AT512390A4 - Zahnradgetriebestufe - Google Patents

Abstract

Es wird eine Zahnradgetriebestufe aus zwei miteinander kämmenden, durch eine Wärmebehandlung gehärteten Zahnrädern beschrieben. Um das Geräuschverhalten zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass eines der beiden Zahnräder eine durch eine Hartfeinbearbeitung bestimmte Endform und das andere Zahnrad eine durch die Wärmebehandlung bestimmte, endkonturnahe Form aufweisen.

Description

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(38566) II

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zahnradgetriebestufe aus zwei miteinander kämmenden, durch eine Wärmebehandlung gehärteten Zahnrädern. Für hochbeanspruchte Zahnräder wird im Allgemeinen eine Wärmebehandlung zur Härtung insbesondere der Zahnflanken vorgesehen. Durch solche Wärmebehandlungen ergeben sich allerdings Verzüge, die die Verzahnungsqualität beeinträchtigen, sodass die Zahnräder nach ihrer Wärmebehandlung einer Hartfeinnachbearbeitung, üblicherweise durch ein Schleifen unterzogen werden. Trotz der mit dieser Nachbearbeitung möglichen geringen Fertigungstoleranz und der damit verbundenen hohen Verzahnungsqualität bleibt jedoch das Geräuschverhatten unbefriedigend. Bei höheren Anforderungen an das Geräuschverhalten von Zahnradgetriebe-Stufen, wie sie beispielsweise bei Zahnradgetrieben für den Massenausgleich oder für Steuerantriebe von Verbrennungsmotoren zum Einsatz kommen, werden daher hinsichtlich ihrer Fertigung aufwendigere Stirnzahnräder mit einer Schrägverzahnung eingesetzt, die Vorteile bezüglich des Geräuschverhaltens mit sich bringt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Zahnradgetriebestufe für höhere Beanspruchungen zu schaffen, bei der das Geräuschverhalten deutlich verbessert werden kann.

Ausgehend von einer Zahnradgetriebestufe der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass eines der beiden Zahnräder eine 2 2 102D12/50182 durch eine Hartfeinbearbeitung bestimmte Endform und das andere Zahnrad eine durch die Wärmebehandlung bestimmte, endkontumahe Form aufweisen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer toleranzfreien Verzahnung der Zahneingriff bei einer konstanten Drehzahl ohne Abweichungen bei einer bestimmten Frequenz, der sogenannten Zahneingriffsfrequenz, erfolgt. Mit dieser Zahneingriffsfrequenz bündelt sich somit die zwischen den Zahnrädern übertragene Energie, was zu einem entsprechenden Geräuschpegel bei der Zahneingriffsfrequenz führt. Kann diese durch die Zahneingriffe bedingte Anregungsenergie auf ein Frequenzband verteilt werden, so sinken die Amplituden der einzelnen Schwingungsfrequenzen, was in psychoakustischer Hinsicht als wesentliche Verbesserung des Geräuschverhaltens wahrgenommen wird. Außerdem unterstützt die Aufteilung der Anregungsenergie auf mehrere Frequenzen die Dämpfung des Körperschalls. Wird demnach ein Zahnrad eines Zahnradpaars nach seiner Wärmebehandlung durch eine Hartfeinbearbeitung mit nur geringen Fertigungstoleranzen hergestellt, während das andere Zahnrad keiner solchen Hartfeinbearbeitung mehr unterworfen wird und daher eine durch die Wärmebehandlung bestimmte endkonturnahe Form aufweist, so ergibt sich keine ausgeprägte Zahneingriffsfrequenz, sondern ein Frequenzband aufgrund der bei dem einen Zahnrad beibehaltenen Verzüge durch die Wärmebehandlung mit der Wirkung, dass sich die Anregungsenergie auf mehrere Frequenzen aufteilt und das Geräuschereignis psychoakustisch mehr als Rauschen denn als Ton wahrgenommen wird. Seiberverständlich dürfen die durch die endkonturnahe Fertigung zugelassenen Abweichungen einen bestimmten Toleranzbereich nicht übersteigen, um nicht zusätzliche, das Geräuschverhalten verschlechternde Schwingungsanregungen in Kauf nehmen zu müssen. Da bei hochbelastbaren Zahnrädern bereits vor der Wärmebehandlung eine Zahnform gewährleistet sein muss, die mit geringen Toleranzen der Endform entspricht, bleiben die bei der Wärmebehandlung auftretenden Verzüge im Zahnbereich üblicherweise in einem Toleranzbereich, der bei der Paarung solcher Zahnräder mit hartfeinbearbeiteten Zahnrädern zu einem gewünschten breiteren Frequenzband bei der Geräuschbildung führt. 3

Werden die Zahnräder einer solchen Zahnradgetriebestufe aus Sinterstahl gefertigt, so können besonders günstige Eigenschaften hinsichtlich der Geräuschausbildung sichergestellt werden, weil die dämpfende Wirkung der Sinterkörper bei der Übertragung des Körperschalls zusätzlich genützt werden kann. Mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Zahnradgetriebestufe gelingt es insbesondere beim Einsatz von wenigstens einem Zahnrad aus Sinterstahl ein Geräuschverhalten für geradver-zahnte Stirnzahnräder sicherzustellen, das bei herkömmlichen Zahnradgetriebestufen höchstens mit schrägverzahnten Stirnzahnrädern erreicht werden kann. Es braucht wohl nicht gesondert erwähnt zu werden, dass mit einer Schrägverzahnung erfindungsgemäß ausgebildeter Zahnräder eine weitere Verbesserung des Ge-räuschverhaltens möglich wird.

Claims (3)

10 2012/50182 Patentanwälte DiplIng. Helmut Hübscher Dipl.-Ing. Karl Winfried Hellmich Spittelwiese 7, A 4020 Linz (38566) II Patentansprüche: 1. Zahnradgetriebestufe aus zwei miteinander kämmenden, durch eine Wärmebehandlung gehärteten Zahnrädern, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden Zahnräder eine durch eine Hartfeinbearbeitung bestimmte Endform und das andere Zahnrad eine durch die Wärmebehandlung bestimmte, endkonturnahe Form aufweisen.

2. Zahnradgetriebestufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der beiden Zahnräder aus Sinterstahl gefertigt ist.

3. Zahnradgetriebestufe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder als geradverzahnte Stirnzahnräder ausgebildet sind. Linz, am 15. Mai 2012 Miba Sinter Austria GmbH durch: /Dl Karl Winfried Hellmich/ (elektronisch signiert)