CH718968B1

CH718968B1 - hob cutter.

Info

Publication number: CH718968B1
Application number: CH001042/2022A
Authority: CH
Inventors: paganopoulos Anthony; Marin Frédéric; Vuilleumier Nils
Original assignee: Diametal A G
Priority date: 2021-09-13
Filing date: 2022-09-08
Publication date: 2023-04-28
Also published as: CH718968A2; CH718968B9

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wälzfräser zum Fräsen eines Zahnrads mit epizyklischem Zahnprofil, mit einem Werkzeugkörper (1), auf welchem umlaufend in Helixanordnung um eine Längsachse (A) Stollen (5) zum Abtragen des Materials des Zahnrades angeordnet sind. Die Stollen (5) sind in zumindest zwei voneinander in Längsrichtung der Längsachse (A) beabstandeten Abschnitten (6, 7) angeordnet. Ein erster Abschnitt (6) ist zum Ausfräsen des Nutzteils der Zähne, insbesondere des Kopfdurchmessers und der Nutzflanke, und ein zweiter, vorzugsweise benachbarter, Abschnitt (7) zum Ausfräsen der Unterseite der Zähne, insbesondere des Zahnfusses und des Bereichs zwischen den Zahnfüssen benachbarter Zähne, bestimmt.The invention relates to a hob for milling a gear wheel with an epicyclic tooth profile, with a tool body (1) on which lugs (5) for removing the material of the gear wheel are arranged circumferentially in a helical arrangement about a longitudinal axis (A). The studs (5) are arranged in at least two sections (6, 7) spaced apart from one another in the longitudinal direction of the longitudinal axis (A). A first section (6) is for milling out the working part of the teeth, in particular the head diameter and the working flank, and a second, preferably adjacent, section (7) for milling out the underside of the teeth, in particular the tooth base and the area between the tooth bases of adjacent teeth , certainly.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft einen Wälzfräser zur Herstellung eines Zahnrads mit epizyklischem Zahnprofil, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Zahnrads mit epizyklischem Zahnprofil, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11. The invention relates to a hob for producing a gear wheel with an epicyclic tooth profile, according to the preamble of claim 1, and a method for producing a gear wheel with an epicyclic tooth profile, according to the preamble of claim 11.

[0002] Typischerweise weisen Wälzfräser einen um eine Achse rotierbar gelagerten Werkzeugkörper auf, auf dem umlaufend um die Rotationsachse des Werkzeugkörpers ein Profil oder Stollen mit einem auf der Oberseite der Stollen ausgearbeiteten Profil zum Abtragen des Materials eines zu bearbeitenden Rohlings angeordnet sind. Typically, hobs have a tool body rotatably mounted about an axis, on which a profile or stud with a profile worked out on the top of the stud for removing the material of a blank to be machined are arranged around the axis of rotation of the tool body.

[0003] Die Verzahnungen von Zahnrädern mit epizyklischen Profilen, wie sie typischerweise in Uhren zum Einsatz kommen, genormt oder nicht, werden derzeit mit Wälzfräsern, Einstellfräsern oder Formfräsern verzahnt. Bei kleinen Moduli (typischerweise ¿ 0,200) und geringen Zähnezahlen (typischerweise ¿ 10) wird das Wälzfräsen jedoch problematisch. Dabei sind jedoch die gewünschten Fussdurchmesser selten erreichbar. Oftmals verbleiben Streifen an der Unterseite der Zähne und/oder Materialüberschuss an den Flanken unten an den Zähnen. Auch sind durch das Kaltschweissen oft harten Graten vorhanden. Daher müssen konstruktive und/oder fertigungstechnische Kompromisse gefunden werden, um diese Probleme zu überwinden, wie etwa nachteilige Änderung des Fussdurchmessers, aufwendiges separates Entgraten usw. The teeth of gears with epicyclic profiles, as they are typically used in watches, standardized or not, are currently geared with hobs, setting cutters or form cutters. However, with small moduli (typically ¿0.200) and small number of teeth (typically ¿10), hobbing becomes problematic. However, the desired root diameters can rarely be achieved. Stripes often remain on the underside of the teeth and/or excess material on the flanks at the bottom of the teeth. Hard burrs are also often present as a result of cold welding. Therefore, design and/or manufacturing compromises must be found to overcome these problems, such as adversely changing the root diameter, laborious separate deburring, etc.

[0004] Die WO 2020/259988 A1 offenbart einen Zahnradfräser zum Fräsen eines Zahnrads mit zwei benachbarten und entgegengesetzt schrägverzahnten Zahnradkränzen. Der dabei zum Einsatz kommende Wälzfräser weist auf einer um eine Achse rotierbar gelagerte Fräserwelle einen ersten Abschnitt zum Ausfräsen des ersten Zahnradkranzes und einen zweiten Abschnitt zum Ausfräsen des zweiten Zahnradkranzes auf, wobei deren Stollen in zumindest zwei voneinander in Längsrichtung der Achse beabstandeten Abschnitten angeordnet sind. Der Rohling bleibt während der Fertigung in der Fräsvorrichtung eingespannt, während der erste Abschnitt des Wälzfräsers den ersten Zahnradkranz ausfräst, dann in radialer Richtung vom Zahnrad weg bewegt wird, und anschliessend mit dem zweiten Abschnitt der zweite Zahnradkranz axial benachbart dem ersten Zahnradkranz gefräst wird. In einem Arbeitsgang werden mit einem einzigen Werkzeug zwei nebeneinanderliegende Schrägverzahnungen unterschiedlicher Zahnrichtung gefertigt. WO 2020/259988 A1 discloses a gear cutter for milling a gear with two adjacent and oppositely helical gear rims. The hob used here has a first section for milling out the first gear rim and a second section for milling out the second gear rim on a milling cutter shaft mounted rotatably about an axis, the lugs of which are arranged in at least two sections spaced apart from one another in the longitudinal direction of the axis. The blank remains clamped in the milling device during production, while the first section of the hob mills the first gear rim, is then moved in the radial direction away from the gear, and then the second section of the second gear rim is milled axially adjacent to the first gear rim. In a single operation, two adjacent helical gears with different tooth directions are produced with a single tool.

[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels derer in einfacher und rascher Weise ein Zahnrad mit epizyklischem Zahnprofil hergestellt werden kann. Insbesondere soll die Herstellung eines Zahnrades in einer für die Anwendung in Uhren geforderten Qualität angefertigt werden können. The object of the present invention was to provide a device and a method by means of which a gear wheel with an epicyclic tooth profile can be produced quickly and easily. In particular, it should be possible to produce a gear wheel in a quality required for use in clocks.

[0006] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäss den Ansprüchen gelöst. [0006] This object is achieved by a device and a method according to the claims.

[0007] Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist zur Lösung der gestellten Aufgabe dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Abschnitt des Wälzfräsers zum Fertigen des Nutzteils der Zähne eines Zahnrades, insbesondere des Kopfdurchmessers und der Nutzflanke, und ein zweiter, vorzugsweise benachbarter, Abschnitt zum Fertigen der Unterseite der Zähne des gleichen Zahnrades, insbesondere des Zahnfusses und des Bereichs zwischen den Zahnfüssen benachbarter Zähne, bestimmt sind. Damit können mit einem Werkzeug die Zähne eines Zahnrades vollständig ohne Nachbearbeitung herausgearbeitet werden. The device according to the invention is characterized in that a first section of the hob is used to manufacture the useful part of the teeth of a gear wheel, in particular the head diameter and the useful flank, and a second, preferably adjacent section is used to manufacture the underside of the hob Teeth of the same gear, in particular the root of the tooth and the area between the roots of adjacent teeth are determined. This means that the teeth of a gear wheel can be completely machined out with one tool without post-processing.

[0008] Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass ein dritter Abschnitt, vorzugsweise benachbart dem zur Bearbeitung der Unterseite der Zähne bestimmten zweiten Abschnitt, zum Anfasen und/oder Entgraten des gesamten Zahnprofils bestimmt ist. Damit kann mit einem Werkzeug die komplette Formgebung des Zahnrades in einer Bearbeitungsvorrichtung und ohne Umspannen des Werkzeugs und/oder des Rohlings durchgeführt werden. It is preferably provided that a third section, preferably adjacent to the second section intended for machining the underside of the teeth, is intended for chamfering and/or deburring the entire tooth profile. The complete shaping of the gear wheel can thus be carried out with one tool in a machining device and without re-clamping the tool and/or the blank.

[0009] Besonders von Vorteil ist es, wenn gemäss einem weiteren optionalen Merkmal die Stollen des ersten Abschnittes insgesamt und/oder darauf ausgearbeitete Grate eines Profils eine geringere Höhe aufweisen als die Stollen insgesamt und/oder darauf ausgearbeitete Grate eines Profils des zweiten Abschnittes. In diesem Fall muss der Wälzfräser für die aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritte lediglich in Längsrichtung des Werkzeugkörpers verfahren werden. Ein allfälliges radiales Wegfahren vom und Zustellen zum Rohling für die Verstellschritte in Längsrichtung kann dabei in einfacher Weise immer um die gleiche Distanz erfolgen. It is particularly advantageous if, according to a further optional feature, the lugs of the first section as a whole and/or ridges of a profile worked out thereon have a lower height than the lugs overall and/or ridges of a profile worked out thereon of the second section. In this case, the hob only has to be moved in the longitudinal direction of the tool body for the successive machining steps. A possible radial movement away from and infeed to the blank for the adjustment steps in the longitudinal direction can always be carried out by the same distance in a simple manner.

[0010] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemässen Wälzfräsers sieht vor, dass die Steigung der Grate des Profils des zweiten Abschnittes geringer ist als die Steigung der Grate des Profils des ersten Abschnittes. A further advantageous embodiment of the hob according to the invention provides that the slope of the ridges of the profile of the second section is less than the slope of the ridges of the profile of the first section.

[0011] Bevorzugt ist auch eine weitere optionale Ausführungsform vorgesehen, bei welcher ein Steigungswinkel der Grate der Stollen relativ zu einer orthogonal zur Achse liegenden Radialebene im Bereich zwischen 0,1° und 10°, vorzugsweise zwischen 0,1° und 5°, liegt. A further optional embodiment is preferably also provided, in which a pitch angle of the ridges of the studs relative to a radial plane orthogonal to the axis is in the range between 0.1° and 10°, preferably between 0.1° and 5° .

[0012] Der Werkzeugkörper kann gemäss einer Ausführungsform der Erfindung in Form eines Hohlzylinders aus Hartmetall, Keramik oder Schnellarbeitsstahl ausgeführt sein, der zum Aufspannen auf einer angetriebenen Spindel ausgelegt ist. The tool body can be designed according to one embodiment of the invention in the form of a hollow cylinder made of hard metal, ceramic or high-speed steel, which is designed for clamping on a driven spindle.

[0013] Eine andere alternative Ausführungsform sieht vor, dass der Werkzeugkörper als Vollhartmetallstab oder Stab aus Keramik oder Schnellarbeitsstahl ausgeführt ist, wobei benachbart eines der äussersten Abschnitte mit Stollen ein Aufsatz als Schnittstelle zu einem Maschinenspanner angeordnet ist, wobei der Aufsatz vorzugsweise zylindrische Form aufweist. Another alternative embodiment provides that the tool body is designed as a solid carbide rod or rod made of ceramic or high-speed steel, with one of the outermost sections with cleats being arranged adjacent to an attachment as an interface to a machine clamp, the attachment preferably having a cylindrical shape.

[0014] Um eine besonders präzise Bearbeitung und gleichzeitig die Schonung von Werkzeug, Bearbeitungsanordnung und Rohling zu gewährleisten, sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung einen Wälzfräser vor, bei welchem der Werkzeugkörper an zwei voneinander beabstandeten Stellen um die Längsachse rotierbar gelagert ist, insbesondere im Bereich von deren äussersten Enden. In order to ensure particularly precise machining while at the same time protecting the tool, machining arrangement and blank, an advantageous embodiment of the invention provides a hob in which the tool body is mounted so that it can rotate about the longitudinal axis at two spaced-apart points, particularly in the area from their extremities.

[0015] Bevorzugt ist vorgesehen, dass sich der erste Abschnitt bzw. der zweite Abschnitt axial jeweils über 10% bis 40%, bevorzugt über 30% bis 45% der Längserstreckung des Werkzeugkörpers erstrecken. It is preferably provided that the first section and the second section extend axially over 10% to 40%, preferably over 30% to 45% of the longitudinal extension of the tool body.

[0016] Eine weitere optionale Ausführungsform kann dadurch gekennzeichnet sein, dass der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt axial um 5% bis 20% der Längserstreckung des Werkzeugkörpers beabstandet sind. A further optional embodiment can be characterized in that the first section and the second section are axially spaced by 5% to 20% of the longitudinal extent of the tool body.

[0017] Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Zahnrads mit epizyklischem Zahnprofil, ist zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe erfindungsgemäss vorgesehen, dass der Wälzfräser mit dem ersten Abschnitt den Nutzteil der Zähne, insbesondere den Kopfdurchmesser und die Nutzflanke, anfertigt, dann in axialer Richtung des Werkzeugkörpers verfahren wird und anschliessend mit einem zweiten, benachbarten Abschnitt die Unterseite der Zähne, insbesondere den Zahnfuss und den Bereich zwischen den Zahnfüssen benachbarter Zähne, anfertigt. In a method for producing a gear wheel with an epicyclic tooth profile, the invention provides for the solution of the task set out at the beginning that the hob cutter with the first section produces the useful part of the teeth, in particular the head diameter and the useful flank, then in the axial direction of the Tool body is moved and then the underside of the teeth, in particular the tooth base and the area between the tooth bases of adjacent teeth, is made with a second, adjacent section.

[0018] Bevorzugt ist dabei ein erweitertes Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Wälzfräser nach Fertigen der Unterseite der Zähne erneut in axialer Richtung des Werkzeugkörpers verfahren und mittels eines dritten Abschnitts ein Anfasen und/oder Entgraten des gesamten Zahnprofils durchgeführt wird. Preferred is an extended method, which is characterized in that the hob after finishing the underside of the teeth again moved in the axial direction of the tool body and by means of a third section chamfering and / or deburring the entire tooth profile is performed.

[0019] Weiters ist es von Vorteil, wenn das erfindungsgemässe Wälzfräsverfahren in einer Variante durchgeführt wird, bei welcher der Wälzfräser vor seinem Verfahren in axialer Richtung des Werkzeugkörpers vom Rohling abgehoben wird. Genauso gut kann aber allein eine axiale Versetzung des Wälzfräsers entlang seiner Rotationsachse vorgenommen werden. Furthermore, it is advantageous if the hobbing method according to the invention is carried out in a variant in which the hobbing cutter is lifted off the blank before it is moved in the axial direction of the tool body. However, an axial displacement of the hob along its axis of rotation can be performed just as well.

[0020] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. For a better understanding of the invention, this is explained in more detail with reference to the following figures.

[0021] Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung: Fig. 1 eine Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemässen Wälzfräsers von schräg vorne; Fig. 2 eine vergrösserte Seitenansicht der Abschnitte des Wälzfräsers der Fig. 1 für die Bearbeitung des Rohlings; Fig. 3 eine tangentiale Ansicht eines Ausschnittes aus dem Übergangsbereich zwischen den unterschiedlichen Abschnitten des Wälzfräsers; Fig. 4 eine Ablaufdarstellung der beiden grundlegenden Verfahrensschritte bei der Fertigung eines Zahnrades mit dem erfindungsgemässen Wälzfräser, und Fig. 5 eine Darstellung erfindungsgemässer Wälzfräser mit unterschiedlichen Durchmesserverhältnissen.[0021] There are shown in each case in a highly simplified, schematic illustration: FIG. 1 a view of an embodiment of a hob according to the invention from the front at an angle; FIG. 2 is an enlarged side view of portions of the hob of FIG. 1 used for machining the blank; 3 shows a tangential view of a detail from the transition area between the different sections of the hob; 4 shows a sequence of the two basic process steps in the manufacture of a gear wheel with the hob according to the invention, and FIG. 5 shows a hob according to the invention with different diameter ratios.

[0022] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäss auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäss auf die neue Lage zu übertragen. First of all, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numbers or the same component designations, and the disclosures contained throughout the description can be transferred analogously to the same parts with the same reference numbers or the same component designations. The position information selected in the description, such as top, bottom, side, etc., is related to the figure directly described and shown and these position information are to be transferred to the new position in the event of a change of position.

[0023] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. The exemplary embodiments show possible variants, it being noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated variants of the same, but rather that various combinations of the individual variants with one another are possible and these possible variations are based on the teaching of technical action the present invention is within the skill of a person skilled in the art working in this technical field.

[0024] Der Ordnung halber sei abschliessend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmassstäblich und/oder vergrössert und/oder verkleinert dargestellt wurden. Finally, for the sake of order, it should be pointed out that some elements are shown not to scale and/or enlarged and/or reduced in size for a better understanding of the structure.

[0025] Der in den Zeichnungsfiguren dargestellte erfindungsgemässe Wälzfräser ist in einer Variante mit einem Werkzeugkörper 1 in der Form eines Vollhartmetall-Stabes mit einer Längsachse A, welche auch die Rotationsachse für den Wälzfräsvorgang ist, für den Einsatz auf beispielsweise einem Drehautomaten ausgeführt. Als Material für den Werkzeugkörper 1 kommen auch Keramik oder Schnellarbeitsstahl in Frage. Der Werkzeugkörper 1 kann auch in aufgebohrter Form zum Aufschieben auf eine Achse bzw. zum beiderseitigen Einspannen auf konische Lagerungen vorliegen. Ein Aufsatz 2 bildet die Schnittstelle zum Maschinen-spanner und hat typischerweise zylindrische Form. Die Befestigung kann jedoch auch anders gestaltet sein, beispielsweise konisch, gemäss einem Hohlschaftkegel (HSK)-System, od. dgl. An einem Ende geht im Ausführungsbeispiel der Figuren 1, 2, 4 und 5 oben der Aufsatz 2 über einen konischen Übergangsbereich 3, der mit Längsnuten 4 versehen sein kann, in einen anschliessenden Längsabschnitt mit geringerem Durchmesser über, in welchem die Stollen 5 angeordnet sind, die in das Material des Rohlings eindringen und dieses für die Formgebung des Zahnrades Z abtragen. Die Längsnuten 4 werden typischerweise während der Herstellung des Wälzfräsers bei Ausarbeitung der Spannuten 9 erzeugt, welche zwischen den entlang des Umfanges des Werkzeugkörpers 1 verteilten Segmenten der Stollen 5 verlaufen. Die Spannuten 9 können dabei ebenfalls in Längsrichtung des Werkzeugkörpers 1 verlaufen oder auch in Helixform um die Längsachse A des Werkzeugkörpers 1 angeordnet sein. The hob according to the invention shown in the drawing figures is designed in a variant with a tool body 1 in the form of a solid carbide rod with a longitudinal axis A, which is also the axis of rotation for the hobbing process, for use on an automatic lathe, for example. Ceramic or high-speed steel can also be used as the material for the tool body 1 . The tool body 1 can also be drilled out so that it can be slid onto an axis or clamped onto conical bearings on both sides. An attachment 2 forms the interface to the machine clamp and is typically cylindrical in shape. However, the attachment can also be designed differently, for example conically, according to a hollow shank cone (HSK) system, or the like. which can be provided with longitudinal grooves 4, into a subsequent longitudinal section with a smaller diameter, in which the studs 5 are arranged, which penetrate into the material of the blank and remove it for the shaping of the gear wheel Z. The longitudinal grooves 4 are typically produced during the manufacture of the hob when the chip flutes 9 are machined, which run between the segments of the studs 5 distributed along the circumference of the tool body 1 . The chip flutes 9 can likewise run in the longitudinal direction of the tool body 1 or can also be arranged in a helix shape around the longitudinal axis A of the tool body 1 .

[0026] Andere Ausführungsformen des Wälzfräsers können, wie in Fig. 5 mitte und unten dargestellt ist, andere Durchmesserverhältnisse zwischen dem Aufsatz 2, dem Übergangsbereich 3 und den Abschnitten 6, 7 bzw. 8 mit den Stollen 5 aufweisen, insbesondere kann der Aufsatz 2 einen geringeren Durchmesser als der übrige Bereich des Wälzfräsers aufweisen. Der Übergangsbereich 3 läuft dann sich konisch vom ersten Abschnitt 6 für die Bearbeitung des Zahnrades Z zum Aufsatz 2 verschmälernd zu. In diesem Fall sind vorzugsweise keine Längsnuten 4 vorhanden. Other embodiments of the hob can, as shown in the middle and bottom of Fig. 5, have other diameter ratios between the attachment 2, the transition area 3 and the sections 6, 7 or 8 with the studs 5; in particular, the attachment 2 have a smaller diameter than the remaining area of the hob. The transition area 3 then tapers conically from the first section 6 for the machining of the gear wheel Z to the attachment 2 . In this case, preferably no longitudinal grooves 4 are present.

[0027] Die Stollen 5, auf welchen Profile ausgearbeitet sind, mit in das Material des Rohlings für das Zahnrad Z eindringenden und in Umfangsrichtung um die Längsachse A verlaufenden Graten 51, 52,sind dabei zumindest zwei voneinander in axialer Richtung des Werkzeugkörpers 1 beabstandeten Abschnitten 6, 7 angeordnet, deren Stollen 5 und/oder Profile unterschiedlich ausgeführt sind. Bevorzugt kann sich noch zumindest ein weiterer Abschnitt 8 mit Abstand anschliessen, der das dem Aufsatz 2 gegenüberliegende Ende des Werkzeugkörpers 1 bildet. The studs 5, on which profiles are machined, with ridges 51, 52 penetrating into the material of the blank for the gear wheel Z and running in the circumferential direction about the longitudinal axis A, are at least two sections spaced apart from one another in the axial direction of the tool body 1 6, 7 arranged, the studs 5 and / or profiles are designed differently. At least one further section 8 can preferably be connected at a distance, which forms the end of the tool body 1 opposite the attachment 2 .

[0028] Die Stollen 5 sind umlaufend um den Werkzeugkörper 1 bzw. dessen Längsachse A angeordnet, wobei die einzelnen Stollen 5 jedes Abschnitts 6, 7 durch eine achsparallele Spannut 9 beabstandet sind. Das Profil auf der Oberseite der Stollen 5 ist mit Graten 51, 52 versehen, deren Form, insbesondere der Querschnitt, Höhe H und Steigung P für den jeweiligen Bearbeitungsschritt und das konkrete Zahnrad Z angepasst sind, vorzugsweise individuell berechnet wurden. Für epizyklische Profile definieren einige Normen das Zahnprofil des Ritzels (z. B. NIHS). Meist werden die Zahnprofile jedoch für den jeweiligen Anwendungsfall eigens konstruiert, teilweise auch empirisch angepasst. Das bedeutet, dass meist für jedes zu fertigende Zahnrad Z ein spezifisches Profil des Wälzfräsers bestimmt werden muss. Die Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Ansicht des Übergangsbereiches zwischen dem ersten Abschnitt 6 und dem zweiten Abschnitt 7, wobei zum besseren Verständnis ein zu bearbeitendes Zahnrad Z in Verbindung mit beiden Abschnitten 6, 7 dargestellt ist, obwohl in Realität die Bearbeitungsschritte mittels der nebeneinanderliegenden Abschnitte 6, 7, 8 schrittweise hintereinander erfolgt. The studs 5 are arranged circumferentially around the tool body 1 or its longitudinal axis A, with the individual studs 5 of each section 6, 7 being spaced apart by a flute 9 that is parallel to the axis. The profile on the upper side of the studs 5 is provided with ridges 51, 52, the shape of which, in particular the cross section, height H and pitch P, are adapted for the respective processing step and the specific gear Z, preferably calculated individually. For epicyclic profiles, some standards define the pinion tooth profile (e.g. NIHS). In most cases, however, the tooth profiles are specially designed for the respective application, and sometimes also adjusted empirically. This means that a specific profile of the hob must usually be determined for each gear Z to be produced. 3 shows a schematic view of the transition area between the first section 6 and the second section 7, with a gear wheel Z to be machined being shown in connection with both sections 6, 7 for better understanding, although in reality the machining steps are carried out by means of the adjacent sections 6, 7, 8 step by step.

[0029] Ein erster Abschnitt 6, vorzugsweise der dem Übergangsbereich 3 nächstliegende Abschnitt, ist dazu bestimmt, hauptsächlich den Nutzteil der Zähne des herzustellenden Zahnrades Z, welches um eine Achse AZ drehbar eingespannt ist, insbesondere den Kopfdurchmesser und die Nutzflanke, zu bearbeiten. Die Stollen 5 haben dazu eine erste Höhe HS1 und sind mit einem Profil versehen, welches Grate 51 der Höhe H1 aufweist. Die Grate 51 verlaufen in Helixform, bzw. auf jedem der Stollen 5 über einen Teilabschnitt einer Helix um die Längsachse A, mit einer ersten Steigung P1. Das Verhältnis der Stollenhöhe HS1 und der Höhe H1 der Grate 51 sowie die absoluten Werte dieser Höhen sind konkret für die Bearbeitung des Nutzteils der Zähne des Zahnrades Z berechnet und ausgeführt, ebenso wie der Querschnitt der Grate 51. A first section 6, preferably the section closest to the transition area 3, is intended mainly to machine the working part of the teeth of the gear wheel Z to be produced, which is clamped so as to be rotatable about an axis AZ, in particular the head diameter and the working flank. For this purpose, the studs 5 have a first height HS1 and are provided with a profile which has ridges 51 of height H1. The ridges 51 run in the form of a helix, or on each of the studs 5 over a partial section of a helix about the longitudinal axis A, with a first pitch P1. The ratio of the lug height HS1 and the height H1 of the ridges 51, as well as the absolute values of these heights, are specifically calculated and executed for the machining of the useful part of the teeth of the gear Z, as well as the cross-section of the ridges 51.

[0030] Der zweite Abschnitt 7, der bereits etwas weiter zum Ende des Werkzeugkörpers 1 hin angeordnet ist, ist dazu bestimmt, hauptsächlich die Unterseite der Zähne des anzufertigenden Zahnrades Z zu schneiden. Die Stollen 5 weisen dazu insgesamt eine zweite Höhe HS2 auf und tragen auf ihrer Oberfläche ein Profil mit zweiten Graten 52 mit einer Höhe H2. Auch diese zweiten Grate sind mit einer zweiten Steigung P2 in Helixform um die Längsachse A angeordnet, wobei für die allermeisten Fälle grundsätzlich gilt, dass H2 grösser ist als H1. Für die Höhe der Stollen 5 gilt, dass HS2 grösser oder zumindest gleich gross ist wie HS1. Ergänzend dazu ist auch meist vorgesehen, dass P2 kleiner ist als P1. Auch die Form der Grate 52 des Abschnittes 7 kann speziell für diesen Bearbeitungszweck berechnet und ausgeführt sein, ebenso wie das Verhältnis der Stollenhöhe HS2 und der Höhe H2 der Grate 52 als auch die absoluten Höhen der Stollen 5 und der Grate 52. The second section 7, which is already slightly further towards the end of the tool body 1, is intended to cut mainly the underside of the teeth of the gear Z to be machined. For this purpose, the studs 5 have a second height HS2 overall and have a profile with second ridges 52 with a height H2 on their surface. These second ridges are also arranged with a second pitch P2 in the form of a helix around the longitudinal axis A, it generally being the case that H2 is greater than H1 in most cases. For the height of the studs 5, HS2 is greater than or at least the same size as HS1. In addition to this, provision is also usually made for P2 to be smaller than P1. The shape of the ridges 52 of section 7 can also be calculated and designed specifically for this machining purpose, as can the ratio of the lug height HS2 and the height H2 of the ridges 52, as well as the absolute heights of the lugs 5 and the ridges 52.

[0031] Während die Stollen 5 typischerweise in einer zur Längsachse A orthogonalen Radialebene liegen, sind die Grate 51, 52 der Profile sowie auch die Zähne des oder der Stollen 5 des Abschnitts 8 in Helixform unter einem Steigungswinkel im Bereich zwischen 0,1° und 10°, insbesondere im Bereich zwischen 0,1° und 5°, ausgerichtet. While the studs 5 typically lie in a radial plane orthogonal to the longitudinal axis A, the ridges 51, 52 of the profiles as well as the teeth of the stud or studs 5 of the section 8 are helical in shape at a pitch angle ranging between 0.1° and 10°, in particular in the range between 0.1° and 5°.

[0032] Der optionale Abschnitt 8 ist als Entgrat- oder Anfasfräser ausgeführt, mit typischerweise nur einem oder in einer mehrgängigen Ausführung mit wenigen, vorzugsweise auch speziell für den konkreten Bearbeitungszweck berechneten Stollen 5 bzw. darauf vorgesehenem Profil, um das komplette Profil der Zähne des Zahnrades Z noch anzufasen und/oder zu entgraten. Die Reihenfolge der drei Abschnitte 6, 7, 8 am Werkzeugkörper 1 kann je nach Anwendung und Schneidkonfiguration variieren. The optional section 8 is designed as a deburring or chamfering cutter, typically with only one or, in a multi-threaded design, with a few lugs 5 or a profile provided thereon, preferably also specially calculated for the specific machining purpose, in order to obtain the complete profile of the teeth of the Gear wheel Z has to be chamfered and/or deburred. The order of the three sections 6, 7, 8 on the tool body 1 can vary depending on the application and cutting configuration.

[0033] Für das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines Zahnrads Z mit epizyklischem Zahnprofil, wird ein Wälzfräser wie oben beschrieben in einer Bearbeitungsanordnung um eine Längsachse A rotierbar bereitgestellt. Der Rohling für das Zahnrad Z wird um eine Achse AZ eingespannt, wobei die Längsachse A mit einer orthogonalen Radialebene zur Achse AZ einen Winkel von maximal 10°, vorzugsweise einen Winkel zwischen 0,1° und 5°, einschliesst. Der Rohling bleibt dabei während des gesamten Bearbeitungsvorganges der Zähne auf der Achse AZ eingespannt, während die verschiedenen Abschnitte 6, 7, 8 des Wälzfräsers nacheinander das Zahnprofil des Zahnrades herausarbeiten. For the method according to the invention for the production of a gear wheel Z with an epicyclic tooth profile, a hob cutter as described above is provided in a machining arrangement such that it can rotate about a longitudinal axis A. The blank for the gear wheel Z is clamped around an axis AZ, the longitudinal axis A and a radial plane orthogonal to the axis AZ enclosing an angle of at most 10°, preferably an angle between 0.1° and 5°. The blank remains clamped on the axis AZ during the entire machining process of the teeth, while the various sections 6, 7, 8 of the hob successively work out the tooth profile of the gear wheel.

[0034] Für die Formung des Nutzteils der Zähne des Zahnrades Z, insbesondere des Kopfdurchmessers und der Nutzflanke, wird, wie in Fig. 4 ganz oben dargestellt ist, der erste Abschnitt 6 des erfindungsgemässen Wälzfräsers verwendet und zugestellt. Nach Beendigung dieses Arbeitsschrittes wird der Wälzfräser vorzugsweise radial vom teilweise bearbeiteten Zahnrad abgehoben und weggefahren, was in Fig. 4, zweite Zeile abgebildet ist, und wird anschliessend nach Verfahren in axialer Richtung des Werkzeugkörpers 1, dargestellt in Fig. 4, dritte Zeile, der zweite Abschnitt 7 dem Zahnrad Z zugestellt. Dies ist in Fig. 4 ganz unten abgebildet. Mittels dieses Abschnittes 7 wird die Unterseite der Zähne des Zahnrades Z, insbesondere der Zahnfuss und der Bereich zwischen den Zahnfüssen benachbarter Zähne bearbeitet. For the formation of the working part of the teeth of the gear Z, in particular the head diameter and the working flank, the first section 6 of the hob according to the invention is used and delivered, as shown in FIG. 4 at the top. After completion of this work step, the hob is preferably lifted radially from the partially machined gear and moved away, which is shown in Fig. 4, second line, and is then moved in the axial direction of the tool body 1, shown in Fig. 4, third line, the second section 7 delivered to the gear Z. This is shown in Fig. 4 at the bottom. This section 7 is used to machine the underside of the teeth of the gear wheel Z, in particular the root of the tooth and the area between the roots of adjacent teeth.

[0035] Als vorteilhaften Verfahrensvariante kann abschliessend noch vorgesehen sein, dass mittels eines dritten Abschnitts 8 ein Anfasen und/oder Entgraten des gesamten Zahnprofils durchgeführt wird. Abweichend von den obigen, bevorzugten Merkmalen der Erfindung sind weitere Ausführungsformen denkbar. So können die materialabtragenden Stollen 5 verschiedene, jeweils konkret berechnete Formen aufweisen und allenfalls auch in Abschnitten angeordnet sein, die mit unterschiedlichen Drehrichtungen und damit Schnittrichtungen betrieben werden. Die Stollen 5 können in ein- oder mehrfädiger Anordnung vorliegen und die Spannuten 9 zwischen den Stollen 5 können gerade oder helixförmig um die Längsachse A umlaufend vorliegen. Der Schrägungswinkel kann rechts oder links sein, und die Stollen können logarithmisch hinterschliffen sein und können auch schleifbar sein. Finally, as an advantageous variant of the method, it can also be provided that a third section 8 is used to carry out chamfering and/or deburring of the entire tooth profile. Deviating from the above, preferred features of the invention, further embodiments are conceivable. Thus, the material-removing studs 5 can have different shapes that are specifically calculated in each case and, if necessary, can also be arranged in sections that are operated with different directions of rotation and thus cutting directions. The cleats 5 can be present in a single-thread or multiple-thread arrangement and the flutes 9 between the cleats 5 can be straight or helical around the longitudinal axis A. The helix angle can be right or left and the lugs can be log relief and can also be grindable.

BezugszeichenlisteReference List

[0036] 1 Werkzeugkörper 2 Aufsatz 3 Übergangsbereich 4 Längsnut 5 Stollen 6 Erster Abschnitt 7 Zweiter Abschnitt 8 Dritter Abschnitt 9 Spannut 51 Grat erster Abschnitt 52 Grat zweiter Abschnitt A Längsachse Wälzfräser AZ Achse Zahnrad H Höhe Grat HS Höhe Stollen P Steigung Grat Z Zahnrad 1 tool body 2 attachment 3 transition area 4 longitudinal groove 5 stud 6 first section 7 second section 8 third section 9 flute 51 burr first section 52 burr second section A longitudinal axis hob AZ axis gear H height ridge HS height lug P pitch ridge Z gear

Claims

1. Hob for producing a gear (Z) with an epicyclic tooth profile, with a tool body (1) on which lugs (5) for removing the material of the gear (Z) are arranged circumferentially about a longitudinal axis (A), the lugs ( 5) are arranged in at least two sections (6, 7) spaced apart from one another in the longitudinal direction of the longitudinal axis (A), characterized in that a first section (6) for manufacturing the useful part of the teeth of the gear wheel (Z), in particular the head diameter and the Useful flank, and a second, preferably adjacent, section (7) for finishing the underside of the teeth of the gear wheel (Z), in particular the tooth base and the area between the tooth bases of adjacent teeth, are intended.

2. Hob according to claim 1, characterized in that a third section (8), preferably adjacent to the second section (7) intended for machining the underside of the teeth, is intended for chamfering and/or deburring the entire tooth profile of the gear wheel (Z). .

3. Hob according to claim 1 or 2, characterized in that the lugs (5) overall and/or profile ridges (51) of the first section (6) have a lower height (H1) than the height (H2) of the lugs and/or the profile ridges (52) of the second section (7) as a whole.

4. Hob according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the pitch (P2) of the ridges (52) of the profile of the lugs (5) of the second section (7) is less than the pitch (P1) of the ridges (51 ) of the profile of the studs (5) of the first section (6).

5. Hob according to one of Claims 1 to 4, characterized in that a pitch angle of the ridges (51, 52) of the profiles of the lugs (5) relative to a radial plane orthogonal to the longitudinal axis (A) is in the range between 0.1° and 10°, in particular in the range between 0.1° and 5°.

6. Hob according to one of claims 1 to 5, characterized in that the tool body (1) is designed in the form of a hollow cylinder made of high-speed steel, ceramic or hard metal, which is designed for clamping on a driven spindle.

7. Hob according to one of claims 1 to 5, characterized in that the tool body (1) is designed as a solid carbide rod or a rod made of ceramic or high-speed steel, with one of the outermost sections (6, 7, 8) adjacent to a stud (5). Essay (2) is arranged as an interface to a machine clamp, wherein the essay (2) preferably has a cylindrical shape.

8. Hob according to claim 7, characterized in that the tool body (1) is designed at two spaced-apart points along the longitudinal axis (A) such that it can be mounted rotatably about the longitudinal axis (A), in particular in the region of the outermost ends of the hob.

9. Hob according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first section (6) and the second section (7) axially over 10% to 40%, preferably over 30% to 45% of the longitudinal extent of the tool body (1) extend.

10. Hob according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first section (6) and the second section (7) are spaced axially by 5% to 20% of the longitudinal extent of the tool body (1).

11. A method for producing a gear (Z) with an epicyclic tooth profile, comprising the provision of a machining arrangement with a hob that can be rotated about a longitudinal axis (A) for manufacturing the teeth of the gear (Z), further comprising the provision of a gear about a second axis (AZ ) rotatable blank, wherein the longitudinal axis (A) encloses an angle of maximum 10° with a radial plane orthogonal to the axis (AZ), and clamping of the blank in the machining arrangement during the production of the entire tooth profile, characterized in that the hob with a first Section (6) manufactures the working part of the teeth, in particular the head diameter and the working flank, is then moved in the axial direction of the tool body (1) and then, with a second, adjacent section (7), the underside of the teeth, in particular the tooth root and the Area between the tooth bases of adjacent teeth.

12. The method according to claim 11, characterized in that the hobbing cutter is moved again in the axial direction of the tool body (1) after the underside of the teeth has been produced and a chamfering and/or deburring of the entire tooth profile is carried out by means of a third section (8).

13. The method according to any one of claims 11 to 12, characterized in that the hob is lifted before its method in the axial direction of the tool body (1) from the blank.