DE4315752A1

DE4315752A1 - Verfahren zur Bearbeitung der Zahnprofile von Kettenrädern für Hülsen- oder Rollenketten

Info

Publication number: DE4315752A1
Application number: DE19934315752
Authority: DE
Inventors: Peter Eckert; Ralph Dodenhoeft
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1992-05-29
Filing date: 1993-05-11
Publication date: 1993-12-02
Anticipated expiration: 2013-05-12
Also published as: DE4315752C2

Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Pa tentanspruches 1 auf ein Verfahren zur Bearbeitung der Zahnprofile von Kettenrädern für Hülsen- oder Rollen ketten.

Je nach Herstellungsverfahren und Einsatzgebiet von Ket tenrädern ist es notwendig, deren Zahnprofile noch zu sätzlich zu bearbeiten. Darunter zu verstehen sind insbe sondere das Polieren, das Glätten und das Entgraten. Die bislang bekannten mechanischen Bearbeitungsverfahren er fordern teuere Werkzeuge, bedingen lange Taktzeiten und ergeben hohe Investkosten. Bekannte elektrolytische Bear beitungsverfahren sind umweltbelastend, während pneumati sche Bearbeitungsverfahren, z. B. beim Entgraten, teil weise die Güte der Verzahnung verschlechtern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur mechanischen Bearbeitung der Zahnprofile von Ketten rädern für Hülsen- oder Rollenketten vorzuschlagen, das mit einer im Aufbau einfachen Vorrichtung durchführbar ist unter Vermeidung der weiter oben genannten Nachteile.

Gelöst wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 dadurch, daß das Kettenrad um eine Drehachse drehbeweglich angeordnet wird und daß im Ab stand der Zahnteilung angeordnete, walzenförmige Werk zeuge von einem etwa dem Zahngrund-Radius entsprechenden oder größeren Durchmesser zur spanabhebenden Bearbeitung rotierend mit den Zahnprofilen des drehbaren Kettenrades in Eingriff gebracht werden.

Der Grundgedanke der Erfindung ist, den Eingriffsvorgang von Kette und Kettenrad zumindest abschnittsweise mittels Werkzeugen nachzuvollziehen, die den Eingriffselementen der Kette, wie Hülse oder Rolle, nachgebildet sind.

Dieser Grundgedanke läßt sich in Ausgestaltung der Erfin dung besonders einfach durch eine Rollenkette verwirk lichen, deren Rollen als abrasive Werkzeuge gestaltet sind. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die als ab rasive Werkzeuge dienenden Rollen mit einer bekannten CBN-Beschichtung versehen. Dem Erfordernis der rotieren den, abrasiven Werkzeuge wird in besonders einfacher Weise dadurch genügt, daß die Rollen durch reibschlüssige Anlage an eine Rollbahn einer relativ zur bewegten Rollenkette fixierten Kettenführungsschiene in Drehung versetzt werden, wobei zur Schonung der CBN-Beschichtung die Kettenführungsschiene aus einem Kunststoff ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist ein einfacher Aufbau der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dadurch erzielt, daß zwei Rollenketten in einem dem Teilkreis durchmesser des Kettenrades entsprechenden, parallelen Abstand gegenläufig betrieben angeordnet sind, wobei eine oder beide Rollenketten mit als abrasive Werkzeuge die nenden Rollen ausgerüstet ist bzw. sind. Werden weiter die gegenläufig betriebenen Rollenketten mit unterschied lichen Geschwindigkeiten angetrieben, erfährt jedes zwi schen die Rollenketten eingebrachte Kettenrad automatisch eine Transportbewegung während der Bearbeitung der Zahn profile mittels der abrasive Beschichtung aufweisenden Rollen der Rollenketten. Damit erübrigt sich in vorteil hafter Weise eine gesonderte Transporteinrichtung für die Kettenräder.

Durch Variation der Geschwindigkeiten der Rollenketten kann die Transport- bzw. Durchlaufgeschwindigkeit jedes Kettenrades entsprechend der gewünschten Bearbeitungs qualität in Relation zum Werkstoff des Kettenrades opti miert bzw. eingestellt werden.

Weiter kann es vorteilhaft sein, zur gleichmäßigen Bear beitung sämtlicher Zahnflanken die Bewegungsrichtungen der Rollenketten während der Bearbeitung eines Ketten rades umzukehren. Um den unterschiedlichen Bearbeitungs grad an den Zahnflanken von einlaufender und auslaufender Rollenkette auszugleichen, kann ein Kettenrad zwischen zwei erfindungsgemäßen Vorrichtungen auch um eine zur Drehachse quer gerichtete Achse gewendet werden.

Um für jede der vorgenannten Bearbeitungen die Rotation der als abrasive Werkzeuge gestalteten Rollen über die mindestens dem einfachen Umfang des Kettenrad-Teilkreis durchmessers entsprechende Länge der Rollenketten- Parallelführung sicherzustellen, umfaßt jede Parallel führung eine starr angeordnete Kettenschiene und eine elastisch nachgiebig angeordnete Kettenschiene. Damit durchläuft jedes Kettenrad zwischen den Rollenketten die Bearbeitungsstation spielfrei mit dem Vorteil einer hohen Bearbeitungsqualität.

Die bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens dient insbesondere zum Entgraten der Zahnprofile von Kettenrädern, welche beispielsweise in Brennkraftmaschinen Verwendung finden.

Die Erfindung ist anhand einer in der Zeichnung im Prin zip dargestellten Entgrat-Vorrichtung beschrieben.

Die einzige Figur zeigt von einer nicht näher darge stellten Vorrichtung 1 zum Entgraten eines Kettenrades 2 einen prinzipiellen Aufbau zur Durchführung des Verfah rens zum Entgraten der Zahnprofile des Kettenrades 2.

Die Vorrichtung 1 umfaßt zwei Rollenketten 3 und 4 in einem dem Teilkreisdurchmesser 5 des Kettenrades 2 ent sprechenden, parallelen Abstand. Die vorzugsweise endlos gestalteten Rollenketten 3 und 4 sind über auf den Rollen 6 aufliegende Kettenführungsschienen 7 und 8 in parallelem Abstand geführt. Weiter weisen die gegenläufig betriebenen Rollenketten 3 und 4 unterschiedliche Ge schwindigkeit V₁ und V₂ auf, wobei bei einer gegenüber V₁ der Rollenkette 3 größeren Geschwindigkeit V₂ der Rollen kette 4 ein zwischen den Rollenketten 3, 4 angeordnetes Kettenrad 2 eine Transport- bzw. Durchlaufbewegung mit der Geschwindigkeit V in der in der Fig. 2 gezeigten Richtung bei gleichzeitiger Drehung gemäß Pfeil "n" um die eigene Drehachse 9 erhält.

Von den beiden Rollenketten 3 und 4 sind zumindest die Rollen 6 der Rollenkette 3 als abrasive Werkzeuge gestal tet. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die als ab rasive Werkzeuge dienenden Rollen 6 von einem etwa dem Zahngrund-Radius entsprechenden Durchmesser und mit einer CBN-Beschichtung versehen. Zur Erzielung einer gleich mäßigen spanabhebenden Wirkung der abrasiv wirkenden Rol len 6 über den gesamten Eingriff in ein Zahnprofil sind die Rollen 6 rotierend angeordnet. Erreicht ist dies in einfacher Weise durch eine reibschlüssige Anlage der Rol len 6 an eine Rollbahn 10 der zur Schonung der CBN- Beschichtungen der Rollen 6 aus Kunststoff gefertigten Kettenführungsschiene 7, die relativ zu der mit der Ge schwindigkeit V₁ bewegten Rollenkette 3 in der Vorrich tung 1 ortsfest angeordnet ist. Jedoch ist diese Ketten führungsschiene 7 quer zur Bewegungsrichtung der Rollen kette 3 gegen elastischen Widerstand beweglich in der Vorrichtung 1 abgestürzt, so daß die über das reib schlüssige Zusammenwirken mit der Rollbahn 10 in Drehung versetzten, abrasiv wirkenden Rollen 6 spielfrei in das zu bearbeitende Kettenrad 2 eingreifen und somit eine si chere Entgratung bewirken.

Um die Bearbeitungsgüte unabhängig von den Relativbe wegungen von Kettenrad 2 und den Rollenketten 3, 4 für alle Zahnflanken sicherzustellen, können die Bewegungs richtungen der Rollenketten 3, 4 während der Bearbeitung bzw. des Entgratens umkehrbar sein, ggf. wiederholt um kehrbar. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß je des Kettenrad 2 zur gleichmäßigen Bearbeitung sämtlicher Zahnflanken zwischen zwei vorzugsweise hintereinander ge schalteten Vorrichtungen 1 um eine zur Drehachse 9 quer gerichtete Achse gewendet wird. Weiter kann die Bearbei tungsgüte der Zahnprofile auch durch Variation der Ge schwindigkeiten V₁ und V₂ der Rollenketten 3 und 4 be einflußt werden, wobei eine der Kettengeschwindigkeiten zum Transport des Kettenrades 2 durch die Rollenketten- Parallelführung 11 von mindestens der einem einfachen Um fang des Kettenrad-Teilkreisdurchmessers entsprechenden Länge gegenüber der anderen Kettengeschwindigkeit größer bleibt.

Das Entgraten der Zahnkanten kann zusätzlich unterstützt werden durch schräg zu den Zahnkanten angeordnete Werk zeuge oder Rollen oder durch Verwendung entsprechend pro filierter Werkzeuge für Rollen.

Die bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des er findungsgemäßen Verfahrens ergibt durch einfachen System aufbau niedrige Investitionskosten, wobei die Be triebskosten durch billige und leicht austauschbare Ver schleißteile gering sind, und ferner durch einfache Um rüstbarkeit universell für Kettenräder verwendbar ist. Kostengünstig ist das Verfahren ferner durch niedrige Taktzeiten.

Im Rahmen der Erfindung kann das Entgraten auch in mehre ren Schritten mittels verschiedener Rollenketten mit im Durchmesser unterschiedlich großen Rollen als abrasiven Werkzeugen erfolgen. So können für das Entgraten der Zahnspitzenbereiche Rollenketten mit Rollen Verwendung finden, deren jeweiliger Durchmesser größer ist als der dem Zahngrund-Radius entsprechende Durchmesser. Für das anschließende Entgraten der bis in den Zahngrund reichen den Zahnprofile werden Rollenketten 3 und 4 der Vorrich tung 1 eingesetzt, deren Rollen im Durchmesser in etwa dem Zahngrund-Radius entsprechen.

Die erfindungsgemäße Verwendung einer Rollenkette mit als abrasive Werkzeuge dienenden Rollen ist vorteilhaft zur Bearbeitung von Zahnprofilen an Kettenrädern mit relativ kleiner Zahnteilung, da mit einer Rollenkette bei ein fachstem Vorrichtungsaufbau die abrasiven Werkzeuge in gegenseitig kleinstem Abstand bei einfachstem Antrieb an zuordnen sind. Bei relativ großer Zahnteilung können die abrasiven Werkzeuge gemäß dem Verfahrensanspruch 1 auch Finger- bzw. Walzenfräser oder Schleifwalzen zur Nachbe arbeitung sein, die über eine gesonderte Getriebeeinrich tung synchron angetrieben werden.

Claims

1. Verfahren zur Bearbeitung der Zahnprofile von Ket tenrädern für Hülsen- oder Rollenketten,

- wobei der Zahngrund zwischen benachbarten Zahn flanken nach einem vorbestimmten Radius ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet,
- daß das Kettenrad um seine Drehachse drehbeweglich angeordnet wird und
- daß im Abstand der Zahnteilung angeordnete, walzen förmige Werkzeuge von einem etwa dem Zahngrund- Radius entsprechenden oder größeren Durchmesser zur spanabhebenden Bearbeitung rotierend mit den Zahn profilen des drehbaren Kettenrades in Eingriff ge bracht werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Rollen (6) einer Rollenkette (3, 4) als ab rasive Werkzeuge gestaltet sind, und
- daß die Rollen (6) durch reibschlüssige Anlage an eine Rollbahn (10) einer relativ zur bewegten Rol lenkette (3, 4) fixierten Kettenführungsschiene (7, 8) in Drehung versetzt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß zwei Rollenketten (3, 4) in einem dem Teil kreisdurchmesser (5) des Kettenrades (2) ent sprechenden, parallelen Abstand gegenläufig be trieben angeordnet sind, wobei
- mindestens eine der Rollenketten (3, 4) als abrasive Werkzeuge dienende Rollen (6) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß die gegenläufig betriebenen Rollenketten (3, 4) unterschiedliche Geschwindigkeiten (V₁, V₂) auf weisen, und
- daß dabei die über Kettenführungsschienen (7, 8) abschnittsweise parallel geführten Rollenketten (3, 4) für jedes Kettenrad (2) als eine Transport führung dienen, wobei
- die Rollenketten-Parallelführung (11) mindestens eine dem einfachen Umfang des Kettenrad-Teilkreis durchmessers (5) entsprechende Länge aufweist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Rollenketten-Parallelführung (11) eine starr angeordnete Kettenführungsschiene (8) und eine elastisch nachgiebig angeordnete Ketten führungsschiene (7) umfaßt.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Kettenführungsschienen (7, 8) aus Kunst stoff sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

- daß die als abrasive Werkzeuge dienenden Rollen (6) mit einer CBN-Beschichtung versehen sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Geschwindigkeiten (V₁, V₂) der Rollenketten (3, 4) variierbar sind.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Bewegungsrichtungen der Rollenketten (3, 4) während der Bearbeitung eines Kettenrades (2) um kehrbar sind.

10. Verfahren nach Anspruch 1 und Durchführung mit einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

- daß jedes Kettenrad (2) zur gleichmäßigen Bear beitung sämtlicher Zahnflanken zwischen zwei Vor richtung (1) um eine zur Drehachse (9) quer ge richtete Achse gewendet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Bearbeitung einem Entgraten der Zahnprofile eines Kettenrades dient.

12. Verfahren nach Anspruch 1, 10 und 11, gekennzeichnet durch die Verwendung von profilier ten Werkzeugen oder Rollen (6).

13. Verfahren nach Anspruch 1, 10, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Drehachsen der Werkzeuge oder Rollen (6) zur Drehachse (9) des Kettenrades (2) schräg ange ordnet werden.

14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 10, 11, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Zahnprofile abschnittsweise nacheinander mittels verschiedener Rollenketten mit im Durch messer unterschiedlich großen Rollen entgratet wer den.