EP4616089A1 - Zahnrad, verfahren zum herstellen eines zahnrads sowie verwendung eines derartigen zahnrads - Google Patents

Zahnrad, verfahren zum herstellen eines zahnrads sowie verwendung eines derartigen zahnrads

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Publication number
EP4616089A1
EP4616089A1 EP23802245.3A EP23802245A EP4616089A1 EP 4616089 A1 EP4616089 A1 EP 4616089A1 EP 23802245 A EP23802245 A EP 23802245A EP 4616089 A1 EP4616089 A1 EP 4616089A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gear
hub
rim
equal
gear hub
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23802245.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas DASTIG
Stefan WARDER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP4616089A1 publication Critical patent/EP4616089A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/12—Toothed members; Worms with body or rim assembled out of detachable parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/06—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with parallel axes
    • F16H1/08—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with parallel axes the members having helical, herringbone, or like teeth
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/06—Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties

Definitions

  • the invention relates to a gear with a pitch circle diameter of greater than or equal to 1.5 m.
  • the invention further relates to a method for producing a gear with a pitch circle diameter of greater than or equal to 1.5 m.
  • the invention also relates to a use of a gear.
  • Generic gears are known from the prior art. As a rule, gears of this dimension are designed as cast parts with teeth machined on the circumference.
  • the invention is based on the object of providing an improvement or an alternative to the prior art.
  • the object underlying the present invention is solved by a gear with the features of claim 1.
  • the object is achieved according to a first aspect of the invention by a gear with a pitch diameter of Page 2/35 P80726WO greater than or equal to 1.5 m with a gear hub and a gear rim, the gear being characterized in that the gear hub and the gear rim are detachably connected to one another and the gear hub consists of a plurality of elements welded together.
  • a two-part gear is proposed here, the gear hub of which is based on a welded construction.
  • the inventive design of the present gear enables particularly cost-effective production of even larger gears with a pitch diameter of 1.5 m or larger.
  • gears of this type are generally subjected to high levels of wear and tear in press and/or punching devices of this type, which on the one hand significantly reduces their operating times with regard to external peripheral gearing and/or on the other hand often causes irreparable damage to their external peripheral gearing due to critical load peaks.
  • critical load peaks often occur on press and/or punching devices in the form of shock loads in connection with pressing and/or punching operations and ultimately affect the gears of the drives of such press and/or punching devices.
  • gears dimensioned in this way usually have larger tolerances with regard to their outer peripheral toothing, in particular tolerances in the shape of the toothing of several tenths of a millimeter.
  • the present separately manufactured gear rims can, however, be manufactured with much smaller tolerances, whereby peak loads can be further advantageously reduced or better absorbed due to the resulting lower play compared to counter gears.
  • the gear according to the invention can be used particularly advantageously in particular on a press and/or punching device in order to be able to use the effects and advantages explained here on such a press and/or punching device.
  • the invention also relates to a press and/or punching device for pressing or punching, in particular, metallic semi-finished products and/or semi-finished products made of non-ferrous metals, such as slabs, billets, forged blanks or the like, with a drive device and a ram part driven thereby, wherein the press and/or punching device is specifically characterized by a gear according to one of the features described here. It is understood that the present invention can be applied particularly advantageously to gears with a pitch circle diameter of greater than or equal to 2.0 m, 2.5 m, 2.8 m and 3 m.
  • the gear wheel preferably has a pitch circle diameter of greater than or equal to 3.5 m, preferably greater than or equal to 4.0 m and particularly preferably greater than or equal to 4.5 m.
  • the gear wheel preferably has a pitch circle diameter of greater than or equal to 5.0 m, further preferably a pitch circle diameter of greater than or equal to 5.5 m, Page 4/35 P80726WO preferably greater than or equal to 6.0 m and particularly preferably greater than or equal to 6.5 m.
  • Generic gears with such dimensioned pitch circle diameters are often manufactured as one-piece cast constructions, with an external peripheral toothing then being manufactured by means of machining material removal.
  • the gear preferably has a pitch circle diameter of less than or equal to 7.0 m, further preferably a pitch circle diameter of less than or equal to 6.0 m, preferably a pitch circle diameter of less than or equal to 5.0 m and particularly preferably a pitch circle diameter of less than or equal to 4.0 m or less or a pitch circle diameter of less than or equal to 3.0 m.
  • the gear design proposed here in particular with regard to the welded design of the gear hub, can reduce the overall CO 2 emissions associated with the production of the gear.
  • gear hub in the sense of the invention describes any structural areas of the gear or components thereof which are arranged essentially radially further inside the gear rim.
  • gear hub is designed as a separate component of the gear in relation to the gear rim and is therefore fixed but detachably attached to the gear rim.
  • the gear hub can be designed in different ways, although only initial options for the design of the gear hub are mentioned here as examples.
  • the gear hub can have different bearing seats on its inner diameter.
  • the gear hub can also have a fixed shaft-hub connection, which in turn can be designed in particular as a cylinder press fit and/or cone press fit.
  • the gear hub can also be provided for a positive shaft-hub connection, in particular for a connection by means of a feather key, cylindrical pin, wedge, expansion dowel connection and/or the like.
  • the term "gear rim” describes an annular component of the gear according to the invention, which is arranged as a separate component essentially radially further out on the gear hub, fixed but detachable.
  • the gear rim is preferably designed as a closed, circumferential ring component, which, among other things, can significantly improve the dimensional stability of the gear rim.
  • the gear hub and the gear rim are connected to one another in a fixed but detachable manner. This makes it possible to repair the gear at low cost, for example by removing a worn or damaged gear ring from the gear hub and replacing it with a new or refurbished gear ring. In other words, this means that the gear hub and the gear ring have a reversible connection to one another. This means that the gear hub and the gear ring can not only be easily joined together in terms of construction, but can also be separated from one another again.
  • the gear hub and the gear ring can be separated from one another without causing any damage, so that the gear hub and/or the gear ring can be reused if in doubt.
  • Page 7/35 P80726WO can, for example, after a repair, maintenance and/or modernization.
  • the gear has a connecting device by means of which the gear hub and the gear rim can be firmly but detachably connected to one another.
  • This connecting device is preferably different from a material connection between the gear hub and the gear rim, which significantly increases the chances of a non-destructive removal of the connection between the gear hub and the gear rim.
  • Frictional or force-locking connections as well as form-locking connections are advantageous here, since in the sense of the invention they can work well between the gear hub and the gear rim on the one hand and can also be easily removed again on the other.
  • the connecting device can be designed in different ways.
  • the connecting device preferably comprises a large number of connecting elements which enable a reversible connection between the gear hub and the gear rim. It is advantageous if the connecting elements can be removed without causing any damage. This allows the gear hub and gear rim to be separated quickly. Ideally, the connecting elements can be reused at least in part, which can further reduce costs.
  • the gear wheel in question can be constructed in a modular manner due to the design separation of the gear hub and gear rim.
  • the gear hub can equip the gear hub with differently designed gear rims.
  • identical or similarly designed gear hubs can be manufactured industrially in a first production step and, in a further production step, equipped or connected to a gear rim which has a desired or required toothing.
  • Page 9/35 P80726WO Herringbone gearing promotes particularly smooth running and/or self-centering with regard to meshing tooth elements.
  • Double helical gearing for example, is cheaper to produce and also has a self-centering effect.
  • Such double helical gearing can be viewed as a two-part gearing or herringbone gearing in which the "tip of the arrow" is missing.
  • Straight gearing for example, is even cheaper to produce.
  • the gear hub can easily be equipped with a wide variety of gear rims, which in turn are characterized by different gearings.
  • a favorable design variant provides that the elements of the gear hub comprise a structural steel in accordance with DIN EN 10025, preferably an S235 structural steel and particularly preferably an S355 structural steel, in particular a fine-grain structural steel in accordance with DIN EN 10025, preferably an S460.
  • a structural steel in accordance with DIN EN 10025 is particularly favorable and in this respect the manufacturing costs of the gear, in particular the gear hub, can be further reduced.
  • the gear hub is preferably made from an S235 structural steel, at least predominantly. As a rule, an S235 structural steel is very readily available and can still be obtained relatively inexpensively.
  • Page 10/35 P80726WO The gear hub is particularly preferably made from S355 structural steel, at least predominantly.
  • S355 structural steel has more advantageous material properties, which can have a positive effect on the use of the gear in question.
  • Fine-grain structural steels can also be used to manufacture the gear hub.
  • fine-grain structural steel in accordance with DIN EN 10025 has good welding properties.
  • Fine-grain structural steel of grade S460 can preferably be used here, as this fine-grain structural steel is also readily available.
  • other materials are also suitable for manufacturing the gear hub in question.
  • a 25CrNiMo6 tempering steel has very good strength and is nevertheless easy to weld.
  • the gear rim can also be made from a wide variety of materials.
  • the gear rim is made from a tempering steel in accordance with DIN EN 10083 or from a case hardening steel in accordance with DIN EN 10084 or from a nitriding steel in accordance with DIN EN 10085. If the gear rim is made from a tempering steel in accordance with DIN EN 10083, the gear rim can be characterized by good strength. With a case hardening steel in accordance with DIN EN 10084, the gear rim can be given improved wear resistance. Page 11/35 P80726WO An even further improved surface hardness can be achieved on the gear rim with a nitriding steel in accordance with DIN EN 10085.
  • components made of case-hardening steels or nitriding steels are also characterized by a tougher "component core” and a harder “component surface”.
  • the gear rim has a chromium content of greater than or equal to 1.05%, preferably a chromium content of greater than or equal to 1.1% and particularly preferably a chromium content of greater than or equal to 1.3%. Chromium content in a steel material results in chromium carbides, which in turn result in greater hardness, which can achieve improved wear resistance on the one hand and higher temperature resistance on the other.
  • a gear rim with a chromium content of greater than or equal to 1.05% can be realized, for example, using the material 25CrMo4.
  • a gear rim with a chromium content of greater than or equal to 1.1% can be achieved using the material 42CrMo4.
  • a chromium content of greater than or equal to 1.3% can be achieved on the gear rim, which gives the gear rim, for example, very good surface strength.
  • the gear rim has a manganese content Page 12/35 P80726WO of greater than or equal to 0.5%, preferably a manganese content of greater than or equal to 0.7% and particularly preferably a manganese content of greater than or equal to 0.75%.
  • the alloy component manganese not only improves forgeability, but also weldability, strength in general and wear resistance. In addition, the alloy component manganese reduces the tendency of a correspondingly alloyed steel to red fracture. Good weldability is particularly advantageous with regard to repair welds.
  • the material 34CrNiMo6 can be used to provide a gear ring with a manganese content of greater than or equal to 0.5%.
  • a manganese content of greater than or equal to 0.7% in the gear ring can be achieved using the material 25CrMo4.
  • a manganese content of greater than or equal to 0.77% in the gear ring can, for example, be achieved using the material 42CrMo4.
  • the gear hub and the gear rim of the present gear can be easily made from different materials.
  • the gear in particular its gear hub, can advantageously be connected to other components if the gear hub Page 13/35 P80726WO has a clutch receptacle, in particular a clutch receptacle designed as a turned flat surface, the clutch receptacle preferably having a bolt circle. If the gear hub has a clutch receptacle designed as a turned flat surface, the gear as a whole can be equipped with a particularly precise seating surface. If the clutch receptacle also has a bolt circle, the clutch receptacle can advantageously be arranged on other components of the gear hub. It is advantageous here if a cast clutch housing can usually be screwed on, with a counter surface for a friction pairing of a clutch then being formed in the clutch housing, for example.
  • the friction pairing is usually designed to be radially symmetrical. Alternatively, an turned surface can also be provided, which can form a corresponding friction pairing directly with a clutch disk.
  • the gear hub has at least one flank with a material thickness of greater than or equal to 15 mm, preferably greater than or equal to 20 mm, particularly preferably greater than or equal to 30 mm.
  • the gear hub has at least one flank with a material thickness of greater than or equal to 25 mm, preferably a material thickness of greater than or equal to 35 mm and particularly preferably a material thickness of greater than or equal to 45 mm.
  • a gear hub is also possible as a single-stage thick-walled steel sheet design with a protruding wall thickness of a Page 14/35 P80726WO flank is possible, whereby a base body does not have a box-shaped design, but only consists of one flank.
  • a base body of the gear hub is welded as a box.
  • the gear hub preferably has a frame part welded together in a box-like manner.
  • the gear hub produced in this way can have a first and a second disk-shaped flank as well as internal ribs for connecting these flanks.
  • a first, thicker flank of the flanks can serve as a contact surface for a clutch housing or, for example, for a direct clutch friction pairing.
  • a second flank (usually the thinner flank) of the flanks can also typically have circular holes or other shaped recesses through which access to the inside of the box is provided, for example to create the weld seams.
  • the gear rim is shrunk onto the gear hub, a frictional connection between the gear rim and the gear hub can be created in a simple structural manner.
  • Such a press fit offers an extremely robust solution for attaching the gear rim to the gear hub. This can, for example, counteract any distortion of the gear rim, particularly the tipping of one side of the gear rim, in particular by providing rigidity in this area from the gear hub.
  • a connection between the gear hub and the gear rim can be made even more stable if the gear hub and the gear rim are connected to one another by means of at least one fitting bolt, preferably with at least three fitting bolts and particularly preferably with at least five fitting bolts.
  • the connection between the gear rim and the gear hub preferably has more than or equal to seven fitting bolts, preferably more than or equal to 11 fitting bolts and particularly preferably more than or equal to 15 fitting bolts.
  • fitting bolt in the sense of the invention describes an elongated bolt element with both a relatively thick and a relatively short body. Generic fitting bolts are often also referred to as fitting pins or the like.
  • Fitting bolts of this type are known from the prior art and are therefore not described in more detail here with regard to their structural design and function.
  • the gear rim can be particularly well secured to the gear hub if the gear rim has a shoulder in an inwardly directed area, the gear hub and the gear rim being connected to one another in operative connection with the shoulder by means of at least one expansion screw, preferably with at least three expansion screws and particularly preferably with at least five expansion screws.
  • the connection between the gear rim and the gear hub has more than or equal to seven expansion screws, preferably more than or equal to 11 expansion screws and particularly preferably more than or equal to 15 expansion screws.
  • the shoulder extending radially inward can serve as a support for a screw head of the at least one expansion screw and/or to provide an internal thread and thus to accommodate an external thread of the expansion screw.
  • An expansion screw used as a connecting element in the present case has a comparatively long and slim screw area that extends without a thread between a screw head and a screw thread base, whereby a particularly high preload force of the connecting element can be achieved.
  • a high pre-tensioning force advantageously leads to a robust connection between the shoulder and the gear hub on the one hand and to a low tendency to loosen on the other.
  • a large-area radially acting friction or force connection can advantageously be created over the entire circumferential surface of the gear hub.
  • Page 18/35 P80726WO can be provided, whereby a good anti-twisting device can be ensured with regard to the gear rim and the gear hub.
  • a cylinder press fit between the gear hub and the gear rim can be joined and/or released by a temperature difference between the gear hub and the gear rim, so that a cylinder press fit is also considered a detachable connection within the scope of this aspect.
  • one or more channels can be provided in the gear hub, in particular bores which extend in the direction of the connecting surface between the gear hub and the gear rim and which are designed to exert a radial force on the gear rim by means of a fluid pressure in the channel, so that it can be released from the gear hub.
  • a positive connection can advantageously be provided between the gear rim and the gear hub by means of fitting bolts. This means that peak loads acting on the gear rim in particular can be absorbed well and transferred to the gear hub, which also prevents the risk of a frictional or force-locking connection established between the gear rim and the gear hub being overcome and/or slipping due to critical peak loads.
  • an advantageous connection device can be implemented on the gear in question using various, ideally complementary, connecting means.
  • Page 19/35 P80726WO Another advantageous embodiment provides that the gear has an acceleration sensor. If such an acceleration sensor is set up to detect operating vibrations of the gear, the function or the condition of the gear can be advantageously monitored during operation, virtually "on-the-fly", in particular during operation of press and/or punching devices. Ideally, a check of the gear condition can be carried out inexpensively using commercially available sensors, in particular during a maintenance run when the gear is assembled, for example with regard to a press and/or punching device.
  • a frequency density spectrum of the acceleration sensor signal makes it possible to detect whether the gear is damaged or whether a connecting means or a connecting element is no longer working properly, in particular via a corresponding peak in the frequency density spectrum and/or a change in an eigenmode of the gear.
  • the object underlying the present invention is further achieved by a method of a gear with the features of claim 13. Advantageous embodiments of the method are described in the claims dependent on claim 13.
  • the object is achieved according to a second aspect of the invention by a method for producing a gear with a pitch diameter of greater than or equal to 1.5 m, with a gear hub and with a gear rim, in which the gear hub is produced by means of a welded construction, in which Page 20/35 P80726WO in which the gear rim is produced by means of a closed, circumferential ring part, and in which the gear hub and the gear rim are then firmly but detachably connected to one another by means of a force or frictional connection and/or by means of a fitting bolt connection and/or by means of an expansion screw connection.
  • gears of considerable size or with considerably large pitch circle diameters can be produced particularly easily and inexpensively, as already explained many times above. It is particularly advantageous if suitable fitting bolt connections and/or expansion screw connections are arranged between an external toothing of the gear and a friction or force connection, whereby the firm but detachable connection between the gear hub and the gear rim can be implemented particularly compactly on the gear.
  • a preferred method variant provides that holes are made in the gear for the fitting bolt connection and/or for the expansion screw connection between the pitch circle of the gear and the friction or force-locking connection.
  • the method described can also be supplemented by further technical features described here, in particular by features of the device, in order to advantageously develop it further or to be able to represent or formulate method specifications even more precisely.
  • the object underlying the present invention is further achieved by using a gear with the features of claim 15.
  • Page 21/35 P80726WO the object is achieved according to a third aspect of the invention by using a gear according to one of the features described here.
  • the use of the proposed gear in connection with press and/or punching devices is extremely advantageous, since this can significantly reduce operating and maintenance costs.
  • the use of the present gear as a replacement part or spare part is particularly advantageous, since the gear according to the invention represents an extremely inexpensive alternative to an original gear of a processing machine, such as presses and/or punching devices for processing metallic semi-finished products and/or semi-finished products made of non-ferrous metals, in particular for gears with a pitch circle diameter of greater than or equal to 1.5 m and in particular with even larger pitch circle blades, such as 4 m or 5 m.
  • a gear rim in particular in the form of a closed ring part for producing the gear on which the invention is based, in particular on a multi-part gear with a pitch circle diameter of greater than or equal to 1.5 m, is also advantageous, since this allows particularly large gears to be produced more cheaply than before, but still robustly.
  • the advantage of the circumferentially closed ring part is, among other things, that the gear rim can be positioned much more precisely on the gear hub than, for example, a band-shaped toothing which is placed circumferentially around the gear hub.
  • Figure 1 shows a schematic front view of a gear with a gear hub and with a gear rim, the gear hub and the gear rim being firmly but detachably connected to one another;
  • Figure 2 shows a schematic first perspective view of the gear shown in Figure 1;
  • Figure 3 shows a schematic further perspective view of the gear shown in Figures 1 and 2;
  • Figure 4 shows a schematic side view of the gear hub of the gear shown in Figures 1 to 3 without a gear rim;
  • Figure 5 schematically shows a first perspective view of the gear rim of the gear shown in Figures 1 to 3 without a gear hub;
  • Figure 6 schematically shows a further perspective view of the gear rim shown in Figure 5;
  • Figure 7 schematically a sectional partial view of a
  • the gear 1 shown in Figures 1 to 3 has a gear hub 2 (see in particular Figure 4) and a gear rim 3 (see in particular Figures 5 and 6), which are detachably but firmly connected to one another.
  • the gear 1 is also characterized by a pitch circle diameter 5 of 2 m running in the circumferential direction 4 of the gear 1.
  • the gear 1 also has an axis of rotation 6 around which the gear 1 rotates when used properly.
  • the gear 1 has an axial extension in the axial direction 8 and a radial extension in the radial directions 9.
  • Page 24/35 P80726WO The gear 1 is designed as a cost-effective replacement or exchange part for often very expensive original gears, but it can also be used as an original equipment part of a brand new processing machine.
  • the gear hub 2 is designed as a welded construction and comprises a plurality of elements 7 welded together (only generally numbered here), as will be explained in more detail later.
  • the gear hub 2 is made of a fine-grain structural steel of grade S460 in terms of its welded construction, while the gear rim 3 is made of 42CrMo4.
  • the materials of the gear hub 2 and gear rim 3 can be selected individually depending on the area of application of the gear 1. Because the gear hub 2 and the gear rim 3 are firmly connected to one another in the assembled state, and in this way form the gear 1 as a whole, and the gear hub 2 and the gear rim 3 can also be detached from one another, the gear hub 2 and the gear rim 3 can be manufactured very well in a functionally optimized manner, be it in terms of the most favorable choice of material or the most favorable manufacturing process or the most favorable manufacturing processing, or similar.
  • the gear 1 is characterized by a modular design, whereby the gear hub 2 and the gear rim 3 can be selected and assembled depending on the intended area of application of the gear 1.
  • the gear hub 2 and the gear rim 3 are designed for use on a forging press 10 (not shown here) and are optimized in such a way that, on the one hand, the gear rim 3 can withstand particularly shock loads well and, on the other hand, the gear hub 2 is reusable if the gear rim 3 has to be replaced due to wear or damage caused by stress.
  • the forging press 10 is in turn integrated as a processing station (not numbered again here) in a forging line 11 for processing metallic semi-finished products and/or semi-finished products made of non-ferrous metals, in particular forging blanks.
  • the gear 1 is a component of the forging press 10 of a forging line 11.
  • the gear 1 belongs to a rolling mill (not shown here).
  • the gear hub 2 in this embodiment is characterized by a coupling receptacle 12 with a machined flat surface 13 in order to compensate for any distortion caused by welding processes during the manufacture of the gear hub 2.
  • attachments not shown here such as a clutch housing (not shown) or the like, can be attached to the gear hub 2 with a precise fit using the coupling receptacle 12.
  • the coupling receptacle 12 also has a hole circle 14, by means of which the coupling receptacle 12 itself can be attached to the gear hub 2.
  • the gear hub 2 has a box-like welded frame part 15, which can be clearly seen in particular according to the illustrations in Figures 7 and 8, Page 26/35 P80726WO that the box-like welded frame part 15 has at least a first disk-shaped flank element 15A and a second disk-shaped flank element 15B, which are welded together by means of intermediate rib elements 15C, whereby here ( Figures 7 and 8) only a radially further outward rib element 15C can be seen, which is designed as a ring element 15C at this outer position.
  • the coupling receptacle 12 described above is attached to the first disk-shaped flank element 15A, whereas the second disk-shaped flank element 15B primarily serves only to further stiffen the box-like welded frame part 15 and thus also the gear hub 2 as a whole.
  • the second disk-shaped flank element 15B also has a smaller component thickness (not explicitly specified) of 25 mm, while the first disk-shaped flank element 15A has a greater component thickness (also not explicitly specified) of 45 mm.
  • the second disk-shaped flank element 15B has a large number of recesses 16, which allow easy access to the frame or box interior 17 of the gear hub 2 in order to be able to carry out high-quality welding work there too.
  • the gear hub 2 also has a bearing shell part 18 for supporting a shaft part (not shown), so that the gear 1 can rotate about the axis of rotation 6.
  • the gear hub 2 has a radial outer peripheral surface 20 further outwards, which is designed as a frictional contact outer surface 21 for supporting the gear rim 3.
  • Page 27/35 P80726WO The radial outer circumferential surface 20 in its entirety is formed by the welded elements 7 "first and second disk-shaped flank elements 15A and 15B" and “rib or ring element 15C", while the friction contact outer surface 21 in this exemplary embodiment is only provided by the second disk-shaped flank element 15B and the rib or ring element 15C.
  • the gear ring 3 has a circumferentially closed ring part 22, which is designed here as a shrink ring (not separately numbered again).
  • the gear ring 3 has a herringbone toothing 25, which is arranged on the radially outer surface of the gear ring 3.
  • the gear rim 3 Located radially further inward, the gear rim 3 has an inner frictional contact surface 26, by means of which the gear rim 3 forms a frictional connection with the outer frictional contact surface 21 of the gear hub 2.
  • the gear rim 3 has a shoulder 27 arranged radially further inward in relation to the herringbone toothing 25, which extends in the circumferential direction 4 of the gear 1.
  • the shoulder 27 essentially has a vertically running contact surface 27A in the form of an inwardly directed area (not numbered again) for axial contact of the first disk-shaped flank part 15A.
  • the gear 1 has a multi-acting connecting device 28 in order to detachably but firmly connect the gear hub 2 and the gear rim 3 to one another.
  • the multi-acting connecting device 28 comprises a friction or force-locking connection 29 (see in particular Figures 7 and 8), a fitting bolt connection 30 (see in particular Figure 7) and an expansion screw connection 31 (see in particular Figure 8), whereby the three connections 29, 30 and 31 can alternatively also be combined with one another in a different way, depending on the intended use or load-bearing capacity for which the gear 1 is to be used.
  • the friction or force-locking connection 29 is characterized in particular by a press-shrink fit 33 comprising the friction contact outer surface 21 on the gear hub 2 on the one hand and the friction contact inner surface 26 of the gear rim 3 on the other hand. According to the illustration in Figure 7, the fitting bolt connection 30 can be clearly seen.
  • the fitting bolt connection 30 essentially comprises a blind hole 35 running in the axial direction 8 into the gear rim 3, a through hole 36 running in the axial direction 8 through the first disk-shaped flank element 15A, a fitting bolt 38 seated therein and a fitting bolt loss prevention device 39.
  • the expansion screw connection 31 can be clearly seen.
  • the expansion screw connection 31 essentially comprises a threaded blind hole 42 running in the axial direction 8 into the gear rim 3, a threaded through hole 43 running in the axial direction 8 through the first disk-shaped flank element 15A, an expansion screw 44 screwed into it and a lock nut part 45.
  • fitting bolt connections 30 and expansion screw connections 31 are arranged alternately on the gear 1 as seen along the circumferential direction 4.
  • both the fitting bolt connections 30 and the expansion screw connections 31 are arranged between the toothing or the herringbone toothing 25 and the friction or force-locking connection 29, whereby a particularly compact connection device 28 is realized on the gear 1.
  • the fitting bolt connections 30 and the expansion screw connections 31 are arranged radially further out than the friction or force-locking connection 29 on the gear 1.
  • the gear 1 also has at least one acceleration sensor 46 in order to be able to detect signs of wear or damage to the gear rim 3, in particular to the herringbone toothing 25, at an early stage, before signs of wear or damage prove to be critical.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad mit einem Teilkreisdurchmesser von größer oder gleich 1,5 m mit einer Zahnradnabe und einem Zahnradkranz, welches sich dadurch auszeichnet, dass die Zahnradnabe und der Zahnradkranz lösbar miteinander verbunden sind und dass die Zahnradnabe aus einer Mehrzahl von miteinander verschweißten Elementen besteht.

Description

Seite 1/35 Anmelder: SMS group GmbH Unser Zeichen: P80726WO 7. November 2023 Zahnrad, Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads sowie Verwen- dung eines derartigen Zahnrads Die Erfindung betrifft ein Zahnrad mit einem Teilkreisdurchmes- ser von größer oder gleich 1,5 m. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads mit einem Teilkreisdurchmesser von größer oder gleich 1,5 m. Die Erfindung betrifft außerdem eine Verwendung eines Zahnrads. Gattungsgemäße Zahnräder sind aus dem Stand der Technik bekannt. In der Regel sind Zahnräder solcher Dimension als Gussteile mit einer umfangsseitig angearbeiteten Verzahnung ausgeführt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stel- len. Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Zahnrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Zahnrads sind in den von An- spruch 1 abhängigen Ansprüchen beschrieben. Im Genaueren wird die Aufgabe nach einem ersten Aspekt der Er- findung von einem Zahnrad mit einem Teilkreisdurchmesser von Seite 2/35 P80726WO größer oder gleich 1,5 m mit einer Zahnradnabe und einem Zahn- radkranz gelöst, wobei sich das Zahnrad dadurch auszeichnet, dass die Zahnradnabe und der Zahnradkranz lösbar miteinander verbunden sind und die Zahnradnabe aus einer Mehrzahl von mit- einander verschweißten Elementen besteht. Mit anderen Worten wird hier ein zweiteiliges Zahnrad vorge- schlagen, dessen Zahnradnabe auf einer Schweißkonstruktion be- ruht. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des vorliegenden Zahnrads ge- lingt eine besonders kostengünstige Herstellung selbst von grö- ßeren Zahnrädern mit einem Teilkreismesser von 1,5 m oder größer. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Herstellungskosten und insbesondere auf die Betriebskosten einer Pressen- und/oder Stanzvorrichtung, wie etwa einer Gesenkschmiede oder ähnlichem, vorteilhaft, da diese ebenfalls signifikant reduziert werden können. Insbesondere gattungsgemäße Zahnräder sind bei derartigen Pres- sen- und/oder Stanzvorrichtung in der Regel hohen Arbeitskräften ausgesetzt, wodurch einerseits deren Einsatzzeiten bezüglich äu- ßeren Umfangsverzahnungen erheblich reduziert sind und/oder an- dererseits deren äußere Umfangsverzahnungen durch kritische Belastungsspitzen oftmals irreparable Beschädigungen erfahren. Insbesondere kritische Belastungsspitzen treten an Pressen- und/oder Stanzvorrichtungen häufig in Gestalt von Stoßbelastun- gen im Zusammenhang von Press- und/oder Stanzbearbeitungen auf und wirken letztendlich bis auf Zahnräder der Antriebe von sol- chen Pressen- und/oder Stanzvorrichtungen. Seite 3/35 P80726WO Ferner sind derart dimensionierte Zahnräder hinsichtlich Ihrer äußeren Umfangsverzahnung meistens mit größeren Toleranzen be- haftet, insbesondere mit Toleranzen in der Gestalt der Verzah- nung von mehreren Zehntel Millimetern. Die vorliegenden separat hergestellten Zahnkränze können jedoch mit wesentlich geringeren Toleranzen hergestellt werden, wodurch aufgrund eines hierdurch bedingten geringeren Spiels gegenüber Gegenzahnrädern Belastungsspitzen weiter vorteilhaft reduziert bzw. besser aufgenommen werden können. Besonders vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Zahnrad insofern insbesondere an einer Pressen- und/oder Stanzvorrichtung einge- setzt werden, um die hier erläuterten Effekte und Vorteile auch an einer derartigen Pressen- und/oder Stanzvorrichtung nutzen zu können. Insofern betrifft die Erfindung nach einem weiteren Aspekt der Erfindung auch eine Pressen- und/oder Stanzvorrichtung zum Pres- sen bzw. Stanzen von insbesondere metallischen Halbzeugen und/oder Halbzeugen aus Nichteisenmetallen, wie Brammen, Knüp- pel, Schmiederohlingen oder dergleichen, mit einer Antriebsein- richtung und einem hiermit angetriebenen Stößelteil, wobei sich die Pressen- und/oder Stanzvorrichtung speziell noch durch ein Zahnrad nach einem der hier beschriebenen Merkmale auszeichnet. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung besonders vor- teilhaft auf Zahnräder mit Teilkreisdurchmesser von größer oder gleich 2,0 m, 2,5 m, 2,8 m und 3 m angewendet werden kann. Wei- terhin vorzugsweise weist das Zahnrad einen Teilkreisdurchmesser von größer oder gleich 3,5 m auf, bevorzugt von größer oder gleich 4,0 m und besonders bevorzugt von größer oder gleich 4,5 m. Ebenfalls vorzugsweise weist das Zahnrad einen Teilkreis- durchmesser von größer oder gleich 5,0 m auf, weiterhin vorzugs- weise einen Teilkreisdurchmesser von größer oder gleich 5,5 m, Seite 4/35 P80726WO bevorzugt von größer oder gleich 6,0 m und besonders bevorzugt von größer oder gleich 6,5 m. Gattungsgemäße Zahnräder mit derartig dimensionierten Teilkreis- durchmessern sind oftmals als Gusskonstruktionen einteilig her- gestellt, wobei eine äußere Umfangsverzahnung dann mittels spanendem Materialabtrag hergestellt wird. Je größer der Teilkreisdurchmesser ist, desto mehr Gussmaterial kann mit dem erfindungsgemäß aufgebauten Zahnrad eingespart wer- den, wodurch einerseits die Herstellungskosten weiter reduziert werden können. Vorzugsweise weist das Zahnrad einen Teilkreisdurchmesser von kleiner oder gleich 7,0 m auf, weiterhin vorzugsweise einen Teilkreisdurchmesser von kleiner oder gleich 6,0 m, bevorzugt einen Teilkreisdurchmesser von kleiner oder gleich 5,0 m und besonders bevorzugt einen Teilkreisdurchmesser von kleiner oder gleich 4,0 m oder kleiner oder einen Teilkreisdurchmesser von kleiner oder gleich 3,0 m. Andererseits kann durch die vorliegend vorgeschlagene Zahnrad- Konstruktion, insbesondere hinsichtlich der geschweißten Aus- führung der Zahnradnabe, die mit der Herstellung verknüpften CO2- Emissionen des Zahnrads insgesamt gesenkt werden. Diese Einspa- rung von CO2-Emissionen kann sich vorteilhaft weiter erhöhen, wenn auf den Komplettersatz eines vollständigen Zahnrades ver- zichtet werden kann und im Bedarfsfall lediglich ein Austausch des Zahnradkranzes zu erfolgen braucht, beispielsweise über ei- nen Lebenszyklus einer Pressen- und/oder Stanzvorrichtung gese- hen. Darüber hinaus ist die vorliegende Schweißkonstruktion weniger fehleranfällig als etwa Gusskonstruktionen, welche oftmals durch Seite 5/35 P80726WO kritische Fehlstellen, wie beispielsweise unerwünschte Materi- aleinschlüsse, Lunker oder ähnliches, im Gussmaterial unbrauch- bar sind oder kostenintensiv instand gesetzt werden müssen. Darüber hinaus ist es vorliegend vorteilhaft, dass hinsichtlich der Zahnradnabe ein kostengünstiges und/oder gut verfügbares Ma- terial verwendet werden kann als für den Zahnradkranz erforder- lich ist, insbesondere mit geringeren Materialeigenschaften. In der Regel ist dies bei einer Gusskonstruktion nicht möglich, da auch die Nabe und nicht nur die Verzahnung aus einem einheitli- chen Material hergestellt sind, wobei sich die Materialanforde- rung für das gesamte Zahnrad in der Regel an dem Zahnradkranz bestimmen. Beispielsweise ist es vorliegend nicht zwingend er- forderlich, dass die Zahnradnabe aus einem Vergütungsstahl her- gestellt werden muss. Der Begriff „Zahnradnabe“ beschreibt im Sinne der Erfindung jeg- liche konstruktiven Bereiche des Zahnrads bzw. Bauteile hiervon, welche im Wesentlichen radial weiter innen des Zahnradkranzes angeordnet sind. Die Zahnradnabe ist vorliegend in Bezug auf den Zahnradkranz jedenfalls als separates Bauteil des Zahnrades aus- geführt und insofern fest, aber lösbar an dem Zahnradkranz an- geordnet. Die Zahnradnabe kann vorliegend unterschiedlich gestaltet sein, wobei an dieser Stelle nur erste Möglichkeiten zur konstruktiven Gestaltung der Zahnradnabe beispielhaft genannt seien. Beispielsweise kann die Zahnradnabe an ihrem Innendurchmesser unterschiedliche Lagersitze aufweisen. Es ist beispielsweise möglich, dass die Zahnradnabe insbesondere zwei miteinander kor- respondierende Lagersitze aufweist, welche für die Realisierung einer angestellten Lagerung eingerichtet sind. Seite 6/35 P80726WO Alternativ kann die Zahnradnabe auch eine feste Welle-Nabe-Ver- bindung aufweisen, welche wiederum insbesondere als Zylinder- pressverband und/oder Kegelpressverband ausgeführt sein kann. Weiterhin kann die Zahnradnabe auch für eine formschlüssige Welle-Nabe-Verbindung vorgesehen sein, insbesondere für eine Verbindung mittels Passfeder, Zylinderstift, Keil, Spreitzdü- belverbindung und/oder dergleichen. Der Begriff „Zahnradkranz“ beschreibt vorliegend ein ringförmi- ges Bauteil des erfindungsgemäßen Zahnrades, welches als sepa- rates Bauteil im Wesentlichen radial weiter außen an der Zahnradnabe fest, aber lösbar angeordnet ist. Bevorzugt ist der Zahnradkranz hierbei als geschlossen umlau- fendes Ringbauteil ausgestaltet, wodurch unter anderem die Form- stabilität des Zahnradkranzes signifikant verbessert werden kann. Jedenfalls sind die Zahnradnabe und der Zahnradkranz fest, aber lösbar miteinander verbunden. Hierdurch ist etwa eine kosten- günstige Instandsetzung des Zahnrades möglich, beispielsweise indem ein abgenutzter bzw. beschädigter Zahnradkranz von der Zahnradnabe gelöst und durch einen neuen oder überholten Zahn- radkranz ersetzt wird. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Zahnradnabe und der Zahnradkranz eine reversible Verbindung miteinander aufweisen. Hierdurch lassen die Zahnradnabe und der Zahnradkranz nicht nur konstruktiv einfach miteinander fügen, sondern auch wieder von- einander lösen. Bevorzugt sind die Zahnradnabe und der Zahnradkranz hierbei zer- störungsfrei voneinander trennbar, sodass die Zahnradnabe und/oder der Zahnradkranz im Zweifel wieder verwendet werden Seite 7/35 P80726WO können, etwa nach einer Reparatur, einer Instandsetzung und/oder einer Modernisierung. Insofern ist es vorteilhaft, wenn das Zahnrad eine Verbindungs- einrichtung aufweist, mittels welcher die Zahnradnabe und der Zahnradkranz fest, aber lösbar miteinander verbindbar sind. Vorzugsweise ist diese Verbindungseinrichtung von einer stoff- schlüssigen Verbindung zwischen der Zahnradnabe und dem Zahn- radkranz verschieden, wodurch sich die Chancen einer zerstörungsfreien Aufhebung der Verbindung zwischen der Zahn- radnabe und dem Zahnradkranz signifikant erhöhen lässt. Reib- bzw. Kraftschluss-Verbindungen sowie Formschluss-Verbin- dungen sind hierbei vorteilhaft, da diese im Sinne der Erfindung einerseits gut zwischen der Zahnradnabe und dem Zahnradkranz wirken können und andererseits aber auch wieder gut lösbar sind. Die Verbindungseinrichtung kann hierbei unterschiedlich konstru- iert sein. Bevorzugt umfasst die Verbindungseinrichtung eine Vielzahl an Verbindungselementen auf, welche eine reversible Verbindung zwischen der Zahnradnabe und dem Zahnradkranz ermög- lichen. Vorteilhaft ist es, wenn die Verbindungselemente zerstörungsfrei gelöst werden können. Hierdurch kann eine schnelle Trennung von Zahnradnabe und Zahnradkranz vorgenommen werden. Idealerweise können die Verbindungselemente zumindest zum Teil wiederverwendet werden, wodurch die Kosten weiter gesenkt werden können. Begrifflich sei ferner noch Folgendes erläutert: Seite 8/35 P80726WO Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenan- gaben wie „ein“, „zwei“ usw. im Regelfall als „mindestens“-An- gaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein…“, „mindestens zwei …“ usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann offensicht- lich oder technisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein …“, „genau zwei …“ usw. gemeint sein können. Im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung sei der Ausdruck „insbesondere“ immer so zu verstehen, dass mit diesem Ausdruck ein optionales, bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird. Der Aus- druck ist nicht als „und zwar“ und nicht als „nämlich“ zu ver- stehen. Besonders vorteilhaft ist es, dass das vorliegende Zahnrad durch die gestalterische Trennung von Zahnradnabe und Zahnradkranz mo- dular aufgebaut werden kann. Beispielsweise ist es einerseits möglich, die Zahnradnabe mit unterschiedlich gestalteten Zahnradkränzen auszurüsten. Inso- fern können gleiche oder ähnlich gestaltete Zahnradnaben in ei- nem ersten Produktionsschritt industriell hergestellt werden und in einem weiteren Produktionsschritt mit einem Zahnradkranz aus- gerüstet bzw. verbunden werden, welcher eine gewünschte bzw. geforderte Verzahnung trägt. Andererseits ist es möglich, für gleiche Zahnradkränze unter- schiedlich gestaltete Zahnradnaben zu wählen, wodurch etwa eine zusätzliche Skalierbarkeit erzielbar ist. Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn der Zahnradkranz eine Pfeil- verzahnung oder eine Doppelschrägverzahnung oder eine Geradver- zahnung aufweist. Seite 9/35 P80726WO Eine Pfeilverzahnung etwa begünstigt hierbei eine besonders hohe Laufruhe und/oder eine Selbstzentrierung hinsichtlich miteinan- der kämmender Zahnelemente. Insofern ist es insbesondere im Zu- sammenhang mit einer Pressen- und/oder Stanzvorrichtung von Vorteil, wenn der Zahnradkranz eine Pfeilverzahnung aufweist. Eine Doppelschrägverzahnung beispielsweise ist günstiger herzu- stellen und wirkt ebenfalls selbstzentrierend. Eine solche Dop- pelschrägverzahnung kann quasi als eine zweigeteilte Verzahnung bzw. eine Pfeilverzahnung angesehen werden, bei welcher die „Spitze des Pfeils“ fehlt. Nochmals günstiger herzustellen ist etwa eine Geradverzahnung. Jedenfalls kann hinsichtlich des vorliegenden Zahnrades die Zahnradnabe ohne Weiteres mit unterschiedlichsten Zahnradkränzen ausgerüstet werden, welche sich wiederum durch verschiedene Ver- zahnungen auszeichnen. Eine günstige Ausführungsvariante sieht vor, dass die Elemente der Zahnradnabe einen Baustahl gemäß DIN EN 10025 aufweisen, be- vorzugt einen S235 Baustahl und besonders bevorzugt einen S355 Baustahl, insbesondere einen Feinkornbaustahl gemäß DIN EN 10025, bevorzugt einen S460. Ein Baustahl gemäß DIN EN 10025 ist besonders günstig und inso- fern können die Herstellungskosten des Zahnrads, insbesondere der Zahnradnabe, weiter reduziert werden. Bevorzugt ist die Zahnradnabe aus einem S235 Baustahl herge- stellt, zumindest überwiegend. In der Regel ist ein S235 Baustahl sehr gut verfügbar und immer noch vergleichsweise preisgünstig zu beschaffen. Seite 10/35 P80726WO Besonders bevorzugt ist die Zahnradnabe aus einem S355 Baustahl hergestellt, zumindest überwiegend. Neben einer ebenfalls guten Verfügbarkeit, besitzt ein S355 Baustahl vorteilhaftere Materi- aleigenschaften, welche sich günstig auf die Verwendung des vor- liegenden Zahnrades auswirken können. Auch Feinkornbaustähle können vorteilhaft zur Herstellung der Zahnradnabe verwendet werden. Beispielsweise besitzt ein Fein- kornbaustahl gemäß DIN EN 10025 gute Schweißeigenschaften. Be- vorzugt kann hierbei ein Feinkornbaustahl der Güte S460 verwendet werden, da dieser Feinkornbaustahl ebenfalls gut ver- fügbar ist. Es versteht sich, dass sich auch weitere Materialien zur Her- stellung der vorliegenden Zahnradnabe eignen. Beispielsweise weist ein Vergütungsstahl 25CrNiMo6 eine sehr gute Festigkeit auf und ist dennoch gut schweißbar. Es versteht sich, dass auch der Zahnradkranz aus unterschied- lichsten Materialien hergestellt werden kann. Besonders zweckmäßig ist es zudem, wenn der Zahnradkranz aus einem Vergütungsstahl gemäß DIN EN 10083 oder aus einem Einsatz- stahl gemäß DIN EN 10084 oder aus einem Nitrierstahl gemäß DIN EN 10085 ausgebildet ist. Ist der Zahnradkranz aus einem Vergütungsstahl gemäß DIN EN 10083 hergestellt, kann der Zahnradkranz sich durch eine gute Festigkeit auszeichnen. Mit einem Einsatzstahl gemäß DIN EN 10084 kann dem Zahnradkranz eine verbesserte Verschleißfestigkeit verliehen werden. Seite 11/35 P80726WO Eine noch weiter verbesserte Oberflächenhärte kann an dem Zahn- radkranz mit einem Nitrierstahl gemäß DIN EN 10085 erzielt wer- den. In der Regel zeichnen sich Bauteile aus Einsatzstählen bzw. Nit- rierstählen zudem durch einen zäheren „Bauteilkern“ und einer härteren „Bauteiloberfläche“ aus. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Zahnradkranz einen Chromanteil von größer oder gleich 1,05 % aufweist, bevorzugt einen Chromanteil von größer oder gleich 1,1 % und besonders bevorzugt einen Chromanteil von größer oder gleich 1,3 %. Chromanteile in einem Stahlmaterial bedingen Chromkarbide, wel- che wiederum eine höhere Härte bedingen, wodurch zum einen eine verbesserte Verschleißbeständigkeit und zum anderen eine höhere Temperaturbeständigkeit erzielt werden kann. Ein Zahnradkranz mit einem Chromanteil von größer oder gleich 1,05 % kann beispielsweise mithilfe des Materials 25CrMo4 rea- lisiert werden. Wohingegen ein Zahnradkranz mit einem Chromanteil von größer oder gleich 1,1 % mittels des Materials 42CrMo4 realisierbar ist. Beispielsweise mittels des Materials 34CrNiMo6 kann ein Chrom- anteil von größer oder gleich 1,3 % an dem Zahnradkranz erzielt werden, wodurch dem Zahnradkranz beispielsweise eine sehr gute Oberflächenfestigkeit innewohnt. Weiter verbesserte Materialeigenschaften können an dem Zahnrad- kranz erzielt werden, wenn der Zahnradkranz einen Mangananteil Seite 12/35 P80726WO von größer oder gleich 0,5 % aufweist, bevorzugt einen Mangana- nteil von größer oder gleich 0,7 % und besonders bevorzugt einen Mangananteil von größer oder gleich 0,75 %. Der Legierungsbestandteil Mangan verbessert nicht nur die Schmiedbarkeit, sondern darüber hinaus auch die Schweißbarkeit, die Festigkeit allgemein und den Verschleißwiderstand. Außerdem mindert der Legierungsbestandteil Mangan noch die Rotbruch-Nei- gung eines entsprechend legierten Stahls. Eine gute Schweißbarkeit ist insbesondere vorteilhaft hinsicht- lich Reparaturschweißungen. Beispielsweise kann mittels des Materials 34CrNiMo6 ein Zahn- radkranz mit einem Mangananteil von größer oder gleich 0,5 % bereitgestellt werden. Ein Mangananteil von größer oder gleich 0,7 % im Zahnradkranz kann durch das Material 25CrMo4 realisiert werden. Ein Mangananteil von größer oder gleich 0,77 % im Zahnradkranz kann zum Beispiel wiederum durch das Material 42CrMo4 realisiert werden. Jedenfalls können bei dem vorliegenden Zahnrad die Zahnradnabe und der Zahnradkranz problemlos aus unterschiedlichen Materia- lien hergestellt werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Material der Zahnrad- nabe und des Zahnradkranzes in Abhängigkeit von der jeweils zu erfüllenden Bauteilfunktion bzw. Bauteilbelastung ausgewählt werden können. Das Zahnrad, insbesondere deren Zahnradnabe, kann vorteilhaft mit anderen Bauteilen verbunden werden, wenn die Zahnradnabe Seite 13/35 P80726WO eine Kupplungsaufnahme aufweist, insbesondere eine Kupplungs- aufnahme ausgebildet als überdrehte Planfläche, wobei die Kupp- lungsaufnahme bevorzugt einen Lochkreis aufweist. Weist die Zahnradnabe eine Kupplungsaufnahme, ausgebildet als überdrehte Planfläche, auf, kann das Zahnrad insgesamt mit einer besonders präzisen Sitzfläche ausgerüstet werden. Weist die Kupplungsaufnahme außerdem einen Lochkreis auf, kann die Kupplungsaufnahme vorteilhaft an übrige Bauteile der Zahn- radnabe angeordnet werden. Es ist hierbei vorteilhaft, wenn in der Regel eine gegossene Kupplungsgehäuse aufgeschraubt werden kann, wobei in dem Kupp- lungsgehäuse dann beispielsweise eine Gegenfläche für eine Reib- paarung einer Kupplung ausgebildet ist. Die Reibpaarung ist meist radialsymmetrisch ausgelegt. Alternativ kann aber auch eine überdrehte Fläche vorgesehen sein, welche direkt mit einer Kupplungsscheibe eine korrespon- dierende Reibpaarung bilden kann. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Zahnradnabe zumin- dest eine Flanke mit einer Materialstärke von größer oder gleich 15 mm aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 20 mm, beson- ders bevorzugt von größer oder gleich 30 mm. Vorzugsweise weist die Zahnradnabe zumindest eine Flanke mit einer Materialstärke von größer oder gleich 25 mm auf, bevorzugt eine Materialstärke von größer oder gleich 35 mm und besonders bevorzugt eine Mate- rialstärke von größer oder gleich 45 mm. Alternativ hierzu ist auch eine Zahnradnabe als einstegige dick- wandige Stahlblechausführung mit vorstehender Wandstärke einer Seite 14/35 P80726WO Flanke möglich, wobei ein Grundkörper keine kastenförmige Aus- führung aufweist, sondern nur aus einer Flanke besteht. In der Regel ist ein Grundkörper der Zahnradnabe als Kasten geschweißt. Mit anderen Worten weist die Zahnradnabe bevorzugt ein kastenartig zusammengeschweißtes Rahmenteil auf. Die derart hergestellte Zahnradnabe kann hierbei eine erste und eine zweite scheibenförmige Flanke sowie innenliegende Rippen zur Verbindung dieser Flanken aufweisen. Eine erste, dickere Flanke der Flanken kann hierbei als Anlage- fläche für ein Kupplungsgehäuse oder beispielsweise für eine direkte Kupplungsreibpaarung dienen. Eine zweite Flanke (in der Regel die dünnere Flanke) der Flanken kann ferner typischerweise kreisförmig gestaltete Löcher oder sonstig geformte Aussparungen aufweisen, durch welche ein Zugang zu dem Kasteninneren etwa zum Erstellen der Schweißnähte gegeben ist. Ist der Zahnradkranz auf der Zahnradnabe aufgeschrumpft, kann konstruktiv einfach eine Reibschlussverbindung zwischen dem Zahnradkranz und der Zahnradnabe erzeugt werden. Ein solcher Pressverband bietet eine äußerst robuste Lösung, um den Zahnradkranz an der Zahnradnabe zu befestigen. Hierdurch kann beispielsweise einem etwaigen Verzug, insbeson- dere einem Abkippen einer Seite des Zahnradkranzes, des Zahn- radkranzes entgegen gewirkt werden, insbesondere durch eine von der Zahnradnabe ausgehenden Steifigkeit in diesem Bereich. Seite 15/35 P80726WO Darüber hinaus kann eine Verbindung zwischen der Zahnradnabe und dem Zahnradkranz noch stabiler realisiert werden, wenn die Zahn- radnabe und der Zahnradkranz mittels zumindest einem Passbolzen miteinander verbunden sind, bevorzugt mit zumindest drei Pass- bolzen und besonders bevorzugt mit zumindest fünf Passbolzen. Vorzugsweise weist die Verbindung zwischen Zahnradkranz und Zahnradnabe mehr oder gleich sieben Passbolzen auf, bevorzugt mehr oder gleich 11 Passbolzen und besonders bevorzugt mehr oder gleich 15 Passbolzen. Der Begriff „Passbolzen“ beschreibt im Sinne der Erfindung ein längliches Bolzenelement mit sowohl einem relativ dicken als auch einem relativ kurzen Körper. Gattungsgemäße Passbolzen wer- den oftmals auch als Passstifte oder dergleichen bezeichnet. Hierbei besitzt der Passbolzen vorzugsweise eine geeignet große Querschnittsfläche, sodass der Passbolzen hierdurch einen be- triebssicheren Abscherwiderstand aufweist. Ferner ist es in die- sem Zusammenhang vorteilhaft, wenn der zumindest eine Passbolzen nur eine geringe Flächenpressung generiert, selbst bei hohen zu übertragenen Kräften und/oder Drehmomenten. Vorteilhaft sind hinsichtlich der Passbolzen etwa Querschnitt- flächen mit Werten von größer oder gleich 314,16 mm2 (r = 10 mm), bevorzugt von größer oder gleich 706,86 mm2 (r = 15 mm) oder besonders bevorzugt von größer oder gleich 1256,64 mm2 (r = 20 mm). Mittels derart gewählte Querschnittsflächen können genügend stark dimensionierte Passbolzen entlang der Umfangs- richtung des Zahnrads bereitgestellt werden, welche eine hin- reichende Verdrehsicherung zwischen der Zahnradnabe und dem Zahnradkranz gewährleisten können. Vorzugsweise weist ein Passbolzen eine Querschnittsfläche von größer oder gleich 1963,50 mm2 (r = 25 mm) auf, bevorzugt größer Seite 16/35 P80726WO oder gleich 2827,43 mm2 (r = 30 mm) und besonders bevorzugt grö- ßer oder gleich 3848,46 mm2 (r = 35 mm). Eine ausreichend hohe Anzahl an Passbolzen lässt sich in Um- fangsrichtung an dem Zahnrad noch vorsehen, wenn die Passbolzen etwa Querschnittsflächen mit Werten von kleiner oder gleich 3848,46 mm2 (r = 35 mm) aufweisen, bevorzugt von kleiner oder gleich 2827,43 mm2 (r = 30 mm) oder besonders bevorzugt von klei- ner oder gleich 1963,50 mm2 (r = 25 mm). Gattungsgemäße Passbolzen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden hier insofern hinsichtlich ihres konstruktiven Auf- baus und ihrer Funktion nicht noch ausführlicher beschrieben. Der Zahnradkranz kann besonders gut an der Zahnradnabe festge- legt werden, wenn der Zahnradkranz in einem nach innen gerich- teten Bereich einen Absatz aufweist, wobei die Zahnradnabe und der Zahnradkranz im Wirkzusammenhang mit dem Absatz mittels zu- mindest einer Dehnschraube miteinander verbunden sind, bevorzugt mit zumindest drei Dehnschrauben und besonders bevorzugt mit zumindest fünf Dehnschrauben. Vorzugsweise weist die Verbindung zwischen Zahnradkranz und Zahnradnabe mehr oder gleich sieben Dehnschrauben auf, bevorzugt mehr oder gleich 11 Dehnschrauben und besonders bevorzugt mehr oder gleich 15 Dehnschrauben. Vorteilhafterweise kann der sich radial nach innen erstreckende Absatz als Anlage für einen Schraubenkopf der zumindest einen Dehnschraube dienen und/oder der Bereitstellung eines Innenwin- des und insofern der Aufnahme eines Außengewindes der Dehn- schraube. Beispielsweise lassen sich hierdurch auch Axialkräfte zwischen dem Zahnradkranz und der Zahnradnabe gut aufnehmen. Insbesondere Seite 17/35 P80726WO kann mittels einer Dehnschraube eine hohe Vorspannkraft für die Schraubverbindung erreicht werden. Hierdurch kann erreicht wer- den, dass axiale Betriebskräfte nur eine geringere zusätzliche Belastung auf die Dehnschraubenverbindung aufbringen. Insbeson- dere kann durch die hohe Vorspannkraft, welche mittels Dehn- schrauben ermöglicht wird, erreicht werden, dass ein größerer Teil der axial auftretenden Lasten bereits von den beteiligten Bauteilen abgebaut wird und nicht größtenteils von der Schraub- verbindung abgebaut werden muss. Gattungsgemäße Dehnschrauben sind aus dem Stand der Technik be- kannt und werden hier insofern hinsichtlich ihres konstruktiven Aufbaus und ihrer Funktion nicht weiter beschrieben. Eine vorliegend als Verbindungsmittel eingesetzte Dehnschraube weist vorliegend einen vergleichsweisen langen und schlanken Schraubenbereich auf, der sich gewindelos zwischen einem Schrau- benkopf und einem Schraubengewindefuß erstreckt, wodurch eine besonders hohe Vorspannkraft des Verbindungsmittels erreicht werden kann. Eine hohe Vorspannkraft führt vorteilhafterweise zu einer ro- busten Verbindung von Absatz und Zahnradnabe einerseits und zu einer geringen Löseneigung andererseits. Jedenfalls sei an dieser Stelle nochmals explizit betont, dass eine Kombination von verschiedenen Verbindungsmitteln bzw. Ver- bindungselementen vorteilhaft ist, da jedes Verbindungsmittel bzw. Verbindungselement seine eigenen Vorteile mit sich bringt. Insbesondere sind entsprechende Verbindungsmittelkonstellatio- nen vorteilhaft. Mittels einem Zylinderpressverband etwa kann bevorzugt über die gesamte Umfangsfläche des Zahnradnabe vorteilhafterweise eine großflächige radial wirkende Reib- bzw. Kraftschlussverbindung Seite 18/35 P80726WO bereitgestellt werden, wodurch hinsichtlich des Zahnradkranzes und der Zahnradnabe eine gute Verdrehsicherung gewährleistet werden kann. Ein Zylinderpressverband zwischen der Zahnradnabe und dem Zahn- radkranz kann durch einen Temperaturunterschied zwischen Zahn- radnabe und Zahnradkranz gefügt und/oder gelöst werden, sodass auch ein Zylinderpressverband als lösbare Verbindung im Rahmen dieses Aspektes angesehen wird. Alternativ können zur Lösung von einem Zylinderpressverband zwi- schen der Zahnradnabe und dem Zahnradkranz in der Zahnradnabe ein oder mehrerer Kanäle vorgesehen sein, insbesondere Bohrun- gen, welche sich in Richtung der Verbindungsfläche zwischen der Zahnradnabe und dem Zahnradkranz erstrecken und welche dazu ein- gerichtet sind mittels einem Fluiddruck in dem Kanal eine Radi- alkraft auf den Zahnradkranz auszuüben, sodass sich dieser von der Zahnradnabe lösen lässt. Mittels Passbolzen kann des Weiteren eine Formschlussverbindung vorteilhaft zwischen dem Zahnradkranz und der Zahnradnabe bereit gestellt werden. Hierdurch können insbesondere auf den Zahnrad- kranz wirkende Belastungsspitzen gut aufgenommen und in die Zahnradnabe eingeleitet werden, wodurch auch die Gefahr verhin- dert werden kann, dass eine zwischen dem Zahnradkranz und der Zahnradnabe etablierte Reib- bzw. Kraftschlussverbindung auf- grund von kritischen Belastungsspitzen überwunden wird und/oder durchrutscht. Mittels Dehnschrauben können der Zahnradkranz und die Zahnrad- nabe gezielter axial miteinander verspannt werden. Insgesamt kann mittels verschiedener, sich idealerweise ergän- zender Verbindungsmittel eine vorteilhafte Verbindungseinrich- tung an dem vorliegenden Zahnrad realisiert werden. Seite 19/35 P80726WO Eine weitere vorteilhaft Ausführungsvariante sieht vor, dass das Zahnrad einen Beschleunigungssensor aufweist. Ist ein derartiger Beschleunigungssensor zur Erfassung von Be- triebsschwingungen des Zahnrades eingerichtet, kann die Funktion bzw. der Zustand des Zahnrads im Betrieb, quasi „on-the-fly“, insbesondere während des Betriebs von Pressen- und/oder Stanz- vorrichtungen, vorteilhaft überwacht werden. Idealerweise kann eine Prüfung des Verzahnungszustands mittels handelsüblicher Sensorik kostengünstig durchgeführt werden, ins- besondere bei einem Wartungslauf im montierten Zustand des Zahn- rads, beispielsweise hinsichtlich einer Pressen- und/oder Stanzvorrichtung. Insbesondere ein Frequenzdichtespektrum des Beschleunigungs- sensorsignals ermöglicht es zu erkennen, ob eine Beschädigung des Zahnrades vorliegt, oder ein Verbindungsmittel oder ein Ver- bindungselement nicht mehr ordnungsgemäß wirkt, insbesondere über einen entsprechend korrespondierenden Peak in dem Frequenz- dichtespektrum und/oder eine Veränderung einer Eigenmode des Zahnrades. Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren eines Zahnrads mit den Merkmalen von Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens- sind in den von Anspruch 13 abhängigen Ansprüchen beschrieben. Im Genaueren wird die Aufgabe nach einem zweiten Aspekt der Erfindung von einem Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads mit einem Teilkreismesser von größer oder gleich 1,5 m, mit einer Zahnradnabe und mit einem Zahnradkranz gelöst, bei welchem die Zahnradnabe mittels einer Schweißkonstruktion erzeugt wird, bei Seite 20/35 P80726WO welchem der Zahnradkranz mittels eines geschlossen umlaufenden Ringteils erzeugt wird, und bei welchem die Zahnradnabe und der Zahnradkranz anschließend mittels einer Kraft- bzw. Reibschluss- verbindung und/oder mittels einer Passbolzen-Verbindung und/oder mittels einer Dehnschrauben-Verbindung fest, aber lösbar mitei- nander verbunden werden. Mittels eines derartigen Verfahrens können Zahnräder von erheb- licher Größe bzw. mit erheblich großen Teilkreisdurchmessern be- sonders einfach und günstig hergestellt werden, wie vorstehend bereits vielfach erläutert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn geeignete Passbolzen-Verbin- dungen und/oder Dehnschrauben-Verbindungen zwischen einer äuße- ren Verzahnung des Zahnrads und einer Reib- bzw. Kraftschluss- Verbindung angeordnet sind, wodurch die feste, aber lösbare Ver- bindung zwischen der Zahnradnabe und dem Zahnradkranz besonders kompakt an dem Zahnrad verwirklicht werden kann. Insofern sieht eine bevorzugte Verfahrensvariante vor, dass Boh- rungen an dem Zahnrad für die Passbolzen-Verbindung und/oder für die Dehnschrauben-Verbindung zwischen dem Teilkreis des Zahnrads und der Reib- bzw. Kraftschluss-Verbindung in das Zahnrad ein- gebracht werden. An dieser Stelle sei noch beansprucht, dass das beschriebene Verfahren auch noch durch weitere hier beschriebene technische Merkmale, insbesondere durch Merkmale der Vorrichtung, ergänzt werden kann, um es vorteilhaft weiterzuentwickeln bzw. Verfah- rensspezifikationen noch präziser darstellen bzw. formulieren zu können. Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Verwendung eines Zahnrads mit den Merkmalen von Anspruch 15 gelöst. Seite 21/35 P80726WO Im Genaueren wird die Aufgabe nach einem dritten Aspekt der Erfindung von einer Verwendung eines Zahnrads gemäß einem der hier beschriebenen Merkmale gelöst. Insbesondere die Verwendung des vorgeschlagenen Zahnrads im Zu- sammenhang mit Pressen- und/oder Stanzvorrichtungen sind äußerst vorteilhaft, da hierdurch Betriebs- bzw. Instandhaltungskosten signifikant reduziert werden können. Darüber hinaus ist eine Verwendung des vorliegenden Zahnrads als Austauschteil oder Ersatzteil besonders vorteilhaft, da das er- findungsgemäße Zahnrad eine äußerst günstige Alternative zu ei- nem Original-Zahnrad einer Bearbeitungsmaschine darstellt, wie etwa Pressen- und/oder Stanzvorrichtungen zum Bearbeiten von me- tallischen Halbzeugen und/oder Halbzeugen aus Nichteisenmetal- len, insbesondere bei Zahnrädern mit einem Teilkreisdurchmesser von größer oder gleich 1,5 m und besonders mit noch größeren Teilkreismessern, wie beispielsweise 4 m oder 5 m. Außerdem ist nach einem weiteren Aspekt der Erfindung auch noch die Verwendung eines Zahnradkranzes, insbesondere in Gestalt ei- nes geschlossenen Ringteils zum Herstellen des der Erfindung zugrunde liegenden Zahnrads, insbesondere an einem mehrteiligen Zahnrad mit einem Teilkreisdurchmesser von größer oder gleich 1,5 m, vorteilhaft, da hierdurch besonders groß bauende Zahnrä- der günstiger als bisher, aber dennoch robust hergestellt werden können. Der Vorteil des umlaufend geschlossenen Ringteils liegt unter anderem darin, dass der Zahnradkranz hierdurch wesentlich prä- ziser an der Zahnradnabe bereitgestellt werden kann als bei- spielsweise eine bandförmige Verzahnung, welche umfangsseitig um die Zahnradnabe hierum gelegt ist. Seite 22/35 P80726WO Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Gegenstände der jeweiligen Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar sind, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumula- tiv. Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung erge- ben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen: Figur 1: schematisch eine Vorderansicht eines Zahnrads mit ei- ner Zahnradnabe und mit einem Zahnradkranz, wobei die Zahnradnabe und der Zahnradkranz fest, aber lösbar miteinander verbunden sind; Figur 2: schematisch eine erste perspektivische Ansicht des in der Figur 1 gezeigten Zahnrads; Figur 3: schematisch eine weitere perspektivische Ansicht des in den Figuren 1 und 2 gezeigten Zahnrads; Figur 4: schematisch eine Seitenansicht der Zahnradnabe des in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Zahnrads ohne Zahnrad- kranz; Figur 5: schematisch eine erste perspektivische Ansicht des Zahnradkranzes des in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Zahnrads ohne Zahnradnabe; Figur 6: schematisch eine weitere perspektivische Ansicht des in der Figur 5 gezeigten Zahnradkranzes; Seite 23/35 P80726WO Figur 7: schematisch eine geschnittene Teilansicht einer Pass- bolzen-Verbindung einer lösbaren Verbindungseinrich- tung des in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Zahnrads; und Figur 8: schematisch eine geschnittene Teilansicht einer Dehn- schrauben-Verbindung einer lösbaren Verbindungsein- richtung des in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Zahnrads. In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszei- chen gleiche Bauteile bzw. gleiche Merkmale, sodass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bau- teils auch für die anderen Figuren gilt, sodass eine wiederho- lende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform be- schrieben wurden, auch separat in anderen Ausführungsformen ver- wendbar. Das in den Figuren 1 bis 3 insgesamt gezeigte Zahnrad 1 weist eine Zahnradnabe 2 (vgl. insbesondere auch Figur 4) und einen Zahnradkranz 3 (vgl. insbesondere auch Figuren 5 und 6) auf, welche miteinander lösbar, aber fest verbunden sind. Das Zahnrad 1 zeichnet sich in diesem Ausführungsbeispiel zudem noch durch einen in Umfangsrichtung 4 des Zahnrads 1 verlaufenden Teilkreisdurchmesser 5 von 2 m auf. Das Zahnrad 1 besitzt zudem eine Drehachse 6, um welche das Zahnrad 1 bei ordnungsgemäßer Verwendung dreht. Wie insbesondere gemäß der Darstellung nach der Figur 4 gut ersichtlich ist, hat das Zahnrad 1 eine Axialerstreckung in Axi- alrichtung 8 und eine Radialerstreckung in Radialrichtungen 9. Seite 24/35 P80726WO Das Zahnrad 1 ist als kostengünstiges Ersatz- bzw. Austauschteil für oftmals sehr kostspieligen Original-Zahnrädern konzipiert, es kann aber auch bereits werksseitig als Erstausrüsterteil ei- ner fabrikneuen Bearbeitungsmaschine verwendet werden. Darüber hinaus ist die Zahnradnabe 2 als Schweißkonstruktion ausgelegt und umfasst eine Mehrzahl von miteinander verschweiß- ten Elementen 7 (hier nur allgemein beziffert), wie später noch ausführlicher erläutert ist. Die Zahnradnabe 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel hinsichtlich seiner Schweißkonstruktion aus einem Feinkornbaustahl der Güte S460 hergestellt, während der Zahnradkranz 3 aus 42CrMo4 herge- stellt ist. Es versteht sich, dass in Abhängigkeit von dem Einsatzgebiet des Zahnrads 1 die Materialien von Zahnradnabe 2 und Zahnradkranz 3 individuell gewählt werden können. Dadurch, dass im montierten Zustand die Zahnradnabe 2 und der Zahnradkranz 3 einerseits fest miteinander verbunden sind, und hierbei in ihrer Gesamtheit insgesamt das Zahnrad 1 bilden, und die Zahnradnabe 2 und der Zahnradkranz 3 andererseits aber auch voneinander lösbar sind, können die Zahnradnabe 2 und der Zahn- radkranz 3 sehr gut funktionsoptimiert hergestellt werden, sei es hinsichtlich der günstigsten Materialauswahl oder des güns- tigsten Herstellverfahrens bzw. der günstigsten Herstellbear- beitung, oder ähnlichem. Insofern zeichnet sich das Zahnrad 1 durch eine Modulbauweise aus, wobei Zahnradnabe 2 und Zahnradkranz 3 in Abhängigkeit von dem designierten Einsatzbereich des Zahnrads 1 gewählt und zu- sammengefügt werden können. Seite 25/35 P80726WO In diesem Ausführungsbeispiel sind die Zahnradnabe 2 und der Zahnradkranz 3 für den Einsatz an einer Schmiedepresse 10 (hier nicht weiter gezeigt) konzipiert und insofern dahingehend opti- miert, dass zum einen der Zahnradkranz 3 insbesondere stoßartige Belastungen gut ertragen kann und dass zum anderen die Zahnrad- nabe 2 wiederverwertbar ist, sollte der Zahnradkranz 3 aufgrund von Verschleiß oder einer Belastungsbeschädigung ausgewechselt werden müssen. Die Schmiedepresse 10 ist hierbei wiederum als Bearbeitungssta- tion (hier nicht nochmals beziffert) in einer Schmiedelinie 11 zum Bearbeiten von metallischen Halbzeugen und/oder Halbzeugen aus Nichteisenmetallen, insbesondere von Schmiederohlingen, in- tegriert. Mit anderen Worten gesagt, das Zahnrad 1 ist ein Bauteil der Schmiedepresse 10 einer Schmiedelinie 11. Insofern ist das Zahn- rad 1 einer Walzanlage (hier nicht gezeigt) zugehörig. Ferner zeichnet sich die Zahnradnabe 2 in diesem Ausführungs- beispiel noch durch eine Kupplungsaufnahme 12 mit einer über- drehten Planfläche 13 auf, um eventuelle durch Schweißvorgänge bei der Herstellung der Zahnradnabe 2 hervorgerufene Verzugser- scheinungen zu egalisieren. Insofern können mittels der Kupp- lungsaufnahme 12 hier nicht weiter gezeigte Anbauteile, wie etwa eine Kupplungsgehäuse (nicht gezeigt) oder dergleichen passgenau an der Zahnradnabe 2 befestigt werden. Die Kupplungsaufnahme 12 besitzt noch einen Lochkreis 14, mit mittels welchem die Kupplungsaufnahme 12 selbst an der Zahnrad- nabe 2 befestigt werden kann. Als Schweißkonstruktion weist die Zahnradnabe 2 ein kastenartig zusammengeschweißtes Rahmenteil 15 auf, wobei insbesondere gemäß der Darstellungen nach den Figuren 7 und 8 gut zu erkennen ist, Seite 26/35 P80726WO dass das kastenartig zusammengeschweißte Rahmenteil 15 zumindest ein ersten scheibenförmiges Flankenelement 15A und ein zweites scheibenförmiges Flankenelement 15B aufweist, welche mittels da- zwischenliegender Rippenelemente 15C miteinander verschweißt sind, wobei hier (Figuren 7 und 8) lediglich ein radial weiter außen liegendes Rippenelement 15C zu sehen ist, welches an dieser äußeren Position als ein Ringelement 15C ausgebildet ist. Hierbei ist die vorstehend beschriebene Kupplungsaufnahme 12 an dem ersten scheibenförmigen Flankenelement 15A angebracht, wo- hingegen das zweite scheibenförmige Flankenelement 15B zuvör- derst lediglich der weiteren Aussteifung des kastenartig zusammengeschweißten Rahmenteils 15 und damit auch der Zahnrad- nabe 2 insgesamt dient. Insofern weist das zweite scheibenförmige Flankenelement 15B auch nur eine geringere Bauteilstärke (nicht explizit beziffert) von 25 mm auf, während das ersten scheibenförmige Flankenelement 15A eine höhere Bauteilstärke (ebenfalls nicht explizit bezif- fert) von 45 mm besitzt. Ferner weist das zweite scheibenförmige Flankenelement 15B eine Vielzahl an Aussparungen 16 auf, welche den Zugang ins Rahmen- bzw. Kasteninnere 17 der Zahnradnabe 2 gut ermöglich, um auch dort hochwertige Schweißarbeiten vornehmen zu können. Radial weiter innen weist die Zahnradnabe 2 noch ein Lagerscha- lenteil 18 zur Lagerung eines Wellenteils (nicht gezeigt) auf, sodass das Zahnrad 1 um die Drehachse 6 drehen kann. Wie insbesondere gemäß der Darstellung nach der Figur 4 weiter gut zu erkennen ist, weist die Zahnradnabe 2 radial weiter außen eine radiale Außenumfangsfläche 20 auf, welche als eine Reib- kontaktaußenfläche 21 zum Tragen des Zahnradkranzes 3 ausgestal- tet ist. Seite 27/35 P80726WO Die radialen Außenumfangsfläche 20 in ihrer Gesamtheit ist hier- bei von den verschweißten Elementen 7 „erstes und zweites schei- benförmiges Flankenelement 15A und 15B“ sowie „Rippen- bzw. Ringelement 15C“ gebildet, während die Reibkontaktaußenfläche 21 in diesem Ausführungsbeispiel lediglich von dem zweiten schei- benförmigen Flankenelement 15B sowie dem Rippen- bzw. Ringele- ment 15C bereitgestellt ist. Wie insbesondere gut gemäß den Darstellungen der Figuren 5 und 6 zu erkennen ist, weist der Zahnradkranz 3 ein umlaufend ge- schlossenes Ringteil 22 auf, welches hier als Schrumpfring (nicht nochmals gesondert beziffert) ausgebildet ist. Der Zahnradkranz 3 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Pfeilverzahnung 25 auf, welche an der radial außenliegenden Mantelfläche des Zahnradkranzes 3 angeordnet ist. Radial weiter innen liegend weist der Zahnradkranz 3 eine Reib- kontaktinnenfläche 26 auf, mittels welcher der Zahnradkranz 3 eine Reibschlussverbindung mit der Reibkontaktaußenfläche 21 der Zahnradnabe 2 bildet. Der Zahnradkranz 3 weist einen in Bezug auf die Pfeilverzahnung 25 radial weiter innen angeordneten Absatz 27 auf, welcher sich in Umfangrichtung 4 des Zahnrads 1 erstreckt. Der Absatz 27 besitzt hierbei im Wesentlichen eine vertikal ver- laufende Anlagefläche 27A in Gestalt eines nach innen gerichte- ten Bereichs (nicht nochmals beziffert) für eine axiale Anlage des ersten scheibenförmigen Flankenteils 15A. Das Zahnrad 1 weist eine mehrfach wirkende Verbindungseinrich- tung 28 auf, um die Zahnradnabe 2 und den Zahnradkranz 3 lösbar, aber fest miteinander zu verbinden. Seite 28/35 P80726WO In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die mehrfach wirkende Ver- bindungseinrichtung 28 eine Reib- bzw. Kraftschluss-Verbindung 29 (siehe insbesondere Figuren 7 und 8), eine Passbolzen-Ver- bindung 30 (siehe insbesondere Figur 7) und eine Dehnschrauben- Verbindung 31 (siehe insbesondere Figur 8), wobei die drei Ver- bindungen 29, 30 und 31 alternativ auch anders miteinander kom- biniert sein können, je nachdem für welche Einsatzzwecke bzw. Lastaufnahmen das Zahnrad 1 verwendet werden soll. Die Reib- bzw. Kraftschluss-Verbindung 29 zeichnet sich insbe- sondere durch einen Press- Schrumpfsitz 33 umfassend die Reib- kontaktaußenfläche 21 an der Zahnradnabe 2 einerseits und die Reibkontaktinnenfläche 26 des Zahnradkranzes 3 andererseits. Gemäß der Darstellung nach der Figur 7 ist die Passbolzen-Ver- bindung 30 gut zu erkennen. Die Passbolzen-Verbindung 30 umfasst im Wesentlichen eine in Axialrichtung 8 verlaufende Sackloch- bohrung 35 in den Zahnradkranz 3 hinein, eine in Axialrichtung 8 verlaufende Durchgangsbohrung 36 durch das erste scheibenför- mige Flankenelement 15A hindurch, einen darinsitzenden Passbol- zen 38 und einer Passbolzen-Verliersicherung 39. Gemäß der Darstellung nach der Figur 8 ist die Dehnschrauben- Verbindung 31 gut zu erkennen. Die Dehnschrauben-Verbindung 31 umfasst im Wesentlichen eine in Axialrichtung 8 verlaufende Ge- windesacklochbohrung 42 in den Zahnradkranz 3 hinein, eine in Axialrichtung 8 verlaufende Gewindedurchgangsbohrung 43 durch das erste scheibenförmige Flankenelement 15A hindurch, eine da- rin eingedrehte Dehnschraube 44 sowie ein Kontermutterteil 45. Wie insbesondere gemäß der Darstellungen nach den Figuren 1 und 2 gut erkennbar ist, sind Passbolzen-Verbindungen 30 und Dehn- schrauben-Verbindungen 31 entlang der Umfangsrichtung 4 gesehen alternierend an dem Zahnrad 1 angeordnet. Seite 29/35 P80726WO Hierbei sind sowohl die Passbolzen-Verbindungen 30 als auch die Dehnschrauben-Verbindungen 31 zwischen der Verzahnung bzw. der Pfeilverzahnung 25 und der Reib- bzw. Kraftschluss-Verbindung 29 angeordnet, wodurch eine besonders kompakt bauende Verbindungs- einrichtung 28 an dem Zahnrad 1 realisiert ist. Die Passbolzen-Verbindungen 30 als auch die Dehnschrauben-Ver- bindungen 31 sind radial weiter außen als die Reib- bzw. Kraft- schluss-Verbindung 29 an dem Zahnrad 1 angeordnet. Ferner weist das Zahnrad 1 noch wenigstens einen Beschleuni- gungssensor 46 auf, um frühzeitig Verschleißerscheinungen bzw. Beschädigungen an dem Zahnradkranz 3, insbesondere an der Pfeil- verzahnung 25 detektieren zu können, bevor Verschleißerschei- nungen bzw. Beschädigungen sich als kritisch erweisen.
Seite 30/35 P80726WO Bezugszeichenliste 1 Zahnrad 2 Zahnradnabe 3 Zahnradkranz 4 Umfangsrichtung 5 Teilkreisdurchmesser 6 Drehachse 7 verschweißte Elemente 8 Axialrichtung 9 Radialrichtungen 10 Schmiedepresse 11 Schmiedelinie 12 Kupplungsaufnahme 13 Planfläche 14 Lochkreis 15 kastenartig zusammengeschweißtes Rahmenteil 15A erstes scheibenförmiges Flankenelement 15B zweites scheibenförmiges Flankenelement 15C Rippen- bzw. Ringelement 16 Aussparungen bzw. Löcher 17 Rahmen- bzw. Kasteninnere 18 Lagerschalenteil 20 radialen Außenumfangsfläche 21 Reibkontaktaußenfläche 22 umlaufend geschlossenes Ringteil 25 Pfeilverzahnung 26 Reibkontaktinnenfläche 27 Absatz bzw. nach innen gerichteter Bereich 27A Anlagefläche 28 Verbindungseinrichtung 29 Reib- bzw. Kraftschluss-Verbindung 30 Passbolzen-Verbindung 31 Dehnschrauben-Verbindung 33 Press- Schrumpfsitz Seite 31/35 P80726WO 35 Sacklochbohrung 36 Durchgangsbohrung 38 Passbolzen 39 Passbolzen-Verliersicherung 42 Gewindesacklochbohrung 43 Gewindedurchgangsbohrung 45 Kontermutterteil 46 Beschleunigungssensor

Claims

Seite 32/35 P80726WO Patentansprüche 1. Zahnrad (1) mit einem Teilkreisdurchmesser (5) von größer oder gleich 1,5 m aufweisend: - eine Zahnradnabe (2), und - einen Zahnradkranz (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradnabe (2) und der Zahnradkranz (3) lösbar miteinander verbunden sind, wobei die Zahnradnabe (2) aus einer Mehrzahl von miteinander verschweißten Elementen (7, 15, 15A, 15B, 15C) be- steht. 2. Zahnrad (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnradkranz (3) eine Pfeilverzahnung (25) oder eine Dop- pelschrägverzahnung oder eine Geradverzahnung aufweist. 3. Zahnrad (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (7) der Zahnradnabe (2) einen Baustahl gemäß DIN EN 10025 aufweisen, bevorzugt einen S235 Bau- stahl und besonders bevorzugt einen S355 Baustahl, insbesondere einen Feinkornbaustahl gemäß DIN EN 10025, bevorzugt einen S460. 4. Zahnrad (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnradkranz (3) aus einem Vergütungs- stahl gemäß DIN EN 10083 oder aus einem Einsatzstahl gemäß DIN EN 10084 oder aus einem Nitrierstahl gemäß DIN EN 10085 aus- gebildet ist. 5. Zahnrad (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das der Zahnradkranz (3) einen Chromanteil von größer oder gleich 1,05 % aufweist, bevorzugt einen Chro- manteil von größer oder gleich 1,1 % und besonders bevorzugt einen Chromanteil von größer oder gleich 1,3 %. Seite 33/35 P80726WO 6. Zahnrad (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das der Zahnradkranz (3) einen Mangananteil von größer oder gleich 0,5 % aufweist, bevorzugt einen Mangana- nteil von größer oder gleich 0,7 % und besonders bevorzugt einen Mangananteil von größer oder gleich 0,75 %. 7. Zahnrad (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradnabe (2) eine Kupplungsaufnahme (12) aufweist, insbesondere eine Kupplungsaufnahme (12) ausge- bildet als überdrehte Planfläche (13), wobei die Kupplungsauf- nahme (12) bevorzugt einen Lochkreis (14) aufweist. 8. Zahnrad (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradnabe (2) zumindest eine Flanke (15A, 15B) mit einer Materialstärke von größer oder gleich 15 mm aufweist, bevorzugt eine Materialstärke von größer oder gleich 20 mm und besonders bevorzugt eine Materialstärke von größer oder gleich 30 mm. 9. Zahnrad (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnradkranz (3) auf die Zahnradnabe (2) aufgeschrumpft ist. 10. Zahnrad (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradnabe (2) und der Zahnradkranz (3) mittels zumindest einem Passbolzen (38) miteinander verbun- den sind, bevorzugt mit zumindest drei Passbolzen (38) und be- sonders bevorzugt mit zumindest fünf Passbolzen (38). 11. Zahnrad (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnradkranz (3) in einem nach innen gerichteten Bereich (27A) einen Absatz (27) aufweist, wobei die Zahnradnabe (2) und der Zahnradkranz (3) im Wirkzusammenhang mit dem Absatz (27) mittels zumindest einer Dehnschraube (44) mit- Seite 34/35 P80726WO einander verbunden sind, bevorzugt mit zumindest drei Dehn- schrauben (44) und besonders bevorzugt mit zumindest fünf Dehn- schrauben (44). 12. Zahnrad (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (1) einen Beschleunigungssensor (46) aufweist. 13. Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads (1) mit einem Teil- kreismesser (5) von größer oder gleich 1,5 m, mit einer Zahn- radnabe (2) und mit einem Zahnradkranz (3), bei welchem die Zahnradnabe (2) mittels einer Schweißkonstruktion erzeugt wird, bei welchem der Zahnradkranz (3) mittels eines geschlossen um- laufenden Ringteils (22) erzeugt wird, und bei welchem die Zahn- radnabe (2) und der Zahnradkranz (3) anschließend mittels einer kraftschlüssigen Verbindung (29) und/oder mittels einer Pass- bolzen-Verbindung (30) und/oder mittels einer Dehnschrauben-Ver- bindung (31) fest, aber lösbar miteinander verbunden werden. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Bohrungen (35, 36) an dem Zahnrad (1) für die Passbolzen-Ver- bindung (30) und/oder für die Dehnschrauben-Verbindung (31) zwi- schen dem Teilkreis des Zahnrads (1) und der Reib- bzw. Kraftschluss-Verbindung (29) in das Zahnrad (1) eingebracht wer- den. 15. Verwendung eines Zahnrads (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, insbesondere für eine Pressen- und/oder eine Stanzvor- richtung.
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