DE102009003601A1 - Apparatus and method for manufacturing a bevel gear, in particular a crown wheel - Google Patents

Apparatus and method for manufacturing a bevel gear, in particular a crown wheel Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fertigen eines Kronenrades (1), mit einer um eine Werkstückspindelachse (5) drehbaren Werkstückspindel (4) zum Drehantreiben eines zu verzahnenden Werkstücks (1), einer um eine Werkzeugspindelachse (7) drehbaren Werkzeugspindel (6) zum Drehantreiben eines Schneidkanten (10) aufweisenden Werkzeuges (8) im Synchronlauf zur Werkstückspindel (4) und einer Vorschubeinrichtung zur Relativverlagerung von Werkstückspindel (4) und Werkzeugspindel (6) in der Konusfläche des Werkstücks (1) in einer um einen Winkel (β) zur Werkzeugspindelachse (7) geneigt verlaufenden Vorschubrichtung (13). Es wird vorgschlagen, dass das Werkzeug (8) ein Schälrad ist, bei dem die Schneidkanten (10) in der Stirnseite liegen und von Rändern der Rippen (12) ohne Zähne und deren geneigt zur Umlaufebene des Werkzeuges (8) verlaufenden Stirnflächen (11) gebildet sind.The invention relates to a device for manufacturing a crown wheel (1), comprising a workpiece spindle (4) rotatable about a workpiece spindle axis (5) for rotationally driving a workpiece (1) to be toothed, a tool spindle (6) rotatable about a tool spindle axis (7) a cutting edge (10) having tool (8) in synchronism with the workpiece spindle (4) and a feed device for relative displacement of the workpiece spindle (4) and tool spindle (6) in the conical surface of the workpiece (1) in an angle (β) to the tool spindle axis (7) inclined extending feed direction (13). It is suggested that the tool (8) is a peeling wheel, in which the cutting edges (10) lie in the front face and edges of the ribs (12) without teeth and their end faces (11) inclined to the plane of revolution of the tool (8). are formed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fertigen eines Zahnrades mit einer auf einer um eine Werkstückdrehachse in einem Konuswinkel verlaufenden Konusfläche angeordneten Verzahnung insbesondere eines Kronenrades, wobei sich die zum Eingriff in die Außenverzahnung eines zylindrischen Ritzels geeignete Verzahnung zwischen einem minimalen Durchmesser und einem maximalen Durchmesser erstreckt, mit einer um eine Werkstückspindelachse drehbaren Werkstückspindel zum Drehantreiben eines zu verzahnenden Werkstücks, einer um eine Werkzeugspindelachse drehbaren Werkzeugspindel zum Drehantreiben eines Schneidkanten aufweisenden Werkzeuges im Synchronlauf zur Werkstückspindel und einer Vorschubeinrichtung zur Relativverlagerung von Werkstückspindel und Werkzeugspindel in der Konusfläche des Werkstücks in einer um einen Winkel zur Werkzeugspindelachse geneigt verlaufenden Vorschubrichtung, wobei das Werkzeug eine von der Werkzeugachse geschnittene Stirnseite und einen die Werkzeugachse umgebenden Um fangsbereich aufweist, welcher Umfangsbereich in einem Winkel zur Werkzeugachse verlaufende, die Schneidkanten ausbildende Rippen bzw. Zähne aufweist.The The invention relates to a device for manufacturing a gear with one on one around a workpiece axis of rotation in one Cone angle extending cone surface arranged toothing in particular a crown wheel, wherein the engaged in the External teeth of a cylindrical pinion suitable teeth between a minimum diameter and a maximum diameter extends, with a rotatable about a workpiece spindle axis Workpiece spindle for rotating a toothed wheel Workpiece, one rotatable about a tool spindle axis Tool spindle for Drehantreiben a cutting edge having Tool in synchronism with the workpiece spindle and a Feed device for relative displacement of workpiece spindle and tool spindle in the conical surface of the workpiece in a direction inclined at an angle to the tool spindle axis Feed direction, the tool one of the tool axis cut end face and surrounding the tool axis Um Fangsbereich has, which peripheral region at an angle to Tool axis extending, the cutting edges forming ribs or Has teeth.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Fertigen eines Zahnrades mit einer auf einer um eine Werkstückdrehachse in einem Konuswinkel verlaufenden Konusfläche angeordneten Verzahnung insbesondere eines Kronenrades, wobei sich die zum Eingriff in die Außenverzahnung eines zylindrischen Ritzels geeignete Verzahnung zwischen einem minimalen Durchmesser und einem maximalen Durchmesser erstreckt, wobei ein zu verzahnendes Werkstück von einer um eine Werkstückspindelachse drehbaren Werkstückspindel drehangetrieben wird, wobei ein Schneidkanten aufweisendes Werkzeug im Synchronlauf zur Werkstückspindel um eine Werkzeugspindelachse von einer Werkzeugspindel drehangetrieben wird, und das Werkzeug mit einer Vorschubeinrichtung relativ zur Werkstückspindel in der Konusfläche in einer um einen Winkel geneigt zur Werkzeugspindelachse verlaufenden Vorschubrichtung vorgeschoben wird, wobei das Werkzeug eine von der Werkzeugachse geschnittene Stirnseite und einen die Werkzeugachse umgebenden Umfangsbereich aufweist, welcher Umfangsbereich in einem Winkel zur Werkzeugachse verlaufende, die Schneidkanten ausbildende Rippen bzw. Zähne aufweist.The The invention further relates to a method of manufacturing a gear with a on a about a workpiece axis of rotation arranged in a cone angle extending conical surface Gearing in particular a crown wheel, wherein the engagement in the external teeth of a cylindrical pinion suitable Gearing between a minimum diameter and a maximum Diameter extends, wherein a workpiece to be toothed from a workpiece spindle rotatable about a workpiece spindle axis is rotationally driven, having a cutting edge having tool in synchronism with the workpiece spindle about a tool spindle axis of a tool spindle is rotationally driven, and the tool with a Feed device relative to the workpiece spindle in the Cone surface in an inclined at an angle to the tool spindle axis extending feed direction is advanced, the tool one of the tool axis cut end face and a Having tool axis surrounding peripheral region, which peripheral region extending at an angle to the tool axis, the cutting edges having forming ribs or teeth.

Die Erfindung betrifft speziell eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Fertigen eines Kronenrades. Ein Kronenrad ist der Grenzfall eines Kegelrades, bei dem der Konuswinkel 90° beträgt. Die Verzahnung liegt bei einem Kronenrad in einer entarteten Kegelstumpfmantelfläche, nämlich in einer Ebene. Das Kronenrad hat die Form eines Tellers, wobei die Verzahnung auf dem Tellerrand verläuft.The The invention relates in particular to a device or a method for manufacturing a crown wheel. A crown wheel is the borderline case a bevel gear in which the cone angle is 90 °. The toothing lies with a crown wheel in a degenerate truncated cone lateral surface, namely in one plane. The crown wheel has the shape of a Tellers, where the teeth run on the edge of the plate.

Aus der EP 0 787 055 B1 ist ein Verfahren bekannt, um Kronenräder im Wälzfräsverfahren zu fertigen. Kronenräder besitzen eine kreisförmig um die Werkstückdrehachse angeordnete Verzahnung. Die Konusfläche ist hier eine Ebene, nämlich die Umlaufebene. Die Zähne der Verzahnung erstrecken sich dabei in Achsrichtung. Die Stirnseitenverzahnung eines Kronenrades ist so ausgebildet, dass sie mit einem zylindrischen Ritzel zusammenwirken kann. Die axiale Länge des Ritzels kann dabei größer sein, als die radiale Breite der Kronenverzahnung. Die Firstlinien der Zähne der Kronenverzahnung können in Radialrichtung verlaufen. Sie können schräg zur Radialrichtung verlaufen. Sie können aber auch bogenförmig verlaufen und somit eine Palloidverzahnung bilden. Der Flankenverlauf der Kronenverzahnung ist in den 4 bis 7 der EP 0 787 055 B1 dargestellt. Auf der Radialaußenseite, also im Bereich ihres größten Durchmessers, hat die Zahnlücke zwischen zwei Zähnen einen etwa V-förmigen Verlauf. Auf der radial innen liegenden Seite, also im Bereich des minima len Durchmessers, verläuft die Zahnlücke auf einer gerundeten Konturlinie. Die rippenartig ausgebildeten Zähne des Ritzels besitzen eine Evolventenform.From the EP 0 787 055 B1 a method is known to manufacture crown wheels in Wälzfräsverfahren. Crown wheels have a toothing arranged in a circle around the workpiece axis of rotation. The cone surface is here a plane, namely the orbital plane. The teeth of the toothing extend in the axial direction. The face toothing of a crown wheel is designed so that it can interact with a cylindrical pinion. The axial length of the pinion can be greater than the radial width of the crown toothing. The ridge lines of the teeth of the crown teeth can run in the radial direction. They can run obliquely to the radial direction. But they can also be arcuate and thus form a Palloidverzahnung. The flank profile of the crown gearing is in the 4 to 7 of the EP 0 787 055 B1 shown. On the radial outside, ie in the region of its largest diameter, the tooth space between two teeth has an approximately V-shaped course. On the radially inner side, ie in the range of minima len diameter, the tooth gap extends on a rounded contour line. The rib-like teeth of the pinion have an involute shape.

Auch die EP 0699 114 B1 beschreibt ein Verfahren zur Fertigung einer Kronenverzahnung mit Hilfe eines Wälzfräsers, der um eine Werkzeugdrehachse drehbar ist. Die Werkzeugdrehachse verläuft etwa in einer Tangentialrichtung zur Werkstückdrehachse. Der Vorschub erfolgt etwa in Radialrichtung auf die Werkstückdrehachse zu. Auf der Umlaufebene des Werkzeuges befindet sich eine spiralförmig angeordnete Rippe, die die Schneidkanten ausbildet, mit denen der Materialabtrag erfolgt.Also the EP 0699 114 B1 describes a method for producing a crown toothing with the aid of a hob, which is rotatable about a tool axis of rotation. The tool axis of rotation runs approximately in a tangential direction to the workpiece axis of rotation. The feed occurs approximately in the radial direction to the workpiece axis of rotation. On the orbital plane of the tool is a spirally arranged rib, which forms the cutting edges, with which the removal of material takes place.

Aus der DE 10 2005 049 528 A1 ist eine Wälz-Schäl-Vorrichtung bekannt, um Innenverzahnungen an Schiebmuffen herzustellen.From the DE 10 2005 049 528 A1 a Wälz-peeling device is known to produce internal gears on sliding sleeves.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung bzw. das eingangs genannte Verfahren gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden.Of the Invention is based on the object, the device mentioned or to further develop the method mentioned in the beginning.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei jeder Anspruch grundsätzlich eine eigenständige Lösung der Aufgabe darstellt und mit jedem anderen Anspruch kombinierbar ist.Solved The object is achieved by the specified in the claims Invention, each claim is basically an independent Solution of the task and can be combined with any other claim is.

Zunächst und im Wesentlichen ist vorgesehen, dass es sich bei dem Werkzeug um ein Schälrad handelt. Das Schälrad besitzt auf seinem die Werkzeugdrehachse umgebenden Umfangsbereich eine Vielzahl von insbesondere kurzen Rippen. Jede Rippe läuft in eine in der Stirnseite des Werkzeuges liegende Stirnfläche aus. Die Rippen verlaufen geneigt zur Werkzeugdrehachse. Der Neigungswinkel kann zwischen 5° und 30° betragen und liegt bevorzugt zwischen 10° und 25°. Die Stirnflächen jeder einzelnen Rippe bildet mit ihrem Rand, mit dem sie in die Mantelfläche der Rippe übergeht, eine Schneidkante. Bevorzugt liegen die Stirnflächen der Rippen in ringförmiger treppenförmiger Anordnung um die Werkzeugdrehachse. Die Stirnflächen verlaufen senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Rippen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Werkzeug relativ zum Werkstück verlagert. Optimal erweist es sich bei einer Vorrichtung, wenn hierzu die Werkzeugspindel ortsfest gehalten wird und die Werkstückspindel relativ gegenüber über dem Maschinenbett verlagert wird. Die Verlagerung erfolgt bei der Fertigung eines Kronenrades quer zur Erstreckung der Werkstückspindelrichtung, also innerhalb einer Umlaufebene der Werkstückachse. In dieser Ebene erfolgt nicht nur der Vorschub. Auch die Werkzeugdrehachse liegt in dieser Umlaufebene. Die Werkzeugdrehachse ist um einen Winkel zur Vorschubrichtung geneigt. Dieser Winkel entspricht dem Neigungswinkel, um den die Rippen zur Werkzeugdrehachse geneigt verlaufen. Beim Vorschub des Werkzeuges in Richtung der Erstreckungsrichtung der Rippen, also bspw. in Radialrichtung zur Werkstückdrehachse, vollziehen die Schneidkanten eine relative Schälbewegung innerhalb der Zahnlücke. Die Zähne bzw. Rippen des Schälrades besitzen eine Evolventenform. Entsprechend verlaufen auch die Schneidkanten auf einer Evolventenkontur. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die Scheitellinien der Rippen konisch bezogen auf die Werkzeugdrehachse. Die Scheitellinien verlaufen somit in einem spitzen Winkel zur Werkzeugdrehachse, so dass sich ihr Abstand von der Werkzeugdrehachse mit zunehmendem Abstand von der Schneidkante vermindern.First and foremost, it is provided that the tool is a peeling wheel. The peeling wheel has a plurality of in particular short ribs on its peripheral area surrounding the tool rotation axis. Every rip pe runs out into a lying in the end face of the tool face. The ribs are inclined to the tool axis of rotation. The angle of inclination may be between 5 ° and 30 ° and is preferably between 10 ° and 25 °. The end faces of each rib forms with its edge, with which it merges into the lateral surface of the rib, a cutting edge. Preferably, the end faces of the ribs lie in an annular stepped arrangement about the tool axis of rotation. The end faces are perpendicular to the extension direction of the ribs. In the method according to the invention, the tool is displaced relative to the workpiece. It proves to be optimal in a device, if for this purpose the tool spindle is held stationary and the workpiece spindle is displaced relative to the machine bed. The displacement takes place during the production of a crown wheel transversely to the extension of the workpiece spindle direction, ie within a circumferential plane of the workpiece axis. In this level, not only the feed takes place. The tool rotation axis is also in this orbital plane. The tool axis of rotation is inclined at an angle to the feed direction. This angle corresponds to the angle of inclination by which the ribs are inclined relative to the tool axis of rotation. When advancing the tool in the direction of the extension direction of the ribs, so for example. In the radial direction to the workpiece axis of rotation, the cutting edges complete a relative peeling movement within the tooth gap. The teeth or ribs of the peeling wheel have an involute shape. Accordingly, the cutting edges run on an involute contour. In a preferred embodiment of the invention, the apex lines of the ribs run conically with respect to the tool axis of rotation. The apex lines thus run at an acute angle to the tool axis of rotation, so that reduce their distance from the tool axis of rotation with increasing distance from the cutting edge.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Kronenräder und Kegelräder gefertigt werden. Bei der Fertigung von Kegelrädern erfolgt der Vorschub um den Öffnungswinkel des Kegels geneigt zur Werkstückspindeldrehachse. Der Vorschub und die Zustellung können nicht nur durch das Werkstück erfolgen. Es ist auch möglich, die Werkstückspindel ortsfest zu halten, so dass der Vorschub und die Zustellung über das Werkzeug erfolgen. Es ist ferner möglich, die Zustellung und den Vorschub auf je eine Spindel aufzuteilen. Beispielsweise kann der Vorschub über das Werkstück erfolgen und die Zustellung über das Werkzeug. Es ist aber auch möglich, zur Zustellung das Werkstück zu bewegen und zum Vorschub das Werkzeug zu bewegen.With the inventive method or with the invention Device can crown wheels and bevel gears be made. In the manufacture of bevel gears takes place the feed to the opening angle of the cone inclined to Workpiece spindle axis. The feed and the delivery can not be done only by the workpiece. It is also possible to fix the workpiece spindle to keep, so that the feed and the delivery over the tool is done. It is also possible the delivery and divide the feed to one spindle each. For example the feed can be made via the workpiece and delivery via the tool. It is also possible to move the workpiece for infeed and to move the tool to feed.

Kronenräder finden bei Differentialgetrieben Anwendung, wie dies in der DE 103 08 800 A1 beschrieben wird. Gegenüber einem Kegelradantrieb besitzt ein Kronenradgetriebe den Vorteil, dass die axiale Lage des Ritzels frei wählbar ist. Das Übersetzungsverhältnis von Kronenrad zu Ritzel ist unabhängig vom Ritzelabstand zur Drehachse der Kronen. Ein kronenverzahntes Zahnrad kann darüber hinaus mit einem anderen kronenverzahnten Zahnrad als Kupplung verwendet werden.Crown wheels are used in differential gears, as in the DE 103 08 800 A1 is described. Compared to a bevel gear has a crown gear the advantage that the axial position of the pinion is arbitrary. The gear ratio of crown wheel to pinion is independent of the pinion distance to the axis of rotation of the crowns. A crown gear may also be used with another crown gear as a clutch.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:One Embodiment of the invention will be described below attached drawings explained. Show it:

1 grobschematisch in Richtung der Werkstückachse die Anordnung des Werkzeuges in Bezug auf das Werkstück, 1 roughly schematic in the direction of the workpiece axis, the arrangement of the tool with respect to the workpiece,

2 grobschematisch das einer Werkzeugspindel zugeordnete Werkzeug, 2 roughly schematic the tool associated with a tool spindle,

3 eine Darstellung gemäß 1, wobei zusätzlich die Werkzeugspindel dargestellt ist, 3 a representation according to 1 , wherein additionally the tool spindle is shown,

4 eine Darstellung gemäß Pfeil IV in 3, 4 a representation according to arrow IV in 3 .

5 eine Stirnseitenansicht auf ein Werkzeug, 5 an end view of a tool,

6 eine perspektivische Darstellung eines Werkzeuges und 6 a perspective view of a tool and

7 ein anders gestaltetes Schälwerkzeug. 7 a differently designed peeling tool.

Das Ausführungsbeispiel betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Fertigung von Kronenrädern 1. Kronenräder 1 sind Sonderfälle der konischen Verzahnung. Der Konuswinkel beträgt hier 90°. Die Zähne stehen senkrecht zur Zahnradachse 2. Über die Zahnbreite haben die Zähne das gleiche Modul, aber einen sich ändernden Eingriffswinkel. Der Querschnitt der Zahnflanken bzw. der Ränder der Zahnlücken der Verzahnung 3 ist durchmesserabhängig. Im Bereich des maximalen Durchmessers D2 verlaufen die Zahnflanken im Wesentlichen geradlinig auf einen spitzen Zahnlückengrund zu. Das Querschnittsprofil der Zahnlücke ist im Bereich des maximalen Durchmessers D2 etwa V-förmig. In Richtung des minimalen Durchmessers D1 werden die Zahnflanken mit abnehmendem Durchmesser steiler und der Grund der Zahnlücke verläuft runder. Im Bereich des minimalen Durchmessers D1 besitzt der Zahnlückengrund die stärkste Verrundung, also den größten Rundungsradius. Zufolge eines derartigen Verzahnungsprofils kann in die Stirnseitenverzahnung 3 des Kronenrades 1 ein evolventenverzahntes Ritzel eingreifen, dessen Zähne von Rippen gebildet sind, die länger sind, als die Zahnlücken der Kronenradverzahnung 3.The exemplary embodiment relates to an apparatus and a method for producing crown wheels 1 , crown gears 1 are special cases of conical toothing. The cone angle is 90 ° here. The teeth are perpendicular to the gear axis 2 , The teeth have the same modulus across the tooth width, but a changing pressure angle. The cross section of the tooth flanks or the edges of the tooth gaps of the toothing 3 is diameter-dependent. In the region of the maximum diameter D2, the tooth flanks extend substantially rectilinearly towards a pointed tooth gap bottom. The cross-sectional profile of the tooth gap is approximately V-shaped in the region of the maximum diameter D2. In the direction of the minimum diameter D1, the tooth flanks become steeper with decreasing diameter and the bottom of the tooth gap runs rounder. In the region of the minimum diameter D1, the tooth gap bottom has the strongest rounding, ie the largest rounding radius. According to such a tooth profile can in the front side toothing 3 of the crown wheel 1 engage an involute toothed pinion whose teeth are formed by ribs which are longer than the tooth gaps of the crown gear teeth 3 ,

Die Vorrichtung zur Fertigung der Kronenverzahnung 3 besitzt eine über einen Linearantrieb relativ zum Maschinenbett verlagerbare Werkstückspindel 4. Die auch in ihrer Achsrichtung zum Zusteller verlagerbare Werkstückspindel 4 besitzt eine Werkstückspindelachse 5. Mit einem nicht dargestellten Futter trägt die Werkstückspindel 4 das zu verzahnende Werkstück 1 derart, dass die Werkstückdrehachse 2 in der Werkstückspindelachse 5 liegt.The device for producing the crown toothing 3 has a workpiece spindle displaceable relative to the machine bed via a linear drive 4 , The workpiece spindle, which can also be displaced in its axial direction to the infeeder 4 has a workpiece spindle axis 5 , With a lining, not shown, carries the workpiece spindle 4 the workpiece to be toothed 1 such that the workpiece axis of rotation 2 in the workpiece spindle axis 5 lies.

In einer Ebene, die sich parallel zur Umlaufebene der Verzahnung 3 erstreckt, liegt eine Werkzeugspindel 6 mit ihrer Werkzeugspindelachse 7. Die Werkzeugspindel 6 trägt ein Werkzeug 8, welches eine Werkzeugachse 9 hat, die im auf der Werkzeugspindel 6 montierten Zustand mit der Werkzeugspindelachse 7 übereinstimmt.In a plane that is parallel to the orbital plane of the toothing 3 extends, lies a tool spindle 6 with its tool spindle axis 7 , The tool spindle 6 carries a tool 8th which is a tool axis 9 that's on the tool spindle 6 mounted state with the tool spindle axis 7 matches.

Wie aus den 1 und 3 zu entnehmen ist, verläuft die Werkzeugspindelachse 7 in einem Winkel β schräg zu einer Radialen durch die Werkstückspindeldrehachse 2. Der Vorschub, mit dem das Werkzeug 8 relativ gegenüber dem Werkstück 1 verlagert wird, verläuft in der Radialrichtung. Die Vorschubrichtung 13 ist auf die Werkstückdrehachse 2 gerichtet.Like from the 1 and 3 can be seen, runs the tool spindle axis 7 at an angle β oblique to a radial through the workpiece spindle axis of rotation 2 , The feed with which the tool 8th relative to the workpiece 1 is displaced, runs in the radial direction. The feed direction 13 is on the workpiece axis of rotation 2 directed.

Das in den 5 und 6 dargestellte Werkzeug 8 ist ein leicht konisch geformtes Schälwerkzeug. Es besitzt eine Vielzahl um die Werkzeugachse 9 zahnradartig angeordnete Rippen 12. Die Rippen 12 besitzen eine Scheitellinie, die in einem Winkel α geneigt zur Werkzeugachse 9 verlaufen. Der Neigungswinkel α entspricht dem Neigungswinkel β, um den die Vorschubrichtung 13 gegenüber der Werkzeugspindelachse 7 geneigt ist. Die Rippen 12 befinden sich in einem Umfangsbereich um die Werkzeugachse 9. Die Werkzeugachse 9 schneidet eine Stirnseite des Werkzeuges 8. In der Stirnseite des Werkzeuges 8 liegt eine Vielzahl von Stirnflächen 11 der Rippen 12. Die Stirnflächen 11 verlaufen im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Rippen 12, also insbesondere senkrecht zu deren Firstlinien. Die Begrenzungslinie der Stirnflächen 11, die von den Flanken der Rippen 12 gebildet ist, sind die Schneidkanten 10. Die Schneidkanten 10 verlaufen auf Evolventen. Der Radialabstand der Rippen 12 nimmt mit dem Abstand von den Stirnflächen ab.That in the 5 and 6 illustrated tool 8th is a slightly conical peeling tool. It has a large number around the tool axis 9 gear-like arranged ribs 12 , Ribs 12 have a crest line inclined at an angle α to the tool axis 9 run. The inclination angle α corresponds to the inclination angle β to the feed direction 13 opposite the tool spindle axis 7 is inclined. Ribs 12 are located in a peripheral area around the tool axis 9 , The tool axis 9 cuts one end of the tool 8th , In the front of the tool 8th lies a variety of faces 11 the ribs 12 , The faces 11 extend substantially perpendicular to the extension direction of the ribs 12 , ie in particular perpendicular to their ridge lines. The boundary of the faces 11 from the flanks of the ribs 12 is formed, the cutting edges 10 , The cutting edges 10 run on involute. The radial distance of the ribs 12 decreases with the distance from the faces.

Da die Flächennormalen der Stirnflächen 11, die in ihren Rändern die Schneidkanten 10 ausbilden, um einen Winkel α geneigt zur Werkzeugachse 9 verlaufen, haben die einzelnen Stirnflächen 11 eine treppenartige Anordnung um die Werkzeugachse 9.As the surface normals of the faces 11 with the cutting edges in their edges 10 form an angle α inclined to the tool axis 9 run, have the individual faces 11 a staircase-like arrangement around the tool axis 9 ,

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Werkstückspindel 4 und die Werkzeugspindel 6 derart im Synchronlauf angetrieben, dass ihr Drehzahlverhältnis im Verhältnis der jeweiligen Zähnezahlen konstant bleibt. Mit der um den Winkel β schräg zur radial bezogen auf die Werkstückdrehachse 2 verlaufenden Vorschubrichtung 11 geneigten Werkzeugspindelachse 7 wird das drehangetriebene Werkzeug 8 mit seiner die Schneidkanten 10 ausbildenden Stirnseite voran in Vorschubrichtung 13 auf das sich drehende Zentrum des Werkstücks 1 vorgeschoben. Zufolge des Achskreuzwinkels vollziehen die Schneidkanten 10 während des Materialeingriffs in das Werkrad 1 eine schälende Bewegung.In the method according to the invention, the workpiece spindle 4 and the tool spindle 6 driven in synchronism so that their speed ratio remains constant in the ratio of the respective numbers of teeth. With the by the angle β obliquely to the radial with respect to the workpiece axis of rotation 2 extending feed direction 11 inclined tool spindle axis 7 becomes the rotary-driven tool 8th with his the cutting edges 10 forming end face ahead in the feed direction 13 on the rotating center of the workpiece 1 advanced. Due to the Achskreuzwinkels make the cutting edges 10 during the material engagement in the work wheel 1 a peeling motion.

Der Materialabtrag erfolgt bei einem kontinuierlichen Vorschub in Richtung der Vorschubrichtung 13 und bei sich kontinuierlich drehendem Werkstück 1 und Werkzeug 8. Die Verzahnung kann in mehreren Fertigungsschritten erfolgen, wobei sich die Zahneingriffstiefe der Schneidkanten 10 in das Werkstück 1 nach jedem Schritt vergrößert. Hierzu kann das Werkstück 1 in Achsrichtung zugestellt werden. Zum Zwecke des Vorschubs wird das Werkstück 1 bzw. die Werkstückspindel 4 in Radialrichtung bezogen auf die Werkstückspindelachse 5 auf das Werkzeug 8 verlagert.The removal of material takes place during a continuous feed in the direction of the feed direction 13 and with continuously rotating workpiece 1 and tool 8th , The toothing can take place in several production steps, wherein the tooth engagement depth of the cutting edges 10 into the workpiece 1 enlarged after each step. For this purpose, the workpiece 1 be delivered in the axial direction. For the purpose of advancing the workpiece 1 or the workpiece spindle 4 in the radial direction relative to the workpiece spindle axis 5 on the tool 8th relocated.

Die 7 zeigt ein derzeit nicht bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines anderen Schälwerkzeuges.The 7 shows a currently not preferred embodiment of another peeling tool.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.All disclosed features are essential to the invention (in itself). In the disclosure of the application is hereby also the disclosure content the associated / attached priority documents (Copy of the advance notice) fully included, too for the purpose, features of these documents in claims present Registration with.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (13)

Vorrichtung zum Fertigen eines Zahnrades mit einer auf einer um eine Werkstückdrehachse (2) in einem Konuswinkel verlaufenden Konusfläche angeordneten Verzahnung (3) insbesondere eines Kronenrades (1), wobei sich die zum Eingriff in die Außenverzahnung eines zylindrischen Ritzels geeignete Verzahnung (3) zwischen einem minimalen Durchmesser (D1) und einem maximalen Durchmesser (D2) erstreckt, mit einer um eine Werkstückspindelachse (5) drehbaren Werkstückspindel (4) zum Drehantreiben eines zu verzahnenden Werkstücks (1), einer um eine Werkzeugspindelachse (7) drehbaren Werkzeugspindel (6) zum Drehantreiben eines Schneidkanten (10) aufweisenden Werkzeuges (8) im Synchronlauf zur Werkstückspindel (4) und einer Vorschubeinrichtung zur Relativverlagerung von Werkstückspindel (4) und Werkzeugspindel (6) in der Konusfläche des Werkstücks (1) in einer um einen Winkel (β) zur Werkzeugsein delachse (7) geneigt verlaufenden Vorschubrichtung (13), wobei das Werkzeug (8) eine von der Werkzeugachse (9) geschnittene Stirnseite und einen die Werkzeugachse (9) umgebenden Umfangsbereich aufweist, welcher Umfangsbereich in einem Winkel (α) zur Werkzeugachse verlaufende, die Schneidkanten (10) ausbildende Rippen (12) bzw. Zähne aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (8) ein Schälrad ist, bei dem die Schneidkanten (10) in der Stirnseite liegen und von Rändern der Rippen (12) oder Zähne und deren geneigt zur Umlaufebene des Werkzeuges (8) verlaufenden Stirnflächen (11) gebildet sind.Device for manufacturing a gearwheel with a gearwheel mounted on a workpiece axis ( 2 ) arranged in a cone angle extending conical surface toothing ( 3 ) in particular a crown wheel ( 1 ), which is suitable for engagement in the external toothing of a cylindrical pinion toothing ( 3 ) between a minimum diameter (D1) and a maximum diameter (D2), with one around a workpiece spindle axis ( 5 ) rotatable workpiece spindle ( 4 ) for rotational driving a workpiece to be toothed ( 1 ), one around a tool spindle axis ( 7 ) rotatable tool spindle ( 6 ) for rotational driving a cutting edge ( 10 ) having tool ( 8th ) in synchronism with the workpiece spindle ( 4 ) and a feed device for relative displacement of the workpiece spindle ( 4 ) and tool spindle ( 6 ) in the conical surface of the workpiece ( 1 ) at an angle (β) to the tool axis ( 7 ) inclined extending feed direction ( 13 ), the tool ( 8th ) one of the tool axis ( 9 ) cut end face and a tool axis ( 9 ) has circumferential area, which peripheral area at an angle (α) to the tool axis extending, the cutting edges ( 10 ) forming ribs ( 12 ) or teeth, characterized in that the tool ( 8th ) is a peeling wheel, wherein the cutting edges ( 10 ) lie in the face and edges of the ribs ( 12 ) or teeth and their inclined to the plane of rotation of the tool ( 8th ) extending end faces ( 11 ) are formed. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die mit ihren Rändern die Schneidkanten (10) bildenden Stirnflächen (11) senkrecht zur Rippenerstreckung verlaufen.Apparatus according to claim 1 or in particular according thereto, characterized in that the edges of their cutting edges ( 10 ) forming end faces ( 11 ) extend perpendicular to the rib extension. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Vorrichtung zur Fertigung von Kronenrädern, bei denen der Konuswinkel 90° beträgt, die Werkzeugspindel (7) und die Vorschubrichtung (13) in einer Parallelebene zur Umlaufebene der Verzahnung liegen.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that in a device for producing crown wheels, in which the cone angle is 90 °, the tool spindle ( 7 ) and the feed direction ( 13 ) lie in a plane parallel to the orbit of the toothing. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (β), um welchen die Vorschubrichtung (13) geneigt zur Werkzeugdrehachse (7) verläuft, dem Winkel (α) entspricht, um den die Rippen (12) gegenüber der Werkzeugdrehachse (9) geneigt verlaufen.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the angle (β) about which the feed direction ( 13 ) inclined to the tool axis of rotation ( 7 ), corresponds to the angle (α) around which the ribs ( 12 ) relative to the tool axis of rotation ( 9 ) inclined. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen (11) treppenartig auf der Stirnseite des Werkzeuges (8) angeordnet sind.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the end faces ( 11 ) stair-like on the front side of the tool ( 8th ) are arranged. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (10) entlang einer Evolvente verlaufen.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the cutting edges ( 10 ) along an involute. Verfahren zum Fertigen eines Zahnrades mit einer auf einer um eine Werkstückdrehachse (2) in einem Konuswinkel verlaufenden Konusfläche angeordneten Verzahnung (3) insbesondere eines Kronenrades (1), wobei sich die zum Eingriff in die Außenverzahnung eines zylindrischen Ritzels geeignete Verzahnung (3) zwischen einem minimalen Durchmesser (D1) und einem maximalen Durchmesser (D2) erstreckt, wobei ein zu verzahnendes Werkstück (1) von einer um eine Werkstückspindelachse (5) drehbaren Werkstückspindel (4) drehangetrieben wird, wobei ein Schneidkanten (10) aufweisendes Werkzeug (8) im Synchronlauf zur Werkstückspin del (4) um eine Werkzeugspindelachse (7) von einer Werkzeugspindel (6) drehangetrieben wird, und das Werkzeug (8) mit einer Vorschubeinrichtung relativ zur Werkstückspindel (4) in der Konusfläche in einer um einen Winkel (β) geneigt zur Werkzeugspindelachse (7) verlaufenden Vorschubrichtung (13) vorgeschoben wird, wobei das Werkzeug (8) eine von der Werkzeugachse (9) geschnittene Stirnseite und einen die Werkzeugachse (9) umgebenden Umfangsbereich aufweist, welcher Umfangsbereich in einem Winkel (α) zur Werkzeugachse verlaufende, die Schneidkanten (8) ausbildende Rippen (12) bzw. Zähne aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkzeug (8) ein Schälrad verwendet wird, bei dem die Schneidkanten (10) in der Stirnseite liegen und von Rändern der Rippen (12) oder Zähne und deren geneigt zur Umlaufebene des Werkzeuges (8) verlaufenden Stirnflächen (11) gebildet sind.Method for manufacturing a gearwheel with a gearwheel on a gearwheel about a workpiece axis ( 2 ) arranged in a cone angle extending conical surface toothing ( 3 ) in particular a crown wheel ( 1 ), which is suitable for engagement in the external toothing of a cylindrical pinion toothing ( 3 ) between a minimum diameter (D1) and a maximum diameter (D2), wherein a workpiece to be toothed ( 1 ) from one to a workpiece spindle axis ( 5 ) rotatable workpiece spindle ( 4 ) is rotationally driven, wherein a cutting edge ( 10 ) tool ( 8th ) in synchronism with the workpiece pin del ( 4 ) about a tool spindle axis ( 7 ) from a tool spindle ( 6 ) and the tool ( 8th ) with a feed device relative to the workpiece spindle ( 4 ) in the cone surface in an angle (β) inclined to the tool spindle axis ( 7 ) extending feed direction ( 13 ), the tool ( 8th ) one of the tool axis ( 9 ) cut end face and a tool axis ( 9 ) has circumferential area, which peripheral area at an angle (α) to the tool axis extending, the cutting edges ( 8th ) forming ribs ( 12 ) or teeth, characterized in that as a tool ( 8th ) a peeling wheel is used, in which the cutting edges ( 10 ) lie in the face and edges of the ribs ( 12 ) or teeth and their inclined to the plane of rotation of the tool ( 8th ) extending end faces ( 11 ) are formed. Verfahren nach Anspruch 7 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die mit ihren Rändern die Schneidkanten (10) bildenden Stirnflächen (11) senkrecht zur Rippenerstreckungsrichtung verlaufen.A method according to claim 7 or in particular according thereto, characterized in that the edges with their edges ( 10 ) forming end faces ( 11 ) extend perpendicular to the rib extension direction. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (β), um den die Vorschubrichtung (13) gegenüber der Werkstückspindelachse (7) geneigt ist, dem Winkel (α) entspricht, um den die Rippen gegenüber der Werkzeugdrehachse (9) geneigt verlaufen.Method according to one of claims 7 or 8 or in particular according thereto, characterized in that the angle (β) about which the feed direction ( 13 ) relative to the workpiece spindle axis ( 7 ) is inclined, corresponds to the angle (α) by which the ribs with respect to the tool axis of rotation ( 9 ) inclined. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschub in Erstreckungsrichtung der zu fertigenden Zähne der Verzahnung (3) und insbesondere bei der Fertigung von Kronenrädern (1) in einer Parallelebene zur Umlaufeben der Werkstücks (1) erfolgt.Method according to one of claims 7 to 9 or in particular according thereto, characterized in that the advance in the extension direction of the teeth to be produced of the toothing ( 3 ) and in particular in the manufacture of crown wheels ( 1 ) in a parallel plane to the revolving plane of the workpiece ( 1 ) he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschub (13) in Radialrichtung zur Werkstückdrehachse (2) und insbesondere in Richtung auf die Werkstückdrehachse (2) erfolgt.Method according to one of claims 7 to 10 or in particular according thereto, characterized in that the feed ( 13 ) in the radial direction to the workpiece axis of rotation ( 2 ) and in particular in the direction of the workpiece axis of rotation ( 2 ) he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubrichtung (13) und die Erstreckungsrichtung der Werkzeugspindeldrehachse (7) in einer Ebene verlaufen, die senkrecht zur Werkstückdrehachse verläuft.Method according to one of claims 7 to 11 or in particular according thereto, characterized in that the feed direction ( 13 ) and the extension direction of the tool spindle axis of rotation ( 7 ) extend in a plane which is perpendicular to the workpiece axis of rotation. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (10) entlang einer Evolvente verlaufen.Method according to one of claims 7 to 12 or in particular according thereto, characterized in that the cutting edges ( 10 ) along an involute.
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