Unsere innenverzahnte Zahnräder
Ein typischer Anwendungsfall ist das innenverzahnte Hohlrad eines Planetengetriebes. Gemeinsam mit Sonnenrad und Planetenrädern bildet es eine Getriebestufe, die hohe Drehmomente auf engem Bauraum übertragen kann. Solche Lösungen werden unter anderem in Industriegetrieben, Fahrzeuggetrieben, Windkraftanlagen, Werkzeugmaschinen, Robotiksystemen und mobilen Arbeitsmaschinen eingesetzt.
Wir fertigen Innenverzahnungen nach Zeichnung und technischen Vorgaben. Je nach Bauteil und Stückzahl kommen Einzelanfertigungen sowie Kleinserien infrage.
Innenverzahnte Zahnräder bei anspruchsvollen Getriebeaufgaben
Vor der Beauftragung stellen sich häufig folgende Fragen:
Bei Ersatzteilen kommt eine weitere Herausforderung hinzu. Das neue innenverzahnte Zahnrad muss nicht nur die Zeichnungsmaße erfüllen, sondern auch zu den vorhandenen Gegenrädern, Lagerstellen und Anschlussmaßen passen.
Innenverzahnte Zahnräder nach Zeichnung fertigen lassen
Für eine belastbare Fertigungsprüfung sind insbesondere folgende Daten hilfreich:
Modul & Zähnezahl
Eingriffswinkel, Profilverschiebung & Verzahnungsbreite
Fußkreis- und Kopfkreis-durchmesser
Passungs- und Toleranzangaben
Für viele Anwendungen kommt das Wälzstoßen infrage. Dabei erzeugt ein stoßendes Schneidrad die Innenverzahnung durch eine aufeinander abgestimmte Wälzbewegung von Werkzeug und Werkstück. Bei geeigneten Serien und Geometrien kann auch Räumen eingesetzt werden. Welches Verfahren sinnvoll ist, muss anhand des konkreten Bauteils bewertet werden.
Vorteile innenverzahnter Zahnräder im Maschinenbau
In einem Planetengetriebe können mehrere Planetenräder gleichzeitig in das innenverzahnte Hohlrad eingreifen. Dadurch lassen sich kompakte Getriebestufen mit hohen Übersetzungen realisieren.
Koaxiale Anordnung von Antrieb und Abtrieb
Ein- und Abtriebswelle können auf derselben Achse angeordnet werden. Das erleichtert den Aufbau von Getrieben, bei denen seitlicher Versatz vermieden werden soll.
Hohe Drehmomentübertragung
Die Last kann in Planetengetrieben auf mehrere Planetenräder verteilt werden. Das ermöglicht die Übertragung hoher Drehmomente innerhalb einer vergleichsweise kleinen Baugruppe.
Ruhigerer Zahneingriff
Bei geeigneter Auslegung entstehen zwischen innen- und außenverzahntem Rad geringere Gleitgeschwindigkeiten an den Zahnflanken als bei manchen außenverzahnten Zahnradpaarungen. Das kann Laufgeräusche und Reibung beeinflussen.
Kompakte Integration in Baugruppen
Das Hohlrad kann mehrere Zahnräder umschließen und gleichzeitig Teil des Getriebegehäuses oder einer tragenden Baugruppe sein.
Geeignet für unterschiedliche Übersetzungsvarianten
Je nachdem, ob Sonnenrad, Hohlrad oder Planetenträger angetrieben, festgehalten oder als Abtrieb genutzt werden, lassen sich verschiedene Übersetzungsverhältnisse erzeugen.
Einsatz bei hohen Leistungsdichten
Innenverzahnte Hohlräder kommen deshalb häufig in Industriegetrieben, Fahrzeugantrieben, Windkraftanlagen und mobilen Maschinen zum Einsatz.
Innenverzahnte Zahnräder und ihre Funktionsweise
Bei einem innenverzahnten Zahnrad zeigen die Zähne nach innen. Das eingreifende außenverzahnte Zahnrad läuft innerhalb des Hohlrades.
Die Drehrichtung unterscheidet sich dabei von einer Paarung aus zwei außenverzahnten Zahnrädern. Zwei außenverzahnte Zahnräder drehen sich in entgegengesetzte Richtungen. Ein innenverzahntes Hohlrad und ein darin laufendes außenverzahntes Zahnrad drehen sich bei direktem Eingriff in dieselbe Richtung.
Besonders häufig wird die Innenverzahnung in einem Planetengetriebe eingesetzt. Dieses besteht aus:
- Einem zentralen Sonnenrad
- Mehreren umlaufenden Planetenrädern
- Einem innenverzahnten Hohlrad
- Einem Planetenträger
Die Planetenräder greifen sowohl in das Sonnenrad als auch in das Hohlrad ein. Abhängig davon, welches Bauteil angetrieben oder festgehalten wird, entstehen unterschiedliche Bewegungs- und Übersetzungsverhältnisse.
Durch mehrere gleichzeitig tragende Planetenräder kann die Belastung auf mehrere Zahnkontakte verteilt werden. Voraussetzung ist jedoch, dass Verzahnung, Lagerung und Bauteilgeometrie so abgestimmt sind, dass die Last tatsächlich gleichmäßig eingeleitet wird.
Innenverzahnte Zahnräder für Planetengetriebe und Industrieanlagen
Innenverzahnte Zahnräder werden in zahlreichen Branchen eingesetzt. Der häufigste Einsatzbereich ist das Planetengetriebe.
Typische Anwendungen sind:
Innenverzahnte Zahnräder mit besonderen Fertigungsanforderungen
Die Fertigung einer Innenverzahnung ist in der Regel aufwendiger als die Herstellung einer vergleichbaren Außenverzahnung. Das Werkzeug arbeitet innerhalb des Bauteils. Dadurch sind Werkzeugzugang, Bauteilkontur und Spanabfuhr stärker eingeschränkt.
Bei der Konstruktion sollten mehrere Punkte früh berücksichtigt werden:
Wälzstoßen eignet sich für viele Innenverzahnungen, weil das Werkzeug auch bei begrenztem Außendurchmesser innerhalb des Hohlrades arbeiten kann. Räumen kann bei passenden Bauteilen und höheren Stückzahlen eine Alternative sein, verlangt jedoch ein bauteilspezifisches Räumwerkzeug.
Die wirtschaftlich geeignete Lösung hängt deshalb nicht allein von der Verzahnung ab. Auch Losgröße, Wiederholbedarf, Bauteilform und nachfolgende Bearbeitungsschritte spielen eine Rolle.
Innenverzahnte Zahnräder von der Dittler GmbH
Unser Angebot richtet sich besonders an Unternehmen, die kein Standardzahnrad benötigen. Häufig geht es um eine Zeichnung, eine bestehende Baugruppe, ein Ersatzteil oder eine kleine Stückzahl, die zu einer konkreten Maschine passen muss.
Unser Fertigungsspektrum umfasst unter anderem:
Unser Qualitätsmanagement ist nach DIN EN ISO 9001 zertifiziert. Für Prüfungen stehen uns geregelte Messabläufe sowie ein räumlich getrennter Messraum mit 3-Koordinaten-Messtechnik zur Verfügung.
Innenverzahnte Zahnräder für kompakte und belastbare Antriebe
Die innenliegenden Zähne greifen in ein oder mehrere außenverzahnte Räder ein. In Planetengetrieben ermöglicht diese Anordnung eine kompakte Leistungsverteilung über mehrere Planetenräder.
Die Herstellung verlangt passende Fertigungsverfahren und eine frühzeitige Abstimmung der Bauteilgeometrie. Werkzeugzugang, Verzahnungsdaten, Zähnezahldifferenz und Gegenräder müssen bei der Planung berücksichtigt werden.
Wir fertigen innenverzahnte Zahnräder nach Zeichnung als Einzelstück oder in Kleinserie. Dabei richten wir den Bearbeitungsablauf am konkreten Bauteil und seiner späteren Funktion aus.
Innenverzahnte Zahnräder jetzt anfragen
Senden Sie uns Ihre Zeichnung und die verfügbaren technischen Daten über das Kontaktformular. Besonders hilfreich sind Angaben zu Modul, Zähnezahl, Verzahnungsbreite, Werkstoff, Wärmebehandlung, Toleranzen und Stückzahl.
Bei Ersatzteilen sollten nach Möglichkeit auch Informationen zu den eingreifenden Zahnrädern und zur vorhandenen Baugruppe vorliegen. Auf dieser Grundlage können wir den Fertigungsweg und die Umsetzbarkeit des Bauteils prüfen.
Häufige Fragen zu innenverzahnten Zahnrädern
Was ist ein innenverzahntes Zahnrad?
Ein innenverzahntes Zahnrad besitzt seine Zähne auf der Innenseite eines ringförmigen Bauteils. Es wird deshalb häufig als Hohlrad bezeichnet. Ein außenverzahntes Gegenrad läuft innerhalb dieses Hohlrades und greift von innen in die Verzahnung ein. Die Bauform wird besonders häufig in Planetengetrieben eingesetzt.
Welche Vorteile bietet ein innenverzahntes Hohlrad?
Ein innenverzahntes Hohlrad ermöglicht kompakte Getriebekonstruktionen und eine koaxiale Anordnung von Antrieb und Abtrieb. In Planetengetrieben können mehrere Planetenräder gleichzeitig Last übertragen. Dadurch lassen sich hohe Drehmomente und große Übersetzungen innerhalb eines kleinen Bauraums erreichen.
Wie unterscheidet sich eine Innenverzahnung von einer Außenverzahnung?
Bei einer Außenverzahnung liegen die Zähne auf dem äußeren Umfang des Zahnrades. Bei einer Innenverzahnung befinden sie sich innerhalb eines ringförmigen Bauteils. Außerdem drehen sich ein innenverzahntes Hohlrad und ein direkt eingreifendes Außenrad in dieselbe Richtung. Zwei außenverzahnte Räder drehen sich dagegen entgegengesetzt.
Welche Fertigungsverfahren eignen sich für Innenverzahnungen?
Häufig werden Innenverzahnungen durch Wälzstoßen oder Räumen hergestellt. Wälzstoßen ist für unterschiedliche Bauteilgrößen und kleinere Stückzahlen geeignet. Räumen kann bei geeigneter Geometrie und höheren Stückzahlen wirtschaftlich sein, benötigt jedoch ein speziell auf die Verzahnung abgestimmtes Werkzeug. Die Wahl hängt vom Bauteil, Werkstoff und Losumfang ab.
Warum ist die Fertigung innenverzahnter Zahnräder aufwendiger?
Das Werkzeug muss innerhalb des Hohlrades arbeiten. Dadurch stehen weniger Bewegungsraum und eingeschränkte Möglichkeiten für Werkzeugauslauf und Spanabfuhr zur Verfügung. Schultern, Sacklöcher und kleine Durchmesser können die Bearbeitung zusätzlich erschweren. Auch die Prüfung der innenliegenden Zahnflanken verlangt passende Messverfahren.
Was bedeutet Zahninterferenz bei einer Innenverzahnung?
Zahninterferenz bezeichnet einen geometrischen Konflikt zwischen den Zähnen des Hohlrades und des eingreifenden Außenrades. Sie kann auftreten, wenn die Differenz der Zähnezahlen zu klein ist oder Profil und Kopfkreise nicht passend ausgelegt wurden. In diesem Fall lassen sich die Räder möglicherweise nicht montieren oder die Zahnköpfe kollidieren während des Betriebs.
Welche Angaben werden für die Fertigung eines innenverzahnten Zahnrades benötigt?
Benötigt werden möglichst vollständige Angaben zu Modul, Zähnezahl, Eingriffswinkel, Profilverschiebung, Verzahnungsbreite und Toleranzen. Hinzu kommen Werkstoff, Wärmebehandlung, Bauteilabmessungen und Stückzahl. Informationen zu den eingreifenden Gegenrädern helfen dabei, mögliche geometrische Konflikte früh zu erkennen.
Was ist die Aufgabe des Hohlrades in einem Planetengetriebe?
Das Hohlrad umschließt die Planetenräder und greift mit seiner Innenverzahnung in deren Außenverzahnung ein. Je nach Getriebekonzept kann es feststehen, angetrieben werden oder als Abtrieb dienen. Zusammen mit Sonnenrad, Planetenrädern und Planetenträger bestimmt es das Übersetzungsverhältnis der Getriebestufe.
Können innenverzahnte Zahnräder als Einzelstück gefertigt werden?
Ja. Innenverzahnte Zahnräder werden häufig für Sondermaschinen, Reparaturen oder Versuchsaufbauten als Einzelstück benötigt. Ob die Einzelanfertigung technisch und wirtschaftlich sinnvoll ist, hängt von der Verzahnungsgröße, dem Fertigungsverfahren und dem benötigten Werkzeug ab. Bei vorhandenen Standardwerkzeugen lassen sich kleine Stückzahlen häufig gut umsetzen.
Können Innenverzahnungen in Sacklöchern hergestellt werden?
Sacklochverzahnungen sind grundsätzlich möglich, stellen jedoch höhere Anforderungen an Werkzeug und Bauteilgeometrie. Am Ende der Verzahnung muss ausreichend Raum für den Werkzeugauslauf vorhanden sein. Fehlt dieser Bereich, kann die Verzahnung möglicherweise nicht bis zur gewünschten Tiefe hergestellt werden. Die Konstruktion sollte deshalb früh mit dem Fertigungsverfahren abgestimmt werden.
Welche Werkstoffe eignen sich für innenverzahnte Zahnräder?
Die Werkstoffwahl richtet sich nach Drehmoment, Drehzahl, Verschleißanforderung, Baugröße und vorgesehener Wärmebehandlung. Häufig kommen Vergütungs- oder Einsatzstähle zum Einsatz. Abhängig von Anwendung und Belastung können auch andere Stähle, Gusswerkstoffe oder technische Kunststoffe infrage kommen.
Warum laufen innenverzahnte Zahnradpaarungen häufig ruhiger?
Durch die Geometrie des inneren Zahneingriffs können die Gleitgeschwindigkeiten zwischen den Zahnflanken geringer ausfallen als bei vergleichbaren außenverzahnten Paarungen. Zudem lassen sich in Planetengetrieben mehrere Zahneingriffe gleichzeitig nutzen. Der tatsächliche Lauf hängt jedoch auch von Verzahnungsqualität, Lagerung, Schmierung, Belastungsverteilung und Montage ab.