DE869723C

DE869723C - Verfahren zur Veredelung der Oberflaechen von Verzahnungen durch Kalthaemmern

Info

Publication number: DE869723C
Application number: DEE3415A
Authority: DE
Inventors: Werner Meinecke; Guenter Schmees
Original assignee: Edler & Sohn Zahnraederfabrik
Current assignee: Edler & Sohn Zahnraederfabrik
Priority date: 1951-03-04
Filing date: 1951-03-04
Publication date: 1953-03-05

Description

Verfahren zur Veredelung der Oberflächen von Verzahnungen durch Kalthämmern Zur Veredelung der Oberflächen an Zahnflanken gehobelter bzw. gefräster Verzahnungen wurden bisher Bearbeitungsverfahren angewandt, die entweder einen spanabnehmenden Arbeitsvorgang darstellen, nämlich Schaben, Schleifen oder ähnliche Vorgänge vor oder nach der Härtung, oder die eine Kalthärtung an einzelnen Stellen der Zahnflanken bezwecken, nämlich Prägepolieren im Zahngrunde. Andere bereits bekannte Vergütungsverfahren, z. B. das Kalthärten durch Beschießen mit Stahlkugeln, sind zwar auch auf Zahnräder angewendet worden, ergeben jedoch keine genaue Flankenform, so daß man sich mit einer Kalthärtung der Winkel im Zahngrunde begnügen muß und im übrigen durch Nachschleifen die kalt gehärtete Oberfläche wieder entfernt.
Gemäß dem Erfindungsgedanken wird eine Kalthärtung der gesamten Zahnflanke erreicht, wobei es keinen Unterschied macht, welche Form die Zahnflanke hat. Es ist also nach der Erfindung im Gegensatz zu den üblichen Verfahren des Drückens und Prägepolierens möglich, auch die Flanken von Schneckenrädern zu vergüten, Durch das Verfahren nach der Erfindung wird die Flanke unter genauer .Einhaltung ihrer Form spanlos geglättet und verdichtet, so daß an ungehärteten Zahnrädern bereits an den Zahnflanken eine um etwa 3o % größere Härte erreicht wird als an Verzahnungen-, die durch-Nachschleifen verfeinert werden.
Als Werkzeug zum Hämmern wird gemäß der Erfindung eine der zu bearbeitenden Verzahnung entsprechende @Gegenverzahnumg -benützt, die bei Stirnrädern als Zahnstange oder Stirnrad ausgebildet sein kann: Bei Kegelrädern hat das Werkzeug die Form eines Kegelrades, während bei Schneckenrädern das Werkzeug als Schnecke ausgebildet ist. Ein besonderes Merkmal des Werkzeuges, das zur Ausübung des neuen Verfahrens dient, -besteht darin, daß erfindungsgemäß seine Zahnstärke um einen gewissen Betrag kleiner ist als die Zahnstärke des zu bearbeitenden Werkstückes.
Im einzelnen besteht das Verfahren darin, daß die beiden Verzahnungen gegeneinander abgewälzt werden (Vorschub) unid,das, Werkzeug zusätzliche, gegen die Flanken des Werkstückes gerichtete, hin und her gehende Schwingbewegungen erhält. Das Werkstück wird dabei zweckmäßig in seiner Achsrichtung festgehalten und bleibt im übrigen frei drehbar, so daß es sich der hämmernden Bewegung des Werkzeuges durch seine eigene Trägheit widersetzt.
In .der Zeichnung zeigt die Fig. i ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zum Durchführen des Verfahrens. Es handelt sich in diesem Falle um die Veredelung der Flanken eines Schneckenrades i. Dieses ruht frei drehbar auf einer Achse 2 und ist auf dieser in irgendeiner Weise gegen axiale Verschiebung gesichert. In das Schneckenrad greift eine als Werkzeug dienende Schnecke 3 ein, die in Teilung und Steigung in üblicher Weise den entsprechenden,Größen des Schneckenrades i angepaßt ist,jedoch sich von einer normalen Triebschnecke dadurch unterscheidet, daß ihre Zähne eine etwas geringere Stärke als bei einer Triebschnecke haben. J Infolgedessen ist es möglich, bei stillstehendem Zahnrad z die als Werkzeug dienende .Schnecke 3 um einen geringen Betrag in ihrer Achsrichtung hin und her zu schieben.
Die Schnecke 3 ruht in zwei Lagern q. und -5 und trägt an einem Ende 6 ihrer Nabe ein Stirnrad 7, das durch ein Ritzel 8 über ein Kegelgetriebe 9 von dem Elektromotor io angetrieben wird. Derselbe Motor treibt bei diesem Beispiel mit einem zweiten Wellenstumpf einen Exzenter ii, der einer Stange 12 eine kurze hin und her schwingende Bewegung erteilt. Diese Stange ist .durch ein Gelenk 13 mit einem Lagerstück 1g. verbunden. .Dieses ist in irgendeiner Weise derart in der Bohrung der Schnecke 3 angebracht, daß die Schnecke sich zwar auf ihm drehen kann, jedoch bei axialer Verschiebung des Lagers zwangsläufig mitgenommen . wird.
Dadurch überträgt sich die Schwingbewegung des Exzenters auf die Schnecke. Die Übersetzungen sind so bemessen, daß der verhältnismäßig raschen axialen Schwingung eine nur vergleichsweise langsame Drehung der iSchnecke entspricht.
Da- sich die Flanken der ,Schnecke mit den Flanken des Schneckenrades nur jeweils in einer j Linie berühren, wird durch die langsame Schneckendrehung jeder folgende Hammerschlag um einen sehr geringen Betrag gegenüber dem vorhergehenden versetzt liegen. Auf diese Weise entsteht eine theoretisch sehr -vielkantige, praktisch jedoch genau gleichmäßig gerundete Glättung der Flanken des Schneckenrades.
In Fig. 2 und 3 sind Beispiele von Werkzeugen für das erfindungsgemäße Verfahren etwas deutlicher. gezeichnet. Fig: 2 zeigt die Veredelung der Flanken eines Stirnrades 21, das in der vorhin beschriebenen Weise auf einer Welle 22 frei drehbar gelagert ist. Das Werkzeug ist in diesem Falle eine geradflankige Zahnstange 23, deren Teilung und Zahnhöhe den entsprechenden Werten des Rades angepaßt sind, bei der jedoch jeder einzelne Zahn etwas schwächer ist, als es bei einer normalen Triebzahnstange der Fall wäre. Infolgedessen ergibt sich bei 24 und 25 ein kleiner Spielraum zwischen den beiden Verzahnungen. Dieser Spielraum wirkt als Bahnabstand für das abwechselnd nach rechts und links beschleunigt hämmernde Werkzeug 23. Dieses Werkzeug wird in der üblichen Weise hergestellt und -gehärtet. Es kann zweckmäßig aus einem besonders widerstandsfähigen Werkstoff angefertigt sein, -da die Ersparnis an Werkzeugabnutzung in diesem Falle einen höheren Kostenaufwand rechtfertigt.
Fig. 3 zeigt ein entsprechendes Bild für die Veredelung der Flanken eines Schneckenrades. 31 ist dieses Schneckenrad, das auf der Welle 32 läuft. 33 ist das Bearbeitungswerkzeug, das in diesem Falle die ;Gestalt einer Schnecke hat, deren Zähne gegenüber der normalen Ausführung um so viel schwächer sind, daß bei 34 und 35 geringe Luftabstände zwischen den Zahnflanken bleiben, die in der soeben beschriebenen Weise zum Hämmern ausgenutzt werden.
Das Verfahren ist für jede Art von Verzahnung anwendbar und bietet den großen Vorteil, daß die dazu notwendige Maschine einfach und billig wird. Die Bearbeitung ist spanlos und ersetzt vollständig das bisher insbesondere -bei Schneckenrädern unerläßliche Einlaufen der Werkstücke. Durch die Verdichtung der Oberfläche wird deren Härte verbessert. Die Werkstücke lassen sich nach diesem Verfahren mit sehr geringen Maßtoleranzen ausführen, und die gesamte Arbeitszeit wird erheblich verkürzt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE- i. Verfahren zur Veredelung .der Oberflächen von Verzahnungen durch Kalthämmern, dadurch gekennzeichnet, daß dem bearbeitenden Werkzeug gleichzeitig eine hämmernde und eine an den Zahnflanken abwälzende Bewegung erteilt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Hämmern ein verzahntes Werkzeug benutzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem bearbeitenden Werkzeug ein verhältnismäßig langsamer Vorschub mit fortlaufendem Eingriff der Zahnflanken und gleichzeitig eine gegen die Zahnflanken des Werkstückes gerichtete hin und her schwingende Bewegung erteilt wird.
4. Verfahren zur Veredelung der Oberflächen von Schneckenradverzahnungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem als Schnecke ausgebildeten Werkzeug gleichzeitig eine langsame Drehung um seine Hauptachse und eine rasche in der Richtung dieser Achse hin und her gehende Bewegung erteilt wird.
5. Werkzeug zur Ausübung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es die Form einer Gegenverzahnung zu dem Werkstück hat, die sich nur dadurch von einer normalen Triebverzahnung unterscheidet, daß die Zahnstärke etwas geringer ist als bei dieser.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub in irgendeiner Weise mechanisch erfolgt, dagegen die hin und her schwingende Bewegung auf mechanischem, elektromagnetischem, hydraulischem oder pneumatischem Wege oder durch Preßluftantrieb erzeugt wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 310 575, 521405, 560 568, 712 545, 8o6 5 i i ; Zeitschrift Werkstattstechnik und Maschinenbau, 40. Jahrg., Heft 6, Juni 1950, S. 224/225; Zeitschrift Das Industrieblatt, Stuttgart, September 1951, Heft 9, S.263; schweizerische Patentschrift Nr. 130 484; französische Patentschrift Nr. 925 643; Zeitschrift Machinery (London), Vol. 79, 3o.8.5 i, S.368.