DE4315752C2 - Verfahren zur Bearbeitung der Zahnprofile von Kettenrädern für Hülsen- oder Rollenketten - Google Patents

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 vorstehend 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 Abstand der Zahnteilung zueinander angeordnete, rollen­ förmige Werkzeuge von einem etwa dem Zahnlückengrund-Ra­ dius entsprechenden oder größeren Durchmesser zur span­ abhebenden Bearbeitung rotierend angetrieben mit den Zäh­ nen des frei drehbaren Kettenrades in abwälzenden Ein­ griff 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 Rol­ lenkette feststehenden 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 durch eine von deren Ket­ tenführungsschienen gebildete Rollenketten-Parallelfüh­ rung in einem dem Teilkreisdurchmesser des Kettenrades entsprechenden parallelen Abstand gegenläufig angetrieben angeordnet sind, wobei mindestens eine der Rollenketten als abrasive Werkzeuge dienende Rollen aufweist. Werden weiter die gegenläufig betriebenen Rollenketten mit un­ terschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben, erfährt jedes zwischen die Rollenketten eingebrachte Kettenrad automatisch eine Transportbewegung während der Bearbei­ tung der Zahnprofile mittels der eine abrasive Beschichtung aufweisenden Rollen der Rollenketten. Damit erübrigt sich in vorteilhafter 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 vorzugs­ weise zwischen zwei erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur gleichmäßigen Bearbeitung sämtlicher Zahnflanken 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-Paral­ lelführung sicherzustellen, umfaßt jede Parallelführung eine starr angeordnete Kettenschiene und eine elastisch nachgiebig angeordnete Kettenschiene. Damit durchläuft jedes Kettenrad zwischen den Rollenketten die Bearbei­ tungsstation spielfrei mit dem Vorteil einer hohen Be­ arbeitungsqualität.

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 schwindigkeiten 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 Zahnlückengrund-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 oder 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 Zahnlückengrund-Radius entsprechende Durchmesser. Für das anschließende Entgraten der bis in den Zahnlückengrund reichen­ den Zahnprofile werden Rollenketten 3 und 4 der Vorrich­ tung 1 eingesetzt, deren Rollen im Durchmesser in etwa dem Zahnlückengrund-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 (14)

1. Verfahren zur Bearbeitung der Zahnprofile von Ket­ tenrädern für Hülsen- oder Rollenketten, wobei der Zahnlückengrund nach einem vorgegebenen Radius aus­ gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenrad um seine Drehachse frei drehbar ange­ ordnet wird, und daß im Abstand der Zahnteilung zu­ einander angeordnete rollenförmige Werkzeuge mit einem etwa dem Zahnlückengrund-Radius entsprechen­ den oder größeren Durchmesser zur spanabhebenden Bearbeitung rotierend angetrieben mit den Zähnen des frei drehbaren Kettenrades in abwälzenden Ein­ griff gebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung einem Entgraten der Zahnprofile dient.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von profilier­ ten Werkzeugen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Werkzeuge zur Drehachse (9) des Kettenrades (2) schräg angeordnet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnprofile ab­ schnittsweise nacheinander mittels verschiedener, im Durchmesser unterschiedlich großer Werkzeuge entgratet werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (6) einer Rollenkette (3; 4) als abrasive Werkzeuge gestaltet sind, und daß die Rollen (6) durch reibschlüssige Anlage an eine Rollbahn (10) einer relativ zur be­ wegten Rollenkette (3; 4) feststehenden Kettenfüh­ rungsschiene (7; 8) in Drehung versetzt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettenführungs­ schiene aus Kunststoff besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die als abrasive Werk­ zeuge dienenden Rollen (6) mit einer CBN-Beschich­ tung versehen sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rollenketten (3; 4) durch eine von deren Kettenführungsschienen (7; 8) gebildete Rollenketten-Parallelführung (11) in einem dem Teilkreisdurchmesser des Kettenrades (2) entsprechenden, parallelen Abstand gegenläufig ange­ trieben angeordnet sind, wobei mindestens eine der Rollenketten (3; 4) als abrasive Werkzeuge dienende Rollen (6) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenläufig ange­ triebenen Rollenketten (3; 4) unterschiedliche Ge­ schwindigkeiten (V₁; V₂) haben, und daß dadurch die abschnittsweise parallel geführten Rollenketten (3; 4) für jedes Kettenrad (2) als eine Transportfüh­ rung dienen, wobei die Rollenketten-Parallelführung (11) mindestens eine dem einfachen Umfang des Ket­ tenrad-Teilkreises (5) entsprechende Länge auf­ weist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenketten-Pa­ rallelführung (11) eine starr angeordnete Ketten­ führungsschiene (8) und eine elastisch nachgiebig angeordnete Kettenführungsschiene (7) umfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeiten (V₁; V₂) der beiden Rollenketten (3; 4) variierbar sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsrich­ tung(en) der Rollenkette(n) (3; 4) während der Be­ arbeitung eines Kettenrades (2) umkehrbar ist bzw. sind.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprü­ chen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kettenrad (2) zur gleichmäßigen Bearbeitung sämtli­ cher Zahnflanken gewendet wird.