DE3621422A1

DE3621422A1 - Verfahren zum herstellen von genuteten innenprofilen (passfedernuten, keilnaben) bei gehaerteten werkstuecken und dafuer geeignete raeumnadeln

Info

Publication number: DE3621422A1
Application number: DE19863621422
Authority: DE
Inventors: Fritz Eichinger
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Gleason Hurth Tooling GmbH
Priority date: 1986-06-26
Filing date: 1986-06-26
Publication date: 1988-01-14
Also published as: DE3621422C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von genuteten Innenprofilen bei gehärteten Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie dafür geeignete Räumnadeln.

Beim Herstellen von gehärteten Werkstücken tritt immer wieder das Problem auf, daß einzelne Partien der Werkstücke nach dem Härten nicht mehr maßhaltig sind und nachgearbeitet werden müssen. Diese Nacharbeiten erfolgen in der Regel durch zusätzliche Schleifoperationen, die die Herstellkosten beträchtlich erhöhen. Nuten, insbesondere solche von Innenprofilen, können bei aufgetretenem Härteverzug häufig nicht nachgearbeitet werden, sei es, weil keine geeignete Profilschleifmaschine zur Verfügung steht oder weil die Abmessungen des Profils eine Schleifbearbeitung nicht mehr zulassen. In solchen Fällen wird bisweilen versucht, die zu eng gewordenen Nuten mit einer mit Hartstoffkörnern, z. B. Diamant, beschichteten Leiste nachzuarbeiten, wobei diese Leiste entweder von Hand wie ein Honstein durch die Nute geführt wird, was nur bei kleinen Maßabweichungen möglich ist, oder wie eine normale Räumnadel auf einer Räummaschine verwendet wird. Die Standzeit dieser Werkzeuge ist relativ kurz, da sich die zuerst in die nachzuarbeitende Nut eintauchenden und dort abtragend wirkenden Partien sehr schnell abnutzen, insbesondere bei größeren Maßabweichungen.

Von diesen nicht befriedigenden Verfahren und Werkzeugen ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Werkzeuge zum Nacharbeiten von genuteten Innenprofilen nach dem Härten zu entwickeln, mit dem bzw. mit denen durch Härteverzug bedingte Maßabweichungen einfach, d. h. schnell und kostengünstig beseitigt werden können.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, das die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweist. Je nach der Art des nachzuarbeitenden Profils können dabei Räumnadeln nach den Ansprüchen 2, 3 oder 9 verwendet werden. Die Ansprüche 4 bis 8 und 10 bis 12 zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung auf. Das gilt in ganz besonderem Maße für die Ausführung mit den Merkmalen des Anspruchs 6: mit unterschiedlichen Distanzstücken kann die Breite der Schneiden variiert werden, was insbesondere nach einem Nachschleifen von Bedeutung ist. Die Ausführungen mit den Merkmalen der Ansprüche 10 bis 12 ergeben einfach und sehr kostengünstig herstellbare Räumnadeln.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von fünf Ausführungsbeispielen beschrieben, die in 10 Figuren dargestellt sind.

Es zeigen

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem nachzuarbeitenden Werkstück in einer Ansicht;

Fig. 2 bis 4 ein Ausführungsbeispiel für eine Räumnadel nach der Erfindung in 3 Ansichten;

Fig. 5 und 6 zwei andere Ausführungsbeispiele des Hartmetall-Einsatzes;

Fig. 7 einen Ausschnitt aus Fig. 2, 5 und 6 in vergrößerter Darstellung;

Fig. 8 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Räumnadel, und

Fig. 9 und 10 einen Längs- und einen Querschnitt durch noch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Räumnadel.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem Werkstück (1) gezeigt, bei dem in eine Bohrung (2) eine Paßfedernut (3) eingebracht ist. Nach dem Härten hat diese Nut infolge des Härteverzugs die Kontur (4) angenommen. Das unerwünschte Material (5) soll mit einer Räumnadel (6) entfernt werden, die in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist. Dabei werden nur die Nutwände nachgearbeitet, da ein evtl. am Nutgrund vorhandener Härteverzug wegen der relativ großen zulässigen Toleranzen i. a. unberücksichtigt bleiben kann.

Eine Stange (7) ist mit einer taschenförmigen Ausnehmung (8) versehen, die in zwei Schlitze (9) übergeht. In die Tasche (8) ist ein mit Schneiden (11) versehener Hartmetall- Einsatz (10) eingelegt, der mit Stirnflächen (12) an Gegenflächen (13) der Stange (7) anliegt. Von dem Einsatz (10) gehen Lappen (14) aus, die in die Schlitze (9) ragen und so den Einsatz (10) gegen seitliches Herausfallen aus der Ausnehmung (8) sichern. An ihrem der Ausnehmung (8) entgegengesetzten Ende ist die Stange (7) mit Vertiefungen (15) versehen, in die eine nicht dargestellte Spannvorrichtung einer Räummaschine eingreifen kann. In der Räummaschine wird die Räumnadel (6) im Sinne der Fig. 2 nach rechts bewegt (Pfeil 16); dabei werden die Schneiden (11), auf die noch eingegangen wird, durch die nachzuarbeitende Nut (3) des Werkstücks (1) gezogen, das an einem Anschlag (17) anliegt und bei Bedarf zentriert sein kann.

Der Hartmetall-Einsatz (10) ist auf beiden Längsseiten mit Zähnen (20) versehen, die ein sägezahnförmiges Profil aufweisen und so die Schneiden (11) bilden (Fig. 7). Sowohl für die Herstellung der Zähne (20) bzw. der Schneiden (11) als auch beim Arbeiten mit einer vorstehend beschriebenen Räumnadel hat sich für die Teilung (t) von Zahn zu Zahn und die Zahnhöhe (h) ein Verhältnis von t : h zwischen 2 und 4 als sehr brauchbar erwiesen. Angesichts des geringen von den Schneiden (11) zu zerspanenden Material-Volumens (5) ist eine Säurezahl (z) zwischen 10 und 25 völlig ausreichend. Dabei ist die Breite (b′) des Einsatzes (10), gemessen zwischen zwei einander gegenüberliegenden Schneiden, bei dem dem Werkstück (1) am nächsten liegenden Schneidenpaar (21) am geringsten, nimmt dann von Zahn zu Zahn zu und erreicht nach etwa 2/3 von (z) die Sollbreite (b), die der der Nut (3) entspricht. Die dann folgenden Zähne haben alle diese Sollbreite (b), um ein einwandfreies, möglichst riefenfreies Arbeitsergebnis zu erreichen.

Anstelle des einteiligen Hartmetall-Einsatzes (10) kann dieser auch aus zwei gleichen, jeweils auf einer Längsseite eine Reihe von Schneiden (11) aufweisenden Leisten (22) zusammengesetzt sein, die mit ihren den Schneiden (11) gegenüberliegenden Längsseiten (23) aneinanderliegen (Fig. 5). Diese zweiteilige Ausführung bietet herstellmäßig beachtliche Vorteile. Noch vorteilhafter ist eine dreiteilige Ausführung (Fig. 6). Zwischen zwei mit den Schneiden (11) versehenen Leisten (24) ist ein Distanzstück (26) derart eingefügt, daß die den Schneiden (11) gegenüberliegenden Längsseiten (25) an einander gegenüberliegenden Seitenflächen (27) des Distanzstückes (26) anliegen. Beim Nachschleifen der Schneiden (11) kann durch Austausch des Distanzstückes (26) gegen ein gleichartiges, aber etwas dickeres Distanzstück die ursprüngliche Sollbreite (b) wieder hergestellt werden. Die beiden Leisten (22) der zweiteiligen bzw. die beiden Leisten (24) und das Distanzstück (26) der dreiteiligen Ausführung sind zweckmäßigerweise lösbar miteinander verbunden, z. B. durch Verkleben oder mit einer Kupferniete (28), die bei Bedarf einfach ausgebohrt werden kann.

Zum Nachräumen von Keilnabenprofilen mit Flankenzentrierung eignet sich eine Räumnadel (30) (Fig. 8), bei der in eine Stange (31) ebenso viele Hartmetall-Einsätze (10) eingebracht sind wie das jeweilige Profil Nuten aufweist. Im dargestellten Beispiel wurde ein Profil mit acht Nuten herangezogen, wie es z. B. von DIN 5462 bekannt ist. Es können aber auch mehr oder weniger Nuten sein. Dabei können die Einsätze (10) wiederum ein-, zwei- oder dreiteilig sein wie überhaupt der übrige Aufbau und die Wirkung der Räumnadel (30) ganz dem der oben beschriebenen Räumnadel (6) entspricht. Es werden also nur die Nutwände des Keilnabenprofils nachgearbeitet; ein evtl. vorhandener Härteverzug am Nutgrund kann wegen der relativ großen zulässigen Toleranzen i. a. unberücksichtigt bleiben.

Zum Nachräumen von Keilnabenprofilen mit Innenzentrierung, wie sie u. a. von DIN 5472 und den sog. SAE-Profilen bekannt ist, ist eine Räumnadel (34) mit anderem Aufbau erforderlich (Fig. 9 und 10). Das zylindrische Mittelteil (36) einer Stange (35) weist ebenso viele Schlitze (37) auf wie das jeweilige Profil Nuten hat. In die Schlitze (37) sind Hartmetall-Leisten (38) eingelegt, die mit Schneiden (39) bildenden Zähnen (40) versehen sind. Die Leisten (38) sind länger als das Mittelteil (36). Sie ragen über einen ersten Zapfen (41) und einen zweiten Zapfen (42), die sich beiderseits des Mittelteils (36) anschließen und auf deren Außengewinde Überwurfmuttern (43, 44) aufgeschraubt sind. Jede Überwurfmutter (43, 44) übergreift teilweise die ihr zugewendeten Stirnseiten aller Einsätze (38). Da die Schlitze (37) zum ersten Zapfen (41) hin leicht geneigt sind, kann der größte Durchmesser (d), der dem Solldurchmesser des nachzuräumenden Profils entspricht, durch entsprechendes Verstellen der Überwurfmuttern (43, 44) leicht verändert bzw. nach einem Nachschleifen der Schneiden (39) wieder neu eingestellt werden. Es versteht sich von selbst, daß die Überwurfmuttern (43, 44) im Außendurchmesser so weit eingeschränkt sein müssen, daß die Zähne (40) bzw. die Schneiden (39), die den Zähnen (20) bzw. den Schneiden (11) entsprechen, wirksam bleiben. Am ersten Zapfen (41) sind Vertiefungen (45) vorhanden, die den oben erwähnten Vertiefungen (15) entsprechen und in die eine nicht dargestellte Spannvorrichtung einer Räummaschine eingreifen kann.

Begriffsliste 1 Werkstück
2 Bohrung
3 Nut
4 Kontur
5 Material
6 Räumnadel
7 Stange
8 Ausnehmung (Tasche)
9 Schlitz
10 Hartmetall-Einsatz
11 Schneide
12 Stirnfläche
13 Gegenfläche
14 Lappen
15 Vertiefung
16 Bewegungsrichtung
17 Anschlag
20 Zahn
21 Schneidenpaar
22 Leiste
23 Längsseite
24 Leiste
25 Längsseite
26 Distanzstück
27 Seitenfläche
28 Niete
30 Räumnadel
31 Stange
34 Räumnadel
35 Stange
36 Mittelteil
37 Schlitz
38 Hartmetall-Leiste
39 Schneide
40 Zahn
41 erster Zapfen
42 zweiter Zapfen
43 Überwurfmutter
44 Überwurfmutter
45 Vertiefungb = Sollbreite
b′ = geringste Breite
d = Soll-⌀
h = Zahnhöhe
t = Teilung
z = Zähnezahl

Claims

1) Verfahren zum Herstellen von genuteten Innenprofilen, insbesondere solchen mit Paßfedernuten oder Keilnaben, bei gehärteten Werkstücken, wobei die in das ungehärtete Werkstück eingebrachte mindestens eine Nut nach dem Härten nachgearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Härteverzug entstandenes Untermaß in der mindestens einen vorher eingebrachten Nut (3) im gehärteten Werkstück (1) durch Räumen mit einer dem Nut- Sollmaß entsprechenden Kurzräumnadel (6, 30, 34) mit kleiner Schneidenteilung (t) beseitigt wird.

2) Räumnadel zum Nachräumen einer Paßfedernut oder dergleichen nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zur Aufnahme in einer Räummaschine ausgebildete Stange (7) mit einem zwei Reihen mit einer Vielzahl von in Längsrichtung der Stange (7) wirksamen Schneiden (11) aufweisenden Hartmetall-Einsatz (10), wobei die beiden Schneidenreihen in einem der Sollbreite (b) der fertigen Nut zumindest angenähert entsprechenden Abstand spiegelbildlich zueinander angeordnet sind.

3) Räumnadel zum Nachräumen eines Keilnabenprofils für Flankenzentrierung nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zur Aufnahme in einer Räummaschine ausgebildete Stange (30) mit einer der Anzahl der Nuten des Keilnabenprofils entsprechenden Anzahl von Hartmetall-Einsätzen (10), von denen jeder zwei Reihen mit einer Vielzahl von in Längsrichtung der Stange (30) wirksamen Schneiden (11) aufweist, die in einem der Sollbreite (b) der fertigen Nuten zumindest angenähert entsprechenden Abstand spiegelbildlich zueinander angeordnet sind.

4) Räumnadel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Hartmetall-Einsatz (10) formschlüssig in einer in Längsrichtung der Stange (7) angeordneten Tasche (8) aufgenommen ist.

5) Räumnadel nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Hartmetall-Einsatz (10) aus zwei jeweils auf einer Längsseite eine Reihe von Schneiden (11) aufweisenden Leisten (22) besteht, die mit ihren den Schneiden (11) gegenüberliegenden Längsseiten (23) aneinander liegen.

6) Räumnadel nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Hartmetall-Einsatz (10) aus zwei jeweils auf einer Längsseite eine Reihe von Schneiden (11) aufweisenden Leisten (24) und einem auswechselbaren Distanzstück (26) besteht, wobei die Leisten (24) mit ihren den Schneiden (11) gegenüberliegenden Längsseiten (25) an einander gegenüberliegenden Seitenflächen (27) des Distanzstückes (26) anliegen.

7) Räumnadel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (22) lösbar miteinander verbunden sind.

8) Räumnadel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (24) und das Distanzstück (26) lösbar miteinander verbunden sind.

9) Räumnadel zum Nachräumen eines Keilnabenprofils für Innenzentrierung nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Stange (35) mit einem zylindrischen Mittelteil (36), mit einem sich an einer Stirnseite davon anschließenden ersten Zapfen (41) und einem sich an der anderen Stirnseite anschließenden zweiten Zapfen (42), von denen der erste Zapfen (41) zur Aufnahme der Stange (35) in einer Räummaschine ausgebildet ist, mit einer der Anzahl der Nuten des Keilnabenprofils entsprechenden Anzahl von eine Vielzahl von in Längsrichtung der Stange (35) wirksamen Schneiden (39) aufweisenden Hartmetall-Leisten (38) in axialen, zum ersten Zapfen (41) hin geneigten Schlitzen (37) im Mittelteil (36), wobei die Hartmetall-Leisten (38) länger sind als das Mittelteil (36), und mit Überwurfmuttern (43, 44) auf den Zapfen (41, 42), die die Hartmetall-Leisten (38) auf jeweils einer Stirnseite den Schneidenbereich freilassend übergreifen.

10) Räumnadel nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (11, 39) von in dem Hartmetall-Einsatz (10) bzw. die Leisten (22, 24, 38) eingearbeiteten, ein sägezahnartiges Profil aufweisenden Zähnen (20, 40) gebildet sind.

11) Räumnadel nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abstand (t) zweier aufeinanderfolgender Schneiden (11, 39) bzw. Zähne (20, 40) und der Zahnhöhe (h) das Verhältnis t : h = 2 bis 4 besteht.

12) Räumnadel nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl (z) der Schneiden (11, 39) bzw. Zähne (20, 40) auf jeder Seite z = 10 bis 25 beträgt.