DE19919965A1 - Verfahren zur Herstellung gehärteter Zahnräder sowie hiernach hergestellte Zahnräder - Google Patents

Verfahren zur Herstellung gehärteter Zahnräder sowie hiernach hergestellte Zahnräder

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Abstract

Bei der Herstellung von Zahnrädern wird das Induktionshärten von wärmebehandelten Zahnradzähnen eingesetzt, wobei die Zahnradzähne grob bearbeitet und endbearbeitet werden, wozu sie beispielsweise eingeschnitten werden. ALternativ können die Zahnradzähne auf ihre endgültige Gestalt unter Einsatz nur eines Schneidverfahrens eingearbeitet werden. Das Zahnrad und insbesondere die Zahnradzähne werden aufgekohlt, langsam abgekühlt oder alternativ zurückgestreckt, so daß die Zahnradzähne nicht hart werden. Es erfolgt dann ein Induktionshärten der Zahnradzähne, wobei die Oberfläche der Zahnradzähne erwärmt wird. Hierdurch erhält man eine verbesserte Festigkeit der Zahnradzähne infolge der größeren Restdruckspannungen in denselben. Das Induktionserwärmen der Oberfläche der Zahnradzähne allein führt zu einer relativ geringen Einsatzhärtungstiefe im Wurzelbereich der Zahnradzähne. Da die Restdruckspannungen größer werden, wenn die Einsatzhärtungstiefe kleiner wird, wird die Ermüdungslebensdauer eines solchen Zahnrads im Vergleich zu Zahnrädern verbessert, welche auf übliche Herstellungsweisen hergestellt worden sind, bei denen die Einsatzhärtungstiefe von der Aufkohlungsbehandlung genutzt wird, wodurch man eine relativ größere Einsatzhärtungstiefe erhält, aber geringere Restdruckspannungen in den Zahnradzähnen und eine verminderte Ermüdungslebensdauer.

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit einem neuartigen und weiterentwic­ kelten Verfahren zum Induktionshärten von wärmebehandelten Zahnradzäh­ nen. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer neuartigen und fort­ entwickelten Verfahrensweise zum Induktionshärten von wärmebehandelten Zahnradzähnen, bei welchen man abschließend ein Zahnrad erhält, welches sowohl einen zähen, duktilen Kern als auch hohe Restdruckspannungen im Fußbereich der Zahnradzähne hat.
Auf dem Gebiet der Zahnradherstellung ist es seit langem erwünscht, ein Zahnrad herzustellen, welches einen zähen, duktilen Kern hat und zugleich hohe Restdruckspannungen im Fußbereich der Zahnradzähne hat. Ein früherer Versuch zur Herstellung derartiger Zahnräder umfaßte die Schritte, gemäß welchen die Zahnradzähne grob eingearbeitet wurden, ein Aufkohlen, aber keine Härtung der Zahnradzähne erfolgte, die Zahnradzähne endbear­ beitet wurden und dann der gesamte Zahnradzahnbereich mittels Induktions­ härten behandelt wurde. Während eine Endbearbeitung der Zahnradzähne nach dem Aufkohlen zu einem Zahnrad führen kann, in welchem verbesserte Dimensionseigenschaften vorhanden sind, schließen die Kosten zur Her­ stellung eines solchen Zahnrades eine solche Vorgehensweise aus.
Eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung befaßt sich daher mit dem Induktionshärten von wärmebehandelten Zahnradzähnen, welches die Schritte umfaßt, gemäß denen die Zahnradzähne grob und endbearbeitet werden oder alternativ die Zahnradzähne mit ihrer endgültigen Gestalt unter Einsatz nur eines Schneidverfahrens alternativ eingearbeitet werden, das Zahnrad aufgekohlt wird und insbesondere die Zahnradzähne zusammen abgekühlt werden oder alternativ zurückgestreckt werden, so daß die Zahn­ radzähne nicht hart sind, wobei dann anschließend ein Induktionshärten der Zahnradzähne durch Erwärmung nur der Oberfläche der Zahnradzähne erfolgt. Hierdurch erhält man eine verbesserte Festigkeit für die Zahnradzäh­ ne infolge der größeren Restdruckspannungen darin. Das Induktionserwär­ men nur der Oberfläche der Zahnradzähne führt zu einer relativ geringen Härtungstiefe im Fußbereich der Zahnradzähne. Da die Restdruckspannun­ gen größer werden, wenn die Härtungstiefe abnimmt, verbessert sich die Ermüdungslebensdauer eines solchen Zahnrads im Vergleich zu Zahnrädern, welche nach den üblichen Methoden hergestellt sind, bei denen die Här­ tungstiefe von dem Aufkohlungsverfahren genutzt wird, so daß man eine relativ größere Härtungstiefe erhält und daher niedrigere Restdruckspannun­ gen in den Zahnradzähnen und eine Ermüdungslebensdauer, welche kleiner als erwünscht ist.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.
Die einzige Fig. 1 der Zeichnung zeigt ein Flußdiagramm zur Verdeutli­ chung der Schritte zum Induktionshärten von wärmebehandelten Zahnrad­ zähnen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung.
In der nachstehenden, detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Aus­ führungsform nach der Erfindung wird auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen, in welcher eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens­ ablauf zum Induktionshärten von wärmebehandelten Zahnradzähnen nach der Erfindung wiedergegeben ist. Unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung, welche ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung der Schritte für das Induktionshärten der wärmebehandelten Zahnradzähne gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung zeigt, werden Zahnräder gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung vorzugsweise aus niedriggekohltem Stahlmaterial, vorzugsweise aus einem niedriggekohl­ ten Stahlmaterial, hergestellt, welches einen Kohlenstoffgehalt von 0,35% oder weniger, wie SAE 8620, hat, wobei sich ein solches Material leicht schmieden und maschinell bearbeiten läßt (S1).
Nach der Erfindung wird das niedriggekohlte Stangenausgangs-Stahlmaterial geschmiedet oder auf andere Weise auf etwa die Gestalt des abschließen­ den Zahnrads (S2) bearbeitet, und das Material läßt sich näherungsweise in der Gestalt des abschließenden Zahnrades mit oder ohne Zahnradzähne bearbeiten. Wenn erforderlich und/oder gewünscht, kann ein Wärmbehand­ lungsverfahren, wie ein Tempern oder Normalglühen vor der maschinellen Bearbeitung des Zahnrads eingesetzt werden, um Spannungen darin zu reduzieren und um das Zahnrad einfach und maschinell bearbeiten zu können. Bei einem bevorzugten Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads mit einer Mehrzahl von Zahnradzähnen umfaßt der Schritt zum maschinellen Bearbeiten, Schmieden oder auf andere Art zu Weise Bearbeiten des niedrig­ gekohlten Stahlstangen-Ausgangsmaterials auf die näherungsweise Gestalt des abschließenden Zahnrads (S2) den Schritt, gemäß welchem die Zahn­ radzähne grob eingearbeitet werden und dann die Zahnradzähne durch Endbearbeitung eingeschnitten werden, woran sich eine Wärmebehandlung des Zahnrads anschließt. Alternativ kann der Schritt zum maschinellen Bearbeiten, Schmieden oder anderweitigen Bearbeiten des niedriggekohlten Stahlstangen-Ausgangsmaterials in etwa auf die Gestalt des abschließenden Zahnrads (S2) den Schritt umfassen, gemäß dem die Zahnradzähne in einer einzigen maschinellen Bearbeitung eingeschnitten werden und dann das Zahnrad wärmebehandelt wird.
Kohlenstoff wird in die Oberfläche des Zahnrads und insbesondere der Zahnradzähne mittels einer üblichen Wärmebehandlungsmethode eingesetzt, wie Aufkohlen oder Karbonitrieren (S3), um den Kohlenstoffgehalt an der Oberfläche des Zahnrads und insbesondere den Zahnradzähnen auf 0,45% oder größer zu erhöhen und den Kern des Zahnrads zäher zu machen. Das Zahnrad wird dann langsam abgekühlt oder alternativ zurückgestreckt, so daß die Zahnradzähne nicht hart sind (S4). Während man beim Luftkühlen im allgemeinen ein Zahnrad erhält, welches zu weich ist und daher eine unge­ nügende Festigkeit hat, kann das Zahnrad langsam abgekühlt oder alternativ zurückgestreckt werden, indem die Temperatur in einem Ofen reguliert und allmählich reduziert wird, welcher eine inerte Atmosphäre zum Ausschluß einer Oxidation hat. Vorzugsweise kann das Zahnrad mittels Ölabschrecken abgekühlt werden, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Wenn beispielsweise ein Zahnrad aus einer Ofentemperatur von etwa 871°C (1.600°F) bis 982°C (1.800°F) abgekühlt wird, hat sich ein Ölbad mit einer Temperatur in einem Bereich von 121,1°C bis 454°C (250°F bis 850°F) als zweckmäßig erwiesen, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Einflußgrößen, welche bei einem heißen Ölabschrecken zu berücksichtigen sind, umfassen die Temperatur des Öls, die thermischen Eigenschaften des gewählten speziellen Abschrecköls und das Ausmaß der Agitation des Ölbades, wenn dies erforderlich sein sollte. Diese Einflußgrößen können eingestellt und gesteuert werden, um die gewünschte Ausgewogenheit der Materialeigenschaften, wie Festigkeit und Duktilität, bei dem Zahnrad zu erreichen. Im allgemeinen führt ein schnelleres Abschrecken zu einem Zahnrad, welches härter ist und somit eine größere Festigkeit hat, aber eine niedrigere Duktilität, während ein allmählicheres Abschrecken zu einem Zahnrad führt, welches weicher ist und somit eine geringere Festigkeit, aber eine größere Duktilität hat.
Die Zahnradzähne werden dann nochmals erwärmt und mittels Induktions­ erwärmung behandelt, um die Restdruckspannungen insbesondere im Fuß­ bereich der Zahnradzähne zu vergrößern (S5). Dies führt zu einem Zahnrad, welches Zahnradzähne hat, welche widerstandsfähiger als Zahnräder sind, welche nach den üblichen Herstellungsmethoden hergestellt wurden. Maschi­ nelle Bearbeitungen nach der Wärmebehandlung (S6) umfassen die ab­ schließenden Bearbeitungen, wie das Hartdrehen, Schleifen und Läppen, wenn dies erforderlich sein sollte, wobei diese Bearbeitungen am Zahnrad im Anschluß an den Induktionserwärmungsvorgang durchgeführt werden. Der­ artige Endbehandlungen sind zweckmäßig, um einen Ausgleich für Verzugs­ erscheinungen zu schaffen, welche während der voranstehenden Bearbei­ tungsvorgänge aufgetreten sein könnten, und um ein Zahnrad zu erhalten, welches dimensionsmäßig genaue Abmessungen hat. Derartige Endbehand­ lungen umfassen jedoch vorzugsweise nicht die maschinelle Endbearbeitung der Zahnradzähne. Zusätzlich können gegebenenfalls nach der Wärmebe­ handlung Materialüberzüge (S7) auf das Zahnrad aufgebracht werden, welche beispielsweise Anti-Scoring-Überzüge und/oder rostverhindernde Überzüge umfassen.
Bei üblichen Zahnradherstellungsverfahren werden in typischer Weise Ober­ flächen-Erwärmungsbehandlungs-Verfahren, wie Aufkohlen, bei niedrigge­ kohlten Stählen, wie SAE 8620, oder Induktionserwärmungs-Behandlungsver­ fahren bei stärker gekohlten Stählen, wie SAE 1050 oder 8650, eingesetzt. Wenn gegebenenfalls widerstandsfähigere Zahnräder erforderlich und/oder erwünscht sind, als man diese bei den üblichen Herstellungsverfahren erhält, werden häufig teurere, spezielle Stahllegierungen, wie SAE 3910, eingesetzt. Diese Spezialstahllegierungen sind schwierig zu bearbeiten und führen häufig zu einem starken und unerwarteten Verzug bei dem Wärmebehandlungsver­ fahren. Folglich sind die Kosten für die Herstellung von Zahnrädern aus derartigen Spezialstahllegierungen im allgemeinen teurer als erwünscht, was sowohl auf die größeren Kosten für die Rohmaterialien als auch auf die größeren Kosten durch die langsameren maschinellen Bearbeitungen und die verkürzten Standzeiten der Schneidwerkzeuge zurückzuführen ist.
Ein weiteres übliches Verfahren zur Erhöhung der Zahnradfestigkeit ist das Kugelstrahlen des Bereiches der Zahnradzähne. Während dieses Verfahren gewisse Restdruckspannungen in diesem Bereich am Fuß der Zahnradzähne einbringt, erhält man hierbei aber keine so großen Restdruckspannungen wie beim Induktionshärten gemäß einer Wärmebehandlung der Zahnradzähne nach dem Verfahren gemäß der Erfindung, welches hierin beschrieben ist. Ferner kann das Kugelstrahlen die Zahnradzähne verwerfen, so daß das Kontaktmuster des fertiggestellten Zahnrads nicht den gewünschten Anforde­ rungen entspricht. Zusätzlich kann ein extrem starkes Kugelstrahlen der Zahnradzähne zu kleinen Rissen an den Spitzen der Zahnradzähne infolge des Metallflusses von den Zahnradzahnspitzen führen, was durch die Wir­ kung der starken Kugelstrahlbehandlung ausgelöst wird.
Zahnräder, welche nach dem Induktionshärten von wärmebehandelten Zahnradzähnen gemäß der Erfindung hergestellt werden, wie dies hierin beschrieben worden ist, führen daher zu Zahnradzähnen, welche eine erhöh­ te Festigkeit infolge der hohen Restdruckspannungen haben, die im Fußbe­ reich des jeweiligen Zahnradzahns vorhanden sind. Beispielsweise belaufen sich übliche Restdruckspannungen herrührend von einem üblichen Aufkoh­ lungsverfahren im allgemeinen in etwa auf 3.150 kg/cm2 (45.000 pounds per square inch (psi)). Ein übliches gesteuertes Kugelstrahlverfahren der Zahn­ radzähne führt zu einer Erhöhung der Restdruckspannungen auf etwa 4.550 kg/cm2 bis 5.950 kg/cm2 65.000 bis 85.000 pounds per square inch (psi)). Während höhere Werte für die Restdruckspannungen durch Kugelstrahlbe­ handlungen erzielt werden können, können sich Nachteile bei derartig star­ ken Kugelstrahlbehandlungen ergeben, welche ein zu starkes Verziehen, ein Überrollen an den Kanten und Rißbildungen umfassen. Zahnräder, welche unter Einsatz des Induktionshärtens von wärmebehandelten Zahnradzähnen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung hergestellt werden, ermöglichen, daß die Restdruckspannungen auf 7.000 kg/cm2 (10.000 pounds per square inch (psi)) oder mehr erhöhte werden können.
Höhere Werte für die Restdruckspannungen in den Zahnradzähnen sind im allgemeinen erwünscht, da beim Einwirken einer Belastung auf den Zahnrad­ zahn der Wurzelbereich des Zahnradzahns mit einer Zugspannung beauf­ schlagt wird. Wenn diese Zugspannung ausreichend hoch ist, beginnt sich der Zahnradzahn ständig zu verformen oder es kann zu Rißbildungen kom­ men. Um zu verhindern, daß ein Zahnrad unter diesen Umständen ausfällt, haben in der Vergangenheit Hersteller Spezialstahllegierungen eingesetzt, welche hohen Zugbelastungen Stand halten können, welche aber im all­ gemeinen teurer und schwieriger maschinell zu bearbeiten sind, wie dies voranstehend beschrieben worden ist. Oder es wurden in der Vergangenheit spezielle Herstellungsverfahren, wie das Kugelstrahlen, eingesetzt, bei welchen sich die vorstehend näher beschriebenen Nachteile ergeben.
Selbst wenn jedoch eine größere Zahnradfestigkeit erwünscht ist, können spezielle Stahllegierungen und/oder das Kugelstrahlen in Verbindung mit dem Induktionshärten der wärmebehandelten Zahnradzähne gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung eingesetzt werden, was voranstehend beschrieben worden ist, um noch widerstandsfähigere Zahnrä­ der herzustellen. Da unter hohen Belastungen die höheren Restdruckspan­ nungen zuerst abgebaut werden, lassen sich die höheren Zugbelastungen, welche man bei Spezialstahllegierungen erhalten kann, mit den größeren Werten von Restdruckspannungen in den Wurzelbereichen der Zahnradzäh­ ne kombinieren, um ein Zahnrad herzustellen, welches eine noch größere Widerstandsfähigkeit besitzt.
Zahnräder, welche unter Einsatz des Induktionsverfahrens alleine hergestellt sind, werden im allgemeinen aus einem Stahl hergestellt, welcher einen höheren Kohlenstoffgehalt hat, wie SAE 8650, da der Kohlenstoff im Zahnrad die Härtung des Zahnrads auslöst. Höhergekohlte Stähle jedoch lassen sich im allgemeinen schwieriger bearbeiten und es sind höhere Temperaturen beim Schmieden derartiger Stähle erforderlich. Dies führt im allgemeinen zu einer Verringerung der Standzeit der Formwerkzeuge. Zusätzlich neigen hochgekohlte Stähle zum Härterwerden bei der Verformung, und wiederholte Wärmebehandlungen zur Erweichung der Zahnräder zwischen den Her­ stellungsschritten sind erforderlich, wodurch sich die Herstellungs- und Bearbeitungskosten erhöhen.
Ferner läßt sich die komplexe Geometrie eines Zahnradzahnes nur schwierig bei gleichmäßiger Erwärmung durch Induktionserwärmung verwirklichen, und die Zahnrad spitzen können zu stark erwärmt werden. Dies kann dazu führen, daß die Zahnradspitzen tiefer als erwünscht aushärten, und es kann dazu führen, daß die Zahnradspitzen zum Abbrechen neigen. Zusätzlich kann es vorkommen, daß die Wurzelbereiche der Zahnradzähne nicht ausreichend warm werden, um das gewünschte Härten zu verwirklichen, und/oder der Kern der Zahnradzähne kann überhaupt nicht ausgehärtet werden. Hierdurch erhält man ein weniger widerstandsfähiges Zahnrad. Wenn der Zahnradroh­ ling vor der maschinellen Bearbeitung erwärmt wird, wie bei einer Abschreck- und Temperbehandlung, ist das gehärtete Zahnrad schwieriger maschinell zu bearbeiten und das maschinelle Arbeiten ist teurer.
Bei Zahnrädern, welche unter Einsatz des Induktionshärtens von wärmebe­ handelten Zahnradzähnen gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, führt das übliche Wärmebehandlungsverfahren, wie das Aufkohlen, zu einem Härterwerden des Kerns auf eine Härte Rockwell C 20 bis 45 etwa, wodurch man ein Zahnrad erhält, welches ausreichend zäh ist, ohne daß es spröde ist. Dieses übliche Wärmebehandlungsverfahren führt auch dazu, daß Kohlenstoff in der Oberfläche der Zahnradzähne auf eine Tiefe von etwa 1,14 mm (0,045 inches) eingesetzt wird. In Abhängigkeit von dem Anwendungs­ gebiet könnte die Kohlenstoff-"Einsatztiefe" größer oder kleiner gemacht werden, wie dies erwünscht ist. Da der Kohlenstoff zu den Spitzen der Zahnradzähne nur etwa 1,14 mm (0,045 inches) dick ist, sind die Zahnrad­ spitzen nicht wie im allgemein bei dem Fall durchgehärtet, bei dem die Zahnradspitzen unter Einsatz lediglich der Induktionserwärmung hergestellt werden.
Das Induktionserwärmungsverfahren wird eingesetzt, um den Wurzelbereich der Zahnradzähne zu erwärmen und um eine wenig tiefe harte Schicht oder eine Schicht mit geringer Härtungstiefe beizubehalten, welche eine Härte von etwa Rockwell C 60 hat. Diese wenig große Einsatztiefe bewirkt, daß die Restdruckspannungen größer werden. Selbst wenn die Einsatztiefe oder Härtungstiefe an den Enden der Zahnradzähne noch geringer wird, bleibt manchmal keine Härtungstiefe mehr an den Zahnradzahnwurzeln vorhanden, so daß die Restdruckspannungen noch höher werden. Hierdurch erhält man ein Zahnrad mit einem zähen, wiederstandsfähigen Kern und hohen Rest­ druckspannungen im Wurzelbereich der Zahnradzähne. Zahnräder, die sich durch Einsatz des Induktionshärtens von wärmebehandelten Zahnradzähnen gemäß der vorliegenden Erfindung herstellen lassen, umfassen Kegelräder, wie geradzahnige Kegelräder, spiralzahnige Kegelräder, Hypoidkegelräder und andere.
Obgleich voranstehend bevorzugte Ausführungsformen nach der Erfindung erläutert worden sind, ist die Erfindung natürlich nicht auf die dort beschrie­ benen Einzelheiten beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims (20)

1. Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads, welches eine Mehrzahl von Zahnradzähnen hat, wobei das Verfahren die folgenden Schritte in Abfolge umfaßt:
  • (a) Bereitstellen eines niedriggekohlen Stahlmaterials;
  • (b) Bearbeiten des niedriggekohlen Stahlmaterials etwa auf die Gestalt des Zahnrads;
  • (c) Einsetzen von Kohlenstoff in die Oberfläche des Zahnrads und insbesondere der Zahnradzähne unter Einsatz eines üblichen Wärmebehandlungsverfahrens;
  • (d) langsames Abkühlen oder alternativ Zurückstrecken des Zahnrads, so daß die Zahnradzähne nicht gehärtet wer­ den; und
  • (e) nochmaliges Erwärmen mittels einer Wärmebehandlung der Zahnradzähne mittels Induktionserwärmung der Ober­ fläche der Zahnradzähne, um die Restdruckspannungen in den Zahnradzähnen, insbesondere im Wurzelbereich der Zahnradzähne, zu erhöhen.
2. Verfahren zur Herstellung eines Zahnrads mit einer Mehrzahl von Zahnradzähnen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Bereitstellen eines niedriggekohlen Stahlmaterials den Schritt umfaßt, daß man ein Kohlenstoff-Stahlmaterial bereitstellt, wel­ ches einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,35% hat.
3. Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads mit einer Mehrzahl von Zahn­ radzähnen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ferner der Schritt mit umfaßt wird, gemäß welchem nach der Wärmebe­ handlung maschinelle Bearbeitungsvorgänge ausgeführt werden, und im Anschluß wiederum eine Wärmebehandlung der Zahnradzähne mittels Induktionserwärmung an der Oberfläche der Zahnradzähne durchgeführt wird, um die Restdruckspannungen in den Zahnradzähnen, insbesonde­ re im Fußbereich der Zahnradzähne, zu vergrößern.
4. Verfahren zur Herstellung eines Zahnrads mit einer Mehrzahl von Zahnradzähnen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ferner der Schritt mit umfaßt wird, daß nach der Wärme­ behandlung Überzüge aufgebracht werden, und im Anschluß der Schritt zur nochmaligen Wärmebehandlung der Zahnradzähne mittels Induk­ tionserwärmung an der Oberfläche der Zahnradzähne durchgeführt wird, um die Restdruckspannungen in den Zahnradzähnen, insbesondere im Fußbereich der Zahnradzähne, zu vergrößern.
5. Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads mit einer Mehrzahl von Zahn­ radzähnen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schritt zum Bearbeiten des niedriggekohlten Stahlmaterials in etwa auf die Gestalt des Zahnrads den Schritt umfaßt, gemäß wel­ chem die Zahnradzähne aus dem niedriggekohlten Material grob ausge­ arbeitet werden und ein abschließendes Bearbeiten der Zahnradzähne des niedriggekohlten Stahlmaterials in etwa auf die Gestalt des Zahn­ rads erfolgt, wobei sich hieran eine Wärmebehandlung des Zahnrads anschließt.
6. Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads mit einer Mehrzahl von Zahn­ radzähnen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schritt zum Bearbeiten des niedriggekohlen Stahlmaterials in etwa auf die Gestalt des Zahnrads den Schritt umfaßt, gemäß wel­ chem die Zahnradzähne in das niedriggekohlte Stahlmaterial in etwa mit der Gestalt des Zahnrads bei einem einzigen maschinellen Bearbei­ tungsvorgang eingeschnitten werden, an welchen sich eine Wärmebe­ handlung des Zahnrads anschließt.
7. Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads mit einer Mehrzahl von Zahn­ radzähnen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schritt zum Einsetzen von Kohlenstoff in die Oberfläche des Zahnrads und insbesondere in die Zahnradzähne den Einsatz eines üblichen Wärmebehandlungsverfahrens umfaßt, wobei ein Schritt mit eingeschlossen ist, bei dem Kohlenstoff in die Oberfläche des Zahn­ rads, insbesondere die Oberfläche der Zahnradzähne, bis auf einen Kohlenstoffgehalt eingesetzt wird, welcher größer als 0,45% ist.
8. Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads mit einer Mehrzahl von Zahn­ radzähnen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schritt zum Einsetzen von Kohlenstoff in die Oberfläche des Zahnrads, insbesondere in die Oberfläche der Zahnradzähne, unter Einsatz eines üblichen Wärmebehandlungsverfahrens erfolgt, welches den Schritt umfaßt, gemäß welchem der Kern des Zahnrads auf eine Rockwell-Härte C20 bis 45 gehärtet wird, und Kohlenstoff in die Ober­ fläche der Zahnradzähne bis zu einer Tiefe von etwa 1,14 mm (0,045 inches) diffundiert.
9. Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads mit einer Mehrzahl von Zahn­ radzähnen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schritt zum Einsetzen von Kohlenstoff in die Oberfläche des Zahnrads, insbesondere in die Oberfläche der Zahnradzähne, ein übliches Wärmebehandlungsverfahren umfaßt, welches den Schritt umfaßt, gemäß welchem Kohlenstoff in die Oberfläche des Zahnrads, insbesondere in die Oberfläche der Zahnradzähne, unter Einsatz eines Aufkohlungsverfahrens eingebracht wird.
10. Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads mit einer Mehrzahl von Zahn­ radzähnen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schritt zum Einsetzen von Kohlenstoff in die Oberfläche des Zahnrads, insbesondere in die Oberfläche der Zahnradzähne unter Einsatz eines üblichen Wärmebehandlungsverfahrens den Schritt um­ faßt, gemäß welchem Kohlenstoff in die Oberfläche des Zahnrads, und insbesondere in die Oberfläche der Zahnradzähne, durch Einsatz eines Karbonitrierverfahrens eingebracht wird.
11. Kegelrad, welches aus einem niedriggekohlen Stahlmaterial hergestellt ist und eine Mehrzahl von Zahnradzähnen hat, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kegelrad einen Kern mit einer Härte von etwa Rockwell C 20 bis 45 hat, und daß in die Oberfläche der Zahnradzähne Kohlenstoff mit einer Tiefe von etwa 1,14 mm (0,045 inches) eingebracht ist.
12. Kegelrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober­ fläche der Zahnradzähne eine Härte von etwa Rockwell C 60 hat.
13. Kegelrad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahn­ radzähne Restdruckspannungen von 7.000 kg/cm2 (100.000 pounds per square inch (psi)) oder mehr hat.
14. Kegelrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das nied­ riggekohlte Stahlmaterial einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,35 % hat.
15. Kegelrad nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zahnradzähne Restdruckspannungen von 7.000 kg/cm2 (100.000 pounds per square inch (psi)) oder mehr haben.
16. Kegelrad nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeich­ net, daß das niedriggekohlte Stahlmaterial einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,35% hat.
17. Kegelrad nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kegelrad ein Kegelrad mit Gradverzahnung ist.
18. Kegelrad nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kegelrad ein Kegelrad mit Spiralverzahnung ist.
19. Kegelrad nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kegelrad ein Hypoidzahnrad ist.
20. Kegelrad nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeich­ net, daß die Oberfläche der Zahnradzähne einen Kohlenstoffgehalt von größer als 0,45% hat.
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