DE102008036549B4 - Shaft and shaft-hub connection - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Welle,
wobei ein axialer Teilbereich der Welle als Verzahnungsbereich ausgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
wobei beim Herstellen der Verzahnung das Werkzeug in einem Arbeitsschritt im axialen Endbereich der Welle axial um ein Maß Z herausgefahren wird aus dem Verzahnungsbereich, also von der Stirnfläche der Verzahnung 2 weggefahren wird,
wobei gleichzeitig das Werkzeug zur Wellenmittelachse um das Maß X hingefahren wird, wobei die Maße X und Z voneinander abhängig gewählt werden, so dass während der Fahrt in Flankenrichtung der Abstand zur Wellenachse in vorgegebener Weise verändert wird, dass
der axiale Endbereich des Teilbereichs derart angefast ausgeführt wird, dass der angefaste Bereich mittels desselben Werkzeuges hergestellt wird wie auch die Zahnlücken,
so dass die Zahnlückenweite im angefasten Bereich dieselbe ist wie auch im sonstigen Teilbereich.Method for producing a shaft,
wherein an axial portion of the shaft is designed as a toothed area,
characterized in that
wherein during the production of the toothing the tool is moved out axially in one step in the axial end region of the shaft by a dimension Z from the toothed region, that is to say moved away from the end face of the toothing 2,
wherein at the same time the tool is moved to the shaft center axis by the amount X, wherein the dimensions X and Z are selected depending on each other, so that while driving in the flank direction of the distance to the shaft axis is changed in a predetermined manner that
the axial end region of the partial region is made chamfered in such a way that the chamfered region is produced by means of the same tool as are the tooth gaps,
so that the tooth gap width in the chamfered area is the same as in the other partial area.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren Zur Herstellung, einer Welle und eine Welle-Nabe-Verbindung. The The invention relates to a method for the production, a shaft and a shaft-hub connection.

Bei Welle-Nabe-Verbindungen ist bekannt, einen Verzahnungsbereich auf einer Welle auszuführen, der in einen entsprechenden Hohlwellenabschnitt des Aufnahmeteils, also der Nabe, eingeführt wird und somit mit eine zumindest in Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung geschaffen ist.at Shaft-hub connections are known, a gearing on to do a wave in a corresponding hollow shaft portion of the receiving part, So the hub, is introduced and thus with an at least circumferentially positive connection is created.

Aus der DE 37 21 949 A1 ist ein Herstellverfahren für einen Verzahnungsbereich bekannt, dessen axialer Endbereich angefast wird, wobei die Verzahnung in einem ersten Schritt und die Anfasung in einem zweiten Schritt ausgeführt wird. Hierzu zeigt 2 der DE 37 21 949 A1 im Anfasungsbereich, dass der Zahnlücken-Grundbereich im Verzahnungsbereich flächig ist. Der Zahnlücken-Grundbereich ist im Anfasungsbereich linienhaft, da das Werkzeug, wie beispielsweise in 7 der DE 37 21 949 A1 gezeigt, im zweiten Schritt nur zum Anfasen der Zahnkanten eingesetzt wird.From the DE 37 21 949 A1 is a manufacturing method for a toothed portion is known, the axial end portion is chamfered, wherein the toothing is performed in a first step and the chamfering in a second step. This shows 2 of the DE 37 21 949 A1 in the chamfering area that the tooth space base area in the toothing area is flat. The tooth space basic area is in the chamfer line linear, since the tool, such as in 7 of the DE 37 21 949 A1 shown, in the second step only for chamfering the tooth edges is used.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Herstellung bei Getrieben zu vereinfachen.Of the Invention is therefore based on the object at the production Geared to simplify.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Welle nach den in Anspruch 1 und bei der Welle-Nabe-Verbindung nach den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention Task on the shaft according to claim 1 and in the shaft-hub connection after solved the features specified in claim 9.

Wichtige Merkmale bei der Welle sind, dass sie einen axialen Teilbereich umfasst, innerhalb dessen die Welle einen Verzahnungsbereich aufweist, wobei einer der beiden axialen Endbereiche des Teilbereichs derart angefast ausgeführt ist, dass der angefaste Bereich mittels desselben Werkzeuges hergestellt ist wie auch die Zahnlücken.Important Features of the shaft are that they have an axial portion within which the shaft has a toothed portion, wherein one of the two axial end portions of the portion chamfered in such a way accomplished is that the chamfered area made using the same tool is like the missing teeth.

Alternativ ausgedrückt ist ein axialer Endbereich des Teilbereichs derart angefast ausgeführt, dass die Zahnlückenweite im angefasten Bereich dieselbe ist wie auch im sonstigen Teilbereich.alternative expressed an axial end portion of the portion is chamfered such that the tooth gap width in the chamfered area is the same as in the other part.

Von Vorteil ist dabei, dass für das Anfasen dasselbe Werkzeug verwendbar ist wie auch für die Verzahnung und somit die Anfasung im gleichen Arbeitsschritt herstellbar ist wie der Verzahnungsbereich. Da die Zahnlückenweite gleich bleibt, also im angefasten Bereich die Zahndicke abnimmt, ist ein sehr einfaches Einfädeln ermöglicht.From The advantage is that for chamfering the same tool is used as well as for the gearing and thus the chamfer can be produced in the same step like the gearing area. Since the tooth gap remains the same, so in the chamfered area, the tooth thickness decreases, is a very simple thread allows.

Die Erfindung ist sowohl bei Vollwellen mit Außenverzahnung als auch bei Hohlwellen mit Innenverzahnung vorteilhaft anwendbar.The Invention is both at full shafts with external teeth and at Hollow shafts with internal toothing advantageously applicable.

Das Werkzeug ist beispielsweise ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung, wie Schleifscheibe oder Fräs-Werkzeug.The Tool is, for example, a tool for machining, like grinding wheel or milling tool.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung verlaufen die Zahnflanken parallel zur Achsrichtung, also mit einem verschwindendem Schrägungswinkel, oder mit einem endlichen, nicht-verschwindendem Schrägungswinkel in Achsrichtung. Von Vorteil ist dabei, dass die Erfindung sowohl auf Geradverzahnung als auch Schrägverzahnung anwendbar ist.at In an advantageous embodiment, the tooth flanks extend in parallel to the axial direction, ie with a vanishing helix angle, or with a finite, non-vanishing skew angle in the axial direction. The advantage here is that the invention both is applicable to spur toothing as well as helical gearing.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist als Werkzeug zur Herstellung der Zahnlücken ein spanabtragendes Werkzeug verwendet, insbesondere ein Fräswerkzeug, ein Hohn-Werkzeug, ein Lapp-Werkzeug oder ein Schleifwerkzeug, wie Schleifscheibe oder dergleichen. Von Vorteil ist dabei, dass ein solches Werkzeug auf einer mehrachsigen Maschine integrierbar ist und somit ein Bahnverlauf programmierbar ist, bei dem zwei Achsen in gegenseitiger Abhängigkeit bewegt sind.at An advantageous embodiment is as a tool for production the tooth gaps uses a chip removal tool, in particular a milling tool, a scorn tool, a Lapp tool or a grinding tool, such as grinding wheel or like. The advantage here is that such a tool on a multi-axis machine is integrated and thus a trajectory programmable, where two axes are interdependent are moved.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Werkzeug ein zur Zahnlücke derart invertiertes Profil auf, dass die Zahnlücke samt angefastem Bereich in einer einzigen axialen Bewegung fertigbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass die gesamte Zahnlücke und der angefaste Bereich in einem einzigen Arbeitsschritt herstellbar ist. Je nach Materialabtrag beispielsweise beim Schruppen ist noch ein weiteres Durchfahren der Zahnlücke auszuführen, beispielsweise zum Schlichten.at In an advantageous embodiment, the tool has a tooth gap such inverted profile on that the tooth gap together with chamfered area is manufacturable in a single axial movement. Is an advantage doing that, the entire tooth gap and the chamfered area can be produced in a single step is. Depending on the removal of material, for example when roughing is still to carry out a further passage through the tooth gap, for example, for finishing.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Verzahnung eine Vielkeilverzahnung, insbesondere mit gerade ausgeführten Flankenlinienbereichen, eine Evolventenverzahnung, eine Polygonverzahnung oder ein gerändelter Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass die Erfindung nicht auf eine spezielle Verzahnungsart eingeschränkt ist.at an advantageous embodiment, the toothing is a splined, especially with just running Flank line areas, an involute toothing, a polygonal toothing or a knurled one Area. The advantage here is that the invention is not limited to a special gearing type is restricted.

Wichtige Merkmale bei der Welle-Nabe-Verbindung sind, dass ein Verzahnungsbereich der Welle mit einem entsprechenden Verzahnungsbereich im Aufnahmeteil, insbesondere Nabe, formschlüssig verbindbar ist,
wobei der Verzahnungsbereich einen axialen Endbereich umfasst, der mittels desselben Werkzeuges hergestellt ist wie auch die Zahnlücken und angefast ausgeführt ist.Important features in the shaft-hub connection are that a toothed region of the shaft can be positively connected to a corresponding toothed region in the receiving part, in particular the hub,
wherein the toothing portion comprises an axial end portion which is made by means of the same tool as well as the tooth spaces and chamfered executed.

Von Vorteil ist dabei, dass eine Welle-Nabe-Verbindung herstellbar ist, die besonders einfach und schnell einfädelbar ist.From The advantage here is that a shaft-hub connection can be produced, which is particularly easy and fast to thread.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Verzahnungsbereich der Welle ein Außenverzahnungsbereich und der entsprechende Verzahnungsbereich des Aufnahmeteils ein Innenverzahnungsbereich
oder
der Verzahnungsbereich der Welle ist ein Innenverzahnungsbereich und der entsprechende Verzahnungsbereich des Aufnahmeteils ein Außenverzahnungsbereich. Von Vorteil ist dabei, dass in Umfangsrichtung ein Formschluss erzielbar ist.In an advantageous embodiment, the toothed area of the shaft is an external toothed area and the corresponding toothed area of the receiving part is an internal toothed area rich
or
the toothed portion of the shaft is an internal gear portion and the corresponding gear portion of the receiving portion is an external gear portion. The advantage here is that a positive connection can be achieved in the circumferential direction.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Verzahnungsbereich des Aufnahmeteils hergestellt mittels Einpressen des Verzahnungsbereichs der Welle in das Aufnahmeteil. Von Vorteil ist dabei, dass nur ein Verzahnungsbereich auf der Welle und eine Bohrung im Aufnahmeteil herzustellen ist. Die entsprechende Verzahnung im Aufnahmeteil wird durch Einpressen hergestellt.at an advantageous embodiment of the toothing of the Receiving part manufactured by pressing the toothed area the shaft into the receiving part. The advantage here is that only one Gear area on the shaft and a hole in the receiving part is to produce. The corresponding teeth in the receiving part is produced by pressing.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further Advantages emerge from the subclaims.

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:The Invention will now be explained in more detail with reference to figures:

1 ist eine erfindungsgemäße Welle gezeigt. 1 a shaft according to the invention is shown.

2 ist ein vergrößerter Ausschnitt gezeigt. 2 an enlarged section is shown.

3 ist ein angeschnittener axialer Endbereich eines in Flankenrichtung aufgeschnittenen Zahnes gezeigt. 3 a truncated axial end portion of a cut tooth in the flank direction is shown.

Die Welle 1 weist eine Vielkeilverzahnung 2 auf, an der ein angefaster Bereich 3 angebracht ist.The wave 1 has a spline 2 on, at the a angefaster area 3 is appropriate.

Wenn nun die Welle 1 mit ihrer Vielkeilverzahnung in eine entsprechende Hohlwelle eingeführt wird und hierzu anfangs ein Einfädeln notwendig ist, erleichtert der angefaste Bereich das Finden der Einführlage und der richtigen Winkellage der Welle 1.If now the wave 1 is introduced with their splines in a corresponding hollow shaft and this initially threading is necessary, the chamfered area facilitates finding the insertion and the correct angular position of the shaft 1 ,

Erfindungsgemäß ist der angefaste Bereich in einfacher Weise hergestellt.According to the invention chamfered area made in a simple manner.

Hierzu wird beim Fräsen der Vielkeilverzahnung 2 das Werkzeug, also der Fräser, im axialen Endbereich der Welle axial um das Maß Z herausgefahren aus dem Verzahnungsbereich, also von der Stirnfläche der Vielkeilverzahnung 2 weg. Gleichzeitig wird das Werkzeug zur Wellenmittelachse um das Maß X hingefahren. Hierbei sind also X und Z voneinander abhängig gewählt, so dass während der Fahrt in Flankenrichtung der Abstand zur Wellenachse in vorgegebener Weise verändert wird.For this purpose, when milling the splines 2 the tool, so the cutter, axially in the axial end of the shaft moved out by the dimension Z from the toothing region, ie from the end face of the splined 2 path. At the same time the tool is moved to the shaft center axis by the dimension X. In this case, therefore, X and Z are chosen to be dependent on each other, so that the distance to the shaft axis is changed in a predefined manner during travel in the flank direction.

Auf diese Weise ist dasselbe Werkzeug zum Herstellen der Verzahnung verwendbar wie für die Verzahnung.On this way is the same tool for making the teeth suitable as for the gearing.

Vorzugsweise ist die Welle 1 aus Stahl gefertigt, wobei nach dem Herstellen der Vielkeilverzahnung und des angefasten Bereichs der Verzahnungsbereich gehärtet wird.Preferably, the shaft 1 made of steel, wherein after the production of the splines and the chamfered area of the toothed area is hardened.

Der angefaste Bereich wird also mit demselben Flankenöffnungswinkel gefertigt wie die Verzahnung selbst.Of the Chamfered area is thus with the same flank opening angle made like the gearing itself.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist statt einer Vielkeilverzahnung auch eine Evolventenverzahnung, eine Polygonverzahnung oder auch ein gerändelter Bereich erfindungsgemäß verwendbar.at further embodiments of the invention is instead of a splined gearing also an involute, a polygonal toothing or a knurled area used in the invention.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist das Werkzeug entweder derart ausgeführt, dass das invertierte Zahnlückenprofil am Werkzeug vorgesehen ist und somit zur Herstellung der jeweiligen Zahnlücke samt ihrer beiden Zahnflanken nur ein einmaliges Durchfahren mit dem Werkzeug in Flankenrichtung notwendig ist und Zahnflanken und Zahnfuß werden gleichzeitig bearbeitet, oder das Werkzeug ist zum Bearbeiten nur einer jeweiligen Flanke der Zahnlücke vorgesehen.at further embodiments of the invention the tool is either designed such that the inverted tooth space profile is provided on the tool and thus for the production of the respective gap with its two tooth flanks only a single pass through the tool is necessary in flank direction and tooth flanks and To become a tooth root edited at the same time, or the tool is for editing only provided a respective edge of the tooth gap.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist das Werkzeug eine Schleifscheibe anstatt des beschriebenen Fräsers.at further embodiments of the invention the tool is a grinding wheel instead of the described milling cutter.

11
Wellewave
22
VielkeilverzahnungSplined
33
angefaster Bereichchamfered Area

Claims (12)

Verfahren zum Herstellen einer Welle, wobei ein axialer Teilbereich der Welle als Verzahnungsbereich ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass wobei beim Herstellen der Verzahnung das Werkzeug in einem Arbeitsschritt im axialen Endbereich der Welle axial um ein Maß Z herausgefahren wird aus dem Verzahnungsbereich, also von der Stirnfläche der Verzahnung 2 weggefahren wird, wobei gleichzeitig das Werkzeug zur Wellenmittelachse um das Maß X hingefahren wird, wobei die Maße X und Z voneinander abhängig gewählt werden, so dass während der Fahrt in Flankenrichtung der Abstand zur Wellenachse in vorgegebener Weise verändert wird, dass der axiale Endbereich des Teilbereichs derart angefast ausgeführt wird, dass der angefaste Bereich mittels desselben Werkzeuges hergestellt wird wie auch die Zahnlücken, so dass die Zahnlückenweite im angefasten Bereich dieselbe ist wie auch im sonstigen Teilbereich.A method for producing a shaft, wherein an axial portion of the shaft is designed as a toothed area, characterized in that in the manufacture of the toothing, the tool is moved axially in one step in the axial end portion of the shaft by a dimension Z from the toothing region, ie of the End face of the toothing 2 is moved away, wherein at the same time the tool is driven to the shaft center axis by the amount X, the dimensions X and Z are selected depending on each other, so that during travel in the flank direction of the distance to the shaft axis is changed in a predetermined manner that the axial end portion of the portion is performed chamfered that the chamfered area is made by the same tool as well as the tooth gaps, so that the tooth gap width in the chamfered area is the same as in the other part. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle eine Hohlwelle ist und der Verzahnungsbereich ein Innenverzahnungsbereich.A method according to claim 1, characterized gekenn characterized in that the shaft is a hollow shaft and the toothed portion is an internal gear portion. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle eine Vollwelle ist und der Verzahnungsbereich ein Außenverzahnungsbereich.Method according to claim 1, characterized in that that the shaft is a solid shaft and the toothed area a External tooth area. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken parallel zur Achsrichtung, also mit einem verschwindendem Schrägungswinkel, verlaufen oder mit einem endlichen, nicht-verschwindendem Schrägungswinkel in Achsrichtung verlaufen.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the tooth flanks parallel to the axial direction, So with a vanishing helix angle, run or with a finite, non-vanishing helix angle in the axial direction run. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkzeug zur Herstellung der Zahnlücken ein spanabtragendes Werkzeug verwendet ist, insbesondere ein Fräswerkzeug, ein Hohn-Werkzeug, ein Lapp-Werkzeug oder ein Schleifwerkzeug, wie Schleifscheibe oder dergleichen.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that as a tool for the preparation of the tooth gaps chip removal tool is used, in particular a milling tool, a scoffing tool, a Lapp tool, or a grinding tool, such as a grinding wheel or similar. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug ein zur Zahnlücke derart invertiertes Profil aufweist, dass die Zahnlücke in einer axialen Bewegung fertigbar ist.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the tool a to the tooth gap such inverted profile, that the tooth gap in an axial movement is manufacturable. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung eine Vielkeilverzahnung, insbesondere mit gerade ausgeführten Flankenlinienbereichen, eine Evolventenverzahnung, eine Polygonverzahnung oder ein gerändelter Bereich ist.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the toothing a splined tooth, especially with just running Flank line areas, an involute toothing, a polygonal toothing or a knurled one Area is. Welle-Nabe-Verbindung, wobei die Welle nach einem Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verzahnungsbereich der Welle mit einem entsprechenden Verzahnungsbereich im Aufnahmeteil, insbesondere Nabe, formschlüssig verbindbar ist, wobei der Verzahnungsbereich einen axialen Endbereich umfasst, der mittels desselben Werkzeuges hergestellt ist wie auch die Zahnlücken und angefast ausgeführt ist.Shaft-hub connection, with the wave after a method according to at least one of the preceding claims is characterized in that a gearing area the shaft with a corresponding toothed area in the receiving part, in particular Hub, positive fit is connectable, wherein the toothing region has an axial Includes end portion made using the same tool is like the missing teeth and chastised is. Welle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle eine Hohlwelle ist und der Verzahnungsbereich ein Innenverzahnungsbereich, wobei das Aufnahmeteil eine entsprechende Außenverzahnung aufweist.Shaft according to claim 8, characterized in that the shaft is a hollow shaft and the gear portion is an internal gear portion, wherein the receiving part has a corresponding external toothing. Welle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle eine Vollwelle ist und der Verzahnungsbereich ein Außenverzahnungsbereich, wobei das Aufnahmeteil eine entsprechende Innenverzahnung aufweist.Shaft according to claim 8, characterized in that the shaft is a solid shaft and the gear portion is an external gear portion, wherein the receiving part has a corresponding internal toothing. Welle-Nabe-Verbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzahnungsbereich der Welle ein Außenverzahnungsbereich ist und der entsprechende Verzahnungsbereich des Aufnahmeteils ein Innenverzahnungsbereich oder dass der Verzahnungsbereich der Welle ein Innenverzahnungsbereich ist und der entsprechende Verzahnungsbereich des Aufnahmeteils ein Außenverzahnungsbereich.Shaft-hub connection to at least one of the previous claims, thereby marked that the gear portion of the shaft is an external gear portion is and the corresponding toothed area of the receiving part a Internal gear area or that the toothing area of Shaft is an internal gear area and the corresponding gear area of the receiving part an external gear area. Welle-Nabe-Verbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzahnungsbereich des Aufnahmeteils hergestellt ist mittels Einpressen des Verzahnungsbereichs der Welle in das Aufnahmeteil.Shaft-hub connection to at least one of the previous claims, characterized in that the toothed portion of the receiving part is made by pressing the toothed portion of the shaft in the receiving part.
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