Abstract
From an economic and ecological point of view, mastering the distortion behavior of gear components continues to represent a considerable potential for reducing reworking and scrap costs. In particular, the constraints arising in the course of electrification, for rapid implementation of drive solutions that are as CO2-neutral as possible, require leaner processes. Within the scope of this work, investigations were carried out to identify parameters influencing the hardening distortion of drive bevel gears. The primary goal was to identify influences and disturbance variables in a standard large series process that have to be either eliminated or controlled in order to ensure consistent delivery quality with the most constant lapping settings possible, especially during the final lapping process, in which crown wheel and drive bevel gear are „married“. This publication presents the experimental results of investigations on drive bevel gears from 41 melt batches under near-series case hardening with oil quenching as well as a heat treatment experiment with intermediate stress relief annealing and a third series of tests in which case hardening is carried out in a low-pressure carburizing plant with varied heating rate, temperature holding stages and high-pressure gas quenching.
Kurzfassung
Aus wirtschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkten stellt die Beherrschung des Verzugsverhaltens von Getriebekomponenten weiterhin ein erhebliches Potenzial zur Reduzierung von Nacharbeits- und Ausschusskosten dar. Insbesondere die im Zuge der Elektrifizierung aufkommenden Zwänge zur schnellen Umsetzung möglichst CO2-neutraler Antriebslösungen erfordern schlankere Prozesse. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Untersuchungen zur Identifikation von Einflussgrößen auf den Härteverzug von Antriebskegelrädern durchgeführt. Vorrangiges Ziel war es, in einem Standard-Großserienprozess Einflüsse und Störgrößen zu identifizieren, die es entweder abzustellen oder zu steuern gilt, um insbesondere innerhalb des finalen Läppvorgangs, bei dem Tellerrad und Antriebskegelrad „verheiratet“ werden, mit möglichst konstanten Läppeinstellungen gleichbleibende Auslieferungsqualitäten sicherzustellen. In dieser Veröffentlichung werden die experimentellen Untersuchungsergebnisse an Antriebskegelrädern aus 41 Schmelzchargen unter seriennaher Einsatzhärtung mit Ölabschreckung sowie einem Wärmebehandlungsexperiment mit zwischengeschaltetem Spannungsarmglühen und einer dritten Versuchsreihe, in der die Einsatzhärtung in einer Niederdruckaufkohlungsanlage mit variierter Erwärmgeschwindigkeit, Temperaturhaltestufen und einer Hochdruck-Gasabschreckung erfolgt, vorgestellt.
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