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Verfahren zum massgenauen Fertigbearbeiten von rohen Zahnradwerkstücken mit Innen- verzahnung.
Es ist bekannt, dass Zahnräder mit Innenverzahnung gegenüber Zahnrädern mit Aussenverzahnung bedeutende Vorteile aufweisen. Diese Vorteile konnten jedoch besonders bei Zahnrädern mit kleinen Abmessungen bisher nur ungenügend ausgenutzt werden. Der Grund dieses Umstandes liegt darin, dass die bisher übliche Herstellung von Zahnrädern mit Innenverzahnung durch Spanabnahme, wie Hobeln oder Räumen, einesteils kostspielig ist, andernteils bei denselben die bei aussenverzahnten Zahnrädern erreichbare Massgenauigkeit nicht erzielt werden konnte.
Auch sind Verfahren und Einrichtungen zum Fertigbearbeiten roh vorgearbeiteter Zahnräder mit Aussenverzahnung bekannt, bei welchen ein oder mehrere zwangläufig getriebene zahnräderförmige Werkzeuge so auf das Werkstück wirken, dass das überschüssige Material der zu bearbeitenden Flächen des Werkstückes durch die Kanten oder Flanken der Werkzeugzähne verteilt und weggedrückt wird oder ein mit Zähnen von gleichem Profil und Modul versehener Roller mit dem zu glättenden, sich drehenden Zahnrad unter Druck zum Eingriff gebracht und von diesem gedreht wird.
Es ist ein gemeinsames Kennzeichen dieser bekannten Verfahren bzw. Einrichtungen, dass das Hilfsmittel, durch das die nötige Kraft ausgeübt wird, selbst die massgenaue Form ist. Dieses als kraftausübendes Hilfsmittel und auch als massgenaue Form dienende Werkzeug wirkt ferner unmittelbar auf die Zähne selbst und steht mit diesen in bewegungsübertragendem Eingriff. Die Nachteile dieser Art der Bearbeitung liegen klar auf der Hand. Diesbezüglich sei darauf hingewiesen, dass das erwähnte Werkzeug einem bedeutenden Verschleiss bzw. Abnutzung unterworfen ist und, um massgenaue Stücke zu erhalten, oft ausgetauscht werden muss.
Die erwähnten Nachteile werden durch die Erfindung vermieden und somit können Zahnräder mit Innenverzahnung in einer den praktischen Anforderungen in jeder Hinsicht entsprechenden Weise hergestellt werden. Dies wird der Erfindung gemäss dadurch ermöglicht, dass die nicht massgenauen innenverzahnten Zahnräder, die z. B. durch Giessen in Dauerformen hergestellt wurden, durch nachtägliche Gestaltung ohne Spanabnahme mittels mittelbar bewirkter Deformierung auf die genauen Masse gebracht werden. Diese Gestaltung wird derart bewerkstelligt, dass das Material des Werkstückes von Stelle zu Stelle, zweckmässig rasch aufeinanderfolgenden Kräftewirkungen unterworfen wird, die eine dauernde Deformierung desselben verursachen. Bei dieser erfindungsgemässen Gestaltung wirkt die Kraft, durch die die Massgenauigkeit bewirkt wird, nicht unmittelbar auf die Zähne des Werkstückes.
Es findet nämlich eine mittelbare Kraftausübung statt, indem ein nur zur Kraftaus- übung dienendes Werkzeug auf die äussere Fläche des die Zähne tragenden Teiles des Zahnrades wirkt, wobei das die massgenaue Form enthaltende Werkzeug als Stütze dient. Den vermittelnden Teil bildet das Material zwischen dem Fusskreis des Zahnrades und dem kraftausübenden Werkzeug. Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal besteht darin, dass zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug, durch das die Kraft ausgeübt wird, kein zwangsweiser Eingriff verwendet wird.
Die z. B. in einer Dauerform gegossenen Zahnräder mit Innenverzahnung erhalten die Form des Kernes. Nach Entfernung des Kernes aber erleidet das Gussstück eine Schrumpfung, deren Mass dem Temperaturunterschied zwischen der Temperatur der Form bzw. Gussstückes und des Raumes entspricht. Da ferner die Gussstücke nicht bei stets derselben Temperatur aus der Form entnommen und sicher auch nicht gleichmässig abgekühlt werden, sind die einzelnen Gussstücke untereinander nicht massgenau.
Die auf diese Weise entstehenden Ungenauigkeiten in den Massen der Gussstücke
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werden der Erfindung gemäss dadurch behoben, dass die Gussstücke massgenau gestaltet werden, indem man dieselben zweckmässig durch Walzen, Pressen von Stelle zu Stelle in obbeschriebener Weise dehnt bzw. streckt. Hiedurch werden die abweichenden Masse auf die genauen Masse gebracht. Da eine Bearbeitung mit spanabnehmenden Werkzeugen bei dem Verfahren gemäss der Erfindung nicht stattfindet, bleibt die sieh beim Giessen in Dauerformen stets bildende sogenannte"Edelhaut" unbeschädigt beibehalten.
Diese Edelhaut wird sogar durch den erfindungsgemässen Druck und Dehnung noch verbessert, indem die Festigkeitseigenschaften des Materials günstig beeinflusst werden.
Nachdem bei dem Verfahren gemäss vorliegender Erfindung die Edelhaut nicht beschädigt wird und die Festigkeitseigenschaften des Gussstückes noch verbessert werden, wird bei Verwendung von Materialien minderer Qualität dennoch eine hochwertige Aussenhaut erhalten, so dass das Verfahren auch von diesem Standpunkt aus wirtschaftlicher ist, als die Verfahren, bei welchen die Herstellung der Zahnräder durch Spanabnahme erfolgt.
Zahnräder mit Innenverzahnung können als einfache Ringe bzw. Kränze mit Innenzähnen hergestellt werden und diese Ringe bzw. Kränze kann man dann in ein mit Nabe versehenes Gehäuse einsetzen oder an einen Flansch befestigen. Es ist aber auch möglich, den Zahnkranz mit der Nabe aus dem gleichen Material in einem Stück herzustellen. In diesem Fall würde das Walzen am Rand des Zahnkranzes nicht ausreichen, da der hiedureh bestrebten Dehnung die Seitenfläche widerstehen würde. Um die auf diese Weise entstehenden Nachteile zu vermeiden, wird die Seitenfläche ebenfalls gedehnt.
Durch das Verfahren gemäss vorliegender Erfindung kann die Oberfläche, Profil und Teilung der Zähne ganz bis auf die Genauigkeit des benutzten Stützwerkzeuges gesteigert werden. Es sei noch bemerkt, dass mit dem erfindungsgemässen Verfahren innenverzahnte Zahnräder auch im Massenbetrieb mit der gleichen Genauigkeit hergestellt werden können.
Nachstehend werden zwei Durchführungsarten des Verfahrens gemäss der Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnung ausführlieh beschrieben.
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werkzeug b mit massgenaue Verzahnung aufgezogen bzw. aufgepresst. Die Bearbeitung erfolgt durch das Werkzeug c, das in einem gegebenen Zeitpunkt nur auf eine Stelle der Umfangsfläehe g des Werk- stückkranzes h, d. i. nur auf die Berührungslinie der beiden wirkt und nach Verlassen derselben auf die folgende Stelle bzw. Berührungslinie zur Wirkung kommt. Das Werkzeug c wirkt hiebei nicht unmittelbar auf die Zähne des Werkstückes a, sondern auf den Kranzteil h, welcher zwischen dem Fusskreis der Innenverzahnung und der Umfangsfläche des Werkstückes a vorhanden ist.
Mittels der Walze c wird der Kranz A des rohen Werkstückes a auf der äusseren Umfangsfläche'/ durch Andrücken der Walze c auf die Umfangsfläche g des Werkstückes a so lange gewalzt, bis die Zähne des Werkstückes a. das Mass der Zähne des Stützwerkzeuges b erhalten haben, wonach das Werkstück a vom Stützwerkzeug b abgezogen werden kann. Auf diese Weise wird die Verzahnung des Werkstückes a ohne Spanabnahme durch Druck und Dehnung auf das genaue Mass der Verzahnung des Stützwerkzeuges gebracht.
Gemäss Fig. 2 besteht das rohe Werkstück A aus einem innenverzahnten Kranz H und einer zentralen Nabe J, die durch eine radiale Seitenfläche F miteinander verbunden sind. Die Zähne des Werkstückes J. liegen z. B. schräg und es wird daher ein Stützwerkzfug B verwendet, dessen massgenaue Zähne gleichfalls schräg liegen, wobei die Stirnfläche E des Stützwerkzeuges B als Stütze für die Seitenfläche F des Werkstückes. : 1 dient. Die Walze C wirkt auf die Umfangsfläche G und gleichzeitig die Walze n auf die Seitenfläche F.
Durch die Walze C wird der Kranz H des Werkstückes 1 in vorher beschriebener Weise bearbeitet. Mittels der Walze D wird der Seitenfläche F die nötige Dehnung erteilt.
Gewünschtenfalls können zur Bearbeitung des Werkstückes zwei oder mehrere gleichzeitig wirkende Walzwerkzeuge und an Stelle eines ganzen, z. B. kreisförmigen Zahnrades als Stützwerkzeug nur ein oder mehrere massgenaue Zahnprofile in nötiger Kreisbogen-oder Kurvenform angeordnet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum massgenauen Fertigbearbeiten von rohen Zahnradwerkstücken mit Innenverzahnung, dadurch gekennzeichnet, dass das rohe Werkstück durch Kraftausübung auf das Material zwischen dem Fusskreis der Innenverzahnung und dem kraftausübenden Werkzeug unter Verwendung eines inneren Stützwerkzeuges mit massgenauem Zahnprofil auf Massgenauigkeit gebracht wird.