DE2547855A1

DE2547855A1 - Schabzahnrad

Info

Publication number: DE2547855A1
Application number: DE19752547855
Authority: DE
Inventors: Michitaka Katsuta; Kiyoaki Morimoto
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1974-10-28
Filing date: 1975-10-25
Publication date: 1976-05-06
Also published as: US3995352A; GB1521057A; JPS5150091A

Description

G 5ο ο92 -SU

Firma KCBE STEEL, LTD., 3-18, 1-Chome, Wakinohama-Cho, Fukiai-Ku, KCBE (Japan)

Schabzahnrad

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Fertigbearbeitungswerkzeug für Zahnräder und im einzelnen auf ein Schabzahnrad, das zum Fertigbearbeiten eines Zahnrades durch Schaben desselben in Kämmeingriff mit diesem gedreht wird.

Wenn ein fertigzustellendes Zahnrad einem Schabvorgang oder einem Kalt- oder Warmfertigwalzen unterworfen wird, werden das Zahnrad und ein Zahnradfertigstellungswerkzeug (nachfolgend kurz als Schabzahnrad bezeichnet) in einen festen gegenseitigen Kämmeingriff gebracht, und zwar unter einem Kreuzungswinkel zwischen beiden Achsen für den Schabvorgang und mit einem Nullkreuzungswinkel für den Kaltwalzvorgang. Eines der Zahnräder wird kräftig drehangetrieben, während das andere Zahnrad dem ersten folgt bzw. von diesem mitgenommen wird, wodurch sich die erwünschte Fertigbearbeitung ergibt. Es wird nunmehr der Schabvorgang erläutert. Wenn das Schaben unter Verwenden eines herkömmlichen SchabZahnrades und insbesondere so erfolgt, daß zwischen den Achsen des Schabzahnrades und dem zu schabenden Zahnrad wie im Fall eines Schulterzahnrades ein kleiner Kreuzungswinkel auftritt, ergibt sich ein übermäßig großer Berührungsbereich zwischen dem Schabzahnrad und dem Zahnrad bzw. genauer zwischen den Stegteilen, die auf den Schneidflächen der Zähne des Schabzahnrades gebildet werden, und den Flä-

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chen bzw. Flanken des Zahnrades. Daher wird der Berührungsdruck an den Kontaktflächen derart abgesenkt, daß selbst dann, wenn auf das Schabzahnrad eine varbestimmte Zustellung ausgeübt wird, die Schneidkante der Stegteile nicht ausreichend weit in die Oberfläche des Zahnrades einschneidet, so daß die Schabmenge pro Vorgang vermindert und gleichzeitig die für das Abarbeiten einer vorbestimmten Schabmenge erforderliche Zeitperiode verlängert werden. Daher ergibt sich eine entsprechend verminderte Produktivität des Schabvorgangs. Wenn andererseits der auf das Schabzahnrad ausgeübte Arbeitsdruck entsprechend vergrößert wird, um die erwünschte Schneid- bzw. Schabmenge zu erhalten, ergibt sich eine elastische Deformation in einer das Zahnrad haltenden Spindel oder im Zahnrad selbst. Dementsprechend wird die Genauigkeit beim Fertigbearbeiten der Fläche bzw. Flanke des Zahnrades stark verschlechtert.

Andererseits wurde im Fall des Kaltwalzvorgangs ein Fertigbearbeitungswerkzeug vorgeschlagen, das dieselbe Form wie das Schabzahnrad und Schneidzähne hat, die jeweils an ihrer gesamten Fläche bzw. Flanke mit solchen Nuten ausgebildet sind, welche sich äquidistant vom Zahnfuß bis zum Zahnkopfbereich erstrecken und die zwischen sich Stegteile begrenzen. Wenn jedoch der Walzvorgang unter Verwenden eines solchen Fertigbearbeitungswerkzeugs erfolgt, bei dem der Berührungsdruck an den Kontaktflächen des Fertigbearbeitungswerkzeugs und des Zahnrads ungleichförmig ist, werden entsprechend an der Flanke des fertiggestellten Zahnrades wellenförmige Markierungen bzw. Eindrücke gebildet, was zu einer verminderten Bearbeitungsgenauigkeit führt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, unter Vermeidung der genannten Nachteile ein verbessertes Schabzahnrad der genannten Art zu schaffen. Dieses soll eine verminderte Berührungsfläche mit einem fertigzustellenden Zahnrad haben, so daß der erwünschte Fertigbearbeitungsvorgang unter einem großen Berührungsdruck mit dem Zahnrad erfolgen kann. Ferner soll der Berührungsbereich des Schabzahnrades mit dem Zahnrad unter einem gleichförmigen Berührungsdruck gehalten werden, um ein Zahnrad mit einer großen Genauigkeit bezüglich der Zahnform herzustellen.

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Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einem Schabzahnrad der genannten Art er fin dungs gemäß vorgeschlagen, daß jeder der SchneidJ-zähne am gesamten oder an einem Teilbereich seiner Schneidfläche mit zwei Gruppen von Nuten ausgebildet ist, die sich in zwei voneinander verschiedenen Richtungen erstrecken.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die zwei Gruppen der Nuten äquidistant am gesamten Bereich der Schneidfläche bzw. Flanke eines jeden der Schneidzähne angeordnet sind und daß sich die Nuten der beiden Gruppen gegenseitig schneiden, um dazwischen befindliche und im wesentlichen rhombusförmige Stege zu begrenzen.

In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, daß eine Gruppe der Nuten am gesamten oder an einem Teilbereich der Schneidfläche eines jeden der Schneidzähne in radialer Richtung des SchabZahnrades und gegenseitig parallel verlaufend angeordnet ist und daß die andere Gruppe der Nuten auf den gesamten oder Teilbereich der Schneidfläche äquidistant und parallel verlaufend in einer solchen Richtung ausgebildet ist, bei der die Nuten der anderen Gruppe die Nuten der ersten Gruppe schneiden, um dazwischen befindliche und weitgehend paralIelogrammf örmige Stege zu begrenzen.

Die Erfindung wird nachfolgend an zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 - in einer perspektivischen Teilansicht ein Schabzahnrad nach der vorliegenden Erfindung,

Figur 2 - in einer perspektivischen Teilansicht eine andere Ausführungsform der Erfindung,
Figur 3 - in einer Figur 2 entsprechenden Ansicht eine weitere Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung und

Figur 4 - in einer perspektivischen Detailansicht ein erfindungsgemäßes Schabzahnrad.

Figur 1 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Zahn eines erfindungsgemäß hergestellten repräsentativen Schabzahnrades. Die Hin-

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weiszahl Io bezeichnet einen am umfang eines Schabzahnrades C ausgebildeten Zahn mit Zahnoberflächen bzw. -begrenzungsflächen 11 und 12, in die jeweils zwei Gruppen von Nuten 13 und 14 eingeschnitten sind. Die Nuten 13 der ersten Gruppe verlaufen unter gleichmäßigem Abstand in einer ersten Richtung und erstrecken sich vmm Zahnfuß zum Zahnkopf. Die Nuten 14 der zweiten Gruppe erstrekken sich unter gleichmäßigem Abstand in einer zweiten Richtung, wobei sie die ersten Nuten 13 schneiden, so daß zwischen den Nuten im wesentlichen rhombusförmige Stege 15 begrenzt werden. Die Breite, Tiefe, Richtung und Lage der in den Oberflächen 11 und 12 des Zahns Io ausgebildeten beiden Gruppen von Nuten 13 und 14 werden von geeigneten Werten hinsichtlich der Art und Weise bestimmt, wie das Schabzahnrad C als Fertigbearbeitungswerkzeug angewendet wird.

Es wird nunmehr der Fall erläutert, bei dem der Schabvorgang eines fertigzustellenden Zahnrades unter Verwendung des Schabzahnrades mit dem soweit beschriebenen Aufbau erfolgt. Im Betrieb wird das Schabzahnrad in festen Kämmeingriff mit einem zu schabenden Zahnrad gebracht, und zwar unter einem vorbestimmten Kreuzungswinkel der beiden Zahnradachsen, und kräftig gedreht. Wenn das Schabzahnrad und das zu bearbeitende Zahnrad miteinander kämmen, berühren die Zahnoberflächen des Zahnrades die Zahnoberflächen des Schabzahnrades, und zwar die Berührungsfläche 15a der Ste£te_; 15 des letzteren in einem Kontaktbereich zwischen dem Schabzahnrad und dem Zahnrad. Da in diesem Fall die Stege 15 von den zwei sich schneidenden Gruppen der in zwei Richtungen verlaufenden äquidistanten Nuten 13 und 14 rhombusförmig begrenzt sind, ist die Berührungsfläche zwischen dem Schabzahnrad und dem Zahnrad beträchtlich gegenüber dem Fall der Anwendung insbesondere eines solchen Schabzahnrades vermindert, bei dem sich in gleichmäßigem Abstand parallel verlaufende Nuten radial vom Zahnfuß bis, zum Zahnkopf des Schabzahnrades erstrecken. Daher wird der Berührungsdruck pro Flächeneinheit beim Schaben derart vergrößert, daß eine wesentliche Verbesserung bezüglich der Einschneidtiefe des Schabzahnrades in die Oberfläche des Zahnrades auftritt. Wenn das Schabzahnrad und das Zahnrad unter dieser Bedingung gedreht werden, können die Schneidkanten 15b der Stege 15 in der zusammengesetzten Richtung

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gleiten, die von dem Gleitvorgang in Richtung der Schneidzahnkontur und von dem Gleitvorgang in Richtung der Zahnlücke bestimmt wird, wobei die Oberfläche des Zahnrades geschabt wird. Daher erfolgt eine Vergrößerung der durch die Stege 15 gebildeten Schabtiefe im Vergleich zu dem oben beschriebenen herkömmlichen Schabzahnrad. Im Ergebnis wird die Reibungsstrecke der Schneidkanten 15b beträchtlich vermindert, so daß deren reibungsbedingter Verschleiß bedeutend herabgesetzt und somit die Lebensdauer des Schabzahnrades verlängert werden.

Bei dem Walzvorgang unter Verwendung des Schabzahnrades der vorliegenden Erfindung ergibt sich andererseits die Fertigbearbeitung durch die Tatsache, daß die Berührungsflächen 15a der Stege 15 auf die Zahnoberflächen des Zahnrades einen Druck ausüben. Ähnlich wie im Fall des Schabvorgangs ist auch hier der Berührungsbereich zwischen dem Schabzahnrad und dem Zahnrad vermindert, wodurch wiederum der Berührungsdruck pro Flächeneinheit vergrößert wird. Da ferner die Stege 15 von den in zwei Richtungen verlaufenden Nuten 13 und 14 begrenzt sind, kann der Berührungsdruck im Kontaktbereich gleichförmig aufgebracht werden, wodurch es möglich wird, die Genauigkeit der erzielten Zahnform zu verbessern.

Bei einer zweiten und unter Bezug auf Figur 2 zu beschreibenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein am Umfang des Schabzahnrades ausgebildeter Zahn 3o etwas abgewandelt. Der Zahn 3o ist bezüglich seiner einen Zahnoberfläche bzw. -flanke 31 mit Nuten 33 und 34 versehen, die wie im Fall der ersten Ausführungsform in zwei unterschiedlichen Richtungen verlaufen, um dazwischen befindliche und im wesentlichen parallelogrammformige Stege 35 zu begrenzen. Die andere Zahnoberfläche bzw. -flanke 32 des Zahns 3o ist mit nicht bezeichneten Nuten ausgebildet, die in Axialrichtung des Schabzahnrades in gleichmäßigem Abstand angeordnet sind, wie es bei dem herkömmlichen Aufbau zutrifft, wodurch im gesamten Flankenbereich Stege 36 begrenzt werden. Mit dieser Gestaltung kann somit die Gleichförmigkeit des Berührungsdrucks pro Flächeneinheit im Kontaktbereich zwischen den Zahnflächen bzw. -flanken der antreibenden und angetriebenen Elemente während des Fertigbe-

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arbeitungsvorganges des Zahnrads verbessert werden, wodurch es möglich wird, die erwünschte Arbeitsgenauigkeit zu verbessern. Es ist darauf hinzuweisen, daß der im US-Patent 3 875 63o angegebene Aufbau für die auf der Zahnoberfläche bzw. -flanke 32 ausgebildeten Stege 36 angewendet werden kann.

Bei einer in Figur 3 dargestellten dritten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung setzen sich am Umfang des Schabzahnrades C ausgebildete Zähne 4o aus Zähnen 4oa, die an ihren beiden Oberflächen bzw. Flanken mit den Stegen entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind, und aus Zähnen 4ob zusammen, welche die herkömmlichen Stege aufweisen. Beide Arten von Zähnen 4oa und 4ob sind abwechselnd oder in einer geeigneten Reihenfolge angeordnet.

Figur 4 zeigt einen Ausschnitt aus einer Aus führ ungs form eines erfindungsgemäßen Schabzahnrades.

Wie es zuvor beschrieben wurde, wird die Zahnoberfläche bzw.-flanke des Schabzahnrades erfindungsgemäß mit zwei Gruppen von Nuten ausgebildet, die zum Begrenzen von dazwischen befindlichen Stegen in verschiedenen Richtungen verlaufen. Mit diesem Aufbau ergeben sich die erfindungsgemäßen Vorteile, wonach es möglich ist, den Kontaktbereich zwischen dem Schabzahnrad und dem fertigzustellenden Zahnrad gleichförmig zu machen, die Genauigkeit der Zahnform des geschabten Zahnrades bedeutend zu verbessern und die Lebensdauer des Schabwerkzeugs beträchtlich zu verlängern. Da ferner festgestellt werden kann, daß das Schabzahnrad weniger von während des Schabvorgangs auftretenden Vibrationen bzw. Schwingungen beeinflußt wird und hervorragende Eigenschaften bezüglich eines präzisen Schneidvorgangs hat, eignet es sich ziemlich gut für das Fertigbearbeiten eines Zahnrades und insbesondere eines solchen mit großer Härte.

- Patentansprüche -

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Claims

254785.R Patentansprüche

1.) Schabzahnrad, das zum Fertigbearbeiten eines Zahnrades durch Schaben desselben in Kämmeingriff mit diesem gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schneidzähne (lo; 3o; 4oa) am gesamten oder an einem Teilbereich seiner Schneidfläche (11, 12; 31) mit zwei Gruppen von Nuten (13, 14; 33, 34) ausgebildet ist, die sich in zwei voneinander verschiedenen Richtungen erstrecken.

2. Schabzahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß die zwei Gruppen der Nuten (13, 14; 33, 34) äquidistant am gesamten Bereich der Schneidfläche (11, 12) bzw. Flanke eines jeden der Schneidzähne (lo) angeordnet sind und daß sich die Nuten der beiden Gruppen gegenseitig schneiden, um dazwischen befindliche und im wesentlichen rhombusförmige Stege (15) zu begrenzen.

3. Schabzahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe (33) der Nuten (33, 34) am gesamten oder an einem Teilbereich der Schneidfläche (31) eines jeden der Schneidzähne (3o) in radialer Richtung des Schabzahnrades (C) und gegenseitig parallel verlaufend angeordnet ist und daß die andere Gruppe (34) der Nuten auf dem gesamten oder Teilbereich der Schneidfläche äquidistant und parallel verlaufend in einer solchen Richtung ausgebildet ist, bei der die Nuten der anderen Gruppe (34) die Nuten der ersten Gruppe (33) schneiden, um dazwischen befindliche und weitgehend parallelogrammförmige Stege (35) zu begrenzen.

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