CN108778556A - 用于辊压带齿部的工件的辊压设备和相应的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种辊压设备，用于辊压具有齿部的工件、尤其是齿轮，具有(g)第一成型工具(14.1)，(h)至少一个第二成型工具(14.2)和至少一个引导装置(16)，该引导装置构造用于使成型工具(14.1，14.2)相对于工件以受引导的方式运动，使得能以第一成型工具(14.1)成型工件的齿面(38)的第一区域(Bl)，(i)其中，第一成型工具(14.1)具有第一滚子(46.1)，该第一滚子可绕第一工具旋转轴线(D14.1)旋转地受支承，(j)其中，第二成型工具(14.2)具有第二滚子(46.2)，该第二滚子可绕第二工具旋转轴线(D14.2)旋转地受支承，和k)其中，第一滚子(46.1)在其周边上具有第一有效轴向厚度(di)。根据本发明设置，第二滚子(46.2)在其周边上具有与第一有效轴向厚度(di)不同的第二有效轴向厚度(d2)，使得能以第二成型工具(14.2)成型齿齿面(38)的与第一区域不同的第二区域(B2)。本发明也涉及一种用于使用辊压设备辊压齿的方法。

Description

用于辊压带齿部的工件的辊压设备和相应的方法

技术领域

本发明涉及一种用于辊压带齿部的工件的辊压设备和一种相应的辊压方法。在制造具有齿部的工件，例如齿轮、齿杆或类似物时，齿部一般是构件的最弱的部分。因而需要将齿部构造成使得其可持久地接收尽可能高的负荷。已知的是，通过引入压内应力提高齿部的耐久性。为此例如将齿根，即制有齿的工件的直径最小的区域进行喷丸。但该工艺是费事的并且导致不那么平坦的表面。

背景技术

由DE 29 22 639 Α1已知一种设备，该设备具有成型滚子，该成型滚子在齿轮的两个齿之间挤压。由此将两个齿的面向彼此的两个齿面加强。这种设备的不利之处在于低的生产率。

DE 195 16 834 Α1描述了通过工具辊压先后设置的多个涡轮叶轮，其中，静液支承的辊球压实缺口的基底。相应的工具同样具有较小的生产率。

EP 0 163 922 B1描述了一种用于通过将盘变形元件抵着齿面静液挤压来加工一组齿轮的设备。这种设备的缺点在于，其要么仅可引入小的压内应力或要么必须建立极高的液体压力，但这是费事的。

用于精加工齿轮的齿面的设备由DE 196 25 285 Α1已知。待加工的制有外齿的齿轮借助制有内齿的工具非切削地制平。压内应力的引入因而是不可能的。

DE 195 11 882 B4描述了一种用于将压内应力引入到构件的柱形外表面中的滚压设备。该设备不适用于齿轮。

发明内容

本发明的任务是，对带齿部的工件的制造进行改进。

本发明通过具有权利要求1的特征的辊压设备解决该问题。本发明此外通过根据独立方法权利要求所述的方法解决该问题。

本发明的优点在于，可通过使用至少两个成型工具将工件快速地且以可重复的方式加工。这特别是在大批量生产例如齿轮的情况下是有利的。

此外有利的是，所述成型工具可构造为辊子或滚子，使得除了引入压内应力之外实现平坦的表面。因而通过本发明不仅可改善耐磨损强度，也可改善工件的表面品质。

在当前说明书的范畴中，辊压应理解为一种加工，在该加工时，工件的内应力状态改变。优选，通过辊压，例如对应地加工过的区域的厚度不改变或仅不明显地改变，尤其是改变小于千分之一。换言之，辊压尤其是涉及用于改变边缘区特性的过程，但并不涉及用于改变宏观几何形状的方法，所述边缘区特性尤其是指冷作硬化度和/或内应力和/或微形貌如粗糙度或表面粗度。

成型工具尤其是理解为一种工具，该工具构造用于改变内应力状态和/或冷作硬化状态和/或微形貌。

特征“引导装置构造用于使成型工具相对于工件以受引导的方式运动”，尤其是理解为：引导装置构造成使得能实现成型工具和所述至少一个工件之间的受引导的相对运动。受引导的运动是一种运动，在该运动时不可能与预给定的引导路径偏离。相对运动表示：要么成型工具在预给定的路径上运动，要么所述至少一个工件在预给定的路径上运动，要么成型工具以及所述至少一个工件在分别预给定的路径上运动。

引导装置可尤其是一种装置，该装置构造用于使成型工具相对于尤其是静止的第二引导元件运动。可能但不必要的是，所有的成型工具紧固在一个第一引导元件上。也可能的是，成型工具的组、或甚至每个成型工具独自紧固在各一第一引导元件上，其中，多个这种引导元件相对于共同的第二引导元件受引导。

因而可能且构成一种实施方式的是：所有成型工具相对于彼此在直线运动方面是不可运动的且尤其是刚性地与彼此耦合。但也可能的是，这些成型工具成对地或成组地相对于彼此可运动。例如，多个成型工具可单个地或成组地紧固在一个滑座上，该滑座可独立于至少一个另外的滑座运动，至少一个另外的成型工具紧固在所述至少一个另外的滑座上。

辊压尤其是理解为辊实或辊平。辊实理解为对工件的表面的一种加工，在该加工中，不利的拉内应力减小，尤其是压内应力引入到一区域中，在该区域中，事先存在拉内应力，和/或，在该加工中，提高边缘区的冷变形状态。

工件例如理解为齿轮，尤其是正齿轮、锥齿轮、花键轴或花键毂。普遍地，带齿部的工件尤其是理解为一工件，该工件在使用时经由齿部传递力或转矩。

齿部尤其是理解为一结构，该结构具有等距地设置的齿。齿可尤其是关于角度或路程等距地设置。特别优选，所述工件具有外齿部。

第二齿面可构造在相同的齿上、相邻的齿上或不相邻的另一齿上。

区域理解为在齿的齿横截面中的地区。第二区域与第一区域不同，理解为，存在有属于第二区域但不属于第一区域的地区，且，存在有属于第一区域但不属于第二区域的地区。可能但不必要的是，存在有既属于第一区域也属于第二区域的地区。

特征“成型工具构造成使得可成型相应的区域”，尤其是理解为，该区域在使用辊压设备时成型。

第一成型工具包括第一滚子，该第一滚子可绕第一工具旋转轴线旋转地受支承，且，第二成型工具是第二滚子，该第二滚子可绕第二工具旋转轴线旋转地受支承。概念“滚子”和“辊子”在本说明书中同义地使用。有利的是，滚子是盘形的，即，其半径大于其最大厚度。尤其是，半径是最大厚度的至少三倍，优选至少五倍。厚度表示沿轴向的延伸尺度。

这种成型工具优选紧固在引导装置上，使得滚子在使用中至少在一个点无滑移地在工件上滚动。该点一般在工件上运动。

替代地或附加地，成型工具中的至少一个成型工具可以具有滑动元件。滑动元件优选构造成至少区段地呈凸形且尤其是区段地呈柱形或球形。滑动元件是一元件，该元件紧固在引导装置上，使得该元件在运行中在工件的表面上滑动经过并由此将工件的边缘区制平和/或引入压内应力。有利的是，滑动元件与超声源连接，该超声源可使滑动元件朝向工件地和从工件离开地振荡。

优选，辊压设备包括：第三成型工具，该第三成型工具尤其是具有第三滚子，该第三滚子可绕第三工具旋转轴线旋转地受支承；和，第四成型工具，该第四成型工具尤其是具有第四滚子，该第四滚子可绕第四工具旋转轴线旋转地受支承，其中，能以第三成型工具成型工件的齿面的第三区域，该第三区域与第二和第一区域不同，和其中，能以第四成型工具成型齿面的第四区域，该第四区域与其余三个区域不同。有利的是，工具旋转轴线中的至少两个相互平行地延伸。

特征“两个工具旋转轴线相互平行地延伸”，尤其是理解为：可能但不强制必要的是，这两个旋转轴线在数学意义上相互平行地延伸。更确切地说指的是一种工艺上的平行性，即，严格的数学平行性和实际的平行性之间的小偏差是可能的。尤其是，直至1.5°的偏差是可允许的。

优选，辊压设备包括多个成型工具，其中，这些成型工具中的至少大多数设置用于成型工件、尤其是齿轮的齿面的各与彼此不同的区域。存在的成型工具越多，则工件的总体上可被加工的区域越宽。与此相对应地，可以以多个成型工具加强地加工工件的边缘区。

优选，这些成型工具这样紧固在所述至少一个引导装置上，使得这些工具旋转轴线至少大多数跟随相同的轨迹。换言之，至少工具旋转轴线中的大多数相对于彼此借助引导装置刚性地相互耦合。尤其是，引导装置对于每个成型工具具有一个保持元件，该保持元件保持对应的旋转轴线。这些保持元件则刚性地相互连接，即，它们不能相对于彼此运动。

轨迹尤其是理解为工具走过的在空间中的曲线。

第一成型工具具有第一滚子，该第一滚子在其周边上具有第一有效轴向厚度，和，第二成型工具具有第二滚子，该第二滚子在其周边上具有与第一有效轴向厚度不同的第二有效轴向厚度。轴向厚度理解为以下两个点之间的间距，这两个点在使用时在相对置的侧同时与工件处于配合。当相应的成型工具的滚子在其周边上是凸形时，有效轴向厚度等于工具的厚度。通过不同的有效厚度加工齿面的不同的区域。

优选，辊压设备具有工件接收件，尤其是齿轮接收件，用于接收第一工件、尤其是第一齿轮和至少一个第二工件、尤其是第二齿轮，其中，所述至少一个引导装置构造用于将成型工具相对于工件接收件进行引导。尤其是，引导装置构造为使得成型工具这样在工件的齿面上引导经过，从而加工工件的各两个相对置的齿面。相对置的齿面可涉及相同齿或相邻齿的两个齿面。

优选，引导装置构造用于将成型工具沿着直线轨迹进行引导。换言之，引导装置涉及直线引导装置。

有利的是，工件接收件是齿轮接收件且构造用于将齿轮以围成齿轮的倾斜角的方式接收。这要理解为，齿轮、尤其是制有斜齿的齿轮可这样设置在齿轮接收件上，使得对于每个齿轮至少各一个齿与其他齿轮的齿互补成一个连贯的槽道。对于制有直齿的齿轮，倾斜角为0°，使得齿轮可简单地不相对于对应的前齿轮扭转地先后设置。槽道在此直线地延伸。在制有斜齿的齿轮中，槽道螺旋形延伸。

优选，辊压设备具有旋转装置、尤其是旋转驱动器，用于使工件和/或齿轮接收件相对于引导装置旋转。在此可能的是，使成型工具直线运动，使得其在槽道中行驶。可能的是，在成型工具每次走完一槽道之后将齿轮相对于引导装置运动。这样的方法可特别简单地执行，并且，相应的设备很简单地构造且是高效的。这特别好地适合于制有直齿的齿轮。

替代地或附加地，旋转装置可具有制动器和/或止挡件。在该情况下，齿轮接收件可通过施加转矩被旋转，例如借助其中一个成型工具，其中，当达到正确的角度位置时，旋转装置将由所述转矩引起的旋转运动中断。

优选，成型工具的旋转轴线相对于所述轨迹成与90°不同的工具角度延伸。有利的是，所述工具角度相当于倾斜角。但替代地也可能的是，工具角度是倾斜角和歪斜角的和，其中，歪斜角优选为负2°至正2°之间。

在该情况下特别有利的是：辊压设备具有旋转驱动器，该旋转驱动器构造用于使工件接收件相对于引导装置连续旋转，其中，工件接收件的旋转与成型工具的运动同步化，使得成型工具(或换言之，对应成型工具的滚子)在至少一个槽道中行驶。在此可能的是，当引导装置是直线引导装置时，加工制有斜齿的齿轮。

优选，直线引导装置沿着工件接收件的纵轴线进行引导。如果在工件接收件上接收齿轮，则其齿面优选互补成连贯的槽道，该槽道相对于纵轴线成倾斜角地延伸。

优选，这些成型工具关于所述轨迹单迹线地先后设置，即，这些成型工具在相同的槽道中行驶。

优选，这些成型工具这样安装在引导装置上，使得至少两个成型工具可同时与相同的工件形成配合。尤其是，成型工具可这样安装在引导装置上，使得可同时加工相同的工件的至少两个不相邻的齿。通过该方式减少加工时间。成型工具在此沿着圆弧或螺旋紧固在引导元件上。

特别优选，成型工具这样安装在引导装置上，使得多于一个的成型工具可与第一工件形成配合且多于一个的成型工具可与此同时地与第二工件形成配合。尤其是，成型工具可这样安装在引导装置上，使得可同时加工所有齿的至少三分之一、尤其是一半以上。

有利的是，成型工具紧固在引导装置上，用于同时辊压相邻齿的两个相对置的齿面。在该情况下，成型工具仅需具有滚子，所述滚子构造成使得滚子配合到两个齿面之间，使得通过将成型工具挤压到齿间空隙中的辊压力形成轴向力分量，该轴向力分量将齿面成型。

在其最普遍的形式中，本发明通过用于辊压带齿部的工件、尤其是齿轮的辊压设备解决，该辊压设备具有(a)第一成型工具，(b)至少一个第二成型工具和(c)至少一个引导装置，这些成型工具紧固在该引导装置上且该引导装置构造用于使成型工具以受引导的方式运动，使得能以第一成型工具成型工件的齿面的第一区域，并且，能以第二成型工具成型该齿面的与第一区域不同的第二区域和/或第二齿面的第二区域，即在使用辊压设备的情况下成型。

在其最普遍的形式中，本发明还通过用于辊压工件的齿的方法解决，该方法具有步骤(a)将工件设置在工件接收件上和使第一成型工具和至少一个第二成型工具相对于工件接收件以受引导的方式共同运动，使得以第一成型工具成型工件的齿面的第一区域和以第二成型工具成型该齿面的与第一区域不同的第二区域和/或第二齿面的第二区域。上面的和在后面提到的特征和优选实施方式对于本发明而言既适用于其一般形式也适用于其根据独立权利要求的形式。

替代地，这些成型工具构造用于同时辊压对应的相同齿的相对置的齿面。

在另一替代方案中，这些成型工具构造成使得通过两个不同的成型工具成型相邻齿的相对置的齿面。

有利的是，成型工具设置用于同时施加作用于第一齿面上的第一辊压力分量和作用于相对置的齿面上的第二辊压力分量，其中，第一辊压力分量在数值上相应于第二辊压力分量。该相对置的齿面可构造在相同的或相邻的齿上。

特征“两个辊压力分量彼此相应”，尤其是理解为，可能但不必要的是，两个辊压力分量在数值上刚好大小相等。更确切地说，也可能的是，它们相互相差小的数值，例如相差最多15％，尤其是最多10％。通过该方式保证彼此相对置的齿面的对称加工。

此外在该情况下有利的是，引导装置相对于工件接收件这样设置，使得基本上不形成作用于工件上的转矩。这尤其是理解为，形成转矩对于其数值存在其中，尤其是

根据一种优选实施方式，至少一个成型工具具有：两个辊子，它们紧固在公共的工具保持件上；以及一个工具保持件，两个辊子可旋转地紧固在该工具保持件上。两个辊子分别具有一个工具旋转轴线，根据一种实施方式它们相互平行延伸。替代地，这两个工具旋转轴线相互成角度地延伸，其中，成型工具在该情况下优选沿相同的方向变细。例如，成型工具具有截锥形的形状，其中，其还可以是球形的。

根据一种优选实施方式，两个辊子这样设置，使得它们已相互接触。换言之，这些辊子紧密地挨着彼此设置，使得当辊子与对应齿面形成配合时，辊子支撑在彼此上。齿面在此构造在相对置的齿上。

有利的是，一个成型工具的至少一个辊子在其周边上具有环绕的辊压槽，使得能以该成型工具同时辊压工件的相同齿的相对置的两个齿面。施加到该成型工具上的辊压力导致：辊压槽稍微上弯。以这种工具可将齿面特别紧地挨着齿根加工。可能但不必要的是，所有成型工具都具有带这种辊压槽的辊子。

根据本发明的一种实施方式具有成型工具，所述成型工具这样与引导装置连接，使得工具旋转轴线可在公共的圆上运动。形成的加工运动路线相应于在回旋时的运动路线。形成对工件边缘区的多个快速相继的、短且有力的作用，使得可引入强的压内应力。

在该情况下，辊压设备优选具有马达，用于使工具旋转轴线在圆或其他闭合轨道上运动。在所有在闭合轨道上运动的成型工具中，一般仅一个成型工具在同一时间与工件处于接触。

为了提高成型工具的强化作用，辊压设备可具有超声源，该超声源与至少一个成型工具连接，以加载以超声。成型工具的通过超声源引起的附加振动造成对工件边缘区的较强作用。

根据一种优选实施方式，在工件接收件上这样接收多个工件、尤其是齿轮，使得工件的齿面分别互补成至少一个连贯的槽道，其中，引导装置构造用于将成型工具沿着所述槽道引导。换言之，引导装置引导成型工具，使得成型工具的辊子在所述至少一个槽道中行驶。

有利的是，工件接收件构造用于抗扭地接收工件。可能作用于工件上的转矩不会导致工件相对于工件接收件的改变。

当引导装置构造用于引导成型工具中的至少多个成型工具，使得成型工具的辊子的旋转轴线垂直于槽道运动时，则可施加特别大的辊压力。尤其有利的是，引导装置构造用于施加辊实力，该辊实力朝齿轮的中心点方向延伸。通过该方式形成小的或极小的、作用于齿轮上的转矩。此外以相同大小的辊压力加载由一个成型工具同时加工的两个齿面。

根据一种优选实施方式，引导装置具有第一引导元件和第二引导元件，该第二引导元件在第一引导元件上受引导，其中，第一引导元件具有第一进给装置，第一成型工具借助该第一进给装置紧固在第一引导元件上且该第一进给装置构造用于以可预给定的辊压力进给第一成型工具。因而，成型独立于工件的可能的构型偏差。

优选，进给装置仅仅直线地引导成型工具。换言之，借助进给装置可能的是，独立于工件和第一引导元件之间的可能变化的间距地施加辊压力。各工件相互间的形状偏差在此则并不导致不同的边缘区特性。

进给装置优选具有液压缸，使得辊实力可通过液压压力调设。替代地或附加地，进给装置可具有弹簧。可能和构成优选实施方式的是，不同的成型工具具有弹簧常数不同的弹簧，使得在对应的成型工具中的辊压力和因而对应的区域中的边缘区特征至少基本上保持恒定。工件的形状偏差一般这么小，使得尽管存在弹簧但在对应的成型工具中可输出恒定的辊压力。根据一种优选实施方式，进给装置具有用于调设辊压设备相对于工件接收件的间距的装置和/或具有用于调设弹簧预紧的装置。

优选，成型工具中的大多数、尤其是所有的成型工具借助进给装置紧固。可能的是，一个进给装置进给两个或更多个成型工具，但特别有利的是每个进给装置仅以辊压力加载刚好一个成型工具。

优选，辊压设备具有压力流体供应装置，用于以压力流体尤其是个体化地加载所述至少一个进给装置。尤其可有利的是，每个进给装置构造成个体化地被加载以压力流体。为此，压力流体供应装置例如对每个进给装置具有用于接通和关断流体压力的阀。

在根据本发明的方法的范畴中，将成型工具例如这样与所述至少一个工件形成配合，使得齿面在齿面基部(Zahnflankengrund)中成型。齿面基部在此尤其是理解为28°切线至32°切线之间的间隔。所述32°切线在笛卡尔坐标系中确定，其中，0°切线处于齿根中。

优选将第一成型工具这样运动，使得在工件中形成第一成型区域，压内应力引入到该第一成型区域中，其中，将第二成型工具这样运动，使得在工件中形成第二成型区域，压内应力引入到该第二成型区域中，其中，第一成型区域和第二成型区域相互交搭。尤其是将成型工具至少在其大多数中这样运动，使得形成对应的成型区域，在这些成型区域中在加工之前存在拉内应力且在加工之后存在压内应力，或在这些成型区域中在加工之后获得较高的和/或较深的压内应力。这种内应力可例如以X射线测量。

优选将成型工具中的至少一个这样运动，使得工件的齿的30°切线在该成型工具的成型区域中延伸。已证明的是，压内应力在30°切线周围的间隔中对齿部的耐久性具有特别有利的影响。

优选，辊压设备具有工件接收件，在该工件接收件上接收有至少一个齿轮、尤其是至少两个齿轮，其中，第一有效轴向厚度选择成使得第一区域在到齿轮的旋转轴线的径向间距的最下面的三分之一中。齿面的具有最小径向间距的点是齿根。齿面的具有最大径向间距的点位于外接圆上、即位于将齿轮包围的、最小直径的圆上。根据一种优选实施方式，第一有效轴向厚度选择成，第一成型工具的接触点位于与齿轮的旋转轴线的径向间距的最下面的三分之一中，尤其是在最下面的四分之一中。

优选，至少一个成型工具、尤其是成型工具中的至少两个成型工具在以下区段中具有凸形的横截面，在该区段中成型工具为了成型而与工件形成接触。换言之，至少一个成型工具、尤其是成型工具中的至少两个、优选所有的成型工具仅以在横截面中呈凸形的区域贴靠在工件上。从而在小的摩擦负荷的情况下实现高的面压力。

有利的是，辊压设备具有至少三个成型工具，所述至少三个成型工具具有不同的有效轴向厚度。在根据本发明的方法的范畴中，将齿面通过具有不同的有效轴向厚度的至少两个、尤其是至少三个成型工具加工。

附图说明

在后面根据附图详细解释本发明。在此示出：

图1根据本发明的用于执行根据本发明的方法的辊压设备，

图2a工件的按截面Α-Α的横截面和成型工具，

图2b根据本发明的辊压设备的另一成型工具的横截面，

图3a成型工具相对于工件的齿面的第一可能定向，

图3b第二可能定向，

图3c根据本发明的辊压设备的具有柱形滚子的成型工具，柱形滚子相互不触碰，

图3d根据本发明的另一辊压设备的具有柱形滚子的成型工具，所述柱形滚子相互触碰，

图3e根据本发明的另一辊压设备的具有截锥形滚子的成型工具，所述截锥形滚子不相互触碰，

图3f根据本发明的另一辊压设备的具有截锥形滚子的成型工具，所述截锥形滚子相互触碰，

图3g根据本发明的辊压设备的成型工具的第二实施方式，

图4根据本发明的辊压设备的第二实施方式，

图5根据本发明的辊压设备的第三实施方式，

图6根据本发明的辊压设备的第四实施方式，

图7根据本发明的辊压设备的第五实施方式，

图8根据本发明的辊压设备的第六实施方式，和

图9根据本发明的辊压设备的第七实施方式，

图10具有超声源的辊压设备的实施方式。

具体实施方式

图1示出根据本发明的用于辊压多个工件12.i(i＝1，2，3，…)的辊压设备10的示意图。辊压设备10具有多个成型工具14.i，它们紧固在引导装置16上。显而易见，i仅是索引号，从而成型工具14.i的数量不必相应于工件12.i的数量。

引导装置16包括第一引导元件18和第二引导元件20，其中，第一引导元件18在第二引导元件20上受引导。成型工具具有滚子，这些滚子可绕对应的工具旋转轴线D_14.i旋转地受支承。第一引导元件18具有第一进给装置22.1，该第一进给装置构造为液压缸且第一成型工具14.1可借助该第一进给装置沿进给方向R运动。进给装置22与压力流体供应装置24连接，使得可供应处于流体压力p下的压力流体，例如液压油。

成型工具14(没有数字后缀的附图标记涉及所有相应对象)分别具有各自的进给装置22。通过未画入的阀可以将每个进给装置22.i以流体压力加载或将其切换成无压力。还可能的是，压力流体供应装置24构造用于供应具有对于每个进给装置22.i而言个体化的流体压力pi的压力流体。

引导装置16在当前情况下构造为直线引导装置且相对于工件接收件26刚性地设置。在下子图中示意性简示引导装置16。引导装置16可例如借助直线轴28进给到工件接收件26上。直线轴28可例如液压地驱动。此外，可使第一引导元件18借助示意性画入的前进器30相对于第二引导元件20运动。前进器30可例如具有滚珠丝杠，该滚珠丝杠被电动马达驱动。替代地，第一引导元件18可构造为可借助液压缸相对于第二引导元件20运动。

工件接收件26可借助旋转驱动器32绕该工件接收件的纵轴线L自动旋转。旋转驱动器32与示意性画入的控制器34连接，该控制器也与压力流体供应装置24处于连接。

下子图示出：涉及齿轮的工件12.i设置成使得齿面互补成连贯的槽道36。为此，工件12.i相对于所述纵轴线成工件角度γ，其中，工件角度γ相应于倾斜角β，齿面相对于对应工件12的纵轴线L₁₂成该倾斜角地延伸。通过该方式，槽道36沿着纵轴线L延伸，即，槽道36与纵轴线L围成0°的角度。

控制器34设计用于将成型工具14进给到工件12.i上，使得成型工具14.i的滚子46.i配合到槽道36中，且设计用于使成型工具14.i随后运动走完槽道36，使得成型工具14.i的每个滚子46.i与工件12.i中的每个工件形成接触。随后使成型工具与工件12.i间隔开，且随后将各个工件12.i各自相对于工件接收件26旋转，使得一个新的槽道设置成使得该新的槽道可通过成型工具14.i加工。随后将成型工具14.i以辊压力Fw挤压到该槽道中并重新沿着新形成的槽道运动，使得加工另外的齿面。

图2示出沿着Α-Α的示意性截面。在左边的局部Α1中示意性地画入：成型工具14.1，14.2和14.3如何先后从第一齿面38滚过且将第一齿面在此成型。在此，第一成型工具14.1借助其滚子46.1产生第一成型区域B1，第二成型工具14.2借助其滚子46.2产生第二成型区域B2，第三成型工具14.3借助其滚子46.3产生第三成型区域B3。这三个区域相互不同，即，分别存在以下点，所述点仅属于其中一个区域但不属于另外的区域。此外，这些区域B相互交搭。

此外画入有外接圆H。该外接圆是将工件12、例如齿轮包围的、直径最小的圆。与外接圆H具有相同的中心点的圆G延伸通过齿根47。齿面基部绕齿根47延伸。

图2b示出：滚子46.i具有不同的有效厚度d_i。第一成型工具14.1的滚子46.1的有效轴向厚度d₁小于第二成型工具14.2的滚子46.2的第二有效厚度d₂。因为相邻齿的齿面——在这里是指齿42.1和42.2的齿面38和40——在齿根47中朝彼此延伸，所以成型工具14.2，14.3不同深地侵入到两个齿面38，40之间的齿间空隙中，这导致成型不同的区域Bi。

可识别的是，辊压设备具有工件接收件，在该工件接收件上接收有至少一个齿轮，尤其是至少两个齿轮，其中，第一有效轴向厚度d₁选择成使得第一区域B1位于到圆G的径向间距的最下的三分之一中。换言之，到齿轮12的旋转轴线的径向间距小于圆G的半径和圆G和H的半径之间的差的三分之一的和。

图2b示出：成型工具14.i单迹线地先后设置。即，成型工具的滚子46.i相继在槽道36中行驶。

在按图2的设置中，将辊压力沿径向引入。换言之，引入辊压力的方向朝向工件12的在图2中不可见的中心点延伸。辊压力相对于第一射线S1形成与相对于第二射线S2相同的角度，第一射线穿过工件12.1的中心点且居中地穿过齿42.1，第二射线穿过工件12的中心点且居中地穿过相邻的齿42.2。出于该原因，垂直地作用于第一齿面38上的法向力在数值上与作用于第二齿面40上的第二法向力大小相等。通过所述辊压力分量，在区域B1，B2，…中减小表面粗糙度和将压内应力引入到边缘区中。

图3a示出成型工具14.1的在第一工件12.1的第一齿面38和第二齿面40之间的齿间空隙44中的滚子46.1，该齿间空隙是槽道36的部分。可识别的是，旋转轴线D_14.1垂直于齿间空隙44的延伸方向并从而垂直于槽道36的延伸方向延伸。因而，旋转轴线D_14.1也垂直于运动路径P延伸，成型工具14.1在加工时沿着该运动路径P相对于工件运动。轨迹T沿着槽道36延伸。

图3b示出以下情况，旋转轴线D_14.1相对于运动路径P的垂直线占据歪斜角κ。由此形成作用于成型工具14的转矩，该转矩平行于辊压力Fw延伸。

图3c示出成型工具14.1的一实施方式，该成型工具具有两个辊子46.1，46.2。这些辊子在笼架中可旋转地受支承且相互支撑。笼架可绕中轴线D_14.1旋转。通过旋转角度ε_14.1的改变，可改变滚子的作用宽度W。通过该方式，先后设置的滚子对可固定地调设到不同的宽度，用于加工不同的区。替代地，一个或多个滚子对可振荡地驶过槽道36，并且，作用宽度可借助枢转驱动器分别为新的加工区进行改变。

图3c示出成型工具14.1，该成型工具具有两个辊子46.1和46.2。这两个辊子46.1，46.2是柱形的且其对应的旋转轴线D_46.1，D_46.2相互平行地延伸。旋转轴线D_46.1，D_46.2的间距以及辊子46.1，46.2的直径确定作用宽度W。作用宽度W给定同时被成型工具14.1加工的两个点的间距。

下子图示出俯视图。可识别的是，成型工具14.1可旋转一旋转角度ε。从而可通过改变旋转角度改变作用宽度W。两个辊子46.1，46.2相互间隔开。

图3d示出根据本发明的辊压设备的成型工具，其中，辊子46.1，46.2相互形成接触。通过该方式可简单地接收作用于齿面上的力，使得所述力不作用在对应的旋转轴线D_46.1，D_46.2上。通过该方式，先后设置的成型工具可固定地调设到不同的作用宽度W，以加工不同的区域B(参见图2)。替代地，一个或多个成型工具可以以各两个辊子46.1，46.2多次驶过槽道36，并且，作用宽度W可对每次驶过而言借助枢转驱动器分别针对新的加工区进行改变。辊子46.1，46.2可以以可在笼架中旋转的方式受支承。笼架可绕中轴线D_14.1旋转。通过改变旋转角度ε，可改变两个辊子46.1，46.2的作用宽度W。

图3e示出用于根据本发明的辊压设备的成型工具的另一实施方式，其中，辊子46.1，46.2截锥形地构造且相对彼此具有间距。

图3f示出另一实施方式，其中，辊子46.1，46.2截锥形地构造且相互触碰。辊子46.1，46.2可在每个所述的实施方式中具有凸度。

图3g示出成型工具14的另一实施方式，该成型工具的滚子46在其周边上具有辊压槽48。辊压槽48构造成使得齿——在当前情况下齿42.2——在其两个相对置的齿面40，50上可同时加工。

图4示出根据本发明的辊压设备10的另一实施方式，其中，成型工具14.i多迹线地先后设置，换言之，成型工具14.i的各滚子46.i在不同的槽道中行驶。第一成型工具14.1的滚子46.1在第一槽道36.1中行驶，第二成型工具的滚子46.2在槽道36.2中行驶，第三成型工具14.3的滚子46.3在第三槽道36.3中行驶。第一引导元件18的运动的轨迹T沿着纵轴线L延伸。在当前实施方式中，引导装置16因而是直线引导装置。

成型工具14以与90°不同的工具角度α紧固在第一引导元件18上。工件角度γ表示以下角度，成型工具14的行驶方向相对于轨迹T成该角度地延伸。工具角度α相应于对应的旋转轴线D或例如旋转轴线D_14.1与轨迹T的垂直线构成的角度。在直线引导装置的情况下，轨迹T相应于以下方向，第一引导元件18可相对于第二引导元件20沿着该方向运动，即相应于一直线。

在根据图4的实施方式中，旋转驱动器32构造用于连续地旋转，而成型工具14.i沿着纵轴线L运动。根据图1的实施方式，工具角度α＝0°。

图5示出根据本发明的辊压设备10的另一实施方式，其中，成型工具14.i单迹线地设置。第一引导元件18构造成螺旋形，使得成型工具14.i可将工件12.i同时成型。在此，成型工具的所有滚子46.i行驶在相同的槽道36.1中。

图6示出根据本发明的辊压设备10的另一实施方式，其中，如上述实施方式，每个成型工具14.i借助进给装置22紧固在第一引导元件18上。但为了清楚性，仅画入进给装置22.5。第一引导元件18构造成使得这些成型工具沿着一假想圆弧沿着第一引导元件18设置。通过该方式可能的是，这些成型工具可同时与相同的工件形成配合。

下子图示出，成型工具如何同时与第一工件12.1形成配合。换言之，这些成型工具的不同的滚子46.i在同一时刻配合到不同的槽道中并加工对应的齿面。旋转驱动器32设计用于连续旋转，成型工具14.i的滚子46.i以工具角度α安装在第一引导元件18上，该工具角度相应于工件12.i的倾斜角β。成型工具14.i的数量相应于齿的数量的一半。通过两个加工轮次可加工所有工件的所有齿面。

图7示出根据本发明的辊压设备10的另一实施方式，该辊压设备除了第一组成型工具——该第一组成型工具如图6所示沿着第一假想圆弧设置在第一引导元件18上——之外具有另外的成型工具，所述另外的成型工具沿着第二圆弧设置，该第二圆弧沿轴向与第一圆弧间隔开。在使用中，第一环的工具14.1,...,14.18例如与第二工件12.2配合，而第二环的成型工具14.19,…,14.36与第一工件12.1配合。显而易见，可存在多组成型工具14，其中，每组成型工具14沿着一个环设置。

图8示出根据本发明的辊压设备10的另一实施方式，其中，引导装置16是直线引导装置，该直线引导装置如在下子图中示意性示出的那样构造用于以相对于纵轴线L的倾转角度δ引导成型工具14.i。

图9示出根据本发明的辊压设备10的另一实施方式，其中，成型工具14.i紧固在引导装置16上，该引导装置使得能实现组合的旋转和平移运动。换言之，引导装置16在当前实施方式中是组合式旋转-直线引导装置，该旋转-直线引导装置具有旋转装置54和直线轴56。

工具旋转轴线D_14.i在公共的圆K上运动。该实施方式与之前实施方式的区别由此在于，每个单个成型工具14.i分别仅短暂地与对应的工件形成接触并从而在对应的成型工具14.i又从工件离开之前仅走过短的成型路程。

图10示出具有超声源52的进给装置22。超声源52与控制器34连接，该控制器以高频交流电流加载超声源。超声波导致工具14.1的辊压作用加强。

附图标记列表

10 辊压设备

12 工件

14 成型工具

16 引导装置

18 第一引导元件

20 第二引导元件

22 进给装置

24 压力流体供应装置

25 设备

26 工件接收件

28 直线轴

30 前进器

32 旋转驱动器

34 控制器

36 槽道

38 第一齿面

40 第二齿面

42 齿

44 齿间空隙

46 辊子

47 齿根

48 辊压槽

50 齿面

52 超声源

54 旋转装置

56 直线轴

B 区域

d 厚度

D 旋转轴线

F_n 法向力

F_W 辊压力

K 圆

L 纵轴线

p 流体压力

R 进给方向

S 射线

T 轨迹

W 作用宽度

G 齿根圆

H 外接圆

α 工具角度

β 倾斜角

γ 工件角度

δ 倾转角度

ε 旋转角度

κ 歪斜角度

Claims (11)

1.一种用于辊压带有齿部的工件的辊压设备，所述工件尤其是齿轮，所述辊压设备具有

(a)第一成型工具(14.1)，

(b)至少一个第二成型工具(14.2)，和

至少一个引导装置(16)，所述引导装置构造用于使成型工具(14.1，14.2)相对于工件以受引导的方式运动，使得能以所述第一成型工具(14.1)成型所述工件的齿面(38)的第一区域(B1)，

(c)其中，所述第一成型工具(14.1)具有第一滚子(46.1)，该第一滚子能绕第一工具旋转轴线(D_14.1)旋转地受支承，

(d)其中，所述第二成型工具(14.2)具有第二滚子(46.2)，该第二滚子能绕第二工具旋转轴线(D_14.2)旋转地受支承，

(e)其中，所述第一滚子(46.1)在其周边上具有第一有效轴向厚度(d₁)，

其特征在于，

(f)所述第二滚子(46.2)在其周边上具有第二有效轴向厚度(d₂)，该第二有效轴向厚度与所述第一有效轴向厚度(d₁)不同，使得能以所述第二成型工具(14.2)成型所述齿面(38)的与所述第一区域不同的第二区域(B2)。

2.根据权利要求1所述的辊压设备，其特征在于，

-所述成型工具(14.1，14.2)紧固在所述引导装置(16)上，和/或

-所述引导装置构造用于使所述成型工具(14.1，14.2)运动。

3.根据前述权利要求之一所述的辊压设备，其特征在于，设有

(a)工件接收件(26)，尤其是齿轮接收件，用于接收第一工件(12.1)、尤其是第一齿轮和至少一个第二工件(12.2)、尤其是第二齿轮，

(b)其中，所述至少一个引导装置(16)构造用于将所述成型工具(14)相对于所述工件接收件(26)进行引导。

4.根据权利要求3所述的辊压设备，其特征在于，

所述工件接收件(26)构造用于将所述齿轮(12)以成所述齿轮的倾斜角(β)的方式接收，并且，所述工件接收件具有旋转驱动器(32)，用于使所述工件(12)旋转和/或使所述工件接收件(26)相对于所述引导装置(16)旋转。

5.根据前述权利要求之一所述的辊压设备，其特征在于，所述成型工具(14)安装在所述引导装置(16)上，使得

-多于一个的成型工具(14.1，14.2)能与所述第一工件(12.1)形成配合，和

-多于一个的成型工具(14.19，14.20)能与此同时地与第二工件(12.2)形成配合。

6.根据前述权利要求之一所述的辊压设备，其特征在于，所述成型工具(14)设置用于将作用于第一齿面(38)上的第一辊压力分量(F_W,38)和作用于相对置的齿面(40)上的第二辊压力分量(F_W,40)同时施加，

其中，所述第一辊压力分量(F_W,38)在数值上相应于所述第二辊压力分量(F_W,40)。

7.根据前述权利要求之一所述的辊压设备，其特征在于，所述成型工具(14)与所述引导装置(16)连接，使得所述工具旋转轴线(D)能在公共的圆(K)上运动。

8.根据权利要求3至7之一所述的辊压设备，其特征在于，

-所述工件接收件(26)构造用于接收多个工件(12)、尤其是制有斜齿的齿轮，使得所述工件(12)的齿面(38，40)互补成至少一个连贯的槽道(36)，

-所述引导装置(16)构造用于将所述成型工具(14)沿着所述槽道(36)引导。

9.根据前述权利要求之一所述的辊压设备，其特征在于，

-所述引导装置(16)具有第一引导元件(18)和第二引导元件(20)，所述第一引导元件(18)在所述第二引导元件上引导，和

-所述第一引导元件(18)具有第一进给装置(22.1)，借助该第一进给装置，所述第一成型工具(14.1)紧固在所述第一引导元件(18)上，并且，该第一进给装置构造用于以能预给定的辊压力(F_W)进给所述第一成型工具(14.1)。

10.一种用于辊压工件(12)的齿的方法，该方法具有以下步骤:

(a)将所述工件(12)设置在根据前述权利要求之一所述的辊压设备(10)的工件接收件(26)上，和

(b)使第一成型工具(14.1)和至少一个第二成型工具(14.2)相对于所述工件接收件(26)以受引导的方式共同运动，使得

-以所述第一成型工具(14.1)成型所述工件(12)的齿面(38)的第一区域(B1)和

-以所述第二成型工具(14.2)成型所述齿面(38)的与所述第一区域(B1)不同的第二区域(B2)和/或成型第二齿面(40)的第二区域(B2′)。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，使所述成型工具(14)与所述至少一个工件(12)形成配合，使得所述齿面(38)在齿面基部(47)中成型。