DE10302072B3

DE10302072B3 - Welle, Getriebemotor, Verfahren zum Wiedermontieren einer Verbindung, Baureihe von Wellen und Verfahren zur Fertigung

Info

Publication number: DE10302072B3
Application number: DE10302072A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr.-Ing. Christ; Heinrich Zimmermann
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2023-01-22

Abstract

Welle zur Befestigung in einer Bohrung eines Aufnahmeteiles, DOLLAR A wobei die Welle unter Materialverformung und/oder Spanbildung beim Einführen in die Bohrung des Aufnahmeteiles verbunden ist, DOLLAR A wobei DOLLAR A die Welle und/oder zumindest die Bohrung des Aufnahmeteiles beschichtet ausgeführt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Welle, einen Getriebemotor, ein Verfahren zum Wiedermontieren einer Verbindung, eine Baureihe von Wellen und ein Verfahren zur Fertigung. Die Erfindung umfasst auch anstatt der Wellen entsprechend ausgeführte Schafte.

Aus der EP 0 339 380 B1 ist eine Vorrichtung zur koaxialen drehfesten Verbindung zweier Teile bekannt, bei der ein Quergewindestift zur axialen Fixierung eingesetzt wird. Die Vorrichtung ist jedoch aufwendig zu fertigen, da der Quergewindestift ein zusätzliches Teil darstellt und eine entsprechende, für diesen Quergewindestift geeignete Gewindebohrung zu fertigen ist.

Aus der DE 37 32 223 C2 ist ein Presspassungsaufbau für eine Rotorwelle bekannt. Dabei wird eine Welle mit ihrem verzahnten Bereich eingeführt in eine Bohrung eines Aufnahmeteils, wobei beim formschlüssigen Einpressen Späne entstehen. Zum Sammeln der beim formschlüssigen Einpressen entstehenden Späne sind Ringnuten vorgesehen. Außerdem weist die Welle mindestens zwei Passbereiche (4, 6, 7) auf. Die Fertigung des Presspassungsaufbaus ist somit insbesondere wegen der mindestens zwei Passbereiche und den Ringnuten aufwendig und kostspielig.

Aus der DE 41 34 552 A1 ist eine Ritzel-Befestigung für Planetengetriebe bekannt, bei der ein Ritzel mit einem Passbereich und einer genormten, gehärteten und geschliffenen Rändelverzahnung versehen ist und in das Aufnahmeteil bei erhöhter Temperatur eingepresst wird. Zum Sammeln der Späne sind ebenfalls Ringnuten vorgesehen. Der Passbereich und die Verzahnung weisen verschiedene Außendurchmesser auf. Die Fertigung dieser Ritzel-Befestigung ist ebenfalls aufwendig und kostspielig, insbesondere wegen den Ringnuten und den verschiedenen Außendurchmessern der Verzahnung und des Passbereichs.

Aus der EP 0 784 758 B1 ist eine Wellen-Befestigung bekannt, die zwei Passbereiche (1 und 2, Bereiche A und C) aufweist. Beim Einführen der Welle in die Bohrung eines Aufnahmeteils wird der Formschluss durch ein formschlüssigen Einpressen erreicht. Das Drehmoment wird von dem verzahnten oder gerändelten Bereich B übertragen. Nachteilig ist, dass der Bereich C kein Drehmoment übertragen kann. Relativbewegungen in den Bereichen A und C führen dabei zu Reibdauerbrüchen. Nachteilig ist weiter, dass zwei Passbereiche (Bereiche A und C) notwendig sind und somit eine große Baulänge notwendig ist. Außerdem ist die Fertigung zweier Passbereiche sehr kostspielig. Des Weiteren weist die Bohrung drei verschiedene Durchmesser auf, die ebenfalls aufwendig zu fertigen sind. Die notwendigen Bereiche A und C stellen ausschließliche Zentrierhilfen dar, die nichts zur Drehmomentübertragung beitragen.

Aus der EP 0 661 474 B1 ist eine Wellen-Befestigung bekannt, die ebenfalls zwei Passbereiche und eine Bohrung mit drei verschiedenen Durchmessern aufweist. Auch eine solche Wellen-Befestigung ist aufwendig zu fertigen. In einer anderen Variante derselben Schrift wird auch eine Wellenbefestigung mit nur zwei verschiedenen Durchmessern der Bohrung offenbart. Auch diese Variante ist kostspielig, da die Passbereiche und die Innenwände der Bohrung derart genau bearbeitet werden müssen, dass einerseits beim Einführen der Welle zum Einpressen in die Bohrung des Aufnahmeteils keine Späne entstehen und andererseits nach Einführen, also im eingepressten Zustand nach Montage, keine Zwischenräume zwischen der Welle und der Innenwand der Bohrung entstehen. Das Drehmoment wird von dem verzahnten oder gerändelten Bereich B übertragen. Nachteilig ist auch, dass der Bereich A kein Drehmoment übertragen kann. Die notwendigen Bereiche A und C stellen ausschließliche Zentrierhilfen dar, die nichts zur Drehmomentübertragung beitragen.

Bei dem Stand der Technik ist nach dem Lösen der dort beschriebenen Verbindung ein Wiederverwendung nicht mehr vorteilhaft ausführbar.

Aus der DE 197 18 307 A1 ist eine Pressverbindung bekannt, bei der eine weiche Kupfer und/oder Zink-Beschichtung vorgesehen ist. Somit ist es ermöglicht bei wiederholtem Drehen und gleichzeitigem Anpressen eine stoffschlüssige Zusatzverbindung zu schaffen, indem bei dieser Bewegung ein hoher Druck und eine hohe Temperatur erzeugbar und diese dann den Stoffschluss bewirken können. Nachteilig ist dabei, dass keine Wiederverwendung der Verbindung ermöglicht ist.

Aus der DE 195 15 180 A1 ist eine Welle zur Kraftübertragung bekannt, bei der allerdings nachteiligerweise Axialkräfte mittels äußerer und innerer Verformungen abgefangen werden müssen und ebenfalls keine Wiederverwendung ermöglicht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellen-Befestigung weiterzubilden, wobei die Service-Kosten gering gehalten werden und die Wellen-Befestigung kostengünstig mit wenig Aufwand herstellbar und über eine große Standzeit betreibbar sein soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Welle nach den in Anspruch 1, bei dem Getriebemotor nach den in Anspruch 6, bei dem Verfahren nach Anspruch 7, bei der Baureihe nach den in Anspruch 8, bei der Welle nach Anspruch 20 oder 21 und bei dem Verfahren nach den in Anspruch 22 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wesentliche Merkmale der Erfindung sind dabei, dass die Welle zur Befestigung in einer Bohrung eines Aufnahmeteiles vorsehbar ist, wobei die Welle unter Spanbildung beim Einführen in die Bohrung des Aufnahmeteiles formschlüssig verbunden ist, wobei die Welle und/oder zumindest die Bohrung des Aufnahmeteils beschichtet ausgeführt ist.

Alternativ sind wesentliche Merkmale der Erfindung, dass die Welle zur Befestigung in einer Bohrung eines Aufnahmeteiles vorsehbar ist, wobei die Welle unter Materialverformung beim Einführen in die Bohrung des Aufnahmeteiles formschlüssig verbunden ist, wobei die Welle und/oder zumindest die Bohrung des Aufnahmeteils beschichtet ausgeführt ist, wobei die Beschichtung zur Erzeugung eines Übermaßes an Material vorgesehen ist.

Vorteilig ist bei der Erfindung, dass die kostspielig herzustellende Rotorwelle wiederholt verwendet werden kann und nicht neu hergestellt werden muss. Außerdem kann auch die Welle wiederverwendet werden. Darüber hinaus können die Rotonnrelle und die Welle dieselben Sachnummern in der Teileverwaltung behalten, wodurch die Teilevielfalt reduzierbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Beschichtung als eine PVD-Beschichtung, also physical vapor deposition, ausgeführt. Vorteilig ist dabei, dass ein industriegängiges, und daher kostengünstiges Verfahren anwendbar ist, das auch eine hohe Qualität sichert. Alternativ ist die Beschichtung als eine plasmainduzierte Beschichtung, eine PECVD- Beschichtung, oder mittels APS, also atmosphärischem Plasmaspritzen, Plasmanitrieren, Bedampfen ausgeführt. Vorteilig sind dabei die dem Fachmann bekannten Vorzüge der jeweiligen Verfahren.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Beschichtung aus WC, WC/C, TiN, TiCN, CrN oder TiC ausgeführt. Von Vorteil ist auch, dass zusätzlich eine hohe Härte erreichbar ist und die Beschichtung in der kostengünstigen Weise nach Stand der Technik erzeugbar ist, insbesondere mittels eines Bades durch bloßes Eintauchen.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Beschichtung zur Erzeugung eines Übermaßes an Material vorgesehen, um eine wiederholte materialverformende und/oder spanbildende Montage ausführbar zu machen. Von Vorteil ist dabei, dass die Wiederholte Verwendbarkeit in einfacher und kostengünstiger Weise herstellbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das mittels der Beschichtung erzeugte Übermaß kleiner als 10 μm. Von Vorteil ist dabei, dass die Beschichtung schnell aufbringbar ist und die Welle mit gleichem oder ungefähr gleichem Übermaß einpressbar ist. Falls das Übermaß nicht in gleicher Weise erreichbar ist, ist allerdings zu beachten, dass eine höhere Einpresskraft erreichbar ist, weil die härtere Beschichtung die Materialverformung mehr auf die nicht beschichtete Seite verschiebt.

Wesentliche Merkmale der Erfindung sind dabei, dass der Rotor des Elektromotors als Aufnahmeteil mit einer Bohrung ausgeführt ist und die Welle darin materialverformend und/oder spanbildend befestigt ist, wobei die Welle in einem Endbereich mit einer Verzahnung versehen ist, die im Eingriff steht mit zumindest einem weiteren Verzahnungsteil des Getriebes, wobei die Welle und/oder zumindest die Bohrung des Aufnahmeteils beschichtet ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Welle, insbesondere Ritzelwelle, ebenso wiederverwendbar ist wie die Rotorwelle.

Wesentliche Merkmale der Erfindung sind dabei, dass das Verfahren zum Wiedermontieren einer Verbindung wobei

– eine Welle und ein Aufnahmeteil, die materialverformend und/oder spanbildend verbunden sind, voneinander gelöst werden,
– die Welle und/oder zumindest die Bohrung des Aufnahmeteils mit einer Beschichtung versehen werden,
– die Welle und das Aufnahmeteil wiederum materialverformend und/oder spanbildend verbunden werden.

Von Vorteil ist dabei, dass das Verfahren eine Wiederverwendung der voneinander gelösten Teile ermöglicht und einfach und kostengünstig ausführbar ist, insbesondere auch in weltweit verteilten, von der zentralen Fertigungsstätte weit entfernten kundennahen Service-Centern.

Die Baureihe von Wellen zur Befestigung in einer Bohrung eines Aufnahmeteiles umfasst dabei mindestens zwei verschiedene Baugrößen, die jeweils verschiedene Varianten von Wellen umfassen.

Wesentliche Merkmale der Erfindung bei der Baureihe sind, dass

a) die Welle jeweils mindestens fünf axiale Bereiche A, B, C, D und F besitzt, die in alphabetischer Reihenfolge der sie bezeichnenden Buchstaben aneinandergrenzen und von denen F einen größeren Außendurchmesser als A, B und/oder C hat;
b) innerhalb einer Baugröße mehrere Varianten von Wellen umfasst sind, die im Bereich F der Welle jeweils verschieden verzahnt sind, insbesondere verschiedene Außendurchmesser aufweisen;
c) bei der Welle der Bereich C verzahnt und/oder gerändelt ist;
d) innerhalb einer ersten Baugröße mindestens bei einer ersten Variante die Welle im Bereich A und B nicht verzahnt ist;
e) innerhalb der ersten Baugröße bei mindestens einer zweiten Variante die durch die Zahnlücken der Verzahnung des Bereiches F gebildeten Ausnehmungen sich in ihren Fußzonen mindestens teilweise auch in den Bereich B oder in den Bereich B und A der Welle erstrecken;
f) die Bohrung im Aufnahmeteil mindestens in drei axial aneinandergrenzende Bereiche G', H' und J' aufgeteilt ist, wobei der Bereich G' bei in dem Aufnahmeteil befestigter Welle dem Bereich A zugeordnet ist und wobei der Bereich N' bei in dem Aufnahmeteil befestigter Welle dem Bereich C zugeordnet ist, und der Bereich J' sich an den Bereich B' anschließt;
g) die Bohrung im Aufnahmeteil im Bereich G' einen Innendurchmesser aufweist, der mathematisch gleich oder größer ist als ein Wert d;
h) der Wellenbereich A den aufnahmeteil-seitigen Teilbereich A1 und den sich an diesen anschließenden Teilbereich A2 umfasst, wobei der Teilbereich A1 einen Außendurchmesser aufweist, der dem Durchmesser d des Bereiches G' derart gleicht oder kleiner ist und der Außendurchmesser des Teilbereiches A2 derart gleich oder größer ist als der Außendurchmesser im Teilbereich A1, dass bei in dem Aufnahmeteil eingepresster Welle eine kraftschlüssige Verbindung vorgesehen ist;
i) der Wellenbereich B sich an den Bereich A2 anschließt und der Bereich C sich an den Bereich B anschließt, wobei der Außendurchmesser des Bereiches B gleich oder kleiner ist als der Außendurchmesser des Bereiches C;
j) bei in dem Aufnahmeteil eingepresster Welle diese mit ihrem verzahnten oder gerändelten Bereich C infolge des Einpressens der Welle formschlüssig in den Bereich H' der Bohrung eingeschnitten ist.

Vorteiligerweise überträgt die kraftschlüssige Verbindung im Bereich A2 auch Axialkräfte. Von Vorteil ist weiter, dass eine zentrische Aufnahme der zu befestigenden Welle oder des Schaftes, insbesondere Ritzelschaftes, geschaffen ist. Nach Einhalten entsprechend hoher Montagegenauigkeiten treten die Bereiche A, B, C, D und F während des Einpressens nacheinander in die Bohrung des Aufnahmeteils ein. Der Teilbereich A1 und der Bereich B zentrieren dabei vor und führen die Welle während der Montage. Da der Durchmesser des Bereiches A kleiner ist als der Innendurchmesser des Bereiches G', wird erst bei Eintreten des Bereiches A, insbesondere A2, der Welle eine genaue Zentrierung ermöglicht. Denn der Durchmesser des Bereiches A1 ist etwas kleiner ausführbar als der Außendurchmesser des Bereiches A2, insbesondere ein bis sechs Hundertstel. Somit führt bei weiterem Einpressen der Bereich A2 die Welle zentrisch. Dadurch ist vorteiligerweise eine hohe Stabilität gegen Querkräfte gegeben. Statt der erwähnten Durchmesser-Differenz im Bereich von ein bis sechs Hundertstel sind auch andere Durchmesserdifferenzen verwendbar, insbesondere unter Anwendung von Temperaturdifferenzen zwischen Aufnahmeteil und Welle beim Einpressen.

Durch die beschriebenen Bereiche A1 und B ist der Bereich A2 zusammen mit G' als Presspassung ausführbar, wobei wegen des nicht vorhandenen Spiels eine höhere Zentriergenauigkeit erreichbar ist. Daher ist weiter vorteilig, dass Axialkräfte im Bereich dieser Presspassung übertragbar sind.

Beim weiteren Einführen der Welle werden dann die Bereiche A, B und C eingepresst. Somit entsteht im gerändelten oder verzahnten Bereich C eine formschlüssige Verbindung.

Die eigentliche Kraft- und Drehmomentübertragung ist mittels der formschlüssigen Verbindung im Wesentlichen im Bereich C ermöglicht.

Der Außendurchmesser im Bereich B ist kleiner als der Außendurchmesser im Bereich C, beispielsweise ein bis drei Zehntel kleiner. A1 und B sind vorteiligerweise derart ausgeführt, dass bei der Montage beim Ansetzen ein manuelles Einfädeln möglich ist.

Weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Fertigung der Welle vereinfacht und kostengünstig ist. Insbesondere ist das Überschleifen in einem Arbeitsgang ermöglicht, wobei der radiale Abstand des Bearbeitungswerkzeuges über den axialen Bereich hinweg anpassbar ist.

Von Vorteil ist außerdem, dass die Fertigungs- und Lagerkosten gering gehalten werden, weil keine Kupplungen zwischen der Welle, insbesondere umfassend getriebeseitige Laufverzahnung, und dem Aufnahmeteil notwendig sind. Daher ist die Wellen-Befestigung kostengünstig mit wenig Aufwand herstellbar.

Von Vorteil ist auch, dass das Aufnahmeteil an seinem Ende mit einer Zentriereinrichtung vorsehbar ist, die zur zentrischen Aufnahme der Welle dient. Weil die axiale Ausdehnung des Bereiches A gleich oder größer ist als der Bereich H', ist die Welle während des Einführens der Welle in die Bohrung des Aufnahmeteils, insbesondere beim Einpressen der Rändelung des Bereiches C in das Material des Aufnahmeteils im Bereich N', geführt, weil der Außendurchmesser des Einsteckritzels im Bereich B dem Innendurchmesser des Aufnahmeteils im Bereich N' zum Einfädeln anpassbar ist. Somit ist die Welle beim Einfädeln und Einführen zentrisch gehalten. Die Bereiche A1 und B bilden also eine Zentriereinrichtung und/oder Zweipunktlagerung beim Einführen.

Darüber hinaus weist die Bohrung nicht mehrere sondern nur zwei verschiedene, einfach zu fertigende Bohrungsinnendurchmesser auf, nämlich im Bereich G' einen kleineren als im Bereich H'.

Wesentlicher Vorteil ist auch, dass die zentrische Führung durch die entsprechend ausgelegten, zueinander liegenden Bereich A1 und G' mit zunehmendem Einführen der Welle stärker wird. Gleiches gilt dann bei weiter zunehmendem Einführen auch für A2 mit G'. Querkräfte bewirken bei zunehmendem Einführen also eine immer geringere radiale Auslenkung der Welle.

Weiterer Vorteil ist bei der Erfindung, dass die Welle in den Bereichen A, B und C möglichst groß ausführbar sind, insbesondere nur wenig kleiner als der Außendurchmesser des verzahnten Bereiches F. Dies führt zu einer hohen Festigkeit, insbesondere bei Torsion. Bei anderen Varianten der Baureihe ist allerdings der Außendurchmesser des Bereiches F erheblich größer ausführbar, da die Verzahnungsdaten sich entsprechend unterscheiden. In diesem Fall ist der Bereich D zur Verminderung der Kerbwirkung vorteilhaft. Ohne den Bereich D wäre die Welle dann nur zur Übertragung geringer Drehmomente und zur Aufnahme geringer Axialkräfte und/oder Radialkräfte verwendbar. Die genaue Form des Bereiches D ist durch Berechnungen mit Finite-Elemente-Methode optimierbar.

Weiterer Vorteil ist bei der Erfindung, dass die Ausnehmungen der Zahnlücken des Bereiches F über den Bereich D, C und in den Bereich B und verzahnungsdatenabhängig auch in den Bereich A hineinlaufen dürfen, ohne dass die Festigkeit oder andere wesentliche Eigenschaften der Wellen-Befestigung beachtenswert verschlechtert wären. Also ist auch mit der vorliegenden Erfindung die Verzahnung des Bereiches einfach und kostengünstig fertigbar bei gleichzeitig möglichst großem Durchmesser im Bereich C, B und A der Welle, also hoher Festigkeit. Die genaue Form des Verlaufes hängt von den Verzahnungsdaten des Bereiches F ab.

Wesentlicher Kern der Erfindung ist, dass vorteiligerweise mit einer nur einseitigen Führung beim Einführen eine ausreichend hohe Zentriergenauigkeit erreichbar ist. Die Größe der Zentriergenauigkeit reicht sogar für einen Servoantrieb aus, insbesondere bei der Verbindung des Servomotors mit dem Servogetriebe. Gerade bei einem mit dem Servomotor zu verbindenden, schnell laufenden Planetengetriebe ist nämlich eine hohe Genauigkeit einzuhalten. Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist die Welle im Bereich F sogar als Sonne der eintreibenden ersten Getriebestufe verwendbar. Dabei ist eine hohe Zentriergenauigkeit der Welle einzuhalten, da die Sonne der ersten Getriebestufe, insbesondere des schnell laufenden Servogetriebes, äußerst genau zu zentrieren ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind innerhalb der Baugröße die im Bereich F verschieden verzahnten Varianten, also zumindest die erste Variante und die zweite Variante, jeweils in einem gleichen Aufnahmeteil befestigbar. Von Vorteil ist dabei, dass das Aufnahmeteil als eine Kupplung zur Verbindung mit einem Motor ausführbar ist, wobei die Kupplung für die verschiedenen Varianten immer gleich ausgeführt ist. Die Schnittstelle, also Verbindung, zwischen Welle und Aufnahmeteil ist also nur derart durch Verschneiden variiert, dass der Zapfen der Welle mit der Bohrung im Aufnahmeteil kraftschlüssig verbindbar ist unter Beibehaltung der erfindungsgemäßen Vorteile. Somit ist die getriebeseitige Verzahnung, also der verzahnte Bereich F, verschieden ausführbar und somit sind auch verschiedene Getriebeübersetzungen vorsehbar bei gleichem Aufnahmeteil. Der Motor wird dabei dann in derjenigen Baugröße gewählt, die zu der Baugröße des Getriebes passt, ohne Über- oder Unterdimensionierungen aufzuweisen.

Bei einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Baureihe von Wellen innerhalb einer Baugröße Varianten, also zumindest die erste Variante und die zweite Variante, die im Bereich F gleich verzahnt sind und jeweils in verschieden großen Aufnahmeteilen, insbesondere Motorwellen von Motoren verschiedener Baugrößen, befestigbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass das Getriebe direkt an Motoren einer Motoren-Baureihe, die mehrere Baugrößen von Motoren umfasst, anbaubar ist. Somit ist als ein direktes Anschließen, also ein sogenannter Direktanbau, eines Getriebes an die verschiedenen Motoren, insbesondere an die verschieden großen Motorwellen der Motoren verschiedener Baugrößen innerhalb der Motoren-Baureihe. Durch diesen Direktanbau wird der gesamte Antrieb, umfassend Motor und Getriebe, kompakter und erfordert also weniger Bauvolumen. Außerdem ist auf diese Weise auch ein auf den ersten Blick überdimensioniert erscheinender Motor, also ein Vertreter einer großen Baugröße der Motoren-Baureihe, anschließbar, der dann aber mit reduzierten Betriebswerten, also nicht dem Nennmoment oder dem Spitzenmoment, betrieben wird. Dies bringt thermische und steuerungstechnische Vorteile. Insbesondere kann auch bei kurzen Taktzeiten ein großes Moment ans Getriebe übertragen werden. Um dieses Befestigen der Welle an verschieden großen Motorwellen ausführen zu können, ist nur die Welle in verschiedenen Varianten vorzuhalten. Eine spezielle Kupplung ist entbehrlich. Somit wird auch die Teilevielfalt reduziert und es werden die Lagerkosten und der Verwaltungsaufwand gesenkt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im Bereich D ein radialer Übergang von dem etwas größeren Außendurchmesser des Bereiches F der Welle auf den etwas kleineren Außendurchmesser des Bereiches C vorgesehen. Vorteilhafterweise ist somit die Kerbwirkung und somit Versagensgefahr vermindert.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Welle eine sogenannte Spiralnut im Bereich A zur Entlüftung auf, also eine sich am Umfang entlang schraubende Nut. Überraschend ist dabei, dass die Festigkeit nicht leidet, obwohl die Spiralnut im Bereich A. Die Spiralnut schneidet dabei die auslaufenden Ausnehmungen der Verzahnung des Bereiches F, die verzahnungsdatenabhängig ebenfalls bis in den Bereich A hineinlaufen. Da die Spiralnut darüber hinaus einfach und kostengünstig zu fertigen ist, ist eine Entlüftung beim Einführen der Welle erreicht, ohne dass die Festigkeit oder andere wesentliche Eigenschaften verschlechtert wären. Die Entlüftung hat den Vorteil zur Folge, dass die Zentrierung einfacher und mit geringeren Querkräften ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Verzahnung im Bereich F der Welle schräg verzahnt ausgeführt mit einem nichtverschwindenden Schrägungswinkel. Von Vorteil ist, dass somit besonders geräuscharme Getriebe herstellbar sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Bereich J' der Bohrung gleichzeitig als Zentrierhilfe und Fertigungshilfe ausgeführt, insbesondere zur Verwendung bei der Werkstückaufnahme. Von Vorteil ist außerdem, dass das Aufnahmeteil beim Fertigen auf Spitzen aufspannbar ist und somit eine hohe Rundlaufgenauigkeit der Bohrung erzielbar ist. Diese Fertigungshilfe ist dabei derart ausführbar, dass sie gleichzeitig als Zentrierhilfe beim Einfädeln der Welle in die Bohrung des Aufnahmeteils verwendbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Aufnahmeteil eine Montagenut auf zum Eingreifen und Abstützen eines Werkzeuges, mit der die Welle in das Aufnahmeteil einpressbar ist. Von Vorteil ist, dass somit die geforderte Zentriergenauigkeit beim Einpressen erreichbar ist.

Bei dem Verfahren zur Fertigung einer Wellen-Befestigung ist wesentlich, dass während des Einführens und/oder Einpressens eine Temperatur des Aufnahmeteils, insbesondere in seinem Inneren, und eine Temperatur der Welle, insbesondere in ihrem Inneren, ungleich sind, insbesondere unterscheidet sich die Temperatur des Aufnahmeteils und die Temperatur der Welle um mehr als 60 Kelvin. Von Vorteil ist dabei, dass eine besonders feste, in Teilbereichen des Bereiches A kraftschlüssige Verbindung nach Temperaturausgleich und dadurch bewirkter Schrumpfung entsteht. Überraschend ist dabei, dass je nach Auslegung die auf diese Weise entstandene Verbindung im Bereich A der Welle stärker vorsehbar ist, als die formschlüssige Verbindung im Bereich C.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der 1a ist eine Welle 1 und ein mit einer Bohrung 3 versehenes Aufnahmeteil 4 jeweils separat gezeigt,
In der 1b ist die Welle 1 und das Aufnahmeteil 4 bei Montagebeginn, also beim Einfädeln der Welle in das Aufnahmeteil 4 gezeigt.
In der 1c ist die Welle 1 und das Aufnahmeteil 4 bei Montageende, also im eingepressten befestigten Zustand, gezeigt.
In der 2 ist der Anbau verschiedener Wellen der Baureihe an ein Aufnahmeteil, beispielsweise eine Kupplung, gezeigt. Dabei sind die verschiedenen Wellen jeweils einzeln mit 2a, 2b und 2c gekennzeichnet.
In der 3a, 3b und 3c ist der Anbau einer mit verschiedenen Zapfen ausgeführten Welle an entsprechend verschiedene Aufnahmeteile, beispielsweise als Direktanbau an verschiedene Motorwellen einer Motoren-Baureihe, gezeigt.
In der 1a ist ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel gezeigt. Dabei weist die Welle 1 an ihrem Aufnahmeteil-seitigen Ende einen zylindrische Bereiche A auf, wobei der Bereich A einen Teilbereich A1 und einen Teilbereich A2 umfasst. Der Außendurchmesser des Bereiches A1 ist etwas kleiner als im Teilbereich A2, damit ein Einfädeln in die Bohrung schnell und einfach ausführbar ist. An den Bereich A schließen sich gerändelte Bereich B und C an, wobei der Außendurchmesser im Bereich B zum schnellen und einfachen Einfädeln wiederum kleiner ist als im Bereich C. Der Außendurchmesser im Bereich B ist aber größer als der Außendurchmesser im Bereich A1 und A2. Bei der Fertigung werden die Bereiche B und C zuerst mit einem Rändel versehen, danach gehärtet und am Ende durch Überschleifen auf definierte Außendurchmesser gebracht.
Das Verzahnen, also Fertigen der Verzahnung, des Bereiches F umfasst die üblichen Fertigungsverfahren, wie insbesondere Fräsen unter Einsatz eines Fräsers oder Schleifen mittels einer Schleifscheibe. Wenn der Fußkreisradius der Verzahnung im Bereich F, also der jeweils tiefste Punkt der Zahnlücken, kleiner ist als der Außenradius, also der jeweils größte Radius, im Bereich D, C, B und A wird dabei auch in diesen benachbarten Bereich C und auch in den Bereich B zumindest teilweise eingeschnitten, weil das jeweilige Werkzeug auf einem Radius arbeitet. Die durch die Zahnlücken der Verzahnung des Bereiches F gebildeten Ausnehmungen erstrecken sich somit abhängig von den Verzahnungsdaten in ihren Fußzonen mindestens über die Bereiche D und C. Abhängig von den Verzahnungsdaten erstrecken sie sich auch in den Bereich B oder sogar in den Bereich A.
Die axiale Ausdehnung der sich erstreckenden Zahnlücken hängt vom Radius der Werkzeuge und von den Dimensionierungen und Abmessungen der Welle ab. Wenn der Fußkreisradius der Verzahnung im Bereich F größer ist als der Außenradius im Bereich B und A, wird in die Bereiche A und B keine Verzahnungslücke eingeschnitten.
Der Bereich C ist gerändelt und es verlaufen die Zahnlücken der Verzahnung durch den Bereich C. Der Bereich B ist ebenfalls gerändelt wie der Bereich C, wobei aber der Außendurchmesser reduziert ist gegenüber dem Außendurchmesser im Bereich C. Der Bereich D weist keine Rändelung auf. Somit ist für den Bereich B und C zum Erzeugen der Rändelung ein einfaches und kostengünstiges Werkzeug verwendbar.
Das Aufnahmeteil 4 weist eine Bohrung 3 auf, die mindestens zwei verschiedene Innendurchmesser in den beiden Bereichen G' und H' aufweist. Dabei ist die axiale Länge des wellenseitig angeordneten Bereiches H' abgestimmt auf die axiale Entfernung zwischen den Bereichen A1 und B. Insbesondere gleicht die axiale Länge von H' der axialen Länge von A2. Somit ist ein Einfädeln leicht möglich und eine Zweipunktlagerung ab Beginn des Einfädelns vorhanden, wobei die Zweipunktlagerung eine Zentrierung beim Montieren bildet. Die axiale Länge des Bereiches G' ist gleich oder größer als die axiale Länge des Bereiches A der Welle.
Der Innendurchmesser der Bohrung des Aufnahmeteils ist im Bereich G' größer oder gleich dem Wert d. Besonders geeignet ist die Toleranz H7. Der Bereich A1 der Welle weist einen kleineren Außendurchmesser als den Wert d auf. Insbesondere ist die Toleranz h6 geeignet. Im Bereich A2 wird zur Erzeugung einer kraftschlüssigen Verbindung mit dem Bereich G' der Bohrung ein etwas größerer Außendurchmesser als der Wert d verwendet. Somit wird beim Einpressen im Bereich A1 Material etwas verformt und eine hoch tragfähige, reibschlüssige Verbindung erzeugt. Allerdings ist die Differenz des Wertes des Außendurchmessers und des Wertes des Innendurchmessers im Bereich G' zwischen 10 μm und 100 μm, vorzugsweise 30 μm.
Die Verzahnung des Bereiches F ist bei einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel mit einer Schrägverzahnung ausgeführt. Daher und wegen der reib- und kraftschlüssigen Verbindung im Bereich A1 und A2 ist ein besonders geräuscharmer Betrieb der den Bereich F umfassenden Getriebestufe ermöglicht.
Bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist der Bereich F als Geradverzahnung ausgeführt zur Verwendung als Sonne bei einer eintreibenden Planetengetriebestufe.
In den gerändelten Bereich C wird bei der Fertigung der Verzahnung des Bereiches F eingeschnitten. Somit ist die Rändelung des Bereiches C unabhängig von den Verzahnungsdaten des Bereiches F immer gleich ausführbar. Dies hat zum Vorteil, dass beim Einführen der Welle 1 in die Bohrung 3 des Aufnahmeteils immer dieselbe Rändelung in das Aufnahmeteil eingedrückt wird und die somit geschaffene formschlüssige Verbindung zwischen Welle 1 und Aufnahmeteil 4 immer gleichartig ausgeführt ist. Es besteht also keinerlei Gefahr, dass diese Verbindung infolge ungünstiger Verzahnungsdaten des Bereiches F geschwächt würde. Insbesondere dürfen die Zähnezahlen des Bereiches C und des Bereiches F gleich sein, ohne dass die Position der Zähne am Umfang der Welle gegeneinander für die Verbindung von Bedeutung wäre.
Eine Spiralnut 5 ist im Bereich A zusätzlich eingebracht und dient zur Entlüftung beim Einführen der Welle 1 in die Bohrung 3 des Aufnahmeteils.
Beim Einführen der Welle in das Aufnahmeteil schneidet sich die harte Rändelung des Bereiches C in die Innenwand der Bohrung im Bereich H' ein. Der Durchmesser der Bohrung 3 im Bereich G' ist kleiner als der Durchmesser im Bereich H'.
Zwischen dem gerändelten Bereich C und dem mit Verzahnung versehenen Bereich F liegt ein Bereich D, der einen Übergangsbereich vom größeren Außendurchmesser der Welle im Bereich F auf den kleineren Außendurchmesser im Bereich C darstellt. Dieser Übergang ist in einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel mit einem Radius realisierbar. In einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel umfasst dieser Übergang einen Übergangsbereich mit einem anderen Radius und axial viel ausgedehnteren linearen Übergangsbereich gemäß 1a, 1b und 1c.
In jedem Fall ist die Empfindlichkeit gegen Kerbwirkung verminderbar bei geeigneter Auslegung dieses Übergangs, insbesondere des Radius. Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind andere Radien oder auch andere Formen beim Übergangsbereich vorteilhaft.
In 1c ist außerdem gezeigt, dass bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel die Bohrung 3 im Aufnahmeteil derart tief ausgeführt ist, dass nach Montageende noch ein Hohlraum vorhanden ist. Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen entfällt dieser Hohlraum.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist statt der Rändelung auch eine andere Verzahnung verwendbar. Unter Verzahnung ist immer zumindest auch eine Evolventenverzahnung zu verstehen.
Der Bereich J' der Bohrung 3 ist bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel zur Zentrierung kegelig mit einem Winkel von 60° ausgeführt. Diese Zentrierhilfe erleichtert das Einführen der Welle in die Bohrung 3 und vermindert somit Kosten und Aufwand. Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind auch andere Winkel oder Zentrierhilfen vorteilhaft ausführbar. Gleichzeitig ist diese Zentrierhilfe als Fertigungshilfe zum Einspannen des Aufnahmeteils zwischen Spitzen verwendbar und somit eine vorteilige hohe Rundlaufgenauigkeit erreichbar.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist das Aufnahmeteil von einer Kupplung oder einem Motor, insbesondere Elektromotor, umfasst. Insbesondere ist die Rotorwelle des Motors oder ein Wellenstück der Kupplung als erfindungsgemäßes Aufnahmeteil mit erfindungsgemäßer Bohrung ausgeführt.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist das Welle eintreibendes Ritzel für ein Getriebe. Somit sind Teile eingespart und mit einem äußerst geringen Fertigungs- und Montageaufwand eine formschlüssige Verbindung geschaffen, die mit wenigen Teilen auskommt und schnell und einfach zu montieren ist.
Insbesondere ist bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen die Welle mit seinem Bereich F mindestens teilweise als Sonne eines Planetengetriebes einsetzbar. Diese direkte Ankoppelung erspart weitere Teile, wie Kupplungen oder dergleichen.
In der 2 sind drei Varianten von Wellen mit den jeweils zugehörigen Aufnahmeteilen gezeigt. Die einzelnen Varianten der Wellen sind in 2a, 2b und 2c dargestellt.
Zu allen Wellen gemäß 2a bis 2c ist immer dasselbe Aufnahmeteil verwendbar. Bei den drei verschiedenen Varianten ist der Verzahnungsbereich F verschieden ausgeführt. Somit ist die Welle in ein Getriebe einsetzbar, das je nach Variante verschiedene Übersetzungen aufweist. Das Aufnahmeteil ist als Kupplung zur Verbindung mit einem Motor ausführbar, wobei die Kupplung für die verschiedenen Varianten immer gleich ausgeführt ist. Die Schnittstelle, also Verbindung, zwischen Welle und Aufnahmeteil ist also wellenseitig derart durch Verschneiden variiert, dass der Zapfen der Welle mit der Bohrung im Aufnahmeteil kraftschlüssig verbindbar ist. Somit ist die getriebeseitige Verzahnung, also der verzahnte Bereich F, verschieden ausführbar und somit sind auch verschiedene Getriebeübersetzungen vorsehbar bei gleichem Aufnahmeteil. Der Motor wird dabei dann in derjenigen Baugröße gewählt, die zu der Baugröße des Getriebes passt, ohne Über- oder Unterdimensionierungen aufzuweisen. Durch die verschiedene Ausführung des Verzahnbereiches F bei den drei Varianten der Welle in 2 erstrecken sich die Fußzonen der durch die Zahnlücken der Verzahnung des Bereiches F gebildeten Ausnehmungen je nach Fußkreisdurchmesser der Verzahnung im Bereich F bis in den Bereich A. Wenn, wie bei der ersten Variante nach 2a, der Fußdurchmesser der Verzahnung im Bereich F größer ist als im Bereich A, B, C und D erfolgt kein Verschnitt dieser Bereiche.
Bei der zweiten Variante ist gemäß 2b ein Verschnitt der Rändelung vorhanden, da die Fußzonen der durch die Zahnlücken der Verzahnung des Bereiches F gebildeten Ausnehmungen sich über den Bereich C erstrecken.
Bei der dritten Variante ist gemäß 2c auf das Rändel im Bereich C verzichtet, weil die Verzahnungsdaten bei 2c derart gewählt sind, dass die Verzahnung so groß vorgesehen ist, dass die durch die Zahnlücken der Verzahnung des Bereiches F gebildeten Ausnehmungen sich in ihren Fußzonen derart auf den Bereich C erstrecken, dass zuviel Material der Rändelung weggenommen würde. Daher ist das Rändel bei solchen Verzahnungsdaten verzichtbar. Die Kraftübertragung erfolgt somit über die sich in den Bereich C erstreckenden Zahnlücken der Verzahnung des Bereiches F beziehungsweise die entsprechend gebildeten Ausnehmungen.
In der 3 ist der sogenannte Direktanbau gezeigt.
Dabei sind in den 3a, 3b und 3c drei Varianten gezeigt, die zu einer Baugröße gehören und im Bereich F gleich verzahnt sind. Sie sind jeweils in verschieden großen Aufnahmeteilen, insbesondere Motorwellen von Motoren verschiedener Baugrößen, befestigbar. Bei den Motorwellen ist die Bohrung stets der Baugröße entsprechend groß ausgeführt, da nur so das maximal übertragbare Drehmoment übertragbar ist. Von Vorteil ist bei der Baureihe, dass das Getriebe direkt an Motoren einer Motoren-Baureihe, die gemäß 3a bis 3c drei Baugrößen von Motoren umfasst, anbaubar ist. Somit ist ein direktes Anschließen, also ein sogenannter Direktanbau, eines Getriebes an die verschiedenen Motoren, insbesondere an die verschieden großen Motorwellen der Motoren verschiedener Baugrößen innerhalb der Motoren-Baureihe ausführbar. Durch diesen Direktanbau wird der gesamte Antrieb, umfassend Motor und Getriebe, kompakter und erfordert also weniger Bauvolumen. Außerdem ist auf diese Weise auch ein auf den ersten Blick überdimensioniert erscheinender Motor, also ein Vertreter einer großen Baugröße der Motoren-Baureihe, anschließbar, der dann aber mit reduzierten Betriebswerten, also nicht dem Nennmoment oder dem Spitzenmoment, betrieben wird. Dies bringt thermische und steuerungstechnische Vorteile. Insbesondere kann auch bei kurzen Taktzeiten ein großes Moment ans Getriebe übertragen werden. Um dieses Befestigen der Welle an verschieden großen Motorwellen ausführen zu können, ist nur die Welle in verschiedenen Varianten vorzuhalten. Eine spezielle Kupplung ist entbehrlich. Somit wird auch die Teilevielfalt reduziert und es werden die Lagerkosten und der Verwaltungsaufwand gesenkt. In der 3a bis 3c sind je nach Baugröße des Aufnahmeteils, also der Motorwelle, die Wellenbereiche A, B, C und D entsprechend ausgeführt.
Bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird auf die Rändelung im Bereich B und C ganz verzichtet, wobei dann der Fußkreisdurchmesser der Verzahnung im Bereich F kleiner ist als der Außendurchmesser im Bereich C. Somit übernimmt dann die Verzahnung und deren in den Bereich C laufenden Ausnehmungen die Funktion der Rändelung. Dabei ist zu beachten, dass die Verzahnungsdaten geeignet und somit das Zerspanvolumen genügend klein zu wählen ist, damit die Presskraft beim Einpressen der Welle in das Aufnahmeteil erzeugbar ist.
Unter Baureihe ist in dieser Schrift eine Menge von Vorrichtungen zu verstehen, die in Untermengen, die als Baugrößen bezeichnet werden, einteilbar oder klassifizierbar ist. Das Kriterium zur Einteilung kann geometrischer Art sein, wie beispielsweise Durchmesser einer Welle und/oder Höhe einer Welle über der Bodenplatte. Es kann aber auch das Nennmoment, das maximal übertragbare Moment, die Antriebs-, Abtriebsleistung oder eine andere Kenngröße sein. Insbesondere sind auch Kriterien-Mischungen möglich. Statt Baureihe ist auch das Wort Baukasten verwendbar.
Wie aus dem Vorgenannten klar, ist die Welle unter Materialverformung und/oder Spanbildung beim Einführen in die Bohrung des Aufnahmeteiles verbunden. Insbesondere im Bereich H' und auch C tritt dieses Materialverformen und/oder Spanbilden auf.
Bei einer Demontage wird nun die Welle wieder aus dem Aufnahmeteil herausgenommen. Eine solche Demontage ist beispielsweise zu Service-Zwecken bei einem Getriebemotor notwendig. Denn der Getriebemotor weist Teile auf, die auch verschleißen können und im Service-Fall auszutauschen sind. Der Getriebe-eintriebsseitig Dichtheit herstellende Wellendichtring würde bei Verscheiß den Schmierstoff des Getriebes in den Bereich des Motors oder auch in die Umgebung vordringen lassen und Schäden verursachen.
Auch für andere Komponenten kann ein Austausch oder eine Wartung sinnvoll sein.
Zum Durchführen des Austausches des Wellendichtringes oder anderer Komponenten, wie Lager oder dergleichen, ist die Verbindung zwischen Getriebe und Motor zu lösen. Bei der vorliegenden Erfindung ist es aber ermöglicht, dass die Rotorwelle des Motors als Aufnahmeteil mit Bohrung ausgeführt ist und die Welle mit einer Verzahnung, beispielsweise Sonnenradverzahnung, versehen ist, die mit zumindest einem Verzahnteil, beispielsweise Planeten, im Eingriff steht. Somit ist auch ein Direktanbau des Motors an das Getriebe ausführbar, bei welchem die verzahnte Welle mit der Rotorwelle ohne Kupplung oder Adapter verbunden ist.
Wie den Figuren und der Figurenbeschreibung zu entnehmen ist, weist die Welle und das Aufnahmeteil Abschnitte auf, in denen Materialverformungen und/oder Spanbildungen auftreten. Beispielsweise wird die Rändelung des Bereiches C in die Innenwand der Bohrung H' eingedrückt.
Wird nun im Servicefall die Welle demontiert und dabei aus dem Aufnahmeteil herausgezogen, sind die Oberflächen derart verformt und gebildet, dass bei einem Wiedereinfügen der Welle in das Aufnahmeteil kein Halt gegeben ist, insbesondere nicht in axialer Richtung. Es kann sogar durch weitere Verformung ein Winkelspiel entstehen.
Wesentliches Merkmal bei der Erfindung ist nun, dass vor diesem wiederholten Verbinden ein Übermaß wieder erzeugt wird. Dazu wird die Welle oder das Aufnahmeteil mit einer Beschichtung versehen. Dies kann in einem Bad erfolgen, wobei ein Übermaß im Bereich weniger um erzeugt wird. Beispielsweise ist eine Beschichtung aus Wolframcarbid WC oder Titancarbid verwendbar. Das mittels der Beschichtung erzeugte Übermaß ist derart gewählt, dass nach dem Beschichten beim Wiedereinführen der Welle in das Aufnahmeteil wiederum Materialverformungen und/oder Spanbildungen statt finden und somit wiederum in ähnlich starker Weise ein Halt erzeugt wird wie beim ersten Einführen.
Die Welle ist also mit dem selben Übermaß einpressbar ist wie vorher.
Vorteilig ist bei der Erfindung, dass die kostspielig herzustellende Rotorwelle wiederholt verwendet werden kann und nicht neu hergestellt werden muss. Außerdem kann auch die Welle wiederverwendet werden. Darüber hinaus können die Rotorwelle und die Welle dieselben Sachnummern in der Teileverwaltung behalten, wodurch die Teilevielfalt reduzierbar ist.
Statt des Bades sind auch andere Beschichtungsmethoden vorteiligerweise einsetzbar, wenn beim Beschichten das erwähnte Übermaß erzeugbar ist. Insbesondere sind PVD-Beschichtungen vorteilhaft verwendbar, da sie eine gleichmäßige Schichtdicke auch bei veränderlichen Krümmungsradien an der Oberfläche des zu beschichtenden Teils erzeugen.
Wesentliches weiteres Merkmal der Erfindung ist also, dass die Welle und/oder zumindest die Bohrung des Aufnahmeteils bei der Zweitverwendung, also nicht bei der Erstverwendung, ein Übermaß mittels Beschichtung erhalten. Bei der Erstverwendung, also dem erstmaligen Zusammenfügen der Welle und des Aufnahmeteils ist eine Beschichtung nicht notwendig oder je nach Beschichtungsmaterial sogar kontraproduktiv.

1: Welle
2: Spiralnut
3: Bohrung
4: Aufnahmeteil
5: Montagenut

Claims

Welle zur Befestigung in einer Bohrung eines Aufnahmeteiles, wobei die Welle unter Spanbildung beim Einführen in die Bohrung des Aufnahmeteiles formschlüssig verbunden ist, wobei die Welle und/oder zumindest die Bohrung des Aufnahmeteils beschichtet ausgeführt ist.
Welle zur Befestigung in einer Bohrung eines Aufnahmeteiles, wobei die Welle unter Materialverformung beim Einführen in die Bohrung des Aufnahmeteiles formschlüssig verbunden ist, wobei die Welle und/oder zumindest die Bohrung des Aufnahmeteils beschichtet ausgeführt ist, wobei die Beschichtung zur Erzeugung eines Übermaßes an Material vorgesehen ist.
Welle nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung als eine PVD-Beschichtung, also physical vapor deposition, ausgeführt ist.
Welle nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung als eine plasmainduzierte Beschichtung, eine PECVD-Beschichtung, oder mittels APS, also atmosphärischem Plasmaspritzen, Plasmanitrieren, Bedampfen ausgeführt ist.
Welle nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus WC, WC/C, TiN, TiCN, CrN oder TiC ausgeführt ist.
Welle nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung zur Erzeugung eines Übermaßes an Material vorgesehen ist, um eine wiederholte materialverformende und/oder spanbildende Montage ausführbar zu machen.
Welle nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels der Beschichtung erzeugt Übermaß kleiner als 10 μm ist.
Getriebemotor, umfassend zumindest ein Getriebe und einen Elektromotor dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor des Elektromotors als Aufnahmeteil mit einer Bohrung ausgeführt ist und die Welle darin formschlüssig spanbildend befestigt ist, wobei die Welle in einem Endbereich mit einer Verzahnung versehen ist, die im Eingriff steht mit zumindest einem weiteren Verzahnungsteil des Getriebes, wobei die Welle und/oder zumindest die Bohrung des Aufnahmeteils beschichtet ausgeführt ist.
Verfahren zum Wiedermontieren einer Verbindung wobei – eine Welle und ein Aufnahmeteil, die formschlüssig spanbildend verbunden sind, voneinander gelöst werden, – die Welle und/oder zumindest die Bohrung des Aufnahmeteils mit einer Beschichtung versehen werden, – die Welle und das Aufnahmeteil wiederum materialverformend und/oder spanbildend verbunden werden.
Baureihe von Wellen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Baureihe mindestens zwei verschiedene Baugrößen umfasst, die jeweils verschiedene Varianten von Wellen umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Welle jeweils mindestens fünf axiale Bereiche A, B, C, D und F besitzt, die in alphabetischer Reihenfolge der sie bezeichnenden Buchstaben aneinandergrenzen und von denen F einen größeren Außendurchmesser als A, B und/oder C hat; b) innerhalb einer Baugröße mehrere Varianten von Wellen umfasst sind, die im Bereich F der Welle jeweils verschieden verzahnt sind, insbesondere verschiedene Außendurchmesser aufweisen; c) bei der Welle der Bereich C verzahnt oder gerändelt ist; d) innerhalb einer ersten Baugröße mindestens bei einer ersten Variante die Welle im Bereich A und B nicht verzahnt ist; e) innerhalb der ersten Baugröße bei mindestens einer zweiten Variante die durch die Zahnlücken der Verzahnung des Bereiches F gebildeten Ausnehmungen sich in ihren Fußzonen mindestens teilweise auch in den Bereich B oder in den Bereich B und A der Welle erstrecken; f) die Bohrung im Aufnahmeteil mindestens in drei axial aneinandergrenzende Bereiche G', H' und J' aufgeteilt ist, wobei der Bereich G' bei in dem Aufnahmeteil befestigter Welle dem Bereich A zugeordnet ist und wobei der Bereich H' bei in dem Aufnahmeteil befestigter Welle dem Bereich C zugeordnet ist, und der Bereich J' sich an den Bereich B' anschließt; g) die Bohrung im Aufnahmeteil im Bereich G' einen Innendurchmesser aufweist, der mathematisch gleich oder größer ist als ein Wert d; h) der Wellenbereich A den aufnahmeteil-seitigen Teilbereich A1 und den sich an diesen anschließenden Teilbereich A2 umfasst, wobei der Teilbereich A1 einen Außendurchmesser aufweist, der dem Durchmesser d des Bereiches G' derart gleicht oder kleiner ist und der Außendurchmesser des Teilbereiches A2 derart gleich oder größer ist als der Außendurchmesser im Teilbereich A1, dass bei in dem Aufnahmeteil eingepresster Welle eine kraftschlüssige Verbindung vorgesehen ist; i) der Wellenbereich B sich an den Bereich A2 anschließt und der Bereich C sich an den Bereich B anschließt, wobei der Außendurchmesser des Bereiches B gleich oder kleiner ist als der Außendurchmesser des Bereiches C; j) bei in dem Aufnahmeteil eingepresster Welle diese mit ihrem verzahnten oder gerändelten Bereich C infolge des Einpressens der Welle formschlüssig in den Bereich H' der Bohrung eingeschnitten ist.
Baureihe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Baugröße die im Bereich F verschieden verzahnten Varianten, also zumindest die erste Variante und die zweite Variante, jeweils in einem gleichen Aufnahmeteil befestigbar sind.
Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baureihe von Wellen innerhalb einer Baugröße Varianten, also zumindest die erste Variante und die zweite Variante, umfasst, die im Bereich F gleich verzahnt sind und jeweils in verschieden großen Aufnahmeteilen, insbesondere Motorwellen von Motoren verschiedener Baugrößen, befestigbar sind.
Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich C der Welle mit dem Bereich N' des Aufnahmeteils als formschlüssige Verbindung bei Überlast vorgesehen ist.
Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung im Bereich F der Welle schräg verzahnt ausgeführt ist mit einem nichtverschwindenden Schrägungswinkel.
Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich J' der Bohrung gleichzeitig als Zentrierhilfe und Fertigungshilfe ausgeführt ist.
Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeteil Teil einer Kupplung ist oder eine Motorwelle, insbesondere eines antreibenden Motors, ist.
Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle eintreibendes Ritzel für ein Getriebe, insbesondere Stirnradgetriebe, ist.
Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich F mindestens teilweise als Sonne eines Planetengetriebes vorgesehen ist.
Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeteil eine Montagenut aufweist zum Eingreifen und Abstützen eines Werkzeuges, mit der die Welle in das Aufnahmeteil einpressbar ist.
Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle im Bereich A eine Spiralnut, also eine sich am Umfang entlang schraubende Nut, aufweist zum Druckausgleich oder Entlüften, insbesondere beim Einpressen der Welle in das Aufnahmeteil.
Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle im Bereich C nicht gerändelt ist sondern die Verzahnung des Bereiches F auch im Bereich C aufgebracht ist oder die durch die Zahnlücken der Verzahnung des Bereiches F gebildeten Ausnehmungen sich in ihren Fußzonen auch in den Bereich C erstrecken, also eine dritte Variante vorgesehen ist.
Welle nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche zur Befestigung in einer Bohrung eines Aufnahmeteiles, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Welle jeweils mindestens fünf axiale Bereiche A, B, C, D und F besitzt, die in alphabetischer Reihenfolge der sie bezeichnenden Buchstaben aneinandergrenzen und von denen F einen größeren Außendurchmesser als A, B und/oder C hat; b) bei der Welle der Bereich C verzahnt und/oder gerändelt ist; c) die Welle im Bereich D, A und B nicht verzahnt ist; d) die Bohrung im Aufnahmeteil mindestens in drei axial aneinandergrenzende Bereiche G', N' und J' aufgeteilt ist, wobei der Bereich G' bei in dem Aufnahmeteil befestigter Welle dem Bereich A zugeordnet ist und wobei der Bereich H' bei in dem Aufnahmeteil befestigter Welle dem Bereich C zugeordnet ist, und der Bereich J' sich an den Bereich B' anschließt; e) die Bohrung im Aufnahmeteil im Bereich G' einen Innendurchmesser aufweist, der mathematisch gleich oder größer ist als ein Wert d; f) der Wellenbereich A den aufnahmeteil-seitigen Teilbereich A1 und den sich an diesen anschließenden Teilbereich A2 umfasst, wobei der Teilbereich A1 einen Außendurchmesser aufweist, der dem Durchmesser d des Bereiches G' derart gleicht oder kleiner ist und der Außendurchmesser des Teilbereiches A2 derart gleich oder größer ist als der Außendurchmesser im Teilbereich A1, dass bei in dem Aufnahmeteil eingepresster Welle eine kraftschlüssige Verbindung vorgesehen ist; g) der Wellenbereich B sich an den Bereich A2 anschließt und der Bereich C sich an den Bereich B anschließt, wobei der Außendurchmesser des Bereiches B gleich oder kleiner ist als der Außendurchmesser des Bereiches C; h) bei in dem Aufnahmeteil eingepresster Welle diese mit ihrem verzahnten oder gerändelten Bereich C infolge des Einpressens der Welle formschlüssig in den Bereich H' der Bohrung eingeschnitten ist.
Welle zur Befestigung in einer Bohrung eines Aufnahmeteiles nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Welle jeweils mindestens fünf axiale Bereiche A, B, C, D und F besitzt, die in alphabetischer Reihenfolge der sie bezeichnenden Buchstaben aneinandergrenzen und von denen F einen größeren Außendurchmesser als A, B und/oder C hat; b) bei der Welle der Bereich C verzahnt und/oder gerändelt ist; c) die durch die Zahnlücken der Verzahnung des Bereiches F gebildeten Ausnehmungen sich in ihren Fußzonen durch die Bereiche D, C und mindestens teilweise auch in den Bereich B oder in den Bereich B und A der Welle erstrecken; d) die Bohrung im Aufnahmeteil mindestens in drei axial aneinandergrenzende Bereiche G', H' und J' aufgeteilt ist, wobei der Bereich G' bei in dem Aufnahmeteil befestigter Welle dem Bereich A zugeordnet ist und wobei der Bereich H' bei in dem Aufnahmeteil befestigter Welle dem Bereich C zugeordnet ist, und der Bereich J' sich an den Bereich B' anschließt; e) die Bohrung im Aufnahmeteil im Bereich G' einen Innendurchmesser aufweist, der mathematisch gleich oder größer ist als ein Wert d; f) der Wellenbereich A den aufnahmeteil-seitigen Teilbereich A1 und den sich an diesen anschließenden Teilbereich A2 umfasst, wobei der Teilbereich A1 einen Außendurchmesser aufweist, der dem Durchmesser d des Bereiches G' derart gleicht oder kleiner ist und der Außendurchmesser des Teilbereiches A2 derart gleich oder größer ist als der Außendurchmesser im Teilbereich A1, dass bei in dem Aufnahmeteil eingepresster Welle eine kraftschlüssige Verbindung vorgesehen ist; g) der Wellenbereich B sich an den Bereich A2 anschließt und der Bereich C sich an den Bereich B anschließt, wobei der Außendurchmesser des Bereiches B gleich oder kleiner ist als der Außendurchmesser des Bereiches C; h) bei in dem Aufnahmeteil eingepresster Welle diese mit ihrem verzahnten oder gerändelten Bereich C infolge des Einpressens der Welle formschlüssig in den Bereich H' der Bohrung eingeschnitten ist.
Verfahren zur Fertigung einer Wellen-Befestigung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei während des Einführens und/oder Einpressens eine Temperatur des Aufnahmeteils, insbesondere in seinem Inneren, und eine Temperatur der Welle, insbesondere in ihrem Inneren, ungleich sind.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Aufnahmeteils und die Temperatur der Welle sich um mehr als 60 Kelvin unterscheiden.