DE2556170A1

DE2556170A1 - METHOD FOR INCREASING THE TOOTH STRENGTH AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD

Info

Publication number: DE2556170A1
Application number: DE19752556170
Authority: DE
Inventors: Otto Gans
Original assignee: JAHNEL GETRIEBEBAU GmbH
Current assignee: JAHNEL GETRIEBEBAU GmbH
Priority date: 1975-12-13
Filing date: 1975-12-13
Publication date: 1977-06-30
Also published as: DE2556170B2; DD128583A5; DE2556170C3; FR2334458B1; FR2334458A1

Description

PATE NT ANWALTSPATE NT LAWYER

DR.-ING. W. STUHLMANN - DIPL-ING. R. WILLERT DR.-ING. P. H. OIDTMANNDR.-ING. W. STUHLMANN - DIPL-ING. R. WILLERT DR.-ING. P. H. OIDTMANN

AKTEN-NR. 7/26021 .λ- 4e3BOCHUMi2.12.1975FILE NO. 7/26021 .λ- 4e3BOCHUMi December 2, 1975

I / CUUi: J. * 5 Postschließfach 24BOI / CUUi: J. * 5 PO Box 24BO

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Telegr.s StuhlmannpatentTelegr.s Stuhlmann patent Jahnel Getriebebau GmbH, Hunscheidtstr. 100-116,. ^ 63 Bochum Process for increasing the tooth root strength and

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens .·_ Device for carrying out the process .

Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zur Erhöhung der 'ZattnfüßfestrigkeitcYon mindestens hinsichtlich der Zahnflanken gehärteten und/oder hochvergüteten Zahnrädern, bei denen der Übergangsbereich von den Zahnflanken auf den jeweils benachbarte^h Zahngrund" gerundet ist. "The invention relates on the one hand to a method for increasing the rigidity of the feet, at least with regard to the Tooth flanks hardened and / or highly tempered gears where the transition area from the tooth flanks to the adjacent ^ h tooth base is "rounded".

Andererseits richtet sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.On the other hand, the invention is directed to an apparatus for carrying out this method.

Bei den Bemühungen ^ die Tragfähigkeit yon Zahnrädern, insbesondere.jedoch die Wälzfestigkeit der Zahnflanken zu erhöhen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zumindest die Zahnflanken durch Härten und/oderHbchvergüten zu verfestigen. Beim Härten wird sowohl die Einsatzhärtung als auch die Nitrierhärtung sowie die Flammen- und Induktionshärtung angewendet. Im Falle der Einsatzhärtung ist es in der Regel notwendig, die Zahnflanken anschließend zu schleifen, um den beim Härten entstehenden Verzug zu beseitigen. Der wesentliche Vorteil von mit auf diese Weise hergestellten Zahnrädern ausgerüsteten Getrieben ist in erster Linie in einem geringerenLeistungsgewicht sowie in verminderten Gestehungskosten zu sehen.In efforts ^ the viability yon gears to increase insbesondere.jedoch the rolling strength of the tooth flanks, it has proved advantageous to solidify at least the tooth flanks by curing and / oderHbchvergüten. Both case hardening and nitriding as well as flame and induction hardening are used for hardening. In the case of case hardening, it is usually necessary to grind the tooth flanks afterwards in order to eliminate the distortion that occurs during hardening. The main advantage of gears equipped with gear wheels manufactured in this way is primarily to be seen in a lower power-to-weight ratio as well as in reduced production costs.

Da somit die bislang als Kriterium für die Tragfähigkeit von Zahnrädern geltende Zahnflankenfestigkeit beträchtlich erhöht wird, verlagert sich insbesondere bei einsatzgehärtetenAs a result, the tooth flank strength, which was previously used as a criterion for the load-bearing capacity of gears, is considerable is increased, shifts especially with case-hardened

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und danach geschliffenen Zahnrädern die Grenze der Tragfähigkeit nunmehr überwiegend auf die Zahnfußfestigkeit. Demnach ist es erforderlich, dem Übergangsbereich zwischen den Zahnflanken und dem jeweiligen Zahngrund eine größere Aufmerksamkeit zu widmen, wobei Mangel des Werkstoffes, der Wärmebehandlung oder der Herstellung bzw, eine mehr oder weniger große Kerbwirkung am Zahnfuß,die Ausrundung sowie der Auslauf der Schleifkerben im Übergangsbereich eine Rolle spielen.and then ground gears, the limit of the load-bearing capacity is now mainly due to the tooth root strength. Therefore it is necessary to pay more attention to the transition area between the tooth flanks and the respective tooth base to be devoted to, with the lack of the material, the heat treatment or the production or, a more or less large one Notch effect at the tooth root, the rounding and the run-out of the grinding notches in the transition area play a role.

Um die Zahnfußtragfähigkeit zu erhöhen» ist bereits vorgeschlagen worden, den Übergangsbereich zu härten oder zu vergüten. Andere Vorschläge bestanden darin, einen größeren Modul oder einen größeren Betriebseingriffswinkel vorzusehen. -Man hat auch schon versucht, den Zahnfußübergang durch Strahlen mit Stahlkies zu verfestigen. Ferner hat man eine größere Abschrägung der Zähne zu den Stirnseiten hin vorgenommen. Um eine Feingestalt mit einer geringen Rauhtiefe zu erreichen, hat man darüber hinaus den zwecks Herabsetzung der Kerbwirkung gerundeten Übergangsbereich von den Zahnflanken auf den Zahngrund in Längsrichtung der Zähne geschliffen oder poliert. .... ;In order to increase the tooth root load-bearing capacity, it has already been proposed to harden or temper the transition area. Other suggestions have been to have a larger module or provide a larger operating pressure angle. -Man has already tried to strengthen the tooth root transition by blasting with steel gravel. There is also a larger bevel made of the teeth towards the front sides. In order to achieve a fine shape with a small surface roughness In addition, the transition area from the tooth flanks to the tooth base is rounded to reduce the notch effect Ground or polished in the longitudinal direction of the teeth. ....;

Alle diese Maßnahmen haben jedoch insbesondere bei Getrieben,die hohen Überlastungen in Form von stoßartigen Beanspruchungen ausgesetzt sind, noch nicht zu einer wirklich befriedigenden Lösung geführt. Durch die bislang grundsätzlich in Längsrichtung der Zähne erfolgenden Bearbeitungsvorgänge Fräsen, Hobeln, Stoßen oder Schleifen sind immer Längsriefen in den Übergangsbereichen ναι den Zahnflanken auf den Zahngrund vorhanden, welche demzufolge die Zahnfußfestigkeit erheblich herabsetzen. Sie bilden die Schwachstellen der Zahnräder und bestimmen aufgrund dessen deren Grenztragfähigkeit.However, all of these measures have in particular in the case of transmissions that high overloads in the form of shock loads are not yet really satisfactory Solution led. Due to the machining processes that were previously carried out in the longitudinal direction of the teeth, milling, Planing, pushing or grinding are always longitudinal grooves in the transition areas ναι the tooth flanks on the tooth base, which consequently reduce the tooth root strength considerably. They form the weak points of the gears and based on this, determine their limit load-bearing capacity.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, sowohl ein Verfahren als auch eine Vorrichtung zu schaffen, gemäßThe invention is accordingly based on the object of creating both a method and a device according to

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welchen die Zahnfußfestigkeit von insbesondere solchen Zahnrädern wesentlich verbessert werden soll, die mit gerundeten Übergangsbereichen von den Zahnflanken auf den Zahngrund versehen und welche mindestens hinsichtlich der Zahnflanken gehärtet und/oder hochvergütet sowie gegebenenfalls geschliffen sind.which the tooth root strength of such gearwheels in particular is to be significantly improved, which is provided with rounded transition areas from the tooth flanks to the tooth base and which at least with regard to the tooth flanks are hardened and / or highly tempered and optionally ground are.

Was den verfahrensmäßigen Teil dieser Aufgabe anlangt, so kennzeichnet sich dessen Lösung dadurch, daß die Peingestalt des gerundeten Übergangsbereiches durch eine quer zur Längserstreckung der Zähne gerichtete Oberflächenbearbeitung erzeugt wird.As far as the procedural part of this problem is concerned, its solution is characterized by the fact that the Peingestalt of the rounded transition area through a surface treatment directed transversely to the longitudinal extension of the teeth is produced.

Unabhängig davon, ob es sich um gerad- oder schrägverzahnte Stirnräder bZW¹TTKegeIrader handelt, werden nunmehr durch eine quer zur Längsrichtung der Zähne gerichtete Bearbeitung der Oberfläche des Übergangsbereiches von den Zahnflanken auf den Zahngrund die schädlichen, den Ausgangspunkt für Brüche bildenden Längsrillen bzw. -riefen als Folge der voraufgehenden Bearbeitungsvorgänge Fräsen, Hobeln, Stoßen oder Schleifen beseitigt. Die Erfindung wendet sich folglich von den bislang in der Fachwelt bestehenden Gepflogenheiten ab und schlägt eine Bearbeitung des gerundeten Übergangsbereiches von den Zahnflanken auf den Zahngrund in einer völlig neuartigen Weise vor. Jetzt entstehende Bearbeitungsriefen verlaufen quer zur Längsrichtung der Zähne. Sie liegen damit in der Ebene der Kraftangriffsrichtung auf die Zähne und nicht mehr senkrecht dazu. Die Kerbempfindlichkeit im Zahnfußbereich wird wesentlich herabgesetzt. Das erfindungsgemäße Verfahren schafft also auch bei einsatzgehärteten und geschliffenen Zahnrädern die Voraussetzungen dafür, daß die Zahnfußfestigkeit der erhöhten Wälzfestigkeit der Zahnflanken angepaßt und damit die Tragfähigkeit des Zahnrades um ein beträchtliches Maß herauf-Regardless of whether it is straight or helical toothed spur gears or ¹ TTKegeIrader, machining the surface of the transition area from the tooth flanks to the tooth base, which is the starting point for fractures, is now the harmful longitudinal grooves or - called milling, planing, slotting or grinding eliminated as a result of the preceding machining operations. The invention consequently turns away from the practices that have hitherto existed in the specialist world and proposes machining the rounded transition area from the tooth flanks to the tooth base in a completely new way. The machining grooves that are now created run transversely to the longitudinal direction of the teeth. They are therefore in the plane of the direction in which the force is applied to the teeth and no longer perpendicular to them. The notch sensitivity in the tooth root area is significantly reduced. The method according to the invention thus creates the conditions for case-hardened and ground gears so that the tooth root strength is adapted to the increased rolling resistance of the tooth flanks and thus the load-bearing capacity of the gear wheel is increased by a considerable amount.

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gesetzt werden kann. Die zulässige Zahnfußbeanspruchung kann demnach erheblich erhöht werden, was sich in einer Verlängerung der Lebensdauer insbesondere derjenigen Getriebe bemerkbar macht, die hohen Überlastungen in Form von stoßartigen Beanspruchungen ausgesetzt sind.can be set. The permissible tooth root stress can therefore be increased considerably, which results in an extension the service life makes particularly noticeable of those gears, the high overloads in the form of shock loads are exposed.

Die Peingestalt der Oberfläche im gerundeten Übergangsbereich der Zähne kann jetzt eine Rauhtiefe erhalten, die unter Berücksichtigung des jeweils angewendeten Bearbeitungsverfahrens unterhalb von vier Mikrometern, z.B. zwei Mikrometer, liegt, Sie kann durch die bekannten Verfahren, wie z.B. Peinschaben, erzielt werden. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es jedoch von besonderem Vorteil, daß die Oberflächenbearbeitung durch Schleifen und/oder Polieren erfolgt. Dabei ist es möglich, die gewünschte Rauhtiefe der Oberfläche durch eine oszillierende Führung des entsprechenden Schleif- und/oder Polierwerkzeuges quer zur Längsrichtung der Zähne zu erzielen. Das Werkzeug wird dabei in Längsrichtung des Übergangsbereiches hin- und herbewegt, wodurch sich diese Längsbewegung und die oszillierende Querbewegung einander überlagern. Die Längsbewegung weist aber im Vergleich zu der Oszillationsbewegung des Werkzeuges quer zur Längsrichtung der Zähne eine wesentlich geringere Frequenz auf. Eine andere vorteilhafte Möglichkeit der Oberflächenbearbeitung besteht nach der Erfindung darin, rotierende Schleif- und/oder Polierwerkzeuge zu verwenden. Die Rotationsachse derartiger Werkzeuge erstreckt sich dann zweckmäßigerweise im wesentlichen in Längsrichtung des zu bearbeitenden Übergangsbereiches. Sie kann gegenüber der zu bearbeitenden Oberfläche geneigt verlaufen. Aber auch hierbei ist dafür Sorge getragen, daß die in Längsrichtung der Zähne notwendige Verlagerung der Rotationsachse der Bearbeitungswerkzeuge mit einer wesentlich geringeren Geschwindigkeit durchge-The peen shape of the surface in the rounded transition area the teeth can now be given a surface roughness that takes into account the machining process used below four micrometers, e.g. two micrometers, it can be done by known methods, such as scraping, be achieved. In the context of the method according to the invention however, it is particularly advantageous that the surface treatment is carried out by grinding and / or polishing. It is there possible to achieve the desired surface roughness by means of an oscillating To achieve guidance of the corresponding grinding and / or polishing tool transversely to the longitudinal direction of the teeth. That The tool is in the longitudinal direction of the transition area reciprocated, as a result of which this longitudinal movement and the oscillating transverse movement are superimposed on each other. The longitudinal movement However, compared to the oscillating movement of the tool transversely to the longitudinal direction of the teeth, it has a significant effect lower frequency. According to the invention, another advantageous possibility of surface treatment consists in to use rotating grinding and / or polishing tools. The axis of rotation of such tools then extends expediently essentially in the longitudinal direction of the transition area to be machined. It can be compared to the one to be processed Sloping surface. But here, too, care is taken that the teeth in the longitudinal direction necessary displacement of the axis of rotation of the machining tools is carried out at a significantly lower speed

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führt wird, als die Umdrehungsgeschwindigkeit der Werkzeuge bemessen ist, so daß vorhandene Längsriefen im kerbempfindlichen Übergangsbereich zwischen den Zahnflanken und dem Zahngrund einwandfrei beseitigt werden.than the speed of rotation of the tools is dimensioned so that existing longitudinal grooves in the notch-sensitive transition area between the tooth flanks and the tooth base can be properly eliminated.

Nach der Erfindung können die an einem Zahnrad vorhandenen gerundeten Übergangsbereiche aufeinanderfolgend dem neuen Bearbeitungsverfahren unterworfen werden. Denkbar ist aber auch eine Bearbeitung, bei der zwei oder mehr Übergangsbereiche zur gleichen Zeit quer geschliffen und/oder quer poliert werden. In Abhängigkeit von der geometrischen Gestalt des jeweils zu bearbeitenden Zahnrades ist es darüber hinaus möglich, auch zwei zwischen zwei benachbarten Zahnflanken liegende gerundete Übergangsbereiche zur gleichen Zeit zu schleifen und/oder zu polieren.According to the invention, the rounded transition areas present on a gearwheel can successively use the new machining process be subjected. However, processing is also conceivable in which two or more transition areas be grinded crosswise and / or polished crosswise at the same time. Depending on the geometric shape of each machining gear, it is also possible to have two rounded teeth lying between two adjacent tooth flanks Grind and / or polish transition areas at the same time.

Im Rahmen der verfahrensmäßigen Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist schon angedeutet worden, daß das jeweils zur Anwendung gelangende Bearbeitungswerkzeug verschiedenartig gestaltet sein kann. Beispielsweise ist ein Feinschabewerkzeug denkbar, welches quer zur Längsrichtung des übergangsbersiehes oszillierend bewegt wird. Eine demgegenüber jedoch bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kennzeichnet sich durch mindestens ein rotierendes Bearbeitungswerkzeug, insbesondere Schleif- und/oder Polierwerkzeug, mit einer in Längsrichtung des gerundeten Übergangsbereiches hin- und herbewegbaren sowie mit Bezug auf dessen Oberfläche in ihrer Relativlage veränderbaren und feststellbaren Rotationsachse.In the context of the procedural solution of the invention The underlying task has already been indicated that the machining tool used in each case is different can be designed. For example, a fine scraping tool is conceivable, which transversely to the longitudinal direction of the transitional is moved in an oscillating manner. One on the other hand but preferred embodiment of a device for implementation of the method is characterized by at least one rotating machining tool, in particular grinding and / or Polishing tool, with a reciprocable in the longitudinal direction of the rounded transition area and with reference to it Surface in its relative position changeable and lockable axis of rotation.

Die Erfindung sieht ein sich quer zur Längsrichtung der Zähne drehendes Werkzeug vor, das hinsichtlich seiner geometrischen Gestalt der Kontur des gerundeten ÜbergangsbereichesThe invention provides a tool which rotates transversely to the longitudinal direction of the teeth and which, in terms of its geometric Shape of the contour of the rounded transition area

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angepaßt ist. Es kann z.B. ein fingerartiges Werkzeug Verwendung finden, welches bei zur Längsrichtung der Zähne geneigter Rotationsachse ohne Schwierigkeiten in die Zahnlücken eingeführt und dort hin und her bewegt werden kann. Die Veränderbarkeit der Relativlage der Rotationsachse mit Bezug auf die Oberfläche des Übergangsbereiches ist vorgesehen, um auch Zahnräder mit unterschiedlichen Profilen bearbeiten zu können, wie dies z.B. bei Zahnrädern mit Schrägverzahnungen der Fall ist. Die Einspannung des zu bearbeitenden Zahnrades kann horizontal oder vertikal erfolgen. Jedoch ist auch eine andere Bearbeitungslage des Zahnrades denkbar.is adapted. For example, a finger-like tool can be used, which is more inclined to the longitudinal direction of the teeth The axis of rotation can be introduced into the tooth gaps without difficulty and can be moved back and forth there. The changeability the relative position of the axis of rotation with respect to the surface of the transition area is provided to also To be able to process gears with different profiles, as is the case, for example, with gears with helical gears is. The gear to be machined can be clamped horizontally or vertically. However, there is also a different processing situation of the gear is conceivable.

Ein vorteilhaftes weiterbildendes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Lagergehäuse des Bearbeitungswerkzeuges am freien Ende einer mit Bezug auf die Längsachse eines Zahnes parallel und quer verschiebbaren sowie neigungsveränderbaren Halterung kardanisch angeschlagen ist. Durch diese Zuordnung des Bearbeitungswerkzeuges zu der Halterung bzw. durch die Verstellbarkeit der Halterung selber Iqann das Bearbeitungswerkzeug ohne Schwierigkeiten innerhalb von kurzer Zeit den jeweiligen durch Größe und Form vorgegebenen Voraussetzungen am Zahnrad angepaßt werden. Somit eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur für die rationelle Serienfertigung, sondern auch für die wirtschaftliche Bearbeitung von Spezialzahnrädern für Sondergetriebe.An advantageous further developing feature of the invention is that the bearing housing of the machining tool at the free end of a with respect to the longitudinal axis of a tooth parallel and transversely displaceable and changeable in inclination Bracket is gimbaled. By this assignment of the machining tool to the holder or by the Adjustability of the holder itself Iqann the machining tool without difficulty within a short time be adapted to the respective requirements given by size and shape on the gear. Thus, the invention is suitable Device not only for efficient series production, but also for economical machining of special gears for special gears.

Die Rotation sowie die verschiedenen Bewegungsabläufe des Bearbeitungswerkzeuges können mit Hilfe von elektrischen Antrieben und Getrieben eingeleitet und durchgeführt werden. Es sind auch mechanische Verstellvorrichtungen denkbar, mit denen die gewünschte Lage des Bearbeitungswerkzeuges zur Oberfläche des Übergangsbereiches eingestellt werden kann. Eine demgegenüber bevorzugte Ausführungsform kennzeichnet sich nach der Er-The rotation and the various motion sequences of the machining tool can be controlled with the help of electrical drives and transmissions are initiated and carried out. There are also mechanical adjustment devices conceivable with which the desired position of the machining tool to the surface of the transition area can be set. One on the other hand preferred embodiment is characterized according to the

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findung aber dadurch, daß die Halterung eine pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagbare Schubkolbeneinheit aufweist. Die Sehubkolbeneinheit dient zur Verlagerung des Bearbeitungswerkzeuges in Längsrichtung des gerundeten Übergangsbereiches. Das Zylindergehäuse ist zweckmäßigerweise kardanisch gelagert und demzufolge hinsichtlich seiner Längsachse frei einstellbar. Ihm kann eine Verlängerung zugeordnet werden. Am freien Ende der Kolbenstange kann das Lagergehäuse des Bearbeitungswerkzeuges dann ebenfalls kardanisch einstellbar befestigt sein.but invention in that the holder has a pneumatically or hydraulically actuated piston unit. the The lifting piston unit is used to move the machining tool in the longitudinal direction of the rounded transition area. The cylinder housing is expediently gimbaled and consequently freely adjustable with regard to its longitudinal axis. An extension can be assigned to him. At the free end of the Piston rod, the bearing housing of the machining tool can then also be attached in a gimbal-adjustable manner.

Ein vorteilhaftes weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Bearbeitungswerkzeug mindestens mittelbar federnd elastisch an den gerundeten Übergangsbereich andrückbar ist. Zu diesem Zweck kann eine fächerförmige Federnkombination vorgesehen sein, bei der eine mittlere ägfeder das Zylindergehäuse der Sehubkolbeneinheit um den kardanischen Lagerpunkt des Gehäuses gegen das Zahnrad zieht, wohingegen zwei seitlich der mittleren Zugfeder angeordnete Zugfedern das Bestreben haben, das Zylindergehäuse gegen die Zahnflanken zu ziehen. Nach Vorabeinstellung des Bearbeitungswerkzeuges auf die Profilform des Zahnrades übernehmen die Zugfedern die Aufgabe, das Bearbeitungswerkzeug mit der entsprechenden Andrückkraft im Übergangsbereich zu halten.Another advantageous feature of the invention is that the machining tool at least indirectly can be resiliently pressed against the rounded transition area. A fan-shaped combination of springs can be used for this purpose be provided, in which a central ägfeder the cylinder housing of the Sehubkolbeneinheit around the cardan bearing point of the housing pulls against the gear, whereas two tension springs arranged on the side of the central tension spring make the effort have to pull the cylinder housing against the tooth flanks. After pre-setting the processing tool on the profile shape of the gear is taken over by the tension springs, the machining tool with the corresponding pressing force to keep in the transition area.

Damit das Bearbeitungswerkzeug ohne Schwierigkeit an die verschiedenen Formen und Größen der zu bearbeitenden Zahnräder angepaßt werden kann, z.B. an Schrägverzahnungen oder an Kegelzahnräder, ist es gemäß der Erfindung empfehlenswert, daß mit Bezug auf den gerundeten Übergangsbereich die Halterung verstellbar und feststellbar angeordnet ist. Die Halterung, insbesondere die ihr zugeordnete Sehubkolbeneinheit, kann dann dabei mit ihrem kardanischen Lagerpunkt sowohl am Umfang des zu bearbeitenden Zahnrades entlang verstellt, als auch in Richtung aufSo that the machining tool can easily adapt to the different shapes and sizes of the gears to be machined can be adapted, e.g. to helical gears or bevel gears, it is recommended according to the invention that with With respect to the rounded transition area, the bracket is arranged to be adjustable and lockable. The bracket, in particular the Sehubkolbeneinheit assigned to it, can then with its cardan bearing point both on the circumference of the to be machined Adjusted along the gear, as well as in the direction of

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das Zahnrad zu bzw. von diesem weg verlagert werden. In diesem Zusammenhang kann es von Vorteil sein, daß die Relativlage der Halterung zum gerundeten Übergangsbereich durch eine pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagbare Schubkolbeneinheit beeinflußbar ist. Es sind aber auch elektrische oder mechanische Verstellvorrichtungen denkbar.the gear can be moved to or away from it. In this context, it can be advantageous that the relative position of the Bracket for the rounded transition area can be influenced by a pneumatically or hydraulically actuated piston unit is. However, electrical or mechanical adjustment devices are also conceivable.

Zwecks weiterer Erhöhung der Wirtschaftlichkeit kann es gemäß der Erfindung ferner von Vorteil sein, daß zwei oder mehr Bearbeitungswerkzeuge am Umfang des Zahnrades verteilt angeordnet sind.For the purpose of further increasing the economy, it can also be advantageous according to the invention that two or more machining tools are arranged distributed around the circumference of the gear.

Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, daß die verschiedenen Bearbeitungsvorgänge sowie das Einstellen der Halterung bzw. des Bearbeitungswerkzeuges auf den jeweilig zu bearbeitenden Übergangsbereich sowohl von Hand als auch automatisch erfolgt. Bei der automatischen Einstellung sorgen entsprechend ausgebildete getriebliche Einrichtungen dafür, daß das Bearbeitungswerkzeug oder die Bearbeitungswerkzeuge entsprechend den jeweiligen Anforderungen an das zu bearbeitende Zahnrad heran und von diesem wieder weg geführt werden.It is possible within the scope of the invention that the various machining operations and the adjustment of the holder or the processing tool is carried out both manually and automatically on the respective transition area to be processed. With the automatic setting, appropriately trained gear mechanisms ensure that the machining tool or the machining tools according to the respective requirements of the gear to be machined can be brought in and out of this again.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. Show it:

Pig. I ein teilweise geschnittenes geradverzahntes Stirnrad, eine Schleifvorrichtung sowie eine Arretier- und Teilvorrichtung in perspektivischer Darstellung im Schema;Pig. I a partially cut straight toothed spur gear, a grinding device and a Locking and part device in a perspective view in the scheme;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung der Fig. 1;FIG. 2 is a plan view of the arrangement of FIG. 1;

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Fig. 3 eine Seitenansicht der Schleifvorrichtung in mehreren Bearbeitungspositionen sowie das Stirnrad der Fig. 1 und 2 im vertikalen Querschnitt und3 shows a side view of the grinding device in several processing positions as well the spur gear of FIGS. 1 and 2 in vertical cross section and

Fig. 4 in der Frontalansicht ein schrägverzahntes Stirnrad mit einer entsprechend positionierten Schleifvorrichtung gemäß der Fig. 1.Fig. 4 in the front view of a helical toothed Spur gear with a correspondingly positioned grinding device according to FIG. 1.

Das geradverzahnte Stirnrad 1 der Fig. 1 bis 3 ist auf einer vertikalen Welle 2 befestigt, die zwecks Erhaltung der Zeichnungsübersichtlichkeit nur schematisch angedeutet ist. Die an einem nur angedeuteten Maschinenständer 3 gelagerte Welle ist über ein entsprechend ausgebildetes, jedoch nicht näher gezeichnetes Getriebe stufenlos oder stufenweise um ihre Mittellängsachse drehbar. Ferner kann die Welle quer zur Mittellängsachse in der horizontalen Ebene verlagerbar sein.The straight-toothed spur gear 1 of FIGS. 1 to 3 is on attached to a vertical shaft 2, which is only indicated schematically in order to maintain the clarity of the drawing. The one mounted on a machine stand 3, which is only hinted at Shaft is continuously or stepwise around theirs via a correspondingly designed, but not shown in detail gear Rotatable central longitudinal axis. Furthermore, the shaft can be displaceable transversely to the central longitudinal axis in the horizontal plane.

Auf dem Maschinenständer 3 sind ferner eine Teil- und eine Arretiervorrichtung 4 bzw. 5 angeordnet. Diese Vorrichtungen sind in den Fig. 1 und 2 durch Schubkolbeneinheiten veranschaulicht. Mit Hilfe des entsprechend den Pfeilen χ hin- und herbeweglichen Druckstückes 6 der Teilvorrichtung 4 kann das Zahnrad 1 um die Mittellängsachse stufenweise verdreht werden. Die gemäß den Pfeilen y hin- und herbewegliche Zentrierkappe 7 der Arretiervorrichtung 5 gewährleistet hingegen die Lagesicherung des Zahnrades nach dem Teilvorgang während der anschließenden Bearbeitung.A partial device and a locking device 4 and 5 are also arranged on the machine stand 3. These devices are illustrated in FIGS. 1 and 2 by push piston units. Can be moved to and fro according to the arrows χ Pressure piece 6 of the device part 4, the gear 1 can be rotated in steps about the central longitudinal axis. the The centering cap 7 of the locking device 5, which can be moved back and forth according to the arrows y, on the other hand, ensures that the position is secured of the gear after the dividing process during the subsequent machining.

Wie insbesondere die Fig. 1 und 3 zeigen, ist auf dem Maschinenständer 3 ferner eine Halterung 8 verstellbar angeordnet. Die Halterung weist eine Schubkolbeneinheit 9 auf, welche endseitig des Zylindergehäuses 10 kardanisch gelagert ist.As particularly FIGS. 1 and 3 show, is on the machine stand 3 furthermore a holder 8 is arranged to be adjustable. The holder has a thrust piston unit 9, which end of the cylinder housing 10 is gimbaled.

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Die kardanische Lagerung 11 ist an entsprechenden Führungen 12, 13 am Maschinenständer 3 in Umfangsrichtung des Zahnrades 1 und senkrecht dazu radial verstellbar und feststellbar. Das Zylindergehäuse 10 der Schubkolbeneinheit 9 wird.in ebenfalls kardanischer Anordnung von dem entsprechend ausgebildeten Endabschnitt 14 der Kolbenstange 15 einer etwa senkrecht zu der Schubkolbeneinheit 9 angeordneten weiteren Schubkolbeneinheit 16 umgriffen. Mit Hilfe dieser etwa horizontal liegendei Schubkolbeneinheit 16 kann die vertikale Schubkolbeneinheit 9 entsprechend den Pfeilen ζ auf das Zahnrad 1 zu bzw. von dem Zahnrad weg geschwenkt werden. Das Zylindergehäuse 17 der horizontalen Schubkolbeneinheit ist am Maschinenständer 3 schwenkbar befestigt.The cardan bearing 11 is on corresponding guides 12, 13 on the machine stand 3 in the circumferential direction of the gear 1 and radially adjustable and lockable perpendicular to it. The cylinder housing 10 of the thrust piston unit 9 is likewise cardanic arrangement of the correspondingly designed end portion 14 of the piston rod 15 an approximately perpendicular encompassed further thrust piston unit 16 arranged for thrust piston unit 9. With the help of this lying approximately horizontally The push piston unit 16 can move the vertical push piston unit 9 towards the gear 1 according to the arrows ζ or be pivoted away from the gear. The cylinder housing 17 of the horizontal thrust piston unit is on the machine stand 3 pivotally attached.

Zwischen dem oberen Ende des Zylindergehäuses 10 der vertikalen Schubkolbeneinheit 9 und entsprechenden Befestigungsmöglichkeiten 18 am Maschinenständer 3 sind drei etwa unter 45° fächerförmig zueinander versetzte Zugfedern 19» 20, 21 eingegliedert, welche die Schubkolbeneinheit 9 in einer einstellbaren Mittelstellung parallel zur Längsrichtung der Zahnradmittelachse halten (Fig. 1).Between the upper end of the cylinder housing 10 of the vertical thrust piston unit 9 and corresponding fastening options 18 on the machine stand 3, three are approximately below Tension springs 19 »20, 21 which are offset to one another in a fan-shaped manner and which move the thrust piston unit 9 in an adjustable manner are incorporated Hold the central position parallel to the longitudinal direction of the central axis of the gearwheel (Fig. 1).

Am freien Ende 22 der über eine Führungsstange 23 abgestützten, entsprechend den Pfeilen u hin- und herbeweglichen Kolbenstange 24 ist in kardanischer Anordnung das Lagergehäuse 25 für ein rotierendes fingerartiges Schleifwerkzeug befestigt. Die Rotationsachse 27 des Schleifwerkzeuges erstreckt sich etwa in Richtung der Zähne 28, jedoch geneigt zur Längsachse des Zahnrades 1. Das freie Ende des Schleifwerkzeuges liegt im Zahngrund 29 bzw. im Übergangsbereich 30 zwischen den Zahnflanken 31 und dem Zahngrund an. Durch entsprechende Beaufschlagung der vertikalen Schubkolbeneinheit wird das rotierende Bearbeitungswerkzeug 26 in LängsrichtungAt the free end 22 of the supported by a guide rod 23, The piston rod 24, which can be moved back and forth according to the arrows u, is the bearing housing in a cardanic arrangement 25 for a rotating finger-like grinding tool attached. The axis of rotation 27 of the grinding tool extends approximately in the direction of the teeth 28, but inclined to the longitudinal axis of the gear wheel 1. The free end of the grinding tool lies in the tooth base 29 or in the transition area 30 between the tooth flanks 31 and the tooth base. By applying appropriate pressure to the vertical piston unit the rotating machining tool 26 is in the longitudinal direction

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der Zähne hin und her bewegt, wodurch eine gleichmäßige Bearbeitung des gerundeten Übergangsbereiches quer i:ur Längsrichtung der Zähne durchgeführt werden kann.the teeth moves back and forth, creating an even machining of the rounded transition area across i: ur longitudinal direction of the teeth can be done.

In Fig. 2 ist ergänzend veranschaulicht, daß auch mehr als ein Werkzeug am Zahnrad angreifen kann. Es sind beispielsweise drei Schleifwerkzeuge 26 dargestellt, die zu gleicher Zeit die Bearbeitung wahrnehmen. Jedes Werkzeug ist dann endseitig einer Halterung 8 befestigt, wie sie in den Pig. I und 3 veranschaulicht ist.In Fig. 2 it is additionally illustrated that more than one tool can act on the gear. There are for example three grinding tools 26 are shown, which perceive the processing at the same time. Each tool is then one at the end Bracket 8 attached as it is in the Pig. I and 3 illustrated is.

In der Fig. 3 ist die Schleifvorrichtung der Fig. 1 in verschiedenen Betriebspositionen während des Schleifens des Zahnrades 1 dargestellt. In ausgezogenen Linien befindet sich die Vorrichtung an einem Ende des Zahnrades, während sie in gestrichelter Darstellung am anderen Ende liegt. Außerdem ist in gestrichelter Darstellung eine Position veranschaulicht, in der das Bearbeitungswerkzeug 26 durch die Schubkolbeneinheit 16 gegen die Rückstellkraft der Federn 19 bis 21 außer Eingriff mit dem Zahnrad 1 gebracht worden ist.In FIG. 3, the grinding device of FIG. 1 is in different operating positions during the grinding of the gear 1 shown. In solid lines there is the device at one end of the gear, while it is in dashed lines at the other end. In addition, in The dashed illustration illustrates a position in which the machining tool 26 is pushed by the thrust piston unit 16 has been brought out of engagement with the gear wheel 1 against the restoring force of the springs 19 to 21.

In der Fig. 4 ist die Bearbeitung eines Stirnrades 32 mit Schrägverzahnung veranschaulicht. Zu diesem Zweck wird die kardanische Lagerung 11 auf dem Maschinenständer 3 in den Führungen 12 (gemäß Fig. 1) entsprechend der Winkelstellung der Zähne 33 verlagert. Aufgrund der Zahngeometrie ist es ferner während der Bewegung des Bearbeitungswerkzeuges 26 entlang der Zähne notwendig, dessen Arbeitsstellung zu ändern. Die Zugfedern 19 und 21 halten dabei die Schubkolbeneinheit 9 in der Mittelstellung in Anlage mit dem zu bearbeitenden Bereich.4 shows the machining of a spur gear 32 illustrated with helical teeth. For this purpose, the cardan bearing 11 is on the machine stand 3 in the guides 12 (according to FIG. 1) shifted according to the angular position of the teeth 33. It is also due to the tooth geometry during the movement of the machining tool 26 along the teeth, it is necessary to change its working position. the Tension springs 19 and 21 hold the thrust piston unit 9 in the central position in contact with the area to be processed.

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Claims

DR.-ING. W. STUHLMANN - ÜIPL.-ING. R. WiLLERT DR.-ING. P. H. OfDTMANN Jahnel Getriebebau GmbH Hunseheidtstr. 100-116 463 Bochum patent claims:

1.; Process for increasing the tooth root strength by at least With regard to the tooth flanks hardened and / or highly tempered gears, in which the transition area from the tooth flanks is rounded to the respective adjacent tooth base, thereby characterized in that the fine shape of the rounded transition area (30) by a transverse to the longitudinal extension of the Teeth (28, 33) directed surface processing is generated.

2. The method according to claim 1, characterized in that the surface processing by grinding and / or polishing takes place.

3. Device for performing the method according to claim 1 or 2, characterized by at least one rotating machining tool (26), in particular sharpening and / or polishing tool, with a back and forth movable in the longitudinal direction of the rounded transition area (30) and with With respect to its surface, the axis of rotation (27) can be changed and locked in its relative position.

4. Apparatus according to claim 3 »characterized that the bearing housing (25) of the machining tool (26) at the free end (22) with reference to the longitudinal axis of a tooth (28, 33) parallel and transversely displaceable as well as adjustable inclination bracket (8) gimbaled is.

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ORIGINAL INSPECTED

_S that the holder (8), 5. The apparatus according to claim 4, characterized in that a pneumatically or hydraulically pressurizable thrust piston unit (9)

6. Apparatus according to claim 3 or 4 »characterized in that the machining tool (26) at least indirectly resilient (e.g. at 19 to 21) the rounded transition area (30) is andrüekfoar "

J. device according to claim 5 or H _"$ characterized in that the holder (8) is arranged adjustable and fixable with respect to the rounded transition region (30).

8 «Device according to claim * f, 5 or J _T characterized in that the relative position of the holder (8) to the rounded transition area (30) can be influenced by a pneumatically or hydraulically actuated piston unit (16).

9. Apparatus according to claim 3 or one of the following,

characterized in that two or more machining tools (26) on the circumference of the gearwheel (1) are arranged distributed.

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