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Die
Erfindung betrifft ein Zahnrad mit einer Nabe mit mehreren Zähnen und
mit einem Nabe und Zahnkranz verbindenden Zahnradkörper sowie
eine Zahnstange.
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Üblicherweise
werden Zahnräder
beispielsweise aus einem Schmiederohling oder einem gegossenen Rohling
oder aus dem Vollen herausgearbeitet. Dies bedeutet, dass erstens
der Herstellungsaufwand sehr groß ist und zweitens, mit Ausnahme der
Nabe, das gesamte Zahnrad aus einem, in der Regel sehr hochwertigen
und teueren Werkstoff hergestellt wird. Da diese Werkstoffe in der
Regel auch ein hohes spezifisches Gewicht haben, ist das Gesamtgewicht
der aus dem Stand der Technik bekannten Zahnräder in der Regel relativ hoch.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Zahnräder und Zahnstangen bereitzustellen,
die einfacher und kostengünstiger
hergestellt werden können
und deren Gewicht im Vergleich zu herkömmlichen Zahnrädern oder
Zahnstangen deutlich reduziert ist. Außerdem soll die Herstellung
verschiedenster Zahnräder,
das heißt
Zahnräder
mit unterschiedlichen Modulen und unterschiedlichen Zähnezahlen, möglich sein,
ohne teuere Zahnradfräsmaschinen
zu benötigen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem
Zahnrad mit einer Nabe, mit mehreren Zähnen und mit einem Nabe und
Zahnkranz verbindenden Zahnradkörper,
dadurch gelöst,
dass die Zähne
aus einem anderen Material als der Zahnradkörper bestehen.
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Dadurch
ist es möglich,
die Zähne
beispielsweise aus hochfestem gehärtetem Stahl herzustellen,
während
der Zahnradkörper
aus Leichtmetall oder Kunststoff hergestellt wird.
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Besonders
vorteilhaft an diesem gebauten Zahnrad ist, dass, unabhängig von
der Zähnezahl des
zu bauenden Zahnrads, für
jedes Modul nur ein Zahn-Typ hergestellt werden muss. Diese Zahn-Typen
können
beispielsweise als gezogenes Profil, Schmiedeteil oder durch Feingießen hergestellt
werden und werden anschließend
auf die gewünschte Zahnbreite
abgelängt.
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Dieses
Ablängen
kann beispielsweise durch Sägen,
Fräsen
oder ein anderes Trennverfahren erfolgen. In anderen Worten: Mit
einer sehr überschaubaren
Zahl von verschiedenen Zähnen,
die sich lediglich bezüglich
des Moduls unterscheiden, können Zahnräder in beliebigen
Abmessungen und Zahnbreiten auch in kleinsten Serien oder sogar
als Einzelstücke
wirtschaftlich angefertigt werden.
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Dadurch,
dass der Werkstoff des Zahnradkörpers
ein anderer ist als der Werkstoff der Zähne, kann bei dem niedrig belasteten
Zahnradkörper
ein leichter Werkstoff, der einfach zu bearbeiten ist, eingesetzt
werden, so dass erstens die Herstellung des Zahnrads vereinfacht
wird und das Massenträgheitsmoment
eines erfindungsgemäßen Zahnrads
gegenüber
einem herkömmlichen,
aus einem Werkstoff hergestellten, Zahnrad deutlich reduziert wird.
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Um
zu gewährleisten,
dass die Zähne
mit dem Zahnradkörper
eine dauerhafte und belastbare Verbindung eingehen, ist am Fuß jedes
Zahns ein Befestigungselement vorgesehen. Dieses Befestigungselement
ist einstückig
mit dem Zahn ausgebildet, so dass es nicht zu einer Trennung von
Zahn und Befestigungselement kommen kann.
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Vorteilhafterweise
weist ein solches Befestigungselement mindestens einen Vorsprung
und/oder mindestens eine Vertiefung auf, so dass eine formschlüssige Verbindung
mit dem Zahnradkörper
möglich
ist.
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Um
eine sehr belastbare Verbindung zwischen Zahnradkörper und
Zahn zu erreichen, erstreckt sich das Befestigungselement bevorzugt über die
gesamte Zahnbreite. Alternativ kann das Befestigungselement auch
stiftförmig
ausgebildet sein. Dies kann dann vorteilhaft sein, wenn eine Schrägverzahnung
hergestellt werden soll und somit die Zähne relativ zu dem Zahnradkörper verdreht
werden müssen.
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Es
hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den Zahnradkörper aus
Kunststoff, insbesondere einem duroplastischen oder thermoplastischen Kunststoff,
oder Metall, insbesondere Leichtmetall, herzustellen. Durch den
Einsatz von Kunststoff beim Zahnradkörper können die Festigkeits- und Dämpfungseigenschaften
ebenso wie die Elastizität
des Zahnradkörpers
in weiten Grenzen an die Anforderungen eines spezifischen Anwendungsfalls
angepasst werden, so dass sich ein optimales Betriebsverhalten des
erfindungsgemäßen Zahnrads
in nahezu allen Einsatzsituationen ergibt.
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Durch
die Verwendung von Metall, insbesondere Leichtmetall, für den Bau
des Zahnradkörpers können hohe
Belastungen bei gleichzeitig niedrigem Gewicht übertragen werden.
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Außerdem ist
es ohne Weiteres und besonders vorteilhaft möglich, den Zahnradkörper durch Strangpressen
herzustellen.
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Dadurch
ergibt sich eine sehr hohe Präzision bei
gleichzeitig niedrigem Gewicht des Zahnradkörpers.
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Um
eine in hohem Maße
belastbare Verbindung zwischen Zahnradkörper und Zähnen zu erreichen, ist in weiterer
Ergänzung
der Erfindung vorgesehen, dass der Zahnradkörper und die Befestigungselemente
der Zähne
formschlüssig
und/oder stoffschlüssig
miteinander verbunden sind.
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Um
einerseits die Herstellung zu vereinfachen und andererseits die
Belastbarkeit des erfindungsgemäßen gebauten
Zahnrads zu erhöhen, kann
in weiterer Ergänzung
der Erfindung vorgesehen sein, die Zähne des Zahnrads durch einen
Ring miteinander zu verbinden. Dieser Ring kann beispielsweise aus
einem gebogenen Blechstreifen bestehen oder wie eine Unterlegscheibe
geformt sein, wobei am Außendurchmesser
oder am Innendurchmesser dieser Unterlegscheibe Ausnehmungen vorgesehen
sind, die mit den Befestigungselementen der Zähne eine formschlüssige Verbindung
eingehen.
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Unabhängig von
der Bauart des Rings, können
der Ring und die Zähne
miteinander verschweißt,
verklebt oder verlötet
werden. Dadurch ist in jedem Fall gewährleistet, dass die Zähne den
richtigen Abstand zueinander haben, wobei sich dieser Abstand letztendlich
durch den Modul der Zähne
bestimmt. Es ist also möglich,
beispielsweise einen endlosen Blechstreifen mit Zähnen zu
bestücken
und dann, abhängig
von der Zähnezahl
des zu bauenden Zahnrads, von diesem Blechstreifen ein Stück abzulängen, diesen
Blechstreifen im Kreis zu biegen und die Stoßstelle zu verschweißen. Anschließend wird dieses
Gebilde mit dem Zahnradkörper
vergossen und eine Nabe in den Zahnradkörper montiert.
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Die
erfindungsgemäß gebauten
Zahnräder können gerade
oder schrägverzahnt
sein, sie können eine
Evolventen- oder Zykloidenverzahnung aufweisen und können sowohl
als Stirnrad als auch als Zahnrad mit Innenverzahnung ausgeführt sein.
Auch Schneckenräder
oder Schraubenräder
sind möglich. Ebenso
ist es möglich,
das Zahnrad als Zahnsegment auszubilden. Es versteht sich von selbst,
dass auch Zahnräder
mit einem unendlich großen
Teilkreisdurchmesser möglich
sind, so dass das erfindungsgemäße Zahnrad
in eine gebaute Zahnstange übergeht.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird auch gelöst
durch ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads mit mehreren Zähnen, mit
einer Nabe und mit einem Zahnradkörper durch folgende Verfahrensschritte:
- – Herstellen
mehrerer Zähne,
wobei jeder Zahn ein Befestigungselement aufweist.
- – Anordnen
der Zähne
in der gewünschten
Position und Ausfüllen
des Zwischenraums zwischen der Nabe und den Zähnen mit einem gießfähigen oder
spritzfähigen
Werkstoff, so dass die Befestigungselemente der Zähne von
der Vergussmasse umschlossen werden.
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Durch
dieses erfindungsgemäße Verfahren können Zahnräder verschiedenster
Durchmesser und Zähnezahlen
ebenso wie mit verschiedenen Modulen auf einfache Weise und ohne
den Einsatz komplizierter und teuerer Zahnradfräsmaschinen hergestellt werden.
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Alternativ
können
erfindungsgemäße Zahnräder auch
dadurch hergestellt werden, dass in einem ersten Schritt mehrere
Zähne angefertigt
werden, wobei jeder Zahn ein Befestigungselement aufweist, in einem
zweiten Schritt ein prismatischer Zahnradkörper hergestellt wird, wobei
der Zahnradkörper
je Zahn ein Mittel zum formschlüssigen
Befestigen eines Zahnes aufweist, und dass anschließend die
Zähne mittels
der Befestigungselemente im Zahnradkörper befestigt werden.
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Dadurch
ist es möglich,
den einen metallischen Zahnradkörper,
beispielsweise aus Aluminium oder einem sonstigen Leichtmetall,
herzustellen und die Zähne
fest und formschlüssig
mit dem Zahnradkörper
zu verbinden. Dabei ist es möglich,
den Zahnradkörper
so breit wie die Zahnbreite der Zähne auszuführen oder alternativ auch den
Zahnradkörper
aus einem Blech, beispielsweise durch Laserschneiden, auszuschneiden.
In diesem Fall ist es möglich,
beispielsweise durch das Übereinanderstapeln
mehrerer solcher Blechzuschnitte, den Zahnradkörper so breit zu machen, dass
die Zähne
ausreichend fest mit dem Zahnradkörper verbunden sind. Vorteilhaft
an dieser Variante ist, dass kein Werkzeug zum Strangpressen hergestellt
werden muss, sondern durch ein vergleichsweise einfach parametrierbares
Steuerprogramm für
eine Laserschneidmaschine, Zahnradkörper für verschiedenste Teilkreisdurchmesser
und Nabendurchmesser bei Bedarf hergestellt werden können. Diese
Variante zeichnet sich also unter anderem durch besonders geringe
Werkzeug- und Maschinenkosten aus.
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Um
das erfindungsgemäße Zahnrad
zu vervollständigen
kann vorgesehen sein, eine Nabe im Zahnradkörper zu befestigen. Diese Nabe
kann als Gleitlager oder Wälzlager
ausgeführt
sein, ebenso kann die Nabe auch eine Vielkeilverzahnung, eine Nut
für eine
Passfeder oder ein sonstige Mittel zum Übertragen von Drehmomenten
zwischen dem erfindungsgemäßen Zahnrad
und einer Welle, auf die das Zahnrad aufgeschoben wird, aufweisen.
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Der
Zahnradkörper
kann durch Urformen oder Umformen, insbesondere durch Strangpressen, oder
durch Ausschneiden aus einem Blech, hergestellt werden.
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Die
Zähne können durch
Strangpressen, Gießen
oder Schmieden oder ein anderes formgebendes Verfahren hergestellt
werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Zähne gehärtet und/oder
geschliffen werden. Wenn höchste Anforderungen
an die Genauigkeit der Verzahnung gestellt werden, können die
Zähne auch
nach dem Verbinden der Zähne
mit dem Zahnradkörper,
das heißt
wenn das erfindungsgemäße Zahnrad
schon fertiggestellt ist, geschliffen oder geläppt werden. Dadurch werden
Fertigungsungenauigkeiten ausgeglichen und die Verzahnungsgüte eines
erfindungsgemäßen Zahnrades
entspricht der eines aus einem Stück gefertigten konventionellen
Zahnrades.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können der
nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnommen
werden. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen offenbarten
Merkmale können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich
sein.
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Es
zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäßen Zahn
in einer isometrischen Darstellung;
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2 ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Zahnrads
in einer Seitenansicht;
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3 eine
isometrische Darstellung des Zahnrads gemäß 2;
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4 mehrere,
auf einem Blechstreifen befestigte Zähne;
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5 ein
zweites Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Zahnrads;
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6 ein
drittes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Zahnrads;
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7 ein
durch Strangpressen oder Laserschneiden hergestellter Zahnradkörper in
einer Seitenansicht;
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8 den
Zahnradkörper
gemäß 7 in einer
isometrischen Darstellung; und
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9 eine
erfindungsgemäße Zahnstange.
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1 zeigt
einen erfindungsgemäßen Zahn, der
in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 versehen wurde
in einer isometrischen Darstellung. Der Zahn 1 weist zwei
Zahnflanken 3, einen Zahnkopf 5 und einen Zahnfuß 7 auf.
An den Zahnfuß 7 schließt sich
ein Befestigungselement 9 an. Das in 1 dargestellte
Befestigungselement 9 ist symmetrisch aufgebaut und weist
auf jeder Seite drei Vorsprünge 11 und
zwei Vertiefungen 13 auf. Dadurch ist, wie aus 2 ersichtlich,
eine hochbelastbare, formschlüssige
Verbindung mit einem Zahnradkörper (nicht
dargestellt) möglich.
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Die
Zahnflanke 13 kann als Evolvente oder Zykloide ausgebildet
sein.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 erstrecken
sich sowohl die Zahnflanken 3 als auch das Befestigungselement 9 mit
seinen Vorsprüngen 11 und
Vertiefungen 13 über
eine gesamte Breite B des Zahns 1. In anderen Worten: Der
Zahn 1 mit dem Befestigungselement 9 ist ein prismatischer
Körper, der
besonders gut durch Strangpressen oder Walzen hergestellt werden
kann. Je nach gewünschter
Zahnbreite B wird aus diesem Profilmaterial ein Zahn 1 durch
Ablängen
hergestellt. Es ist jedoch auch möglich, das Befestigungselement 9 als
Stift (nicht dargestellt) auszubilden. Dieses stiftförmige Befestigungselement
weist vorzugsweise auch Vorsprünge 11 und/oder
Vertiefungen 13 auf, so dass eine formschlüssige Verbindung
mit dem Zahnradkörper
möglich
ist.
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In 2 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Zahnrads
in einer Seitenansicht dargestellt. Dieses Zahnrad besteht aus einer Vielzahl
von Zähnen 1 gemäß 1.
Im Zentrum des Zahnrads ist eine Nabe 15 vorgesehen. Diese
Nabe 15 kann als Gleitlager oder Wälzlager ausgebildet sein, wenn
das Zahnrad kleine Momente auf eine nicht dargestellte Welle, die
durch die Nabe 15 gesteckt wird, übertragen soll.
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Wenn
zwischen der nicht dargestellten Welle und dem Zahnrad Drehmomente übertragen
werden sollen, wird die Nabe 15 entsprechend ausgebildet. Beispielsweise
kann eine Verzahnung (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Alternativ
kann auch eine Nut (nicht dargestellt) in der Nabe 15 vorgesehen
werden in die eine Passfeder oder eine Scheibenfeder eingelegt wird.
Die Gestaltung der Nabe 15 kann bei einem erfindungsgemäßen Zahnrad
jede aus dem Stand der Technik bekannte Form und Ausprägung haben.
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Zwischen
der Nabe 15 und den Zähnen 1 des
Zahnrads befindet sich der Zahnradkörper 17. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
besteht der Zahnradkörper 17 aus
einer Vergussmasse, beispielsweise einem erforderlichenfalls faserverstärkten Kunstharz.
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Das
in 2 dargestellte Zahnrad wird hergestellt, indem
die Zähne 1 und
die Nabe 15 in der gewünschten
Position angeordnet werden und anschließend der Zwischenraum zwischen
Zähnen 1 und
Nabe 15 mit einer Vergussmasse aufgefüllt werden. Dabei ist es wichtig,
dass die Befestigungselemente 9 der Zähne 1 vollständig von
der Vergussmasse umgeben werden, so dass sich eine sehr belastbare
form- und stoffschlüssige
Verbindung zwischen dem Zahnradkörper 17 und
den Zähnen 1 ergibt.
Es versteht sich von selbst, dass die Verbindung zwischen Zähnen 1 und
Zahnradkörper 17 von
entscheidender Bedeutung für
die Belastbarkeit des erfindungsgemäßen Zahnrads ist. Durch eine
geeignete Wahl des Werkstoffs des Zahnradkörpers 17 können die
Festigkeit, das Schwingungsverhalten, das Gewicht und die Dämpfungseigenschaften
des Zahnrads in weiten Grenzen an den vorgesehenen Anwendungsfall
angepasst werden.
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Es
ist auch möglich,
wenn höchste
Anforderungen an die Präzision
der Verzahnung gestellt werden, nach dem Vergießen von Nabe 15 und
Zähnen 1 die
Zahnflanken 3 der Zähne
auf einer konventionellen Zahnradschleifmaschine zu schleifen und/oder
die Zahnflanken durch Läppen
noch feinzubearbeiten. Dadurch kann das erfindungsgemäße Zahnrad
höchste
Anforderungen hinsichtlich der Qualität der Verzahnung erfüllen.
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In 2 ist
das Zahnrad in einer isometrischen Darstellung nochmals dargestellt.
Aus dieser Darstellung wird deutlich, dass sich der Zahnradkörper 17 über die
gesamte Zahnbreite B der Zähne 1 erstreckt.
Dadurch ist eine sehr belastbare und dauerfeste Verbindung der Zähne 1 mit
dem Zahnradkörper 17 möglich.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 und 3 handelt
es sich um ein geradverzahntes Zahnrad. Die Erfindung ist jedoch
nicht auf geradverzahnte Zahnräder
oder Zahnstangen beschränkt, sondern
kann auch mit den gleichen Vorteilen bei schrägverzahnten Zahnrädern (nicht
dargestellt) eingesetzt werden. Es ist vorteilhaft, wenn die einzelnen Zähne 1 als
prismatischer Körper
ausgebildet werden, um eine wirtschaftliche und rationelle Herstellung
der einzelnen Zähne 1 zu
ermöglichen.
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Anhand
des ersten Ausführungsbeispiels
gemäß 2 und 3 wird
deutlich, dass mit einem Typ von Zähnen 1 Zahnräder mit verschiedenen
Zähnezahlen
ohne komplizierte und aufwändige
Fertigungseinrichtungen herstellbar sind. Es muss lediglich ein
Typ von Zähnen 1 mit
dem gewünschten
Modul eine Profilstange vorrätig
sein. Aus dieser Profilstange werden dann Zähne 1 mit der gewünschten Zahnbreite
B abgelängt
und zusammen mit der Nabe 15 und dem Zahnradkörper 17 zu
einem Zahnrad zusammengefügt.
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In 4 ist
eine Variante eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
dargestellt. Bei diesem Herstellungsverfahren werden die Zähne 1 auf
einem Blechstreifen 19 in dem gewünschten Abstand befestigt.
Dabei können
die Zähne 1 durch Schweißen, Löten oder
Kleben mit dem Blechstreifen 19 verbunden werden. Alternativ
ist es auch möglich, durch
eine Schnappverbindung (nicht dargestellt) die Zähne mit dem Blechstreifen 19 zu
verrasten. In 4 sind Schweißnähte oder
Schweißpunkte,
welche die Zähne 1 mit
dem Blechstreifen 19 verbinden, mit dem Bezugzeichen 21 gekennzeichnet.
Der Blechstreifen 19 kann eine oder mehrere Bohrungen 23 aufweisen,
damit der Blechstreifen 19 für die Vergussmasse durchlässig wird.
In einem weiteren Fertigungsschritt wird der Blechstreifen 19 zu
einem Kreis gebogen und an dem dadurch entstehenden Stoß 25 verschweißt. Anschließend werden
die Zähne 1 und
der Blechstreifen 19 mit der Nabe 15 in ähnlicher
Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 und 3 vergossen.
In 5 ist eine Seitenansicht dieses Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Zahnrads
dargestellt.
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Diese
Variante vereinfacht die genaue Positionierung der Zähne 1 und
erlaubt gleichzeitig die Übertragung
größerer Kräfte zwischen
den Zähnen 1 und
dem Zahnradkörper 17.
Es ist bei diesem Ausführungsbeispiel
auch möglich,
die Zähne 1 auf
einem endlosen Blechstreifen 19 zu befestigen und bei Bedarf
einen Blechstreifen 19 in der bentöigten Länge abzuschneiden und zu einem
Ring zu biegen. Dadurch können
in besonders einfacher Weise Zahnräder als Einzelstücke oder
in kleinen Serien ohne große
Werkzeug- und Maschinenkosten hergestellt werden.
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Es
ist auch möglich,
beispielsweise im Ausland oder wenn ein beschädigtes Zahnrad nicht lieferbar
ist, ein beschädigtes
Zahnrad durch ein erfindungsgemäßes, neu
angefertigtes Zahnrad vor Ort herzustellen.
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In 6 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Zahnrads
in einer Seitenansicht dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind
die Zähne 1 durch
einen Ring 25 in ihrer Position gehalten. Der Ring 25 hat
bei diesem Ausführungsbeispiel
die Form einer Unterlegsacheibe. Für jeden Zahn 1 ist
in dem Ring 25 eine Ausnehmung 27 vorgesehen,
die mit dem Befestigungselementen 9 der Zähne 1 eine
formschlüssige
Verbindung ermöglicht.
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Ein
solcher Ring 25 kann beispielsweise durch Laserschneiden
aus einem Blech ausgeschnitten werden. Wenn ein solches Programm
zum Steuern einer Laserschneidmaschine erstellt wurde, kann durch
einfaches Ändern
weniger Abmessungen des Rings 25 und des Moduls der eingesetzten
Zähne 1 die
Zahl der Ausnehmungen 27 bestimmt werden und der Ring 25 maßgeschneidert
für den
gewünschten
Anwendungsfall hergestellt werden. Diese Variante hat den Vorteil,
dass die Werkzeugkosten nahezu vernachlässigbar sind und trotzdem eine
sehr präzise
Positionierung der Zähne 1 ermöglicht wird.
Außerdem ist wegen des Formschlusses zwischen den Befestigungselementen 9 und
dem Ring 25 die Belastbarkeit der Zähne 1 sehr hoch.
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Falls
erforderlich, können
auch mehrere, aus blechförmigen
Zuschnitten hergestellte Ringe 25 übereinander gelegt werden,
um die Belastbarkeit des Zahnrads weiter zu erhöhen. Selbstverständlich kann
durch Verdrehen zweier solcher übereinander angeordneter
Ringe gegeneinander auch eine Schrägstellung der Zähne 1 auf
einfachste Weise erreicht werden.
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Wenn
es gewünscht
wird, können
die Zähne 1 mit
dem Ring 25 auch verschweißt werden. Die Schweißnähte sind
in 6 aus Gründen
der Übersichtlichkeit
nicht dargestellt. Dadurch ergibt sich eine weiter erhöhte Belastbarkeit
des erfindungsgemäßen Zahnrads.
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Anschließend werden
die Zähne 1 und
der Ring 25 zusammen mit der Nabe 15 in der bereits
beschriebenen Weise vergossen, so dass sich zwischen der Nabe 15 und
den Zähnen 1 der
Zahnradkörper 17 ausbildet.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist eine besonders gute Krafteinleitung von den Zähnen 1 über den
Ring 25 in den Zahnradkörper 17 möglich. Durch die
Zahl der Ringe 25, deren Abstand zueinander und der Art
der Verbindung zwischen Zähnen 1 und
Ringen 25 können
die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Zahnrads hinsichtlich seiner
Elastizität,
seines Dämpfungsverhaltens
und seiner Belastbarkeit in weiten Bereichen an dem gewünschten
Anwendungsfall angepasst werden.
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In 7 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Zahnradkörpers 17 dargestellt.
Dieser Zahnradkörper 17 kann
durch Strangpressen, hergestellt werden. In diesem Fall ist es sehr
vorteilhaft, wenn der Zahnradkörper 17 aus
Aluminium oder einem anderen Leichtmetall, das zum Strangpressen
geeignet ist, hergestellt wird. Dadurch ergibt sich eine sehr hohe
Gewichtsersparnis, und die Präzision
eines mit einem solchen Zahnradkörpers 17 versehenen
erfindungsgemäßen Zahnrades ist
sehr hoch. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die Nabe 15 gleich in den Zahnradkörper 17 integriert, was
weitere Gewichts- und Kostenvorteile mit sich bringt.
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In
die Ausnehmungen 27 des in 7 dargestellten
Zahnradkörpers 17 können Zähne gemäß 1 eingeschoben
werden. Vorteilhafterweise wird ein Presssitz zwischen den Ausnehmungen 27 und den
Befestigungselementen 9 der Zähne 1 (siehe 1)
vorgesehen. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Zähne mit
dem Zahnradkörper 17 zu verpressen,
zu verkleben oder durch einen Schweißpunkt mit dem Zahnradkörper 17 dauerhaft
zu verbinden.
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Alternativ
zum Herstellen des Zahnradkörpers 17 aus
einem Strangpressprofil ist es auch möglich, den Zahnradkörper 17 durch
Ausschneiden aus mehreren Blechen quasi schichtweise aufzubauen. Dadurch
wird die Herstellung eines Strangpresswerkzeugs vermieden und durch
eine geeignete parametrierbare Programmierung der Steuerung, beispielsweise
einer Laserschneidmaschine, können Zahnräder mit
verschiedensten Zähnezahlen
und Teilkreisdurchmesser auf einfachste Weise und ohne nennenswerte
zusätzliche
Kosten hergestellt werden. Dadurch ist es auch möglich, beispielsweise zur Reparatur
einer Maschine, wenn ein Originalersatzteil nicht verfügbar ist,
ein Zahnrad als Einzelanfertigung schnell und kostengünstig herzustellen.
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In 8 ist
das Ausführungsbeispiel
gemäß 7 in
einer isometrischen Darstellung ohne Zähne 1 gezeichnet.
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In 9 ist
ein erfindungsgemäßes Zahnrad mit
einem unendlich großen
Teilkreisdurchmesser dargestellt. Dies bedeutet nichts anderes,
als dass das Zahnrad in eine Zahnstange übergegangen ist. Es liegt auf
der Hand, dass durch die geeignete Anordnung von Zähnen 1 in
einem gleichmäßigen Abstand
zueinander und anschließendes
Vergießen dieser
Zähne 1 auch
die Herstellung von gebauten Zahnstangen oder Zahnsegmenten auf
einfache Weise möglich
ist. Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser erfindungsgemäßen Zahnstange
sieht vor, dass die Zähne 1 auf
einem Blechstreifen 19 angeordnet sind, was das Vergießen beziehungsweise das
Positionieren der Zähne
vereinfacht. Bezüglich der
Befestigung der Zähne 1 auf
dem Blechstreifen 19 gilt das im Zusammenhang mit den 4 und 5 Gesagte
entsprechend.
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Bei
der Zahnstange gemäß 9 ist
die Vergussmasse zwischen den Zähnen 1,
welche auch den Blechstreifen 19 umschließt, mit
dem Bezugzeichen 29 versehen.
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Abschließend sei
der Hinweis erlaubt, dass mit den erfindungsgemäßen Verfahren auch gebaute Zahnräder mit
Innenverzahnung herstellbar sind. In diesem Fall werden beispielsweise
an einem Ring 25 die Ausnehmungen 27 (siehe 6 oder 7) nicht
am Außendurchmesser
sondern am Innendurchmesser vorgesehen. Auch hier zeigt sich wieder
die Flexibilität
und Variabilität
des erfindungsgemäßen Zahnrades,
da auf den Einsatz von Wälzfräsmaschinen
oder Zahnradschleifmaschinen verzichtet werden kann.