DE3528056C1 - Elektrodenanordnung fuer das elektrochemische Metallabtrageverfahren (ECM-Verfahren) zur Herstellung einer Verzahnung - Google Patents

Description

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schaft, die der Isolierstoffring aufweisen muß, ist die, daß nen 11 anlegen könnte oder der Isolierstoff ring an den seine Umlauf kanten scharfkantig sind, zumindest an der Stellen 12 mit einer Anfasung versehen sein müßte, was zu den Zähnen weisenden Seite. Es hat sich gezeigt, daß beides zu einer mangelhaften Verzahnung führen würbei Ringen, die gebrochene Umlaufkanten besitzen, der de. Die sich an die Kronen 11 der Verzahnung anlegen-Elektrolytfluß gestört ist, so daß unzureichende Ergeb- 5 de Fläche 13 des Abdeckrings 5 ist in Radialrichtung auf nisse die Folge sind. Der Isolierstoffring hat außer dem eine gemittelte Rauhtiefe R_z = 6,3 μπι oder besser geSchutz der entstehenden Zahnkronen auch noch weite- schliffen, da ebenfalls ohne einen solchen Schliff eine re Funktionen zu erfüllen: er stützt einmal den Fuß der befriedigende Qualität der Kronen der entstandenen Zungen ab und erhöht damit die mechanische Stabilität Zähne nicht erreicht werden kann, der Elektrode, zum anderen führt er den Elektrolyten io Die in F i g. 1 als Muster dargestellte Nabe hat einen gezielt an die Bearbeitungsstelle heran. Ferner verrin- Kopfkreisdurchmesser der Verzahnung von 72 mm und gert er den Elektrolytdurchfluß, was zu einer geringeren 96 Zähne. Die Zahnbreite beträgt 1 ±0,1 mm, die Zahn-Pumpenleistung für die Elektrolytversorgung und damit lückenbreite beträgt 1,35 ±0,1 mm und die Verzahzu einer Energieersparnis führt. Wichtig wegen der nungstiefe beträgt l,5t?<?? mm. Der Radius am Über-Elektrolytführung ist, wie eben erwähnt, daß die Um- 15 gang von den Zahnflanken in die Zahnkronen beträgt laufkanten des Isolierstoffringes an der zu den Kronen 0,15 mm mit einem maximalen Fehler von +0,1 mm. der Zähne zeigenden Seite scharfkantig sind. Der Zahnfolgefehler beläuft sich auf maximal 0,02 mm

Es hat sich ferner gezeigt, daß die Senkgeschwindig- und der Mittenversatz der Zähne auf maximal 0,1 mm. keit ganz erheblich gesteigert werden kann, wenn der in Derartig genaue Stirnverzahnungen sind mit den bisher das zu bearbeitende Werkstück einzusenkende Teil der 20 bekannten Elektrodenanordnungen nicht erreichbar. Zungen aus der zur Einsenkrichtung senkrechten Ebene Die erfindungsgemäße Elektrodenanordnung eignet

um 30 bis 45 Grad nach hinten abgebogen ist. Bei der sich nicht nur zur Herstellung von Verzahnungen mit Abbiegung wird deshalb nur der einzusenkende Teil der parallelen Zahnflanken, sondern auch zur Herstellung Zungen abgebogen, da ansonsten der Isolierstoffring von Verzahnungen mit beliebigen Zahnquerschnitten mit einer Fase versehen werden müßte, die aber, wie 25 z. B. Trapez oder Evolventen. Wird die Elektrodenangesagt, nicht vorhanden sein darf. Ordnung während des Senkens gleichzeitig einer Dreh-Anhand der Figuren wird die erfindungsgemäße Elek- bewegung unterworfen, so lassen sich auch schraubentrodenanordnung teilweise schematisch dargestellt. Es förmige Zahnprofile herstellen.

zeigt

F i g. 1 einen Rotor mit einer Außenverzahnung, 30 Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

F i g. 2 eine Blechelektrode mit Zungen zur Herstellung dieser Verzahnung und

F i g. 3 stark vergrößert einen diametralen Teilschnitt durch eine in einen Elektrodenhalter eingebaute Senkelektrode nebst zugehörigem Isolierstoffring und den Körper, in dem durch Senken die Verzahnung erzeugt werden soll.

In F i g. 3 erkennt man die in F i g. 2 dargestellte Elektrode 1, eingeklemmt zwischen dem Elektrodenhalter 2 und einem darauf aufgeschraubten Haltering 3. Der Elektrodenhalter ist mit einer Ausnehmung 4 versehen, in der der aus zwei Halbschalen bestehende Isolierstoffring 5 beweglich angeordnet ist. Der Isolierstoffring 5 wird mittels der Feder 6 nach innen gedruckt. Das zu bearbeitende Werkstück 7 ist der Rohling für den in F i g. 1 gezeigten Rotor mit Außenverzahnung. Beim elektrochemischen Senken wird die Elektrodenanordnung in Pfeilrichtung bewegt und am Rand des Werkstücks 7 wird durch die eindringenden Zungen 8 der Elektrode 1 die im Werkstück 7 durch die gestrichelte Linie 9 dargestellte Verzahnung erzeugt. Die Länge der Zunge 8 ist so bemessen, daß beim Einsenken der Zungen in das Werkstück 7 zwischen dem Zungengrund 10 und der Krone 11 der entstehenden Zähne ein Spalt von etwa 1 bis 2 mm besteht. Beim Einsenken legt sich der Isolierstoffring 5 an die Kronen der entstehenden Zähne 11 an. Der Innenradius des Isolierstoffrings ist so bemessen, daß eine maximale Abweichung von 0,01 mm von dem Kopfkreisdurchmesser der Verzahnung 11 in dem Werkstück 7 auftritt. Die Umlaufkanten 12 des Isolier-Stoffrings müssen scharfkantig sein, um ein ordnungsgemäßes Funktionieren der Anordnung zu gewährleisten. Weiterhin ist ersichtlich, daß die Zungen 8 in dem Bereich, in dem sie in das Werkstück 7 eindringen, aus der zur Einsenkrichtung senkrechten Ebene um 30 bis Grad nach hinten abgebogen sind. Dieses Abbiegen darf erst an dem einzusenkenden Teil der Zungen erfolgen, da sich sonst der Isolierstoffring nicht an die Kro-

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Claims (2)

1 2 sich hochpräzise Verzahnungen auf dem Umfang einer Patentansprüche: Hohlwelle oder dergleichen herstellen lassen. Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprü-

1. Elektrodenanordnung für das elektrochemische chen beschriebene Elektrodenanordnung gelöst. Metallabtrageverfahren (ECM-Verfahren) zur Her- 5 Ausgehend von einer Elektrodenanordnung für das stellung einer Verzahnung, bestehend aus einem sich elektrochemische Metallabtrageverfahren (ECM-Verquer zur Einsenkrichtung erstreckenden, entspre- fahren) zur Herstellung einer Verzahnung, bestehend chend dem herzustellenden Profil durchbrochenen aus einem sich quer zur Einsenkrichtung erstreckenden, Blech sowie einer federnd angebrachten Isolierstoff- entsprechend dem herzustellenden Profil durchbrocheplatte, die sich beim Einsenken schützend gegen die 10 nen Blech sowie einer federnd angebrachten Isolier-Kronen der entstandenen Zähne drückt, dadurch stoffplatte, die sich beim Einsenken schützend gegen die gekennzeichnet, daß das Blech zur Herstel- Kronen der entstandenen Zähne drückt, wie es in lung einer radialen zylindrischen Verzahnung mit ei- DE-PS 29 38 402 beschrieben ist, besteht die erfindungsnem Kranz von Zungen versehen ist, deren Länge so gemäße Elektrodenanordnung darin, daß das Blech zur bemessen ist, daß zwischen Kopfkreisdurchmesser 15 Herstellung einer Stirn- oder Außenverzahnung mit eider Verzahnung und Fußkreisdurchmesser des Zun- nem Kranz von Zungen versehen ist, deren Länge so genkranzes ein Spalt von 1 bis 2 mm entsteht, und bemessen ist, daß zwischen dem Kopfkreisdurchmesser daß der Fuß der Zungen durch einen wenigstens der Verzahnung und dem Fußkreisdurchmesser des 2teiligen radialfedernd angeordneten und sich an die Zungenkranzes ein Spalt von 1 bis 2 mm entsteht und Kronen der entstehenden Zähne drückenden druck- 20 daß der Fuß der Zungen durch einen wenigstens zweifesten Isolierstoffring abgestützt wird, dessen Innen- teiligen radial federnd angeordneten und sich an die radius maximal 0,01 mm von dem Kopfkreisdurch- Kronen der entstehenden Zähne drückenden druckfemesser der zu senkenden Verzahnung abweicht, auf sten Isolierstoffring abgestützt wird, dessen Radius maeine gemittelte Rauhtiefe von R_z = 6,3 μπι oder bes- ximal 0,01 mm von dem Kopfkreisdurchmesser der zu ser geschliffen ist und dessen Umlaufkanten scharf- 25 senkenden Verzahnung abweicht, der auf eine gemittelkantig sind. te Rauhtiefe von R₂ = 6,3 μπι oder besser geschliffen ist

2. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, da- und dessen Umlaufkanten scharfkantig sind.

durch gekennzeichnet, daß der in das zu bearbeiten- Die Blechstärke soll einerseits so gering wie möglich

de Werkstück einzusenkende Teil der Zungen aus gewählt werden, um den Angriff auf die Flanke des der zur Einsenkrichtung senkrechten Ebene um 30 30 Profils möglichst klein zu halten; andererseits ist jedoch bis 45 Grad nach hinten abgebogen ist. auch eine ausreichende Lebensdauer sowie mechani

sche Stabilität des Elektrodenblechs erforderlich. Man

wird daher im allgemeinen je nach den Eigenschaften

des Blechs und der erforderlichen Reproduktionsgenau-35 igkeit des Profils Blechdicken bis 1 mm anwenden. Das

Gegenstand der Erfindung ist eine Elektrodenanord- Unterschreiten einer Blechstärke von 0,4 mm lohnt sich nung für das elektrochemische Metallabtrageverfahren im allgemeinen nicht, da die Zungen dann eine zu gerin-(ECM-Verfahren), insbesondere zur Herstellung einer ge mechanische Stabilität bzw. Standfestigkeit besitzen. Verzahnung mit dichtnebeneinanderstehenden Zähnen, Am günstigsten ist die Verwendung eines Bleches aus die auf dem Umfang einer Hohlwelle oder dergleichen 40 nichtrostendem Stahl oder Messing mit einer Stärke angeordnet sind (radiale zylindrische Verzahnung). von 0,5 bis 0,7 mm. Die Herstellung der Zungen aus dem

Aus DE-PS 29 38 402 ist eine Kathode für das elektro- Blech kann besonders einfach durch Schneiden, Stanzen chemische Metallabtrageverfahren bekannt, die sich zur oder Ätzen erfolgen, da keine großen Materialmengen Herstellung eines präzisen Zahnkranzes auf der Stirn- abgetragen werden müssen. Die Herstellung des Isolierfläche einer Hohlwelle oder dergleichen eignet. Diese 45 Stoffringes, der sich an die Kronen der entstehenden Kathode besteht aus einem Blech, das zur Herstellung Zähne anlegt, muß ganz besonders präzise erfolgen, dadieser auf der Stirnseite der Hohlwelle angebrachten mit der Ring auch seine gewünschte Wirkung hat. Als Verzahnung mit Durchbrüchen versehen ist. An den Material für den Isolierstoffring muß ein druckfestes Stellen, wo sich im Blechkranz die Durchbrüche befin- Material, z. B. Keramik, harte Kunststoffe wie Phenolden, wird kein Material abgetragen, d. h. es entsteht 50 harze, Polyamid, PTFE usw. verwendet werden. Weiche beim Senken ein Zahn, während an den Stellen, wo der Materialien wie z. B. Gummi und dergleichen sind unge-Steg in dem Blechkranz sich befindet, das Metall abge- eignet Der Radius des herzustellenden Isolierstoffrintragen wird. Damit die Kronen der entstehenden Zähne ges darf maximal 0,01 mm von dem Kopfkreisdurchmesnicht während des Senkens angegriffen werden und da- ser der zu senkenden Verzahnung abweichen, da andedurch ihre scharfkantige Kontur verlieren, ist das Blech 55 renfalls ein Angriff auf die Kronen der entstehenden rückseitig mit einer federnd angebrachten Isolierstoff- Zähne beobachtet wird. Damit sich der Ring radial feplatte abgedeckt, die sich beim Einsenken schützend dernd an die Kronen der entstehenden Zähne drücken gegen die Kronen der entstehenden Zähne drückt und kann, muß er wenigstens zweiteilig sein. Die Trennsteldadurch einen elektrolytischen Angriff an dieser Stelle len zwischen den Ringteilen legt man zweckmäßigerverhindert. Mit dieser Kathode lassen sich ausgezeich- 60 weise so, daß sie in Zahnlücken fallen. Weiterhin ist es nete, maßhaltige und mit engen Toleranzen reprodu- erforderlich, daß der Isolierstoffring auf der den Zahnzierbare Zahnkränze auf der Stirnseite von Hohlwellen kronen anliegenden Seite in Radialrichtung auf eine ge- oder dergleichen herstellen. Für die Herstellung von mittelte Rauhtiefe R₂ = 6,3 μπι oder besser geschliffen Zähnen auf dem Umfang einer Hohlwelle ist diese Ka- ist. Wird diese Rauhtiefe überschritten, so stellt man thode jedoch nicht geeignet 65 eine deutliche Verschlechterung des Profils der Zahn-

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe kronen fest. Man erhält besonders gute Ergebnisse, zugrunde, eine Elektrodenanordnung für das elektro- wenn der Schliff in Radialrichtung (Umfangsrichtung) chemische Metallabtrageverfahren zu finden, mit der durchgeführt wird. Eine weitere wesentliche Eigen-