AT514570A4 - Zahnrad - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad (1) umfassend ein erstes, radial inneres Rin­ gelement (2) mit einer ersten Ringelementachse (9) in axialer Richtung, ein zwei­ tes, 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) auf­ weist, 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 zwei­ ten Ringelementachse (8) in axialer Richtung des zweiten, radial äußeren Rin­ gelementes (3) und/oder die Verzahnung (6) ist mit ungleichförmigen Zähnen (7) ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad umfassend ein erstes, radial inneres Ringele¬ment mit einer ersten Ringelementachse in axialer Richtung, ein zweites, radialäußeres Ringelement mit einer zweiten Ringelementachse in axialer Richtung undein Verbindungselement, wobei das zweite, radial äußere Ringelement eine, umeine Rotationsachse rotierbare Verzahnung mit Zähnen aufweist, wobei weiter dasVerbindungselement in radialer Richtung zwischen dem ersten, radial innerenRingelement und dem zweiten, radial äußeren Ringelement angeordnet ist und mitdem ersten, radial inneren Ringelement und dem zweiten, radial äußeren Rin¬gelement verbunden ist, und wobei das Verbindungselement zumindest teilweiseaus einem gummielastischen Werkstoff besteht.

Zum Ausgleich des Zahnflankenspiels sind aus dem Stand der Technik Zahnräderbekannt, die in axialer Richtung geteilt sind. Eine derartige Zahnradanordnung istbeispielsweise aus der von der Anmelderin stammenden WO 2005/090830 A1bekannt, die ein Zahnrad für eine spielfreie Stirnradstufe mit einer Nabe, mit einemvon der Nabe getragenem Zahnkranz, der entlang einer achsnormalen Teilungs¬ebene in zwei Teilkränze, nämlich in einen nabenfesten Kranzteil und in einen die¬sen gegenüber koaxial drehbar gelagerten Kranzring, geteilt ist, und mit einer dieNabe umschließenden Ringfeder, die sich mit ihren einander in Umfangsrichtunggegenüberliegenden Enden an einstückig mit den beiden Teilkränzen ausgebilde¬ten, einander in axialer Richtung überlappenden Stützstegen abstützt, die in Um¬fangsrichtung des Zahnkranzes hintereinander angeordnet sind.

Andererseits sind aus dem Stand der Technik auch in radialer Richtung geteilteZahnräder zur Schwingungs- und Geräuschdämmung von Maschinenbauteilenbekannt. So beschreibt z.B. die DE 71 35 220 U1 ein schwingungsgedämpftes

Getriebezahnrad mit einem Innenteil, das an seiner äußeren Mantelfläche eineRingnut aufweist, einem ringförmigen, konzentrisch und mit Abstand zum Innenteilangeordneten Außenteil, das an seiner inneren Mantelfläche ebenfalls eineRingnut aufweist, die zusammen mit der am Innenteil angeordneten Ringnut einenRingraum bildet, in dem ein Innen- und Außenteil drehfest verbindender gummi¬elastischer Profilring eingesetzt ist, dessen unverformte Radialerstreckung größerist, als die des zwischen Innen- und Außenteil gebildeten Ringraumes, wobei we¬nigstens eine der beiden Ringnuten vorzugsweise in regelmäßiger Teilung ange¬ordnete Erweiterungen aufweist. Ähnliche Zahnräder beschreiben die US 2,307,129 A, die US 4,674,351 A, die EP2 623 820 A, die DE 31 53 109 C2, die DE 602 05 710 T2.

Es ist aber auch bekannt, dass derartige radial geteilte Zahnräder in einem axialgeteilten Zahnrad zur Spielfreistellung eingebaut werden.

So beschreibt z.B. die DE 10 2011 120 676 A1 ein Zahnrad mit einem innerenRingelement und einem äußeren Ringelement, wobei an dem Außenumfang desäußeren Ringelementes eine Verzahnung ausgebildet ist, wobei das innere Rin¬gelement und das äußere Ringelement über einen vulkanisierten Elastomerab¬schnitt miteinander verbunden sind, derart, dass die Ringelemente in radialerRichtung elastisch gegeneinander beweglich sind. Dieses Zahnrad wird auf derNabe eines weiteren Zahnrades angeordnet, wie dies voranstehend beschriebenwurde. Ähnliche Zahnradanordnungen beschreiben auch die DE 10 2011 120 266 A1 unddie DE 10 2009 015 958 A1.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit zurSpielfreistellung von zwei kämmenden Zahnrädern zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Zahnrad dadurch gelöst, dassdie erste Ringelementachse in axialer Richtung des ersten, radial inneren Rin¬gelementes oder die Rotationsachse der Verzahnung in radialer Richtung versetztzur zweiten Ringelementachse in axialer Richtung des zweiten, radial äußeren

Ringelementes verläuft und/oder dass die Verzahnung mit ungleichförmigen Zäh¬nen ausgebildet ist.

Von Vorteil ist dabei, dass eine Teilung des Zahnrades in axialer Richtung nichtmehr erforderlich, wodurch sich der Aufbau hinsichtlich spielfreier Zahnradpaarun¬gen vereinfacht. Damit wird aber auch der Zusammenbau der Zahnradpaarungvereinfacht, da der Zahnkranz bei axial geteilten Zahnrädern normalerweise vor¬gespannt und in dieser Lage gesichert wird. Nach dem Einbau wird dann die Posi¬tionssicherung herausgezogen, wodurch die Verzahnung des geteilten Zahnradesspielfrei in die Verzahnung des zweiten Zahnrades eingreift. Ein derartiges Siche¬rungselement sowie die Vorspannung beim Hersteller des Zahnrades sind beidem Zahnrad nach der Erfindung nicht erforderlich. Durch die in axialer Richtungungeteilte Ausbildung des Zahnrades ist es weiter möglich, die gesamte Verzah¬nungsbreite des Zahnrades mit der Verzahnung des weiteren Zahnrades in Ein¬griff zu bringen. Es ist damit möglich, die axiale Breite des Zahnrades zu verrin¬gern, wodurch die axiale Bauraumtiefe reduziert werden kann. Darüber kann mitdem Zahnrad auch eine Zahnradpaarung mit geringem Gewicht, verglichen miteiner Zahnradpaarung nach dem Stand der Technik und gleicher Funktionalität,zur Verfügung gestellt werden.

Die ungleichförmige Verzahnung kann in Form einer exzentrisch zur ersten Rin¬gelementachse in axialer Richtung des ersten, radial inneren Ringelementes aus¬gebildeten Verzahnung ausgeführt sein. Dies hat den Vorteil, dass das Verbin¬dungselement mit gleichbleibender Dicke in radialer Richtung ausgeführt werdenkann, wodurch weniger Schwingungen im Zahnrad erzeugt werden. Damit kanndie Geräuschentwicklung des Zahnrades während des kämmenden Eingriffs derVerzahnung mit der Verzahnung des weiteren Zahnrades reduziert werden, so-dass insgesamt die Zahnradpaarung im Betrieb leiser wird. Es ist damit aber auchmöglich, die Belastung der Verbindungsbereiche zwischen den beiden Ringele¬menten und dem Verbindungselement zu reduzieren.

Zur Vermeidung der exzentrischen Anordnung des zweiten, radial äußeren Rin¬gelementes zum ersten, radial inneren Ringelement kann nach anderen Ausfüh¬rungsvarianten des Zahnrades vorgesehen werden, dass die Zähne mit einer un- terschiedlichen Zahndicke in Umfangsrichtung ausgebildet sind und/oder dass dieZähne mit einer Flankenballigkeit versehen sind, wobei die Flankenballigkeiten derZähne unterschiedlich sind und/oder dass die Zahnradteilung überden Umfangder Verzahnung variiert. Es können damit die zur exzentrischen Ausbildung derVerzahnung genannten Vorteile erreicht werden. Von Vorteil ist dabei weiter, dassdiese geometrischen Ausbildungen der Verzahnung relativ einfach darstellbarsind.

Es kann bei dem Zahnrad weiter vorgesehen werden, dass eine Wandstärke inradialer Richtung zwischen der radial innersten Kante und dem Fußkreis der Ver¬zahnung des zweiten, radial äußeren Ringelementes mindestens so groß ist wiedie halbe Zahnhöhe der Zähne der Verzahnung. Es kann damit die mechanischeBelastung des Verbindungselementes durch die gleichmäßigere Verteilung derLast im zweiten, äußeren Ringelement verringert werden, insbesondere bei derAusführungsvariante des Zahnrades mit dem in Bezug auf das erste, radial innereRingelement exzentrisch versetzte zweite, radial äußere Ringelement.

Nach einer anderen Ausführungsvariante des Zahnrades kann vorgesehen sein,dass Kanten des ersten, radial inneren Ringelementes im Verbindungsbereichzwischen dem ersten, radial inneren Rindelement und dem Verbindungselementund Kanten im Verbindungsbereich zwischen dem zweiten, radial äußeren Rin¬gelement und dem Verbindungselement mit einer Rundung versehen sind. VonVorteil ist dabei, dass damit die Dauerbelastbarkeit des Zahnrades, insbesonderedes Verbindungselementes, verbessert werden kann. Durch die Ausbildung vonrunden Kanten an dem radial inneren und dem radial äußeren Ringelement kanndie punktuelle Überbelastung des Verbindungsbereiches an den Kanten vermie¬den werden und damit dem Abreißen des Verbindungselementes besser vorge¬beugt werden. Damit können die auftretenden, ständig wechselnden Druck- undZugbelastungen des Verbindungselementes von diesem besser aufgenommenwerden Darüber hinaus kann aber auch die Kerbwirkung der Kanten vermiedenwerden. Es ist damit möglich, das Verbindungselement hinsichtlich seiner Geo¬metrie einfach zu gestalten. Durch die Rundung werden weiter die Flächen, die fürdie Verbindung des radial inneren Ringelementes und des radial äußeren Rin¬ gelementes mit dem Verbindungselement zur Verfügung stehen, vergrößert, wo¬mit ebenfalls die Dauerbelastbarkeit verbessert werden kann. Durch die Rundun¬gen der Kanten wird auch erreicht, dass bei bündiger Ausbildung des Verbin¬dungselementes zu den axialen Stirnflächen der beiden Ringelemente, das Ver¬bindungselement die Ringelemente im Verbindungsbereich radial umgreift, womitZug- und Druckbelastungen des Zahnrades in axialer Richtung ebenfalls besseraufgenommen werden können. Als Nebeneffekt haben die gerundeten Kanten denVorteil, dass die beiden Ringelemente besser entformt werden können, wenn die¬se aus Sinterwerkstoffen hergestellt werden.

Weiter kann vorgesehen sein, dass sich das Verbindungselement in axialer Rich¬tung über das erste, radial innere Ringelement und das zweite, radial äußere Rin¬gelement vorstehend und in radialer Richtung das erste, radial innere Ringelementund/oderdas zweite, radial äußere Ringelement teilweise überdeckend erstreckt.Es wird damit eine weitere Verbesserung des Verbundes des Verbindungselemen¬tes mit den beiden Ringelementen erreicht, wodurch in weiterer Folge die Dauer¬festigkeit dieser Verbindung verbessert werden kann.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgendenFiguren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine erste Ausführungsvariante des Zahnrades in Explosionsdarstel¬lung;

Fig. 2 das Zahnrad nach Fig. 1 in Ansicht auf eine axiale Endfläche;

Fig. 3 eine Ausführungsvariante des Zahnrades in Ansicht auf eine axialeEndfläche;

Fig. 4 einen Ausschnitt aus dem zweiten, radial äußeren Ringelement einerAusführungsvariante des Zahnrades in Ansicht auf eine axiale Endflä¬che;

Fig. 5 einen Zahn der Verzahnung des zweiten, radial äußeren Ringelemen-tes einer Ausführungsvariante des Zahnrades in Schrägansicht;

Fig. 6 einen Ausschnitt aus einer anderen Ausführungsvariante des Zahnra¬des in Seitenansicht geschnitten;

Fig. 7 eine spielfreie Zahnradpaarung mit einem Zahnrad nach der Erfindung,das in kämmenden Eingriff mit einem weiteren Zahnrad steht.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausfüh¬rungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbe¬zeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthal¬tenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichenbzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die inder Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. aufdie unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese La¬geangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsvariante eines Zahnrades 1 darge¬stellt. Das Zahnrad 1 besteht aus einem bzw. umfasst ein erstes, radial inneresRingelement 2, einem/ein zweites, radial äußeres Ringelement 3 und einem/einVerbindungselement 4. Das erste, radial innere Ringelement 2 kann auch als Na¬benteil und das zweite, radial äußere Ringelement 3 als Zahnkranz bezeichnetwerden.

Das erste, radial innere Ringelement 2 und/oder das zweite, radial äußere Rin¬gelement 3 bestehen bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweiseaus einem Stahl, vorzugsweise aus einem Sinterwerkstoff, beispielsweise einemSinterstahl. Es können aber auch andere metallische Werkstoffe für das radial in¬nere Ringelement 2 und/oder das radial äußere Ringelement 3 verwendet werden,wobei das radial innere Ringelement 2 und/oder das radial äußere Ringelement 3auch aus zumindest zwei unterschiedlichen metallischen Werkstoffen bestehenkönnen.

Das Verbindungselement 4 besteht zumindest teilweise aus einem gummielasti¬schen Werkstoff, 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 (Styrolbutadienkautschuk) etc., wobei auch hierwiederum Werkstoffmischungen eingesetzt werden können.

Mit „zumindest teilweise“ ist gemeint, dass in dem Verbindungselement 4 z.B.Versteifungselemente, wie z.B. Fasern und/oder Fäden, beispielsweise aus Metall,Kunststoff, Naturfasern, etc., oder Stäbe, etc. eingelagert sein können. Vorzugs¬weise besteht das Verbindungselement 4 jedoch ausschließlich aus einem gum¬mielastischen Werkstoff.

Das erste, radial innere Ringelement 2 weist eine in axialer Richtung verlaufendeAusnehmung 5, insbesondere eine Bohrung, auf. Dadurch kann das erste, radialinnere Ringelement 2 auf einer nicht dargestellten Welle angeordnet werden.

Das zweite, radial äußere Ringelement 3 weist an der radial äußeren Stirnflächeeine Verzahnung 6 mit Zähnen 7 auf. Diese Verzahnung 6 kann eine dem jeweili¬gen Anwendungsfall des Zahnrades 1 angepasste Form aufweisen, beispielswei¬se für die Ausbildung eines Getriebezahnrades. Weiter kann sich die Verzahnung6 in axialer Richtung des Zahnrades 1 über die gesamte Breite des zweiten, äuße¬ren Ringelementes 3 oder nur über einen Teilbereich dieser Breite erstrecken.

Das zweite, radial äußere Ringelement 3 ist in radialer Richtung oberhalb des ers¬ten, radial inneren Ringelementes 2 angeordnet.

Zwischen dem ersten, radial inneren Ringelement 2 und dem zweiten, radial äuße¬ren Ringelement 3 ist das Verbindungselement 4 angeordnet. Mit diesem Verbin¬dungselement 4 werden das erste, radial innere Ringelement 2 und das zweite,radial äußere Ringelement 3 zur Ausbildung des Zahnrades 1 miteinander ver¬bunden.

Wie besser aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist eine Ringelementachse 8 in axialer Rich¬tung des radial zweiten Ringelementes 3 (in Fig. 2 mit einem Kreuz angedeutet) in radialer Richtung versetzt angeordnet zu einer Ringelementachse 9 in axialerRichtung des radial ersten Ringelementes 2 (in Fig. 2 mit einem Kreuz angedeu¬tet). Mit anderen Worten ausgedrückt ist das zweite, radial äußere Ringelement 3exzentrisch, also nicht koaxial, zum ersten, radial inneren Ringelement 2 angeord¬net.

Um die Exzentrität auszubilden, kann ein äußerer Umfang 10 des ersten, radialinneren Ringelements 2 von der Kreisgeometrie entsprechend abweichen, bei¬spielsweise mit einer einseitigen Ausbauchung in radialer Richtung (d.h. annä¬hernd nockenförmig) hergestellt sein.

Die Exzentrität kann bei dieser Ausführungsvariante aber auch mithilfe des Ver¬bindungselementes 4 erzeugt werden. Dies vor allem deshalb, da das Verbin¬dungselement 4 vorzugsweise durch Aufvulkanisieren, insbesondere heiß Aufvul¬kanisieren, auf das erste, radial innere Ringelement 2 und das zweite, radial äuße¬re Ringelemente 4 erzeugt wird. Die Exzentrität kann also erzeugt werden, in demdas zweite, radial äußere Ringelement 3 mit einem Versatz seiner Ringele¬mentachse 8 zur Ringelementachse 9 der ersten, radial inneren Ringelementes 2positioniert wird, und danach eine Kautschukmasse in den Spalt zwischen denbeiden Ringelementen 2, 3 eingebracht und vulkanisiert wird. Dies hat den Vorteil,das die beiden Ringelemente 2, 3 mit einer kreisringförmigen Geometrie ausgebil¬det und damit einfacher hergestellt werden können.

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.

Die Zahndicke im Sinne der Erfindung und dem technischen Sprachgebrauch fol¬gend ist definiert als die Breite des Zahnes in Höhe des Teilkreises, wobei derTeilkreis der Kreis mit jenem Durchmesser ist, an dem die Werte für die Dicke derZähne und die Weite der Lücken einer Verzahnung gleich groß sind.

Gemäß einer Ausführungsvariante des Zahnrades 1 entsprechend den Fig. 1 und2 kann auch vorgesehen sein, dass das erste, radial innere Ringelement 2 unddas zweite, radial äußere Ringelement 3 konzentrisch zueinander angeordnet sind, dass sich also die beiden Ringelementachsen 8, 9 decken. Um bei dieserAusführungsvariante eine Exzentrität zu erreichen, kann vorgesehen sein, dasslediglich die Verzahnung 6 exzentrisch zu den beiden Ringelementachsen 8,9ausgebildet ist. Damit ist eine Rotationsachse der Verzahnung 6, um die sich dieZähne 7 während der Drehung des Zahnrades 1 drehen, ungleich der Ringele¬mentachsen 8, 9, d.h. diese Rotationsachse ist radial versetzt zu den in axialerRichtung verlaufenden Ringelementachsen 8, 9 versetzt ausgebildet. Die Rotati¬onsachse kann dabei ebenfalls um den Abstand 11, wie dies bereits voranstehendausgeführt wurde, in radialer Richtung gegenüber den Ringelementachsen 8, 9versetzt sein, sodass in diesem Fall das Kreuz, das in Fig. 2 die Ringelementach¬se 9 des zweiten, radial äußeren Ringelementes 3 darstellt, bei der gegenständli¬chen Ausführungsvariante die Rotationsachse der Verzahnung 6 darstellt.

Anders ausgedrückt fallen die Rotationsachse des Zahnrades 1 an sich, die de¬ckungsgleich mit der Ringelementachse 8 ist, und die Achse in axialer Richtungdurch den Schwerpunkt des Zahnrades 1 nicht zusammen, sondern ist dieseSchwerpunktachse um den Abstand 11 in radialer Richtung gegenüber der Rin¬gelementachse 8 versetzt.

Diese Ausführungsvariante des Zahnrades 1 kann beispielsweise derart herge¬stellt werden, dass in einem ersten Schritt die beiden Ringelemente 2, 3 koaxialzueinander angeordnet und mit dem Verbindungselement 4 verbunden werden,und dass in einem weiteren Schritt die Verzahnung 6 exzentrisch zur Ringmittel¬achse 8 geschliffen wird.

In den folgenden Figuren 3 bis 6 sind jeweils weitere und gegebenenfalls für sicheigenständige Ausführungsformen des Zahnrades 1 gezeigt (teilweise sind nurAusschnitte aus dem Zahnrad 1 dargestellt), wobei wiederum für gleiche Teilegleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenenFig. 1 und 2 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wirdauf die detaillierte Beschreibung zu den vorangegangenen Fig. 1 und 2 hingewie¬sen bzw. Bezug genommen.

Alternativ oder zusätzlich zur voranstehend beschriebenen Ausführungsvariantedes Zahnrades 1 besteht auch die Möglichkeit, dass die Verzahnung 6 mit un¬gleichförmigen Zähnen 7 ausgebildet ist.

Dazu kann gemäß einer ersten Ausführungsvariante der ungleichförmig ausgebil¬deten Zähne 7 vorgesehen sein, dass die Verzahnung 6 exzentrisch zur erstenRingelementachse 9 in axialer Richtung des ersten, radial inneren Ringelementes2 ausgebildet ist.

Zur Herstellung der exzentrisch ausgebildeten Verzahnung 6 können die Zähne 7spanend bearbeitet werden, insbesondere exzentrisch geschliffen werden. Dabeiwird vorzugsweise nur eine Zahnflanke 13 oder beiden Zahnflanken 13,14 derZähne 7 geschliffen. Zahnköpfe 15 und/oder Zahnlücken 16 werden vorzugsweisenicht bearbeitet, wobei es jedoch möglich ist, die Zahnköpfe 15 und/oder die Zahn¬flanken 16 ebenfalls spanend zu bearbeiten, insbesondere zu schleifen.

Da das exzentrische Schleifen von Verzahnungen an sich aus dem Stand derTechnik bekannt ist, wird auf weitere Ausführungen dazu verzichtet und sei dazuauf den einschlägigen Stand der Technik zum Schleifen von Verzahnungen ver¬wiesen.

Zum Schleifen der Verzahnung wird die zweite Ringelementachse 8 in axialerRichtung des zweiten, radial äußeren Ringelementes 3 aus der Konzentrität zurersten Ringelementachse 9 heraus in radialer Richtung verschoben (wie dies inFig. 3 angedeutet ist) in einer Schleifmaschine fixiert. Damit verläuft ein Teilkreis17 der Verzahnung (die Definition des Teilkreises 17 ist voranstehend wiederge¬geben) im fertigen Zahnrad 1 exzentrisch, d.h. nicht koaxial, zum Umfang 10 desersten, radial inneren Ringelementes 2.

Der radiale Abstand 11 zwischen der ersten Ringelementachse 9 in axialer Rich¬tung des ersten, radial inneren Ringelementes 2 und dem Mittelpunkt des Teilkrei¬ses 17 kann für das Schleifen der Verzahnung 6 aus voranstehend genanntemBereich für den Abstand 11 ausgewählt werden.

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

Anstelle des Schleifens kann jede andere geeignete Art der materialabtragendenBearbeitung der Verzahnung 6 angewandt werden.

Vorzugsweise ist die Verzahnung 6 um einen Wert exzentrisch zur ersten Rin¬gelementachse 9 in axialer Richtung des ersten, radial inneren Ringelementes 2ausgebildet, der ausgewählt ist aus einem Bereich von 0,01 mm bis 1 mm, bezo¬gen auf die Drehachse des Zahnrades 1.

Alternativ oder zusätzlich zu den voranstehend beschriebenen Ausführungsvarian¬ten des Zahnrades 1 kann zur Ausbildung der ungleichförmigen Zähne 7 der Ver¬zahnung 6 vorgesehen sein, dass die Zähne 7 mit einer unterschiedlichen Zahndi¬cke 18 in Umfangsrichtung ausgebildet sind, wie dies Ausschnittsweise in Fig. 4,die einen Ausschnitt aus dem zweiten, radial äußeren Ringelement 3 zeigt, darge¬stellt ist.

Die Zahndicke 18 der einzelnen Zähne 7 kann dabei um einen Wert verändertwerden, der ausgewählt ist aus einem Bereich von 10 % bis 100 % der Zahndicke18 des Zahnes 7 mit der geringsten Zahndicke 18.

Es ist dabei möglich, dass die Verzahnung 6 eine Abfolge von dickeren und dün¬neren Zähnen 7 aufweist, wobei auf einen dickeren Zahn 7 ein dünnerer Zahn 7folgt. Die Verzahnung 6 kann in diesem Fall nur Zähne mit zwei unterschiedlichenZahndicken 18 aufweisen.

Es ist aber auch möglich, die Zähne 7 der Verzahnung mit mehreren unterschied¬liche Zahndicken 18 auszubilden, beispielsweise drei, vier, fünf, sechs, etc., so-dass also eine größere Varianz der Zahndicken 18 in die Verzahnung 6 einge¬bracht wird. Die Anordnung kann dabei beispielsweise so erfolgen, dass zwei odermehrere dünnere Zähne 7 nebeneinander angeordnet werden, und daran an¬schließend ein dickerer Zahn 7 oder mehrere dickere Zähne 7 angeordnet werden,wie dies in Fig. 4 beispielhaft dargestellt ist.

Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Zahndicke 18 der Zähne 7 in Umfangs¬richtung überden Bereich eines Kreissegmentes kontinuierlich zunimmt und übereinen weiteren Bereich eines daran anschließenden Kreissegments wieder konti¬nuierlich abnimmt, wobei auch mehrere Bereiche mit kontinuierlicher Zunahmeund daran anschließender kontinuierlicher Abnahme der Zahndicke 18 in Um¬fangsrichtung hintereinander angeordnet sein können. Beispielsweise können je¬weils zwei oder drei oder vier oder fünf Bereiche mit kontinuierlicher Zunahme derZahndicke 18 angeordnet sein, die jeweils in Umfangsrichtung von einem Bereichmit kontinuierlicher Abnahme der Zahndicke 18 voneinander getrennt sind. DieZahndicke 18 kann dabei maximal um einen Wert vergrößert werden, der ausge¬wählt ist aus einem Bereich von 5 % der Zahndicke 18 des dünnsten Zahnes 7 bis100 % der Zahndicke 18 des dünnsten Zahnes 7. Entsprechendes gilt für die Ver¬ringerung der Zahndicke 18.

Nach einerweiteren Ausführungsvariante des Zahnrades 1 kann vorgesehen wer¬den, dass die Zähne mit einer Flankenballigkeit versehen ist, wobei die Flanken¬balligkeit der Zähne unterschiedlich ist. Es ist dazu in Fig. 5 ein Zahn 7 mit einerFlankenballigkeit dargestellt. Die unterschiedlichen Flankenballigkeiten könnendabei derart ausgebildet sein, dass ein Radius der Flankenballigkeit variiert wird.

Hinsichtlich der Abfolge an Zähnen 7 mit unterschiedlicher Flankenballigkeit seiauf voranstehende Ausführungen bzgl. der variierenden Zahndicke 18 verwiesen,die entsprechend angewandt werden können.

Zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, dass dieFlankenballigkeit zumindest einer Zahnflanke 13 innerhalb eines Zahnes 7 asym¬metrisch ausgebildet ist, sodass sich beispielsweise ein vertiefter Bereich 20 derFlankenballigkeit in einer Richtung verläuft, die in einem Winkel zur Axialrichtungdes Zahnrades 1 verläuft.

Nach einer anderen Ausführungsvariante des Zahnrades 1 kann vorgesehen sein,dass die Zahnradteilung überden Umfang der Verzahnung variiert.

Die Zahnradteilung bezeichnet dabei einen Abstand 22 von einem Zahn 7 zumnächsten auf Höhe des Teilkreises 17.

Diese Ausführungsvariante ist ebenfalls in Fig. 4 dargestellt.

Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass bei der Ausbildung der Zähne 7 mit unter¬schiedlicher Zahndicke 18 die Zahnradteilung, also der Abstand 22 zwischen denZähnen 7, auch gleich groß sein kann.

Durch das exzentrische spanende Bearbeiten der Verzahnung 6 kann auch eineWandstärke 24 in radialer Richtung zwischen einer radial innersten Kante 25 (Fig.4) und einem Fußkreis 26 der Verzahnung 6 des zweiten, radial äußeren Rin¬gelementes 3 verringert werden. Dabei ist bevorzugt, wenn die Wandstärke 24 inradialer Richtung zwischen der radial innersten Kante 25 und dem Fußkreis 26 derVerzahnung 6 des zweiten, radial äußeren Ringelementes 3 mindestens der Hälfteeiner Zahnhöhe 27 in radialer Richtung der Zähne 7 der Verzahnung 6 beträgt.Insbesondere kann diese Wandstärke 24 ausgewählt sein aus einem Bereich von50 % der Zahnhöhe 27 bis 150 % der Zahnhöhe 27.

Wie in Fig. 6 dargestellt kann nach einerweiteren Ausführungsvariante des Zahn¬rades 1 vorgesehen sein, dass axial äußere Kanten 28, 29, d.h. die Kanten 28, 29im Übergangsbereich von einer radial äußeren Stirnfläche 30 zu axialen Endflä¬chen 31, 32, des ersten, radial inneren Ringelementes 2 und axial äußere Kanten33, 34, d.h. die Kanten 33, 34 im Übergangsbereich von einer radial inneren Stirn¬fläche 35 zu axialen Endflächen 36, 37, des zweiten, radial äußeren Ringelemen¬tes 3 abgerundet ausgeführt sind, also mit einer Rundung versehen sind.

Der Radius der Rundungen ist vorzugsweise ausgewählt aus einem Bereich von0,1 mm bis 2 mm, insbesondere aus einem Bereich von 0,4 mm bis 1,5 mm.

Es ist möglich, dass der Radius aller Rundungen gleich groß ist. Es ist aber auchmöglich, dass zumindest eine der Rundungen einen zu den restlichen Rundungenunterschiedlichen Radius aufweist. Beispielsweise können die beiden Rundungendes ersten, radial inneren Ringelementes 2 einen größeren Radius aufweisen, alsdie beiden Rundungen des zweiten, radial äußeren Ringelementes 3. Es ist aber auch möglich, das die Rundungen im Bereich einer axialen Seite des Zahnrades1, also z.B. im Bereich der axialen Endflächen 31,36, einen größeren Radius auf¬weisen, also die Rundungen der zweiten axialen Seite des Zahnrades 1, also z.B.im Bereich der axialen Stirnflächen 32, 37. Mit diesen Ausführungsvarianten desZahnrades 1, d.h. der unterschiedlichen Gestaltung der Rundungen, können un¬terschiedlichste Belastungsfälle des Zahnrades 1 in axialer und radialer Richtungbesser berücksichtigt werden.

Im einfachsten Fall sind die Rundungen 21 bis 24 als Teilkreise, beispielsweisVierteilkreise, ausgeführt. Es sind aber auch andere Ausführungen der Rundun¬gen möglich.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, kann sich das Verbindungselement 4 in axialer Richtungüber das erste, radial innere Ringelement 2 und das zweite, radial äußere Rin¬gelement 3 vorstehend und in radialer Richtung das erste, radial innere Ringele¬ment 2 und/oder das zweite, radial äußere Ringelement 3 teilweise überdeckenderstrecken. Das Verbindungselement 4 kann also insbesondere einen zumindestannährend H-förmigen bzw. einen H-förmigen Querschnitt aufweisen.

Es ist aber auch möglich, dass das Verbindungselement 4 flächenbündig mit denaxialen Endflächen 31,32 des ersten, radial inneren Ringelementes 2 und/oderflächenbündig mit den axialen Endflächen 36, 37 des zweiten, radial äußeren Rin¬gelementes 3 ausgebildet ist.

Weiter kann vorgesehen sein, dass das erste, radial innere Ringelement 2und/oder das zweite radial, äußere Ringelement 3 an zumindest einer der axialenEndflächen 31,32 bzw. 36, 37, vorzugsweise in sämtlichen Endflächen 31,32, 36,37, zumindest eine Nut, insbesondere eine Ringnut, aufweist bzw. aufweisen unddass sich dass Verbindungselement 4 bis in diese Nut(en) erstreckt.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass das erste, radial inne¬re Ringelement 2 in der Stirnfläche 30 und/oder das zweite radial, äußere Rin¬gelement 3 in der Stirnfläche 35 zumindest eine Nut, insbesondere eine Ringnut, aufweist bzw. aufweisen und dass sich das Verbindungselement 4 bis in dieseNut(en) erstreckt.

Es können dabei auch mehrere Nuten nebeneinander angeordnet sein, sodass dieStirnfläche 30 und/oder die Stirnfläche 35 und/oder zumindest eine der Endflächen31,32 bzw. 36, 37 in diesem Bereich bzw. diesen Bereichen in Art einer Verzah¬nung ausgebildet ist bzw. sind.

Weiter besteht die Möglichkeit, dass anstelle von Nuten zumindest ein Vorsprungan der Stirnfläche 30 und/oder die Stirnfläche 35 und/oder zumindest eine derEndflächen 31,32 bzw. 36, 37 in diesem Bereich bzw. diesen Bereichen in Arteiner Verzahnung ausgebildet ist bzw. sind.

Weiter besteht die Möglichkeit einer gemischten Ausführung, dass also beispiels¬weise an der Stirnfläche 30 des ersten, inneren Ringelementes 2 zumindest eineNut und an der Stirnfläche 35 des zweiten, äußeren Ringelementes 3 zumindestein Vorsprung ausgebildet ist, der in Richtung auf die Stirnfläche 30 über die Stirn¬fläche 35 vorspringt. Sämtliche Kanten in Bereich der Nut(en) können aus voranstehend genanntenGründen ebenfalls mit einer Rundung versehen sein.

Zur Herstellung des Zahnrades 1 kann das Verbindungselement 4 vorgeformtwerden und danach mit dem ersten, radial inneren Ringelement 2 und dem zwei¬ten, radial äußeren Ringelement 3 verbunden werden, beispielsweise ausschlie߬lich aufgrund der Haftreibung oder durch die Verwendung eines Haftmittels, wiez.B. eines Klebstoffes.

In der bevorzugten Ausführungsvariante des Zahnrades 1 wird das Verbindungs¬element 4 jedoch in einer entsprechenden Form auf das radial innere Ringelement2 und das radial äußere Ringelement 3 aufvulkanisiert, insbesondere heiß aufvul¬kanisiert. Für die Verbesserung der Verbindungsbildung besteht weiter die Möglichkeit, dassdie zumindest einzelne, insbesondere sämtliche, Flächen zumindest im Bereich der Verbindung mit dem Verbindungselement 4 aufgeraut wird bzw. werden, bei¬spielsweise durch (Sand)Strahlen oder durch Schleifen, etc.

Von Vorteil ist es aber auch, wenn zumindest in den Verbindungsbereichen offen¬porige Sinterbauteile für das erste, radial innere Ringelement 2 und/oder das zwei¬te, radial äußere Ringelement 3 verwendet werden, da damit ebenfalls eine ArtVerkeilung zwischen dem Verbindungselement 4 und dem ersten, radial innerenRingelement 2 und/oder dem zweiten, radial äußeren Ringelement 3 erreicht wer¬den kann.

Es kann weiter von Vorteil sein, wenn zumindest die Flächen des ersten, radialinneren Ringelementes 2 und/oder des zweiten, radial äußeren Ringelementes 3im Bereich der Verbindung mit dem Verbindungselement 4 einer Plasmavorbe¬handlung bzw. Plasmaaktivierung unterzogen werden.

Der Vollständigkeit halber ist in Fig. 7 eine spielfreie Zahnradpaarung 38 gezeigt.Diese besteht bzw. umfasst das Zahnrad 1 nach der Erfindung und ein weiteresZahnrad 39. Die Verzahnung 6 des Zahnrades 1 steht zur Übertragung einesDrehmomentes mit einer Verzahnung 40 des weiteren Zahnrades 39 in Eingriff.Dabei können entweder das Zahnrad 1 oder das weitere Zahnrad 39 angetriebenund das Zahnrad 1 vom weiteren Zahnrad getrieben oder das weitere Zahnrad 39vom Zahnrad 1 getrieben sein.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Zahnrades1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch diverse Kombinationen der ein¬zelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besserenVerständnis des Aufbaus des Zahnrades 1 dieses bzw. dessen Bestandteile teil¬weise unmaßstäblich 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) miteiner ersten Ringelementachse (9) in axialer Richtung, ein zweites, radial äußeresRingelement (3) mit einer zweiten Ringelementachse (8) in axialer Richtung undein Verbindungselement (4), wobei das zweite, radial äußere Ringelement (2) ei¬ne, um eine Rotationsachse rotierbare Verzahnung (6) mit Zähnen (7) aufweist,wobei weiter das Verbindungselement (3) in radialer Richtung zwischen dem ers¬ten, radial inneren Ringelement (2) und dem zweiten, radial äußeren Ringelement (3) angeordnet ist und mit dem ersten, radial inneren Ringelement (2) und demzweiten, radial äußeren Ringelement (3) verbunden ist, und wobei das Verbin¬dungselement (4) zumindest teilweise aus einem gummielastischen Werkstoff be¬steht, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ringelementachse (9) in axialerRichtung des ersten, radial inneren Ringelementes (2) oder die Rotationsachseder Verzahnung (6) in radialer Richtung versetzt zur zweiten Ringelementachse (8) in axialer Richtung des zweiten, radial äußeren Ringelementes (3) verläuftund/oder dass die Verzahnung (6) mit ungleichförmigen Zähnen (7) ausgebildetist.
2. 2. Zahnrad (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ver¬zahnung (6) exzentrisch zur ersten Ringelementachse (9) in axialer Richtung desersten, radial inneren Ringelementes (2) ausgebildet ist.
3. 3. Zahnrad (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieZähne (7) mit einer unterschiedlichen Zahndicke (18) in Umfangsrichtung ausge¬bildet sind.
4. 4. Zahnrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich¬net, dass die Zähne (7) mit einer Flankenballigkeit versehen sind, wobei die Flan¬kenballigkeiten der Zähne (7) unterschiedlich sind.
5. 5. Zahnrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich¬net, dass die Zahnradteilung über den Umfang der Verzahnung (6) variiert.
6. 6. Zahnrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich¬net, dass eine Wandstärke (24) in radialer Richtung zwischen der radial innerstenKante (25) und einem Fußkreis (26) der Verzahnung (6) des zweiten, radial äuße¬ren Ringelementes (3) mindestens 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 gekennzeich¬net, dass Kanten (28, 29) des ersten, radial inneren Ringelementes (2) im Verbin¬dungsbereich zwischen dem ersten, radial inneren Rindelement (2) und dem Ver¬bindungselement (4) und Kanten (33, 34) im Verbindungsbereich zwischen demzweiten, radial äußeren Ringelement (3) und dem Verbindungselement (4) mit ei¬ner Rundung versehen sind.
8. 8. Zahnrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich¬net, dass sich das Verbindungselement (4) in axialer Richtung überdas erste, ra¬dial innere Ringelement (2) und das zweite, radial äußere Ringelement (3) vorste¬hend und in radialer Richtung das erste, radial innere Ringelement (2) und/oderdas zweite, radial äußere Ringelement (3) teilweise überdeckend erstreckt.