DE3346189C1

DE3346189C1 - Abrichtwerkzeug zum Abrichten von abrasiven zahnradartigen Feinbearbeitungswerkzeugen

Info

Publication number: DE3346189C1
Application number: DE3346189A
Authority: DE
Inventors: Manfred 8031 Puchheim Erhardt; Herbert 8250 Dorfen Loos
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Hurth Maschinen und Werkzeuge 8000 Muenchen GmbH
Priority date: 1983-12-21
Filing date: 1983-12-21
Publication date: 1985-06-13
Also published as: IT1179190B; FR2556999A1; JPS60135177A; GB2151521B; GB2151521A; JPS6327151B2; GB8428207D0; IT8448358A0; US4677962A

Description

Die Erfindung betrifft ein Abrichtwerkzeug entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dabei soll sowohl beim Abrichtwerkzeug als auch beim Feinbearbeitungswerkzeug unter »zahnradartig« auch »schneckenförmig« od. dgl., d. h. also Verzahnungen jeder Art verstanden werden und unter »abrasiv« ist »keine einheitlich gerichteten Schneidkanten aufweisend« zu verstehen.

Es sind zahnradartige Werkzeuge für das Feinbearbeiten von Zahnrädern bekannt, die aus in einem Bindemittel eingebetteten, extrem harten Schleifkörnern bspw. aus kubischem Bornitrid (CBN) bestehen oder aus einem verzahnten metallischen Grundkörper, dessen Zahnflanken mit solchen in einem Bindemittel eingebetteten Schleifkörnern belegt sind. Diese Werkzeuge sind einem gewissen Verschleiß unterworfen und müssen von Zeit zu Zeit abgerichtet werden, um wieder ihr ursprüngliches Profil zu bekommen. Die dafür verwendeten Abrichtwerkzeuge bestehen in der Regel aus einem verzahnten metallischen Grundkörper mit einer Beschichtung aus ebensolchen in einem Bindemittel eingebetteten Schleifkörnern, z. B. Diamantkörnern. Die Abrichtwerkzeuge erhalten vielfach dieselben Abmessungen wie die von den abzurichtenden Feinbearbeitungswerkzeugen bearbeiteten Zahnräder, weil damit ein Umrüsten der Maschine für das Abrichten entfällt: die Abrichtwerkzeuge werden den Feinbearbeitungswerkzeugen anstelle der Zahnräder zugeführt und nach dem Abrichten wieder entnommen.

Insbesondere bei Verzahnungen mit kleinem Modul bereitet das gleichmäßige Beschichten mit den Schleifkörnern jedoch mitunter erhebliche Schwierigkeiten, da eine galvanische oder auch andere Behandlung in den

ίο engen Zahnlücken vielfach nur mangelhafte Ergebnisse bringt. Die Ursache dafür ist in den eng nebeneinander liegenden Zahnflanken einer Zahnlücke zu suchen, wodurch die Schleifkörner beim Beschichtungsvorgang abgelenkt werden.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein zahnradartiges Abrichtwerkzeug der genannten Art zu schaffen, bei dem die geschilderten Schwierigkeiten beim Beschichten nicht auftreten.

Die Lösung dieser Aufgabe soll noch — soweit das gleichzeitig möglich ist — die Lösung eines anderen Problems ermöglichen, das bei derartigen Abrichtwerkzeugen auftritt, nämlich den enormen Zeitaufwand für das Schleifen der Zahnflanken zu verringern. Im Interesse des Arbeitsergebnisse beim Feinbearbeiten muß das Feinbearbeitungswerkzeug innerhalb enger Grenzen formgenau sein. Das ist aber nur mit einem hochgenauen Abrichtwerkzeug erreichbar. Die mit den angegebenen Schleifkörnern beschichteten Abrichtwerkzeuge müssen deshalb mit einer Diamantschleifscheibe geschliffen werden. Der dabei erreichbare Abtrag am Abrichtwerkzeug ist jedoch nur sehr gering, woraus sich der hohe Zeitaufwand beim Schleifen derartige Abrichtwerkzeuge ergibt.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Abrichtwerkzeug vorgeschlagen, das das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1, 2 oder 3 aufweist. Mit der so erzielten Verbreiterung der Zahnlücken wird das Beschichten mit den Schleifkörnern auch bei Verzahnungen mit kleinem Modul zumindest erleichtert, in den meisten Fällen ist aber ein problemloses, gleichmäßiges Beschichten möglich.

Das die Lücke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen bei einem zahnradartigen Schleifwerkzeug breiter sein kann als bei einem vergleichbaren Zahnrad mit im übrigen gleichen Verzahnungsdaten, ist bereits aus der GB-PS 9 08 885 bekannt. Hier handelt es sich aber um ein Honrad, dessen Zähne ganz aus in einem Trägermaterial eingebetteten Schleifkörnern bestehen, wobei die Verbreiterung der Zahnlücken dort jedoch nur die Folge der Abnutzung der Zähne an ihren Flanken ist und somit nicht — wie bei der vorliegenden Erfindung — dem Neuzustand des Werkzeuges entspricht. Zu der vorliegenden Erfindung führt das bekannte Werkzeug daher nicht.

Das Abrichtwerkzeug nach dem Anspruch 1 ist nur in einer Drehrichtung einsetzbar, kann also immer nur wahlweise die linken oder rechten Flanken des abzurichtenden Werkzeugs abrichten. Zum Abrichten der anderen Flanken muß das Abrichtwerkzeug gedreht werden. Bei den Ansprüchen 2 und 3 sind mit dem Entfernen von »mindestens jedem zweiten Zahn« — bei fortlaufender Nummerierung der Zähne — die Zähne 2, 4,6,8... gemeint oder die Zähne 2,3; 5,6; 8,9... oder 2, 3, 4; 6, 7, 8; 10,11,12;... usw. Wenn nur jeder 2. Zahn entfernt ist, sind die Zahnlücken am Abrichtwerkzeug etwa 3 mal so breit wie bei einem vergleichbaren Zahnrad mit im übrigen gleichen Verzahnungsdaten. Damit entfallen die bekannten Probleme beim Beschichten.

Gleichzeitig wird die für das Schleifen erforderliche Zeit um etwa 50% verringert, wie übrigens auch bei dem Abrichtwerkzeug nach Anspruch 1. Wenn mehr Zähne entfernt werden, verringert sich die Schleifzeit entsprechend noch mehr. Dabei fällt der aufgrund der verringerten Zähnezahl erforderliche zeitliche Mehraufwand beim Abrichten nicht so stark ins Gewicht. Im Extremfalle kann das Abrichtwerkzeug nur einen Zahn aufweisen. Ein Abrichtwerkzeug mit nur einem Zahn ist allerdings an sich bereits aus der DE-OS 25 33 301 bekannt. Dort ist über die Abrichtzahnflanken ein mit Diamantkorn beschichtetes Band gespannt, wobei bei dieser Ausführung die mit der vorliegenden Erfindung zu beseitigenden Probleme nicht auftreten.

Wenn aufgrund einer ungeraden Zähnezahl, insbesondere einer einer Primzahl entsprechenden Zähnezahl, keine regelmäßige Anordnung der verbleibenden Zähne möglich ist, ist die Anwendung des Kennzeichens des Anspruchs 3 zweckmäßig. Damit wird nämlich erreicht, daß die Anzahl der linken und der rechten Flanken auf dem Werkzeug gleich ist, was für einen gleichmäßigen Materialabtrag vom abzurichtenden Feinbearbeitungswerkzeug pro Zeiteinheit vorteilhaft ist.

Die die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 2 und 3 aufweisenden Abrichtwerkzeuge können allerdings nur auf solchen Maschinen sinnvoll eingesetzt werden, bei denen das abzurichtende Feinbearbeitungswerkzeug mit dem von ihm zu bearbeitenden Werkstück in irgendeiner Weise gekuppelt ist, z. B. über Leiträder oder eine elektrische Welle. Um sie auch für Maschinen mit einfacher Mitnahme durch die Verzahnung von Feinbearbeitungswerkzeug und Werkstück verwendbar zu machen, ist die Ausgestaltung mit dem Kennzeichen von Anspruch 4 zu empfehlen; eine Weiterbildung mit den Kennzeichen des Anspruchs 5 ist zweckmäßig. Die Führungsräder können als schmale verzahnte Scheiben neben dem eigentlichen Abrichtwerkzeug angebracht sein. Die Einrichtung zum Dreheinstellen ermöglichtes, die linke Flanke des einen Füh-J rungsrades der lirteiFlanke des Abrichtwerkzeugs und f" die rechte Flanke des anderen Führungsrades der rechten Flanke des Abrichtwerkzeugs zuzuordnen. Wenn der Grundkörper im Bereich der entfernten Zähne zurückgesetzt ist, können die Führungsräder mit nur den den am Abrichtwerkzeug entfernten Zähnen entsprechenden Zähnen ausgeführt sein, die dann — in Umfangsrichtung gesehen — den Zähnen des Abrichtwerkzeugs unmittelbar folgen. Bei dieser Ausführung benötigen die Führungsräder keinen zusätzlichen Platz neben dem eigentlichen Abrichtwerkzeug, sondern sind voll darin integriert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele beschrieben, die in den F i g. 1 bis 10 dargestellt sind. Es zeigt

F i g. 1 ein Abrichtwerkzeug, von dessen Zähnen jeweils eine Flanke entfernt ist,

F i g. 2 und 3 Abrichtwerkzeuge mit auf unterschiedliche Weise durch Entfernen von Zähnen verbreiterten Zahnlücken,

F i g. 4 ein Abrichtwerkzeug mit eingesetztem Zahn im Längsschnitt,

F i g. 5 den Schnitt V-V aus F i g. 4,

F i g. 6 in einer Ansicht ein Abrichtwerkzeug mit zwei Führungsrädern,

F i g. 7 den Schnitt VII-VII aus F i g. 6,

F i g. 8 die Ansicht einer anderen Ausführung des Abrichtwerkzeugs nach den F.i g. 6 und 7 und

F i g. 9 den Schnitt IX-IX aus F i g. 8.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Abrichtwerkzeug 11 sind die linken Flanken 14 aller Zähne 12 eines verzahnten metallischen Grundkörper 13 entfernt und nur die rechten Flanken 15 sind mit einer Beschichtung 6 aus extrem harten Schleifkörnern, z. B. Diamantkörnern, versehen. Die Beschichtung 6 kann wegen des größeren Abstandes zwischen den die Zahnlücken 17 begrenzenden Zähnen 12 gleichmäßiger aufgebracht werden als bei einem Abrichtwerkzeug mit sonst gleichen Verzahnungsdaten. Von dem mit dem Abrichtwerkzeug 11 abzurichtenden Feinbearbeitungswerkzeug 9 sind nur einige Zähne dargestellt. Das so gestaltete Abrichtwerkzeug 11 kann nur mit den Flanken 18 des abzurichtenden Feinbearbeitungswerkzeugs 9 zusammenwirken.

Zum Abrichten der gegenüberliegenden Flanken 19 muß das Abrichtwerkzeug 11 gewendet werden. Diese Stellung ist mit 11' angedeutet.

Eine andere Art, breitere Zahnlücken zu schaffen, zeigt Fig.2. Von einem verzahnten metallischen Grundkörper 23 eines Abrichtwerkzeugs 21 ist jeder zweite Zahn 22' entfernt. Dadurch erhalten die zwischen den verbleibenden Zähnen 22 befindlichen Zahnlücken 27 gegenüber der normalen Verzahnung die annähernd 3fache Breite. Das Aufbringen der Beschichtung 6 auf die ganz freistehenden Zahnflanken 24,25 läßt sich hier problemlos durchführen. Es können auch noch mehr Zähne entfernt werden, so daß z. B. nur jeder dritte, vierte usw. Zahn 22 oder im Extremfalle überhaupt nur noch ein Zahn der Verzahnung des metallischen Grundkörpers verbleibt. Dadurch kann die für das Schleifen der Hartstoffbeschichtung erforderliche Zeit ganz erheblich gesenkt werden.

Wenn die Zähnezahl eine gleichmäßige Verteilung der verbleibenden Zähne 22 nicht erlaubt, können auch zwei »halbe« Zähne 28,29 vorgesehen werden (F i g. 3). Es soll nämlich vermieden werden, daß das Abrichtjvgrkzeug eine unterschiedliche Anzahl von linken 24 „und richten Zshnflanksn 25 aufweist.

Um die etwas umständliche Herstellung eines mit nur wenigen oder gar nur mit einem Zahn versehenen Grundkörpers zu erleichtern können, wie in den F i g. 4 und 5 gezeigt, die Zähne 42 auch in einen Grundkörper 43 formschlüssig eingesetzt werden. Das Herstellen des Formschlusses kann dabei mittels bekannter Profile,

z. B. eines T-Profiles 48 oder eines anders geformten Profils, in einer entsprechend geformten Nut des Grundkörpers 43 und seitlich aufgesetzter Sicherungsscheiben 49 erfolgen. Zum Beschichten brauchen dann nur die Zähne 42 behandelt zu werden, an denen nur die Seitenflächen und das Profil 48 abgedeckt werden müssen, während bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel jeweils das ganze Abrichtwerkzeug 11,21 zum Beschichten gegeben werden muß, wobei große Flächen abgedeckt werden müssen, um den teuren Belag nicht auch auf solche Stellen zu bekommen, wo er nicht gebraucht wird. Das so erhaltene Abrichtwerkzeug 41 kann in gleicher Weise eingesetzt werden, wie die vorher beschriebenen.

Die Abrichtwerkzeuge 21 und 41 lassen sich jedoch nur auf solchen Maschinen anwenden, bei denen eine Zwangsführung zwischen der Werkzeug- und der Werkstückspindel gegeben ist, da die entfernten bzw. fehlenden Zähne eine Eingriffsmitnahme zwischen Abrichtwerkzeug 21 bzw. 41 und abzurichtendem Feinbearbeitungswerkzeug 9 verhindern. Um dem zu begegnen sind in den F i g. 6 und 7 bzw. 8 und 9 zwei Ausführungsbeispiele gezeigt von Abrichtwerkzeugen 51 und 61 ähnlich den Werkzeugen 21 und 41, mit denen eine

Eingriffsmitnahme möglich ist. Das Abrichtwerkzeug 51 gleicht in seinem Aufbau, d. h. in der Anordnung seiner beschichteten Zähne 22, dem Abrichtwerkzeug 21. Zusätzlich sind koaxial zum Grundkörper 23 seitlich schmale Führungsräder 58,59 angebracht, die gegeneinander und gegenüber dem Grundkörper 23 dreheinstellbar sind. Damit können z. B. die linken Flanken 54 des Führungsrades 58 deckungsgleich mit den beschichteten linken Flanken 24 des Grundkörpers 23 und die rechten Flanken 55 des Führungsrades 59 deckungsgleich mit den beschichteten Flanken 25 des Grundkörpers 23 eingestellt werden. Diese Einstellbarkeit läßt größere Fertigungstoleranzen an den Führungsrädern 58, 59 zu und ermöglicht außerdem ein Nachstellen, wenn ihre Zähne 52 beim Abwälzen mit den abrasiven Flanken des abzuziehenden Feinbearbeitungswerkzeugs 9 abgenutzt sind.

Die um die Dicke der Führungsräder 58, 59 vergrößerte Breite des Abrichtwerkzeugs 51 kann in einigen Fällen zu Problemen führen, nämlich dann, wenn kein einwandfreier Eingriff der Führungsräder 58, 59 in das abzuziehende Feinbearbeitungswerkzeug 9 gegeben ist. In diesem Fällen ist die Ausführung nach F i g. 8 und 9 zu bevorzugen. Das dortige Abrichtwerkzeug 61 gleicht wieder dem Abrichtwerkzeug 21, jedoch ist der hier mit 63 bezeichnete Grundkörper mit seitlichen Ausnehmungen versehen, in die Führungsräder 68,69 eingelegt sind. Die Führungsräder 68, 69 haben nur solche Zähne 62, die den am Grundkörper 63 entfernten Zähnen 22' entsprechen. Die äußeren Stirnseiten der Führungsräder 68, 69 decken sich mit denen der Zähne 22, so daß die Breite des Abrichtwerkzeugs 61 trotz der Führungsräder 68,69 nicht größer ist als die des Abrichtwerkzeugs 21.

Wenn die Führungsräder 58, 59; 68, §9 bei einem Abrichtwerkzeug 41 mit eingesetzten Zähnen verwendet werden sollen, dann können sie außerdem die sonst vorgesehenen Sicherungsscheiben 49 ersetzen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

50

60

Claims

Patentansprüche:

1. Abrichtwerkzeug zum Abrichten von abrasiven zahnradartigen Feinbearbeitungswerkzeugen, mit einem metallischen, zahnradartig ausgebildeten Grundkörper, dessen Zahnflanken mit extrem harten Schleifkörnern insbesondere aus Diamant oder kubischen Bornitrid beschichtet sind und bei dem die Lücke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen breiter ist als bei einem vergleichbaren Zahnrad mit im übrigen gleichen Verzahnungsdaten, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (12) des Grundkörpers (13) auf der jeweils gleichen Seite zurückgesetzt sind, derart, daß nur auf der jeweils anderen Seite die normale Zahnflanke (15) verbleibt.

2. Abrichtwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens jeder zweite Zahn (22') des metallischen Grundkörpers (23) entfernt ist.

3. Abrichtwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei ungerader Zähnezahl des metallischen Grundkörpers (23) an einer Stelle von zwei aufeinanderfolgenden Zähnen (28,29) nur deren einander abgewandte Flanken (24,25) beschichtet sind und im übrigen jeder zweite Zahn (22') des metallischen Grundkörpers (23) entfernt ist.

4. Abrichtwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch mindestens ein in Achsrichtung neben dem Grundkörper (13,23) angeordnetes und mit diesem winkeleinstellbar verbundenes Führungsrad (58, 59, 68, 69), das ebenfalls mit dem abzurichtenden Feinbearbeitungswerkzeug (9) in Eingriff bringbar ist.

5. Abrichtwerkzeug nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrad bzw. die Führungsräder (68, 69) nur die Zähne (62) aufweist bzw. aufweisen, die den am Grundkörper (23) fehlenden Zähnen (22') entsprechen.