CH647811A5

CH647811A5 - Verfahren zur verringerung des haerteverzugs beim einsatzhaerten grosser zahnkraenze aus stahl und hierfuer geeigneter stuetzkoerper.

Info

Publication number: CH647811A5
Application number: CH4063/81A
Authority: CH
Inventors: Urs Wyss; Johannes Federer
Original assignee: Maag Zahnraeder & Maschinen Ag
Priority date: 1981-06-19
Filing date: 1981-06-19
Publication date: 1985-02-15
Also published as: IT8221901A0; DE3125992A1; IT1190874B; GB2102706A; NL183248C; GB2102706B; NL8202468A; DE3125992C2; NL183248B; US4469530A; JPS57210918A

Description

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, beim Einsatzhärten grosser Zahnkränze dem Härteverzug, also Mass- und Formänderungen entgegenzuwirken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst,

dass man den Zahnkranz beim Abkühlen, ausgehend von der Härtetemperatur, während der y/a-Umwandlung seines Kernmaterials auf einen Stützkörper aufschrumpfen lässt und beim weiteren Abkühlen auf Raumtemperatur den Anstieg der Spannung im Zahnkranz begrenzt.

Beim erfindungsgemässen Verfahren wird während des Aufschrumpfens die erhöhte Plastizität des in Umwandlung begriffenen Stahles ausgenützt, um dem Radkranz eine einwandfreie Rundheit und Zylindrizität zu verleihen.

Im allgemeinen kann man sagen, dass bei üblichen legierten Einsatzstählen, wie sie für höher beanspruchte und grössere Getrieberäder in Frage kommen, die Umwandlungstemperaturen des Kernmaterials - auch abhängig vom Abschreckmittel - zwischen 550 und 300°C liegen.

Die wesentlichen Gesichtspunkte des erfindungsgemässen Verfahrens und der hierfür geeigneten Vorrichtung liegen darin, dass a) beim Aufschrumpfen eine plastische Verformung stattfindet, während sich das Kernmaterial des aufgekohlten Zahnkranzes noch im Zustand der Umbildung befindet, und b) die Schrumpfspannungen innerhalb des Zahnkranzes beim Fortschreiten der Abkühlung auf einen solchen Betrag begrenzt werden, dass es zu keiner Beschädigung kommt.

Aus diesen beiden Forderungen ergeben sich zwei Verfahrensvarianten, nämlich:

A) der Radkranz wird von Härtetemperatur (z.B. 850°) zusammen mit einem auf eine vorbestimmte Temperatur (z.B. 400CC) vorgewärmten Stützkörper abgeschreckt und

B) in den auf Härtetemperatur befindlichen Zahnkranz wird ein kalter Stützkörper eingesetzt und bei fortschreitender Abkühlung des Zahnkranzes erfolgt das Aufschrumpfen desselben auf den Stützkörper, wobei durch einen verformbaren Teil ein zu hohes Ansteigen der Schrumpfspannungen im Zahnkranz verhütet wird.

Auf diesen beiden Verfahrensvarianten gründen sich auch die unterschiedlichen Ausgestaltungen der zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens benötigten Konstruktion des Stützkörpers.

Da im Zustand der Umwandlung des nicht aufgekohlten Kernmaterials des Zahnkranzes dieses eine hohe Plastizität besitzt, werden nur geringe Verformungskräfte benötigt, um der Unrundheit und Konizität dauerhaft entgegen zu wirken. Betrachtet man die Querschnittsfläche eines Zahnkranzes nach dem Aufkohlen, so ergibt sich, dass eine nur relativ dünne aufgekohlte Randzone einen nicht aufgekohlten Kern umgibt, der den grössten Teil der Querschnittfläche ausmacht. Bekanntlich erfolgt die Umwandlung des nicht aufgekohlten Kernmaterials bei höherer Temperatur als die der aufgekohlten Randschicht. Bei der plastischen Verformung

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zur Beseitigung der Unrundheit und Konizität nach dem erfindungsgemässen Verfahren macht der Randbereich die Formänderung ohne Schwierigkeiten mit. Eine besonders zweckmässige Temperatur für diese plastische Verformung liegt je nach Werkstoff zwischen etwa 450 und 300°C.

Wie erwähnt, darf die vom Stützkörper auf den Zahnkranz ausgeübte Verformungskraft bei fortschreitender Abkühlung nicht soweit ansteigen, dass es innerhalb des Zahnkranzes zu gefährlichen Spannungen kommt und ein Entfernen des Stützkörpers aus dem abgekühlten Zahnkranz ohne dessen Beschädigung praktisch nicht mehr möglich ist. Dies ist bei der Auslegung der bei dem erfindungsgemässen Verfahren anzuwendenden Stützkörper zu berücksichtigen. Man wird also bestrebt sein, einen weiteren Anstieg der Schrumpfspannungen im Zahnkranz bei Temperaturen unter 250 bis 350°C zu vermeiden.

Dieser Forderung entsprechen die erwähnten Verfahrensvarianten A und B. Bei der Verfahrensvariante A wird durch die Wahl des Werkstoffs, Vorwärmtemperatur und Isolation des Stützkörpers dessen Schrumpfverhalten so abgestimmt, dass der Zahnkranz während der Umwandlung seines Kernwerkstoffes auf den Stützkörper aufschrumpft und dass bei weiterer Abkühlung ein zu hohes Ansteigen der Schrumpfspannungen im Zahnkranz verhindert wird. Bei der Verfahrensvariante B verliert nach einem bestimmten Ausmass des Schrumpfens des Zahnkranzes im Bereich einer vorbestimmten Schrumpfspannung durch plastische Verformung der am Umfang der Stützscheibe des Stützkörpers angeordneten druckaufnehmenden und dabei verformbaren Elemente, wie Stücken von Rohren oder Profilen beliebiger Form oder Querschnitte bzw. ein dünnwandiger zylindrischer Mittelteil bei mehrteiligem Stützkörper ihre zur Einwirkung gebrachte Kraft. Durch diese plastische Verformung der druckaufnehmenden Elemente wird im Zahnkranz keine übermässige Schrumpfspannung aufgebaut.

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens nach der Variante A, basierend auf einer Umwandlungstemperatur des Kernmaterials des Zahnkranzes von beispielsweise 450 bis 300°C, bei welcher auch das Aufschrumpfen vor sich gehen soll, wird der Aussen-durchmesser des Stützkörpers etwa 5 bis 6%o grösser sein müssen als der Innendurchmesser des Zahnkranzes in kaltem Zustand. Hierbei ist mit einer plastischen Aufweitung des Zahnkranz-Innendurchmessers um etwa l,5%o zu rechnen. Ohne die erfindungsgemässe Anwendung eines entsprechend konstruierten Stützkörpers von entsprechender Temperatur würde der Zahnkranz bis zum Erkalten auf Raumtemperatur um 3 bis 4,5%o schrumpfen; diese Schrumpfung des Zahnkranzes würde zu einem Festsitzen auf dem Stützkörper führen, so dass dieser sich nicht ohne Zerstörung entfernen Hesse und darüber hinaus der Zahnkranz durch übermässige Schrumpfspannungen bis zu Beschädigungen belastet würde.

Der erfindungsgemäss anzuwendende Stützkörper ist zweckmässigerweise eine volle Stützscheibe mit am Umfang angeordneten radialen Stegen oder eine Stützscheibe mit mehrteiligen radial verschiebbaren Segmenten. Die Stützscheibe ist zur Verzögerung der Wärmeableitung an den Stirn- und Zylinderflächen isoliert. Diese Isolierung ist beispielsweise eine anschraubbare Blechabdeckung mit einer Zwischenschicht aus Asbest.

Die Temperatur, auf die der Stützkörper erwärmt sein muss, kann relativ nieder gehalten werden, wenn er aus einem austenitischen Stahl besteht, der bekanntlich einen wesentlich grösseren Wärmedehnungskoeffizienten als ferritischer Stahl besitzt, aus dem beispielsweise der Zahnkranz besteht. Durch den grösseren Wärmedehnungskoeffizienten des Stützkörper-Werkstoffs erfolgt eine schnellere Durch-messer-Verkleinerung, womit die Gefahr des Aufbaus über647811

mässiger Schrumpfspannungen im Zahnkranz herabgesetzt ist. Durch einen derartigen Stützkörper ist sichergestellt, dass der Zahnkranz im Temperaturbereich 450 bis 300°C auf diesen aufschrumpft und einwandfrei rund gedrückt wird, da er sich während der y/a-Umwandlung des Kerns im Bereich hoher Plastizität an den Stützkörper eng anlegt.

Ist die Umwandlung des Kerns des gehärteten Zahnkranzes beendet, wird die Schrumpfspannung laufend verringert, da durch Wärmeableitung der Aussendurchmesser des Stützkörpers kontinuierlich abnimmt. Sind Zahnkranz und Stützkörper auf Raumtemperatur abgekühlt, kann letzterer leicht aus dem Zahnkranz genommen werden, da durch dessen plastische Aufweitung einerseits und das thermische Nachschrumpfen des Stützkörpers andererseits zwischen beiden Teilen Spiel entstanden ist.

Bei der oben erwähnten Ausführungsform des Stützkörpers in Form einer Stützscheibe mit Stegen besteht ein besonderer Vorteil darin, dass beim Abschrecken im Härtebad das Härteöl wenigstens mit einem Teil der Innenfläche des Zahnkranzes in Berührung kommt und damit dieser nicht nur an drei Flächen, sondern auch an seiner Innenfläche gekühlt wird.

Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltungsform des Stützkörpers liegt darin, dass sich die Stege ohne grosse Schwierigkeiten an die jeweils benötigte Dimension des Stützkörpers anpassen lassen. So kann man diese beispielsweise gegen entsprechend dimensionierte Stege auswechseln. Man kann vorhandene Stützkörper durch Verkürzen der Stege verkleinern oder durch Zwischenlegen von Blechstreifen oder dergleichen vergrössern. Dies ist im Hinblick auf die Tatsache, dass insbesondere bei grossen Zahnkränzen einer gewissen Stückzahl die Form- und Massänderungen jedes Stücks nicht gleich ausfallen, von besonderer Bedeutung. Man kann also durch geringfügiges Variieren des wirksamen Aussendurch-messers des Stützkörpers eine ganze Reihe von gleich grossen Zahnkränzen härten, ohne dass hierfür beträchtliche Investitionen oder grosser Aufwand durch separate Anfertigung des Stützkörpers für jeden Zahnkranz erforderlich wären.

Beim Härten von Zahnkränzen mit einem Innendurchmesser von grösser etwa 1700 mm ist erfahrungsgemäss die Formänderung beim Aufkohlen und wieder Aufwärmen auf Härtetemperatur unter Umständen grösser als das Spiel zwischen Innenumfang des Zahnkranzes auf Härtetemperatur und Aussenumfang des vorgewärmten Stützkörpers. Der oben beschriebene Stützkörper kann für solche Fälle dahingehend abgewandelt werden, dass anstelle der fest montierten Stege 4 bis 6 bewegbare, insbesondere gleitbar gelagerte, Segmente vorgesehen sind. Vor dem Aufbau des heissen Zahnkranzes auf den Stützkörper werden die Segmente entsprechend zusammengeschoben und dann in an sich bekannter Weise hydraulisch oder mechanisch gegen den Zahnkranz in festen Anschlag gebracht. Nun kann Zahnkranz mit Stützkörper wie oben abgeschreckt werden.

Die physikalische Grundlage und die Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand eines Diagramms und schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Dilatometer Kurven-Diagramm;

Fig. 2 eine Draufsicht eines Zahnkranzes mit einteiligem Stützkörper;

Fig. 3 den Schnitt III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Teildraufsicht eines mehrteiligen Stützkörpers, eingesetzt in einem Zahnkranz;

Fig. 5 den Schnitt V-V in Fig. 4

Fig. 6 einen Axialschnitt des Stützkörpers in einem Zahnkranz in einer anderen Ausgestaltungsform;

Fig. 7 eine Draufsicht eines Zahnkranzes mit einteiligem Stützkörper in einer anderen Ausgestaltungsform

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Fig. 8 den Schnitt VIII-VIII in Fig. 7.

In Fig. 1 ist ein Diagramm in Form von Dilatormeter Kurven dargestellt. In diesen Kurven ist einerseits die a/y-Umwandlung bei langsamer Erwärmung andererseits die y/a-Umwandlung bei schneller Abkühlung - z.B. Abschrecken in Öl - eines Einsatzstahls 12NiCrMo7 aufgetragen, welche die Längenänderungen AL als Funktion der Temperatur wiedergeben.

Fig. 2 und 3 zeigen einen Stützkörper mit einer massiven Scheibe 1 aus austenitischem Werkstoff; die Breite des Stützkörpers soll etwa der Breite des zu härtenden Zahnkranzes entsprechen. Beide Seiten der Scheibe sind mit einer Asbestlage 2 von etwa 5 mm Stärke isoliert. Diese Asbestlagen werden durch anschraubbare Stahlplatten 3 an der Scheibe befestigt. Am Umfang der Scheibe 1 befindet sich eine grössere Anzahl von Stegen 4. Die zwischen den Stegen verbleibende Umfangsfläche 5 der Scheibe 1 ist ebenfalls mit Asbest abgedeckt und die Asbestisolierung mit anschraubbaren Stahlstreifen 6 befestigt. Die Stege 4 - die nicht aus austenitischem Werkstoff bestehen müssen - sind in Führungsnuten 7 mit Hilfe von Verschraubungen 8 an der Scheibe 1 befestigt. Für eine geringe Vergrösserung des Durchmessers des Stützkörpers können in die Führungsnuten Blechstreifen eingelegt werden. Benötigt man jedoch für einen grösseren Zahnkranz eine stärkere Vergrösserung des Stützkörper-Durchmessers, werden die Stege 4 durch solche grösserer Breite ausgetauscht.

Die Stege 4 besitzen Ansätze 9, welche auf der entsprechend ausgebildeten Innenfläche des Zahnkranzes zum Aufliegen kommen und damit der Stützkörper innerhalb des Zahnkranzes 11 in entsprechender Lage fixiert wird. Um das Einsetzen des Stützkörpers in den Zahnkranz zu erleichtern, weisen die Stege 4 im Bereich gegenüber dem Ansatz 9 eine Abschrägung 10 auf.

Der Stützkörper ist mit drei Ringschrauben 12 versehen, die zum Anheben mittels eines Krans dienen. Der Zahnkranz mit eingesetztem Stützkörper wird anschliessend - über eine nicht dargestellte Anhängevorrichtung - vom Ofenwagen abgenommen und in das Abkühlbad abgesenkt.

Zum Härten von Zahnkränzen mit einem Innendurchmesser ab etwa 1700 mm wird ein mehrteiliger Stützkörper angewandt. Selbstverständlich kann man auch für kleinere Zahnkränze mehrteilige Stützkörper anwenden, jedoch wird man aus konstruktiven und wirtschaftlichen Gründen so lang tragbar mit einteiligen Stützkörpern arbeiten.

Fig. 4 zeigt nun in einem Zahnkranz einen Stützkörper aus vier Segmenten 13, welche auf einer Stahlplatte 14 in Führungsnuten 15 radial bis zu einem einstellbaren Anschlag 16 verschiebbar sind. Die Verschiebung der Segmente geschieht in der dargestellten Ausgestaltungsform des erfindungsgemässen Stützkörpers mit über eine Ringleitung 18 hydraulisch betätigbaren Kolben 17, wobei der Ringleitung das Betriebsmittel aus einer - nicht gezeigten - Vorrichtung zugeführt wird.

An der Umfangsfläche der Segmente 13 sind Stege 19 und an der Stahlplatte 14 Auflagen 20 angeschraubt. Auf letzteren liegt der Zahnkranz 21 auf.

Bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit Hilfe des in der Fig. 4 dargestellten Stützkörpers gelangt das Kühlmedium zwischen den Auflagen 20 und Stegen 19 an einen Teil der Innenfläche des Zahnkranzes, wodurch die Kühlfläche des Zahnkranzes vergrössert wird.

Der Scheibenkörper 22 besteht aus einem austenitischen Werkstoff und wird - wie bei der in Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsform - vorgewärmt. Die obere und untere Fläche des Scheibenkörpers ist auch hier mit Asbesteinlagen 23 isoliert und diese mit Stahlplatten 24 festgeschraubt.

Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens werden die vier Segmente 13 radial nach innen gezogen und mit einer Hebevorrichtung der aufgekohlte Zahnkranz 21 über den Stützkörper gefahren und auf die Auflagen 20 abgesenkt. Auch bei grossem Verzug des Zahnkranzes ist genügend Spiel zwischen den Stegen 19 und dem Innenumfang des Zahnkranzes gewährleistet. Nun werden die Segmente 13 mit Hilfe der Kolben 17 hydraulisch radial nach aussen an die Anschläge 16 vorbestimmter Stellung ausgefahren. Danach wird der vorgewärmte Scheibenkörper 22 zwischen den Segmenten 13 eingesetzt. Nach Lösung der Steckver-schraubung 25 für das hydraulische Medium zur Betätigung der Kolben 17 wird das ganze an den Ringschrauben 26 angehoben und in die Ölwanne transportiert.

Eine Abwandlung des Stützkörpers nach Fig. 4 besteht darin, dass anstelle der Stützscheibe 22 ein dünnwandiger zylinderförmiger Mittenteil, der nicht vorgewärmt ist, eingesetzt wird. Die Wandstärke und die Festigkeit des Zylinders sind so festgelegt, dass er bei Überschreiten einer bestimmten Schrumpfspannung in dem Zahnkranz beim Abkühlen bis auf Raumtemperatur plastisch verformt wird. Der Aussen-durchmesser dieser Ausführungsform des erfindungsgemässen Stützkörpers ist so festgelegt, dass der Zahnkranz während seiner Gefügeumwandlung des Kernmaterials aufschrumpfen kann. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wird der Mittenteil spanend oder durch Teilen mit Hilfe eines Schneidbrenners aus den Segmenten entfernt. Es ist bei dieser Ausgestaltungsform des erfindungsgemässen Stützkörpers zwar erforderlich, für jeden Zahnkranz einen eigenen Mittenteil herzustellen und diesen dann nach beendeter Härtung wieder unter Zerstörung zu entfernen, jedoch ist es andererseits nicht erforderlich, den Stützkörper vorzuwärmen und bei dem Mittenteil handelt es sich um ein einfaches und billig herstellbares Bauteil.

Eine weitere Abwandlung der in den Fig. 4 gezeigten Stützkörper nach der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. Die Stahlplatte 14 ruht auf einem Unterbau aus den Teilen 27,28,29. Der Zahnkranz 21 wird auf den Auflagen 20 der Segmente 13 abgestellt, woraufhin die Segmente 13 mit Hilfe hydraulisch betätigter Kolben 30 an die vorbestimmten Anschläge gefahren werden. Nach Druckentlastung wird der Kolbenträger 31 mit dem auf dem Zentrierstück 32 gelagerten Mittenteil 33 durch einen weiteren hydraulisch betätigten Kolben 34 abgesenkt, bis der Mittenteil 33 auf der Stahlplatte 14 aufsteht. Nun kann die Stahlplatte 14 an den vier Ringschrauben 26 vom Unterbau 27,28,29 abgehoben und horizontal in das Abkühlbad gesenkt werden.

In einer zusätzlichen Ausgestaltung kann der Stützkörper nach Fig. 2 und 3 so weiter abgewandelt werden, dass anstelle der radialen Stege 4 druckaufnehmende und dabei sich verformende Elemente wie Stücke von Rohren oder Profilen von beliebiger Form oder Querschnitt an der Stützscheibe 1 befestigt sind. Der Aussendurchmesser des Stützkörpers ist so festgelegt, dass der Zahnkranz während der Umwandlung seines Kernwerkstoffes auf den Stützkörper aufschrumpft. Die Querschnitte der Elemente sind dabei so ausgelegt, dass sie durch die weitere Schrumpfung des Zahnkranzes nach der Kernumwandlung plastisch verformt werden, bevor der Zahnkranzwerkstoff eine schädigende Beanspruchung erleidet.

Nach Abkühlung auf Raumtemperatur werden die verformten Elemente z.B. durch Brennschneiden entfernt, damit der Zahnkranz abgehoben werden kann.

Für jeden zu härtenden Zahnkranz ist es erforderlich, neue Elemente herzustellen, jedoch entfällt mit dieser Ausgestaltung ein Isolieren der Seiten der Scheibe und das Vorwärmen des Stützkörpers auf eine bestimmte Temperatur.

Fig. 7 und 8 stellen einen so ausgestalteten Stützkörper dar.

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Am Umfang der Scheibe 1 sind mehrere verformbare Elemente 35 in Doppel-T-Form befestigt durch Schrauben 8. Der Stützkörper wird an den Ringschrauben 12 in den heissen Kranz eingesetzt, bis er an den Ansätzen 36 der Elemente 35 am Zahnkranz 11 aufliegt. Zum leichteren Einsetzen sind die Elemente 35 gegenüber den Ansätzen 36 mit einer Anschrägung 37 versehen. Der Zahnkranz mit eingesetztem Stützkörper wird hierauf mit einer hier nicht dargestellten Anhängevorrichtung abgehoben und in das Abkühlbad abgesenkt.

Die Erfindung wird nun anhand folgenden Beispiels weiter erläutert.

Beispiel

Es soll ein Zahnkranz mit Schrägverzahnung einsatzgehärtet werden:

Aussendurchmesser 1718,9 ± 0,15 mm,

Zahnbreite 400 mm,

Modul 9,75,

Zahnschrägewinkel 6°,

Steg-Innendurchmesser 1470 mm.

Zum Aufkohlen und Härten wurde ein Zahnkranz vorbearbeitet, der folgende Masse hatte: Aussendurchmesser 1718 mm, Zahnbreite 401 mm, Steg-Innendurchmesser 1430 mm. Die Verzahnung wurde mit Schleifzugabe gestossen.

Die Aufkohlung fand in einem Schachtofen mit geregelter Atmosphäre statt, wobei der Zahnkranz auf einem massiven Chargiergestell mit vertikaler Achse gelagert war. Die Auf-kohlungstemperatur betrug 900°C. Der Innenumfang des Zahnkranzes wurde wie üblich abgedeckt, um eine Aufkohlung zu verhindern. Nach der Aufkohlung wurde der Zahnkranz mit dem Chargiergstell aus dem Schachtofen gefahren und an zugfreier Luft bis etwa 650°C abgekühlt und anschliessend in einem weiteren Schachtofen 10 h bei 600°C gehalten und schliesslich auf Raumtemperatur abgekühlt.

Durch Vermessung wurden folgende Werte für die untere oder Auflagefläche A bzw. die obere Fläche B festgestellt:

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Aussendurchmesser:

A AD = 1,8 mm, D = 1717,83 (Mittelwert)

B AD = 1,2 mm, D = 1717,08 (Mittelwert) mittlere Konizität 0,75 mm

AD à Differenz zwischen grösstem und kleinstem Durchmesser.

Der mittlere Steg-Innendurchmesser betrug oben 1428,83 und unten 1429,13 mm.

Dies zeigt, dass die Form- und Massänderungen nach dieser Wärmebehandlung trotz gleichmässiger und langsamer Erwärmung und Abkühlung beachtlich waren.

Zum Härten des Zahnkranzes wurde ein Stützkörper nach Fig. 4 angewandt.

Der Zahnkranz wurde in einem elektrisch beheizten Kammerofen auf Härtetemperatur erwärmt und war dabei auf einem stabilen Unterlage-Ring gelagert, so dass der kleinere Aussendurchmesser B unten war. Da der aufgekohlte Zahnkranz - wie oben gezeigt - sehr konisch war, musste beim Härten die kleinere Seite stärker vergrössert werden. Daher wurde der Aussendurchmesser des Stützkörpers entsprechend unterschiedlich bemessen, nämlich für den Steg-Innendurchmesser von 1429,13 mm betrug der Aussendurchmesser des Stützkörpers 1429,40 mm und für Steg-Innendurchmesser von 1428,83 mm betrug der Aussendurchmesser des Stützkörpers 1429,80 mm.

Die Härtetemperatur wurde auf 870°C eingestellt, während der Stützkörper auf 330°C vorgewärmt war. Der Zahnkranz wurde mit dem Stützkörper horizontal in einem Oelbad von 60°C abgeschreckt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur konnte man leicht den Stützkörper aus dem Zahnkranz nehmen.

Dieser wurde dann sauber gereinigt und ausgemessen: Aussendurchmesser:

Seite A: AD = 0,2 mm, D = 1719,22 (Mittelwert)

Seite B: AD = 0,5 mm, D = 1719,42 (Mittelwert)

Planfehler = 0,21 mm

Der Rundlauffehler wurde auf einer Karusselldrehbank in der Mitte der Verzahnungsbreite gemessen und mit 0,12 mm festgestellt.

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1. Verfahren zur Verringerung des Härteverzugs beim Einsatzhärten grosser Zahnkränze aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, dass man den Stahlkranz beim Abkühlen, ausgehend von der Härtetemperatur, während der y/a-Umwandlung seines Kernmaterials auf einen Stützkörper aufschrumpfen lässt und dann beim weiteren Abkühlen auf Raumtemperatur den Anstieg der Spannung im Zahnkranz begrenzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Begrenzung des Spannungsanstiegs im Zahnkranz den Stützkörper vorgewärmt in den Zahnkranz einsetzt und der Werkstoff des Stützkörpers einen grösseren Wärmedehnungskoeffizienten als der des Zahnkranzes besitzt.

3. Stützkörper zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Stützscheibe (1), an der eine Anzahl radialer Stege (4; 19) befestigt ist.

4. Stützkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (19) am Aussenumfang an der Stützscheibe (1) radial verschiebbar angeordneter Segmente (13) befestigt sind, welche mit mechanischen oder pneumatischen Vorrichtungen betätigbar sind.

5. Stützkörper nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (1) wärmeisoliert ist.

6. Stützkörper zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Stützscheibe (1), an deren Umfang eine Anzahl von druckaufnehmenden und dabei verformbaren Elementen (35) angeordnet sind.

7. Stützkörper zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (1) mehrteilig ist und sie einen dünnwandigen zylindrischen Mittelteil (33) aufweist, der sich unter Druckaufnahme zu verformen vermag.

Durch einsatzgehärtete Verzahnungen können die Belastungsgrenzen - wie Flankenfestigkeit und Zahnfussfestigkeit - von Zahnrädern und Zahnkränzen wesentlich erhöht werden. Es ist bekannt, dass es beim Einsatzhärten schon kleinerer Zahnräder zu einem Verziehen kommt und dieses Verziehen mit zunehmender Grösse der Zahnräder immer grössere Schwierigkeiten bereitet, da mit zunehmender Rad-grösse die Mass- und Formänderungen die zulässigen Toleranzen immer weiter überschreiten. Diese Mass- und Formänderungen erhöhen den Zeitbedarf für das anschliessende Schleifen der Verzahnung erheblich. Es ist daher wünschenswert, den mit dem Einsatzhärten von insbesondere grossen Zahnkränzen verbundenen Härteverzug, d.h. die Mass- und Formänderungen, in möglichst engen Grenzen zu halten.

Bei grossen Zahnrädern sind einsatzgehärtete Zahnkränze im allgemeinen über Radscheiben oder Stegbleche mit ihren Naben bzw. Wellen verbunden. Es ist bekannt (DE-OS 2 606 245), den Zahnkranz aus Einsatzstahl mit der Radscheibe, und diese mit der Welle bzw. Nabe, zu ver-schweissen. Der Zahnkranz wird anschliessend verzahnt und schliesslich aufgekohlt und gehärtet. Schon beim Aufkohlen kann es zu Mass- und Formänderungen in einem solchen Ausmass kommen, dass die Verzahnung vor dem Härten nachgearbeitet werden muss. Dadurch entstehen jedoch in der Verzahnung Ungleichmässigkeiten der Aufkohlungs-oder Einsatztiefe. Beim Härten treten weitere Form- und Massänderungen auf.

Zudem enstehen infolge des unterschiedlichen Mass-änderungsverhaltens der verschiedenen verschweisten Komponenten - Radkranz, Stegbleche, Nabe - unüberblickbare Eigenspannungszustände, die in Verbindung mit den

Schweissnähten eine schwer erfassbare Unsicherheit darstellen.

Es ist daher vorzuziehen, den Zahnkranz aus Einsatzstahl als solchen aufzukohlen und zu härten und ihn erst dann mit einer Radscheibe oder Stegblechen zusammenzufügen.

Beim Aufkohlen und anschliessendem Härten eines separaten Zahnkranzes von erheblicher Grösse und der üblichen geringen Wandstärke treten jedoch grosse Massänderungen und Verzüge auf, die besonders bei kleinen Modulen die Verwendung des Zahnkranzes nach der Wärmebehandlung in Frage stellen können.