DE19852329A1 - Werkzeug zur Herstellung der Aussenverzahnung von Zahnrädern - Google Patents

Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Walzwerkzeug zur Herstellung der Außenverzahnung von Getrieberädern vorgeschlagen, wobei auf einer Maschine zwischen zwei parallel zueinander verspannbaren, zangenstangenartigen Walzwerkzeugen das zu bearbeitende Getrieberad eingespannt wird. Die Zähne der Walzwerkzeuge (1, 2) weisen eine stetig wachsende Höhe auf, so dass über den Hubverlauf eine zunehmende Einarbeitung der Verzahnung in das Getrieberad (3) stattfindet. Die Kopfflächen (13) der Zähne (12) weisen gegenüber der Bearbeitungsrichtung (7) eine Neigung (epsilon) auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Herstellung der Aussenverzahnung von Zahnrädern und insbe­ sondere Getrieberädern, bei welchem auf einer Maschine mit parallel zueinander verstellbaren zahnstangenähnlichen Walzwerkzeugen ein zu bearbeitendes Zahnrad, d. h. ein Werkstück eingespannt wird. Die Zähne der Walzwerkzeug weisen von Beginn an eine zunehmende Höhe auf, so dass über den Hubverlauf eine zunehmende Einarbeitung des Zahnpro­ files in das Werkstück, d. h. in das Getrieberad zur Aus­ bildung der Zahnflanken stattfindet.

Derartige Walzwerkzeuge zur spanlosen Herstellung der Aussenverzahnung von Getrieberädern sind aus der "Bedie­ nungsanleitung für Roto-Flo" der Firma Michigan Tool Com­ pany, 7171 E. McNichols Rd., Detroit, Michigan 48212, USA sowie aus der DE A 43 06 742 der Anmelderin bekannt. Die paarweise angeordneten Walzwerkzeuge sind an gegenläufig verschiebbaren Schlitten einer Maschine befestigt. Sie sind derart ausgelegt, dass die am Beginn des Walzprozesses er­ forderliche Werkzeugteilung der Bogenteilung des Vorbear­ beitungsdurchmessers des zu verzahnenden Getrieberades ent­ spricht. Die Walzwerkzeuge sind gerad- oder schrägverzahnt und mit stetig grösser werdenden Zähnen ausgeführt. Die Kopfflächen der Zähne verlaufen parallel zur Werkstück- Rotationsachse und parallel zur Verschieberichtung. Die Übergänge der Kopfflächen zu den Zahnflanken der Anfangs­ zähne sind im allgemeinen scharfkantig, können jedoch auch zur Erhöhung der Standfestigkeit verrundet werden. Die Übergänge der Zähne am Werkzeugende weisen eine Verrundung auf, welche der gewünschten Zahnfussrundung des Getriebera­ des entspricht.

Diese Ausgestaltung nimmt ausschliesslich auf die Ge­ trieberad-Zahnteilungsgenauigkeit Rücksicht, nicht jedoch auf die Richtung des Materialflusses, d. h. dass diese Werkzeugausgestaltung in Verbindung mit der verfahrensübli­ chen einseitigen Bearbeitungsrichtung am Aussendurchmesser dazu führt, dass zwischen der rechten und der linken Zahn­ flanke Unterschiede im Materialaufwurf entstehen.

Dadurch sind die Zahnflanken der rechten und der lin­ ken Flanken unterschiedlich lang, wobei dieser Unterschied derart gross sein kann, dass eine nachträgliche Kalibrie­ rung mit einem entsprechend gestalteten und am Ende des Umformvorgangs angeordneten Werkzeugabschnitt unbefriedi­ gend bleibt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Werk­ zeug dahingehend auszugestalten, dass dieser unterschied­ lich grosse Materialaufwurf bei der Herstellung der Verzah­ nung eines Zahnrades vermieden wird und dass zugleich eine Qualitätsverbesserung der hergestellten Verzahnung gewähr­ leistet ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst; weitere vorteilhafte Ausgestaltungen erge­ ben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche be­ schränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen An­ spruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel, die Entstehung der Einseitigkeit des Materialaufwurfs zu vermeiden, sieht die Erfindung vor, dass man die Kopfflächen in der Bearbei­ tungsrichtungs-Ebene mit einer Neigung ±ε versieht. Dadurch verändert sich der Materialfluss derart, dass gleichhohe Walzaufwürfe und damit gleich lange Zahnflanken entstehen. Der erfindungsgemässen Neigung ε der Kopffläche kommt dort die grösste Bedeutung zu, wo die Kopffläche am breitesten ist, d. h. zu Beginn bis etwa zur Mitte des Werkzeugs. In diesem Bereich findet der grösste Teil der Materialverdrän­ gung statt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der vorteilhafte Ausführungsbeispiele dargestellt sind.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Walzwerkzeug gemäss dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel,

Fig. 2 einen vergrössert dargestellten Ausschnitt I von Fig. 1,

Fig. 3 denselben Ausschnitt wie Fig. 2 mit entge­ gengesetzter Neigung,

Fig. 4 denselben Ausschnitt wie Fig. 2, wobei nur ein Bruchteil der Kopffläche geneigt ist.

Fig. 1 zeigt ein Walzwerkzeug, welches aus zwei paral­ lel geführten zahnstangenartigen Werkzeugen 1 und 2 be­ steht, zwischen welchen ein zu einem Getrieberad 3 mit den Zähnen 12 umzuformendes Werkstück abrollt. Die Walzwerkzeu­ ge 1 und 2 sind aus zeichnerischen Gründen nicht in irrer vollen Länge dargestellt. Die Werkzeugteilung 4 entspricht ungefähr der Bogenteilung 5 eines Vorbearbeitungsdurchmes­ sers 6 des zu verzahnenden Getrieberades 3. Die Walzwerk­ zeuge werden beim Walzprozess in Bearbeitungsrichtung 7 verschoben. Dabei wird das Werkstück in der zugeordneten Drehrichtung 8 durch den Abwälzvorgang gedreht.

Fig. 2 zeigt einen vergrösserten Ausschnitt I aus Fig. 1 mit einer erfindungsgemässen Neigung 9 der Kopfflä­ che 13, welche in Bearbeitungsrichtung 7 weist und die Grö­ sse +ε aufweist.

Fig. 3 zeigt denselben Ausschnitt wie Fig. 2, jedoch weist hier die Neigung 10 in die zur Bearbeitungsrichtung 7 entgegengesetzte Richtung und weist die Grösse -ε auf.

Fig. 4 zeigt denselben Ausschnitt wie Fig. 2, wobei jedoch hier nur ein Teil der Kopffläche geneigt ist. Die Form der Restkopffläche 11 entspricht einem herkömmlichen Walzwerkzeug.

Richtung und Grösse ε der Neigung 9, 10 werden als Funktion des Werkstückes festgelegt. Es kann deshalb auch vorkommen, dass z. B. und unter Beibehaltung der Werkzeug­ teilung 4 innerhalb eines Walzwerkzeugs beide Neigungen 9, 10, d. h. +ε und -ε Anwendung finden oder dass sich die Neigung von Zahn zu Zahn ändert oder dass an einem anderen Teil der Zähne die gesamte Kopffläche bei einem Teil jedoch nur ein Stück davon mit der Neigung versehen wird.

Bezugszeichen

1

Walzwerkzeug

2

Walzwerkzeug

3

Getrieberad

4

Werkzeugteilung

5

Bogenteilung

6

Vorbearbeitungsdurchmesser

7

Bearbeitungsrichtung

8

Drehrichtung

9

Neigung

10

Neigung

11

Restkopffläche

12

Zähne

13

Kopffläche
ε Neigung

Claims (7)

1. Walzwerkzeug zur Herstellung der Aussenverzahnung von Zahnrädern, insbesondere Getrieberädern, mit folgenden Merkmalen:

• 1. auf einer Maschine ist zwischen zwei parallel zueinan­ der verstellbaren zahnstangenartigen Walzwerkzeu­ gen (1, 2) ein zu bearbeitendes Getrieberad (3) einge­ spannt;
• 2. die Zähne der Walzwerkzeuge (1, 2) weisen eine stetig wachsende Höhe auf, so dass über den Hubverlauf eine zunehmende Einarbeitung der Verzahnung in das Getrie­ berad stattfindet,

gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
die Kopfflächen (13) der Zähne (12) weisen gegenüber der Bearbeitungsrichtung (7) eine Neigung (9, 10) auf.

2. Walzwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Neigung (9) in die Bearbeitungsrichtung (7) weist.

3. Walzwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Neigung (10) in die der Bearbeitungsrichtung (7) abgewandte Richtung weist.

4. Walzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Teil der Kopffläche (11) der Zähne (12) eine Neigung (9, 10) aufweist.

5. Walzwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Kopfflächen der Zähne eines Walzwerkzeugs unterschiedliche Neigungen (9, 10) auf­ weisen.

6. Walzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung (9, 10) von Zahn zu Zahn unterschiedlich gross ist.

7. Walzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Neigung (9, 10) innerhalb eines Walzwerkzeugabschnittes monoton von einem Ausgangswert zu einem Endwert ändert.