DE806511C

DE806511C - Verfahren zur Erhoehung der Biegebelastbarkeit von Zahnraedern

Info

Publication number: DE806511C
Application number: DEP33598A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Heinz M Hiersig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-02-08
Filing date: 1949-02-08
Publication date: 1951-06-14

Description

Bei Zahnrädern setzt erfahrungsgemäß, und wie aus der Biegebeanspruchung zu erwarten, ein Zahnbruch fast immer am Zahnfuß ein. Zur Verstärkung dieser durch die Kerbwirkung der Zahnfußradien geschwächten Stelle bildet man deshalb die Fußradien möglichst groß aus. In dieser -Maßnahme ist man aber durch die Größe des Kopfspiels begrenzt, so daß der gefährliche Querschnitt durch diese Maßregel nur beschränkt verstärkbar ist.
In Erkenntnis der Ursachen für die aufgezeigte hruchgefahr und indemStrebennachwirksamerAl>-hilfe schlägt die Erfindung eine Behandlung der "Zahnräder vor, mit der sich eine erhebliche Verfestigung im Bereich des gefährlichen Querschnitts ohne Änderung des gesetzmäßigen Erzeugungsverlaufs der Zahnbildung erreichen läßt. Erfindungsgemäß wird dazu so vorgegangen, daß die Zähne in den Fußradien einer Verfestigung durch Prägepolieren unterworfen werden. Diese Verfestigung erzeugt an den Fußradien eine der Spannung der Biegebelastung entgegenwirkende Vorspannung des Werkstoffs, so daß die Beanspruchung sich in diesem 'Maß mindert. Außerdem wird durch die Oberflächenverfestigung und -glättung auch die Möglichkeit einer Rißbildung erschwert.
Als Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens verwendet man zweckmäßig Druckrollen aus zwei vornehmlich im Abstand der sich zugekehrten Fußradien übernächster Zähne stehenden Scheibenrollen, die unter schrittweise verstärktem Andruck gegen die Fußradien mehrmals Tiber die Zahnbreite hin- und zurückgeführt werden.
Das Verfahren läßt sich natürlich auch auf Schnecken übertragen und damit einem Ab- oder Ausbrechen von Schneckenzähnen begegnen. In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise dargestellt.
Abb. i und 2 zeigen den Spannungsverlauf aus der Zahnbiegebeanspruchung, während Abb.3 in kleinerem Maßstab die Prägepoliervorrichtung zur Verfestigung des Werkstoffs im Bereich der Zahnfußradien veranschaulicht.
Wie Abb. i zeigt, bildet sich aus der an der Zahnflanke auftretenden Biegebelastung A am Fußradius ein Spannungsverlauf B, der deutlich die von der Kerbwirkung der Radien herrührende Höchstbeanspruchung an dieser Stelle erkennen läßt.
In Abb. 2 ist diese Spannung über dem gefährlichen Querschnitt in Vektorgrößen eingetragen. Zur Verstärkung des gefährlichen Querschnitts wird im Bereich der Fußradien die Oberfläche der Zahnräder durch Prägepolieren verfestigt. Gemäß Abb. 3 werden hierzu die fertig geschnittenen Zahnräder i, zweckmäßig zu mehreren unmittelbar hintereinander, auf einen Dorn 2 gespannt. Oberhalb der Zahnräder i ist ein Druckrollenpaar 3 angeordnet, dessen Scheibenrollen im Abstand der äußeren Fußradien zweier benachbarter Zahnlücken stehen. Durch diese paarweise Anordnung der Druckrollen ist das aus dein Andruck entstehende Drehmoment um die Zahnradachse bzw. den Aufspanndorn 2 ausgeglichen. Zur Verfestigung des \\'erkstoffs im Bereich der Fußradien werden die Druckrollen 3 mehrmals unter hubweise gesteigertem Druck über die Zahnbreite hin und her bewegt.
Es kann sich empfehlen, an Stelle der Druckrollen 3 die Zahnräder i mit dem Aufspanndorn 2 die Hinundlierbewegung ausführen zu lassen und die Rollen 3 lediglich einem laufend am Hubende nachgestellten Andruck zu unterwerfen. Insbesondere kann die Längsbe,#vegung den Zahnrädern i zugeteilt werden, wenn mehrere, vorzugsweise drei Druckrollenpaare 3 über den Umfang der Zahnräder verteilt und mehrere Zahnräder i gleicher Form dicht hintereinander auf dein Aufspanndorn 2 angeordnet werden. Die drei Druckrollenpaare werden dann vorteilhaft einer Vorschubverstellung in der Art eines Dreibackenfutters für einen gleichmäßigen Andruck unterworfen.
Um eine Oberflächenverfestigung über den gesamten Umfang der Fußradien zu gewährleisten, kann man Vorkehrungen treffen, um die Zahnräder nach einem oder mehreren Arbeitshüben in geringem Winkelmaß zti schNvenken, so daß eine flächenmäßig breite, nicht bloß gewissermaßen linienhaft beschränkte Verfestigung und Oberflächenglätte über die Fußradien erhalten wird.
Durch die Verfestigung des Werkstoffs in den Fußradien wird eine Vorspannung an diesen Stellen erreicht, die der aus der Biegebeanspruchung resultierenden Spannung entgegenwirkt und die Beanspruchung an diesen Stellen wesentlich herabsetzt. Auch ist, wie Fig. d erkennen läßt, durch die verfestigte Zone .I das Einsetzen einer Rißbildung an der gefährlichen Querschnittstelle erschwert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erhöhung der Biegebelastbarkeit von Zahnrädern, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne in den Fußradien einer Verfestigung durch Prägepolieren unterworfen werden.
2. Vorrichtung zur Zahnverstärkung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch zwei Druckscheibenrollen, die unter einstellbarem Andruck mehrmals über die Fuß radienpaare in Zahnbreite hin- und zurückführbar sind und deren Abstand durch die Entfernung der einander zugekehrten Fußradien zweier benachbarter oder weiter entfernter Zahnlücken gegeben ist.