DE102019211062A1 - Toothing of a gear - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verzahnung (36) eines Zahnrads (38) mit einer Anzahl von Zähnen (42), die am Umfang des Zahnrads (38) angeordnet sind. Die einzelnen Zähne (42) sind mittels einer für jeden einzelnen Zahn (42) oder für eine Anzahl von Zähnen (42) individuellen, unregelmäßigen Zahnformkorrektur (78) und/oder einer unregelmäßigen Zahnfuß- oder Zahngrundmodifikation (108) versehen.The invention relates to a tooth system (36) of a gear (38) with a number of teeth (42) which are arranged on the circumference of the gear (38). The individual teeth (42) are provided with an individual, irregular tooth shape correction (78) and / or an irregular tooth root or tooth base modification (108) for each individual tooth (42) or for a number of teeth (42).
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verzahnung eines Zahnrads mit einer Anzahl von Zähnen, die am Umfang des Zahnrads angeordnet sind. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung der Verzahnung des Zahnrads mit unregelmäßigen Zahnkorrekturen sowie auf die Verwendung der Verzahnung in einem Getriebe eines elektrischen Antriebsstrangs eines Elektrofah rzeugs.The invention relates to a toothing of a gear with a number of teeth which are arranged on the circumference of the gear. In addition, the invention relates to a method for producing the toothing of the gear with irregular tooth corrections and to the use of the toothing in a transmission of an electric drive train of an electric vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Elektrische Antriebsaggregate, die einen Elektromotor und ein Getriebe umfassen, erzeugen während ihres Betriebs als Störgröße Geräusche und Körperschallschwingungen, die für KFZ-Insassen zumeist als störend empfunden werden. Charakteristisch für diese Geräusche sind tonale Frequenzen, die sich je nach Arbeitsprinzip aus Anregung aus dem Elektromotor und der Getriebeverzahnung ergeben können. Die Verzahnungsgeräusche enthalten tonale Frequenzen, die sich aus dem Vielfachen der Zahnanzahl multipliziert mit der Drehzahl der betreffenden Welle ergeben und die als Getriebeordnungen bezeichnet werden. Insbesondere die höheren Getriebeordnungen liegen in einem akustisch besonders gut wahrnehmbaren Frequenzbereich, typischerweise von 1 kHz bis 5 kHz. Diese tonalen Pfeifgeräusche werden als „Getriebeheulen“ bezeichnet.Electric drive units, which include an electric motor and a gearbox, generate noise and structure-borne sound vibrations as disturbance variables during their operation, which are mostly perceived as annoying for vehicle occupants. These noises are characterized by tonal frequencies that, depending on the working principle, can result from excitation from the electric motor and the gear teeth. The gear noises contain tonal frequencies which result from the multiple of the number of teeth multiplied by the speed of the shaft in question and which are referred to as gear orders. In particular, the higher gear orders lie in an acoustically particularly well perceptible frequency range, typically from 1 kHz to 5 kHz. These tonal whistling noises are known as “gear howls”.
In allen Anwendungen bei Kraftfahrzeugen werden derartige Geräusche nicht toleriert. Das Ziel für einen elektrischen Antrieb in einer Anwendung im Kraftfahrzeug ist ein möglichst unauffälliges Geräusch, was bedeutet, dass tonale Anteile, die akustisch sehr gut wahrnehmbar sind, zu vermeiden sind. Mit den elektrischen Antriebssträngen in Elektrofahrzeugen wird diese Anforderung noch einmal verstärkt, was aus dem Umstand herrührt, dass es keine Maskierung derartiger Geräusche durch die Geräusche eines Verbrennungsmotors mehr gibt.Noises of this kind are not tolerated in any application in motor vehicles. The goal for an electric drive in an application in a motor vehicle is a noise that is as inconspicuous as possible, which means that tonal components that are acoustically very well perceptible are to be avoided. With the electric drive trains in electric vehicles, this requirement is increased again, which results from the fact that there is no longer any masking of such noises by the noises of an internal combustion engine.
Beispielsweise werden bei Reifen für Kraftfahrzeuge, tonale Frequenzen, die aus dem Reifenprofil herrühren, dadurch vermieden, dass das Reifenprofil mit ungleichmäßig verteilt angeordneten Rillen am Umfang ausgeführt wird. Aus der obenstehend zitierten
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Erfindungsgemäß wird eine Verzahnung für ein Zahnrad vorgeschlagen, mit einer Anzahl von Zähnen, die am Umfang des Zahnrads angeordnet sind. Die einzelnen Zähne sind mit einer für jeden einzelnen Zahn oder für eine Anzahl von Zähnen individuellen, unregelmäßigen Zahnform oder Zahnfuß-/Zahngrundkorrektur versehen.According to the invention, a toothing for a gear is proposed with a number of teeth which are arranged on the circumference of the gear. The individual teeth are provided with an individual, irregular tooth shape or tooth root / tooth base correction for each individual tooth or for a number of teeth.
Durch diese Maßnahme kann die Brechung der Periodizität der Verzahnungsanordnung erreicht werden. Dadurch variiert die wirkende Zahnfedersteifigkeit unregelmäßig und es können sich keine periodischen tonalen Schwingungen und Geräusche ausbilden. Die Anregungsenergie verteilt sich durch die erzeugten Unregelmäßigkeiten in der Verzahnung auf einen breiteren Frequenzbereich und das resultierende Geräusch hat einen eher rauschartigen Klangcharakter. Dieser wird als weniger lästig empfunden und kann leicht von Hintergrundgeräuschen verdeckt werden, da hohe Peaks in einzelnen Frequenzanteilen sehr stark reduziert werden.This measure can break the periodicity of the tooth arrangement. As a result, the effective tooth spring stiffness varies irregularly and no periodic tonal vibrations and noises can develop. The excitation energy is distributed over a wider frequency range due to the irregularities in the toothing, and the resulting noise has a more noise-like sound character. This is perceived as less annoying and can easily be covered by background noise, since high peaks in individual frequency components are greatly reduced.
In Weiterbildung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verzahnung kann die individuelle unregelmäßige Zahnformkorrektur und/oder Zahnfuß-/Zahngrundkorrektur eine unregelmäßige Zahnfußrücknahme oder eine unregelmäßige Zahnfußsteifigkeit oder eine unregelmäßige Modifikation eines Zahngrunds oder eine unregelmäßige Schlitzung im Bereich des Zahnfußes oder Kombinationen aus diesen Möglichkeiten umfassen. Die aufgezählten Maßnahmen können sich in vorteilhafter Weise nach Herstellung einer Evolventenverzahnung - um ein Beispiel zu nennen - auf konventionellem Wege in einem separaten Bearbeitungsgang anschließen. Auf die eigentliche „Ur“-Geometrie einer Evolventenverzahnung wird in einem sich anschließenden, davon separierten, Arbeitsgang die Korrektur durchgeführt.In a further development of the toothing proposed according to the invention, the individual irregular tooth shape correction and / or tooth root / tooth root correction can include irregular tooth root relief or irregular tooth root stiffness or an irregular modification of a tooth root or irregular slotting in the area of the tooth root or combinations of these possibilities. The enumerated measures can advantageously follow after the production of an involute toothing - to name an example - in a conventional way in a separate processing step. The actual “original” geometry of an involute toothing is corrected in a subsequent, separate operation.
In Weiterbildung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung können beispielsweise am Zahnfuß der Zähne ein beidseitig variabler Unterschnitt oder ein einseitig variabler Unterschnitt ausgeführt werden.In a further development of the solution proposed according to the invention, for example, an undercut that is variable on both sides or an undercut that is variable on one side can be implemented at the tooth root of the teeth.
An der Verzahnung kann darüber hinaus am Zahnfuß der Zähne eine unregelmäßige Zahnfußsteifigkeit dadurch erzielt werden, dass verrundete Nuten in variabler Nuttiefe oder Nutgeometrie erzeugt werden.In addition, an irregular tooth root stiffness can be achieved on the toothing at the tooth root of the teeth by creating rounded grooves with variable groove depth or groove geometry.
In einer weiteren Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung können an den Zahnfüßen der Zähne axiale Bohrungen in variablem Durchmesser ausgeführt werden, die wiederrum eine unregelmäßige Zahnfußsteifigkeit im Zahnfuß erzeugen.In a further possible embodiment of the solution proposed according to the invention, axial bores of variable diameter can be made at the tooth roots of the teeth, which in turn produce an irregular tooth root stiffness in the tooth root.
Alternativ dazu können die axialen Bohrungen, die in variablem Durchmesser im Zahnfuß ausgeführt werden, beispielsweise symmetrisch in Bezug auf die Zahnflanken angeordnet werden, sodass sich die jeweiligen axialen Bohrungen - ausgeführt in variablem Durchmesser - stets im Zentrum des Zahnfußes befinden.Alternatively, the axial bores, which are made with a variable diameter in the tooth root, can for example be arranged symmetrically with respect to the tooth flanks, so that the respective axial bores - made with a variable diameter - are always located in the center of the tooth root.
In einer weiteren Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verzahnung kann eine unregelmäßige Modifikation eines Zahngrunds zwischen zwei benachbarten Zähnen eine variable Zahngrundform eines jeweiligen Zahngrunds und/oder eine variable Zahngrundtiefe des jeweiligen Zahngrunds umfassen. Durch diese Maßnahmen, die in separaten Arbeitsgängen nach der Herstellung der eigentlichen Verzahnung durchgeführt werden können, lässt sich ebenfalls sehr wirkungsvoll der Aufbau von tonalen Geräuschen vermeiden.In a further possible embodiment of the toothing proposed according to the invention, an irregular modification of a tooth base between two adjacent teeth can include a variable tooth base shape of a respective tooth base and / or a variable tooth base depth of the respective tooth base. These measures, which can be carried out in separate work steps after the actual toothing has been produced, can also very effectively prevent the build-up of tonal noises.
Es besteht beispielsweise die Möglichkeit, im Zahngrund zwischen benachbarten Zähnen eine unregelmäßige Schlitzung vorzusehen, die entweder als beidseitige Schlitzung oder als einseitige Schlitzung ausgeführt sein kann. Eine unregelmäßige Schlitzung im Zahngrund, die als beidseitige Schlitzung oder als einseitige Schlitzung ausgeführt sein kann, umfasst beispielsweise eine variable Schlitzungstiefe und/oder einen variablen Schlitzungswinkel, wodurch besagte Unregelmäßigkeiten, d. h. die Brechung der Periodizität, erreicht werden.There is, for example, the possibility of providing an irregular slot in the tooth base between adjacent teeth, which can be designed either as a slot on both sides or as a slot on one side. An irregular slot in the tooth base, which can be designed as a slot on both sides or as a slot on one side, includes, for example, a variable slot depth and / or a variable slot angle, whereby said irregularities, i.e. H. the refraction of the periodicity.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verzahnung kann überdies derart modifiziert werden, dass die bei der Rotation miteinander kämmender Zahnräder auftretenden Körperschallschwingungen in tonale Ordnungen gelenkt werden, die einem Antrieb charakteristische Klangeigenschaften, beispielsweise markentypische Klanggeräusche, die eine Assoziation mit einer bestimmten Marke bewirken, verleihen.The toothing proposed according to the invention can also be modified in such a way that the structure-borne sound vibrations that occur during the rotation of meshing gears are directed into tonal orders that give a drive characteristic sound properties, for example brand-typical sound noises that cause an association with a certain brand.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Verfahren zur Herstellung der Verzahnung eines Zahnrads, wonach nach Herstellung der Verzahnung des Zahnrads - sei es beispielsweise eine Evolventenverzahnung oder ein anderer Verzahnungstyp - die unregelmäßige Zahnformkorrektur und/oder eine unregelmäßige Zahnfuß- beziehungsweise Zahngrundmodifikation in einem separaten Bearbeitungsgang erzeugt wird.The invention also relates to a method for producing the toothing of a gear, according to which, after producing the toothing of the gear - be it for example an involute toothing or another type of toothing - the irregular tooth shape correction and / or an irregular tooth root or tooth base modification in a separate machining process is produced.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren kann derart variiert werden, dass der separate Bearbeitungsgang eine variable Anpassung der Profiltiefe der Zähne der Verzahnung und/oder einen nachträglichen axialen Bearbeitungsschritt mittels eines Fingerfräsers umfasst.The method proposed according to the invention can be varied in such a way that the separate machining step comprises a variable adaptation of the profile depth of the teeth of the toothing and / or a subsequent axial machining step by means of an end mill.
In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens umfasst der separate Bearbeitungsgang ein Drahterodieren des Zahngrund zur Erzeugung der unregelmäßigen Schlitzung, sei sie einseitig oder beidseitig ausgebildet, sei es in einer variablen Schlitzungstiefe oder in einem variabel gehaltenen Schlitzungswinkel.In a further development of the method proposed according to the invention, the separate machining step includes wire-cutting the tooth base to produce the irregular slotting, be it one-sided or two-sided, be it with a variable slotting depth or a variable slotting angle.
Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung der Verzahnung in einem Getriebe eines elektrischen Antriebsstrangs eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.In addition, the invention relates to the use of the toothing in a transmission of an electric drive train of an electrically driven vehicle.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung erfolgt eine Brechung der Periodizität der sich durch die Verzahnung bei deren Betrieb ergebenden Anregung. Die einzelnen Zähne eines Zahnrads sind hinsichtlich ihrer geometrischen Struktur leicht modifiziert und zwar dahingehend, dass diese in unregelmäßiger Abfolge modifiziert sind, wobei dies entweder für eine Anzahl von Zähnen oder für jeden einzelnen individuellen Zahn gilt. Dadurch variiert die wirkende Zahnfedersteifigkeit unregelmäßig, sodass sich keine periodischen tonalen Schwingungen und Geräusche auszubilden vermögen. Die Anregungsenergie verteilt sich durch die Unregelmäßigkeiten auf einen breiteren Frequenzbereich und das resultierende Geräusch hat einen rauschartigen Klangcharakter. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird vermieden, dass ein streng periodisches Signal entsteht, was zu einem Linienspektrum mit wenigen, jedoch stark ausgeprägten Ordnungslinien führt.The solution proposed according to the invention breaks the periodicity of the excitation resulting from the toothing during its operation. The individual teeth of a gearwheel are slightly modified with regard to their geometrical structure, to the effect that they are modified in an irregular sequence, this either being the case for a number of teeth or for each individual tooth. As a result, the effective tooth spring stiffness varies irregularly, so that no periodic tonal vibrations and noises are able to develop. The excitation energy is distributed over a wider frequency range due to the irregularities and the resulting noise has a noise-like sound character. The solution proposed according to the invention prevents a strictly periodic signal from arising, which leads to a line spectrum with few, but strongly pronounced order lines.
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird eine Energieverteilung erreicht, sodass ausgeprägte Übereinstimmungen der Anregungsfrequenz mit Strukturresonanzen weitestgehend vermieden werden. Die Struktur wird vielmehr nur noch schwach angeregt. Eine räumliche Koinzidenz mit Schwingformen wird grundsätzlich vermieden.The solution proposed according to the invention achieves an energy distribution so that pronounced correspondences between the excitation frequency and structural resonances are largely avoided. Rather, the structure is only weakly stimulated. A spatial coincidence with oscillation forms is basically avoided.
Werden beispielsweise die Zähne eines Zahnrads mit einer unregelmäßigen für jeden Zahn individuellen Flankenformkorrektur versehen, beispielsweise eine unregelmäßige Fußrücknahme, so führt dies zu einer unregelmäßigen Änderung der Zahnsteifigkeit. Diese ist geeignet, die Periodizität der Verzahnungsanregung zu brechen.If, for example, the teeth of a gearwheel are provided with an irregular flank shape correction that is individual for each tooth, for example an irregular foot relief, this leads to an irregular change in the tooth stiffness. This is suitable for breaking the periodicity of the gear excitation.
Im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik beschriebenen Ansatz mit unregelmäßigen Zahnabständen besteht der Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, dass die Verzahnung auf konventionellem Wege ausgelegt und hergestellt werden kann und die unregelmäßige Flankenform und/oder die Zahnfuß-/Zahngrundkorrektur in einem nachträglichen separaten Bearbeitungsgang erzeugt werden kann. Bei variablem Zahnabstand - gemäß der Lösung aus dem Stand der Technik - müssen Ritzel und Rad in der Montage genau gepaart werden, um überhaupt eine Drehbewegung zu ermöglichen. Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung gibt es keine Zusatzanforderungen, die an die Montage zu richten wären. Bei Ritzel und Rad kann die Folge der Unregelmäßigkeiten jeweils so ausgelegt werden, dass sich unabhängig von der Montage keine Periodizitäten im Betrieb mehr ausbilden können.Compared to the approach with irregular tooth spacing described in the prior art, the advantage of the present invention is that the toothing can be designed and manufactured in a conventional way and the irregular flank shape and / or the tooth root / tooth root correction in a subsequent separate processing step can be generated. With a variable tooth spacing - according to the solution from the prior art - the pinion and wheel must be paired precisely in the assembly in order to enable a rotary movement at all. In the solution proposed according to the invention, there are no additional requirements that would have to be addressed to the assembly. In the case of pinion and wheel, the sequence of irregularities can be designed in such a way that no periodicities can develop during operation, regardless of the assembly.
Darüber hinaus ermöglicht es die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung zudem, die Körperschallenergie gezielt in andere tonale Ordnungen zu lenken. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass ein bestimmtes Muster an regelmäßigen Zahnfußvariationen, die akustisch vorteilhafter sind, erzeugt wird. Auf diese Weise kann zusätzlich oder alternativ zur Minderung des tonalen Geräuschs (Sound Cleaning) auch eine gezielte Geräuschauslegung (Sound Design) erreicht werden, um einem Antrieb beispielsweise markencharakteristische Klangeigenschaften zu verleihen.In addition, the solution proposed according to the invention also enables the structure-borne sound energy to be specifically directed into other tonal orders. This can be achieved, for example, in that a certain pattern of regular tooth root variations, which are acoustically more advantageous, is generated. In this way, in addition or as an alternative to reducing the tonal noise (sound cleaning), a specific sound design can be achieved in order to give a drive, for example, brand-specific sound properties.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen zur unregelmäßigen individuellen Flankenformkorrektur und/oder Zahnfuß- oder Zahngrundkorrektur können geometrisch auf unterschiedliche Weise erreicht werden. Es kann jeweils nur eine Zahnflanke bearbeitet werden; es besteht jedoch auch die Möglichkeit, beide Zahnflanken zu bearbeiten, jedoch nicht zwingend auf symmetrisch identische Weise.The measures proposed according to the invention for irregular individual flank shape correction and / or tooth root or tooth root correction can be achieved geometrically in different ways. Only one tooth flank can be machined at a time; However, it is also possible to machine both tooth flanks, but not necessarily in a symmetrically identical manner.
Bei einer Zahnfußrücknahme beispielsweise entsteht ein zahnvariabler Unterschnitt. Dabei wird bei dem separaten Bearbeitungsgang die Profiltiefe variabel angepasst. Der Vorteil dieser Vorgehensweise liegt in einer leichten Herstellbarkeit. Werden beispielsweise die Unregelmäßigkeiten über eine Modifikation des Zahnfußes vorgenommen und dazu axiale Bohrungen im Fußbereich eingelassen, können diese in einem variablen Durchmesser ausgebildet werden oder auch mit variablem Abstand zur jeweiligen Zahnflanke platziert werden. Der Vorteil hierbei liegt darin, dass die Zahnflanke nicht verändert wird und so Makro- und Mikrokonturauslegungen nicht beeinflusst werden. Werden beispielsweise Veränderungen des Zahnfußes in Form und Tiefe in verschiedener Ausprägung vorgenommen, so sind diese Modifikationen bevorzugt für gespritzte Kunststoffzahnräder oder generativ erzeugte Zahnräder von Belang.With a tooth root relief, for example, a tooth-variable undercut is created. The profile depth is variably adjusted in the separate machining process. The advantage of this procedure is that it is easy to manufacture. If, for example, the irregularities are made by modifying the tooth root and axial bores are made in the root area for this purpose, these can be designed with a variable diameter or placed with a variable distance from the respective tooth flank. The advantage here is that the tooth flank is not changed and so macro and micro contour designs are not influenced. If, for example, changes are made to the tooth root in terms of shape and depth in different ways, then these modifications are preferred for injection-molded plastic gears or generatively produced gears.
Die Variation der Zahnfußsteifigkeit kann so gewählt werden, dass eine möglichst breite und gleichmäßige Verteilung der akustischen Energie über den benachbarten Motorordnungen erfolgt. Dies kann beispielsweise nach Kriterien erfolgen, wie sie zum Beispiel aus Anwendungen an geräuscharmen Lüftern oder dergleichen bekannt sind. Es kann eine Vielzahl weiterer Anordnungen, die zu ähnlich flachen Energieverteilungen führen, ausgeführt werden, wobei allen Anordnungen gemeinsam ist, dass sie keine gleichartigen, über den Umfang regelmäßig verteilten Anregungsamplituden beinhalten.The variation of the tooth root stiffness can be selected so that the acoustic energy is distributed as broadly and evenly as possible over the neighboring motor orders. This can be done, for example, according to criteria such as are known, for example, from applications on low-noise fans or the like. A large number of other arrangements that lead to similarly flat energy distributions can be implemented, whereby all arrangements have in common that they do not contain similar excitation amplitudes that are regularly distributed over the circumference.
FigurenlisteFigure list
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.The invention is described in more detail below with reference to the drawing.
Es zeigt:
-
1a ein Zeitsignal einer regelmäßigen, periodischen Rechteckimpulsfolge, -
1b ein Zeitsignal einer unregelmäßigen, aperiodischen Rechtecki m pulsfolge, -
1c Spektren der beiden Zeitsignale gemäß1a und1b , -
2a den Verlauf der Gesamtzahnsteifigkeit für eine Geradverzahnung, -
2b den Verlauf der Gesamtzahnsteifigkeit für eine Schrägverzahnung, -
3a eine Flankenformkorrektur durch Profilwinkelabweichung, -
3b eine Flankenformkorrektur durch Höhenballigkeit, -
3c eine Flankenformkorrektur durch Kopfrücknahme, -
3d eine Flankenformkorrektur durch Fußrücknahme, -
4a Haupttragfähigkeitsgrenzen bei Zahnrädern aus Vergütungsstahl, -
4b Haupttragfähigkeitsgrenzen bei Zahnrädern aus oberflächenvergütetem Material, -
5a eine unregelmäßige Zahnfußrücknahme durch beidseitigen variablen Unterschnitt, -
5b eine unregelmäßige Zahnfußrücknahme durch einseitigen variablen Unterschnitt, -
6 eine unregelmäßige Zahnfußsteifigkeit durch Nuten im Zahnfuß, -
7 eine unregelmäßige Zahnfußsteifigkeit durch axiale Bohrungen mit variablem Durchmesser, -
8 eine unregelmäßige Zahnfußsteifigkeit durch axiale Bohrungen in symmetrischer Verteilung variablen Durchmessers, -
9 eine unregelmäßige Modifikation des Zahngrunds hinsichtlich Form und Tiefe, -
10 eine Änderung der Zahnsteifigkeit durch unregelmäßige beidseitige Zahngrundschlitzung, -
11 eine Änderung der Zahnsteifigkeit durch unregelmäßige tiefe Schlitzung des Zahngrunds einseitig und -
12 eine Änderung der Zahnsteifigkeit durch unregelmäßige tiefe Schlitzung des Zahngrunds in variierenden Schlitzungswinkeln.
-
1a a time signal of a regular, periodic square pulse train, -
1b a time signal of an irregular, aperiodic square pulse sequence, -
1c Spectra of the two time signals according to1a and1b , -
2a the course of the total tooth stiffness for a straight toothing, -
2 B the course of the total tooth stiffness for a helical gear, -
3a a flank shape correction through profile angle deviation, -
3b a flank shape correction by height crowning, -
3c a flank shape correction through tip relief, -
3d a flank shape correction by releasing the foot, -
4a Main load capacity limits for gears made of heat-treated steel, -
4b Main load capacity limits for gears made of surface-treated material, -
5a an irregular tooth root relief due to variable undercut on both sides, -
5b an irregular tooth root relief due to one-sided variable undercut, -
6 an irregular tooth root stiffness due to grooves in the tooth root, -
7th irregular tooth root stiffness due to axial bores with variable diameters, -
8th an irregular tooth root stiffness due to axial bores in symmetrical distribution of variable diameter, -
9 an irregular modification of the tooth base in terms of shape and depth, -
10 a change in tooth stiffness due to irregular tooth base slots on both sides, -
11 a change in tooth stiffness due to irregular deep slots in the tooth base on one side and -
12th a change in the tooth stiffness due to irregular deep slots in the tooth base at varying slot angles.
Ausführungsvarianten der ErfindungVariants of the invention
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals, a repeated description of these elements being dispensed with in individual cases. The figures represent the subject matter of the invention only schematically.
Bei der Auslegung geräuscharmer Getriebe werden anstelle von Geradverzahnungen
Aus den
Die
Den nachfolgenden
Zahnkorrekturen
In
In
Der Ausführungsvariante der Verzahnung
In der Darstellung gemäß
In
In
Es besteht auch die Möglichkeit, die in
Die in den
Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung gibt es keine Zusatzanforderungen hinsichtlich der Montage, da Ritzel und Zahnrad
Typischerweise können zur Herstellung der Zahnkorrekturen
Bei den Modifikationen
Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung wird die Variation der Zahnfußsteifigkeit so gewählt, dass eine möglichst breite und gleichmäßige Verteilung der akustischen Energie über die benachbarten Motoränderungen erfolgt. Dies kann gemäß solchen Kriterien erfolgen, die beispielsweise aus Anwendungen an geräuscharmen Lüftern und dergleichen bekannt sind. Eine Verteilung, die zum Beispiel zu einer flachen Energieverteilung führt, die keine tonalen Maxima aufweist, ist die Maximalfolge. Daneben gibt es aber eine Vielzahl weiterer Anordnungen, die zu ähnlich flachen Energieverteilungen führen können.In the solution proposed according to the invention, the variation in the tooth root stiffness is selected in such a way that the acoustic energy is distributed as broadly and evenly as possible over the adjacent engine changes. This can take place in accordance with criteria that are known, for example, from applications on low-noise fans and the like. A distribution that leads, for example, to a flat energy distribution that has no tonal maxima, is the maximum sequence. In addition, there are a number of other arrangements that can lead to similarly flat energy distributions.
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann zudem erreicht werden, dass Energie, d. h. im vorliegenden Falle Körperschallenergie, gezielt in andere tonale Ordnungen gelenkt wird, so zum Beispiel ein bestimmtes Muster an regelmäßigen Variationen am Zahnfuß
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described here and the aspects emphasized therein. Rather, within the range specified by the claims, a large number of modifications are possible that are within the scope of expert knowledge.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 3533743 A1 [0002, 0005]DE 3533743 A1 [0002, 0005]
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