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Die Erfindung betrifft ein System zum Entgraten von innenverzahnten Zahnrädern, wobei das jeweils zu bearbeitende Zahnrad um eine Werkstück-Drehachse drehend angetrieben ist.
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Ein Verfahren zum Entgraten von innenverzahnten Zahnrädern, bei dem das jeweils zu bearbeitende Zahnrad um eine Werkstück-Drehachse drehend angetrieben wird, ist aus der
DE 102 58 549 B4 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird ein Drückrad eingesetzt, das nach Art eines Doppelkegels schräg gegeneinander gerichtete und spiegelsymmetrisch ausgebildete Verzahnungen aufweist. Das Drückrad wird für die Entgratbearbeitung in der von dem zu bearbeitenden Zahnrad umgrenzten Öffnung angeordnet und während der Entgratbearbeitung um eine Werkzeug-Drehachse gedreht. Durch eine Verstellung, die in Bezug auf die Werkzeug-Drehachse in radialer Richtung gegen die Verzahnung des Zahnrads gerichtet ist, wird das Drückrad in Eingriff mit der Verzahnung des Zahnrads gebracht. Während der Entgratbearbeitung wirkt auf diese Weise die eine Verzahnung des Drückrads gegen die stirnseitigen Kanten der Zahnflanken der Verzahnung des Zahnrads, die der einen Stirnseite des Zahnrads zugeordnet sind, und drückt dort einen Sekundärgrad in Richtung der ihr zugeordneten Stirnseite des Zahnrads. Die zweite Verzahnung des Drückrads wirkt dagegen gegen diejenigen Kanten der Zahnflanken der Verzahnung des Zahnrads, die der anderen Stirnseite des Zahnrads zugeordnet sind, und drückt dort einen Sekundärgrad in Richtung der ihr zugeordneten Stirnseite. Auf diese Weise werden die an den Zahnflanken von der vorhergehenden Bearbeitung vorhandenen scharfen Grate abgeflacht und das dabei anfallende überschüssige Material an die Stirnseiten des Zahnrads verdrängt. In einem weiteren Arbeitsgang werden mittels eines Schneidrads die Sekundärgrate abgetragen, die durch das Material gebildet sind, das von dem Drückrad von den stirnseitigen Zahnflankenkanten der Zähne des Zahnrads in Richtung der jeweiligen Stirnseite verdrängt worden ist.
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Bei Versuchen, das bekannte Verfahren in der Praxis einzusetzen, haben sich immer wieder Probleme beim in Eingriff bringen der Verzahnung des Drückrads mit der Verzahnung des zu bearbeitenden Zahnrads ergeben. So kam es zu Beschädigungen der Verzahnungen von Zahnrad oder Drückrad, weil die Zähne des Drückrades bei dem Versuch, sie in Eingriff mit den Zähnen des zu bearbeitenden Zahnrads zu bringen, mit den Zähnen des Zahnrads kollidiert sind.
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Vor diesem Hintergrund hat sich die Aufgabe ergeben, eine Störung des Verfahrensablaufs durch ein mit dem jeweils zu bearbeitenden Zahnrad kollidierendes Drückrad auszuschließen.
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Die Erfindung hat diese Aufgabe durch das in Anspruch 1 angegebene System gelöst. Dabei versteht es sich von selbst, dass ein Fachmann bei der Durchführung des Verfahrens diejenigen Arbeitsschritte ergänzt und Einstellungen vornimmt, die hier zwar nicht erwähnt sind, die ihm aber aus seiner Praxis bei der Entgratbearbeitung innenverzahnter Zahnräder bekannt sind.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden wie der allgemeine Erfindungsgedanke nachfolgend im Einzelnen erläutert.
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In Übereinstimmung mit dem eingangs erläuterten bekannten Verfahren zum Entgraten von innenverzahnten Zahnrädern ist beim erfindungsgemäßen System,
- - das jeweils zu bearbeitende Zahnrad um eine Werkstück-Drehachse drehend angetrieben,
- - in der von dem Zahnrad umgrenzten Öffnung ein Drückrad, das nach Art eines Doppelkegels schräg gegeneinander gerichtete Verzahnungen aufweist, um eine Werkzeug-Drehachse rotierend angetrieben und durch eine Verstellung, die in Bezug auf die Werkstück-Drehachse in radialer Richtung gegen die Innenverzahnung des Zahnrads gerichtet ist, in Eingriff mit der Innenverzahnung des Zahnrads gebracht, wobei die eine Verzahnung des Drückrads gegen der einen Stirnseite des Zahnrads zugeordnete Kanten der Zahnflanken der Innenverzahnung des Zahnrads wirkt und dort einen Sekundärgrad in Richtung der ihr zugeordneten Stirnseite des Zahnrads drückt, und wobei die zweite Verzahnung des Drückrads gegen der anderen Stirnseite des Zahnrads zugeordnete Kanten der Zahnflanken der Innenverzahnung des Zahnrads wirkt und dort einen Sekundärgrad in Richtung der ihr zugeordneten Stirnseite drückt,
und
- - eine Vorrichtung vorgesehen, die ausgebildet ist, anschließend die von dem Drückrad an den Stirnseiten des Zahnrads erzeugten Sekundärgrate zu entfernen.
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Erfindungsgemäß ist nun das aus der Anzahl z_Ws der Zähne des Zahnrads und der Anzahl z_Wz der Zähne jeweils einer der Verzahnungen des Drückrads gebildete Zähnezahlverhältnis z_Ws / z_Wz mindestens gleich 1,1.
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Erfindungsgemäß wird also das zum Entgraten eines innenverzahnten Zahnrads eingesetzte Drückrad so ausgewählt oder gestaltet, dass die Anzahl der Zähne des zu bearbeitenden, innenverzahnten Zahnrads um mindestens 10 % größer ist als die Anzahl der Zähne des Zahnrads. Ein solcherart erfindungsgemäß vorgegebenes Übersetzungsverhältnis zwischen Drückrad und zu bearbeitenden Zahnrad-Werkstück stellt sicher, dass die Zähne des Drückrads stets in eine der von den Zähnen des zu bearbeitenden Zahnrads in dessen Umfangsrichtung begrenzte Zahnlücke greifen und sich der Bewegungsbereich keines der Zähne des zu bearbeitenden Zahnrads mit dem Bewegungsbereich der Zähne des Drückrads überlagert, es also beim Einfädeln des Drückrads in die Innenverzahnung des zu entgratenden Zahnrads zu keiner Kollision zwischen den Kopfflächen der Zähne des zu entgratenden Zahnrads und der Zähne des Drückrads kommt. Vielmehr passieren bei einem erfindungsgemäß ausgewählten Zähnezahlverhältnis die Zähne des Drückrads beim Eintauchen in eine der Zahnlücken des zu entgratenden innenverzahnten Zahnrads die Kopfflächen der die betreffende Zahnlücke begrenzenden Zähne mit einem Abstand, der ausreichend groß ist, um auch unter Berücksichtigung möglicher Fertigungstoleranzen oder Ungenauigkeiten der Bewegungen von Zahnrad oder Drückwerkzeug ein Kollisionskontakt sicher zu vermeiden.
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Besonders sicher kann ein kollisionsfreies Einfädeln der Verzahnung des Drückrads in die Innenverzahnung des zu entgratenden Zahnrads dadurch ermöglicht werden, wenn das Zähnezahlverhältnis z_Ws / z_Wz mindestens gleich 1,5 ist.
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Dabei sollte das Zähnezahlverhältnis z_Ws / z_Wz einen Wert von 3, insbesondere 2, nicht überschreiten, um sicherzustellen, dass das Drückrad bei der Entgratbearbeitung mit seinen Zähnen die gesamte Länge der stirnseitigen Zahnkanten überstreicht und dort eine ordnungsgemäß geformte Phase erzeugt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt ein innenverzahntes Zahnrad 1 und ein Drückrad 20 bei der Entgratbearbeitung in perspektivischer Ansicht.
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Das zu entgratende Zahnrad 1 ist in konventioneller Weise durch spanabhebende Bearbeitung aus einem ringförmig ausgebildeten Rohling geformt worden. Es trägt an seiner Innenumfangsseite eine Innenverzahnung 2 mit in regelmäßiger Teilung angeordneten Zähnen 3,4. Die Innenverzahnung 2 kann als Gerad- oder Schrägverzahnung ausgebildet sein.
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Die Zähne 3,4 der Innenverzahnung 2 weisen Zahnflanken 5,6 auf, die in stirnseitigen Zahnkanten 7,8 mit der der jeweiligen Stirnseite 9,10 des Zahnrads 1 zugeordneten Stirnfläche 11,12 des betreffenden Zahns 3,4 zusammentreffen. In Folge der spanabhebenden Bearbeitung ist an den Zahnkanten 7,8 ein scharfkantiger Grat vorhanden.
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Um diesen Grat abzutragen und die Zahnkanten 7,8 nach Art einer Phase abzuflachen, ist ein Drückrad 20 vorgesehen. Das Drückrad 20 umfasst zwei nach Art von Kegelscheiben geformte Zahnräder 21,22, auf deren schräger Umfangsfläche jeweils eine Außenverzahnung 23,24 ausgebildet ist. Die kegelscheibenförmig geformten Zahnräder 21,22 sind dabei mit den an ihren schrägen Umfangsflächen ausgebildeten Außenverzahnungen 23,24 gegeneinander gerichtet.
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Zwischen den Zahnrädern 21,22 ist ein Abstandshalter 25 vorgesehen, der die Zahnräder 21,22 des Drückrads 20 in einem Abstand hält, der in Abhängigkeit von der Verzahnungsbreite gewählt wird.
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Das Drückrad 20 hat auf diese Weise die Grundform eines Doppelkegels („Diabolos“), dessen beiden Kegel mit ihren Spitzen gegeneinander gerichtet sind, wobei die Außenverzahnungen 23,24 des Drückrads 20 an den einander zugewandten, kegelartig schräg in Richtung des Zentrums des Drückrads 20 aufeinander zulaufenden Umflächen der Zahnräder 21,22 ausgeformt sind.
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Von den Zähnen der Außenverzahnungen 23,24 des Drückrads 20 sind hier der Übersichtlichkeit halber nur exemplarisch die Zähne 26 - 29 dargestellt. Weitere entsprechend geformte Zähne der Außenverzahnungen 23,24 sind in regelmäßiger Teilung über die gesamte schräge Umfangsfläche der Zahnräder 21,22 verteilt angeordnet.
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Die Teilung der Außenverzahnungen 23,24 und die Form der Zähne 26 - 29 der Zahnräder 21,22 des Drückrads 20 sind dabei der Teilung der Innenverzahnung 2 des zu entgratenden Zahnrads 1 angepasst. Ebenso ist die Form der Zähne 26 - 29 der Zahnräder 21,22 des Drückrads 20 so an die Form und Ausrichtung der stirnseitigen Zahnkanten 7,8 der Zähne 3,4 des zu entgratenden Zahnrads 1 angepasst, dass die in Bezug auf die betreffenden Zahnkanten 7,8 des Zahnrads 1 schräg im Raum ausgerichteten Zähne 26 - 29 des Drückrads 20 bei der Entgratbearbeitung über die jeweils zugeordnete Zahnkante 7,8 streichen.
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Dabei beträgt das aus der Anzahl z_Ws der Zähne 3,4 des Zahnrads und der Anzahl z_Wz der Zähne 26 - 29 jeweils einer der Außenverzahnungen 23,24 des Drückrads gebildete Zähnezahlverhältnis z_Ws / z_Wz mindestens 1,1 oder mindestens 1,5, wobei im hier beschriebenen Fall sich ein Zähnezahlverhältnis z_Ws / z_Wz von 1,2 als besonders praxisgerecht erwiesen hat.
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Für die Entgratbearbeitung wird das zu entgratende Zahnrad 1 in eine hier nicht dargestellte Entgratvorrichtung eingespannt, die das Zahnrad 1 um seine zentrale Werkstück-Drehachse DZ drehend antreibt.
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Dann wird das von einem konventionellen, hier nicht dargestellten Drehantrieb der Entgratvorrichtung um eine Werkzeug-Drehachse DD rotierende Drückrad 20 in die von dem Zahnrad 1 umgrenzte Öffnung gesetzt, so dass die Werkstück-Drehachse DZ und die Werkzeug-Drehachse DD parallel zueinander ausgerichtet sind. Anschließend wird das Drückrad 20 in in Bezug auf die Werkzeug-Drehachse DZ radialer Richtung R gegen die Innenverzahnung 2 des Zahnrads 1 bewegt.
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Dabei fädeln die Zähne 26 - 29 der Außenverzahnungen 23,24 des Drückrads 20 sicher kollisionsfrei in die Innenverzahnung 2 des Zahnrads 1 ein. Dies wird durch das erfindungsgemäß gewählte Zähnezahlverhältnis z_Ws / z_Wz erreicht, durch das sichergestellt ist, dass beim Eintauchen jedes Zahns 26 - 29 der Außenverzahnungen 23,24 des Drückrads 20 in eine der Lücken 13 der Innenverzahnung 2 des zu entgratenden Zahnrads 1 ein ausreichender Abstand zwischen den Kopfflächen 14 der die betreffende Lücke 13 begrenzenden Zähne 3,4 und der Kopffläche 30 des jeweils in die Lücke 13 greifenden Zahns 26 - 29 des Drückrads 20 besteht.
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Die über die Zahnkanten 7,8 der Zähne 3,4 des Zahnrads 1 streichenden Zahnflanken 31 der Zähne 26 - 29 des Drückrads 20 drücken den dort vorhandenen scharfkantigen Grat in Richtung der jeweiligen Stirnfläche 11,12 der Zähne 3,4 des Zahnrads 1, so dass einerseits die Zahnkanten 7,8 abgeflacht werden und andererseits an der jeweiligen Stirnfläche 11,12 der Zähne 3,4 aus dem an den Zahnkanten 7,8 verdrängten Material ein Sekundärgrat entsteht, der in einem weiteren Arbeitsgang mittels einer hier nicht gezeigten, zu diesem Zweck geeigneten Vorrichtung in an sich bekannter Weise entfernt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zahnrad
- 2
- Innenverzahnung
- 3,4
- Zähne der Innenverzahnung 2
- 5,6
- Zahnflanken der Zähne 3,4
- 7,8
- stirnseitige Zahnkanten der Zähne 3,4
- 9,10
- Stirnseiten des Zahnrads 1
- 11,12
- Stirnflächen der Zähne 3,4
- 13
- Lücken der Innenverzahnung 2
- 14
- Kopfflächen der Zähne 3,4
- 20
- Drückrad
- 21,22
- Zahnräder des Drückrads 20
- 23,24
- Außenverzahnungen der Zahnräder 21,22 des Drückrads 20
- 25
- Abstandshalter des Drückrads 20
- 26 - 29
- Zähne der Außenverzahnungen 23,24 des Drückrads 20
- 30
- Kopffläche der Zähne 26 - 29 des Drückrads 20
- 31
- Zahnflanken der Zähne 26 - 29 des Drückrads 20
- DZ
- Werkstück-Drehachse
- DD
- Werkzeug-Drehachse
- R
- radiale Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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