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Verfahren zum
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Außen-Umfangs räumen von Synchronkörpern und ähnlichen Werkztücken
und Vorrichtung zur 3urchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Außen-Uinfangsräumen, dem sog. Topf- oder Tubusräumen von Synchronkörpern und
ähnlichen Werkstücken, die eine umlaufende oder unterbrochene Verzahnung und eine
oder mehrere Längsnuten an ihrem Außenumfang aufweisen, deren Außenfläche mittels
eines topfförigen Werkzeugs, das an seiner Innen-Feite mehrere konzentrische Schneiden
hintereinander aufweist, durch eine Relativbewegung zwischen diesem und dem Werkstück
geräumt wird. Ein solches Räumverfahren ist beispielsweise in der Patentanmeldung
P 2259 120.4-14 beschrieben.
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Bei derartigen Synchronkörpern ist ein möglichst geringer Flanken-Form-
und Richtungsfehler erwünscht. Deshalb ist am Ende des in P 2259 120.4-14 beschriebenen
Räumtopfs ein echlichtteil angeordnet, der vorzugsweise aus geschlossenen Schneidringen
und dazwischengelegten Führungsringen besteht, die das Werkstück an Teilen des Außenumfangs
führen, wodurch eine gute Flankenform erzeugt wird. Jeder Neu-Eingriff eines Schneidrirges
erzeugt jedoch gegen aas Werkstück tangential wirkende Abdrängkräfte, die sich wegen
der unvermeidlichen Flankenform- und Teilungsfehler und der ungleichen Schneidenabnützung
der Schneidringe nicht aufheben, sondern eine tangentiale Restkraftkomoonente und
damit ein Drehmoment auf das Werkstück ergeben, welches das werkstück samt seiner
Antriebsstange während der Räumbewegung verdreht. Dies führt zu Flankenrichtungsfehlern
der Zähne am Werkstück, die vorherrschend als Wellen- oder Zickzackzug beschrieben
werden müssen.
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Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe es möglich ist, Synchronkörper und ähnliche
Teile mit eng tolerierten Flanken- Form- und -Richtungsfehlern durch Topfräumen
herzustellen.
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Diese Aufgabe wird verfahrens technisch gemäß der Erfindung dadurch
gelöst, daß am werkstück mindestens eine Außen-Längsnut mit enger Rreitentoleranz
bearbeitet wird und das Werkstück in dieser Nut während des Frofilschlichtens mittels
einer durchgehenden Führungsleiste achsparallel mit engem Spiel geführt wird. Durch
diese Naßnahme ist die torsionsfedernde wirkung der Antriebsstange ausgeschaltet
und der Flankenrichtungsfehler nur noch von dem gering zu haltenden Spiel zwischen
Nut und Führungsleiste und dem radialen Spiel zwischen dem 1iierkstück und seiner
radialen Führung abhängig.
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Das Spiel zwischen Nut und Tut-Führungsleiste kann noch weiter eingeengt
und dadurch die Führung verbessert werden, wenn der Einfluß der Herstelltoleranz
sowohl des Werkzeugs, das dtie Nut fertigt - das vorzugsweise in den Schruppteil
des Räumtopfs einbezogen istals auch der Nut-Führungsleiste ausgeschaltet werden
kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Nutführungsleiste räumlich
vor dem Eingriff der Profil-Schlichtwerkzeuge an einer oder beiden Führungsfianken
mit wenigstens einer Räum-Kalibrierschneide ausgerüstet ist, deren Räummaß der Dicke
des anschließenden Führungsteils entspricht. In gleicher Anordnung kann erfindungsgemäß
auch ein Oberflächen-Verdichtungsteil angebracht sein, der die restliche Kalibrierung
übernimmt. Es ist auch möglich, die Räum-Kalibrierschneide mit dem Oberflächen-Verdichtungsteil
zu kombinieren. Mit jeder dieser LTaßnahmen ist eine im technischen Sinne "spielfreie
Führung' hergestellt. Die der Führung dienende kalibrierte Nut flanke muß nur aus
einem Teil der gesamten Nutflanke bestehen und wird vorzugsweise an einem möglichst
großen Radius angeordnet. Zur Erhöhung der Seitensteifigkeit kann die Führungsleiste
in den Frofilschneidringen und/oder in den dazwischen liegenden Führungsringen in
einer Paßnuz aufgenommen werden.
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Die Führungsleiste kann sowohl aus hochwertigem Werkzeugstahl, als
auch ganz oder teilweise aus Hartmetall bestehen. Auch sind gegen Verschleiß zusätzliche
Oberflächenbehandlungen wie Polieren, Nitrieren, Verchromen, aber auch die Anbringung
von Schmiernuten möglich.
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Zur Durchführung des Verfahrens geht die Erfindung von einer bekannten
Vorrichtung mit einem topfförmigen werkzeug aus, das an seiner Innenseite mehrere
vorzugsweise konzentrisch zur Werkzeugachse und in deren Richtung hintereinanderliegende
Räumsehneiden aufweist.
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Ferner besitzt diese VorriChtung eine Werkstückaufnahineeinrichtung,
e n / n w
vorzugsweise mit spanneinrichtung, und einen Werkstück
und Werkzeu in eine Relativoewegung versetzenclen Antrieb, der mechanisch oder hardraulisch
erfolgen kann. Entsprechend dem Innendurchmesser und der Länge des topf ist das
Werkstück mit der ierkstückaufnahmeeinrichtung auf einer langen Stange, genannt
Antriebsstange, -elagert. Eine solche Vorrichtung zeichnet slch dadurch aus, daß
das Werkzeug im Topf aus einer Schruppteil mit vorzugsweise in Längsrichtung Ueteiluen
Räumwerkzeugen, darunter auch wahlweise den Schrupp-und Kaiiorieiwerkzeg,en für
die Langsnuten, und einem Außenprofil-Schlichtteil mit vorzugsweise in rofllschneidringe
oder Profilschneidringsegmente. aufgeteilten Profil-Schlichtwerkzeugen besteht,
und daß innerhalb des Profilschlichtteils eine oder mehrere Führungsleisten angeordnet
sind, die das Werkstück durchgehend führen, und die zusätzlich die oben beschriebenen
Räum-falihrierschneiden und/oder Oberflächen-Verdichtungsteile tragen können. Diese
Führungsleisten werden am Anfang und am Ende des Außenprofil-Schlichtteils in geeignete
Aufnahmen eingesetzt; sie können jedoch auch zusätzlich oder allein in den Profilschneidringen
und/oder den dazwischenliegenden Führungsringen aufgenommen werden. in weiteres
erfindungsgemäßes Merkmal ist die Gestaltung der 3efestigung der Führungsleisten
so, daß sie aus dem Räumtopf entnommen werden können, ohne daß der Räumtopf dazu
geöffnet werden muß.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die in
der Zeichnung schematisch dargestellt ist.
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Bild 1 zeigt einen schematischen Axialschnitt , Bild 2 die Ansicht
einet typischen Synchronkörpers, Bild 3 zeigt einen Querschnitt A-B durch den Profil-Schlichtteil
des Räumtopfs, die Bilder 4 und 5 zeigen Führungsleisten in verschiedenen erfindungsgemäßen
Ausführungsvarianten.
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In Bild 1 ist mit 1 der Räumtopf und mit 2 die Halterung für ein Werkstück
3 bezeichnet. Bei den bekannten Maschinen wird üblicherweise das Werkstück 3 durch
den feststehenden Räumtopf 1 hindurchgedrückt. Das Werkstück 3 wird beispielsweise
mittels eines Spanndorns 4 in seiner Bearbeitungslage fixiert. Er sitze im Ausführungsbeispiel
an einer hydraulisch oder mechanisch angetriebenen Stange 5, die also in Richtung
des Doppelpfeils a, b beweglich ist. Zwischen Spanndorn 4 und Antriebsstange5 sind
die Werkstückaufnahme-.
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Führungen 13 auf einer Führungshülse 6 angeordnet.
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Der Räumtopf 1 besteht im wesentlichen als einem Gehäuse 7 und einem
stirnseitigen Deckel d. Innerhalb des Räumtopfs 1 sind in Schnittrichtung a hintereinander
mehrere doer den Unfang @eteilte Räumwerkzeuge 3 rit nach innen ragenden ohneiden
angeordnet. Diese Schruppräumverkzeuge arbeiten in Tiefenstaffelung, In Schnittrichtung
hinter den vehruppräumwerkzeugen 9 sind Schneidringe oder Schneidringsegmente lo
zum Profilschlichten angeordnet, welche die -ndbearbeitung des erzeugten Profils,
z.B. das Schlichten der Zähne und der übrigen oberfläche ermöglichen. Diese chlichträumschneidringe
arbeiten üblicherweise in Seitenstaffelung (Vollformschlichten).
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Den Schruppräumwerkzeugen 9 ist in £chnittrichtung eine Führungsbuchse
11 vorgeschaltet, die mit der Führungshülse 6 an der Stange 5 zusammenwirkt. Lediglich
an den Stellen, an denen das Werkstück 3 am Außenumfan nicht geräumt wird, kann
die Führungshülse 6 über den Umriß des Profils des werkstücks 3 hinausragen und
in der Führungsbuchse 11 geführt werden. Das Werkstück 3, auf dessen Außenfläche
14 beispielsweise eine Verzahnung angeräumt werden soll, wird mittels des Spanndorns
4 an der Antriebsstange 5 fixiert und mittels dieser in den Räumtopf 1 hineinbewegt.
Die Führungshülse 6 mit ihren Führungsflächen 13 gleitet in der Führungsbuchse 11,
wodurch das Werkstück 3 seine Führung beim Eintritt in den Räumtopf 1 erhält. Das
Werkstück 3 gelangt nach Passieren der Führungabuchse 11 in den Bereich einer weiteren
Buchse 16. Diese weist mehrere, beispielsweise drei um 1233 versetzte erkzeugIeisten
17 auf, die mit Hilfsschneiden 18 versehen sind, mittels deren Bezugsflächen an
der Außenfläche 14 des Werkstücks 3 angeräunt werden. Diese Bezugsflächen sind aufgrund
der Führung des llerk -stücks lagebestimmt, im Regelfall zentrisch zur Bohrung 15.
Hinter der Buchse 1s mit den Hilfsschneiden 18 sind die Schruppräumwerkzeuge 9 angeordnet,
zwischen welchen achsparallele Führungsflächen 19 in norm von Führungen 20 vorgesehen
sind, die mit den Werkzeugleisten 17 der Hilfsschneiden 18 fluchten. Die mittels
der Hilfsschneiden 18 auf der Außenfläche 14 des Werkstücks 3 angeräumten wezugsflächen
gleiten mithin nach Passieren der Hülse 16 an den Führungsflächen 19 der Führungen
20 entlang, so daß das Werkstück 3 während des Räumens direkt geführt wird.
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Sofern die Werkstück-Längsnuten am Außenumfang im Räumtopf mit geräumt
werden, dienen hierzu die Schruppräumwerkzeuge 23 in Tiefenstaffelung
und
die Schlienträumwerkzeuge 24, übicnerweise in Seitentaffelung. In die geräumte oder
zuvor bearbeitete-Nut greift während des Eingriffs der Profil-Schlichträumwerkzeuge
die Führungsleiste 25, die die Führung des Werkstücks bezüglich dessen Verdrehlage
übernimmt. Die ahrungsleiste wird von Aufnahmeteilen 26 und 27 in ihrer Lage gehalten,
sie kann aber auch zusätzlich oder allein in aen Profilschneidringen 10 ode den
Führungsringen 21 gehalten oder gestützt sein. Durch Entfernen der Befestigungsschrauben
28 kann die Führungsleiste 25 radial nach innen und anscnließend in Richtung b aus
dem Räumtopf entnommen werden.
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Sofern zum Räumen geschlossene Schneidringe 10 verwendet werden, sind
dort in der Regel die Führungsflächen 19 unterbrochen. Deshalb werden zwischen den
Schneidringen 10 in bekannter Weise Führungsrinse 21 angeordnet, die Führungsflächen
22 aufweisen, die den Merkmalen der Führungsflächen 19 entsprechen.
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Bild 4 zeigt eine Führungsleiste 25 in 2 Ansichten mit einer zusätzlichen
Kalibrier-Räumschneide 29.
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Bild 5 zeigt eine Führungsleiste 25 in 2 Ansichten mit der beispielsweisen
Anordnung eines zusätzlichen Oberlächen-Verdichtungsteils 30.