) in ein erstes Zahnradteil (3) und ein zweites Zahnradteil (4) trennbar ist und wobei das Zahnradpaar (7) das zweiteilige Zahnrad (1) und ein weiteres Zahnrad (8) umfasst, umfassend die Schritte: S1) Bestimmen eines Spiels zwischen dem zweiteiligen Zahnrad (1) und dem weiteren Zahnrad (8), S2) Abtragen von Material des ersten und/oder zweiten Zahnradteils (3, 4) an einer seitlichen Kontaktfläche (5a, 5b) des ersten und/oder zweiten Zahnradteils (3, 4) zum Reduzieren des in Schritt S1 bestimmten Spiels, S3) Zusammenfügen des ersten Zahnradteils (3) und des zweiten Zahnradteils (4) zum zweiteiligen Zahnrad (1), wobei durch das Abtragen von Material in Schritt S2 Zähne der Schrägverzahnung (2) auf dem ersten Zahnradteil (3) in einem zusammengefügten Zustand des zweiteiligen Zahnrads (1) an den Kontaktflächen (5a, 5b) einen in Umfangsrichtung des zweiteiligen Zahnrads (1) orientierten Versatz zu Zähnen der Schrägverzahnung (2) auf dem zweiten Zahnradteil (4) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Bestimmen des Spiels zwischen dem zweiteiligen Zahnrad (1) und dem weiteren Zahnrad (8) im Schritt S1 durch Messungen der Zahngeometrien des zweiteiligen Zahnrads (1) und des weiteren Zahnrads (8) oder mittels einer Zweiflankenwälzprüfung des zweiteiligen Zahnrads (1) und des weiteren Zahnrads (8) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Abtragen von Material des ersten und/oder zweiten Zahnradteils (3, 4) an einer seitlichen Kontaktfläche (5a, 5b) des ersten und/oder zweiten Zahnradteils (3, 4) in Schritt S2 durch Abschleifen erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Zusammenfügen des ersten Zahnradteils (3) und des zweiten Zahnradteils (4) zum zweiteiligen Zahnrad (1) in Schritt S3 durch eine Fixierung auf einer gemeinsamen Welle (6) erfolgt.