DE3540890A1

DE3540890A1 - Verfahren zum herstellen von einzelzahnraedern aus einer zahnradstange und spannzange zu seiner durchfuehrung

Info

Publication number: DE3540890A1
Application number: DE19853540890
Authority: DE
Inventors: Daniel Meilen Dériaz
Original assignee: GROB ERNST FA
Current assignee: GROB ERNST FA
Priority date: 1984-12-14
Filing date: 1985-11-18
Publication date: 1986-06-19
Also published as: IT1186141B; IT8523075A0; FR2574690A1

Description

Verfahren zum Herstellen von Einzelzahnrädern aus einer
Zahnradstange und Spannzange zu seiner Durchführung Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 und eine Spannzange zu seiner Durchführung.
Beim bekannten Grob Kaltwalzverfahren stellt man vorteilhafterweise Zahnradstangen her, welche dann zu Einzelzahnrädern weiter verarbeitet werden. Das erfordert bislang eine Reihe von Einzeloperationen, bei denen das Einspannen der Zahnradstange bzw. der davon abgetrennten Einzelzahnräder mit viel Arbeit verbunden ist und auch Probleme mit sich bringt. Eines der Probleme ist ein ausreichend präzises zentriertes Einspannen zur Erzeugung der Innenbohrung und ein Einspannen, welches keine Beschädigung der an sich sehr präzisen Evolventen mit sich bringt und auch sonst nicht zu Schäden, wie Brauen führt, welche eine Nachbehandlung erforderlich machen.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass man derartige Zahnradstangen in jenen Bereichen ausreichend sicher und ausreichend präzis einspannen kann, welche beim Abtrennen eines Einzelrahnrades von der Zahnradstange und/ oder bei einer davor ausgeführten Bearbeitung abgetrennt werden.
Dementsprechend wird die Erfindungsaufgabe einer rationellen und hochpräzisen Einzelzahnradherstellung durch ein Verfahren gemäss Patentanspruch 1 und durch eine Spannzange zu seiner Durchführung gelöst.
An sich ist es nach dem erfindungsgemässen Verfahren auch möglich die Zahnradstange im Bereiche von Zahnköpfen und/oder im Bereiche des Zahnlückengrundes zu halten, aber beispielsweise beim genannten Grob Kaltwalzverfahren sind die Zahnköpfe und Zahnlückengründe manchmal nicht besonders hierfür geeignet. Dies, weil im Betrieb der Zahnräder diesen Teilen keine Bedeutung zukommt und sie daher zugunsten höherer Präzision in den beim Zahnradbetrieb wesentlichen Bereichen weniger beachtet werden können.
Dagegen sind die Zahnflanken naturgemäss hochpräzis und eignen sich auch zur präzisen Halterung, welche in Zahnkopfnähe an den Evolventen besonders günstig ermittelt wurde.
Wenn man nach einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ein tangetenartige Berührung zwischen einer Innenverzahnung einer Spannhülse und dem genannten Evolventenbereich erzielt, ist eine Selbstzentrierung der eingespannten Zahnradstange erzielbar, welche sogar zum Anbringen einer ausreichend zentrischen Kernbohrung ausreicht.
Die erfindungsgemässe Spannzange weist wenigstens eine axial federnd zusammendrückbare Spannhülse auf, welche in einem Gehäuse radial aussen und axial gestützt ist und durch Mittel zum axialen Zusammendrücken im Gehäuse so zusammengedrückt werden kann, dass sich wenigstens ein Ringbereich beim axialen Zusammendrücken nach innen bewegt.
Dieser wenigstens eine Ringbereich klemmt dann die Zahnradstange.
Als Mittel zum Zusammendrücken eignet sich jedes dazu bekannte Mittel, wie eine Gewindebüchse, Hydraulik, Pneumatik und andere Druckerzeugungs-Mittel.
Der wenigstens eine Ringbereich ist vorteilhaft mit einer Innenverzahnung versehen, welche der Verzahnung der Zahnradstange in gewissem Sinne ähnlich ist. Je nachdem wie gross die Aehnlichkeit ist, wird der Eingriff zwischen Innenverzahnung und Zahnradstange mehr oder weniger ausgeprägt sein. Bevorzugterweise ist die Innenverzahnung mit relativ geraden oder doch wenigstens geraderen Flanken bzw. konvexen Flanken ausgestattet und weicht gegenüber Zahnkopf und Zahnlückengrund der Zahnradstange zurück, so dass nur an den Zahnflanken der Verzahnung der Zahnradstange ein lokaler tangentenartiger Kontakt entsteht. Am besten ist dieser Kontakt inZahnkoFfnähe angesiedelt, was zu einer Optimierung der Selbstzentrierung führen kann.
Es werden vorzugsweise zwei unabhängige Spannhülsen in einem Gehäuse verwendet, wobei es vorteilhaft ist, wenn nur von der einen Seite her ein Mittel zum axialen Zusammendrücken vorgesehen ist. Die beiden Spannhülsen können dann, nötigenfalls unter Zwischenschaltung von Abstandringen präzise auf die Länge eines Einzelzahnrades beabstandet werden.
Sollte es nun vorkommen, dass beim Vorschub der Mittel zum axialen Zusammendrücken die erste (ihr nächstgelegene) Spannhülse zuerst greift, so würde die zweite Spannhülse nicht oder nicht voll greifen. Um dies zu vermeiden wird nach einer Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen die erste Spannhülse mit grösserem radialem Spiel auszubilden als die zweite Spannhülse. Das kann geschehen, indem man die betreffende Spannhülse aussen und/oder innen mit tatsächlich messbarem grösserem Radialspiel im Ruhezustand ausstattet, oder indem man dieser Spannhülse eine etwas härtere Federcharakteristik gibt, z.B. durch etwas dickere Wandungen. Oft genügt es, wenn man die bei der Spannhülsenherstellung auftretenden Toleranzen misst und die Hülsen entsprechend zusammenstellt.
Es wurde damit gezeigt, dass auf einfachste Weise und trotzdem unter Wahrung höchster Präzision die Erfindungsaufgabe gelöst wurde, wobei sich Verfahren und Spannzange besonders auch für die Automation eignen.
Die Spannzange kann aus den üblichen Werkstoffen, insbesondere Metall und Hartmaterial hergestellt werden, wobei man die Spannhülsen, beispielsweise aus geeignetem Federstahl, drehen kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der rein schematischen Zeichnung beispielsweise besprochen.
Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt, teilweise gebrochen, durch eine Spannhülse mit Zahnradstangenstück und davon bereits abgetrennt gezeichnetem Einzelzahnrad (die Massangabe = zeigt an, dass die Spannhülsen genau in den im Patentanspruch 1 definierten Bereichen an der Zahnradstange angreifen), und Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 vergrösserten fragmentaren Querschnitt in einem Einspannbereich (wobei die tangentenartige Berührung der Innenverzahnung der Spannhülse und der Zahnradstangen-Verzahnung deutlich ist).
Man erkennt in Fig. 1 die Spannzange 1, deren Gehäuse 10 aus einem starren Rohr 11 und einem damit starr verbundenen Deckel 13 gebildet ist. Im Gehäuse 10 befinden sich zwei im Prinzip gleiche Spannhülsen 21, 22, die je eine innere Rippe 23 aufweisen, welche eine Innenverzahnung 230 (Fig. 2) aufweisen, die an den Flanken 31 (Fig. 2) der Zähne 30 der Zahnradstange 3 angreifen. Die Spannhülse 21 hat einen geringfügig kleineren Aussendurchmesser um die schon behandelte Radialspieldifferenz zu ergeben.
Wie man in Fig. 2 erkennt, entsteht im Bereich des Teilkreises 32 eine tangetenartige Berührung zwischen Evolventen der Flanken 31 und der Innenverzahnung 230, wenn die Hülse 12 durch eine Kraft P in das Gehäuse 10 hineingepresst wird. Dabei werden dann nämlich die Spannhülsen 21, 22 axial zusammengedrückt, wobei das Rohr 11 sie radial von aussen stützt, so dass ihre Ringbereiche 23 eine Einwärtsbewegung ausführen.
Damit die durch = angegebenen Abstände der Trennstellen 4 gleich bleiben und präzis eingestellt werden können, ist ein Abstandring 5 zwischen den Spannhülsen 21 und 22 vorgesehen.
Obschon man natürlich vor dem Abtrennen des gezeichneten Einzelzahnrades 300 eine Kernbohrung vorgenommen hätte, ist sie hier aus Gründen der Uebersichtlichkeit nicht gezeichnet worden.
Allgemein und zur Zeichnung ist zu sagen: Das Verfahren und die Vorrichtung eignen sich gut für alle Verzahnungen. Besondere Vorteile werden bei Schrägverzahnungen erhalten, welche sich anders nur mit grosser Mühe spannen lassen.
Wenn man die beiden Spannhülsen miteinander durch ein Verbindungssteil in der gegenseitigen Winkellage ausrichtet, was das Einfahren der Zahnradstange sehr erleichtern kann, ist es vorteilhaft, ein gewisses Spiel zu lassen, das insbesondere bei Schrägverzahnungen Spannungsverzug vermeiden helfen kann.
- L e e r s e i t e -

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen von Einzelzahnrädern aus einer Zahnradstange, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradstange wiederholt in einer rotierbaren Spannzange eingespannt und mit dieser rotiert wird, wobei während eines Einspannens wenigstens ein Einzelzahnrad von der Zahnradstange abgetrennt wird, und wobei die Zahnradstange während jedes Einspannens nur an solchen Stellen gehalten wird, welche beim Abtrennen und/oder bei einem vorangehenden Bearbeiten entfernt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradstange beim Einspannen von der Spannzange in Zahnflankenbereichen gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradstange in Zahnkopfnähe gehalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradstange durch wenigstens eine innengezahnte Spannhülse dergestalt gehaltert wird, dass zwischen Evolventenflächen der/Zahnflanken der Zahnradstange und Innenzahnflanken der wenigstens einen Spannhülse tangentenartige Berührungsstellen geschaffen werden.
5. Spannzange zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine axial federnd zusammendrückbare Spannhülse (21, 22) in einem sie radial aussen und axial stützenden Gehäuse (10) aufweist und Mittel zum axialen Zusammendrücken (12, P) der wenigstens eine Spannhülse (21, 22) vorgesehen sind, wobei die wenigstens eine Spannhülse (21, 22) wenigstens einen inneren Ringbereich (23) aufweist, welcher bei ihrem axialen Zusammendrücken im Gehäuse (10) eine radiale Einwärtsbewegung ausführt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Ringbereich (23) der wenigstens eine Spannhülse (21, 22) eine Innenverzahnung (230) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Spannhülsen (21, 22) axial fluchtend im Gehäuse (10) angeordnet sind, von welchen Spannhülsen (21, 22) jene Spannhülse (21) welche den Mitteln zum axialen Zusammendrücken (12, P) axial näher gelegen ist ein grösseres Radialspiel als die andere Spannhülse (22) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhülsen (21, 22) eine unterschiedliche Federcharakteristik aufweisen.