-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zahnradpaar mit einem Zahnrad mit einer Vielzahl von Zähnen, wobei jeder Zahn zumindest eine Zahnflanke mit einer Mikrostruktur zur Leistungsübertragung aufweist sowie ein Getriebe mit einem solchen Zahnradpaar und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Ein Zahnradpaar mit einem Zahnrad gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs ist aus der
DE 10 2010 038 438 A1 bekannt.
-
Zahnräder dienen zur Übertragung von Drehbewegungen und Drehmomenten (Leistungsübertragung) von einer Antriebswelle auf eine Abtriebswelle, wobei sie beispielsweise als Stirnräder, Kegelräder, Hypoidräder, Kronenräder, Schraubenräder oder Schneckenräder ausgebildet sein können.
-
Eine Sonderbauart von Kegelradgetrieben ist die Hypoidverzahnung (Kegelradgetriebe mit positivem Achsversatz), die es erlaubt, die Antriebs- und die Abtriebsachse winkelig zueinander auszurichten, wobei die Achse zusätzlich zueinander versetzt sind. Hypoidverzahnungen werden im Kraftfahrzeugbau, im Allgemeinen bei Achsgetrieben, eingesetzt. Bedingt durch den Achsversatz tritt im Betrieb ein Längsgleiten der Zahnflanken aufeinander auf, das zu Verlustleistung und damit zu einer Reduzierung des Wirkungsgrades des Getriebes führt. Vorzugsweise ist die Erfindung auf Zahnräder anwendbar, welche einen „hohen“ Gleitanteil aufweisen, da insbesondere solche Zahnräder, gegenüber Zahnrädern mit einem „geringen“ Gleitanteil eine erhöhte Verlustleistung aufweisen.
-
Vorzugsweise ist die Erfindung auf Hopidverzahnungen anwendbar, da diese einen höheren Gleitanteil bei der Leistungsübertragung aufweisen, als Kegelradverzahnungen ohne Achsversatz. Weiter vorzugsweise ist die Erfindung auf schrägverzahnte Stirn- und Hohlräder anwendbar, da diese bei der Leistungsübertragung einen höheren Gleitanteil aufweisen, als entsprechende gradverzahnte Zahnräder.
-
Bei einem Kegelradgetriebe mit vorgegebenem Achsversatz lassen sich die durch das Gleiten, insbesondere das Längsgleiten, verursachten Reibungsverluste, durch Reduzierung der Reibungszahlen der einzelnen Zahnflanken minimieren. In einer ersten Näherung wird die gesamte, am Eingriff der Zähne eines Zahnradpaares beteiligte, Zahnflanke (aktive Zahnflanke) betrachtet und die Reibungszahl als konstant angenommen. Basierend hierauf werden übliche Maßnahmen wie verbesserte Schmierstoffe, insbesondere verbesserte Grundöle oder verbesserte Additivierung, optimierte Zahnflankenoberflächentopologie oder Beschichtung der Zahnflanke ergriffen, um die Reibung zu reduzieren.
-
Die Reibungszahl ist eine Funktion der örtlich vorherrschenden Zustände, wie beispielsweise der örtlichen Pressung und der örtlichen Gleitgeschwindigkeit. Ferner beeinflusst auch die Richtung der Gleitgeschwindigkeit, des Berührpfades und der Berührlinien die örtliche Reibungszahl maßgeblich.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zahnradpaarung mit einem Zahnrad mit Mikrostruktur, ein Getriebe mit einem solchen Zahnradpaar und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Zahnrades anzugeben, wobei ein derartiges Zahnradpaar gegenüber einen herkömmliche Zahnradpaar einen verbesserten Wirkungsgrad bei der Leistungsübertragung aufweist.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Zahnradpaar mit einem Zahnrad gemäß dem ersten Patentenanspruch, ein Getriebe gemäß dem Patentanspruch 7 und ein Verfahren zu Herstellung gemäß Patentanspruch 8 vorgeschlagen.
-
Die Erfindung lehrt ein Zahnradpaar mit wenigstens einem, vorzugsweise mit zwei, ersten Zahnrädern, wobei ein solches erstes Zahnrad eine Mikrostruktur aufweist. Ein derartiges Zahnradpaar weist vorzugsweise ein weiteres Zahnrad auf, welches vorzugsweise keine Mikrostruktur im Sinne des ersten Zahnrads aufweist oder bevorzugt, bezogen auf die Mikrostruktur auf der Zahnflanke, diesem ersten Zahnrad gleicht. Vorzugsweise weist das erste Zahnrad erste Zähne mit ersten Zahnflanken und das weitere Zahnrad weitere Zähne mit weiteren Zahnflanken auf.
-
Es ist, insbesondere zur Leistungsübertragung vom ersten auf das weitere Zahnrad, vorgesehen, dass wenigstens eine der ersten Zahnflanken wenigstens eine der weiteren Zahnflanken in einer gedachten Tangentialebene kontaktiert.
-
Insbesondere kontaktiert die Tangentialebene diese beiden Zahnflanken in einem Berührpunkt. Dieser Berührpunkt ist insbesondere als ein einzelner Punkt einer Berührlinie zu verstehen, da sich Zahnflanken von Zahnrädern häufig nicht lediglich an einem Berührpunkt, sondern entlang einer über eine Zahnbreite verlaufenden Berührlinie bei der der Leistungsübertragung kontaktieren. Diese Berührlinie wandert bei der Leistungsübertragung von dem ersten auf das weitere Zahnrad in der Regel über die Zahnflanke, insbesondere in einer Zahnhöhenrichtung.
-
Die erste und die weitere Zahnflanke weisen in diesem Berührpunkt jeweils, eine von der Geometrie des Zahnrads abhängige Geschwindigkeit auf. Der in der gedachten Tangentialebene liegende Teile dieser Geschwindigkeit kann allgemein als Tangentialgeschwindigkeit verstanden werden und ist allgemein bekannt (Niemann, Winter; Maschinenelemente Band II; S.38; Kapitel 21.1.7 Gleit- und Wälzbewegung der Zahnflanken).
-
Als sogenannte Summengeschwindigkeit ist im Sinne dieser Erfindung die Summe der Tangentialgeschwindigkeiten im Berührpunkt der Zahnflanken zu verstehen. Für die Erfindung ist insbesondere ist die Richtung dieser Summengeschwindigkeit von Bedeutung. Vorzugsweise ergibt sich diese Summengeschwindigkeit, beziehungsweise die Richtung dieser Summengeschwindigkeit, insbesondere aus einer vektoriellen Addition der Tangentialgeschwindigkeiten der Zahnflanken im Berührpunkt.
-
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Mikrostruktur eine Vertiefung auf einer der ersten Zahnflanken zu verstehen. Vorzugsweise ist diese Mikrostruktur auf einer Vielzahl und bevorzugt auf allen ersten Zahnflanken angeordnet. Vorzugsweise ist auf der oder den ersten Zahnflanken eine Vielzahl dieser Mikrostrukturen vorgesehen. Eine solche Mikrostruktur ist insbesondere als eine Eintiefung oder Ausnehmung auf der betreffenden Zahnflanke ausgebildet.
-
Weiter vorzugsweise ist eine solche Mikrostruktur durch eine Materialerhöhung ausgebildet und weiter vorzugsweise durch einen Materialauftrag, wobei vorzugsweise im Bereich der Eintiefung die Materialerhöhung beziehungsweise der Materialauftrag geringer ist, als in zur Eintiefung benachbarten Bereichen.
-
Vorzugsweise ist diese Mikrostruktur als eine nutartige Eintiefung oder Ausnehmung zu verstehen, welche sich auf der Zahnflanke vorzugsweise in einer Querrichtung, beziehungsweise bevorzugt im Wesentlichen in einer Zahnbreitenrichtung erstreckt. Weiter vorzugsweise erstreckt sich die Mikrostruktur damit besonders bevorzugt, wenigstens abschnittsweise oder vorzugsweise vollständig, entlang einer Strukturierungslinie.
-
Die Strukturierungslinie ist insbesondere als eine geometrische, einfache Beschreibung der Längserstreckung der Mikrostruktur zu verstehen.
-
Vorzugsweise ist Strukturierungslinie ein gemittelter Verlauf der Mikrostruktur. Weiter beschreibt ein Querschnittsprofil der Mikrostruktur insbesondere die Form der Eintiefung oder Ausnehmung und insbesondere beschreibt die Strukturierungslinie den Ort und den Verlauf der Mikrostruktur auf der Zahnflanke, wenigstens näherungsweise.
-
Die Mikrostruktur liegt, insbesondere gegenüber Hauptabmessungen eines ersten Zahns des ersten Zahnrads, in einem mikroskopischen Bereich. Während diese Hauptabmessung, insbesondere eine Zahnhöhe, im Bereich von einzelnen oder mehreren Millimetern liegt, liegt eine Tiefe der Eintiefung der Mikrostruktur im Bereich von wenigen Mikrometern.
-
Unter einer Strukturierungstangente ist insbesondere eine Tangente an die Strukturierungslinie in der Tangentialebene im Berührpunkt zu verstehen.
-
Vorzugsweise ist eine Vielzahl derartiger Mikrostrukturen als eine unregelmäßige Struktur aufzufassen, welche quer zu einer Gleitrichtung auf der oder den ersten Zahnflanken, bezogen auf die Leistungsübertragung vom ersten auf das weitere Zahnrad, orientiert ist. Weiter vorzugsweise sind diese Mikrostrukturen, bezogen auf eine Tiefe oder Tiefenerstreckung, im Bereich der harten oder tribochemischen Schicht angeordnet. Dabei bezieht sich „harte“ Schicht auf übliche Zahnräder, welche als oberflächengehärtete Bauteile, insbesondere einsatzgehärtet, induktionsgehärtet oder nitriert Zahnräder aus dem Stand der Technik bekannt sind. Die Mikrostruktur erstreckt sich also insbesondere nicht durch diese harte Schicht hindurch, sondern lediglich in diese hinein.
-
Vorzugsweis liegt die Tiefe der Mikrostruktur in einem Bereich, der größer ist als 0,1 µm (µm entspricht 10-6m), vorzugsweise größer ist als 0,5 µm bevorzugt größer ist als 1 µm und besonders bevorzugt größer ist als 1,5 µm und weiter ist dieser Bereich kleiner als 10 µm, vorzugsweise kleiner als 5 µm, bevorzugt kleiner als 2,5 µm und besonders bevorzugt ist diese Tiefe, wenigstens in etwa 2 µm. Vorzugsweise ist unter „in etwa“ eine Abweichung von +/- 0,5 µm zu verstehen.
-
Vorzugsweise ist eine Vielzahl dieser Mikrostrukturen in Abschnitten der ersten Zahnflanken vorgesehen, welche örtlich hohe Reibungseigenschaften bzw. Reibungszahlen aufweisen. Dabei ist unter „hohe“ zu verstehen, dass diese höher sind, als eine gemittelte Reibungszahl für die gesamte Zahnflanke. Insbesondere durch Aufbringen von geeigneten Mikrostrukturen auf kleine Bereiche mit überproportional hohen Reibungszahlen lässt sich das Aufwand-Nutzen-Verhältnis erhöhen.
-
Insbesondere mit der Einführung eines Winkels y wird die Ausrichtung der Mikrostruktur auf den Schnitt zweiter Geraden (Strukturtangente, Summengeschwindigkeit, beziehungsweise Richtung der Summengeschwindigkeit) in einer Ebene (Tangentialebene) zurückgeführt. Bei einem solchen Schnitt in der Ebne ergeben sich in der Regel zwei unterschiedliche Winkel, von welchen einer ein stumpfer Winkel ist und der andere ein spitzer Winkel, weiter ist der Sonderfall eine orthogonalen Schnitts denkbar (Schnittwinkel 90°). Vorzugsweise ist der Winkel y der spitze Winkel dieser beiden Winkel oder ein rechter Winkel und ist vorzugsweise aus einem Bereich ausgewählt, der kleiner oder gleich 90° ist, vorzugsweise kleiner als 85°, bevorzugt kleiner als 80° und weiter vorzugsweise ist dieser Winkel größer als 30°, bevorzugt größer als 45° und besonders bevorzugt größer als 60°. Ganz besonders bevorzugt ist der Winkel y, wenigstens im Wesentlichen, 90°. Unter wenigstens im Wesentlichen ist in diesem Sinn zu verstehen, dass y kleiner oder gleich 90° ist und größer ist als 85°. Untersuchungen haben gezeigt, dass insbesondere mittels einer derartigen Strukturierung ein besonders günstiges Wirkungsgradverhalten bei der Leistungsübertragung erreichbar ist.
-
In einer bevorzugt Ausführungsform ist das erste Zahnrad als oktoidenverzahntes oder evolventenverzahntes Kegelrad, Ritzel, oder Tellerrad ausgebildet. Vorzugsweise ist das Zahnradpaar als Kegelzahnradpaar ausgebildet und das erste Zahnrad oder das weitere Zahnrad weist einen Achsversatz auf, vorzugsweise einen positiven Achsversatz und das Zahnradpaar ist somit als sogenannte Hypoidverzahnung, beziehungsweise als Zahnradpaar mit Hypoidzahnrädern, ausgebildet. Insbesondere derartige Zahnräder weisen in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einen besonders hohen Wirkungsgrad auf.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist auch das weitere Zahnrad eine Mikrostruktur, vorzugsweise eine Vielzahl von Mikrostrukturen, im Sinn des ersten Zahnrads auf. Untersuchungen haben gezeigt, dass bei einem Zahnradpaar, bei welchem beide Zahnräder mit Mikrostrukturen versehen sind, der Wirkungsgrad weiter steigerbar ist.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist eine dieser Mikrostrukturen, vorzugsweise eine Vielzahl dieser Mikrostrukturen und besonders bevorzugt weisen alle Mikrostrukturen, auf vorzugsweise einer der ersten Zahnflanken, vorzugsweise auf einer Vielzahl der ersten Zahnflanken und besonders bevorzugt auf allen ersten Zahnflanken, wenigstens abschnittsweise, eine Tiefe von weniger als 10 µm auf. Weiter vorzugsweise weist eine dieser Mikrostrukturen, vorzugsweise eine Vielzahl dieser Mikrostrukturen und besonders bevorzugt weisen alle Mikrostrukturen über ihren vollständigen Verlauf eine Tiefe von weniger als 10 µm und besonders bevorzugt von mehr als 0,1 µm auf. Insbesondere durch die Wahl der Tiefe der Mikrostruktur aus dem vorgenannten Bereich ist ein besonders gutes Wirkungsgradverhalten des Zahnradpaars bei der Leistungsübertragung erreichbar.
-
Vorzugsweise ist ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs, bevorzugt ein Kraftfahrzeuggetriebe, vorgesehen, in welchem ein erfindungsgemäßes Zahnradpaar zur Leistungsübertragung eingesetzt ist. Insbesondere durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Zahnradpaars ist der Wirkungsgrad eines derartigen Getriebes steigerbar.
-
Weiter ist ein Verfahren zur Herstellung eines Zahnrads für das erfindungsgemäße Zahnradpaar vorgesehen. Ein solches Herstellungsverfahren weist die Schritte auf,
- - Bereitstellen eines Zahnrads,
- - Aufbringen von wenigstens einer dieser Mikrostrukturen, vorzugsweise einer Vielzahl von Mikrostrukturen auf wenigstens eine der Zahnflanken dieses Zahnrads, wobei
- - diese Mikrostruktur oder Mikrostrukturen jeweils entlang der Strukturierungslinie ausgerichtet werden.
-
Der Verlauf bzw. die Ermittlung des Verlaufs der Strukturierungslinie oben erläutert. Vorzugsweise wird der Verlauf der Strukturierungslinien mit einem Berechnungsverfahren und vorzugsweise auf einer Datenverarbeitungsanlage bestimmt.
-
Weiter vorzugsweise weist die Strukturierungslinie, wenigstens abschnittsweise, einen wellenförmigen Verlauf auf. Weiter vorzugsweise ist auf der Zahnflanke eine Vielzahl von Mikrostrukturen angeordnet und insbesondere dadurch weist die Zahnflanke eine wellenförmige Oberfläche auf, insbesondere aus winzigen Bergen und Tälern, wobei jedes Tal als eine dieser Makrostrukturen aufgefasst werden kann.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Mikrostruktur mittels Materialerosion auf die Zahnflanke aufgebracht. Vorzugsweise wird die Materialerosion mittels eines Laserstrukturierungsverfahrens aufgebracht. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform wird das Zahnrad mit der wenigstens einen Mikrostruktur in einem 3D Druckverfahren hergestellt. Insbesondere mittels der genannten Verfahren ist ein besonders schnelles und genaues Aufbringen der wenigstens einen Mikrostruktur auf die Zahnflanke ermöglicht.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die wenigstens eine Mikrostruktur mittels einer Abwälzbewegung eines auf dem ersten Zahnrad bei der Herstellung dieses Zahnrads, abwälzenden Werkzeugs erzeugt. Vorzugsweise wird diese Abwälzbewegung des abwälzenden Werkzeugs von einer Schwingung, vorzugsweise einer Drehschwingung, überlagert. Insbesondere diese Schwingung ist maßgebend für die Erzeugung der wenigstens einen Mikrostruktur auf der Zahnflanken. Insbesondere durch die Erzeugung der wenigstens einen Mikrostruktur mit dem vorgeschlagenen Herstellverfahren, ist eine besonders gute Integration der Herstellung der Mikrostruktur in den normalen Herstellprozess des Zahnrades erreichbar.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die wenigstens eine Mikrostruktur in einer Einlaufphase des Zahnradpaars unter Verwendung eines ersten Schmierstoffs mit einer ersten Schmierstoffviskosität erzeugt.
-
Vorzugsweise kann diese Einlaufphase auf einer Fertigungsanlage, vorzugsweise in einem Getriebegehäuse und besonders bevorzugt schon während des Einsatzes in einem Endprodukt, insbesondere im Kraftfahrzeuggetriebe, erfolgen. Bildlich gesprochen wird bei einem solchen Verfahren ein herkömmliches Zahnradpaar in das Kraftfahrzeuggetriebe eingebaut und während der ersten Betriebsstunden des Fahrzeugs, sogenanntes Einfahren, entsteht die wenigstens eine Mikrostruktur.
-
Vorzugsweise ist die erste Schmierstoffviskosität, bezogen auf die kinematischer Viskosität bei 100 °C, aus einem Bereich ausgewählt, welcher kleiner ist als 5,0 cSt (Centistokes; 10-6 mm2/s), bevorzugt kleiner als 4,0 cSt und besonders bevorzugt ist die erste Schmierstoffviskosität 3,5 cSt oder weniger.
-
Weiter vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Zahnradpaar nach dieser Einlaufphase mit einem Schmierstoff betrieben, welcher eine zweite Schmierstoffviskosität aufweist, Vorzugsweise ist diese zweite Schmierstoffviskosität aus einem Bereich gewählt, bezogen auf die kinematischer Viskosität bei 100 °C, der größer oder gleich 4,0 cSt, bevorzugt größer als 5,0 cSt und besonders bevorzugt größer ist als 6,0 cSt und weiter ist dieser Bereich kleiner als 10,0 cSt, vorzugsweise kleiner als 9,0 cSt und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 8,0 cSt.
-
Weiter vorzugsweise wird der erste Schmierstoff durch Zugabe eines Additivs eingedickt, so dass dieser seine Schmierstoffviskosität, wie dargelegt ändert. Weiter vorzugsweise weist der erste Schmierstoff ein Alterungsverhalten auf, so dass dieser nach einer geraumen Betriebszeit seine Schmierstoffviskosität, wie dargelegt, ändert. Weiter vorzugsweise wird ein zweiter Schmierstoff mit der zweiten Schmierstoffviskosität nach dem Herstellen der Mikrostruktur verwendet. Insbesondere durch die Wahl der Schmierstoffviskosität aus dem, bzw. aus den, oben genannten Bereichen ist eine besonders einfache Erzeugung der wenigstens einen Mikrostruktur ermöglicht.
-
Vorzugsweise wir die wenigstens eine Mikrostruktur auf ein Zahnrad aufgebracht, dessen Zahnflanke mittels eines Läpp- oder vorzugsweise Schleifvorgangs erzeugt ist.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die wenigstens eine Mikrostruktur in Form einer Hartstoffbeschichtung aufgebracht. Verfahren zur Hartstoffbeschichtung sind aus dem Stand der Technik als solche bekannt. Insbesondere durch ein derartiges Herstellungsverfahren ist ein besonders flexibles Erzeugen der wenigstens einen Mikrostruktur ermöglicht.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die wenigstens eine Mikrostruktur, wenigstens abschnittsweise oder vorzugsweise vollständig, mit einer Hartstoffbeschichtung abgedeckt. Dabei ist Abdecken in diesem Sinn insbesondere derart zu verstehen, dass eine äußere Oberfläche der Hartstoffbeschichtung die wenigstens eine Mikrostruktur ausbildet. Anders gewendet, die aufgebrachte Hartstoffbeschichtung ebnet die wenigstens eine Mikrostruktur nicht ein, vielmehr bleibt auf der Zahnflanke diese Struktur erhalten, insbesondere bleibt auf der Zahnflanke ein Oberflächenmuster aus winzigen Bergen und Tälern (Vielzahl von Mikrostrukturen) erhalten, welches bei der Leistungsübertragung im dargelegten Sinn wirksam ist. Insbesondere durch das Abdecken der Mikrostruktur mittels einer Hartstoffbeschichtung ist diese besonders unempfindlich und bleibt im Betrieb des Zahnradpaars besonders lange, vorzugsweise dauerhaft, erhalten.
-
In einer bevorzugt Ausführungsform des Verfahrens, wird der Verlauf der Strukturierungslinie, wenigstens abschnittsweise oder vollständig, mittels eines Simulationsverfahrens berechnet. Verfahren und Rechenprogramme zum Bestimmen der Summengeschwindigkeit sind bekannt, die Summengeschwindigkeit ist die Grundlage zur Bestimmung des Verlaufs der Strukturierungslinie. Insbesondere durch das Berechnen des Verlaufs der Strukturierungslinie ist es ermöglicht, diese besonders präzise zu fertigen und damit ein Zahnrad mit verbesserten Eingeschalten zu Fertigen.
-
Nachfolgen sind Ausführungsformen und einzelne Merkmale anhand der Figuren näher erläutert, dabei zeigt:
- 1: eine perspektivische Ansicht eines Teils eines ersten Zahnrads,
- 2: einen Teilschnitt durch ein erstes Zahnrad,
- 3: einen Ausschnitt der Tangentialebene.
-
In 1 ist ein perspektivischer Teilschnitt des ersten Zahnrads dargestellt. Der Zahn 4 des Zahnrads erstreckt sich in die Längsrichtung 11 und weist in Zahnhöhenrichtung 12 eine Zahnhöhenerstreckung auf, die Eintiefung der Mikrostruktur 2 erstreckt sich im Wesentlichen in Zahntiefenrichtung 13. Dieses erste Zahnrad weist einen ersten Zahn 4 mit einer ersten Zahnflanke 1 auf. Auf der ersten Zahnflanke 1 ist die Mikrostruktur 2, welche durch die Strukturierungslinie dargestellt ist, aufgebracht. Der Übersichtlichkeit halber ist nur eine Mikrostruktur 2 dargestellt, in Realität weist die erste Zahnflanke 1 eine Vielzahl solcher Mikrostrukturen 2 auf. Die Mikrostruktur 2 weist im Berührpunkt 9 den durch die Strukturtangente 3 genäherten Verlauf auf. Die Strukturtangente 3, liegt dabei in der Tangentialebene 8 im Berührpunkt 9 und tangiert sowohl die erste Zahnflanke 1, wie auch die nicht dargestellte Zahnflanke des weiteren Zahnrads, welche die erste Zahnflanke im Berührpunkt 9 kontaktiert.
-
Im Berührpunkt 9 herrscht die Summengeschwindigkeit 7. Der erste Zahn 4 erstreckt sich zwischen dem Zahnfuß 6 und dem Zahnkopf 5 in Zahnhöhenrichtung. Die Mikrostruktur 2 erstreckt sich ausgehend von der Zahnflanke in das Material 10 des ersten Zahns 1 hinein und ist somit als Eintiefung auf der ersten Zahnflanke 1 ausgebildet.
-
In 2 ist eine Schnittdarstellung durch die erste Zahnflanke 1 dargestellt. Der Zahn 4 des Zahnrads erstreckt sich in die Längsrichtung 11, also im Wesentlichen in Richtung orthogonal zur Darstellungsebene und weist in Zahnhöhenrichtung 12 eine Zahnhöhenerstreckung auf, die Eintiefung der Mikrostruktur 2 erstreckt sich im Wesentlichen in Zahntiefenrichtung 13. Die Tiefe t der Mikrostruktur 2 ist dabei, im Verhältnis zur übrigen Geometrie der ersten Zahnflanke 1, bei weitem übertrieben dargestellt, dies dient der besseren Darstellbarkeit.
-
Die Mikrostruktur 2 ist am Berührpunkt 9 angeordnet, es ist wiederum anzumerken, dass die Zahnflanke 1 in Realität eine Vielzahl derartiger Mikrostrukturen 2 aufweist. Der erste Zahn 4 erstreckt sich zwischen dem Zahnfuß 6 und dem Zahnkopf 5. Die Mikrostruktur 2 verläuft wenigstens im Wesentlichen in die Darstellungsebene hinein und damit wenigstens im Wesentlichen in Zahnbreitenrichtung. Die Mikrostruktur 2 erstreckt sich, ausgehend von der Zahnflanke 1, in das Material 10 des ersten Zahns hinein. Im Berührpunkt 9 tangiert die Tangentialebene 8 die Zahnflanke 1.
-
In 3 ist ein Ausschnitt der Tangentialebene 8 dargestellt. In der Tangentialebene 8 liegt der Berührpunkt 9. Im Berührpunkt 9 kann die Mikrostruktur 2 durch die Strukturtangente 3 angenähert werden. Weiter liegt in der Tangentialebene 8 die Summengeschwindigkeit 7 am Berührpunkt 9. Die Richtung der Summengeschwindigkeit 7 und die Strukturtangente 3 schließen den spitzen Winkel y ein. Insbesondere durch die Ausrichtung der Mikrostruktur 2 quer zur Summengeschwindigkeit 7 am jeweiligen Berührpunkt 9, ist ein besonders günstiges Wirkungsgradverhalten mittels der Mikrostruktur 2 für das erfindungsgemäße Zahnradpaar erreichbar.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102010038438 A1 [0001]
