Kegelverzahnung

Kegelverzahnung bezeichnet eine Verzahnungsform, bei der zwei konische Zahnräder, Kegelräder genannt, miteinander arbeiten. Die Achsen der Zahnräder schneiden sich typischerweise im rechten Winkel, und über die gekrümmten Zähne wird Drehmoment und Drehzahl zwischen den Achsen übertragen, die nicht parallel zueinander stehen. Kegelverzahnungen kommen dort zum Einsatz, wo Richtungsänderungen von Antriebssträngen gefragt sind, z. B. in Werkzeugmaschinen, Getrieben oder Differentialen.

Geometrie und Typen: Die Zähne werden auf konischen Arbeitsflächen geschnitten, die als Pitch-Kegel bezeichnet werden. Die Eingriffsfläche bildet sich aus einer Mantellinie dieser Pitch-Kegel. Grundsätzlich unterscheidet man Geradverzahnung (gerade Zähne am Kegelrad) und Schrägverzahnung (spiralförmige Zähne). Geradverzahnte Kegelräder haben einfache Zahnhöhen, liefern aber oft höhere Geräuschentwicklung bei Belastung; schrägverzahnte Kegelräder bieten glatteren Lauf und größere Tragfähigkeit, brauchen aber speziellere Fertigung.

Übersetzung und Abstände: Die Übersetzung einer Kegelverzahnung ergibt sich aus dem Verhältnis der Zähnezahlen der beiden Räder (i = Z2/Z1). Der geometrische Achsabstand und der Winkel zwischen den Achsen bestimmen den Eingriff und den Kontaktbereich der Zähne. Neben der klassischen 90-Grad-Anordnung gibt es Varianten mit anderen Achswinkeln, je nach Bauform.

Herstellung und Normung: Die Fertigung erfolgt durch Kegelhobing, Fräsen mit Kegelstufenwerkzeugen, Räumen oder Schleifen der Zähne. Kegelverzahnungen unterliegen standardisierten Maßen und Toleranzen nach ISO/DIN-Regelwerken, um Passgenauigkeit und gleichmäßigen Lauf zu gewährleisten.

Anwendungen: Häufig eingesetzt in Achssystemen mit Richtungsänderung, z. B. in Getrieben, Differentialen, Getriebeabschnitten von Werkzeugmaschinen und einigen Antrieben, wo kompakte Bauformen und klare Achsrichtungen gefordert sind.