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Patent Searching and Data


Title:
MAGNETIC FIELD GEAR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1994/019625
Kind Code:
A1
Abstract:
In a gear system with an input shaft (3) and an output shaft (4) and with mutually allocated pairs of fixed and loose components like cogs (1 and 2), synchronisation rings, sliding bushes, clutch plates and the like arranged on the shafts, rattling and banging is prevented in that in at least one of the mutually allocated pairs of fixed and loose components, said components are pushed apart by magnetic forces.

Inventors:
LANG CLAUS-HERMANN (DE)
LECHNER GISBERT (DE)
Application Number:
PCT/EP1994/000292
Publication Date:
September 01, 1994
Filing Date:
February 02, 1994
Export Citation:
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Assignee:
INST MASCHINENELEMENTE UNI STU (DE)
LANG CLAUS HERMANN (DE)
LECHNER GISBERT (DE)
International Classes:
F16D27/00; F16H49/00; F16H57/00; (IPC1-7): F16H49/00; F16D27/00
Foreign References:
DE2159753A11973-06-07
US5044613A1991-09-03
DE1051082B1959-02-19
EP0044905A11982-02-03
FR1220331A1960-05-24
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 8, no. 203 (M - 326)<1640> 18 September 1984 (1984-09-18)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 15, no. 298 (M - 1141) 29 July 1991 (1991-07-29)
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Claims:
P A T E N T A N S P R Ü C H E1. Bauteilpaarung mit einander zugeordneten Fest- und/oder Losteilen wie Zahnräder (1,2), Synchronringe, Schiebemuffen, Kupplungslamellen u. dg
1. l.
2. Bauteile, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der einander zugeordneten Bauteilpaarungen von Fest und/oder Losteilen eine Magnetisierung aufweist und die Teile durch Magnetkraft voneinander abgestoßen werden.
3. Bauteilpaarung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fest und/oder Losteile Bestandteil eines stationären oder im mobilen Einsatz sich befindenden Getriebes sind.
4. Bauteilpaarung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugeordneten Paarungen von Fest und/oder Losteilen wenigstens abschnittsweise gleiche Polarität aufweisen.
5. Bauteilpaarung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Magnetkraft permanentmagnetische, elektromagnetische und/oder elektrische Elemente vorgesehen sind, wobei insbesondere das permanentmagnetische Element ein Kunststoff mit eingebundenen magnetischen oder magnetisierbaren Partikeln ist und/oder insbesondere der magnetische oder magnetisierbare Werkstoff eine SamariumKobalt, NeodymEisenBor oder eine entsprechende Verbindung mit einem noch höheren Energieprodukt ist.
6. Bauteilpaarung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugeordneten Bauteile aus Metall bestehen und ein magnetischer oder magnetisierbarer Werkstoff in einer Auflage (14,15,23) vorgesehen ist, wobei insbesondere die Auflage (14,15,23) als Scheibe ausgebildet ist, die auf der Stirnseite z. B. eines Zahnrades (12) o. dgl. aufliegt, die insbesondere aufgeklebt, aufgespritzt, aufgenietet, aufgesnapt o. dgl. lösbar oder unlösbar aufgebracht ist.
7. Bauteilpaarung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (14,15,23) als Nachrüstelement auf die einander zugeordneten Bauteile aufbringbar ist.
8. Bauteilpaarung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Auflage (14,15, 23) entweder dem Querschnitt des Teiles entspricht, auf dem es befestigt ist, oder derart gestaltet ist, daß ein geringer Abstand zum Außenrand bzw. zur Kontur des Teiles besteht, auf dem es befestigt ist oder derart gestaltet ist, daß sie die Kontur des Teils, auf dem es angeordnet ist, geringfügig überragt, wobei insbesondere der die Kontur des Teils überragende Abschnitt der Auflage als elastisches Element (26) ausgebildet ist.
9. Bauteilpaarung nach einem der Ansprüche 1 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugeordneten Bauteilpaarungen aus Kunststoff bestehen und der magnetische oder magnetisierbare Werkstoff gleichmäßig oder partiell, insbesondere im Bereich der einander zugeordneten Abschnitte, verteilt angeordnet ist.
10. Bauteilpaarung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugeordneten Bauteilpaarungen, insbesondere die den magnetischen bzw. magnetisierbaren Werkstoff aufweisenden Bereiche, von einer Polscheibe (25) überdeckt sind, die insbesondere als kreisrunde Scheibe ausgebildet ist oder im wesentlichen etwa dem Querschnitt des Teiles aufweist.
11. Bauteilpaarung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage oder Polscheibe (25) als Träger für weitere Bauteile, z.B. einem Radialwellendichtring o. dgl. ausgebildet sind und insbesondere einstückig mit diesem sind.
12. Bauteilpaarung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den magnetischen Bauteilpaarungen Sensoren zur Drehzahl und Beschleunigungserfassung zugeordnet sind, wobei insbesondere zur Vergrößerung der Auflösung eine Polschuhscheibe mit einer Vielzahl von Polschuhen über dem magnetischen Werkstoff angeordnet ist.
13. Bauteilpaarung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierung im Flankenbereich von Zahnrädern vorgesehen ist.
Description:
MAGNETFELD-GETRIEBE

B E S C H R E I B U N G

Die Erfindung betrifft eine Bauteilpaarung mit einander zugeordneten Fest- und Losteilen wie Zahnräder, Synchronringe, Schiebe- oder Schaltmuffen, Kupplungslamellen u. dgl. Bauteile.

Derartige Bauteilpaarungen befinden sich insbesondere in kraftübertragenden Vorrichtungen wie Getrieben. Getriebe als Bestandteil von Antriebselementen sind hinreichend bekannt. Ihre Aufgabe ist es, Leistungen und Momente in Form von Drehbewegungen von einer Welle auf eine zweite zu übertragen. Dabei wird angestrebt, daß die Gleichförmigkeit der Drehbewegung erhalten bleibt, um unerwünschte Beschleunigungen, Verzögerungen und Massenkräfte zu vermeiden. Die in das Getriebe eingeleiteten Drehmomente und Winkelgeschwindigkeiten sind in der Regel nicht gleichförmig. Ferner schwanken die Leistungsanforderungen an der -Abtriebswelle. Die Aufgabe des Getriebes besteht darin, trotz der Ungleichförmigkeit eine Drehzahl- und Drehmomentübersetzung und -angleichung zu bewirken.

Insbesondere bei im mobilen Einsatz z.B. in einem Kraftfahrzeug sich befindenden Getrieben sind die Ungleichförmigkeiten auf der Antriebsseite besonders hoch und es wechseln die Leistungs- und Momentenanforderungen auf der Abtriebsseite permanent. Dies soll zum Teil durch ein am Antriebsausgang vorgesehenes Zwei-Massen-Schwungrad, einen Schwingungstilger oder einen Kupplungsdämpfer angeglichen werden. Als nachteilig hat sich gezeigt, daß dieses Schwungrad seine Wirkung nur in einem engen Frequenzbereich

entfaltet. Als nachteilig wird außerdem angesehen, daß die oben genannten Systeme nur in einem engen Frequenzbereich wirken. Ferner gibt es Betriebszustände, wie den

AbstellVorgang von Verbrennungskraftmaschinen bei Fahrzeugen, der zum sogenannten Abstellschütteln führt. Dieser Effekt kann durch Schwingungstilger oder -dämpfer sogar noch verstärkt werden. Ein weiterer kritischer Betriebszustand tritt vorwiegend beim Beschleunigen von Fahrzeugen auf. Im Fahrzeuggetriebe tritt dann deutlich das sogenannte Beschleunigungsrasseln zutage. Diese Nachteile können gleichzeitig von diesen Systemen nicht gelöst werden. Sind diese Systeme nicht exakt ausgewuchtet, was kompliziert ist, dann erhöht sich der Lagerverschleiß drastisch, die Eigengeräusche nehmen zu und es kommt zu

Schwingungserregungen und Komforteinbußen. Jede neue Motor- Getriebe-Fahrzeugmasse-Kombination fordert eine neue Abstimmung. Sind die Zwei-Massen-Schwungräder mit zusätzlichen hydraulischen Torsionsdämpfungsprinzipien ausgestattet, besteht die Gefahr von Leckagen. Außerdem ist das Dämpfungsfluid in seiner Viskosität temperaturabhängig. Eine Leckage kann zu einer Brandgefahr für das Fahrzeug, zu Geruchsbelästigungen und zur Kontamination der Umwelt führen. Ferner wirken sich der relativ hohe Preis, ein Gewicht von bis zu 20 kg, der komplexe Aufbau durch viele Teile und der erforderliche Bauraum nachteilig aus.

Dies führt dazu, daß auch moderne Getriebe trotzdem Klappern und Rasseln, was einerseits störend ist, andererseits die einzelnen Bauteile des Getriebes früher verschleißen läßt.

Weitere Gründe für das Klappern und Rasseln der Losteile innerhalb des Getriebes werden in der Anregung des Getriebes durch die Eigenschwingungen des angeflanschten Motors, der

Seitenwellen oder der Kardanwelle und des Chassis und der Fahrbahnunebenheiten gesehen. Einzelne Aggregate, wie die Lichtmaschine, die Pumpe für Lenk- oder Bremshilfe können bei bestimmten Drehzahlen Eigenschwingungen entwickeln, die das

Getriebe in allen drei Koordinatenrichtungen translatorisch beschleunigen. Dies führt dazu, daß die Losteile innerhalb ihrer Spielgrenzen zu schwingen beginnen. Insbesondere das in letzter Zeit stärker in Erscheinung tretende moderne Motormanagement zur Steuerung von Emission und Krafstoffverbrauch führt zu einem ungleichförmigen Lauf des Motors, wodurch die Klapper- und Rasselerscheinungen weiter verstärkt werden, indem die einzelnen, einander zugeordneten Bauteile des Getriebes im Rahmen ihres fertigungs- oder funktionsbedingten Spiels aneinander anschlagen.

Es sind Verfahren bekannt geworden (GB 591 285; DE-PS 851 884; EP 44 905 AI; Patent abstracts of Japan M-1270, Vol-16, Nr. 284) bei denen die einzelnen einander zugeordneten Bauteile durch Magnetkraft angezogen werden, so daß sie permanent, d.h. auch im lastlosen Zustand, aneinander anliegen. Hierdurch wird zwar das Aneinanderschlagen und auf diese Weise das Klappern und Rasseln vermieden, jedoch wird dies durch eine Verschlechterung des Wirkungsgrades des Getriebes erkauft, da sich Reibung und Quetschmomente erhöhen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe bereitzustellen, bei dem auf einfache Weise ohne Wirkungsgradverluste die Klapper- und Rasselerscheinungen von Losteilen reduziert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens eine der einander zugeordneten Bauteilpaarungen von Fest- und/oder Losteilen eine Magnetisierung aufweist und die Teile durch Magnetkraft voneinander abgestoßen werden.

Die Erfindung sieht vor, daß die einander zugeordneten lastlosen Bauteile, z.B. die Zahnflanken eines Fest- und eines Losrades durch Magnetkraft ständig voneinander abgestoßen werden. Die Zahnflanken liegen bei diesen

Bauteilen also nur dann aneinander an, wenn eine Kraftübertragung stattfindet, d.h. im geschalteten Zustand. Im nicht geschalteten Zustand, in dem die Bauteile lose umlaufen, werden sie durch die Magnetkraft derart zueinander angeordnet, daß die Zahnflanken ständig auf Abstand zueinander stehen. Hierdurch werden folgende Vorteile erzielt: Da sich die Bauteile nicht berühren, kann kein Körperschall angefacht und kein Körperschall übertragen werden. Außerdem verringert sich das Quetschmoment, da weniger Öl zwischen den Zahnflanken ausgequetscht werden muß. Der Verschleiß verringert sich aufgrund der reduzierten Berührung und der verringerten Anschlaghäufigkeit. Ferner entstehen, insbesondere bei schrägverzahnten Rädern, geringere bzw. keine Axialschwingungen. Außerdem wird das Ansynchronisierungsverhalten verbessert. Schließlich kann festgestellt werden, daß der Wirkungsgrad eines Getriebes mit derartigen Bauteilpaarungen höher ist und die Lebensdauer zunimmt. Bei einer anderen Motor-Getriebevariantenpaarung muß keine neue Abstimmung erfolgen, was bei Tilgern oder Zwei- Massen-Schwungrädern erforderlich wäre, da die Magnetwirkung das Klapper- und Rasselproblem weit außerhalb der Anregungswirkung verschiebt. Im übrigen sind nur diejenigen Bauteilpaarungen mit der Magnetwirkung zu bestücken, die Geräusche verursachen.

Durch dieses erfindungsgemäße Repulsionsprinzip können z.B. die Zahnspiele zweier Bauteile wieder vergrößert werden. Heutige Zahnspiele liegen bei Betriebstemperatur in der Größenordnung von 0,2 mm. Dies ist nur mit teueren Fertigungsverfahren möglich. Bei Temperaturen unter -10°C klemmen derartige Getriebe. Durch hohe Reibung beim Anfahren erwärmen sie sich und dehnen sich aus. Diese heute übliche Lösung führt natürlich zu einem höheren Verschleiß.

Die Erfindung beschränkt sich nicht darauf, daß lediglich miteinander kämmende Zahnräder erfindungsgemäß ausgerüstet

sind, so daß sich ihre Flanken abstoßen. Die Erfindung soll auch alle anderen, Relativbewegungen zueinander ausführunde Bauteile, die auch nicht unbedingt in einem Getriebe angeordnet sein müssen, sondern z.B. auch im Motor, einer Kupplung oder einem anderen Aggregat angeordnet sein können, mit umfassen. Derartige Bauteile können z.B. Synchronringe, Schiebe- oder Schaltmuffen, Kupplungslamellen usw. sein.

Die abstoßende Wirkung der Bauteile wird auf einfache Weise dadurch erzielt, daß sie wenigstens abschnittsweise gleiche Polarität aufweisen. So können z.B. die Zahnflanken oder Bereiche der Zahnflanken mit gleicher Polarität versehen sein.

Bevorzugt sind zur Erzeugung der Magnetkraft permanentmagnetische Bauteile und/oder elektrische Bauteile vorgesehen. So kann z.B. eine Magnetspule im Fertigungsprozeß gleich in das Kunststoffzahnrad oder in das Aufsatzbauteil eingegossen, eingespritzt oder auf ähnliche Weise integriert werden. Die Stromversorgung der Magnetspule kann z.B. wie in einem Generatorbetrieb durch Abwälzen des Losrades als Rotor auf einer Welle als Stator induziert werden. Dadurch führt sich die Spule durch Selbstinduktion Energie zu. Abhängig von den zu erwartenden Schwingungen kann die Magnetkraft entweder durch einen Permanentmagneten zur Verfügung gestellt werden oder z.B. durch eine Magnetspule, wobei Permanentmagnete den Vorteil aufweisen, daß sie die Magnetkraft ohne Energiezufuhr bereitstellen, so daß Getriebe mit Permanentmagneten ein weites Einsatzgebiet finden. Magnetspulen weisen den Vorteil auf, daß mit ihnen auf einfache Weise die Magnetkraft in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen Steuer- oder regelbar ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß das permanentmagnetische Bauteil ein kunststoffgebundener Magnet ist, bei dem die magnetischen oder magnetisierbaren Partikel

in eine Kunststoffmatrix eingebunden sind. Der magnetische bzw. magnetisierbare Werkstoff ist z.B. eine Neodym-Eisen- Bor-Verbindung oder eine Samarium-Kobalt-Verbindung oder ein anderer, insbesondere gesinterter Werkstoff. Dabei wird der magnetische bzw. magnetisierbare Werkstoff als Auflage z.B. in Form einer Scheibe mit oder ohne Zahnprofil auf die Bauteile aufgebracht. Dies erfolgt z.B. durch aufspritzen, aufnieten, aufsnappen oder aufkleben. Dabei kann die Auflage lösbar oder unlösbar befestigt sein. Bei Zahnrädern kann die Auflage einseitig oder beidseitig vorgesehen sein, wodurch das Zahnrad einen Sandwich-Aufbau erhält. Vorteilhaft werden die magnetisierbaren Partikel erst unmittelbar vor der Endmontage des Aggregats magnetisiert, so daß sich keine ferromagnetische Fremdkörper an den magnetischen Stellen ansammeln können. Die Auflage dämpft auch die Bauteile in ihrem Körperschallverhalten. Gezielt lassen sich Polscheiben so in das Bauteil einbringen, daß sich metallische Punktmassenanhäufungen ergeben, die zusätzlich eine Körperschalldämpfung bewirken. Dies gilt also nicht nur für Klapper- und Rasselstöße sondern auch für andere Verzahnungsgeräusche als Folge von Eingriffsstößen, Zahnteilungsfehlern und das Heulen und Pfeifen.

Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Auflage auf bereits im Handel befindliche Bauteile nachträglich, z.B. im Zuge einer Nachrüstung, aufbringbar ist. Auf diese Weise können z.B. Getriebe, die bereits in Einsatz sind, umgerüstet werden, wodurch ihr Geräuschpegel gesenkt werden kann.

Von Vorteil hat sich das geringe Gewicht der Auflage, die nur wenige Gramm wiegt, erwiesen. Außerdem sind die geringen Kosten für die Auflage bemerkenswert. Weitere Vorteile werden darin gesehen, daß die Auflage und das zugehörige Bauteil voneinander trennbar sind, wodurch das Recyceln von Altteilen erleichtert wird. Außerdem kann der permanentmagnetische oder der kunststoffgebundene Werkstoff bei aus Kunststoff

bestehenden Bauteilen, im lastübertragenden Flankenbereich vorgesehen sein. Dabei kann der magnetische Werkstoff vom Bauteilwerkstoff überdeckt sein. Bei kunststoffgebundenen Magnetpartikeln können diese im Spritzvorgang gezielt an die gewünschte Stelle injiziert werden.

Bevorzugt weist die Auflage den Querschnitt des Bauteils auf, d.h. bei einem Zahnrad ein Zahnprofil. Die Auflage kann an ihrem äußeren Rand bündig mit dem Bauteil abschließen, einen Abstand zu diesem aufweisen oder dieses überragen. Je nach Einsatzbedingungen wird die optimale Form gewählt.

Bei einer die Kontur des Bauteils aufweisenden oder überragenden Auflage kann der überragende Abschnitt als elastisches Element, z.B. als Federelement ausgebildet sein. Auf diese Weise können Lastspitzen abgebaut werden, indem zusätzlich durch die Federelemente Kräfte aufgenommen werden können, indem diese aneinander anliegen bevor es zu einer Berührung der Zahnflanken kommt.

Eine andere Ausführungsform sieht vor, daß das Bauteil, z.B. das Zahnrad aus Kunststoff besteht und der magnetische bzw. magnetisierbare Werkstoff partiell in den einander zugeordneten Bereichen verteilt angeordnet ist. Es können aber auch Ausnehmungen, z.B. Bohrungen, in den Stirnseiten der Zähne vorgesehen sein, in denen dann einzelne Magnete untergebracht sind. Derartige Zahnräder sind auch nachrüstbar.

Bei Ausführungsformen kann vorgesehen sein, daß der Nabenbereich der Bauteile einheitlich mit einer Polarisierung polarisiert ist und die das als Losteil ausgebildete Bauteil tragende Welle die gleiche Polarität aufweist. Auf diese Weise werden Radialschwingungen des Losteils auf der Welle minimiert.

Eine Konzentration der Feldlinien bzw. eine Bündelung der Streufelder wird dadurch erreicht, daß der Magnet von einer Polscheibe umgeben ist. Durch die Polscheibe kann die Wirkung der Magnetkraft bis zu einem Faktor von 20 verstärkt werden.

Vorteilhaft weist die Polscheibe eine den Zähnen des Bauteils entsprechende oder wesentlich größere Anzahl von Polschuhen auf, die mit Hilfe von Sensoren zur Drehzahl- und/oder Beschleunigungserfassung bereits ab der Drehzahl Null dienen können. ABS, ASR, ONBOARD- oder Fahrtenschreiber benötigen solche fein aufgelösten Drehbewegungssignale. Außerdem können die Polscheibe oder die Auflage als Träger für weitere Bauteile z.B. Wellendichtringe o.dgl. dienen. So kann z.B. ein Radialwellendichtring in den Fertigungsprozeß der Auflage integriert werden. Damit erfüllt die Auflage die Funktion der Abdichtung, eines Aktivgebers für Drehzahlsensoren und magnetische Repulsion von sich im Eingriff befindlichen, spielbehafteten Losteilen, z.B. bei Zahnradpumpen. Mit entsprechenden Dichtelementen ist ein stirnseitiges, kopfseitiges oder nabenseitiges Abdichten möglich. Auf diese Weise kann das Clean-bearing-Prinzip verwendet werden, bei dem die Lagerstellen, z.B. der Losräder eine vom Getriebeöl unabhängige Lebensdauer der Lagerung wesentlich erhöhen. Außerdem kann ein höheres Schleppmoment im Nabenbereich erzielt werden, was wiederum der Antiklapperwirkung zugute kommt. Als günstig erweist sich noch, daß der Ölstand im Getriebe weiter abgesenkt werdenkann was Kosten und Gewicht einsparen hilft. Gleichzeitig verringert sich das Gesamtschleppmoment und der Getriebewirkungsgrad steigt.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben sind. Dabei zeigen:

Figur 1 einen Ausschnitt zweier miteinander kämmender Zahnräder mit jeweils einer magnetischen Auflage auf ihren Stirnseiten;

Figur 2 einen Zahn eines Zahnrades mit Auflage in

Seitenansicht;

Figuren 3a bis 3c drei Ausführungsformen eines Zahns eines

Zahnrades mit Auflage und Polscheibe im Schnitt;

Figur 4 einen Zahn eines Zahnrades mit Auflage und Polscheibe in Seitenansicht;

Figur 5 einen Zahn eines Zahnrades mit die

Zahnflanken überragender Auflage;

Figur 6 einen Zahn eines Zahnrades mit Auflage und die Zahnflanken überragender Polscheibe; und

Figur 7 eine perspektivische Darstellung eines

Ausschnitts eines Zahnrads mit im Zahn eingebettetem Permanetmagnet.

Die Figur 1 zeigt in Seitenansicht den kämmenden Bereich zweier unter Last stehender Zahnräder 1 und 2 als Ausschnitt, wovon eines ein Festrad 1 und eines ein"Losrad 2 ist. Dabei kann eine Vorlegewelle mit mehreren Zahnrädern auch als Losrad angesehen werden. Diese Zahnräder 1 und 2 können aus Metall oder Kunststoff bestehen und sind auf Wellen 3 und 4 gelagert. Bei der in der Figur 1 dargestellten Position sind die Zähne 5 bis 7 in Eingriff. Ist die Anordnung in eingekuppeltem Zustand, dann liegen die Zahnflanken 8 und 9

aneinander an. Die Zahnflanken 10 und 11 der Zähne 6 und 7 weisen einen Abstand zueinander auf.

Auf den Stirnseiten 12 und 13 der beiden Zahnräder 1 und 2 ist jeweils eine aus Kunststoff bestehende Auflage 14 und 15 aufgespritzt. Diese weisen eine der Kontur der Zahnräder 1 und 2 entsprechende Kontur auf, jedoch schließt das Zahnprofil der beiden Auflagen 14 und 15 nicht bündig mit dem Profil der Zahnräder 1 und 2 ab. Der Abstand kann Bruchteile mit positivem oder negativem Vorzeichen eines Millimeters betragen. Bei nicht dargestellten Ausführungsformen kann die Auflage auch bündig mit dem Zahnprofil des Zahnrads abschließen oder die Auflage des einen Zahnrads dieses überragen und die Auflage des anderen Zahnrads einen Abstand zum Zahnprofil dessen Zahnrads aufweisen.

In Figur 1 ist ferner erkennbar, daß die Auflage 14 oder 15 magnetische Pole, im dargestellten Fall Nordpole (N) aufweist. Hierfür sind in die Kunststoffmatrix magnetische oder magnetisierbare Partikel eingebunden, deren Polarität wie dargestellt ausgerichtet ist. Bevorzugt weisen die Zahnflanken der Zahnräder 1 und 2 und die Nabenbereiche 16 und 17 gleiche Pole auf.

Sind die beiden Zahnräder 1 und 2 in lastlosem oder ausgekuppeltem Zustand, dann richten sich die in Eingriff sich befindenden Zähne 5 bis 7 in eine Mittelstellung aus, in der die Zahnflanken 8 bis 11 ohne gegenseitige Berührung sind. Dies rührt daher, daß sie sich aufgrund der gleichen Polarität der Auflagen 14 und 15 voneinander abstoßen. Dies gilt auch für die Nabenbereiche 16 und 17 der beiden Zahnräder 1 und 2, wenn die sie tragenden Wellen 3 und 4 ebenfalls gleiche Pole aufweisen. Vorzugsweise ist dann das Bauteil im Zahnflankenbereich und im Nabenbereich permanentmagnetisiert und einstückig. Radial- und Axialschwingungen werden auf diese Weise wirksam reduziert.

13

Da sich die Zahnflanken 8 bis 11 gegenseitig abstoßen, werden Körperschallanfachung und -Übertragung und Verschleiß reduziert. Auch bei modernsten Getrieben sind Axialspiele benachbarter Bauteile erforderlich, wobei dieses Spiel zu Axialschwingungen der Bauteile führt. Durch die Abstoßung der Zahnflanken 8 bis 11 kann auch eine Reduzierung dieser Axialschwingung erzielt werden. Außerdem verkleinert sich das aufzubringende Quetschmoment für das an den Zahnflanken 8 bis 11 anhaftende Öl. Durch die Repulsion wird also der Wirkungsgrad der Zahnradpaarung und deren Lebensdauer erhöht.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß lediglich die Probleme, d.h. Geräusche und Schwingungen verursachenden Bauteile, wie Zahnräder der oberen Gänge, des Rückwärtganges und gegebenenfalls das Vorgelege usw. , magnetisiert werden können.

Schließlich hat sich gezeigt, daß bei auf Abstand zueinander stehenden Zahnflanken permanent ein Ölfilm zwischen diesen sich befindet, der einerseits eine dämpfende Wirkung hat, andererseits den Verschleiß beim Übergang in den geschalteten Zustand der Zahnräder mindert.

In Figur 1 ist auch erkennbar, daß die beiden Stirnseiten 12 und 13 der beiden Zahnräder 1 und 2 jeweils mit einer Polscheibe 18 und 19 teilweise überdeckt sind. Diese Polscheiben 18 und 19 überdecken die Südpole der Auflagen 14 und 15.

Die Figur 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Auflage 15 bis an den Rand des Zahnes 6 herangeführt ist. Sie weist also die Dicke des Zahnes 6 auf. Bei dieser Ausführungsform werden höhere repulsive Kräfte erzielt.

Ein Schnitt durch ein Zahnrad 22 ist in Figur 3a dargestellt, die auch ein Beispiel für die Anordnung der Auflage 23 zeigt.

Diese befindet sich in einer Eindrehung 24, so daß kein Kurzschluß der magnetischen Feldlinie auf der Nabensaite entsteht und im Zahnflankenbereich eine maximale magnetische repulsive Wirkung erreicht wird. Im dargestellten Beispiel schließt sie bündig mit dem Flankenprofil 21 des Zahnrades 22 ab und weist einen Nord- und einen Südpol auf. An der dem Zahnrad 22 abgewandten Seite ist die Auflage 23 von einer Polscheibe 25 übergriffen, die die Streuung der Feldlinien reduziert. Auch diese Polscheibe 25 schließt bündig mit dem Flankenprofil 21 des Zahnrads 22 ab. Die Abmessungen dieses Sandwich-Aufbaus sind übertrieben dargestellt. Die Dicke der Auflage 23 und der Polscheibe 25 beträgt jeweils nur 1 bis wenige Millimeter. Der Werkstoff des Zahnrads 22 ist beliebig wählbar und kann ein Metall oder ein Kunststoff sein.

Die Figur 3b zeigt eine Variante für die Anordnung der Polscheibe 25. Dabei überdeckt die Polscheibe 25 lediglich den in der Figur 3b nicht sichtbaren Südpol. Die Anordnung der Polscheibe 25 ist aber im Ausführungsbeispiel der Figur 1 erkennbar. Im Bereich der Auflage 23 ist ein Permanentmagnet 30 in die Welle 29 eingelassen, der Axial- und Radialschwingungen reduziert.

Eine weitere Ausführungsform ist in Figur 3c dargestellt. Hier übergreift die Polscheibe 25 vollständig die Auflage 23 und ist ringförmig ausgebildet.

Bei dem in der Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Zahn 6 sowohl mit einer Auflage 15 als auch mit einer Polscheibe 25 versehen, wobei beide, d.h. Auflage 15 und Polscheibe 25 einen dem Flankenprofil 21 des Zahnrads 6 entsprechenden Querschnitt besitzen. Jedoch schließen sie nicht bündig mit der Zahnflanke des Zahnes 6 ab sondern weisen einen geringen Abstand hierzu auf.

Beim Ausführungsbeispiel der Figur 5 überragt die Auflage 23 geringfügig das Flankenprofil 21 des Zahnes 6, wobei der überragende Abschnitt als elastisches Element 26, im dargestellten Fall als Feder 27 ausgebildet ist. Dieser Aufbau hat den Vorteil, daß die maximale Magnetkraft zur Verfügung steht und bei Überschreiten dieser, zuerst die elastischen Elemente 26 der miteinander kämmenden Zähne zur gegenseitigen Anlage kommen, so daß eine Flankenberührung der Zähne im wesentlichen verhindert wird. Bei Kraftübertragung bei gekuppelten Zahnrädern werden die federnden Elemente so weit verlagert, bis die Flanken zur Anlage kommen.

Das Ausführungsbeispiel der Figur 6 weist ebenfalls elastische Elemente 28 auf, die jedoch von der Polscheibe 25 gebildet werden. Auch hier überragen diese Elemente 28 geringfügig das Flankenprofil 21 und dienen als Feder, die eine Flankenberührung verhindern.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 7 ist in ein aus Kunststoff bestehendes Zahnrad 31, bzw. in jeden Zahn 32 bis 34 ein Permanentmagnet 35 eingebettet. Dieser kann bei der Herstellung des Zahnrads 31 eingespritzt werden oder er kann in eine entsprechende Ausnehmung eingeführt und eingeschweißt, eingeklebt o.dgl. verankert werden.