DE4324271A1 - Verfahren zur Herstellung von Verzahnungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zahnrädern, insbesondere Zahnspindeln und innenverzahnten Gehäusen für Planetwalzenextruder.

Üblicherweise erfolgt die Herstellung durch Fräsen und Schleifen oder sogenanntes Ziehen. Je nach Ansprüchen an die Oberflächenbeschaffenheit der Zähne ist ein Schleifen bislang unverzicht­ bar. Das Schleifen ist bei Zahnspindeln schon extrem kompliziert. Bei innenverzahnten Gehäusen und dergleichen, insbesondere bei Planetwalzenextrudern, werden die Grenzen bisheriger Herstel­ lungsmöglichkeiten deutlich. Es läßt sich nur mit extremem wirtschaftlichem Aufwand die gewünschte Zahnflankenform herstellen. Entsprechend hoch ist der Preis für Planetwalzenextru­ der. Außerdem beschränkt sich das Schleifen auf bestimmte Werkstoffe. Je härter die Oberfläche ist, desto besser läßt sie sich schleifen.

Das Ziehen ist gleichfalls auf bestimmte Werkstoffe beschränkt. Harte Werkstoffe lassen sich nicht ziehen. Gezogene Werkstoffe erfahren in einem anschließenden Erwärmungsvorgang zum Zwecke der Härtung bleibende Verformungen.

Neben dem Ziehen ist auch ein Wirbeln (Fräsen) bekannt. Das Wirbeln findet ab 140 mm Spindel­ durchmesser und ab 500 mm Länge Anwendung. Es hat die gleichen Nachteile wie das Ziehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, mit dem insbesondere die innenverzahnten Gehäuse von Planetwalzenextrudern kostengünstiger herstellbar sind. Nach der Erfindung wird das mit Hilfe einer Funkenerosion erreicht. Bei der Funkenerosion wird das Werkstück unter Strom/Spannung gesetzt und eine Elektrode dort entlanggeführt, wo eine Ver­ formung stattfinden soll. An diesen Flächen bilden sich Funken, die zu der geführten Elektrode fliegen. Je nach Intensität des Stromes bzw. Höhe der Spannung ist der Funkenflug mehr oder weniger stark. Aufgrund der Funken bildet sich an der bearbeiteten Oberfläche eine Erosion, ein Materialabtrag. Vorteilhafterweise kann dieser Materialabtrag ganz genau gesteuert werden. Es können dadurch auch sehr glatte Flächen erzeugt werden. Das hat für innenverzahnte Gehäuse eines Planetwalzenextruders mit extrem schwierig verlaufenden Zahnflanken ganz besondere Bedeutung.

Die verwendete Elektrode kann zur Herstellung der gewünschten Zahnflankenformen numerisch gesteuert werden.

Vorteilhafterweise wird die Elektrodenbewegung in der x- und y-Achse zugleich zur Herstellung eines optimalen Bewegungsspieles zwischen den Zahnrädern bzw. Spindeln genutzt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auch für die Herstellung der Spindeln bzw. Gehäuse für Planetwalzenextruder eine Vorrichtung verwendet, die einen senkrecht beweg­ ten Werkzeugschlitten für aufrechtstehende Werkstücke besitzt. Dies ist für Werkstücke mit einer Länge, wie sie Spindeln und Gehäuse für Planetwalzenextruder besitzen, neu. Zwangsläufig führt das zu einer größeren Bauhöhe für die Vorrichtung, mindestens 3 m, im Regelfall jedoch zwischen 4 und 6 m.

Im übrigen werden vorzugsweise Elektroden für die erfindungsgemäße Herstellung eines verzahn­ ten Werkstückes verwendet, die die gleiche Form wie das mit dem Werkstück kämmende Gegen­ stück besitzen. Für die Herstellung innenverzahnter Gehäuse eines Planetwalzenextruders eröffnet das eine überraschende Einsparung. In diesem Anwendungsfall wird aus Graphit oder einem ande­ ren Elektroden-(Erodier)werkstoff eine Planetwalzenspindel bestimmter Länge gefräst. Das geschieht in gleicher Weise und mit der gleichen Fräsbank wie beim Fräsen wirklicher Planetwal­ zenspindeln. Die bevorzugte Länge der Elektrodenspindel beträgt 50 bis 200 mm. Die Elektroden­ spindel kann dann mit entsprechender Steuerung wie die tatsächliche Planetwalzenspindel an der Gehäuseinnenfläche entlangbewegt werden, wobei erodierende Funkenübertritte an den sich nächsten Flächen von Gehäuse und Elektrodenspindel entstehen. Durch wiederholtes Entlangfüh­ ren der Elektrodenspindel entsteht eine immer tiefer werdende Abbildung der sich abwälzenden Zähne der Elektrodenspindel im Gehäusemantel an dessen Innenseite.

Der Vorgang ist auf andere Zahnräder bzw. Spindeln übertragbar. Bei Planetwalzenextrudern führt das im Mittel zu Kosteneinsparungen bei den Werkzeugen von 70000,00 DM.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von Zahnrädern, insbesondere von Zahnspindeln und innenverzahn­ ten Gehäusen für Planetwalzenextruder, gekennzeichnet durch eine Formung der Zähne mittels Funkenerosion.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von senkrecht bewegten Werkzeugschlitten für aufrechtstehende Werkstücke für Zahnspindeln und innenverzahnte Gehäuse von Planetwalzenextrudern.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Elektroden verwendet wer­ den, die die gleiche Form wie die mit den herzustellenden Werkstücken kämmenden Teile besitzen und diese Elektroden wie diese kämmenden Teile bewegt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden numerisch gesteuert sind.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch die Verwendung von Elektroden­ spindeln.

6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung von Elektrodenspindellän­ gen von 50 bis 200 mm.