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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stirnverzahnung eines Maschinenelementes, ein Maschinenelement umfassend eine Stirnverzahnung sowie ein Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Stirnverzahnung einer Welle-Nabe-Verbindu ng.
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Technologischer Hintergrund
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Aus dem Stand der Technik sind Stirnverzahnungen von Welle-Nabe-Verbindungen, insbesondere von Radlagern, für Kraftfahrzeuge bekannt, mit denen das Antriebsmoment der Fahrzeugräder übertragen wird. Dabei weisen die Zähne der Stirnverzahnungen im Querschnitt stets eine dreieckige Grundform auf, die typischerweise am Zahnkopf abgerundet ist. Beispielsweise offenbart
EP 2 363 301 A1 eine derartige Stirnverzahnung für eine antreibbare Radnabe.
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Allerdings bringt die Dreiecksform eine Reihe von Nachteilen mit sich, unter die beispielsweise fällt, dass beim Zusammenstecken des mit einer Stirnverzahnung versehenen Maschinenteils mit einem Gegenstück, d.h. einem Maschinenteil mit einer Gegenverzahnung, eine sogenannte „Zahn auf Zahn“-Stellung auftreten kann. Normalerweise müsste natürlich ein Zahn der einen Seite in den Zwischenraum zwischen zwei Zähnen der gegenüberliegenden Seite greifen. Die dreieckige Grundform mit häufig abgeflachten Zahnköpfen erschwert allerdings ein Abgleiten der Zähne in die Zahnzwischenräume und somit ein richtiges Zusammenwirken der Maschinenteile.
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Ferner weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Stirnverzahnungen eine zu verbessernde Sensitivität hinsichtlich Toleranzen der Flankenwinkel des entsprechenden Gegenstückes auf.
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Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stirnverzahnung für eine Welle-Nabe-Verbindung bereitzustellen, die unter anderem eine vergrößerte Kontaktfläche mit einer Gegenverzahnung eines Gegenstückes herstellt. Ferner soll die Stirnverzahnung kompatibel mit einer Vielzahl von Gegenverzahnungen von Gegenstücken sein und möglichst unsensitiv gegenüber Flankenwinkeltoleranzen. Insgesamt soll die Drehmomentübertragung und die Lebenszeit der Stirnverzahnung verbessert werden.
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Gelöst wird die oben genannte Aufgabe durch eine Stirnverzahnung eines Maschinenelementes für eine Welle-Nabe-Verbindung, wobei die Stirnverzahnung eine Vielzahl von Zähnen aufweist. Jeder Zahn weist in einem Querschnitt eine konstante Krümmung auf, sodass jeder Zahn im Querschnitt gänzlich durch einen Kreisausschnitt gebildet ist.
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Die Welle-Nabe-Verbindung dient insbesondere zur Übertragung von Drehmomenten, insbesondere von Antriebsmomenten, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge. Insbesondere dient die Welle-Nabe-Verbindung zur Übertragung des Antriebsmomentes eines Kraftfahrzeuges.
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Bei dem Begriff „Maschinenelement“ handelt es sich insbesondere um eine Welle, insbesondere eine Gelenkwelle für eine Welle-Nabe-Verbindung und/oder um ein mit einer Welle zu verbindenden Maschinenelement, vorzugsweise um eine Nabe. Die Stirnverzahnung kann insbesondere an einer Gelenkglocke der Gelenkwelle angeordnet sein. Ferner kann es sich bei dem Maschinenelement um ein Wälzlager, vorzugsweise eine Nabe und/oder einen Innenring, eines Wälzlagers, handeln. Insbesondere handelt es sich bei dem Wälzlager um ein Radlager. Die Stirnverzahnung ist insbesondere an einem Wälznietbund der Nabe des Wälzlagers angeordnet. Insbesondere handelt es sich um das Wälzlager eines Kraftfahrzeuges.
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Unter dem Begriff „für eine Welle-Nabe-Verbindung“ ist zu verstehen, dass das so beschriebene Maschinenelement bzw. die so beschriebene Stirnverzahnung zur Herstellung einer Welle-Nabe-Verbindung dient. Somit weist mindestens eins der mittels der Welle-Nabe-Verbindung zu verbindenden Maschinenteile eine oben beschriebene Stirnverzahnung auf. Insbesondere weisen beide mittels der Welle-Nabe-Verbindung zu verbindenden Maschinenteile eine entsprechende Stirnverzahnung auf. Vorzugsweise dient die Welle-Nabe-Verbindung zur Verbindung eines Wälzlagers und einer Welle, wobei vorzugsweise die Nabe oder der Innenring des Wälzlagers mit der Welle, vorzugsweise mit einer Gelenkglocke der Welle, verbunden werden.
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Die Stirnverzahnung verläuft insbesondere in Umfangsrichtung um eine Rotationsachse herum, wobei aus einer Rotation um die Rotationsachse resultierende Drehmomente mit Hilfe der Welle-Nabe-Verbindung übertragen werden sollen.
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Insbesondere ist die Stirnverzahnung auf einer Oberfläche einer Stirnseite des Maschinenelementes angeordnet. Die Oberfläche weist insbesondere eine ringförmige, insbesondere kreisringförmige, Gestalt auf, wobei diese konzentrisch zur Rotationsachse anordenbar beziehungsweise angeordnet ist. Die Zähne der Stirnverzahnung erstrecken sich insbesondere in radialer Richtung in Bezug auf die Rotationsachse. Die Längsrichtung der Zähne verläuft somit radial. Die Zähne sind insbesondere derart ausgebildet, dass eine Verbindungslinie des höchsten Punktes eines Zahnes am radial inneren Ende mit dem höchsten Punkt des Zahnes am radial äußeren Ende einen Winkel mit der Rotationsachse einschließt, der zwischen 80° und 100°, ferner bevorzugt zwischen 85° und 95°, beträgt. Am meisten bevorzugt beträgt der Winkel genau 90°, sodass die Verbindungslinie radial verläuft. Ein Querschnitt eines Zahnes ist vorteilhafterweise senkrecht zur radialen Richtung und zur Längsrichtung des Zahnes gebildet.
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Dadurch, dass jeder Zahn in einem Querschnitt eine konstante Krümmung aufweist, ist jeder Zahn in dem Querschnitt aus einem einzigen Kreisausschnitt gebildet. Der Zahn ist in dem Querschnitt somit nicht aus mehreren Kreisausschnitten unterschiedlicher Radien zusammengesetzt. Im Gegenteil definiert ein einziger Kreisausschnitt den Zahn im Querschnitt.
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Der Zahn im Querschnitt, in anderen Worten das Profil des Zahnes, lässt sich durch die konstante Krümmung entlang seiner Höhe nicht in unterschiedlich gekrümmte Bereiche einteilen. Insbesondere kann dem Zahn kein Kopfkreis und kein Grundkreis zugeordnet werden. Die Zähne der Stirnverzahnung weisen somit keinen Zahnkopfradius auf, der von einem Grundradius des Zahnes abweicht. Insbesondere weist jeder Zahn in einem Querschnitt keinen Bereich auf, in dem die Krümmung Null ist. Der Zahn weist somit insbesondere keinen gradlinigen Bereich auf. Die axial am meisten hervorstehende Stelle (oder Bereich) des Zahnes kann als Zahnkopf bezeichnet werden, obwohl sich dieser hinsichtlich der Krümmung nicht vom restlichen Zahn unterscheidet.
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Ferner bevorzugt weisen die Zähne in einem Querschnitt keine dreieckige Grundform aus, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Durch die konstante Krümmung kann dem Zahn keine dreieckige Grundform, sondern nur die Grundform eines Kreisausschnittes, zugeordnet werden.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Stirnverzahnung ergeben sich unterschiedliche Vorteile. Zum einen ist die Stirnverzahnung sehr gut kompatibel mit einer Vielzahl unterschiedlicher Gegenverzahnungen eines Gegenstückes, die sich beispielsweise im Flankenwinkel unterscheiden können. Durch die erfindungsgemäße Stirnverzahnung wird garantiert, dass stets, auch bei sehr unterschiedlichen ausgebildeten Gegenverzahnungen, insbesondere bei unterschiedlichen Flankenwinkeln der Gegenverzahnung, eine große Kontaktfläche zwischen den ineinandergreifenden Verzahnungen erreicht wird, wodurch stets ein guter Halt ermöglicht wird. Durch das Versehen der Stirnverzahnung mit einer konstanten Krümmung wandern bei unterschiedlichen Flankenwinkeln die Kontaktflächen auf dem Kreisausschnitt in Richtung Zahnkopf oder in die entsprechende Gegenrichtung. Beispielsweise sind die Kontaktflächen bei einer Gegenverzahnung, bei der der Flankenwinkel größer ist, weiter in Richtung Zahnkopf angeordnet. Unabhängig vom Flankenwinkel der Gegenverzahnung werden jedoch stets große Kontaktflächen ermöglicht, und zwar durch die konstante Krümmung gleich groß für unterschiedliche Flankenwinkel. Aus dem gleichen Grund ist somit die Stirnverzahnung ebenfalls weniger sensitiv hinsichtlich Flankenwinkeltoleranzen der Gegenverzahnung.
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Ferner ist die Gefahr einer „Zahn auf Zahn“-Stellung verringert, da aufgrund der konstanten Krümmung der Zahn der Gegenverzahnung entsprechend abgleiten und somit in die richtige Position zwischen zwei Zähnen der Stirnverzahnung rutschen kann. Insbesondere dadurch, dass die Stirnverzahnung keine abgeflachten Zahnköpfe aufweist, wird die Gefahr einer „Zahn auf Zahn“-Stellung weiterhin reduziert.
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Zudem sorgt die erfindungsgemäße Stirnverzahnung dafür, dass die Kontaktfläche mit einer entsprechenden Gegenverzahnung maximiert wird. Dies führt zu einer besseren Verteilung der Last, insbesondere des Antriebsdrehmomentes. Außerdem führt die vergrößerte Kontaktfläche dazu, dass weniger Kontaktspannung entsteht, was in einer erhöhten Lebensdauer und Robustheit der Stirnverzahnung resultiert.
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Vorteilhafterweise weist jeder Zahn in jedem Querschnitt jeweils eine konstante Krümmung auf, sodass jeder Zahn in jedem Querschnitt gänzlich durch einen jeweiligen Kreisausschnitt gebildet ist. Die Zähne der Stirnverzahnung zeichnen sich somit insbesondere dadurch aus, dass sie entlang ihrer gesamten Länge durch Kreisausschnitte gebildet sind, wobei die konstante Krümmung insbesondere in jedem Querschnitt in radialer Richtung unterschiedlich ist. Insbesondere ändert sich die Krümmung gleichmäßig von einem radialen äußeren Ende eines Zahnes zu einem radialen inneren Ende des Zahnes entlang der Längsrichtung des Zahnes. Die Stirnverzahnung zeichnet sich somit insbesondere dadurch aus, dass der Zahn in jedem Querschnitt die gleiche Form aufweist, und zwar die Form eines Kreisausschnittes, wobei sich die Krümmung des Kreisausschnittes kontinuierlich ausgehend von einem radial inneren Ende des Zahnes zu einem radial äußeren Ende des Zahnes ändert. Vorteilhafterweise wird jeder Zahn im Querschnitt durch einen Krümmungsradius definiert, wobei der Krümmungsradius insbesondere der Kehrwert der konstanten Krümmung ist. Insbesondere ist der Krümmungsradius positiv, sodass jeder Zahn im Querschnitt durchgängig konvex gekrümmt ist.
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Der Krümmungsradius beträgt an einem radialen äußeren Ende des Zahnes insbesondere zwischen 0,5 mm und 3 mm, ferner bevorzugt zwischen 1,0 mm und 2 mm, am meisten bevorzugt zwischen 1,2 mm und 1,6 mm. Insbesondere weist jeder Zahn der Stirnverzahnung an einem radial äußeren Ende einen Krümmungsradius von 1,4 mm auf.
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Ferner bevorzugt beträgt der Krümmungsradius an einem radial inneren Ende des Zahnes zwischen 0,2 mm und 2 mm, insbesondere zwischen 0,5 mm und 1,5 mm, am meistens bevorzugt zwischen 0,8 mm und 1,2 mm. Insbesondere beträgt der Krümmungsradius an einem radial inneren Ende 1,0 mm.
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Ferner bevorzugt der Kreisausschnitt einen Zentriwinkel auf, wobei der Zentriwinkel zwischen 120° und 240°, insbesondere zwischen 140° und 220°, am meisten bevorzugt zwischen 160° und 200°, beträgt. Insbesondere beträgt der Zentriwinkel zwischen 170° und 190°, am meisten bevorzugt genau 180°. Insbesondere ist der Zentriwinkel für alle Kreisausschnitte aller Querschnitte entlang der Länge jedes Zahnes gleich. Der Zentriwinkel beschreibt, über wie viel Grad sich der Kreisausschnitt ausgehend von einem entsprechenden Mittelpunkt des Kreisausschnittes erstreckt. Ist der Zentriwinkel beispielsweise genau 180°, wird der Zahn im Querschnitt durch einen Halbkreis gebildet, sodass der Zahn gänzlich halbrund ausgebildet ist.
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Insbesondere kann jedem Kreisausschnitt ein Kreismittelpunkt zugeordnet werden, wobei der Kreismittelpunkt insbesondere derart angeordnet ist, dass er den Kreismittelpunkt des Kreisausschnittes bildet, der den zugehörigen Zahn im Querschnitt definiert. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Kreismittelpunkten beträgt an einem radial äußeren Ende der Stirnverzahnung zwischen 5 mm und 15 mm, insbesondere zwischen 7,5 mm und 12,5 mm, am meisten bevorzugt zwischen 9,5 mm und 11,5 mm.
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An einem radial inneren Ende der Stirnverzahnung ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Kreismittelpunkten insbesondere zwischen 5 mm und 10 mm, ferner bevorzugt zwischen 7,5 mm und 9 mm, insbesondere zwischen 8 mm und 8,5 mm. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Kreismittelpunkten ist insbesondere auf einen entsprechenden Kreisbogen der radial äußeren und/oder radial inneren Enden der Stirnverzahnung bezogen.
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Insbesondere weist die Stirnverzahnung an ihrem radialen äußeren Ende und/oder an ihrem radialen inneren Ende einen Teilkreisdurchmesser auf. Der Teilkreisdurchmesser ist der Durchmesser eines unsichtbaren Zylinders, der durch die Mitte der Zähne verläuft. Der Mittelpunkt liegt auf der Rotationsachse. Insbesondere beträgt der Teilkreisdurchmesser an einem radial äußeren Ende der Stirnverzahnung zwischen 40 mm und 80 mm, insbesondere zwischen 50 mm und 70 mm, insbesondere zwischen 55 mm und 65 mm, am meisten bevorzugt genau 60 mm. Insbesondere kann der Teilkreisdurchmesser an einem radial inneren Ende der Stirnverzahnung zwischen 20 mm und 60 mm, insbesondere zwischen 30 mm und 50 mm, insbesondere zwischen 40 mm und 48 mm, am meisten bevorzugt genau 45 mm, betragen.
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Vorteilhafterweise ist zwischen zwei benachbarten Zähnen der Stirnverzahnung jeweils ein Zahngrund angeordnet, wobei die Krümmung des Zahngrundes in einem Querschnitt nicht konstant ausgebildet ist. Die Krümmung des Zahngrundes ist somit ganz bewusst anders ausgebildet als die konstante Krümmung der jeweils benachbarten Zähne.
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Insbesondere ist die Krümmung des Zahngrundes derart gewählt, dass sie bionisch ausgebildet ist. Vor allem ändert sich die Krümmung des Zahngrundes ausgehend von einem ersten Ende des Zahngrundes im Querschnitt bis zu einem zweiten Ende des Zahngrundes gleichmäßig. Vorteilhafterweise ändert sich die Krümmung des Zahngrundes stetig. In anderen Worten kann die Änderung der Krümmung konstant ausgebildet sein. Eine derartige Wahl der Krümmung des Zahngrundes dient dazu, eine spannungsoptimale Geometrie zu erhalten.
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Der Zahngrund ist in einem Querschnitt insbesondere derart ausgebildet, dass der Zahngrund stetig in die benachbarten Zähen übergeht. In anderen Worten besteht zwischen dem Zahngrund und den benachbarten Zähnen ein stetiger Übergang, sodass eine Kontaktspannung an dem ansonsten scharfen Übergang zwischen Zähnen und Zahngrund vermieden wird. Insbesondere geht der Zahngrund an seinem ersten Ende und an seinem zweiten Ende in die benachbarten Zähne über. Insbesondere ist der Zahngrund derart ausgebildet, dass zwischen den benachbarten Zähnen und dem Zahngrund ein differenzierbarer Übergang besteht. Insbesondere ist somit kein Knick zwischen den benachbarten Zähnen und dem Zahngrund ausgebildet. Insbesondere geht der Zahngrund an seinen entsprechenden Enden tangential in die benachbarten Zähne über.
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Insbesondere weist die Stirnverzahnung zwischen 10 Zähnen und 50 Zähnen, ferner bevorzugt zwischen 25 Zähnen und 45 Zähnen, insbesondere zwischen 35 Zähnen und 40 Zähnen, am meisten bevorzugt genau 37 Zähne, auf. Die Zahnhöhe der Zähne der Stirnverzahnung beträgt insbesondere zwischen 1 mm und 2 mm, ferner bevorzugt zwischen 1,25 mm und 1,75 mm, insbesondere zwischen 1,6 mm und 1,7 mm.
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Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Maschinenelement für eine Welle-Nabe-Verbindung umfassend eine oben beschriebene Stirnverzahnung, wobei das Maschinenelement wie oben ausgeführt ausgebildet sein kann. Somit bezieht sich die Erfindung insbesondere auf eine Welle umfassend eine Stirnverzahnung und/oder ein Wälzlager umfassend eine oben beschriebene Stirnverzahnung.
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Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Welle-Nabe-Verbindung zweier Maschinenelemente, wobei zumindest ein Maschinenelement, vorzugsweise beide Maschinenelemente, die mittels der Welle-Nabe-Verbindung miteinander verbunden sind, eine oben beschriebene Stirnverzahnung aufweist.
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In einem weiteren Aspekt umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer oben beschriebenen Stirnverzahnung eines Maschinenelementes für eine Welle-Nabe-Verbindung, wobei das Verfahren das Ausbilden der Stirnverzahnung auf einer Oberfläche des Maschinenelementes umfasst. -Dabei kann die Stirnverzahnung spanabhebend ausgebildet werden, bspw. durch Honen, Fräsen oder Räumen. Ferner kann die Stirnverzahnung durch ein schneidendes Verfahren ausgebildet werden, insbesondere durch Laserstrahlschneiden. Am meisten bevorzugt wird die Stirnverzahnung eingeprägt, in anderen Worten in das Material des Maschinenelementes eingedrückt.
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Vorzugsweise bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Maschinenelementes für eine Welle-Nabe-Verbindung, wobei das Verfahren das Ausbilden einer oben beschriebenen Stirnverzahnung auf einer Oberfläche des Maschinenelementes umfasst.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert, wobei die Figuren rein schematisch zeigen:
- 1: eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Stirnverzahnung;
- 2: eine Draufsicht auf einen Querschnitt zweier Zähne der Stirnverzahnung nach 1;
- 3: einen Ausschnitt der perspektivischen Ansicht der 1;
- 4: eine perspektivische Ansicht einer Welle-Nabe-Verbindung;
- 5: eine Schnittansicht der Welle-Nabe-Verbindung der 4;
- 6: eine Schnittansicht einer weiteren Welle-Nabe-Verbindung; und
- 7: eine Schnittansicht einer weiteren Welle-Nabe-Verbindung.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Stirnverzahnung 10.
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Die Stirnverzahnung 10 ist an der Stirnseite eines Maschinenelementes 11, hier einer Nabe 15 eines Wälzlagers 14, angeordnet. Dabei zeigt 1 nur einen Abschnitt des Maschinenelementes 11 an dessen Stirnseite. Die Oberfläche an der Stirnseite ist ringförmig ausgebildet. Die Stirnverzahnung ist auf der gesamten Oberfläche ausgebildet.
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Die Stirnverzahnung 10 erstreckt sich in Umfangsrichtung 52 um eine Rotationsachse 53, wobei sich in Umfangsrichtung 53 in regelmäßigem Abstand Zähne 19 und Zahngründe 28 abwechseln.
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Die Zähne 19 der Stirnverzahnung 10 erstrecken sich in radialer Richtung 51 ausgehend von der Rotationsachse 53. Die Zähne 19 erstrecken sich somit von einem radial inneren Ende 25 zu einem radial äußeren Ende 26 entlang der Zahnlänge 24. Die Zähne 19 erstrecken sich durchgängig von einem radial inneren Ende 10a der Stirnverzahnung 10 bis zu einem radial äußeren Ende 10b.
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2 zeigt die Draufsicht auf einen Querschnitt zweier Zähne 19 der Stirnverzahnung 10 der 1 an einem radial äußeren Ende 26 der Zähne 19 und somit auch an einem radial äußeren Ende 10b der Stirnverzahnung 10.
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Deutlich ist zu sehen, dass jeder Zahn 19 durch einen Kreisausschnitt 20 gebildet ist. Dem Kreisausschnitt 20 kann ein Kreismittelpunkt 21 zugeordnet werden. Die Krümmung jedes Zahnes 19 ist durchgängig konstant ausgebildet. Der Krümmungsradius 22 ist positiv, sodass der Zahn 19 durchgängig konvex gekrümmt ist. Die konstante Krümmung erstreckt sich über einen Zentriwinkel 27 ausgehend vom Kreismittelpunkt 21. Ferner weisen die Zähne 19 eine Zahnhöhe 23 auf.
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Zwischen zwei benachbarten Zähnen 19 ist jeweils ein Zahngrund 28 angeordnet, der keinen konstanten Krümmungsradius aufweist, sondern bionisch ausgebildet ist. Der Krümmungsradius ändert sich stetig von einem Übergangsbereich 31 zu den jeweils benachbarten Zähnen 19 in Richtung des anderen Übergangsbereiches 31. Der Zahngrund weist somit ein erstes Ende 29 sowie ein zweites Ende 30 auf, zwischen denen er sich erstreckt. Am ersten Ende 29 und am zweiten Ende 30 geht der Zahngrund 28 stetig in dem jeweiligen Übergangsbereich 31 in die benachbarten Zähne 19 über.
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3 zeigt einen Ausschnitt der perspektivischen Ansicht der 1, in dem die Ausbildung der Zähne 19 und der Zahngründe 28 noch besser zu sehen ist.
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Es wird deutlich, dass die Zähne 19 eine entlang ihrer Zahnlänge 24 konstante Grundform, und zwar eine konstant gekrümmte Grundform, gebildet durch einen Kreisausschnitt über denselben Zentriwinkel 27, aufweisen, wobei sich der Krümmungsradius 22 ausgehend von einem radial äußeren Ende 26 des Zahnes 19 zu einem radial inneren Ende 25 gleichmäßig verringert.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Welle-Nabe-Verbindung 12 zweier Maschinenelemente 11.
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Die Maschinenelemente 11 sind mittels der Welle-Nabe-Verbindung miteinander verbunden. Bei dem einen Maschinenelement 11 handelt es sich um eine Welle 13. Insbesondere ist die Welle 13 als Gelenkwelle ausgebildet und weist eine Gelenkglocke 13a auf. Bei dem anderen Maschinenelement 11 handelt es sich um ein Wälzlager 14, und zwar ein Radlager 14a. Am Wälzlager 14 ist eine erfindungsgemäße Stirnverzahnung 10 ausgebildet. Vom Wälzlager 14 sind in 4 der Außenring 32 und der Radflansch 34 zu sehen.
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In 5 ist eine radiale Schnittdarstellung der Welle-Nabe-Verbindung 12 der 4 zu sehen. Die Stirnverzahnung 10 ist an einer Nabe 15 des Wälzlagers 14 angeordnet. Und zwar ist die Stirnverzahnung 10 an dem Wälznietbund 16 der Nabe 15 angeordnet. Ferner weist das Wälzlager 14 einen Innenring 17, Wälzkörper 18 sowie eine Zentralschraube 33 auf. Zusätzlich zum Wälzlager 14 kann die Welle 13 eine Gegenverzahnung aufweisen, die vorzugsweise gemäß der Stirnverzahnung 10 ausgebildet ist. Insbesondere ist die Gegenverzahnung an der Gelenkglocke 13a angeordnet.
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In 6 ist eine radiale Schnittansicht einer weiteren Welle-Nabe-Verbindung 12 zweier Maschinenelemente 11 dargestellt.
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Die Maschinenelemente 11 sowie die Welle-Nabe-Verbindung 12 sind grundsätzlich analog zu denen der 4 und 5 ausgebildet. Als einzige Unterschiede sind in 6 Bolzen 35 im Radflansch 34 angeordnet und die erfindungsgemäße Stirnverzahnung 10 ist nicht an der Nabe 15 des Wälzlagers 14 angeordnet, sondern am Innenring 17 des Wälzlagers 14. Dafür weist die Nabe 15 keinen Wälznietbund 16 auf, sondern der Innenring 17 erstreckt sich in axialer Richtung 50 derart, dass er eine Stirnseite des Wälzlagers 14 bildet, die zum Eingriff in eine Gegenverzahnung des anderen Maschinenelementes 11, hier der Welle 13, dient. Vorzugsweise ist die Gegenverzahnung an der Gelenkglocke 13 analog zur erfindungsgemäßen Stirnverzahnung 10 ausgebildet.
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7 zeigt eine weitere radiale Schnittdarstellung einer Welle-Nabe-Verbindung 12, die im Prinzip analog zu der 6 ausgebildet ist.
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Die erfindungsgemäße Stirnverzahnung 10 ist weiterhin am Innenring 17 ausgebildet, wobei sich der Innenring 17 in radialer Richtung 51 bis zur Zentralschraube 33 erstreckt. Der Innenring 17 reicht ferner bis zum Radflansch 34 des Wälzlagers 14 und umgreift in axialer Richtung 50 die Nabe 15. Erneut kann die Gegenverzahnung des anderen Maschinenelementes 11, hier der Welle 13, ebenfalls erfindungsgemäß ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Stirnverzahnung
- 10a
- radial inneres Ende der Stirnverzahnung
- 10b
- radial äußeres Ende der Stirnverzahnung
- 11
- Maschinenelement
- 12
- Welle-Nabe-Verbindung
- 13
- Welle
- 13a
- Gelenkglocke
- 14
- Wälzlager
- 14a
- Radlager
- 15
- Nabe
- 16
- Wälznietbund
- 17
- Innenring
- 18
- Wälzkörper
- 19
- Zahn
- 20
- Kreisausschnitt
- 21
- Kreismittelpunkt
- 22
- Krümmungsradius
- 23
- Zahnhöhe
- 24
- Zahnlänge
- 25
- radial inneres Ende eines Zahnes
- 26
- radial äußeres Ende eines Zahnes
- 27
- Zentriwinkel
- 28
- Zahngrund
- 29
- erstes Ende eines Zahngrundes
- 30
- zweites Ende eines Zahngrundes
- 31
- Übergangsbereich
- 32
- Außenring
- 33
- Zentralschraube
- 34
- Radflansch
- 35
- Bolzen
- 50
- axiale Richtung
- 51
- radiale Richtung
- 52
- Umfangsrichtung
- 53
- Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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