DE102017111039A1 - Multi-part gear with shaft-hub connection - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Zahnrad (1) mit zwei miteinander über eine formschlüssige Welle-Nabe-Verbindung (2) drehfest verbundenen Verzahnungsbestandteilen, wobei ein erster Verzahnungsbestandteil (3) einen Wellenabschnitt (5) der Welle-Nabe-Verbindung (2) ausbildet und ein zweiter Verzahnungsbestandteil (4) einen Nabenabschnitt (6) der Welle-Nabe-Verbindung (2) ausbildet, wobei der Wellenabschnitt (5) und/oder der Nabenabschnitt (6) eine polygone Oberflächenkontur (7, 8) aufweisen/aufweist, wobei die zumindest eine Oberflächenkontur (7, 8) aus mehreren, in Umfangsrichtung unmittelbar ineinander übergehenden Abflachungen (9) gebildet ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Planetengetriebe mit mehreren als Planeten eingesetzten Zahnrädern (1). The invention relates to a gearwheel (1) with two toothing components connected in a rotationally fixed manner to one another via a positive shaft-hub connection (2), wherein a first toothed component (3) forms a shaft section (5) of the shaft-hub connection (2) and a second toothing component (4) forms a hub portion (6) of the shaft-hub connection (2), wherein the shaft portion (5) and / or the hub portion (6) has a polygonal surface contour (7, 8), wherein the at least a surface contour (7, 8) of a plurality, in the circumferential direction directly merging into each other flattenings (9) is formed. In addition, the invention relates to a planetary gear with several gears used as planets (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein (mehrteiliges) Zahnrad für ein Planetengetriebe, mit zwei miteinander über eine formschlüssige Welle-Nabe-Verbindung drehfest verbundenen Verzahnungsbestandteilen, wobei ein erster Verzahnungsbestandteil einen Wellenabschnitt der Welle-Nabe-Verbindung ausbildet und ein zweiter Verzahnungsbestandteil einen Nabenabschnitt der Welle-Nabe-Verbindung ausbildet. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Planetengetriebe mit diesem Zahnrad.The invention relates to a (multi-part) gear for a planetary gear, with two mutually connected via a positive shaft-hub connection rotatably connected gear components, wherein a first gear component forms a shaft portion of the shaft-hub connection and a second gear component a hub portion of the shaft hub Connection forms. Furthermore, the invention relates to a planetary gear with this gear.
Gattungsgemäße mehrteilige Zahnräder für Planetengetriebe sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. In diesem Zusammenhang offenbart die
Weiterer Stand der Technik ist aus der
Aus dem Stand der Technik sind somit bereits Zahnräder in mehrteiliger Ausführung bekannt, deren verschiedene Verzahnungsbestandteile im Montageprozess einerseits relativ schwierig zu bearbeiten sind und andererseits die gewünschte Relativposition zueinander häufig schwierig aufrecht erhalten können.From the state of the art gearwheels in multi-part design are thus already known whose different gear components are on the one hand relatively difficult to machine in the assembly process and on the other hand often difficult to maintain the desired relative position to each other.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere ein mehrteiliges Zahnrad zur Verfügung zu stellen, das hinsichtlich seines Herstellaufwandes deutlich reduziert ist sowie hinsichtlich seiner einzelnen Verzahnungsbestandteile eine gleichbleibende Relativposition ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to remedy the known from the prior art disadvantages and in particular to provide a multi-part gear available, which is significantly reduced in terms of manufacturing effort and allows a constant relative position with respect to its individual gear components.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Wellenabschnitt und/oder der Nabenabschnitt eine polygone Oberflächenkontur aufweisen/aufweist, wobei die zumindest eine Oberflächenkontur aus mehreren, in Umfangsrichtung unmittelbar ineinander übergehenden Abflachungen gebildet ist.This is inventively achieved in that the shaft portion and / or the hub portion have / have a polygonal surface contour, wherein the at least one surface contour of a plurality, in the circumferential direction directly merging into each other flattenings is formed.
Dadurch lässt sich die formschlüssige Welle-Nabe-Verbindung / Drehverbindung relativ kostengünstig umsetzen. Aufwändige, bisher übliche Verzahnungsprofile, wie Kerb-/ Passverzahnungen werden vermieden.As a result, the positive shaft-hub connection / rotary connection can be implemented relatively inexpensively. Elaborate, previously common gear profiles, such as notched / serrations are avoided.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous embodiments are claimed with the subclaims and explained in more detail below.
Insbesondere ist es bevorzugt, zumindest den Wellenabschnitt mit dieser polygonen Oberflächenkontur (erste Oberflächenkontur) auszubilden. Dadurch wird die Fertigung des ersten Verzahnungsbestandteils deutlich erleichtert, da dieser nicht mit zwei unterschiedlichen Verzahnungen zu versehen ist.In particular, it is preferable to form at least the shaft section with this polygonal surface contour (first surface contour). As a result, the production of the first toothing component is significantly facilitated because it is not to be provided with two different teeth.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Abflachungen / jeweils zwei benachbarte Abflachungen in Umfangsrichtung lückenlos / rücksprungslos ineinander übergehen. Somit wird weiter ausgeschlossen, dass unter der polygonen Oberflächenkontur insbesondere keine Verzahnung, wie eine Pass- oder Steckverzahnung, gemeint ist. Vielmehr ist mit der Oberflächenkontur somit eine Kontur gemeint, die frei von sich in radialer Richtung (tendenziell) nach innen erstreckenden Aussparungen / Kerben / Verzahnungsfüßen ist.It is also advantageous if the flattenings / each two adjacent flats merge into one another in the circumferential direction without gaps / without any gaps. Thus, it is further excluded that under the polygonal surface contour in particular no gearing, such as a mating or spline is meant. Rather, the contour of the surface thus means a contour which is free of recesses / notches / toothed feet extending inwardly in the radial direction (tendency).
Die erste Oberflächenkontur / der Wellenabschnitt bildet folglich bevorzugt einen gedachten, umlaufenden Kranz aus, der hohl ausgebildet ist und lediglich eine Erstreckung in tangentialer Richtung / Umfangsrichtung sowie in axialer Richtung aufweist. Dadurch ist eine Oberflächenkontur gegeben, die besonders einfach spanlos herstellbar ist.The first surface contour / the shaft section thus preferably forms an imaginary, circumferential rim, which is hollow and has only an extension in the tangential direction / circumferential direction and in the axial direction. As a result, a surface contour is given, which is particularly easy to produce without cutting.
Zudem ist es von Vorteil, wenn die Abflachungen als ebene Oberflächenbereiche ausgebildet sind.In addition, it is advantageous if the flattenings are formed as flat surface areas.
In einer weiter bevorzugten Ausführung ist es umgesetzt, dass die erste polygone Oberflächenkontur (unter Ausbildung einer Außenkontur) des Wellenabschnittes komplementär zu einer zweiten polygonen Oberflächenkontur (unter Ausbildung einer Innenkontur) des Nabenabschnittes ausgebildet ist und formschlüssig in Drehrichtung die zweite Oberflächenkontur aufnimmt. Somit ist eine besonders leistungsfähige formschlüssige Verbindung umgesetzt.In a further preferred embodiment, it is implemented that the first polygonal surface contour (forming an outer contour) of the shaft portion is complementary to a second polygonal surface contour (forming an inner contour) of the hub portion and positively receives in the direction of rotation the second surface contour. Thus, a particularly powerful positive connection is implemented.
Ist der erste Verzahnungsbestandteil mittels eines Sicherungsringes relativ zu dem zweiten Verzahnungsbestandteil axial gesichert, ist ein kostengünstig hergestelltes Sicherungselement verwendet. In diesem Zusammenhang ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der Sicherungsring in eine Ringnut eines den Nabenabschnitt durchdringenden Endbereiches des Wellenabschnittes eingerastet ist. Auf einer dem Sicherungsring abgewandten axialen Seite ist der Nabenabschnitt dann bevorzugt unmittelbar an einer Stirnseite eines Verzahnungsabschnittes des ersten Verzahnungsbestandteils, welcher Verzahnungsabschnitt axial an den Wellenabschnitt anschließt, axial abgestützt.If the first toothing component is secured axially relative to the second toothing component by means of a securing ring, a securing element produced at low cost is used. In this context, it is particularly advantageous if the retaining ring is engaged in an annular groove of the hub portion penetrating end portion of the shaft portion. On an axial side facing away from the securing ring, the hub portion is then preferably supported axially directly on an end face of a toothed section of the first toothing component, which toothing section adjoins the shaft section axially.
Alternativ zu einer formschlüssigen axialen Sicherung mittels des Sicherungsringes ist es jedoch auch prinzipiell möglich, die beiden Verzahnungsbestandteile stoffschlüssig oder kraftschlüssig axial zu verbinden / sichern. Im Falle einer stoffschlüssigen Verbindung ist eine die beiden Verzahnungsbestandteile verbindende Verschweißung bevorzugt. Im Falle einer stoffschlüssigen Verbindung ist ein die beiden Verzahnungsbestandteile verbindender Pressverbund bevorzugt, wobei der Wellenabschnitt in den Nabenabschnitt eingepresst / mittels eines Presssitzes zusätzlich gehalten ist.As an alternative to a positive axial locking by means of the locking ring, however, it is also possible in principle to connect / secure the two toothed components in a material-locking or force-locking manner. In the case of a material connection, a joint connecting the two tooth components is preferred. In the case of a material connection is a the two compound components connecting pressing compound preferred, wherein the shaft portion is pressed into the hub portion / additionally held by a press fit.
Sind die beiden Verzahnungsbestandteile außenverzahnt und/oder mit unterschiedlichen Verzahnungsdurchmessern ausgebildet (d.h. Zahnrad ist gestuft ausgebildet), ergibt sich ein Zahnrad, das besonders für den Einsatz als Planetenrad geeignet ist.If the two gear components are externally toothed and / or formed with different gear diameters (i.e., gear is stepped), the result is a gear which is particularly suitable for use as a planetary gear.
Diesbezüglich ist des Weiteren zweckmäßig, wenn die beiden Verzahnungsbestandteile jeweils eine Schrägverzahnung aufweisen. Dadurch wird das Zahnrad besonders effektiv eingesetzt, da es eine erforderliche axiale Abstützung der Verzahnungsbestandteile zueinander mit sich bringt.In this regard, it is further expedient if the two gear components each have a helical toothing. As a result, the gear is used particularly effectively, since it brings with it a required axial support of the gear components.
In diesem Zusammenhang ist es wiederum zweckmäßig, wenn sich die Schrägverzahnungen der unterschiedlichen Verzahnungsbestandteile hinsichtlich ihres Neigungs- / Verzahnungswinkels unterscheiden.In this context, it is again expedient if the helical toothings of the different toothing components differ with respect to their inclination / toothing angle.
Weiter bevorzugt sind die Schrägverzahnungen jedoch gleich ausgerichtet / orientiert.More preferably, however, the helical gears are the same aligned / oriented.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die erste Oberflächenkontur des Wellenabschnittes und/oder die zweite Oberflächenkontur des Nabenabschnittes gehärtet sind/ist.Furthermore, it is advantageous if the first surface contour of the shaft section and / or the second surface contour of the hub section is hardened.
Der Herstellaufwand des Zahnrades wird insbesondere dann weiter gesenkt, wenn der erste Verzahnungsbestandteil (im Bereich seines Wellenabschnittes) unter Ausbildung der ersten Oberflächenkontur umformtechnisch, bevorzugt kalt- oder warmumformtechnisch, besonders bevorzugt fließpresstechnisch bearbeitet ist. Prinzipiell ist eine solche Bearbeitung auch zur Ausbildung der zweiten Oberflächenkontur an dem zweiten Verzahnungsbauteil (im Bereich des Nabenabschnittes), gemäß einer weiteren Ausführung, denkbar. Weiter bevorzugt ist das zweite Verzahnungsbauteil jedoch als ein Sinterteil oder Schmiedeteil ausgeführt / sintertechnisch hergestellt. Auch der erste Verzahnungsbestandteil kann prinzipiell als Sinterteil oder Schmiedeteil ausgeführt sein.The manufacturing cost of the gear is further reduced in particular when the first toothing component (in the region of its shaft portion) forming the first surface contour forming, preferably cold or hot forming, particularly preferably processed extrusion technology. In principle, such machining is also conceivable for forming the second surface contour on the second toothed component (in the region of the hub portion), according to a further embodiment. However, the second toothed component is more preferably designed as a sintered part or forged part / produced by sintering technology. Also, the first toothing component can in principle be designed as a sintered part or forging.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Zahnrad mit zwei miteinander über eine formschlüssige Welle-Nabe-Verbindung drehfest verbundenen Verzahnungsbestandteilen, wobei ein erster Verzahnungsbestandteil einen Wellenabschnitt der Welle-Nabe-Verbindung ausbildet und ein zweiter Verzahnungsbestandteil eine formschlüssig mit dem Wellenabschnitt in einer Drehrichtung verbundenen Nabenabschnitt der Welle-Nabe-Verbindung ausbildet, wobei eine Oberflächenkontur des Wellenabschnittes und/oder des Nabenabschnittes nicht spanabhebend / nicht spanend / spanlos bearbeitet / ausgebildet ist. Insbesondere trifft dies auch für die zuvor beschriebenen ersten und zweiten Oberflächenkonturen der Wellen- und Nabenabschnitte zu. Somit wird der Herstellaufwand des Zahnrades deutlich gesenkt.The invention further relates to a gearwheel with two toothed components which are non-rotatably connected to one another via a positive shaft-hub connection, wherein a first toothing component forms a shaft section of the shaft-hub connection and a second toothed component forms a hub section which is positively connected to the shaft section in one direction of rotation Shaft-hub connection forms, wherein a surface contour of the shaft portion and / or the hub portion is not machined / not machined / machined / formed. In particular, this also applies to the above-described first and second surface contours of the shaft and hub sections. Thus, the manufacturing cost of the gear is significantly reduced.
Zudem betrifft die Erfindung ein Planetengetriebe mit mehreren als Planeten eingesetzten erfindungsgemäßen Zahnrädern nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen, wobei die ersten Verzahnungsbestandteile Teil einer ersten Planetenstufe und die zweiten Verzahnungsbestandteile Teil einer zweiten Planetenstufe sind. Dadurch sind die Zahnräder besonders effizient eingesetzt.In addition, the invention relates to a planetary gear with a plurality of planet gears according to the invention used according to at least one of the embodiments described above, wherein the first gear components part of a first planetary stage and the second gear components are part of a second planetary stage. As a result, the gears are used particularly efficiently.
In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß eine Welle-Nabe-Verbindung für einen zweiteilig gestuften Planeten realisiert. Eine Polygonverbindung ist zur Verbindung zweier Zahnräder (Verzahnungsbestandteile) eingesetzt. Die axiale Sicherung wird über einen Sicherungsring gewährleistet. Somit sind die beiden Zahnräder über eine formschlüssige Welle-Nabe-Verbindung miteinander verbunden. Wenigstens ein Formschlusselement (Wellenabschnitt und/oder Nabenabschnitt) weist bevorzugt eine nicht spanabhebend bearbeitete Oberfläche / Oberflächenkontur auf. Diese ist weiter bevorzugt durch Kalt- oder Warmumformen, insbesondere Fließpressen, erzeugt. Alternativ ist auch ein Sintern zur Ausbildung der Oberfläche möglich. Die Verzahnungen sind weiter bevorzugt gleich ausgerichtet, weisen aber einen unterschiedlichen Flanken- / Neigungswinkel auf.In other words, according to the invention, a shaft-hub connection for a two-part stepped planet is realized. A polygon connection is used to connect two gears (gear components). The axial securing is ensured by a locking ring. Thus, the two gears are connected via a positive shaft-hub connection. At least one form-fitting element (shaft section and / or hub section) preferably has a non-machined surface / surface contour. This is further preferably produced by cold or hot forming, in particular extrusion. Alternatively, sintering to form the surface is possible. The teeth are further preferably the same orientation, but have a different flank / tilt angle.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention will now be explained in more detail below with reference to figures in a preferred embodiment.
Es zeigen:
-
1 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen als Planetenrad ausgebildeten Zahnrades nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei besonders gut die axiale Sicherung zweier Verzahnungsbestandteile des Zahnrades über einen Sicherungsring erkennbar ist, -
2 eine Seitendarstellung des Zahnrades nach2 in einem ungeschnittenen Zustand, -
3 eine Querschnittdarstellung des Zahnrades nach den1 und2 entlang der in1 mit „III-III“ gekennzeichneten Schnittlinie, wobei insbesondere eine Polygonform verschiedener Oberflächenkonturen eines Wellenabschnittes eines ersten Verzahnungsbestandteiles sowie eines Nabenabschnittes eines zweiten Verzahnungsbestandteiles erkennbar sind, -
4 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Zahnrades nach den1 bis3 , -
5 eine perspektivische Darstellung des zusammengebauten Zahnrades nach den1 bis3 von einer Seite eines Sicherungsringes, der zur axialen Sicherung der beiden Verzahnungsbestandteile zueinander vorgesehen ist, sowie -
6 eine perspektivische Darstellung des in3 bereits geschnitten dargestellten Zahnradabschnittes.
-
1 a longitudinal sectional view of a gear formed according to the invention as a planet gear according to a preferred embodiment, with particularly good the axial securing of two gear components of the gear via a locking ring can be seen, -
2 a side view of the gear after2 in an uncut condition, -
3 a cross-sectional view of the gear after the1 and2 along the in1 with "III-III" marked cutting line, wherein in particular a polygonal shape of different surface contours of a shaft portion of a first toothing component and a hub portion of a second toothing component are visible, -
4 an exploded perspective view of the gear according to the1 to3 . -
5 a perspective view of the assembled gear after the1 to3 from one side of a retaining ring, which is provided for axially securing the two gear components to each other, as well as -
6 a perspective view of the in3 already shown cut gear section.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are for the sole purpose of understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.
In
Das Zahnrad
Wie des Weiteren in
Wie besonders gut in
Die Abflachungen
In
Der Wellenabschnitt
In diesem Ausführungsbeispiel ist der zweite Verzahnungsbestandteil
Die Oberflächenkonturen
In
Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die zuvor bezeichneten Herstellverfahren lediglich exemplarisch sind. Der Wellenabschnitt
In anderen Worten ausgedrückt, wird erfindungsgemäß ein zweiteiliger Planet (Zahnrad
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Zahnradgear
- 22
- Welle-Nabe-VerbindungShaft-hub-connection
- 33
- erster Verzahnungsbestandteilfirst gear component
- 44
- zweiter Verzahnungsbestandteilsecond gearing component
- 55
- Wellenabschnittshaft section
- 66
- Nabenabschnitthub portion
- 7 7
- erste Oberflächenkonturfirst surface contour
- 88th
- zweite Oberflächenkontursecond surface contour
- 99
- Abflachungflattening
- 1010
- Sicherungsringcirclip
- 1111
- erste Schrägverzahnungfirst helical toothing
- 1212
- zweite Schrägverzahnungsecond helical toothing
- 1313
- Mittelachsecentral axis
- 1414
- Verzahnungsabschnitttoothed section
- 15a15a
- erste Außenverzahnungfirst external toothing
- 15b15b
- zweite Außenverzahnungsecond external toothing
- 1616
- Endbereichend
- 1717
- Ringnutring groove
- 1818
- Absatzparagraph
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102012202446 A1 [0002]DE 102012202446 A1 [0002]
- DE 102009052791 A1 [0003]DE 102009052791 A1 [0003]
Claims (10)
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DE102017111039.9A DE102017111039A1 (en) | 2017-05-22 | 2017-05-22 | Multi-part gear with shaft-hub connection |
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ID=64278171
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DE102017111039.9A Withdrawn DE102017111039A1 (en) | 2017-05-22 | 2017-05-22 | Multi-part gear with shaft-hub connection |
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-
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- 2017-05-22 DE DE102017111039.9A patent/DE102017111039A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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