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Die Erfindung bezieht sich auf ein
stangenartiges Verzahnungswerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Aus der
DE 4306742 ist bekannt geworden, zwei
zahnstangenartige Werkzeuge zur Herstellung einer Außenverzahnung
von Getrieberädern
oder dergleichen vorzusehen. Die paarweise angeordneten Walzstangen
sind an gegenläufig
verschiebbaren Schlitten einer Werkzeugmaschine befestigt. Die Zahnung
wirkt an gegenüberliegenden
Seiten des Werkstücks,
das drehbar eingespannt ist. Die Zahnung ist gerade oder schräg profiliert
mit stetig höher werdendem
Zahnprofil, wobei das Bezugsprofil über die gesamte Zahnstangenlänge hin
dasselbe ist. Es ist ferner bekannt, die Zähne zu Beginn mit einer niedrigeren
und dann zunehmenden Höhe
auszuführen,
so daß über den
Hubverlauf eine zunehmende Einarbeitung der Verzahnung in das Getrieberad stattfindet.
Man spricht daher von einer Einlaufzone, einer Kalibrierzone und
einer Dekompressionszone. In der Kalibrierzone ist die Zahnhöhe gleich,
während sie
in der Dekompressionszone allmählich
kleiner wird.
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Die bekannten Walzstangen weisen
an den Enden Ansätze
oder Laschen auf, mit deren Hilfe sie am Schlitten anbringbar sind.
Die Höhe
der Zahnung ist naturgemäß vorgegeben
und muß stets
eingehalten werden. Es versteht sich, daß nach einer gewissen Zeit
ein Verschleiß der
Zähne stattfindet.
Es ist ferner bekannt, zur Wiederaufarbeitung derartiger verschlissener
Walzstangen das Restprofil abzuschleifen und ein neues Profil einzuformen.
Dadurch erhält
das gesamte Zahnprofil eine geringere Höhe. Um diese Höhe auszugleichen,
ist bekannt, eine sogenannte Beilage zwischen Schlitten und Walzstange
anzuordnen. Nachteilig bei einer derartigen Lösung ist, daß sie nur
begrenzt einsetzbar ist, eine schwierige Maschinenmontage erfordert
und es leicht geschehen kann, daß die Ansätze oder Laschen an den Enden
der Walzstange brechen.
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Es ist ferner bekannt, die Maschinenmontage
mit Hilfe eines länglichen
Fußes
durchzuführen, dessen
Breite der der Walzstange entspricht und deren Länge etwas größer ist
als die der Walzstange, die ihrerseits einen Ansatz oder eine Lasche
nicht aufweist. Walzstange, ggf. Beilage und Fuß, werden mit Hilfe von Schrauben
zusammengehalten. Vorteilhaft bei dieser Lösung ist, daß ein sogenannter
Laschenbruch nicht zu befürchten
ist und auch die Maschinenmontage relativ einfach ist. Im Hinblick
auf den Aufwand ist jedoch diese Lösung als ungünstig zu
betrachten.
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Es ist ferner denkbar, eine Walzstange
zu entsorgen, wenn sie verschlissen ist und durch eine neue zu ersetzen.
Diese Lösung
besitzt den Vorteil gleichbleibender Qualität, ist jedoch besonders aufwendig.
Dafür entfällt jedoch
jede Logistik, die dadurch verursacht ist, daß die Walzstangen normalerweise
nicht vom Anwender aufgearbeitet werden, sondern vom Hersteller.
Hierfür
ist erforderlich, daß die
Walzstangen zum Hersteller transportiert, dort bearbeitet und anschließend zum
Anwender zurückgebracht
werden müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verzahnungswerkzeug zu schaffen, das die Vorteile der zuletzt genannten
Lösung
ohne deren hauptsächlichen
Nachteile aufweist. Trotz Wegfall des Aufwandes für die Logistik
soll zugleich der sonstige Aufwand gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen reduziert
werden.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Bei der Erfindung weist das Verzahnungswerkzeug,
das, wie an sich bekannt, im Querschnitt annähernd rechteckig ist, auf gegenüberliegenden Seiten
eine Zahnung auf. Ferner sind auf den anderen gegenüberliegenden
Seiten Mittel vorgesehen zur Anbringung in der Werkzeugmaschine.
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Bei der Erfindung wird von der Erkenntnis ausgegangen,
daß die
Standzeit des Verzahnungswerkzeugs bei doppeltem Zahnprofil auch
doppelt so lang ist. Sind beide Zahnprofile verschlissen, wird die Walzstange
entsorgt.
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Der Aufwand für die Fertigung einer erfindungsgemäßen Walzstange
ist naturgemäß etwas größer als
für eine
solche, die nur ein Zahnprofil aufweist. Andererseits ist er deutlich
geringer als für zwei
getrennte Walzstangen, insbesondere wenn das Zahnprofil auf beiden
Seiten der erfindungsgemäßen Walzstange
identisch ist. Die Standzeit entspricht, wie gesagt, der doppelten
Standzeit herkömmlicher
Walzstangen, so daß der
Wegfall einer Wiederaufarbeitung, die ja ihrerseits mit entsprechendem
Aufwand verbunden ist, durch die Vorteile aufgewogen wird.
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Walzstangen herkömmlicher Art stützen sich bekanntlich
mit ihrer Unterseite auf einem Schlitten der Werkzeugmaschine ab.
Dies ist bei der Doppelverzahnung der beschriebenen Art nicht möglich. Daher
sind erfindungsgemäß auf den
anderen Seiten der Walzstange Mittel vorgesehen, um diese sicher
in einer vorgegebenen Höhe
auf einen Schlitten festzulegen. In diesem Zusammenhang sieht eine
Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Mittel jeweils zwei entgegengesetzt
gerichtete Anschlagflächen
aufweisen, die an den Seiten der Walzstange geformt sind. Eine Spannvorrichtung
bewirkt das Anlegen der Anlageflächen
an parallel beabstandeten Lagerflächen. Ferner weist die Spannvorrichtung
Spannmittel auf, mit welchen die Anlageflächen gegen die Lagerflächen gedrückt werden.
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In diesem Zusammenhang sieht eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Spannmittel jeweils zwei
entgegengesetzt gerichtete Spannflächen, auf jeder Seite der gegenüberliegenden
anderen Seiten des Verzahnungswerkzeugs aufweist, wobei die Spannflächen mit
zuordneten Anlageflächen ein
Keilprofil bilden. Die Spannvorrichtung weist einen langgestreckten
ersten Spannkörper
auf, an dem die Lagerflächen
gebildet sind und in dem eine längliche
Ausnehmung oberhalb einer Lagerfläche geformt ist, deren Querschnitt
komplementär
zum keilförmigen
Profil ist. Die Spannvorrichtung weist einen zweiten Spannkörper auf,
der eine Schrägfläche aufweist,
die mit der zugekehrten Spannfläche
des Verzahnungswerkzeugs zusammenwirkt und Mittel vorgesehen sind,
um den zweiten Spannkörper
so vorzuspannen, daß die
Anlageflächen
gegen die zugekehrten Lagerflächen
gedrückt
werden.
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Es sind verschiedene konstruktive
Lösungen zur
Ausbildung des zweiten Spannkörpers
vorstellbar. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht hierzu vor,
daß der
zweite Spannkörper
eine zweite Schrägfläche aufweist,
die mit der ersten Schrägfläche nach außen divergiert.
Die zweite Schrägfläche wirkt
mit einer komplementären
Schrägfläche des
ersten Spannkörpers
zusammen. Es ist mindestens eine Spannschraube vorgesehen, die den
zweiten Spannkörper
gegen den ersten Spannkörper
anzieht, wodurch ein Keilprofil in die komplementäre Ausnehmung
gedrückt
wird und die Anlageflächen
gegen die Lagerflächen
gepreßt
werden zur Sicherung des Verzahnungswerkzeugs in seiner eingespannten
Lage.
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Die Spannkörper sind vorzugsweise beide einteilig
geformt und erstrecken sich mindestens über die Länge des Verzahnungswerkzeugs.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt
die Seitenansicht eines stangenartigen Verzahnungswerkzeugs nach
der Erfindung.
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2 zeigt
den Schnitt durch das Verzahnungswerkzeug nach 1 entlang der Linie 2-2 und eine dazugehörige Spannvorrichtung.
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Eine Walzstange 10 ist im
Querschnitt allgemein rechteckförmig
und weist auf gegenüberliegenden
Seiten eine erste Zahnung 12 und eine zweite Zahnung 14 auf.
Die Zahnungen 12, 14 erstrecken sich über die
gesamte Länge
des Verzahnungswerkzeugs (Walzstange). Die Profilverzahnung 12, 14 weist
unterschiedliche Formzonen auf, nämlich insbesondere eine Einlaufzone,
eine Kalibrierzone und eine Auslaufzone. In dieser Reihenfolge liegen
die Zonen für
die Verzahnung 12 von rechts nach links und für die Verzahnung 14 von
links nach rechts. Für die
Herstellung einer spannlosen Verzahnung, z. B. eines Getrieberades,
werden zwei derartiger Walzstangen eingesetzt, indem sie auf gegenläufig verstellbaren
Schlitten einer nicht gezeigten Werkzeugmaschine aufgespannt werden,
wobei sie an gegenüberliegenden
Seiten in das Werkstück
eine Verzahnung einformen. Mithin kann die Walzstange 10 zunächst mit
ihrem Zahnprofil 12 und anschließend mit ihrem Zahnprofil 14 eingesetzt
werden, wenn das erste durch Verschleiß unbrauchbar ist.
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Wie aus 2 zu erkennen, hat die Walzstange 10 an
den anderen gegenüberliegenden
Seiten zwei parallel beabstandete Leisten 16, 18 bzw. 20, 22.
Die Leisten 16 bis 22, die sich über die
gesamte Länge
der Walzstange 10 erstrecken, weisen Flächen auf, die in 2 nach oben bzw. nach unten weisen.
Die Leisten 16, 20 haben nach oben zeigende Anlageflächen 24, 26 und
die Leisten 18, 20 nach unten zeigende Anlageflächen 28, 30.
Letztere liegen auf Lagerflächen 32 bzw. 34 eines
Spannkörpers 36, auf
den weiter unten noch eingegangen wird.
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Die Leisten 16 bis 22 haben
ferner einander zugekehrte Spannflächen 38 bzw. 40,
die nach außen
konvergieren. Mithin stellt jede Leiste 16 bis 22 im
Querschnitt ein Keilprofil dar. Die Leisten 16 bis 22 sind
symmetrisch zu einer Quermittenebene der Walzstange 10 und
symmetrisch zu ihrer Längsmittenebene.
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Der erste Spannkörper 36, der sich über die Länge der
Walzstange 10 erstreckt, ist im Querschnitt annähernd U-förmig. Der
linke Schenkel bildet mit seiner Oberseite die Lagerfläche 32,
während
die Lagerfläche 34 von
einer Ausnehmung 42 gebildet ist, die auf der Innenseite
des anderen Schenkels geformt und komplementär ist zum Querschnittsprofil der
Leisten 16 bis 22. Die Lage der Leisten 16 bis 22 ist
derart, daß bei
einer Auflage der Anlageflächen 24, 26 bzw. 28, 30 auf
den Lagerflächen 32, 34 ein Abstand
zum Steg des U-Profils gegeben ist. Dieser Steg ist sehr stabil,
um Preßkräften, die
im hohen Maße
auf die Walzstange 10 wirken, aufzunehmen.
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Ein zweiter Spannkörper 44 weist
eine erste Schrägfläche 46 und
eine zweite Schrägfläche 48 auf,
welche Schrägflächen 46, 48 voneinander
fort divergieren und so angeordnet sind, daß sie komplementär sind zu
einer Schrägfläche 16 der
gekehrten Leiste und einer weiteren Schrägfläche 50 des ersten Spannkörpers 36.
Der zweite Spannkörper 44 erstreckt
sich über
die gleiche Länge
wie der erste Spannkörper 36,
und mit Hilfe mehrerer Spannschrauben, von denen eine gestrichelt
bei 52 dargestellt ist, wird der zweite Spannkörper 44 seitlich fest gegen
den ersten Spannkörper 36 gespannt.
Dadurch wird die zugehörige
Leiste 22 in die Ausnehmung 30 eingepreßt, wobei
die Anlagefläche 30 fest gegen
die Lagerfläche 34 gepreßt wird.
Die Anlagefläche 28 wird
fest gegen die Lagerfläche 32 gepreßt und die
Walzstange 10 seitlich durch die Schrägflächen 46, 48 gehalten.
Durch die beschriebene Einspannung ist daher die Walzstange 10 präzise in
ihrer Lage, insbesondere auch ihrer Höhenlage, festgelegt.
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Ist das Zahnprofil 12 nicht
mehr brauchbar, wird der Spannkörper 44 entfernt
und die Walzstange 10 um 180° um ihre Hochsachse gedreht
und erneut in der beschriebenen Art und Weise eingespannt.