DE19625892A1 - Metallgetriebe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Metallgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Das Metallgetriebe besitzt einen Metallgetriebebereich, der mit ei­ nem Überzugsmaterial umgeben ist.

Aus dem Stand der Technik ist ein Kunstharzgetriebe als Mittel zur Reduzierung unerwünschter Metallgeräusche bekannt, die auftreten, wenn die Getriebe mit­ einander kämmen. Beispielsweise ist in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 4 (1992)-193511 ein Getriebe offenbart, das aus hochfestem Kunstharz und einem Kunstharz mit niedriger Geräuschentwick­ lung, das auf die Getriebeoberfläche durch Einlageguß gegossen ist, gebildet. Das in dieser Veröffentlichung offenbarte Getriebe vermindert die Geräuschentwick­ lung in dem kämmenden Getriebe durch den Überzug der Oberfläche der Getrie­ bezähne mit einem Kunstharz mit niedriger Geräuschentwicklung.

Trotzdem ist es schwierig, das obige Getriebe als ein hochfestes Getriebe einzu­ setzen, da die Härte des Kunstharzgetriebes niedriger ist als die eines Metallge­ triebes. Daher muß ein Metallgetriebe verwendet werden, wenn eine hohe Fe­ stigkeit gebraucht wird.

In einem Metallgetriebe treten jedoch unerwünschte Metallgeräusche auf, wenn zwei Metallgetriebe miteinander kämmen. Wenn ein Zahnbereich präzise herge­ stellt ist, kann das unerwünschte Metallgeräusch reduziert werden. Aber die Herstellungskosten werden dann zu hoch.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Metallgetriebe zu schaffen, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Dabei soll ein Metallgetrie­ be bereitgestellt werden, das die Herstellungskosten vermindert.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einem Metallgetriebe nach dem Anspruch 1. Um die Aufgabe zu erreichen, wird ein Metallgetriebe geschaffen, das einen Metallgetriebebereich und einen Verbundwerkstoff aus Metall aufweist, der ein Feststoffschmiermittel zum Überzug der Oberfläche des Metallgetriebebereiches enthält.

Beispielsweise ist das Feststoffschmiermittel Graphit, ein Fluorkohlenstoffpoly­ mer, Molybdändisulfid, Graphitfluorid oder ein ähnlicher Stoff, und der Ver­ bundwerkstoff besteht aus Nickel, Aluminium, Eisen, Kupfer oder einem ähnli­ chen Stoff.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele offen­ sichtlich werden, wenn diese mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung betrachtet werden. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer beispielhaften Darstellung eines Metallgetriebes.

Im folgenden wird ein Metallgetriebe nach einem Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung mit Bezug auf die Fig. 1 beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines Hauptbereichs eines Metallgetriebes 10 des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausfüh­ rungsbeispiel ist das Metallgetriebe 10 ein Evolventenrad. Das Metallgetriebe 10 wird aus einem Zahnbereich 11 und einem Überzugsmaterial 12 gebildet. Das Metallgetriebe 10 steht in Eingriff mit einem anderen Getriebe (nicht gezeigt in Fig. 1) und dreht sich mit einem anderen Getriebe. Der Zahnbereich 11 des Me­ tallgetriebes 10 ist mit einem Verbundwerkstoff aus Metall 12 als Überzugsma­ terial umgeben, der ein Feststoffschmiermittel beinhaltet, um eine unerwünschte Metallgeräuschentwicklung zu vermindern, wenn die zwei Metallgetriebe mitein­ ander kämmen.

Zur Herstellung des Metallgetriebes 10 entsprechend dem ersten Ausführungs­ beispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Rohmaterial aus Kohlenstoffstahl in die Rohform mit dem Zahnbereich durch ein Schneidverfahren geschnitten, und die Form des Zahnbereichs wird genauer mittels des Wälzfräsverfahrens ge­ formt. Anschließend wird die Oberfläche des Metallgetriebes 10 mit einem Ver­ bundwerkstoff aus Nickel durch Metallisieren überzogen, der einen Anteil von 23 Volumenprozent an Fluorkohlenstoffpolymerteilchen besitzt, die als Feststoff­ schmiermittel wirken. Dieses Metallgetriebe 10 wird mit A1 für einen später er­ läuterten Vergleich bezeichnet.

Die Festigkeit des Überzugsmaterials 12 des Metallgetriebes 10 wird durch eine zusätzliche Wärmebehandlung erhöht und kann entsprechend einer Einsatzbe­ dingung des Metallgetriebes 10 eingestellt werden. Das Metallgetriebe mit Wär­ mebehandlung ist mit A2 bezeichnet.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Roh­ material aus Kohlenstoffstahl in die Rohform mit dem Zahnbereich durch ein Schneidverfahren geschnitten, und die Form des Zahnbereichs wird noch genau­ er durch ein Wälzfräsverfahren geformt. Eine Oberfläche des Metallgetriebes 10 wird durch Sprühen mit einem Verbundwerkstoff aus Aluminium überzogen, der einen Anteil von 50 Gewichtsprozent von Graphitteilchen besitzt, die als Fest­ stoffschmiermittel wirken. Dieses Metallgetriebe 10 wird mit B bezeichnet.

Als nächstes werden beide Metallgetriebe des ersten und zweiten Ausführungs­ beispiels mit einem herkömmlichen Metallgetriebe verglichen. Das mit C be­ zeichnete herkömmliche Metallgetriebe ist durch ein Nachschneidverfahren und eine Nitrirhärtung nach dem Schneid- und Wälzfräsverfahren hergestellt. Die Präzision der Getriebeform des C-Getriebes ist hoch, da dieser Herstellungspro­ zeß dem Zahnbereich eine genaue Form durch das Nachschneidverfahren und die Nitrirhärtung gibt.

Die Präzision der Getriebeform des A1-Getriebes, des A2-Getriebes und des B-Getriebes ist niedriger als die Präzision der Getriebeform des C-Getriebes, weil der Herstellungsprozeß des Zahnbereichs 11 keinen Nachschneidprozeß und kei­ ne Nitrirhärtung aufweist.

In der Tabelle 1 ist das Ergebnis des Vergleichs des ersten, zweiten und des her­ kömmlichen Metallgetrieb es hinsichtlich des Metallgeräusches beim Kämmen gezeigt. Das Metallgeräusch beim Kämmen wurde gemessen, als die Getriebe (A1-Getriebe, A2-Getriebe, B-Getriebe, C-Getriebe) sich von 2000 Umdrehungen pro Minute bis 4000 Umdrehungen pro Minute gedreht haben.

Tabelle 1

Entsprechend der Tabelle 1 tritt es zutage, daß das Metallgeräusch des A1-Getriebes und des A2-Getriebes kleiner ist als das des C-Getriebes.

Nach einer Beurteilung aus der Tabelle 1 ist die Laufruhe des Eingriffs der mit einem Verbundwerkstoff aus Metall überzogenen Getriebe gut, selbst wenn die Präzision der Getriebeform gering ist. Wenn die Form des Metallgetriebes 10 nicht präzise durch die Herstellung ist, und der Eingriff nicht glatt ist, wirkt das Überzugsmaterial 12 als Dämpfer, während zwei Metallgetriebe miteinander kämmen, und es ist überdacht worden, daß die Laufruhe schrittweise durch die Wiederinstandsetzungsfunktion des Verbundmaterials 12 verbessert wird.

Nach der Erfindung wird das Härtungsverfahren für die Oberfläche des Metall­ getriebes 10 nicht eingesetzt und mit einem Überzugsverfahren mit dem Ver­ bundmaterial aus Metall mit einem Feststoffschmiermittel ersetzt. Ferner stellt das Überzugsmaterial 12 den Eingriff des Metallgetriebes ein, so daß es unnötig ist, den Zahnbereich mit hoher Genauigkeit herzustellen. Daher ist es möglich, die Herstellungszeit und die Herstellungskosten zu reduzieren.

Die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele sind erläuternd und nicht begrenzend, da der Schutzbereich der Erfindung durch die angehängten Ansprüche bestimmt wird und alle Variationen innerhalb der Bedeutung der An­ sprüche von diesen umfaßt werden.

Claims (4)

1. Metallgetriebe mit einem Metallgetriebebereich, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Verbundwerkstoff aus Metall mit einem Feststoffschmiermit­ tel, der die Oberfläche des Metallgetriebebereichs umgibt, vorgesehen ist.

2. Metallgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver­ bundwerkstoff aus Metall wärmebehandelt ist.

3. Metallgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver­ bundwerkstoff aus Metall Nickel enthält.

4. Metallgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver­ bundwerkstoff aus Metall Aluminium enthält.