DE3512243C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fertigbearbeiten eines Zahnradrohlings nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-OS 27 11 282 bekannt. Dort hat das Zahn­ rad-Fertigbearbeitungswerkzeug die Form eines Zahnrads, das sich in Eingriff mit dem Zahnradrohling dreht. Die Achsen des Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeugs und des Zahnradrohlings verlaufen waagerecht übereinander, wobei das Zahnrad-Ferti­ gungsbearbeitungswerkzeug über dem Zahnradrohling angeordnet ist. Der Zahnradrohling ist auf einem horizontal bewegbaren Tisch gelagert, der eine Querbewegung zwischen Zahnradrohling und Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug gestattet, wobei aller­ dings in der Offenlegungsschrift offen gelassen ist, was genau unter "Querbewegung" zu verstehen ist.

Bei niedriger Drehzahl des Zahnrad­ rohlings ist die Arbeitsgeschwindigkeit dieser Vorrichtung verhältnismäßig klein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, die eine genaue gleichmäßige Fertig­ bearbeitung von Zahnradrohlingen unabhängig von der Breite der Zahnradrohlinge mit verhältnismäßig hoher Arbeitsgeschwindigkeit auch bei verhältnismäßig niedriger Dreh­ zahl der Zahnradrohlinge gestattet.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 angegeben.

Da ein wesentlicher Teil der Fertigbearbeitung des Zahnrad­ rohlings durch die Hin- und Herbewegung des Zahnrad-Fertig­ bearbeitungswerkzeugs erfolgt, kann sich der Zahnradrohling mit verhältnismäßig niedriger Drehzahl drehen, wird aber dennoch über die gesamte Länge seiner Zähne gleichmäßig fer­ tigbearbeitet. Dabei kann der Hub der Hin- und Herbewegung des Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkes unabhängig von der Breite des Zahnradrohlings erfolgen.

Das Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug kann zahnradförmig oder zahnstangenförmig sein und mit Rillen zum Schaben des Zahnradrohlings versehen sein, wie dies nach dem "Hand­ buch Verzahntechnik", 2. Auflage, Berlin 1981, S. 184/185, bekannt ist. Das Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug kann auch zum Schleifen des Zahnradrohlings mit abrasiven schleifkornbelegten Zahnoberflächen versehen sein, wie dies nach dem genannten Handbuch, Seite 211, 213 und 214 bekannt ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Zahnradrohling im Eingriff mit einem zahnradförmigen Fertigbearbeitungswerkzeug.

Fig. 2 zeigt ein zahnradförmiges Fertigbearbeitungswerk­ zeug mit Schabrillen.

Fig. 3 zeigt ein zahnradförmiges Fertigbearbeitungswerkzeug mit abrasiven schleifkornbelegten Zahnoberflächen.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3.

Fig. 5 zeigt schematisch den Aufbau einer Vorrichtung zum Antrieb von Zahnradrohling und Fertigbearbeitungswerkzeug.

Fig. 6 zeigt einen Zahnradrohling im Eingriff mit einem zahnstangenförmigen Fertigbearbeitungswerkzeug.

Fig. 7 zeigt ein zahnstangenförmiges Fertigbearbeitungs­ werkzeug mit Schabrillen.

Fig. 8 zeigt ein zahnstangenförmiges Fertigbearbeitungs­ werkzeug mit abrasiven schleifkornbelegten Zahnoberflächen.

Fig. 1 zeigt einen Zahnradrohling 1, der grob in Form eines Stirn-Zahnrades geschnitten und auf eine Aufnahme­ welle 2 gesetzt ist, die um ihre Achse 5 drehbar ist. Ein Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug 3 in Form eines Stirn- Zahnrades ist auf eine Werkzeugwelle 4 aufgesetzt, die um ihre sich parallel zu der Achse 5 der Aufnahmewelle 2 er­ streckende Achse 6 drehbar ist.

Zur Bearbeitung wird der Zahnradrohling 1 ohne Spiel in Eingriff mit dem Zahnrad-Fertigbearbeitungs­ werkzeug 3 gebracht. Dann werden die Aufnahmewelle 2 und die Werkzeugwelle 4 synchron zueinander um ihre Achsen 5, 6 gedreht; dabei wird das Zahnrad-Fertigbearbeitungs­ werkzeug 3 längs der Achse 6 in Richtungen, die durch den Doppelpfeil 7 angedeutet sind, hin- und herbewegt.

Wenn das Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug 3 axial über die Breite des Zahnradrohlings 1 hinweg hin- und herbewegt wird, werden die Zahnoberflächen des Zahnradrohlings 1 durch die Zahnoberflächen des Zahnrad-Fertigbearbeitungs­ werkzeugs 3 in den Richtungen ihrer Zahnlücken über ihre gesamte Zahnlänge fertigbearbeitet. Da kein Spiel zwischen dem Zahnradrohling 1 und dem Zahnrad-Fertigbearbeitungs­ werkzeug 3 besteht und beide synchron zueinander gedreht werden, stoßen ihre Zähne nicht gegeneinander. Daher wer­ den die Zähne des Zahnradrohlings 1 mit hoher Genauigkeit ohne Profilfehler im wesentlichen unabhängig von dem Grad ihres Ineinandergreifens mit den Zähnen des Zahnrad-Fertig­ bearbeitungswerkzeugs 3 und unabhängig von Veränderungen in der Zahnoberflächenkrümmung der Zähne des Zahnrad-Fer­ tigbearbeitungswerkzeugs 3 mit hoher Ausstoßrate fertig­ bearbeitet.

Die Drehzahlen des Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeugs 3 und des Zahnradrohlings 1 sind nicht durch eine geforder­ te Ausstoßrate festgelegt. Vielmehr kann auch bei niedrigen Drehzahlen durch passende Wahl der Geschindigkeit der axialen Hin- und Her­ bewegung der Zahnradrohling 1 rasch fertigbearbeitet wer­ den.

Da das Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug 3 und der Zahn­ radrohling 1 synchron zueinander angetrieben werden, kann das Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug 3 selbst dann weich in Eingriff mit dem Zahnradrohling 1 gebracht werden, wenn das Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug 3 axial bis außer Eingriff mit dem Zahnradrohling 1 hin- und herbewegt wird. Daher kann der Hub der Hin- und Herbewegung des Zahnrad- Fertigbearbeitungswerkzeugs 3 unabhängig von der Breite des Zahnradrohlings 1 gewählt werden.

Das Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug 3 kann in verschie­ dener Weise ausgebildet sein. In Fällen, in denen die Zahn­ oberflächen des Zahnradrohlings 1 relativ weich sind, kann das Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug 301 ähnlich einem Schab­ zahnrad, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, mit einer Vielzahl von Rillen 12 in den Zahnoberflächen 11 in Richtung der Zahnhöhen ausge­ bildet sein. In Fällen, in denen die Zahnoberflächen des Zahnradrohlings 1 relativ hart sind, beispielsweise bei gehärteten Zahnradrohlingen 1, kann ein Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug 302, wie in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigt, in Form eines metallischen, stirnzahnrad­ förmigen Trägers 13 von Zahnoberflächen 14 ausgebildet sein, auf denen eine ultraharte Schleifkornstruktur 15 mit einer Bindung 16 in einer einzigen, vorzugsweise durch Galvanisierung erzeug­ ten Schicht aufgebracht ist.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung 21, bei der die Werkzeugwelle 4 über einen Koppel­ lenker 22 mit einem Kurbelarm 23 verbunden ist. Die Werk­ zeugwelle 4, der Koppellenker 22 und der Kurbelarm 23 bilden einen Schieber-Kurbel-Mechanismus 24, der über in­ einandergreifende Zahnräder 25, 26 von einem Motor 27 angetrieben wird, um die Werkzeugwelle 4 längs ihrer Achse 5 hin- und herzubewegen.

Auf der Werkzeugwelle 4 sitzt ein Schneckenrad 32, das mit einer Schnecke 31 kämmt. Auf der Aufnahmewelle 2 sitzt ein Schneckenrad 34, das mit einer Schnecke 33 kämmt. Die Schnecken 31, 33 werden jeweils durch einen Schrittmotor 35 bzw. 36 gedreht. Der Motor 27 treibt einen Impulsgenera­ tor 37 an, der Impulse einem Impulsverteiler 38, beispiels­ weise einem Impulsratenmultiplizierer, zuführt. Der Impuls­ verteiler 38 verarbeitet die Impulse des Impulsgenerators 37 zu Synchronisierungsimpulsen für die Schrittmotoren 35, 36, um die Schrittmotoren 35, 36 synchron zueinander zu drehen.

Die Vorrichtung 21 dreht daher das Zahnrad-Fertigbearbei­ tungswerkzeug 3 und den Zahnradrohling 1 synchron zueinan­ der und bewegt synchron hierzu das Zahnrad-Fertigbear­ beitungswerkzeug 3 längs der Achse 6 der Werkzeugwelle 4 zum Fertigbearbeiten des Zahnradrohlings 1 hin und her.

Fig. 6 zeigt einen Zahnradrohling 1 in Form eines Stirn­ zahnrades auf einer Aufnahmewelle 2, die um ihre Achse 5 drehbar ist. Ein Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug 9 in Form einer Zahnstange ist an einem Werkzeugträger 41 be­ festigt und erstreckt sich in einer Richtung senkrecht zur Achse 5 der Aufnahmewelle 2, d. h. der Achse des Zahn­ radrohlings 1.

Der Zahnradrohling 1 wird ohne Spiel in Eingriff mit dem Zahnrad-Fertigbearbeitungs­ werkzeug 9 gebracht. Der Werkzeugträger 41 wird in den Richtungen der Pfeile 42 senkrecht zur Achse 5 hin- und herbewegt. Gleichzeitig wird das Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug 9 in den Richtungen des Doppelpfeils 43 parallel zu der Achse 5 hin- und herbewegt. Der Zahnradrohling 1 wird daher im wesentlichen in gleicher Weise wie nach dem Ausführungs­ beispiel der Fig. 1 fertigbearbeitet.

In Fällen, in denen die Zahnoberflächen des Zahnradroh­ lings 1 relativ weich sind, kann ein Zahnrad-Fertigbear­ beitungswerkzeug 901, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, benutzt werden, das eine Vielzahl von Rillen 52 in Richtung der Höhe von Zahnoberflächen 51 aufweist. In Fällen, in denen die Zahnoberflächen des Zahnradrohlings relativ hart sind, wie bei gehärteten Zähnen, kann ein Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug 902, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, verwendet werden. Das Zahnrad-Fertigbearbei­ tungswerkzeug 902 besteht aus einem metallischen Träger 53 von Zahnoberflächen 54, die je durch Galvanisierung mit einer einzigen Schicht aus einer ultraharten Schleifkorn­ struktur 55, beispielsweise aus Diamant oder aus kubischem Bornitrid, bedeckt sind.

Wenn auch in den gezeigten Ausführungsbeispielen nur das Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug 3, 301, 302; 9, 901, 902 hin- und herbewegt wird, um den Zahnradrohling 1 fertig­ zubearbeiten, so kann doch auch ausschließlich der Zahnrad­ rohling 1 hin- und herbewegt werden, oder es können sowohl das Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug 3, 301, 302; 9, 901, 902 als auch der Zahnradrohling 1 hin- und herbewegt werden.

Die Vorrichtung kann auch zur Fertigbearbeitung von schrägverzahnten Zahnrädern angewendet werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Fertigbearbeiten eines Zahnradrohlings mit einer von einem ersten Motor (35) angetriebenen Werk­ zeugwelle (4) für ein Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug, mit einer von einem zweiten Motor (36) angetriebenen Aufnahmewelle (2) für den Zahnradrohling (1) und mit einer den Lauf der beiden Motoren (35, 36) synchro­ nisierenden Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Motor (27) zum Hin- und Herbewegen der Werk­ zeugwelle (4) relativ zur Aufnahmewelle (2) für den Zahn­ radrohling (1) in Richtung der Zahnlücke des Zahnradroh­ lings (1) über einen Kurbeltrieb (24) vorgesehen ist und daß dieser dritte Motor (27) einen Impulsgene­ rator (37) antreibt, der über einen Impuls­ verteiler (38) den als Schrittmotor ausgebildeten ersten Motor (35) und den als Schrittmotor ausgebildeten zweiten Motor (36) antreibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug (3, 301, 302) die Form eines Zahnrads hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug (9, 901, 902) die Form einer Zahnstange hat.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug (301; 901) Zahnoberflächen (11; 51) hat, die eine Vielzahl von sich in Richtung der Zahnhöhenausdehnung erstreckenden Rillen (12; 52) aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zahnrad-Fertigbearbeitungswerkzeug (302; 902) Zahnoberflächen (14; 54) hat, auf denen eine ultraharte Schleifkornstruktur (15; 55) mit einer einzigen, vorzugs­ weise durch Galvanisierung erzeugten Schicht aufgebracht ist.