DE1752811C - Vorrichtung zur spanlosen Kaltverfesti gung von Zahnradern - Google Patents

Description

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- zahnrad mittels einer Gewindespindel parallel zur kennzeichnet, daß das eine freie Drehbarkeit des Achse desselben verschoben wird.
Werkstückzahnrades (4) um einen Winkel φ er- 95 Eine derartige Anordnung weist die Eigenschaft .möglichende Getriebe (5) aus einem antreibenden auf, daß große Andruckkräfte erforderlich sind und Zahnrad (20) besteht, das auf einer Keilwelle (19) daß es nicht möglich ist, eine ausreichende vermit geringem Spiel zwischen den Seitenkanten formende Einwirkung auf die Oberfläche der Zahnder Keilflächen derselben sitzt. lücke am Zahnfuß zu erzielen, somit an derjenigen

30 Stelle des Zahnes, an welcher im Betrieb die größten Biegespannungen zu erwarten sind.

Es ist auch ein Verfahren und eine Vorrichtung

zur Veredlung der Oberflächen von Verzahnungen durch Kaltnämmern bekannt (deutsche Patentschrift

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung 35 869 723), bei dem die Zahndicke des Werkzeuges zur spanlosen Glättung und Kaltverfestigung der gering verkleinert ist, um dem Werkzeug innerhalb Zahnflanken von insbesondere großen Zahnrädern des sich hierdurch ergebenden Spiels eine etwa tanmit einem mit dem Werkstückrad kämmenden, vom gential zum Umfang des Werkstückzahnrades zwi-Werkstückrad antreibbaren, gegen das Werkstückrad sehen den Zähnen desselben hin- und hergehende, mittels einer Feder andrückbaren Werkzeugzahnrad, 40 ein Hämmern auf die Zahnflanken bewirkende Bedas eine Gegenverzahnung zum Werkstückrad, wegung zu erteilen. Eine derartige Anordnung weist jedoch mit verminderter Zahnbreite, trägt und bei die Eigenschaft auf, daß der Fuß der Zähne, demseiner Einwirkung auf das Werkstückrad mittels einer nach diejenige Stelle, an welcher im Betrieb die Gewindespindel in Richtung der Achse des Werk- größten im Zahn hervorgerufenen Biegespannungen stückrades verschiebbar ist. 45 zu erwarten sind, einer ausreichenden Bearbeitung

Es sind Einrichtungen zur Kaltverfestigung der nicht zugänglich sind.

Zahnflanken von Zahnrädern bekannt, die eine Rolle Die Erfindung geht von der in der schweizerischen

aufweisen, deren Profil der Form der Zahnlücke ent- Patentschrift beschriebenen Gattung von Vorrichspricht. Diese Rolle vollführt eine vor- und rück- tungen aus. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorwärts gehende Bewegung längs der Zahnlücken des 5° richtung zur spanlosen Glättung und Kaltverfestigung zu bearbeitenden Werkstückzahnrades, wobei dieses der Zahnflanken, insbesondere von großen Zahnselbst nach jedem Rollengang mit Hilfe einer Teil- rädern zu schaffen, bei der durch eine hämmernde vorrichtung zur fortlaufenden Bearbeitung aller Einwirkung bei Anwendung nur geringer Kräfte eine Zahnlücken um je eine Zahnteilung gedreht wird nachhaltige spanlose Glättung und Kaltverfestigung (»Maschinenbauberichte«, Nr. 10, 1957, Moskau, 55 der Zahnflanken auch an denjenigen, am Fuße des Beitrag von Nowik und Balter, »Abwälzen mit Zahnes liegenden Stellen, an denen im Betrieb die Rollen als wirksame Methode zur Erhöhung der Er- größten Biegespannungen zu erwarten sind, ermögmüdungsfestigkeit von Zahnrädern«). licht wird.

Derartige bekannte Einrichtungen weisen den Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zähne

Nachteil auf, daß hierbei die Anwendung sehr großer 60 des Werkzeugrades eine die Formschlüssigkeit ihres Bearbeitungskrafte erforderlich ist. Dies hängt damit Eingriffes mit den evolventenförmigen Abschnitten zusammen, daß die in diesen Einrichtungen verwen- des Zahnprofils ausschließende verminderte Zahn-

deten Rollen einen großen Durchmesser und eine dicke aufweisen und daß das Werkstückzahnrad um

geringe Krümmung im Axialschnitt aufweisen. seine Achse um einen der Hälfte eines Zahnteilungs-

Mit zunehmendem Modul der zu bearbeitenden 65 schrittes entsprechenden Winkel φ frei drehbar ist.

Zahnräder steigt der Rollendurchmesser unerläßlich Es ist vorteilhaft, wenn das eine freie Drehbarkeit

. an, und die zur Bearbeitung erforderliche Kraft des Werkstückzahnrades um einen Winkel φ ermög-

nimmt auch um ein Vielfaches zu. So ist beispiels- lichende Getriebe aus einem antreibenden Zahnrad

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besteht, das auf einer Keilwelle nrl geringem Spiel motor 16, der die Drehbewegung über ein Schneckenzwischen den Seitenkanten der Keilflächen derselben getriebe 17,18 auf eine Keilwelle 19 übertragt, auf sitzt. 3_{er ein} zahnrad 20 aufgesetzt ist. Zwischen dem

Mit der Vorrichtung nach der Erfindung ergibt sich Zahnrad 20 und der Keilwelle 19, auf der es sitzt, die vorteilhafte Wirkung, daß die spanlos^ Glättung 5 besteht ein Spiel in Größe eines Winkels φ (Fig. 3), und Kaltverfestigung der Zahnflanken mit kleinen das eine freie Drehung des zu bearbeitenden Werk-Kräften erzielbar ist und daß diese auch an den- stückzahnrades 4 um einen der Hälfte seiner Zahnjenigen Stellen, an denen am Zahnfuß im Betrieb die teilung entsprechenden Winkel gewährleistet,
größten Spannungen zu erwarten sind, durchführbar Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Das zu

ist, wobei die Vorrichtung mit Erfolg bei der Bearbei- io bearbeitende Werkstückzahnrad 4, das zwischen tung von großen Zahnrädern zur Erhöhung der Biege- Haltedornen 21 und 22 gelagert ist, wird vom Zahnfestigkeit der Zähne anwendbar ist. rad 20 in Drehung versetzt und überträgt die Dreh-

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des bewegung auf das scheibenförmige Werkzeugzahn-Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt rad 1 mit den stempelfömigen Zähnen 2, die unter

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in Drauf- 15 Einwirkung der krafterzeugenden Einrichtung 6 in sieht, die zwischen dessen Zähnen befindlichen Zahnlücken

Fig. 2 eine Teilansicht der in Fig. 3 dargestellten federnd hineingedrückt werden. Der Eingriff des Vorrichtung in vergrößertem Maßstab, scheibenförmigen Werkzeugzahnrades 1 mit den

F i g. 3 die Vorrichtung gemäß F i g. 1 in Seiten- stempeiförmigen Zähnen 2 des zu bearbeitenden ansicht. ■ _ao Werkstückzahnrades 4 erfolgt bei sich ununterbrochen

Die Vorrichtung zur spanlosen Glättung und Kalt- änderndem Achsenabstand. Dieser Abstand ist am verfestigung der Zahnflanken enthält ein Werkzeug- kleinsten, wenn einer der stempeiförmigen Zähne 2 zahnrad 1 in Form einer Scheibe (Fig. 1) mit die Lage α (Fig. 2) einnimmt. Im weiteren der Zähnen 2, eine Gewindespindel 3 zur Verschiebung Drehung und Bewegung des Zahnes 2 gelangt dieser des Werkzeugzahnrades 1 längs der Achse des zu as in die Lage b. Hierbei wird der Schwenkhebel 7 hinbeaibeitenden Werkstückzahnrades 4 und -in Ge- ausgeschwenkt und die Feder 8 gespannt, wobei sie triebe 5, welches das zu bearbeitende Werkstück- eine zusätzliche potentielle Energie erhält, die ihrer zahnrad dreht. Zusammendrückung um die Größe / entspricht.

Das als Scheibe gestaltete Werkzeugzahnrad 1 Nach der Weiterbewegung des Stempels über die weist eine Verzahnung mit in Form von Stempeln 30 Lage b hinaus in Richtung zur Lage c beschleunigt gestalteten Zähnen 2 auf, deren Arbeitsteil im Quer- das Werkzeugzahnrad 1 selbst die Drehung des zu schnitt der Form der Zahnlücken des zu bearbeiten- verfestigenden Werkstückrades 4 und der nächstden Werkstückzahnrades 4 entspricht, wobei diese folgende stempeiförmige Zahn 2 führt einen häm-Zähne 2 im Axialschnitt einen Krümmungsradius mernden Schlag auf den entsprechenden Zahnfuß in aufweisen, der einen freien Eintritt jedes in Form 35 der Lage α aus und fängt sodann an, die krafterzeueines Stempels gestalteten Zahnes 2 in die Zahn- gende Einrichtung 6 erneut zu spannen,
lücken des Werkstückzahnrades 4 ermöglicht. Das Die Wirkung dieser Arbeitsweise der Vorrichtung

scheibenförmige Werkzeugzahnrad wird an das zu be- ist durch das bestehende, der Größe des Winkels ψ arbeitende Werkstückzahnrad mittels einer krafterzeu- entsprechende Spiel zwischen dem Zahnrad 20 und genden Einrichtung 6 (Fig. 3) angedrückt, die aus 40 der Keilwelle 19 gewährleistet. Dank diesem Spiel einem Schwenkhebel 7 und einer Feder 8 als Kraft- kann sich das zu bearbeitende Werkstückzahnrad 4 quelle besteht. ungleichmäßig drehen, so daß es der Drehung der

Die kraftorzeugende Einrichtung 6 erzeugt eine Keilwelle 19 des Zahnrades 20 im Augenblick des statische Anpreßkraft und beim Eintritt des in Form hämmernden Schiagens voreilt,
eines Stempels gestalteten Zahnes 2 in die Zahn- 45 Die stempeiförmigen Zähne 2 weisen im Axialliicken des zu bearbeitenden Werkzeugzahnrades 4 schnitt des scheibenförmigen Werkzeugzahnrades 1 einen hämmernden Schlag. einen Krümmungsradius auf, der einen freien Eintritt

Die Einrichtung3 (Fig. 1) zur Verschiebung des dieser stempeiförmigen Zähne in die Zahnlücken ge-Werkzeugzahnrades 1 längs der Achse des Werk- stattet. Hierdurch wird es im Zusammenwirken mit stückzahnrades 4 enthält ein auf der Achse des Werk- 50 der Einwirkung des hämmernden Schlages ermögzeugzahnrades 1 starr sitzendes Zahnrad 9 und eine licht, bei Verwendung nur geringer Bearbeitungsineiner Mutter verschiebbare Gewindespindel 11. Die kräfte eine wirksame Verformung der Zahnlücken Mutter 10 wird durch ein Zahnrad 12, das mit dem des Werkstückzahnrades 4 und eine beträchtliche Zahnrad 9 im Eingriff steht, in Drehung versetzt und Erhöhung der Biegefestigkeit der Zähne zu erzielen, verschiebt einen Schlitten 13 in Führungen 14, die in 55 Um die Bearbeitung der Zahnlücken über die einem Bett 15 angeordnet sind. Die Schwenkachse ganze Breite des zu bearbeitenden Werkstückzahndes Schwenkhebels 7 ist gleichachsig mit der Welle rades 4 zu ermöglichen, erhält das scheibenförmige des Zahnrades 9 angeordnet und am Bett 15 ange- Werkzeugzahnrad 1 eine Vorschubbewegung längs lenkt. Das eine Ende der Feder 8 steht in Wechsel- der Radachse, was durch eine Drehung der Mutter wirkung mit dem Schwenkhebel 7, das andere ist am 60 10 unter der Einwirkung des Zahnrades 9 erzielt Schlitten 13 befestigt. wird, welches auf der Welle des Werkzeugzahnrades 1

Das Getriebe 5, das das zu bearbeitende Werk- starr sitzt. Die Mutter, die mit der unbeweglichen slückzahnrad dreht und eine geringfügige freie Dre- Gewindespindel 11 kinematisch verbunden ist, verhung desselben zuläßt, besteht aus einem Elektro- schiebt hierbei den Schlitten 13 in den Führungen 14.

Hierzu t Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 weise zur Kaltverfestigung von Zahnrädern mit Patentansprüche· einem Modul von 10 mm mit Hilfe derartiger be kannter Einrichtungen eine Bearbeitungskraft von

1. Vorrichtung zur spanlosen Glättung und 10000 kp erforderlich. Zur Bearbeitung von im Kaltverfestigung der Zahnflanken von insbeson- 5 Schwermaschinenbau Verwendung findender Zahndere großen Zahnrädern mit einem mit dem räder mit noch größeren Moduln wurden schwer Werkstückrad kämmenden, vom Werkstückrad erreichbare Bearbeitungskrafte notwendig sein,
antreibbaren, gegen das Werkstückrad mittels Auch sind bei derartigen bekannten Einrichtungen einer Feder andrückbaren Werkzeugzahnrad, das in ihrem Aufbau sehr komplizierte Vorrichtungen für eine Gegenverzahnung zum Werkstückrad, jedoch io die Durchführung hin- und hergehender Rollenbewemit verminderter Zahnbreite trägt und bei seiner gung und der fortlaufenden Drehung des zu beEinwirkung auf das Werkstückrad mittels einer arbeitenden Werkstückzahnrades um je eine Zahn-Gewindespindel in Richtung der Achse des Werk- teilung erforderlich.

stückrades verschiebbar ist, dadurch ge- Es ist auch eine Vorrichtung zum Glätten von

kennzeichnet, daß die Zähne (2) des Werk- 15 Zahnflanken bekannt (schweizerische Patentschrift zeugrades (1) eine die Formschlüssigkeit ihres 130484), bei der ein in die Zahnlücken des Werk-Eingriffs mit den evolventenförmigen Abschnitten stückzahnrades eingreifendes, eine geringere Breite des Zahnprofils ausschließende verminderte Zahn- als dieses aufweisendes und mit Zähnen von gleichem dicke aufweisen und daß das Werkstückzahnrad Profil und Modul gestaltetes Werkzeugzahnrad unter (4) um seine Achse um einen der Hälfte eines ao radialem Kraftandruck mit dem Werkstückzahnrad Zahnteilungsschrittes entsprechenden Winkel φ kämmt und das hierbei während seiner Einwirkung frei drehbar ist. unter radialer Kraftanpressung an das Werkstück-