WO2018233998A1 - Segmentierte zahnflanken - Google Patents

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WO2018233998A1
WO2018233998A1 PCT/EP2018/064205 EP2018064205W WO2018233998A1 WO 2018233998 A1 WO2018233998 A1 WO 2018233998A1 EP 2018064205 W EP2018064205 W EP 2018064205W WO 2018233998 A1 WO2018233998 A1 WO 2018233998A1
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flank
groove
gear
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PCT/EP2018/064205
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Dirk Leimann
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ZF Wind Power Antwerpen NV
ZF Friedrichshafen AG
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ZF Wind Power Antwerpen NV
ZF Friedrichshafen AG
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    • 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
    • F16H55/08—Profiling
    • F16H55/0886—Profiling with corrections along the width, e.g. flank width crowning for better load distribution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F5/00—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made
    • B23F5/20—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by milling
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/32—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring the deformation in a solid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F19/00—Finishing gear teeth by other tools than those used for manufacturing gear teeth
    • B23F19/002—Modifying the theoretical tooth flank form, e.g. crowning

Definitions

  • the invention relates to a gear according to the preamble of claim 1 and a method according to claim 8 or 9.
  • strain gauges are used. When meshing meshing gears with each other, the flanks of each of the gears come in pairs with each other in contact. Because of this, the strain gauges can not be attached to the tooth flanks.
  • the results obtained are quite inaccurate. This is due to the fact that the described relationship between the load of the tooth flanks and the deformations of the tooth root is not unambiguous. So it is not excluded that the same deformation of the tooth root can be caused by different loads on the tooth flanks. Furthermore, the deformations of the tooth root due to the spatial distance to the tooth flanks are comparatively low. This affects the measurement accuracy and thus the reliability of the results.
  • the object of the invention is to measure the load distribution in a tooth flank more precisely. This object is achieved by a gear according to claim 1 and a method according to claim 8 or 9. Preferred developments are contained in the subclaims.
  • a first flank of a first tooth of a toothed wheel has according to the invention a first recess.
  • the first recess is thus introduced into the first flank of the first tooth.
  • a flank of a tooth is a part of the surface of the tooth which is adapted to come into contact with one or more flanks of the teeth of another gear during a tooth engagement. The contact of the tooth flanks, a torque between the gears is transmitted.
  • the invention makes it possible to fix a strain gauge in the first recess.
  • deformations of the first flank which are caused by loads, can be measured at the place of their origin. This prevents the readings from being diluted. On the basis of the measured values, it is therefore possible to draw direct conclusions about the load on the flank.
  • All teeth of the gear are straight teeth, or all teeth of the gear are simply helical teeth. In the latter case, either all teeth of the gear are right-handed, or all teeth of the gear left-hand.
  • the gear may be an involute toothed gear.
  • the first recess extends continuously between the first flank and a second flank of the same tooth. Both the first flank and the second flank thus has the first recess.
  • the first recess opens further education according to the first edge and the second edge and connects both edges with each other. By running between the first edge and the second edge first recess creates a breakthrough or passage between the edges.
  • the first recess may be designed as a groove.
  • a groove is defined as an elongated depression of a surface. If a flank of a tooth of a toothed wheel has a groove, this implies that the flank is oblong recessed.
  • the groove extends along a longitudinal axis of the groove.
  • the longitudinal axis is a curve which defines the elongated course of the groove.
  • a cross section of at least a part of the groove is constant along its longitudinal axis.
  • the first recess - designed as a groove or as a continuous - connects in a preferred embodiment, two edges of the flank with each other, which are not adjacent to each other, i. have no common point. The two edges thus limit the groove or the course of the groove. Through the groove, the flank is then divided into two parts, which are located on different sides of the groove.
  • the two edges are a top edge and a bottom edge, as viewed in the radial direction.
  • the contact line crosses the first recess. This implies, conversely, that the first recess also crosses the contact line. With regard to an as direct as possible measurement of the load on the flank of the first tooth, this results in advantages.
  • the first recess may be orthogonal to the axial direction, ie orthogonal to a rotation axis of the gear.
  • the longitudinal axis of the first Recess orthogonal to the axial direction of the gear is preferably mirror-symmetrical to a plane extending centrally through the first recess, which plane is oriented orthogonally to the axial direction of the gear.
  • first recess or its longitudinal axis can run orthogonally to the above-mentioned contact line. This allows a higher resolution of the measurements.
  • one or more further recesses can be introduced into the flank of the first tooth.
  • the flank of the first tooth would then have at least two recesses.
  • both recesses can intersect the contact line described above and / or extend orthogonally to the axial direction of the gearwheel. Any further recess, however, leads to a weakening of the flank. This in turn carries the risk of falsifying the measurement results.
  • At least one flank of a second tooth has the second recess.
  • This can be arranged offset axially to the first recess of the flank of the first tooth.
  • the first recess and the second recess thus differ in their position relative to the axis of rotation of the gear.
  • the first recess and the second recess lie on different sides of an axially extending, i. orthogonal to the axis of rotation of the gear aligned plane.
  • first recess and the second recess coincide.
  • an axially extending plane intersects the first recess and the second recess.
  • the first recess and the second recess with respect to a rotational axis of the gear can be rotationally symmetrical, that can be imaged on each other by rotation about the axis of rotation.
  • the second recess may extend continuously between two flanks of the second tooth, be formed as a groove, connect two edges, in particular an upper edge and a lower edge of a flank of the second tooth, and / or be crossed by a contact line.
  • the gear is made in one piece.
  • a first sensor is arranged in a further preferred development in the first recess. Accordingly, in a further preferred development, a second sensor is arranged in the second recess.
  • the first sensor and / or the second sensor are preferably configured to measure deformations of the first tooth and of the second tooth, respectively. Suitable sensors are strain gauges.
  • a method according to the invention comprises the steps
  • the blank is a conventional gear, which differs from the gear according to the invention in that the recesses are missing.
  • All teeth of the blank are straight toothed, or all teeth of the blank are simply helical teeth. In the latter case, either all teeth of the blank are right-handed, or all teeth of the blank are left-hand.
  • the blank may be an involute toothed gear.
  • a preferred embodiment of the method provides to produce the first recess and / or the second recess by means of a milling cutter. At the router it may be about a end mill or end mill. The end mill preferably has a spherical head.
  • first recess and / or the second recess by spark erosion or die erosion.
  • Figure 2 shows different teeth distributed grooves arranged
  • Fig. 3 a tooth flank with a diagonal groove.
  • a tooth flank 101 of a gear shown in FIG. 1 has a first groove 103, a second groove 105 and a third groove 107.
  • Groove 105 and the third groove 107 are aligned parallel to one another and run along a vertical axis of the tooth flank 101.
  • FIG. 1 also shows a first engagement line 109 and a second engagement line 111.
  • the first engagement line 109 and the second engagement line 111 indicate the course of a tooth flank contact of the flank 101 with the flank of another gear in a tooth contact, which occurs when the two gears mesh with each other.
  • the first engagement line 109 crosses the first groove 103.
  • the second engagement line 111 crosses the second groove 105 and the third groove 107.
  • a strain gauge is fixed in each case. Deformations of the tooth flank 101 can be measured with the strain gauges.
  • the grooves can be distributed over several teeth. This is illustrated in FIG. 2. Shown in FIG. 2 is a gear 201 having a first tooth 203, a second tooth 205, a third tooth 207, a fourth tooth 209, a fifth tooth 211 and a sixth tooth 213.
  • An edge of the first tooth 203 has a first groove 215, a flank of the second tooth 205, a second groove 217, a flank of the third tooth 207, a third groove 219, an edge of the fourth tooth 209, a fourth groove 221, a flank of the fifth tooth 211, a fifth groove 223 and a flank of the sixth tooth 213, a sixth groove 225.
  • the second groove 217 opposite to the first groove 215 in the axial direction of the gear 201 is offset to the right.
  • the third groove 219 is correspondingly offset from the second groove 217 axially to the right, as well as the fourth groove 221 opposite to the third groove 219, the fifth groove 223 opposite the fourth groove 221 and the sixth groove 225 opposite the fourth groove 223rd
  • Each tooth 203, 205, 207, 209, 211, 213 of the gear 201 thus has exactly one groove 215, 217, 219, 221, 223, 225. Due to the axial offset of the grooves 215, 217, 219, 221, 223, 225, it is still possible to measure loads or the deformations resulting from the loads at different axial positions of the gear 201.
  • FIG. 3 shows a tooth flank 301 with a groove 301, which is crossed by a first engagement line 305 and a second engagement line 307.
  • the groove 301 is diagonally aligned and extends to the upper and lower edge of the tooth flank 301 in each case at an angle other than 90 °.
  • the groove 301 may be aligned orthogonally.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad (201) mit einem ersten Zahn (203). Mindestens eine Flanke (101) des ersten Zahns (203) weist eine erste Aussparung (103, 105, 107, 215) auf.

Description

Segmentierte Zahnflanken
Die Erfindung betrifft ein Zahnrad nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 8 bzw. 9.
Um die Lastverteilung in den Flanken eines Zahnrads zu ermitteln, werden Dehnungsmessstreifen verwendet. Bei einem Zahneingriff miteinander kämmender Zahnräder kommen die Flanken jeweils eines der Zahnräder paarweise miteinander in Kontakt. Aufgrund dessen können die Dehnungsmessstreifen nicht an den Zahnflanken angebracht werden.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, axial verlaufende Dehnungsmessstreifen am Zahnfuß anzuordnen. Der Zahnfuß ist infolge der Belastungen der benachbarten Zahnflanken elastischen, dynamischen Verformungen unterworfen, die von dem Dehnungsmessstreifen aufgenommen werden. Zwischen der Belastung der Zahnflanken und der von dem Dehnungsmessstreifen aufgenommenen Verformungen besteht ein Zusammenhang, der es ermöglicht, ausgehend von den aufgenommenen Verformungen auf die Belastung zurückzuschließen. Zu diesem Zweck werden Belastungen der Zahnflanken simuliert und die infolge dessen zu erwartenden Verformungen am Zahnfuß hervorgesagt. Stimmen die vorhergesagten Verformungen mit den gemessenen Verformungen überein, ist davon auszugehen, dass die entsprechende simulierte Belastung der Zahnflanken mit der realen Belastung der Zahnflanken übereinstimmt.
Die so erzielten Ergebnisse sind recht ungenau. Dies liegt zu einem darin begründet, dass der beschriebene Zusammenhang zwischen der Belastung der Zahnflanken und der Verformungen des Zahnfußes nicht eineindeutig ist. Es ist also nicht auszuschließen, dass die gleiche Verformung des Zahnfußes durch unterschiedliche Belastungen der Zahnflanken hervorgerufen werden kann. Weiterhin sind die Verformungen des Zahnfußes aufgrund der räumlichen Distanz zu den Zahnflanken vergleichsweise gering. Dies beeinträchtigt die Messgenauigkeit und damit die Zuverlässigkeit der Ergebnisse. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lastverteilung in einer Zahnflanke präziser zu messen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Zahnrad nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 8 bzw. 9. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Eine erste Flanke eines ersten Zahns eines Zahnrads weist erfindungsgemäß eine erste Aussparung auf. Die erste Aussparung ist also in die erste Flanke des ersten Zahns eingebracht.
Bei einer Flanke eines Zahns handelt es sich um einen Teil der Oberfläche des Zahns, der ausgebildet ist, bei einem Zahneingriff mit einer oder mehreren Flanken der Zähne eines weiteren Zahnrads in Kontakt zu kommen. Durch den Kontakt der Zahnflanken wird ein Drehmoment zwischen den Zahnrädern übertragen.
Die Erfindung ermöglicht es, einen Dehnungsmessstreifen in der ersten Aussparung zu fixieren. So lassen sich Verformungen der ersten Flanke, die durch Belastungen hervorgerufen werden, am Ort ihres Entstehens messen. Dies verhindert, dass die Messwerte verwässert werden. Anhand der Messwerte können daher unmittelbare Rückschlüsse auf die Belastung der Flanke gezogen werden.
Alle Zähne des Zahnrads sind geradverzahnt, oder alle Zähne des Zahnrads sind einfach schrägverzahnt. Im letztgenannten Fall sind entweder alle Zähne des Zahnrads rechtssteigend, oder alle Zähne des Zahnrads linkssteigend. Insbesondere kann es sich bei dem Zahnrad um ein evolventenverzahntes Zahnrad handeln.
In einer bevorzugten Weiterbildung verläuft die erste Aussparung zwischen der ersten Flanke und einer zweiten Flanke desselben Zahns durchgängig. Sowohl die erste Flanke als auch die zweite Flanke weist also die erste Aussparung auf. Die erste Aussparung mündet weiterbildungsgemäße in die erste Flanke und in die zweite Flanke und verbindet beide Flanken miteinander. Durch die zwischen der ersten Flanke und der zweiten Flanke verlaufende erste Aussparung entsteht ein Durchbruch bzw. Durchgang zwischen den Flanken. Alternativ kann die erste Aussparung als Nut ausgeführt sein. Eine Nut ist definiert als eine längliche Vertiefung einer Oberfläche. Weist eine Flanke eines Zahns eines Zahnrads eine Nut auf, impliziert dies, dass die Flanke länglich vertieft ist. Die Nut verläuft entlang einer Längsachse der Nut. Die Längsachse ist Kurve, welche den länglichen Verlauf der Nut vorgibt. Vorzugsweise ist ein Querschnitt mindestens eines Teils der Nut entlang ihrer Längsachse konstant.
Die erste Aussparung - als Nut oder als durchgehend ausgeführt - verbindet in einer bevorzugten Weiterbildung zwei Kanten der Flanke miteinander, die nicht aneinander angrenzen, d.h. keinen gemeinsamen Punkt aufweisen. Die zwei Kanten begrenzen somit die Nut bzw. den Verlauf der Nut. Durch die Nut wird die Flanke dann in zwei Teile geteilt, die sich auf unterschiedlichen Seiten der Nut befinden.
Bei den zwei Kanten handelt es sich in einer bevorzugten Weiterbildung um eine - in radialer Richtung betrachtet - obere Kante und eine untere Kante.
Wenn das Zahnrad mit einem weiteren Zahnrad kämmt, kommt die Flanke des ersten Zahns in einem Kontaktpunkt oder einer Kontaktfläche mit einer Flanke eines Zahns des weiteren Zahnrads in Kontakt. Infolge der Drehung der beiden Zahnräder ist die Lage des Kontaktpunkts bzw. der Kontaktfläche in der Flanke des ersten Zahns in Abhängigkeit der Zeit veränderlich. Eine Linie welche der Kontaktpunkt bzw. ein Flächenschwerpunkt der Kontaktfläche dabei überstreicht, wird Kontaktlinie oder Eingriffslinie genannt. Eine Definition findet sich in H. Linke„Stirnradverzahnung" (Hanser Verlag, 1996), S. 76. Die Kontaktlinie verläuft innerhalb bzw. auf der Flanke des ersten Zahns.
Weiterbildungsgemäß kreuzt die Kontaktlinie die erste Aussparung. Dies impliziert im Umkehrschluss, dass auch die erste Aussparung die Kontaktlinie kreuzt. Hinsichtlich einer möglichst unmittelbaren Messung der Belastung der Flanke des ersten Zahns resultieren daraus Vorteile.
Die erste Aussparung kann orthogonal zur axialen Richtung, d.h. orthogonal zu einer Drehachse des Zahnrads, verlaufen. Insbesondere kann die Längsachse der ersten Aussparung orthogonal zur axialen Richtung des Zahnrads verlaufen. Dabei ist die Aussparung bevorzugt spiegelsymmetrisch zu einer mittig durch die erste Aussparung verlaufenden Ebene, welche orthogonal zur axialen Richtung des Zahnrads ausgerichtet ist.
Auch ein davon abweichender, diagonaler Verlauf der ersten Aussparung ist möglich. So kann etwa die erste Aussparung bzw. ihre Längsachse orthogonal zu der obengenannten Kontaktlinie verlaufen. Dies ermöglicht eine höhere Auflösung der Messungen.
Um die auftretenden Belastungen möglichst detailliert zu erfassen, kann man in die Flanke des ersten Zahns eine oder mehrere weitere Aussparungen einbringen. Die Flanke des ersten Zahns würde dann mindestens zwei Aussparungen aufweisen. Beide Aussparungen können insbesondere die oben beschriebene Kontaktlinie kreuzen und/oder orthogonal zur axialen Richtung des Zahnrads verlaufen. Jede weitere Aussparung führt allerdings zu einer Schwächung der Flanke. Dies wiederum birgt das Risiko, die Messergebnisse zu verfälschen.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist daher mindestens eine Flanke eines zweiten Zahns die zweite Aussparung auf. Diese kann zu der ersten Aussparung der Flanke des ersten Zahns axial versetzt angeordnet sein. Die erste Aussparung und die zweite Aussparung unterscheiden sich also hinsichtlich ihrer Position bezüglich der Drehachse des Zahnrads. Vorzugsweise liegen die erste Aussparung und die zweite Aussparung auf unterschiedlichen Seiten einer axial verlaufenden, d.h. orthogonal zur Drehachse des Zahnrads ausgerichteten Ebene.
Auch ist es möglich, dass die axialen Positionen der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung übereinstimmen. In diesem Fall schneidet eine axial verlaufende Ebene die erste Aussparung und die zweite Aussparung. Insbesondere können die erste Aussparung und die zweite Aussparung bezüglich einer Drehachse des Zahnrads rotationssymmetrisch, d.h. durch Rotation um die Drehachse aufeinander abbildbar sein. Wie die erste Aussparung kann die zweite Aussparung zwischen zwei Flanken des zweiten Zahns durchgehend verlaufen, als Nut ausgebildet sein, zwei Kanten, insbesondere eine obere und eine untere Kante einer Flanke des zweiten Zahns miteinander verbinden und/oder von einer Kontaktlinie gekreuzt werden.
Es ist davon auszugehen, dass die Belastung des ersten Zahns und die Belastung des zweiten Zahns einander entsprechen. Messergebnisse, die durch Messungen in der ersten Aussparung und in der zweiten Aussparung gewonnen werden, entsprechen daher der Belastung einer einzelnen Flanke des Zahnrads.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Zahnrad einstückig ausgeführt.
Ein erster Sensor ist in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung in der ersten Aussparung angeordnet. Entsprechend ist in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung ein zweiter Sensor in der zweiten Aussparung angeordnet. Der erste Sensor und/oder der zweite Sensor sind bevorzugt eingerichtet, Verformungen des ersten Zahns bzw. des zweiten Zahns zu messen. Als Sensoren eignen sich etwa Dehnungsmessstreifen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst die Schritte
- Fertigen eines Rohlings; und
- Einbringen der ersten Aussparung und/oder der der zweiten Aussparung; wobei die Schritte in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Bei dem Rohling handelt es sich um ein herkömmliches Zahnrad, das sich von dem erfindungsgemäßen Zahnrad dadurch unterscheidet, dass die Aussparungen fehlen.
Alle Zähne des Rohlings sind gerad verzahnt, oder alle Zähne des Rohlings sind einfach schrägverzahnt. Im letztgenannten Fall sind entweder alle Zähne des Rohlings rechtssteigend, oder alle Zähne des Rohlings sind linkssteigend. Insbesondere kann es sich bei dem Rohling um ein evolventen verzahntes Zahnrad handeln.
Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, die erste Aussparung und/oder die zweite Aussparung mittels eines Fräsers herzustellen. Bei dem Fräser kann es sich etwa um einen Fingerfräser bzw. Schaftfräser handeln. Der Fingerfräser weist vorzugsweise einen kugelförmigen Kopf auf.
Auch ist es möglich, die erste Aussparung und/oder die zweite Aussparung durch Funkerosion bzw. Senkerosion herzustellen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt.
Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:
Fig. 1 eine Zahnflanke mit axial versetzten Nuten;
Fig. 2 überverschiedene Zähne verteilt angeordnete Nuten; und
Fig. 3 . eine Zahnflanke mit diagonal verlaufender Nut.
Eine in Fig. 1 dargestellte Zahnflanke 101 eines Zahnrads weist eine erste Nut 103, eine zweite Nut 105 und eine dritte Nut 107 auf. Die erste Nut 103, die zweite
Nut 105 und die dritte Nut 107 sind parallel zueinander ausgerichtet und verlaufen entlang einer Hochachse der Zahnflanke 101.
In Fig. 1 sind weiterhin eine erste Eingriffslinie 109 und eine zweite Eingriffslinie 111 dargestellt. Die erste Eingriffslinie 109 und die zweite Eingriffslinie 111 kennzeichnen den Verlauf eines Zahnflankenkontakts der Flanke 101 mit der Flanke eines weiteren Zahnrads bei einem Zahnkontakt, der zustande kommt, wenn die beiden Zahnräder miteinander kämmen. Die erste Eingriffslinie 109 kreuzt die erste Nut 103. Die zweite Eingriffslinie 111 kreuzt die zweite Nut 105 und die dritte Nut 107.
In der ersten Nut 103, der zweiten Nut 105 und der dritten Nut 107 ist jeweils ein Dehnungsmessstreifen fixiert. Mit den Dehnungsmessstreifen lassen sich Verformungen der Zahnflanke 101 messen.
Um eine zu starke Schwächung der Zahnflanke 101 durch die drei Nuten 103, 105, 107 zu verhindern, können die Nuten auf mehrere Zähne verteilt werden. Dies veranschaulicht Fig. 2. In Fig. 2 dargestellt ist ein Zahnrad 201 mit einem ersten Zahn 203, einem zweiten Zahn 205, einem dritten Zahn 207, einem vierten Zahn 209, einem fünften Zahn 211 und einem sechsten Zahn 213. Eine Flanke des ersten Zahns 203 weist eine erste Nut 215 auf, eine Flanke des zweiten Zahns 205 eine zweite Nut 217, eine Flanke des dritten Zahns 207 eine dritte Nut 219, eine Flanke des vierten Zahns 209 eine vierte Nut 221 , eine Flanke des fünften Zahns 211 eine fünfte Nut 223 und eine Flanke des sechsten Zahns 213 eine sechste Nut 225. Von links nach rechts aus der Perspektive von Figur 2 ist die zweite Nut 217 gegenüber der ersten Nut 215 in axialer Richtung des Zahnrads 201 nach rechts versetzt. Die dritte Nut 219 ist entsprechend gegenüber der zweiten Nut 217 axial nach rechts versetzt, ebenso die vierte Nut 221 gegenüber der dritten Nut 219, die fünfte Nut 223 gegenüber der vierten Nut 221 und die sechste Nut 225 gegenüber der vierten Nut 223.
Jeder Zahn 203, 205, 207, 209, 211 , 213 des Zahnrads 201 weist somit genau eine Nut 215, 217, 219, 221 , 223, 225 auf. Durch den axialen Versatz der Nuten 215, 217, 219, 221 , 223, 225 ist es dennoch möglich, Belastungen bzw. die aus den Belastungen resultierenden Verformungen an unterschiedlichen axialen Positionen des Zahnrads 201 zu messen.
Fig. 3 zeigt eine Zahnflanke 301 mit einer Nut 301 , die von einer ersten Eingriffslinie 305 und einer zweiten Eingriffslinie 307 gekreuzt wird. Die Nut 301 ist diagonal ausgerichtet und verläuft zur oberen und unteren Kante der Zahnflanke 301 jeweils in einem von 90° abweichenden Winkel. Zu der ersten Eingriffslinie 305 und der zweiten Eingriffslinie 307 hingegen kann die Nut 301 orthogonal ausgerichtet sein.
Bezuqszeichen
101 Zahnflanke
103 erste Nut
105 zweite Nut
107 dritte Nut
109 erste Eingriffslinie
111 zweite Eingriffslinie
201 Zahnrad
203 erster Zahn
205 zweiter Zahn
207 dritter Zahn
209 vierter Zahn
211 fünfter Zahn
213 sechster Zahn
215 erste Nut
217 zweite Nut
219 dritte Nut
221 vierte Nut
223 fünfte Nut
225 sechste Nut
301 Zahnflanke
303 Nut
305 erste Eingriffslinie
307 zweite Eingriffslinie

Claims

Patentansprüche
1. Zahnrad (201 ) mit einem ersten Zahn (203); wobei
eine erste Aussparung (103, 105, 107, 215) in einer ersten Flanke (101) des ersten Zahns (203) vorhanden ist; dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Aussparung (103, 105, 107, 215) zwischen der ersten Flanke (101 ) und einer zweiten Flanke des ersten Zahns (203) durchgehend verläuft.
2. Zahnrad (201) nach Anspruch 1 ; dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Aussparung (103, 105, 107, 215) zwei Kanten der ersten Flanke (101) miteinander verbindet.
3. Zahnrad (201) nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, das
die erste Aussparung (103, 105, 107, 215) eine obere Kante der Flanke (101 ) und eine untere Kante der Flanke (101) miteinander verbindet.
4. Zahnrad (201 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Flanke (101) ausgebildet ist, entlang mindestens einer Kontaktlinie (109, 111) mit einer Flanke mindestens eines Zahns eines weiteren Zahnrads in Kontakt zu kommen, wenn beide Zahnräder miteinander kämmen; wobei
die Kontaktlinie (109, 111 ) die Aussparung (103, 105, 107, 215) kreuzt.
5. Zahnrad (201 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; gekennzeichnet durch einen zweiten Zahn (205); wobei
mindesten eine Flanke des zweiten Zahns (205) eine zweite Aussparung (217) aufweist; wobei
die erste Aussparung (103, 105, 107, 215) (203) und die zweite Aussparung (217) der Flanke des zweiten Zahns (205) axial versetzt zueinander angeordnet sind.
6. Zahnrad (201 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass
das Zahnrad (201) einstückig ausgeführt ist.
7. Anordnung mit einem Zahnrad (201) mit einem ersten Zahn (203); wobei eine Nut (103, 105, 107, 215) in einer ersten Flanke (101) des ersten Zahns (203) vorhanden ist; wobei ; gekennzeichnet durch
einen Sensor; wobei
der Sensor in der Nut (103, 105, 107, 215) angeordnet ist.
8. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch,; gekennzeichnet durch einen zweiten Zahn (205) und einen zweiten Sensor; wobei
mindesten eine Flanke des zweiten Zahns (205) eine zweite Nut (217) aufweist; wobei
die erste Nut (103, 105, 107, 215) (203) und die zweite Nut (217) der Flanke des zweiten Zahns (205) axial versetzt zueinander angeordnet sind; wobei
der zweite Sensor in der Nut (217) der Flanke des zweiten Zahns (205) angeordnet ist.
9. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ausgebildet ist, Verformungen zu messen.
10. Verfahren zum Fertigen eines Zahnrads (201 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6; mit den Schritten
- Fertigen eines Rohlings; und
- Einbringen der ersten Aussparung (103, 105, 107, 215) und/oder der der zweiten Aussparung (217); wobei
die Schritte in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
11. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aussparung (103, 105, 107, 215) und/ oder die zweite Aussparung (217) mittels eines Fräsers eingebracht werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11 ; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aussparung (103, 105, 107, 215) und/ oder die zweite Aussparung (217) durch Funkenerosion hergestellt werden.
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