DE3540890A1

DE3540890A1 - Method of producing individual gears from a gear bar and collet for carrying it out

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; FR2574690A1; IT8523075A0

Abstract

A gear bar (3) is held only in cutting-off areas (4) by annular areas (23) of clamping sleeves (21, 22), while individual gears (300) are cut off from it, possibly with further machining. The collet (1) used in this method has a housing (10) and clamping sleeves (21, 22) therein, the annular areas (23) of which move inwards during axial compression (P) and act on the teeth (30) of the gear bar (3). Precise machining and precise cutting-off of the individual gears (300) is thereby possible without special machining of the clamping areas (which are identical to the cutting-off areas 4) being necessary. <IMAGE>

Description

Verfahren zum Herstellen von Einzelzahnrädern aus einerMethod for producing individual gears from a

Zahnradstange und Spannzange zu seiner Durchführung Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 und eine Spannzange zu seiner Durchführung.Gear rack and collet for its implementation The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a collet too its implementation.

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. In the known coarse cold rolling process, it is advantageous to produce Gear racks, which are then further processed into individual gears. That has so far required a number of individual operations in which the clamping of the Gear rack or the individual gear wheels separated from it associated with a lot of work is and also brings problems. One of the problems is a sufficiently precise one centered clamping for generating the inner bore and clamping which brings no damage to the intrinsically very precise involute and also otherwise it will not cause damage such as browbones, which requires post-treatment do.

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. It has now been found, surprisingly, that such gear racks can clamp sufficiently safely and with sufficient precision in those areas which when separating a single gear wheel from the gear rack and / or one in front of it executed processing can be separated.

Dementsprechend wird die Erfindungsaufgabe einer rationellen und hochpräzisen Einzelzahnradherstellung durch ein Verfahren gemäss Patentanspruch 1 und durch eine Spannzange zu seiner Durchführung gelöst. Accordingly, the task of the invention is a rational and high-precision production of individual gears using a method according to the patent claim 1 and solved by a collet for its implementation.

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. In itself it is also possible according to the method according to the invention the gear rack in the area of the tooth tips and / or in the area of the tooth gap base to keep, but for example in the aforementioned coarse cold rolling process, the tooth tips are and the reasons for missing teeth are sometimes not particularly good suitable for this. This is because in the operation of the gears these parts are of no importance and they therefore in favor of higher precision in the areas essential for gear operation less can be observed.

Dagegen sind die Zahnflanken naturgemäss hochpräzis und eignen sich auch zur präzisen Halterung, welche in Zahnkopfnähe an den Evolventen besonders günstig ermittelt wurde. In contrast, the tooth flanks are naturally highly precise and suitable also for precise holding, which is particularly important in the vicinity of the tooth tip on the involute was determined favorably.

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. If, according to a particular embodiment of the invention Method a tangent-like contact between an internal toothing of a clamping sleeve and the mentioned involute area is achieved, is a self-centering of the clamped Gear rack achievable, which even for attaching a sufficiently centric Core drilling is sufficient.

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. The collet according to the invention has at least one axially resilient compressible clamping sleeve, which in a housing radially outside and axially is supported and so compressed by means for axial compression in the housing can be that at least one ring area after axial compression moved inside.

Dieser wenigstens eine Ringbereich klemmt dann die Zahnradstange.This at least one ring area then clamps the gear rack.

Als Mittel zum Zusammendrücken eignet sich jedes dazu bekannte Mittel, wie eine Gewindebüchse, Hydraulik, Pneumatik und andere Druckerzeugungs-Mittel. Any known means is suitable as a means of compression, such as a threaded bushing, hydraulics, pneumatics and other pressure generating means.

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. The at least one ring area is advantageously provided with internal teeth provided, which is similar to the toothing of the rack in a certain sense. Depending on how big the resemblance is, the engagement between the internal teeth and rack can be more or less pronounced. The internal toothing is preferred with relatively straight or at least straighter flanks or convex flanks equipped and gives way to the tooth tip and tooth gap base of the gear rack back so that only on the tooth flanks of the toothing of the rack a local tangent-like contact is created. This contact is best near the tooth head settled, which can lead to an optimization of self-centering.

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. There are preferably two independent adapter sleeves in one housing used, whereby it is advantageous if only a means from one side is intended for axial compression. The two adapter sleeves can then if necessary with the interposition of spacer rings precisely to the length of a Single gear are spaced.

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. Should it now happen that during the advance of the means to the axial Squeezing the first (closest to it) adapter sleeve engages first, so it would do not grip the second adapter sleeve or do not fully grip it. In order to avoid this we will look after An embodiment of the invention proposed the first clamping sleeve with a larger to train radial play than the second adapter sleeve. That can be done by the relevant clamping sleeve outside and / or inside with actually measurable larger Radial play equips at rest, or by adding a something to this adapter sleeve harder spring characteristics, e.g. through slightly thicker walls. Often enough it is when you measure the tolerances occurring in the production of adapter sleeves and assembles the sleeves accordingly.

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. It was thus shown that in the simplest possible way and still under While maintaining the highest precision the inventive task was solved, whereby procedure and collet especially suitable for automation.

Die Spannzange kann aus den üblichen Werkstoffen, insbesondere Metall und Hartmaterial hergestellt werden, wobei man die Spannhülsen, beispielsweise aus geeignetem Federstahl, drehen kann. The collet can be made from the usual materials, in particular metal and hard material are produced, the clamping sleeves, for example from suitable spring steel.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der rein schematischen Zeichnung beispielsweise besprochen. The invention is explained below with reference to the purely schematic drawing discussed for example.

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). Show it: Fig. 1 is a longitudinal section, partially broken, by a clamping sleeve with gear rod piece and already drawn separately from it Single gear wheel (the measurement = indicates that the clamping sleeves exactly in the claim 1 attack defined areas on the gear rack), and Fig. 2 one opposite Fig. 1 enlarged fragmentary cross-section in a clamping area (the tangent-like contact between the internal teeth of the clamping sleeve and the rack teeth is clear).

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. One recognizes in Fig. 1, the collet 1, the housing 10 of a rigid tube 11 and a cover 13 rigidly connected thereto is formed. In the case 10 there are two, in principle, identical clamping sleeves 21, 22, each with an inner one Have rib 23, which have internal teeth 230 (Fig. 2) which are attached to the Attack flanks 31 (FIG. 2) of the teeth 30 of the gear rack 3. The adapter sleeve 21 has a slightly smaller outer diameter around the radial clearance difference already discussed to surrender.

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. As can be seen in FIG. 2, 32 occurs in the area of the pitch circle a tangent-like contact between involutes of the flanks 31 and the internal toothing 230 when the sleeve 12 is pressed into the housing 10 by a force P. The clamping sleeves 21, 22 are then axially compressed, the Tube 11 supports them radially from the outside, so that their ring areas 23 move inward carry out.

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. So that the distances of the separation points 4 indicated by = are the same stay and can be precisely adjusted, is a spacer ring 5 is provided between the clamping sleeves 21 and 22.

Obschon man natürlich vor dem Abtrennen des gezeichneten Einzelzahnrades 300 eine Kernbohrung vorgenommen hätte, ist sie hier aus Gründen der Uebersichtlichkeit nicht gezeichnet worden. Although of course you have to cut off the drawn individual gear 300 would have made a core drilling, it is here for the sake of clarity not been drawn.

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.In general and in relation to the drawing, the following can be said: the method and the device are well suited for all gears. Helical gears are of particular advantage which can otherwise only be clamped with great effort.

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. If you connect the two adapter sleeves to each other through a connecting part aligns in the mutual angular position what the retraction of the rack can make it a lot easier, it is advantageous to allow a certain amount of play, that in particular can help avoid tension distortion in the case of helical gears.

- L e e r s e i t e -- L e r s e i t e -

Claims

Claims 1. A method for producing individual gears from a rack, characterized in that the rack repeats is clamped in a rotatable collet and rotated with it, while at least one single gear is separated from the gear rack by clamping is, and wherein the gear rack during each clamping only in such places is held, which during the separation and / or during a previous processing removed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the gear rack is held by the collet in the tooth flank areas during clamping.

3. The method according to claim 2, characterized in that the gear rack is held near the tooth tip.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the rack is held in this way by at least one internally toothed clamping sleeve that between involute surfaces of the / tooth flanks of the gear rack and internal tooth flanks the at least one clamping sleeve tangent-like contact points are created.

5. Collet for performing the method according to one of the claims 1 to 4, characterized in that they have at least one axially resiliently compressible Clamping sleeve (21, 22) in a housing (10) that supports it radially on the outside and axially and means for axially compressing (12, P) the at least one clamping sleeve (21, 22) are provided, the at least one clamping sleeve (21, 22) has at least one inner ring region (23) which when they are axially compressed executes a radial inward movement in the housing (10).

6. The device according to claim 5, characterized in that the at least one ring area (23) of the at least one clamping sleeve (21, 22) has internal teeth (230).

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that at least two clamping sleeves (21, 22) arranged axially in alignment in the housing (10) are, of which clamping sleeves (21, 22) that clamping sleeve (21) which the means for Axial compression (12, P) is axially closer to greater radial play than the other clamping sleeve (22).

8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that that the clamping sleeves (21, 22) have different spring characteristics.