DE102011052358A1 - Apparatus useful for producing gear rack for steering gear of motor vehicle, comprises gear rack, grinding wheel to form gearing by gear grinding hardening, and heatable support device for heating gear back, which is arranged on gear back - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Härtung einer Zahnstange, insbesondere eine Zahnstange für ein Lenkgetriebe eines Kraftfahrzeugs. Darüberhinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Härtung einer Zahnstange.The invention relates to a device for hardening a rack, in particular a rack for a steering gear of a motor vehicle. Moreover, the invention relates to a method for hardening a rack.
Vorrichtungen bzw. Verfahren der genannten Art sind in vielfältiger Weise im Stand der Technik bekannt. Verzahnungen müssen zur Kraftübertragung hohen Belastungen standhalten. Eine Randschichthärtung an Verzahnungen ist aus Festigkeits- und Verschleißgründen erforderlich.Devices or methods of the type mentioned are known in many ways in the prior art. Gears must withstand high loads for power transmission. A surface hardening of gears is required for reasons of strength and wear.
Verzahnungen an unsymmetrischen Bauteilen wie z. B. Zahnstangen werden üblicherweise vor einem Härteprozess hergestellt. Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist es bekannt, dass die Verzahnungen anschließend durch ein induktives Vorschubverfahren in einem separaten Prozessschritt gehärtet werden. Das Resultat des induktiven Vorschubhärtens ist ein Härtebild, in dem die Zähne in der Verzahnung bis in den Zahnfußbereich vollständig durchgehärtet sind. Durch dieses Vorschubverfahren ergibt sich somit eine Durchhärtung der einzelnen Zähne der Verzahnung bis zu dem jeweiligen Zahngrund.Gears on asymmetrical components such. B. racks are usually made before a hardening process. From the general state of the art, it is known that the toothings are subsequently hardened by an inductive feed method in a separate process step. The result of inductive feed hardening is a hardness image in which the teeth in the toothing are completely through-hardened to the tooth root area. By this feed process thus results in a hardening of the individual teeth of the toothing up to the respective tooth base.
Ein Nachteil von derartigen gehärteten Verzahnungen besteht darin, dass die Belastbarkeit von Verzahnungen mit durchgehärteten Zähnen begrenzt ist. So ist das spröde Härtegefüge im Kernbereich der Zähne empfindlich gegenüber Rissbildung. Des Weiteren wird der Eigenspannungszustand durch das Durchhärten der Zähne ungünstig beeinflusst.A disadvantage of such hardened gears is that the load capacity of gears with through hardened teeth is limited. Thus, the brittle hardness structure in the core area of the teeth is sensitive to cracking. Furthermore, the residual stress state is adversely affected by the hardening of the teeth.
Zwar lassen sich durch ein sogenanntes Einsatzhärten andere Härtezonen als durch Induktionshärten erreichen, aufgrund des bei diesem Verfahren entstehenden starken Verzugs der Bauteile sowie der erforderlichen Aufkohlung des Werkstoffs und der damit sehr geringen Wirtschaftlichkeit ist das Einsatzhärten jedoch nicht für eine Serienfertigung geeignet.Although hardening zones other than induction hardening can be achieved by so-called case-hardening, case-hardening is not suitable for mass production because of the high distortion of the components and the required carburization of the material and thus very low efficiency.
Desweiteren müssen oft mal bei Zahnstangen, die beispielsweise in Lenkhilfen zum Einsatz kommen, auch die Rückseiten, d. h. die der Verzahnung abgewandten Seiten, gehärtet sein, um eventuellen Verschleiß gering zu halten bzw. um die geforderte Standfestigkeit der Zahnstange zu gewährleisten.Furthermore, often times in racks that are used for example in power steering, the backs, d. H. the side facing away from the toothing, be hardened to minimize possible wear or to ensure the required stability of the rack.
Bei den im allgemeinen Stand der Technik beschriebenen Vorrichtungen wird dazu üblicherweise in Einzelprozessen gearbeitet. So schließt sich nach der Herstellung der Verzahnung der Zahnstange üblicherweise eine Härtung der Verzahnung an, die von einer Härtung des Zahnstangenrückens gefolgt wird. Durch die serielle Abarbeitung der einzelnen Prozessschritte beispielsweis bei der Herstellung von Zahnstangen für Lenkhilfen weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf, die mit erhöhtem Platzbedarf in der Fertigung, höheren Kosten, geringerer Durchlaufzeit und geringerer Taktzeit einhergehen.In the devices described in the general prior art, this is usually done in individual processes. Thus, after the production of the toothing of the rack is usually followed by a hardening of the toothing, which is followed by a hardening of the rack spine. Due to the serial processing of the individual process steps, for example in the production of racks for power steering systems, however, has a number of disadvantages associated with increased space requirements in manufacturing, higher costs, lower cycle time and lower cycle time.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, oben genannte Nachteil zumindest teilweise zu überwinden und eine im Vergleich zum Stand der Technik verbesserte Vorrichtung bzw. ein im Vergleich zum Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Härtung einer Zahnstange aufzufinden.The present invention is therefore based on the object to overcome the above-mentioned drawback at least partially and to find an improved compared to the prior art device or an improved compared to the prior art method for curing a rack.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in einem ersten Aspekt durch eine Vorrichtung zur Herstellung einer Zahnstange, insbesondere für ein Lenkgetriebe eines Kraftfahrzeugs, gelöst, die geeignet ist, eine oder mehrere Zahnstangen aufzunehmen und eine Schleifscheibe aufweist, um eine oder mehrere Verzahnungen mittels Verzahnungsschleifhärten zu bilden, wobei die eine oder mehrere Zahnstangen mit einem oder mehreren Spannelementen verspannt sind und am Verzahnungsrücken ein oder mehrere heizbare Stützmittel angeordnet sind, die während des Verzahnungsschleifens als Stütze dienen und geeignet sind, Wärme in den Verzahnungsrücken einzubringen, um diesen zu härten.According to the invention this object is achieved in a first aspect by a device for producing a rack, in particular for a steering gear of a motor vehicle, which is adapted to receive one or more racks and has a grinding wheel to form one or more teeth by means of tooth grinding, wherein the one or more racks are braced with one or more tension members and one or more heatable support means are disposed on the tooth back, which serve as a support during gear grinding and are adapted to introduce heat into the tooth back to harden it.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Verzahnung mittels Verzahnungsschleifhärten so gebildet sein, dass eine oberflächennahe Härtezone in der Verzahnung entsteht, die einen im Vergleich zu ungehärteten Bereichen weniger duktilen Gefügezustand aufweist.In one embodiment of the invention, the toothing can be formed by means of gear grinding so that a near-surface hardening zone is formed in the toothing, which has a less ductile microstructure state compared to uncured regions.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das heizbare Stützmittel geeignet sein, Wärme, beispielsweise über einen geeignet modifizierten Konduktor, einzubringen, um den Verzahnungsrücken zum Härten über einen Haltepunkt zu erwärmen.In a further embodiment of the invention, the heatable proppant may be suitable to introduce heat, for example via a suitably modified conductor, in order to heat the toothed back for curing via a breakpoint.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das heizbare Stützmittel ein Abschrecken des gehärteten Verzahnungsrückens bewirken.In a further embodiment of the invention, the heatable proppant can cause a quenching of the hardened toothed back.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das heizbare Stützmittel eine nötige Abschreckgeschwindigkeit über Eindüsen von einem Abschreckmedium, beispielsweise Wasser, bereitstellen.In a further embodiment of the invention, the heatable proppant can provide a necessary quench rate via injection from a quench medium, for example, water.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Spannelement sowohl auf einer der Verzahnung als auch auf einer dem Verzahnungsrücken abgewandten Seite angeordnet sein.In a further embodiment of the invention, the clamping element can be arranged both on one of the toothing and on a side facing away from the Verzahnungsrücken.
In einem weiteren Aspekt wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnstange, insbesondere für ein Lenkgetriebe eines Kraftfahrzeuges, gelöst, bei dem eine oder mehrere Zahnstangen mit einem oder mehreren Spannelementen aufgenommen werden und eine oder mehrere Schleifscheiben eine oder mehrere Verzahnungen mittels Verzahnungsschleifhärten bildet, wobei die eine oder mehrere Zahnstangen am Verzahnungsrücken über ein oder mehrere heizbare Stützmittel, die während des Verzahnungsschleifens als Stütze dienen und geeignet sind, Wärme in den Verzahnungsrücken einzubringen, gehärtet wird.In a further aspect, this object is achieved by a method for producing a Rack, in particular for a steering gear of a motor vehicle, solved, in which one or more racks are recorded with one or more clamping elements and one or more grinding wheels one or more gears by means of tooth grinding, wherein the one or more racks on Verzahnungsrücken one or more heatable Supporting means, which serve as a support during the gear grinding and are suitable for introducing heat into the tooth back, is hardened.
Desweiteren wird eine Zahnstange und eine Lenkhilfe mit einer Zahnstange angegeben.Furthermore, a rack and a steering aid is specified with a rack.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the accompanying drawings.
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
Die Zahnstange
In der vergrößerten Darstellung gemäß
Um eine ausreichende Härte der Verzahnung
Dabei wird die beim Schleifen in das Werkstück eingebrachte Prozesswärme genutzt, um eine definierte Randschichthärtung zu realisieren. Das Ergebnis der Schleifhärtung ist ein entsprechend der Zahnform nachempfundenes Härtebild in der Verzahnung
Durch das Verzahnungsschleifen von unsymmetrischen Bauteilen wie z. B. Zahnstangen kann ein Härtebild entlang der beanspruchten Bereiche der Verzahnungen erzeugt werden. Die oberflächennahe Härtezone
Um das Verzahnungsschleifen durchzuführen wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung
Für die Schleifhärtung im Bereich der Verzahnung ist eine Schleifscheibe
Desweiteren ist am Verzahnungsrücken
Folglich erfüllt das heizbare Stützmittel
Des Weiteren kann die Vorrichtung in Fertigungslinien und in den Fertigungsfluss integriert werden. Dabei erfolgt Herstellung der Verzahnung
Gemäß der Erfindung können der Platzbedarf in der Fertigung und die damit verbundenen Kosten verringert werden, sowie eine höhere Durchlaufzeit und Taktzeit erreicht werden. Desweiteren kann eine Reduzierung der Rissneigung bei der Herstellung von Zahnstangen erreicht werden, da ein günstigerer Eigenspannungszustand vorliegen kann. Ebenso führt eine Verzugsreduzierung zu geringerem Richtaufwand.According to the invention, the space required in manufacturing and the associated costs can be reduced, and a higher cycle time and cycle time can be achieved. Furthermore, a reduction in the tendency to crack in the manufacture of racks can be achieved because a more favorable residual stress state can be present. Likewise, a reduction in distortion leads to lower straightening effort.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Zahnstangerack
- 22
- zylindrische Abschnittecylindrical sections
- 33
- Verzahnunggearing
- 44
- Verzahnungsrückenteeth back
- 55
- Zahntooth
- 66
- Zahnkopfaddendum
- 77
- Zahnflanketooth flank
- 88th
- Härtezonehardening zone
- 99
- Zahngrundtooth root
- 1010
- Außenkonturouter contour
- 1212
- Kernbereichcore area
- 1515
- Vorrichtungcontraption
- 2020
- Schleifscheibegrinding wheel
- 2222
- Spannelementclamping element
- 2424
- heizbares Stützmittelheatable proppant
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102011002003 [0025] DE 102011002003 [0025]
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107617930A (en) * | 2017-09-20 | 2018-01-23 | 湖南大学 | A kind of grinding and strengthening layer uniformity improves processing method |
DE102017201179A1 (en) | 2017-01-25 | 2018-07-26 | Robert Bosch Gmbh | Apparatus and method for surface hardening of a workpiece |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD3418A (en) * | ||||
DE2107388A1 (en) * | 1971-02-16 | 1972-08-31 | Stoeberl H | Metal or plastic profile section mfr - straight or curved along their length, from hollow or full sections of uniform cross-sec |
DE19848033C1 (en) * | 1998-10-17 | 2000-01-05 | Bosch Gmbh Robert | Apparatus for hardening boundary layers of workpieces |
DE102011002003A1 (en) | 2011-04-13 | 2012-10-18 | Zf Lenksysteme Gmbh | Gear rack, useful for a steering gear of a motor vehicle e.g. a car, comprises a gearing, and a near-surface hardened zone formed in the gearing, where the gearing comprises a gearing head and gearing flanks |
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2011
- 2011-08-02 DE DE201110052358 patent/DE102011052358A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD3418A (en) * | ||||
DE2107388A1 (en) * | 1971-02-16 | 1972-08-31 | Stoeberl H | Metal or plastic profile section mfr - straight or curved along their length, from hollow or full sections of uniform cross-sec |
DE19848033C1 (en) * | 1998-10-17 | 2000-01-05 | Bosch Gmbh Robert | Apparatus for hardening boundary layers of workpieces |
DE102011002003A1 (en) | 2011-04-13 | 2012-10-18 | Zf Lenksysteme Gmbh | Gear rack, useful for a steering gear of a motor vehicle e.g. a car, comprises a gearing, and a near-surface hardened zone formed in the gearing, where the gearing comprises a gearing head and gearing flanks |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017201179A1 (en) | 2017-01-25 | 2018-07-26 | Robert Bosch Gmbh | Apparatus and method for surface hardening of a workpiece |
DE102017201179B4 (en) * | 2017-01-25 | 2019-10-31 | Robert Bosch Gmbh | Apparatus and method for surface hardening of a workpiece |
CN107617930A (en) * | 2017-09-20 | 2018-01-23 | 湖南大学 | A kind of grinding and strengthening layer uniformity improves processing method |
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