Beschreibung description
Titel title
Geräuschoptimierte Verzahnung Stand der Technik Noise-optimized gearing state of the art
DE 10 2008 042 434.5 betrifft ein Reduziergetriebe sowie eine Startervorrichtung für eine Brennkraftmaschine. Mittels des Reduziergetriebes erfolgt eine drehzahlreduzierende Kopplung zwischen einer Antriebswelle und einer DE 10 2008 042 434.5 relates to a reduction gear and a starter device for an internal combustion engine. By means of the reduction gear is a speed-reducing coupling between a drive shaft and a
Abtriebswelle mittels mindestens zweier Zahnräder, die miteinander in Eingriff stehen. Die Zahnräder sind gerade verzahnt ausgebildet, wobei die Verzahnung zwischen diesen als Hochverzahnung ausgebildet ist. Die Ausbildung der Verzahnung als Hochverzahnung ermöglicht es, die Überdeckung der miteinander in Eingriff stehenden verzahnten Bauteil deutlich zu erhöhen. Eine Hochverzahnung ist eine Verzahnung, bei der die Überdeckung der VerzahnungOutput shaft by means of at least two gears which are engaged with each other. The gears are formed straight toothed, the toothing between them is designed as a high toothing. The formation of the toothing as a high toothing makes it possible to significantly increase the overlap of the mutually engaged toothed component. A high toothing is a toothing in which the overlap of the toothing
> 2,0 ist, indem ein Normaleingriffswinkel reduziert wird und bevorzugt kleiner als 20° gehalten wird. Bei der Auslegung der Verzahnung als Hochverzahnung ergeben sich steilere Flanken, eine größere Profilüberdeckung sowie geringere auftretende Radialkräfte, die auf die Lagerung der miteinander kämmenden Zahnräder wirken. Die Hochverzahnung ist im Vergleich zur herkömmlichen> 2.0 is by reducing a normal engagement angle and preferably keeping it less than 20 °. In the design of the teeth as a high toothing steeper flanks, a larger profile coverage and lower occurring radial forces, which act on the storage of intermeshing gears. The high toothing is compared to the conventional one
Verzahnungsgeometrie unempfindlicher gegen Achsabstandsabweichungen sowie Rundlauffehler, des Weiteren wird die Laufruhe verbessert. Im Vergleich zu einer Doppelschrägverzahnung, die auch als Pfeilverzahnung bezeichnet wird, hat eine Hochverzahnung den Vorteil, dass die eingesetzten Gearing geometry less sensitive to axial distance deviations and concentricity errors, also the smoothness is improved. Compared to a double helical gearing, which is also referred to as a helical gearing, a high gearing has the advantage that the used
geradverzahnten Zahnräder mittels herkömmlicher Fertigungsprozesse herstellbar sind und somit bestehende Montageprozesse beibehalten werden können. straight toothed gears can be produced by means of conventional manufacturing processes and thus existing assembly processes can be maintained.
Häufig werden für die drehzahlreduzierende Verzahnung aus Ritzel und Frequently are for the speed-reducing teeth of pinion and
Zahnkranz Zahnräder verwendet, die eine herkömmliche Verzahnung aufweisen.
Dies hat den Nachteil, dass während des Betriebes Schwingungen angeregt werden, die die akustischen Eigenschaften der Verzahnung aus Andrehritzel und Zahnkranz verschlechtern. Dadurch entstehende Geräusche können mitunter vergleichsweise laut und damit störend sein. Sprocket used gears that have a conventional toothing. This has the disadvantage that vibrations are excited during operation, which worsen the acoustic properties of the teeth of starter pinion and ring gear. The resulting noise can sometimes be relatively loud and thus annoying.
Um die Entstehung solcher Schwingungen zu vermeiden, wird zum Beispiel eine Geradverzahnung mit einem geringeren Übersetzungsverhältnis vorgesehen. Diese Maßnahme verbessert die Eingriffsverhältnisse und reduziert die To avoid the occurrence of such vibrations, for example, a spur gear is provided with a lower gear ratio. This measure improves the engagement conditions and reduces the
Entstehung von Schwingungen und den damit einhergehenden Geräuschpegel. Dadurch werden die akustischen Eigenschaften verbessert. Die Reduzierung desGeneration of vibrations and the associated noise level. This improves the acoustic properties. The reduction of the
Übersetzungsverhältnisses bedeutet jedoch auch, dass die Dynamik der Startvorrichtung verändert wird, so dass Startvorgänge bei extrem niedrigen Temperaturen beeinträchtigt sein können. Dies wiederum hat zur Folge, dass Anforderungen des Kundenlastenheftes nicht mehr erfüllt werden können bzw. eine Anpassung der Anforderungen in Betracht gezogen werden muss. However, gear ratio also means that the dynamics of the starting device is changed, so that starting operations at extremely low temperatures can be affected. This in turn has the consequence that requirements of the customer's liability booklet can no longer be met or an adaptation of the requirements must be taken into account.
Ferner wird, um die Entstehung dieser Schwingungen zu reduzieren, eine Schrägverzahnung zwischen den miteinander kämmenden Zahnpartnern, Andrehritzel und Zahnkranz vorgesehen. Diese Maßnahme verbessert die Eingriffsverhältnisse und verhindert das Entstehen von Schwingungen und den damit einhergehenden Geräuschpegel. Dadurch werden die akustischen Further, in order to reduce the generation of these vibrations, helical toothing is provided between the intermeshing tooth partners, starting pinion and ring gear. This measure improves the engagement conditions and prevents the occurrence of vibrations and the associated noise level. This will cause the acoustic
Eigenschaften verbessert. Die Ausbildung einer Schrägverzahnung bedeutet jedoch, dass axiale Schubkräfte auf die Zahnräder wirken, die die Improved properties. The formation of a helical toothing, however, means that axial thrust forces act on the gears that the
Schrägverzahnung aufweisen. Dies wiederum hat zur Folge, dass in Have helical teeth. This in turn means that in
Abhängigkeit von den entstehenden Schubkräften eine entsprechende Lagerung der Zahnräder bzw. der die Zahnräder aufnehmenden Wellen vorgesehen sein muss. Auch muss die Steifigkeit des Gehäuses unter Berücksichtigung der auftretenden Schubkräfte dementsprechend ausgelegt sein. Dies führt zu einer aufwändigen Konzeption des Gehäuses, welches nunmehr die bei der Depending on the resulting thrust forces a corresponding bearing of the gears or the gears receiving waves must be provided. Also, the stiffness of the housing must be designed accordingly taking into account the thrust forces occurring. This leads to a complex design of the housing, which is now in the
Verwendung von Schrägverzahnungen auftretenden Axialkräfte abfangen muss.Use of helical gears must intercept occurring axial forces.
Damit einher geht eine erhebliche Kostensteigerung. Des Weiteren liegt an den Zahnrädern, die eine Schrägverzahnung aufweisen, eine höhere Reibung vor, so dass der Wirkungsgrad der Verzahnung aus Andrehritzel und Zahnkranz verschlechtert wird und damit die Leistung des Anlassers reduziert wird. Dies bedeutet, dass die Startfähigkeit der Startervorrichtung bzw. von dessen
Elektroantrieb reduziert ist. Um dies auszugleichen, wäre die Leistung des Elektromotors zu erhöhen, um die notwendige Startfähigkeit unter allen auftretenden Betriebsbedingungen sicherzustellen. Dies hat zur Folge, dass der Verschleiß des Elektromotors zunimmt, insbesondere der Verschleiß des Kommutierungssystems, so dass die Lebensdauer des Elektromotors reduziert wird. Dem vorteilhaften Schwingungsverhalten der Schrägverzahnung steht eine Verschlechterung des Wirkungsgrades und die aufwändigere Konstruktion gegenüber. Offenbarung der Erfindung This is accompanied by a significant increase in costs. Furthermore, there is a higher friction on the gears, which have a helical toothing, so that the efficiency of the teeth of the starter pinion and ring gear is deteriorated and thus the performance of the starter is reduced. This means that the starting ability of the starter device or of its Electric drive is reduced. To compensate for this, the power of the electric motor would have to be increased to ensure the necessary starting capability under all operating conditions. This has the consequence that the wear of the electric motor increases, in particular the wear of the commutation, so that the life of the electric motor is reduced. The advantageous vibration behavior of the helical gearing is offset by a deterioration of the efficiency and the more complex construction. Disclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird eine Verzahnung zwischen zwei miteinander kämmenden Zahnrädern, insbesondere eines Andrehritzels, einer Startervorrichtung und eines Zahnkranzes einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, durch die das Geräuschniveau und das Schwingungsverhalten der Verzahnung ausAccording to the invention a toothing between two meshing gears, in particular a Andrehritzels, a starter device and a ring gear of an internal combustion engine is proposed, characterized by the noise level and the vibration behavior of the toothing
Andrehritzel und Zahnkranz erheblich verbessert ist. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird der hohe Wirkungsgrad einer herkömmlichen Geradverzahnung im Wesentlichen beibehalten. Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, wird die Verzahnung zwischen den Andrehritzel and ring gear is significantly improved. By the proposed solution according to the invention, the high efficiency of a conventional spur toothing is substantially maintained. Following the solution proposed by the invention, the toothing between the
miteinander kämmenden Zahnrädern als Hochverzahnung ausgebildet, die dasmeshing gears designed as a high toothing, the
Einspuren der Zahnräder ineinander erleichtert. An mindestens einem der miteinander kämmenden Räder ist eine asymmetrische Geometrie des Traces of the gears are facilitated. At least one of the intermeshing wheels is an asymmetric geometry of
Verzahnungsprofiles vorgesehen, welche sich zumindest über einen Teil der axialen Länge der Verzahnung erstreckt. Gear profiles provided, which extends at least over part of the axial length of the toothing.
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann einerseits eine kompakte Bauweise und andererseits eine erheblich erhöhte Lebensdauer bei einer kostengünstigen Gestaltung der Verzahnung aus Andrehritzel und The proposed solution according to the invention, on the one hand, a compact design and on the other hand, a significantly increased life in a cost-effective design of the teeth of starter pinion and
Zahnkranz erreicht werden. Die miteinander kämmende Paarung aus Sprocket can be achieved. The mating pairing off
Andrehritzel und Zahnkranz ist mit einer optimierten Verzahnung versehen, die ein Sonderprofil aufweist, um den Geräuschpegel während eines Startvorgangs der Verbrennungskraftmaschine bei miteinander kämmendem Zahnkranz der Verbrennungskraftmaschine und Andrehritzel der Startvorrichtung zu reduzieren. Die optimierte Auslegung der Paarung Andrehritzel und Zahnkranz hat den Vorteil, dass durch die optimierte Verzahnung der Betrieb deutlich in akustischer
Weise optimiert ist, d.h. insgesamt der auftretende Geräuschpegel erheblich absinkt. Darüber hinaus ist eine kompakte und kostensparende Konstruktion möglich. Die Kostenersparnis wird insbesondere dadurch erreicht, dass nach wie vor eine Geradverzahnung Verwendung findet. Dadurch können Axialkräfte vermieden werden, die andernfalls über bauliche Maßnahmen der Lager und des Gehäuses der Startvorrichtung aufgefangen werden müssten. Die Lagerung der Antriebs- und der Kurbelwelle bzw. der Zahnräder kann der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend derart ausgelegt werden, dass keine oder lediglich geringe axiale Kräfte aufzufangen sind. Die Verbesserung der akustischen Eigenschaften wird dadurch erreicht, dass die Verzahnung als Hochverzahnung ausgelegt ist. Dies erlaubt eine Steigerung der Starter pinion and ring gear is provided with an optimized toothing, which has a special profile to reduce the noise level during a starting operation of the internal combustion engine with meshing sprocket of the internal combustion engine and Andrehritzel the starting device. The optimized design of the pairing starter pinion and ring gear has the advantage that the optimized toothing significantly improves the operation in acoustic Way is optimized, ie overall, the noise level drops significantly. In addition, a compact and cost-saving design is possible. The cost savings are achieved in particular by the fact that a spur toothing is still used. As a result, axial forces can be avoided, which would otherwise have to be absorbed by structural measures of the bearing and the housing of the starting device. The storage of the drive and the crankshaft or the gears can be designed following the solution proposed according to the invention such that no or only small axial forces are to be absorbed. The improvement of the acoustic properties is achieved in that the toothing is designed as a high toothing. This allows an increase in
Profilüberdeckung der miteinander kämmenden Zahnräder, was ein verbessertes Geräusch- und Schwingungsverhalten zur Folge hat. Das verringerte Profile coverage of the intermeshing gears, resulting in improved noise and vibration behavior. That reduced
Schwingungsniveau wirkt sich positiv auch auf die Lebensdauer der optimierten Verzahnung zwischen Andrehritzel und Zahnkranz aus. Vibration level also has a positive effect on the service life of the optimized toothing between starter pinion and ring gear.
Unter geräuschoptimierter Hochverzahnung wird im vorliegenden Falle eine Verzahnung verstanden, bei der die Überdeckung der Verzahnung erhöht ist, indem der Normaleingriffswinkel reduziert wird und die Geometrie eines In the present case, noise-optimized high-toothing is understood as meaning a toothing in which the overlapping of the toothing is increased by reducing the normal-engagement angle and reducing the geometry of a tooth
Zahnkopfes eine Rücknahme des Zahnkopfprofils aufweist. Des Weiteren ist die Hochverzahnung derart ausgebildet, dass im Bereich des Zahnfußes eine Verstärkung des Zahnfußprofils dargestellt ist. Dadurch ergeben sich steilere Flanken, eine größere Profilüberdeckung und geringere Radialkräfte, die auf die Lagerung der Zahnräder wirken. Des Weiteren wird durch die Rücknahme des Zahn köpf profils eine Verringerung von ein Geräusch verursachenden Tooth head has a withdrawal of the tooth head profile. Furthermore, the high-toothing is designed such that in the region of the tooth root, a reinforcement of the Zahnfußprofils is shown. This results in steeper flanks, a larger profile coverage and lower radial forces acting on the bearing of the gears. Furthermore, by the withdrawal of the tooth head profile causing a reduction of a noise
Eintrittsstößen beim Eingriffsbeginn der miteinander kämmenden Zahnräder im Idealfall verhindert bzw. erheblich reduziert. Die Verstärkung des Zahnfußprofils erhöht die Steifigkeit der Zähne, was ebenfalls zu einer wesentlichen Senkung des auftretenden Geräuschpegels beiträgt. Die das Sonderprofil darstellende Hochverzahnung ist im Vergleich zu einer herkömmlichen Zahngeometrie wesentlich unempfindlicher gegen Achsabstandsabweichungen sowie Ideally, entry collisions at the start of engagement of the intermeshing gears prevented or significantly reduced. The reinforcement of the Zahnfußprofils increases the stiffness of the teeth, which also contributes to a significant reduction in the noise level occurring. The special profile performing high-gearing is significantly less sensitive to axial spacing deviations compared to a conventional tooth geometry
Rundlauffehler; des Weiteren ist die Laufruhe der miteinander kämmenden Zahnräder erheblich verbessert.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Hochverzahnung weist diese eine effektive Mindestprofilüberdeckung von etwa 1 oder größer als 1 zwischen dem Runout; Furthermore, the smoothness of the meshing gears is significantly improved. In an advantageous embodiment of the high toothing, this has an effective minimum profile coverage of about 1 or greater than 1 between the
Andrehritzel und dem Zahnkranz auf. Die Zahnhöhe ist so auszulegen, dass der unkorrigierte Evolventenbereich eine effektive Mindestprofilüberdeckung von > 1 zwischen Andrehritzel und Zahnkranz erreicht. Diese Bedingung ist dann erfüllt, wenn der Formkreisdurchmesser dFa so gewählt wird, dass die Eingriffsstrecke ga der Beziehung ga = 1 * pet gehorcht, wobei pet die (Stirn-)Eingriffsteilung bezeichnet. Die Profilüberdeckung ea stellt das Verhältnis der Eingriffsstrecke ga zur Stirneingriffsteilung pet dar. Die Stirneingriffsteilung pet = mt * π * cosat ist der Abstand zweier Rechts- oder Linksflanken auf der Eingriffslinie. Mit diesenAndrehritzel and the sprocket on. The tooth height should be designed so that the uncorrected involute area achieves an effective minimum profile coverage of> 1 between the starter gear and the ring gear. This condition is fulfilled when the circle diameter d Fa is chosen such that the engagement line g a obeys the relationship g a = 1 * p et , where p e t denotes the (front) engagement pitch. The profile coverage e a represents the ratio of the engagement distance g a to the preoperative pitch p et . The prone engagement pitch p et = m t * π * cosa t is the distance between two right or left edges on the engagement line. With these
Eingriffen an der Verzahnung kann auch eine Tragfähigkeitsoptimierung der Verzahnung realisiert werden. Interference on the teeth can also be realized a load capacity optimization of the toothing.
Durch die oben geschilderten Maßnahmen werden die Anforderungen an das einerseits optimale Geräusch- und Schwingungsverhalten, andererseits an eine ausreichende Festigkeit der miteinander kämmenden Zahnräder erfüllt. Die Erhöhung der Profilüberdeckung erfolgt unter anderem durch die Verwendung eines verkleinerten Moduls für eine bestimmte Übersetzung am Zahnradpaar, das durch folgende Auslegung zu ermitteln ist: By the measures described above, the requirements are met on the one hand optimal noise and vibration behavior, on the other hand to a sufficient strength of the meshing gears. The increase of the profile overlap occurs, among other things, through the use of a reduced module for a specific gear ratio on the gear pair, which is to be determined by the following design:
Das verwendete Modul muss festigkeitsgerecht ausgewählt werden, damit die Tragfähigkeit im Bereich der Zahnfüße der Verzahnung gegeben ist. Das minimal verwendbare Modul liegt erfahrungsgemäß bei 1 ,0 mm. Dieser Wert ist jedoch nur als Anhaltswert zu verstehen, da durch Verwendung verbesserter Materialien gegebenenfalls auch ein geringeres Modul möglich sein kann. The module used must be selected according to strength, so that the load capacity is given in the area of the teeth of the toothing. The minimum usable module is according to experience at 1, 0 mm. However, this value is to be understood only as an indicative value since, if necessary, a lower modulus can also be possible by using improved materials.
In Weiterbildung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung weist die Hochverzahnung einen Normaleingriffswinkel von 10° bis 35°, bevorzugt etwa 15° oder etwa 25° auf. Durch die Reduzierung des Normaleingriffswinkels der Hochverzahnung ergeben sich steilere Flanken, eine größere Profilüberdeckung sowie geringere auftretende Radialkräfte. Damit ist die Hochverzahnung im Vergleich zu einer herkömmlichen Geometrie unempfindlicher gegenüber Achsabstandsabweichungen und Rundlauffehlern, auch die Laufruhe wird verbessert. Bei spanlos gefertigten Verzahnungen kann der Eingriffswinkel bis auf etwa 10° reduziert werden, insbesondere wenn die Profilüberdeckung > 1 ,0
ist. Wird die Verzahnung abwälzgefräst, so kann der Eingriffswinkel In a further development of the solution proposed according to the invention, the high-toothing has a normal engagement angle of 10 ° to 35 °, preferably about 15 ° or about 25 °. The reduction of the normal engagement angle of the high gear results in steeper flanks, greater profile coverage and lower radial forces. Thus, the high-toothing compared to a conventional geometry is less sensitive to axial spacing deviations and concentricity errors, even the smoothness is improved. In the case of non-cutting toothings, the pressure angle can be reduced to approximately 10 °, in particular if the profile coverage is> 1, 0 is. If the toothing is hobbed off, the pressure angle can change
beispielsweise bis auf 15° reduziert werden. Durch geeignete Maßnahmen, beispielsweise zur Erhöhung der Festigkeit durch Auswahl eines anderen Materials, lassen sich auch normale Eingriffswinkel von < 10° erreichen. For example, be reduced to 15 °. By appropriate measures, for example, to increase the strength by selecting a different material, and normal pressure angle of <10 ° can be achieved.
Eine vorteilhafte Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist dadurch gegeben, dass die Zahnfüße der Hochverzahnung eine von einer Trochoidenform abweichende Form aufweisen. Der Zahnfußradius der Verzahnung wird durch die Verwendung eines kleineren Moduls verringert. Die Zahnfußform wird zur Verbesserung der Zahnfußfestigkeit anstelle einer herkömmlichen Verrundung des Zahnfußes vorteilhafterweise durch eine korrigierte Zahnfußverrundung ersetzt. Die optimierte Zahnfußform weicht von der bisher ausgebildeten Trochoidenform ab. An advantageous embodiment of the proposed solution according to the invention is given by the fact that the toothed feet of the high-toothing have a shape deviating from a Trochoidenform. The tooth root radius of the toothing is reduced by the use of a smaller module. The Zahnfußform is advantageously replaced by a corrected Zahnfußverrundung to improve the Zahnfußfestigkeit instead of a conventional rounding of the tooth root. The optimized Zahnfußform deviates from the previously formed Trochoidenform.
In Weiterbildung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist vorgesehen, dass die Zahnköpfe der Hochverzahnung einen modifizierten Kopfbereich aufweisen. Im Zahnkopfbereich kann die Flanke beispielsweise durch eine an das verwendete Modul angepasste, leichte Kopfrundung ausgebildet sein. In a further development of the solution proposed according to the invention, it is provided that the tooth heads of the high toothing have a modified head region. In the region of the tooth tip, the flank can be formed, for example, by means of a slight head rounding adapted to the module used.
Alternativ dazu kann eine Kopfrücknahme vorgesehen werden. Die Alternatively, a head cancellation may be provided. The
Kopfrücknahme wird durch drei tangential zueinander verlaufende Radien, die unterschiedlich sind, dargestellt, die jeweils Zahnflanke und Zahnkopf miteinander verbinden. Diese letzte Maßnahme ermöglich einen stoßfreien Einlauf von kraftübertragenden Zahnflanken, so dass der Verschleiß Head return is represented by three mutually tangential radii, which are different, connecting each tooth flank and tooth head together. This last measure allows a shock-free inlet of force-transmitting tooth flanks, so that the wear
herabgesetzt wird und der Geräuschpegel vermindert wird. is lowered and the noise level is reduced.
Des Weiteren kann in vorteilhafter Weise die erfindungsgemäß vorgeschlagene Hochverzahnung mittels eines herkömmlichen Fertigungsprozesses hergestellt werden. Es sind keine zusätzlichen Fertigungsschritte vorzunehmen, so dass die Verzahnung relativ kostengünstig hergestellt werden kann. Furthermore, advantageously, the inventively proposed high-toothing can be produced by means of a conventional manufacturing process. There are no additional manufacturing steps to make so that the teeth can be made relatively inexpensive.
In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist der Abtriebswelle der Startervorrichtung ein Freilauf zugeordnet. Über den Freilauf kann verhindert werden, dass die schon gestartete Brennkraftmaschine die Antriebswelle des Reduziergetriebes mit einer hohen Drehzahl beaufschlagt und somit beispielsweise ein über diesen angeschlossenen Elektromotor
beschädigt. Durch den Freilauf wird eine einseitige Drehmomentübertragung realisiert, so dass das Drehmoment lediglich von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle übertragen werden kann und nicht in umgekehrter Richtung. In an advantageous embodiment of the invention proposed solution, the output shaft of the starter device is associated with a freewheel. About the freewheel can be prevented that the already started internal combustion engine applied to the drive shaft of the reducer with a high speed and thus, for example, a connected via this electric motor damaged. By the freewheel unilateral torque transmission is realized, so that the torque can be transmitted only from the drive shaft to the output shaft and not in the reverse direction.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend wirkt die Following the solution proposed according to the invention, the following acts
Hochverzahnung mit einer am Verzahnungsprofil asymmetrischen Geometrie, die zumindest über eine eingeschränkte Länge der Verzahnung verläuft, zusammen. Die asymmetrische Geometrie des Verzahnungsprofils kann sowohl im stirnseitigen Bereich des Zahnkranzes der Verbrennungskraftmaschine als auch im stirnseitigen Bereich des in den Zahnkranz der High toothing with an asymmetric geometry on the tooth profile, which runs at least over a limited length of the toothing together. The asymmetric geometry of the tooth profile can both in the frontal region of the ring gear of the internal combustion engine as well as in the frontal region of the sprocket of the
Verbrennungskraftmaschine in axiale Richtung einzuspurenden Andrehritzels der Startervorrichtung ausgeführt sein. Im Rahmen der asymmetrischen Geometrie des Verzahnungsprofils wird die Verzahnung derart gestaltet, dass die Zahndicke entweder des Andrehritzels oder des Zahnkranzes der Internal combustion engine to be inserted in the axial direction Andrehritzels the starter device be executed. As part of the asymmetric geometry of the tooth profile, the toothing is designed such that the tooth thickness of either the Andrehritzels or the ring gear of
Verbrennungskraftmaschine über eine bestimmte Zahnbreite, ausgehend von der vorderen Stirnseite des jeweiligen Zahnrades, lediglich einseitig, d.h. Internal combustion engine over a certain tooth width, starting from the front end side of the respective gear, only one-sided, i.
asymmetrisch, reduziert wird, und auf diesem mit reduzierter Zahndicke ausgebildeten Bereich ein angestrebtes Verdrehflankenspiel einen Wert von zum Beispiel 0,3 mm annimmt. Demzufolge ermöglicht diese Gestaltung, dass die übliche Zahnbreite, bei der die Zahndicke nicht reduziert ist, mit einem deutlich geringeren Flankenspiel ausgelegt werden kann. Durch die Kombination dieser beiden Maßnahmen wird zum einen das Einspuren des Andrehritzels in den Zahnkranz abgesichert und zum anderen das Geräuschniveau der miteinander kämmenden Verzahnung spürbar abgesenkt. Die Reduzierung der Zahndicke zur Darstellung einer asymmetrischen Geometrie des Verzahnungsprofils kann unabhängig von der Drehrichtung der Startervorrichtung auf den rechten oder den linken jeweiligen Zahnflanken der miteinander kämmenden Zähne der Verzahnung erfolgen. Bei der Auslegung der asymmetrischen Verzahnung ist zu berücksichtigen, dass die Sicherheit zur Flankenpressung und zur is asymmetrically reduced, and on this reduced tooth thickness region, a desired backlash assumes a value of, for example, 0.3 mm. Consequently, this design allows the usual tooth width, in which the tooth thickness is not reduced, can be designed with a much lower backlash. By combining these two measures, on the one hand, the meshing of the starting pinion in the sprocket is secured and, on the other hand, the noise level of the meshing teeth is noticeably lowered. The reduction of the tooth thickness to represent an asymmetrical geometry of the tooth profile can be done regardless of the direction of rotation of the starter device on the right or the left respective tooth flanks of the intermeshing teeth of the toothing. When designing the asymmetrical gearing, it must be taken into account that the safety for flank compression and for
Zahnfußspannung sowohl auf dem Bereich der reduzierten Zahndicke als auch auf dem in normaler Zahndicke ausgestalteten Bereich eingehalten werden. Hinsichtlich der Auslegung einer asymmetrischen Verzahnung sollte wie folgt vorgegangen werden:
Bei der Auslegung einer geräuschoptimierten Geradverzahnung wird eine Reduzierung des Verdrehflankenspiels angestrebt. Zugleich soll zur Absicherung des Einspurens des Andrehritzels in die Außenverzahnung des Zahnkranzes der Verbrennungskraftmaschine ein Mindestverdrehflankenspiel von 0,3 mm eingehalten werden. Bei der Auslegung der Verzahnung sollte wie folgt verfahren werden: Tooth root stress can be maintained both in the range of reduced tooth thickness and on the configured in normal tooth thickness range. As regards the design of asymmetric gearing, the procedure should be as follows: When designing a noise-optimized spur gear, a reduction of the backlash is sought. At the same time, a minimum backlash of 0.3 mm should be maintained to secure the meshing of the Andrehritzels in the outer teeth of the ring gear of the internal combustion engine. When designing the gearing, proceed as follows:
1 . In einem ersten Auslegungsschritt wird eine optimierte 1 . In a first design step, an optimized
Verzahnungsgeometrie ausgelegt, die sicherstellt, dass eine angegebene Mindestfuß- und eine Mindestflankensicherheit eingehalten wird. Das bei der optimierten Verzahnungsgeometrie vorliegende Verdrehflankenspiel darf unterhalb 0,3 mm liegen. Gear geometry designed to ensure that a specified minimum foot and a minimum edge safety is maintained. The backlash present in the optimized gearing geometry may be less than 0.3 mm.
2. In einem zweiten Auslegungsschritt wird eine aus der optimierten 2. In a second design step, one of the optimized
Verzahnungsgeometrie gemäß dem ersten Schritt abgeleitete Gear geometry derived according to the first step
Verzahnungsgeometrie mit reduzierter Zahnbreite zum Erreichen des geforderten Verdrehflankenspiels von 0,3 mm abgeleitet. Dabei ist Gearing geometry with reduced tooth width derived to achieve the required backlash of 0.3 mm. It is
sicherzustellen, dass der gleiche Zahnfußradius wie bei der im ersten Make sure the same tooth root radius as the one in the first
Verfahrensschritt optimierten Verzahnungsgeometrie verwendet wird. Die Reduzierung der Zahnbreite kann durch das Einstellen eines kleineren Process step optimized gearing geometry is used. The reduction of the tooth width can be achieved by setting a smaller one
Profilverschiebungsfaktors zum Beispiel am Andrehritzel vorgenommen werden, der Kopfkreisdurchmesser ist beizubehalten. Profile displacement factor, for example, be made at the starter pinion, the tip diameter is to be maintained.
3. In einem dritten Auslegungsschritt wird bewertet, ob die angegebene Mindestfußsicherheit nach dem zweiten Auslegungsschritt eingehalten ist. 3. In a third design step, it is assessed whether the specified minimum foot safety is complied with after the second design step.
Entspricht die Mindestfußsicherheit der Verzahnungsgeometrie gemäß dem zweiten Auslegungsschritt der Fußsicherheit einer Referenzverzahnung, so wird die optimierte Verzahnungsgeometrie gemäß dem ersten Auslegungsschritt zugelassen. Falls dies nicht zutrifft, sollte bei der optimierten Verzahnung gemäß dem ersten Auslegungsschritt eine Modulerhöhung vorgenommen werden und der Vorgang gemäß dem zweiten Auslegungsschritt und dem dritten If the minimum foot safety of the tooth geometry corresponds to the second safety step of a reference toothing according to the second design step, then the optimized tooth geometry is permitted according to the first design step. If this is not the case, in the optimized gearing according to the first design step, a module increase should be made and the process according to the second design step and the third
Auslegungsschritt, d.h. der Bewertung, wiederholt werden. Designing step, i. the evaluation, be repeated.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher erläutert. Short description of the drawing The invention will be explained in more detail below with reference to the examples shown in the drawings.
eine Startervorrichtung einer Brennkraftmaschine mit einer Paarung aus miteinander kämmenden Verzahnungen von Andrehritzel und Zahnkranz, eine Seitenansicht einer Verzahnungspaarung aus Andrehritzel und Zahnkranz mit geräuschoptimierter Hochverzahnung, a starter device of an internal combustion engine with a pair of intermeshing toothings of starter pinion and ring gear, a side view of a toothing pair of starter pinion and ring gear with noise-optimized high-gearing,
Figur 3 eine Seitenansicht der geräuschoptimierten Hochverzahnung und Figure 3 is a side view of the noise-optimized high gear and
Figur 4 eine Ansicht einer asymmetrisch ausgebildeten Figure 4 is a view of an asymmetrical design
Verzahnungsgeometrie an einer Stirnseite eines Andrehritzels einer Startervorrichtung oder eines Zahnkranzes einer Gearing geometry on an end face of a starter pinion of a starter device or a ring gear of a
Verbrennungskraftmaschine. Internal combustion engine.
Ausführungsvarianten variants
Figur 1 zeigt eine Startervorrichtung 10 in einem Längsschnitt. Die FIG. 1 shows a starter device 10 in a longitudinal section. The
Startervorrichtung 10 weist beispielsweise einen Startermotor 13 und einenStarter device 10 includes, for example, a starter motor 13 and a
Vorspuraktuator 16 (zum Beispiel Relais, Starterrelais) auf. Der Startermotor 13 und der elektrische Vorspuraktuator 16 sind an einem gemeinsamen Vorspuraktuator 16 (for example, relay, starter relay) on. The starter motor 13 and the electric Vorspuraktuator 16 are connected to a common
Antriebslagerschild 19 befestigt. Der Startermotor 13 dient funktionell dazu, ein Andrehritzel 22 anzutreiben, wenn es in einen Zahnkranz 25 einer in Figur 1 nicht dargestellten Brennkraftmaschine eingespurt ist. Der Startermotor 13 weist alsDrive end plate 19 attached. The starter motor 13 functions to drive a starting pinion 22 when it is meshed with a ring gear 25 of an internal combustion engine not shown in FIG. The starter motor 13 has as
Gehäuse ein Polrohr 28 auf, das an seinem Innenumfang Polschuhe 31 trägt, die jeweils von einer Erregerwicklung 34 umwickelt sind. Für Starter kleiner Housing a pole tube 28 which carries on its inner circumference pole pieces 31, which are each wrapped by a field winding 34. For starters smaller
Leistungsklassen sind hier anstelle der Polschuhe 31 und Erregerwicklung 34 auch Permanentmagnete denkbar. Die Polschuhe 31 umgehen wiederum einen Anker 37, der ein aus Lamellen 40 aufgebautes Ankerpaket 43 und eine in Nuten
46 angeordnete Ankerwicklung 49 aufweist. Das Ankerpaket 43 ist auf eine Antriebswelle 44 aufgepresst. An den dem Andrehritzel 22 abgewandten Ende der Antriebswelle 13 ist ein Kommutator 52 angebracht, der unter anderem aus einzelnen Kommutatorlamellen 55 aufgebaut ist. Die Kommutatorlamellen 55 sind in bekannter Weise mit der Ankerwicklung 49 derartig elektrisch verbunden, dass sich bei Bestromung der Kommutatorlamellen 55 durch Kohlebürsten 58 eine Drehbewegung des Ankers 37 im Polrohr 28 ergibt. Eine zwischen dem elektrischen Antrieb 16 und dem Startermotor 13 angeordnete Stromzufuhr 61 versorgt im Einschaltzustand sowohl die Kohlebürsten 58 als auch die Power classes are here, instead of the pole piece 31 and field winding 34 and permanent magnets conceivable. The pole shoes 31 in turn bypass an armature 37, which has a built-up of lamellae 40 anchor packet 43 and in grooves 46 arranged armature winding 49 has. The armature package 43 is pressed onto a drive shaft 44. At the end of the drive shaft 13 facing away from the starting pinion 22, a commutator 52 is mounted, which among other things is made up of individual commutator bars 55. The commutator bars 55 are so electrically connected in a known manner with the armature winding 49, that upon energization of the commutator fins 55 by carbon brushes 58, a rotational movement of the armature 37 in the pole tube 28 results. A arranged between the electric drive 16 and the starter motor 13 power supply 61 supplies in the on state, both the carbon brushes 58 and the
Erregerwicklung 34 mit Strom. Die Antriebswelle 44 ist kommutatorseitig mit einem Wellenzapfen 64 in einem Gleitlager 67 abgestützt, welches wiederum in einem Kommutatorlagerdeckel 70 ortsfest gehalten ist. Der Excitation winding 34 with power. The drive shaft 44 is commutator side supported with a shaft journal 64 in a sliding bearing 67, which in turn is held stationary in a Kommutatorlagerdeckel 70. Of the
Kommutatorlagerdeckel 70 wiederum wird mittels Zugankern 73, die über den Umfang des Polrohrs 28 verteilt angeordnet sind, so zum Beispiel Schrauben, beispielsweise zwei, drei oder vier Stück, im Antriebslagerschild 19 befestigt. Es stützt sich dabei das Polrohr 28 am Antriebslagerschild 19 ab und der Commutator bearing cap 70 in turn is fastened by means of tie rods 73, which are distributed over the circumference of the pole tube 28, so for example screws, for example two, three or four pieces, in the drive end plate 19. It supports the pole tube 28 on the drive end plate 19 and the
Kommutatorlagerdeckel 70 am Polrohr 28. Commutator bearing cap 70 on the pole tube 28.
In Antriebsrichtung schließt sich an den Anker 37 der Startervorrichtung 10 ein Sonnenrad 80 an, das Teil eines Umlaufgetriebes, wie zum Beispiel einesIn the drive direction, a sun gear 80 connects to the armature 37 of the starter device 10, the part of a planetary gear, such as a
Planetengetriebes 83, ist. Das Sonnenrad 80 ist von mehreren Planetenrädern 86 umgeben, üblicherweise drei Planetenräder 86, die mittels Wälzlagern 89 oder auch Gleitlagern auf Achszapfen 92 abgestützt sind. Die Planetenräder 86 wälzen in einem Hohlrad 95 ab, das im Polrohr 28 der Startvorrichtung 10 radial gelagert ist. In Richtung zur Abtriebsseite hin schließt sich an die PlanetenräderPlanetary gear 83, is. The sun gear 80 is surrounded by a plurality of planetary gears 86, usually three planet wheels 86, which are supported by means of rolling bearings 89 or plain bearings on journals 92. The planet gears 86 roll in a ring gear 95, which is radially mounted in the pole tube 28 of the starter 10. Towards the output side closes to the planetary gears
86 ein Planetenträger 98 an, in dem die Achszapfen 92 aufgenommen sind. Der Planetenträger 98 wird wiederum in einem Zwischenlager 101 und einem darin angeordneten Gleitlager 104 gelagert. Das Zwischenlager 101 ist derartig topfförmig gestaltet, dass in diesem sowohl der Planetenträger 98 als auch die Planetenräder 76 aufgenommen sind. Des Weiteren ist im topfförmigen 86, a planet carrier 98, in which the stub axles 92 are received. The planet carrier 98 is in turn stored in an intermediate storage 101 and a slide bearing 104 arranged therein. The intermediate bearing 101 is designed cup-shaped, that in this both the planetary carrier 98 and the planet gears 76 are added. Furthermore, in cup-shaped
Zwischenlager 101 das Hohlrad 95 angeordnet, das letztlich durch einen Deckel 107 gegenüber dem Anker 37 geschlossen ist. Auch das Zwischenlager 101 stützt sich mit seinem Außenumfang an der Innenseite des Polrohrs 28 ab. Der Anker 37 weist auf dem vom Kommutator 52 abgewandten Ende der Intermediate bearing 101, the ring gear 95 is arranged, which is ultimately closed by a lid 107 relative to the armature 37. Also, the intermediate bearing 101 is supported with its outer circumference on the inside of the pole tube 28. The armature 37 has on the end remote from the commutator 52 of the
Antriebswelle 44 einen weiteren Wellenzapfen 1 10 auf, der ebenfalls in einem
Gleitlager 1 13 aufgenommen ist. Das Gleitlager 1 13 wiederum ist in einer zentralen Bohrung des Planetenträgers 98 aufgenommen. Der Planetenträger 98 ist einstückig mit der Abtriebswelle 1 16 verbunden. Die Abtriebswelle 1 16 ist mit ihrem vom Zwischenlager 101 abgewandten Ende 1 19 in einem weiteren Lager 122, welches im Antriebslagerschild 19 befestigt ist, abgestützt. Drive shaft 44 a further shaft journal 1 10, which also in a Slide bearing 1 13 is included. The slide bearing 1 13 in turn is received in a central bore of the planet carrier 98. The planet carrier 98 is integrally connected to the output shaft 1 16. The output shaft 1 16 is supported with its end facing away from the intermediate bearing 101 1 19 in a further bearing 122 which is fixed in the drive bearing plate 19, supported.
Die Abtriebswelle 1 16 ist in verschiedene Abschnitte aufgeteilt: so folgt dem Abschnitt, der im Gleitlager 104 des Zwischenlagers 101 angeordnet ist, ein Abschnitt mit einer Geradverzahnung 125 (Innenverzahnung), die Teil einer Wellen-Nabe-Verbindung 128 ist. Die Welle-Nabe-Verbindung 128 ermöglicht in diesem Fall das axial geradlinige Gleiten eines Mitnehmers 131 . Der MitnehmerThe output shaft 1 16 is divided into several sections: the section located in the sliding bearing 104 of the intermediate bearing 101 is followed by a section with a straight toothing 125 (internal toothing), which is part of a shaft-hub connection 128. The shaft-hub connection 128 in this case allows the axially straight sliding of a driver 131st The driver
131 ist eine hülsenartiger Fortsatz, der einstückig mit einem topfförmigen Außenring 132 des Freilaufs 137 verbunden ist. Der Freilauf 137 (Richtgesperre) besteht des Weiteren aus dem Innenring 140, der radial innerhalb des 131 is a sleeve-like extension, which is integrally connected to a cup-shaped outer ring 132 of the freewheel 137. The freewheel 137 (Richtgesperre) further consists of the inner ring 140, which is radially within the
Außenringes 132 angeordnet ist. Zwischen dem Innenring 140 und dem Outer ring 132 is arranged. Between the inner ring 140 and the
Außenring 132 sind Klemmkörper 138 angeordnet. Die Klemmkörper 138 verhindern in Zusammenwirkung mit dem Innenring 140 und dem Außenring 132 eine Relativdrehung zwischen dem Außenring 132 und dem Innenring 140 in einer zweiten Richtung. Mit anderen Worten: Der Freilauf 137 ermöglicht eine umlaufende Relativbewegung zwischen dem Innenring 140 und dem AußenringOuter ring 132 clamping body 138 are arranged. The clamp bodies 138, in cooperation with the inner ring 140 and the outer ring 132, prevent relative rotation between the outer ring 132 and the inner ring 140 in a second direction. In other words, the freewheel 137 allows a circumferential relative movement between the inner ring 140 and the outer ring
132 nur in eine Richtung. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Innenring 140 einstückig mit dem Andrehritzel 22 und dessen Schrägverzahnung 143 132 in one direction only. In this embodiment, the inner ring 140 is integral with the starter pinion 22 and its helical teeth 143
(Außenschrägverzahnung) ausgeführt. Das Andrehritzel 22 kann alternativ auch als geradverzahntes Ritzel ausgeführt sein. Anstatt elektromagnetisch erregter Polschuhe 31 mit Erregerwicklung 34 könnten auch permanent magnetisch erregte Pole verwendet werden. (External helical teeth) executed. The starter pinion 22 may alternatively be designed as a straight toothed pinion. Instead of electromagnetically excited pole pieces 31 with exciter winding 34, permanently magnetically excited poles could also be used.
Der elektrische Vorspuraktuator 16 bzw. der Anker 168 hat darüber hinaus auch die Aufgabe, mit einem Zugelement 187 einen im Antriebslagerschild 19 drehbeweglich angeordneten Hebel zu bewegen. Dieser Hebel 190 ist üblicherweise als Gabelhebel ausgeführt und umgreift mit zwei hier nicht dargestellten„Zinken" zwei Scheiben 193, 194 an ihrem Außenumfang. Dadurch wird ein zwischen diesen eingeklemmter Mitnehmerring 197 zum Freilauf 137 hin gegen den Widerstand der Feder 200 bewegt und dadurch das Andrehritzel 22 in
den Zahnkranz 25 der in Figur 1 nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine eingespurt. The electric Vorspuraktuator 16 and the armature 168 also has the task of moving a tension member 187 in the drive bearing plate 19 rotatably mounted lever. This lever 190 is usually designed as a fork lever and engages with two "tines", not shown here, two disks 193, 194 on its outer circumference, thereby moving a pinched driving ring 197 between them against the resistance of the spring 200 and thus the starting pinion 22 in the sprocket 25 of the internal combustion engine, not shown in Figure 1 eingespurt.
Nachfolgend wird auf den Einspurmechanismus näher eingegangen. Der elektrische Vorspuraktuator 16 weist einen Bolzen 150 auf, der einen Below is discussed in more detail on the Einspurmechanismus. The electric Vorspuraktuator 16 has a bolt 150, a
elektrischen Kontakt darstellt und im Falle des Eingebautseins im Fahrzeug an dem Pluspol einer elektrischen Starterbatterie, die hier nicht dargestellt ist, angeschlossen ist. Der Bolzen 150 ist durch einen Deckel 153 hindurchgeführt. Ein zweiter Bolzen 152 ist ein Anschluss für den elektrischen Startermotor 13, der über die Stromzufuhr 61 (dicke Litze) versorgt wird. Der Deckel 153 schließt ein Gehäuse 156 aus Stahl ab, welches mittels mehrerer Befestigungselemente 159 (Schrauben) am Antriebslagerschild 19 befestigt ist. In dem elektrischen Vorspuraktor 16 ist eine Schubeinrichtung 160 zur Ausübung einer Zugkraft auf den Gabelhebel 190 und eine Schalteinrichtung 161 angeordnet. Die represents electrical contact and in the case of being installed in the vehicle at the positive pole of an electric starter battery, which is not shown here, is connected. The bolt 150 is passed through a lid 153. A second bolt 152 is a connection for the electric starter motor 13, which is supplied via the power supply 61 (thick wire). The lid 153 includes a housing 156 made of steel, which is fastened by means of a plurality of fastening elements 159 (screws) on the drive end plate 19. In the electric Vorspuraktor 16, a pusher 160 for exerting a tensile force on the fork lever 190 and a switching device 161 is arranged. The
Schubeinrichtung 160 hat eine Wicklung 162, die Schalteinrichtung 161 weist eine Wicklung 165 auf. Die Wicklung 161 der Schubeinrichtung 160 und die Wicklung 165 der Schalteinrichtung 161 bewirken jeweils im eingeschalteten Zustand ein elektromagnetisches Feld, welches verschiedene Bauteile durchströmt. Die Welle-Nabe-Verbindung 128 kann statt mit einer Pusher 160 has a winding 162, the switching device 161 has a winding 165 on. The winding 161 of the pusher 160 and the winding 165 of the switching device 161 each cause in the on state an electromagnetic field which flows through various components. The shaft-hub connection 128 may take place with a
Geradverzahnung 125 auch mit einer Steilgewindeverzahnung versehen sein. Es sind dabei die Kombinationen möglich, wonach a) das Andrehritzel 22 schrägverzahnt ist und die Welle-Nabe-Verbindung 128 eine Geradverzahnung 125 aufweist, b) das Andrehritzel 22 schrägverzahnt ist und die Welle-Nabe-Verbindung 128 eine Schrägverzahnung aufweist oder c) das Andrehritzel 22 geradverzahnt ist und die Welle-Nabe-Verbindung 128 eine Schrägverzahnung aufweist. Spur gearing 125 may also be provided with a steep thread toothing. The combinations are possible, according to which a) the starting pinion 22 is helically toothed and the shaft-hub connection 128 has a straight toothing 125, b) the starting pinion 22 is helically toothed and the shaft-hub connection 128 has a helical toothing or c) the Andrehritzel 22 is spur-toothed and the shaft-hub connection 128 has a helical toothing.
Figur 2 zeigt anhand eines Einzelzahns die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer asymmetrischen Verzahnung mit Hochverzahnung mit teilweise reduzierter Zahnbreite im vorderen Bereich der Verzahnung.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, wird nachfolgend eine asymmetrische Verzahnung 214 anhand eines Einzelzahnes 202 beschrieben. Bei dem Einzelzahn 202 kann es sich um einen Zahn einer Verzahnung handeln, die bevorzugt als Geradverzahnung ausgebildet wird. Der in Figur 2 dargestellte Einzelzahn 202 mit einer asymmetrischen Verzahnung 214 kann entweder an der Außenverzahnung eines Andrehritzels 22 gemäß der Darstellung in Figur 1 ausgebildet sein oder aber an einem Außenumfang eines Zahnkranzes 25, der zum Andrehen einer Verbrennungskraftmaschine dient. Bei dem in Figur 2 dargestellten Einzelzahn 202 ist eine Zahnflanke 204 in einer Zahnbreite 206 ausgebildet. Der erfindungsgemäßen Lösung folgend wird vorgeschlagen, dass an der Zahnflanke 204 gemäß der Darstellung in Figur 2 innerhalb eines vorderen Bereiches 228, der sich ausgehend von einer Stirnseite 32 des FIG. 2 shows, on the basis of a single tooth, the design according to the invention of an asymmetric toothing with a high toothing with a partially reduced tooth width in the front region of the toothing. Following the solution proposed according to the invention, an asymmetric toothing 214 will be described below with reference to a single tooth 202. In the single tooth 202 may be a tooth of a toothing, which is preferably formed as a straight toothing. The single tooth 202 shown in FIG. 2 with an asymmetrical toothing 214 can be formed either on the outer toothing of a starting pinion 22 as shown in FIG. 1 or on an outer circumference of a toothed ring 25 which serves to turn on an internal combustion engine. In the single tooth 202 shown in FIG. 2, a tooth flank 204 is formed in a tooth width 206. Following the solution according to the invention, it is proposed that on the tooth flank 204, as shown in FIG. 2, within a front region 228 extending from an end face 32 of FIG
Einzelzahns 202 erstreckt, entlang einer reduzierten Zahnbreite 208 eine reduzierte Zahndicke 212 ausgebildet ist. Die reduzierte Zahndicke 212 erstreckt sich ausgehend von der Stirnseite 230 des Einzelzahns 202 entlang der reduzierten Zahnbreite 208 bis hin zu einem Übergangsflankenbereich 226. Innerhalb dieses Übergangsflankenbereichs 226 an der Zahnflanke 204 geht die reduzierte Zahndicke 212 allmählich in eine ursprüngliche Zahndicke 210 über. Dies bedeutet, dass an der Zahnflanke 204 die asymmetrische Verzahnung 214 ausgebildet ist. Single tooth 202 extends along a reduced tooth width 208, a reduced tooth thickness 212 is formed. The reduced tooth thickness 212 extends from the end face 230 of the single tooth 202 along the reduced tooth width 208 up to a transition flank region 226. Within this transition flank region 226 on the tooth flank 204, the reduced tooth thickness 212 gradually transitions to an original tooth thickness 210. This means that the asymmetric toothing 214 is formed on the tooth flank 204.
Durch die asymmetrische Verzahnung 214 kann das beim Kämmen der By the asymmetric toothing 214, the combing of the
Einzelzähne 202 von Andrehritzel 22 und Zahnkranz 25 der Individual teeth 202 of Andrehritzel 22 and ring gear 25 of the
Verbrennungskraftmaschine erheblich verbessert werden, ohne dass die Internal combustion engine can be significantly improved without the
Absicherung eines sicheren Einspurens des Andrehritzels 222 in die Securing of a safe tracking of the twisting pin 222 in the
Außenverzahnung des Zahnkranzes 25 der Verbrennungskraftmaschine gefährdet wäre. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene asymmetrische External teeth of the ring gear 25 of the internal combustion engine would be at risk. The inventively proposed asymmetric
Verzahnung 214 ist derart gestaltet, dass die Zahndicke 210 innerhalb des Vorderbereichs 228 des Einzelzahns 202 - ausgehend von der Stirnseite 230 des Andrehritzels 22 oder des Zahnkranzes 25 - gesehen über die reduzierte Gearing 214 is designed so that the tooth thickness 210 within the front portion 228 of the single tooth 202 - seen from the end face 230 of the Andrehritzels 22 or the ring gear 25 - on the reduced
Zahnbreite 208 nur einseitig an der Zahnflanke 204 des Einzelzahns 202 ausgeführt wird, so dass innerhalb dieses Vorderbereichs 228 eine Zahnflanke 204 des Einzelzahns 202 eine reduzierte Zahndicke 212 aufweist. Entlang dieses Vorderbereichs 228, charakterisiert durch die reduzierte Zahndicke 212 entlang der reduzierten Zahnbreite 208, beträgt ein angestrebtes Verdrehflankenspiel
beispielsweise 0,3 mm. Dies bewirkt, dass die Verzahnung über den Tooth width 208 is performed only on one side of the tooth flank 204 of the single tooth 202, so that within this front portion 228 a tooth flank 204 of the single tooth 202 has a reduced tooth thickness 212. Along this front region 228, characterized by the reduced tooth thickness 212 along the reduced tooth width 208, is a desired backlash for example, 0.3 mm. This causes the gearing over the
verbleibenden Teil der Zahnbreite 206, abzüglich der reduzierten Zahnbreite 208, mit einem deutlich geringeren Verdrehflankenspiel, welches unter 0,3 mm liegt, ausgelegt werden kann. Durch die Kombination beider Maßnahmen, d.h. der Ausbildung der asymmetrischen Verzahnung 214 im Vorderbereich 228 desremaining part of the tooth width 206 minus the reduced tooth width 208, can be designed with a significantly lower backlash, which is less than 0.3 mm. By combining both measures, i. the formation of the asymmetric toothing 214 in the front region 228 of
Einzelzahns 202, bezogen auf die Stirnseite 230, und der Verringerung des Flankenspiels entlang der Zahnbreite 206 abzüglich der reduzierten Zahnbreite 208, wird einerseits ein sicheres Einspuren des Andrehritzels 22 in den Single tooth 202, based on the end face 230, and the reduction of the backlash along the tooth width 206 minus the reduced tooth width 208, on the one hand, a secure meshing of the Andrehritzels 22 in the
Zahnkranz 25 sichergestellt und zum anderen das Geräuschniveau beim Toothed ring 25 ensured and on the other hand, the noise level
Kämmen der Verzahnung erheblich reduziert. Combing the gearing significantly reduced.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass am Einzelzahn 202 der For completeness, it should be mentioned that the single tooth 202 of the
asymmetrischen Verzahnung 214 ein Kopfkreis des Einzelzahns 202 mit dem Bezugszeichen 216, ein Teilkreis des Einzelzahns 202 mit dem Bezugszeichen 218 und der Fußkreis mit dem Bezugszeichen 220 bezeichnet ist. Kritisch ist einasymmetric toothing 214 is a top circle of the single tooth 202 with the reference numeral 216, a partial circle of the single tooth 202 with the reference numeral 218 and the root circle with the reference numeral 220 is designated. Critical is one
Bereich innerhalb eines Zahnfußes 222 des Einzelzahns 202, dessen Area within a tooth root 222 of the single tooth 202, whose
mechanische Belastung beim Kämmen der Einzelzähne 202 der asymmetrisch ausgelegten Verzahnung 214 nicht überschritten werden darf. Mit Bezugszeichen 226 ist der Übergangsflankenbereich bezeichnet, innerhalb dessen die reduzierte Zahndicke 212 in die ursprüngliche Zahndicke 210 übergeht. mechanical load when combing the individual teeth 202 of the asymmetrically designed toothing 214 may not be exceeded. Reference numeral 226 designates the transition flank region within which the reduced tooth thickness 212 changes to the original tooth thickness 210.
Bei der Auslegung der beschriebenen asymmetrischen Verzahnung 214 ist zu berücksichtigen, dass die Sicherheit zur Flankenpressung zur auftretenden Spannung im Bereich des Zahnfußes 220 sowohl auf dem Bereich mit reduzierter Zahndicke 212 eingehalten wird, als auch in dem Bereich, der in der nicht reduzierten, d.h. der ursprünglichen Zahndicke 210 ausgebildet ist. Zur Auslegung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen asymmetrischen Verzahnung 214 wird folgendermaßen vorgegangen: Bei der Auslegung der geräuschoptimierten, z.B. als Geradverzahnung ausgebildeten asymmetrischen Verzahnung 214 wird die Reduzierung des Verdrehflankenspiels der Zahnflanken 204 der Einzelzähne 202 angestrebt. Gleichzeitig damit wird zur Absicherung des sicheren Einspurens des When designing the described asymmetrical toothing 214, it should be taken into account that the edge-pressing security against the stress occurring in the region of the tooth root 220 is maintained both in the region of reduced tooth thickness 212 and in the region which is not reduced, i.e. in the region of reduced tooth thickness 212. the original tooth thickness 210 is formed. The following procedure is used to design the asymmetric toothing 214 proposed according to the invention: In the design of the noise-optimized, e.g. formed as a straight toothing asymmetrical teeth 214, the reduction of the backlash of the tooth flanks 204 of the individual teeth 202 is sought. At the same time it is used to secure the safe tracking of the
Andrehritzels 22 in die Verzahnung des Zahnkranzes 25 zumindest ein Andrehritzels 22 in the teeth of the ring gear 25 at least one
Verdrehflankenspiel von 0,3 mm eingehalten. Um diese gegenläufigen Effekte zu
beherrschen, wird bei der Auslegung der Verzahnung folgendes Vorgehen vorgeschlagen: Torsional backlash of 0.3 mm complied with. To counter these opposing effects The following procedure is proposed when interpreting the gearing:
Als erster Schritt erfolgt die Auslegung einer optimierten Verzahnungsgeometrie zum Einhalten einer Fußspannungssicherheit am Zahnfuß 222 des EinzelzahnsAs a first step, the design of an optimized gear geometry for maintaining a foot tension safety at the tooth root 222 of the single tooth
202 und entsprechend die Auslegung einer Fußrundung 224 sowie einer 202 and according to the interpretation of a Fußrundung 224 and a
Einhaltung maximal zulässiger Flankenspannungen, die an den Zahnflanken 204 der Einzelzähne 202 auftreten. Bei der im ersten Schritt auszulegenden optimierten Verzahnungsgeometrie darf das Verdrehflankenspiel unterhalb von 0,3 mm liegen. Compliance with maximum allowable edge voltages that occur on the tooth flanks 204 of the individual teeth 202. For the optimized gear geometry to be designed in the first step, the backlash may be below 0.3 mm.
In einem weiteren zweiten Auslegungsschritt wird aus der im ersten Schritt abgeleiteten optimierten Verzahnungsgeometrie eine Verzahnungsgeometrie mit reduzierter Zahnbreite 208 bei Erreichen des geforderten Verdrehflankenspiels von 0,3 mm abgeleitet. Dabei ist der gleiche Radius am Zahnfuß 222 zu verwenden, wie bei der gemäß dem ersten Verfahrensschritt erhaltenen optimierten Verzahnungsgeometrie. Die reduzierte Zahnbreite 208 kann, ausgehend von der ursprünglichen Zahnbreite 206, durch das Einstellen eines kleineren Profilverschiebungsfaktors zum Beispiel bei der Fertigung des In a further second design step, a tooth geometry with a reduced tooth width 208 is derived from the optimized tooth geometry derived in the first step when the required backlash of 0.3 mm is reached. In this case, the same radius is to be used on the tooth root 222 as in the case of the optimized tooth geometry obtained according to the first method step. The reduced tooth width 208 can, starting from the original tooth width 206, by setting a smaller profile displacement factor, for example in the manufacture of
Andrehritzels 22 erhalten werden. Der Kopfkreisdurchmesser des KopfkreisesAndhrhritzels 22 are obtained. The tip diameter of the tip circle
216 des Einzelzahns 202 der asymmetrischen Verzahnung 214 ist dabei nicht zu ändern. 216 of the single tooth 202 of the asymmetric toothing 214 is not to change.
Stellt sich bei einem dritten, einer Bewertung dienenden Verfahrensschritt heraus, dass die Sicherheit am Zahnfuß 222 der Verzahnungsgeometrie mindestens gleich der einer, abgeleitet aus einer bewährten If, in a third evaluation step, the safety on the tooth root 222 of the tooth geometry is at least equal to that derived from a proven one
Verzahnungsgeometrie angegebenen Mindestfußsicherheit ist, dann wird die im ersten Verfahrensschritt ermittelte optimierte Verzahnungsgeometrie zugelassen. Ist bei dem dritten, eine Bewertung darstellenden Verfahrensschritt gewährleistet, dass die Sicherheit im Zahnfuß 222 der Verzahnungsgeometrie gemäß dem vorliegenden Auslegungsschritt mindestens gleich der der Referenzverzahnung ist, dann kann die im ersten Verfahrensschritt ermittelte optimierte Gearing geometry specified minimum footing, then the determined in the first step optimized gearing geometry is allowed. If, in the third method step representing an assessment, it is ensured that the safety in the tooth root 222 of the tooth geometry is at least equal to that of the reference toothing according to the present design step, then the optimized tooth thickness determined in the first method step
Verzahnungsgeometrie zugelassen werden. Ist dies hingegen nicht erfüllt, so sollte bei der im ersten Verfahrensschritt ermittelten und ausgelegten optimierten
Verzahnung eine Modulerhöhung der Auslegung der Verzahnung vorgenommen werden und die sich daran anschließenden beiden Verfahrensschritte, d.h. der zweite und der dritte Verfahrensschritt, nochmals durchlaufen werden. Gear geometry are allowed. If, on the other hand, this is not fulfilled, then in the optimized method determined and designed in the first method step Gearing a module increase the interpretation of the gearing are made and the subsequent two process steps, ie the second and the third process step, be run through again.
Der Kopfkreisdurchmesser 216 ist in Figur 2 mit da, der Teilkreisdurchmesser 218 mit d und der Fußkreisdurchmesser mit der Bezeichnung df hervorgehoben. The tip diameter 216 is highlighted in Figure 2 with d a , the pitch diameter 218 d and the root diameter d f .
Figur 3 zeigt eine Seitenansicht einer Verzahnungspaarung aus Andrehritzel und Zahnkranz mit geräuschoptimierter Hochverzahnung. FIG. 3 shows a side view of a toothed pairing of starting pinion and ring gear with noise-optimized high-toothing.
Der Darstellung gemäß Figur 3 ist entnehmbar, dass Einzelzähne 202 des Zahnkranzes 25 der Verbrennungskraftmaschine und des Andrehritzels 22 der Startervorrichtung 10 miteinander kämmen. Sowohl der Zahnkranz 25 der Verbrennungskraftmaschine als auch das Andrehritzel 22 der Startervorrichtung 10 sind in der Darstellung gemäß Figur 3 nur teilweise dargestellt. Eine The illustration according to FIG. 3 shows that individual teeth 202 of the toothed rim 25 of the internal combustion engine and of the starting pinion 22 of the starter device 10 mesh with one another. Both the ring gear 25 of the internal combustion engine and the starting pinion 22 of the starter device 10 are shown only partially in the illustration according to FIG. A
Außenverzahnung des Zahnkranzes 25 der Verbrennungskraftmaschine ist als geräuschoptimierte Hochverzahnung 232 ausgebildet, die mit Einzelzähnen 202 und einer ebenfalls als geräuschoptimierte Hochverzahnung 234 ausgebildeten Außenverzahnung der Startervorrichtung kämmt. In der Darstellung gemäß Figur 2 ist das Andrehritzel 22, welches auf der Abtriebswelle 1 16 gelagert ist, in den Zahnkranz 25 der Verbrennungskraftmaschine eingespurt. External teeth of the ring gear 25 of the internal combustion engine is designed as a noise-optimized high gear 232, which meshes with individual teeth 202 and also designed as a noise-optimized high gear teeth 234 external teeth of the starter device. In the illustration according to FIG. 2, the starting pinion 22, which is mounted on the output shaft 16, is meshed with the ring gear 25 of the internal combustion engine.
Der Darstellung gemäß Figur 4 ist eine Seitenansicht der geräuschoptimierten Hochverzahnung zu entnehmen, die sowohl am Zahnkranz der The illustration according to Figure 4 is a side view of the noise-optimized high toothing can be seen, both on the sprocket of the
Verbrennungskraftmaschine als auch an diesem einzuspurenden Andrehritzel der Startervorrichtung ausgebildet sein kann. Internal combustion engine can be designed as well as to be einzupurenden Andrehritzel the starter device.
Figur 4 zeigt, dass ein Einzelzahn 202 der geräuschoptimierten Hochverzahnung Zahnflanken 204 aufweist, die im Gegensatz zu herkömmlichen FIG. 4 shows that a single tooth 202 of the noise-optimized high-toothing has tooth flanks 204, which in contrast to conventional ones
Verzahnungsprofilen 238 modifizierte Bereiche aufweisen. Zu den modifizierten Bereichen der Zahnflanken 204 der erfindungsgemäß vorgeschlagenen geräuschoptimierten Verzahnung, d.h. der Hochverzahnung 232, 234, sind einerseits ein im Vergleich zum herkömmlichen Zahnfußprofil 238 ausgebildeter verstärkter Zahnfuß 236 zu nennen sowie eine durch Bezugszeichen 240 im
Gegensatz zum herkömmlichen Zahnprofil ausgebildete Kopfrücknahme 240 unterhalb des Kopfkreisdurchmessers da 216. Gearing profiles 238 have modified areas. The modified regions of the tooth flanks 204 of the noise-optimized toothing proposed according to the invention, ie the high toothing 232, 234, on the one hand have a reinforced tooth root 236 formed in comparison to the conventional tooth root profile 238 and one by reference numeral 240 in FIG Contrary to the conventional tooth profile trained tip retraction 240 below the tip diameter d a 216.
Die in Figur 4 dargestellte Ausführung der geräuschoptimierten Verzahnung, d.h. der Hochverzahnung 232, 234, die sowohl an einer als Geradverzahnung ausgebildeten Außenverzahnung des Andrehritzels 22 der Startervorrichtung 10 als auch an der als Geradverzahnung ausgebildeten Außenverzahnung des Zahnkranzes 25 der Verbrennungskraftmaschine ausgebildet werden kann, zeichnet sich durch eine effektive Mindestprofilüberdeckung von etwa 1 oder > 1 zwischen den Andrehritzeln und dem Zahnkranz 25 aus. Ein wesentliches Ziel der Auslegung der Hochverzahnung liegt darin, die Zahnhülse so auszulegen, dass der unkorrigierte Evolventenbereich eine effektive The embodiment of the noise-optimized toothing illustrated in FIG. the high-toothing 232, 234, which can be formed both on a trained as spur external teeth of Andrehritzels 22 of the starter device 10 and on the formed as a spur external teeth of the ring gear 25 of the internal combustion engine, characterized by an effective minimum profile coverage of about 1 or> 1 between the Andrehritzeln and the ring gear 25 off. An essential goal of the design of the high-toothing is to design the toothed sleeve such that the uncorrected involute region is an effective one
Mindestprofilüberdeckung von > 1 zwischen dem Andrehritzel 22 und dem Zahnkranz 25 erreicht. Diese Bedingung ist dann erfüllt, wenn der Minimum profile coverage of> 1 between the starter pinion 22 and the ring gear 25 achieved. This condition is fulfilled when the
Formkreisdurchmesser dFa so gewählt wird, dass die Eingriffsstrecke ga der Beziehung ga = 1 * pet gehorcht, wobei pet die (Stirn-)Eingriffsteilung bezeichnet. Die Profilüberdeckung εα ist als das Verhältnis der Eingriffsstrecke zur (Stirn-) Eingriffsteilung pet definiert. Die (Stirn-)Eingriffsteilung pet = mt * π * cosat ist der Abstand zweier Rechts- oder Linksflanken entlang der Eingriffslinie. Wird die Hochverzahnung derart ausgelegt, werden die Anforderung einerseits an das optimale Geräusch- und Schwingungsverhalten und andererseits an eine ausreichende Festigkeit der miteinander kämmenden Zahnräder 22, 25 erfüllt. Die Erhöhung der Profilüberdeckung erfolgt unter anderem durch die Form circle diameter d Fa is chosen so that the engagement distance g a of the relationship g a = 1 * p et obeys, where p e t denotes the (front) engagement division. The profile overlap εα is defined as the ratio of the engagement distance to the (front) engagement pitch p et . The (front) engagement pitch p et = m t * π * cosa t is the distance between two right or left flanks along the engagement line. If the high-toothing is designed in this way, the requirement on the one hand for the optimum noise and vibration behavior and on the other hand for a sufficient strength of the meshing gears 22, 25 are met. The increase of the profile coverage occurs among other things by the
Verwendung eines verkleinerten Moduls für eine bestimmte Übersetzung an dem miteinander kämmenden Zahnradpaar, das anhand folgender Überlegungen zu ermitteln ist: Use of a reduced modulus for a given gear ratio on the intermeshing gear pair, to be determined by the following considerations:
Das verwendete Modul ist festigkeitstechnisch derart auszuwählen, dass tragfähige Zahnfüße 222 erhalten werden. Das minimal verwendbare Modul liegt erfahrungsgemäß bei 1 ,0 mm. Dieser Wert ist jedoch nur als Anhaltswert zu verstehen, da durch die Verwendung verbesserter Materialien auch eine The modulus used should be selected such that load-bearing tooth bases 222 are obtained. The minimum usable module is according to experience at 1, 0 mm. However, this value is to be understood only as an indicative value, since the use of improved materials also means a
Verringerung des Moduls erreicht werden kann. Reduction of the module can be achieved.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene geräuschoptimierte Verzahnung 232, 234, insbesondere ausgebildet als Hochverzahnung, ist mit einem
Normaleingriffswinkel von 10° bis 35°, bevorzugt etwas 15° oder etwas 25°, versehen. Durch die Reduzierung des Normaleingriffswinkels für die The inventively proposed noise-optimized teeth 232, 234, in particular formed as a high toothing, is provided with a Normal engagement angle of 10 ° to 35 °, preferably a little 15 ° or slightly 25 ° provided. By reducing the normal engagement angle for the
Hochverzahnung ergeben sich steilere Flanken 204, eine größere High gearing results in steeper flanks 204, a larger one
Profilüberdeckung sowie geringere auftretende Radialkräfte. Damit ist die Hochverzahnung im Vergleich zu einer herkömmlichen Geometrie Profile coverage and lower occurring radial forces. This is the high toothing compared to a conventional geometry
unempfindlicher gegen Achsabstandsabweichungen sowie Rundlauffehler, des Weiteren wird die Laufruhe nicht unerheblich verbessert. Bei spanlos gefertigten Verzahnungen 232, 234 kann der Normaleingriffswinkel auf etwa 10° reduziert werden, insbesondere wenn eine Profilüberdeckung von > 1 ,0 gegeben ist. Wird die Verzahnung abwälzgefräst, so kann der Normaleingriffswinkel beispielsweise auf 15° reduziert werden. Durch die Erhöhung der Festigkeit, in der Regel durch eine andere Materialauswahl gegeben, kann der Normaleingriffswinkel auch kleinere Werte als 10° annehmen. Die Zahnfüße 222 der geräuschoptimierten Verzahnungen 232, 234 weisen insbesondere eine von der Trochoidenform abweichende Form auf. Die Zahnfußrundung 224 wird durch die Verwendung des kleineren Moduls erheblich verringert. Beispielsweise kann die Zahnfußform zur Verbesserung der Zahnfußfestigkeit die herkömmliche Verrundung 224 des Zahnfußes 222 durch eine korrigierte Version in vorteilhafter Weise ersetzen. Dies erfolgt unter Beibehalt des Eingriffes der miteinander kämmenden insensitive to axial spacing deviations and concentricity errors, furthermore, the smoothness is not significantly improved. In non-cutting produced teeth 232, 234, the normal engagement angle can be reduced to about 10 °, especially if a profile coverage of> 1, 0 is given. If the toothing is hobbed off, the normal engagement angle can be reduced, for example, to 15 °. By increasing the strength, usually given by a different choice of material, the normal engagement angle can also assume values smaller than 10 °. The toothed feet 222 of the noise-optimized toothings 232, 234 have, in particular, a shape deviating from the trochoidal shape. Tooth root rounding 224 is significantly reduced by the use of the smaller module. For example, to improve tooth root strength, the tooth root mold can advantageously replace the conventional fillet 224 of the tooth root 222 with a corrected version. This is done while maintaining the engagement of the intermeshing
Einzelzähne 202 der geräuschoptimierten Verzahnung 232, 234. In vorteilhafter Weise sind - wie in Figur 4 dargestellt - die Zahnköpfe der geräuschoptimierten Verzahnung 232, 234 mit einem modifizierten Kopfbereich versehen. Im Individual teeth 202 of the noise-optimized toothing 232, 234. Advantageously, as shown in FIG. 4, the tooth heads of the noise-optimized toothing 232, 234 are provided with a modified head region. in the
Zahnkopfbereich kann die Zahnflanke 204 beispielsweise durch eine an das verwendete Modul jeweils leicht angepasste Kopfrundung bzw. eine Tooth region, the tooth edge 204, for example, by a module adapted to the module used each slightly rounded or
Kopfrücknahme 240 modifiziert sein. Beide Maßnahmen ermöglichen einen stoßfreien Einlauf der kraftübertragenden Zahnflanken 204. Dies setzt einerseits den Verschleiß herab und vermindert andererseits Geräuscherzeugung. Head return 240 may be modified. Both measures allow a shock-free inlet of the force-transmitting tooth flanks 204. This, on the one hand, reduces wear and, on the other hand, reduces the generation of noise.
Bei der Auslegung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen geräuschoptimierten Verzahnung 232, 234 mit einem asymmetrischen Verzahnungsprofil 214, wie in Figur 2 dargestellt, ist zu berücksichtigen, dass die Sicherheit zur When designing the inventively proposed noise-optimized teeth 232, 234 with an asymmetric tooth profile 214, as shown in Figure 2, it should be noted that the security
Flankenpressung und zur Zahnvorspannung sowohl auf dem Bereich mit reduzierter Zahndicke 212 als auch auf dem Bereich, der in der normalen Zahndicke 210 ausgebildet ist, eingehalten wird. Dafür wird das folgende
Vorgehen zum Erhalt eines asymmetrischen Verzahnungsprofils 214 Flank compression and for tooth prestressing both in the area of reduced tooth thickness 212 and on the area formed in the normal tooth thickness 210, is maintained. The following will be for that A procedure for obtaining an asymmetrical tooth profile 214
vorgeschlagen: proposed:
Bei der Auslegung der geräuschoptimierten Verzahnung 232, 234, insbesondere als geradverzahnte Hochverzahnung wird eine Reduktion des In the design of the noise-optimized toothing 232, 234, in particular as a straight toothed high toothing is a reduction of
Verdrehflankenspiels angestrebt. Zugleich soll zur Absicherung des sicheren Einspurens des Andrehritzels 22 in den Zahnkranz 25 ein Tilting game aimed for. At the same time to secure the secure Einspurens the Andrehritzels 22 in the ring gear 25 a
Mindestverdrehflankenspiel von etwa 0,3 mm eingehalten werden. Bei der Auslegung der geräuschoptimierten Verzahnung 232 wird folgendes Vorgehen dargestellt: Minimum backlash of about 0.3 mm. When designing the noise-optimized toothing 232, the following procedure is shown:
Als erster Schritt erfolgt die Auslegung einer optimierten Verzahnungsgeometrie zum Einhalten einer Mindestfuß- und Mindestflankensicherheit. Das As a first step, the design of an optimized gear geometry to comply with a minimum foot and minimum flank safety. The
Verdrehflankenspiel darf bei dieser Auslegung unterhalb von 0,3 mm liegen. Torsional backlash may be less than 0.3 mm in this design.
Ausgehend von der optimierten Verzahnungsgeometrie gemäß dem ersten Schritt wird eine Verzahnungsgeometrie abgeleitet, die eine reduzierte Based on the optimized gearing geometry according to the first step, a gearing geometry is derived, which is a reduced
Zahnbreite 208 zum Erreichen des geforderten Drehflankenspiels von 0,3 mm aufweist. Dabei ist der gleiche Zahnfußradius wie bei der optimierten Tooth width 208 to achieve the required backlash of 0.3 mm. The same Zahnfußradius as in the optimized
Verzahnungsgeometrie gemäß dem ersten Schritt zu verwenden. Die To use gearing geometry according to the first step. The
Reduzierung der Zahnbreite kann durch das Einstellen eines kleineren Reduction of the tooth width can be achieved by setting a smaller one
Profilverschiebungsfaktors am Andrehritzel 22 beispielsweise vorgenommen werden, der Kopfkreisdurchmesser 216 sollte dabei nicht verändert werden. Profile displacement factor at the starter pinion 22 are made for example, the tip diameter 216 should not be changed.
In einem dritten Auslegungsschritt wird, wenn die Fußsicherheit der In a third design step, if the foot safety of the
Verzahnungsgeometrie gemäß dem zweiten Verfahrensschritt mindestens gleich der Fußsicherheit bei einer Referenzverzahnung ist, die optimierte Gearing geometry according to the second method step is at least equal to the foot safety at a reference gearing, the optimized
Verzahnungsgeometrie gemäß dem ersten Verfahrensschritt zugelassen. Fällt der Vergleich negativ aus, sollte der erste Verfahrensschritt zum Erhalt einer optimierten Verzahnungsgeometrie durch eine Modulerhöhung vorgenommen werden und die sich daran anschließenden Verfahrensschritte 2) und 3) wiederholt werden.
Gear geometry approved according to the first method step. If the comparison is negative, the first method step for obtaining an optimized tooth geometry should be carried out by a module increase and the subsequent method steps 2) and 3) should be repeated.