DE9107089U1 - Diamond dressing wheel for tools for honing gears etc. - Google Patents
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Description
GP" 5498/91GP" 5498/91
GebrauchsmusterUtility model
Anmelder: Zahnradprä&zgr;isionApplicant: Gear Precision
Horst Reineke S Co. GmbH 5980 WerdohlHorst Reineke S Co. GmbH 5980 Werdohl
Diamant-Abrichtrad für Werkzeuge zum Honen von Zahnrädern und dgl.Diamond dressing wheel for tools for honing gears etc.
Die Erfindung betrifft ein Diamant-Abrichtrad für Werkzeuge zum Honen von Präzisionszahnrädern und Schnecken, insbesondere von schrägverzahnten Zahnrädern, welches aus einem Zahnrad-Grundkörper aus Stahl oder ähnlich hartem Werkstoff besteht, dessen Zähne mit einem galvanisch gebundenen Belag aus Diamantkörnern versehen sind.The invention relates to a diamond dressing wheel for tools for honing precision gears and worms, in particular helical gears, which consists of a gear base body made of steel or a similarly hard material, the teeth of which are provided with a galvanically bonded coating of diamond grains.
Durch Honen, ein Verfahren zur spanabhebenden Feinstbearbeitung, werden hinsichtlich Maß- und Formgenauigkeit sowie Oberflächengüte auch an sehr harten Werkstücken, z.B. aus Bronze, gehärteten Stählen oder Sintermetallen, hervorragende Ergebnisse erzielt. Zahnradgetriebe, die unter Verwendung gehonter Zahnräder aufgebaut sind, zeichnen sich u. a durch einen sehr geräuscharmen Lauf aus, weshalb insbesondere bei der Kraftfahrzeugherstellung zunehmend gehonte Zahnräder verwendet werden. Das Honen wird im Falle außenverzahnter Zahnräder mittels innenverzahnter Honringe und im Falle innenverzahnter Zahnräder mittels außenverzahnter Honräder ausgeführtHoning, a process for precision machining, achieves excellent results in terms of dimensional and shape accuracy as well as surface quality even on very hard workpieces, e.g. made of bronze, hardened steels or sintered metals. Gear drives constructed using honed gears are characterized by, among other things, very quiet operation, which is why honed gears are increasingly being used, particularly in motor vehicle manufacturing. Honing is carried out using internally toothed honing rings in the case of externally toothed gears and using externally toothed honing wheels in the case of internally toothed gears.
Derartige Honwerkzeuge werden ähnlich wie Schleifkörper hergestellt, bei denen SchIeifkörner, z.B. Korund oder Silicium-Carbid, durch Kunstharzbindung oder keramische Bindung zu einem einheitlichen Ganzen zusammengehalten sind. Honwerkzeuge erfahren beim Honen zwangsläufig eine Abnutzung und werden in Anbetracht der zu schaffenden Präzisionszahnräder auch schon nach verhältnismäßig geringer Standzeit unbrauchbar. Wegen der hohen He rste I I kos ten - insbesondere von schrägverzahnten Honwerkzeugen - hat man bereits zahlreiche Versuche unternommen, solche Honwerkzeuge mittels eines Abrichtrades nachzuschärf en, welches aus einem Zahnrad-Grundkörper besteht, dessen Zähne mit einem galvanisch gebundenen Belag aus Diamantkörnern versehen sind. Es ist bekannt, den Diamantkörner-Belag dabei im sogenannten positiven Verfahren auf den Zahnrad-Grundkörper aufzutragen, wobei der Diamantkörner-Belag unmittelbar auf den Zahnrad-Grundkörper aufgebracht wird. Je nach verwendeter Korngröße liegt die Rauhtiefe am Anfang im Bereich von 10 Mikron und nach einem Einlauf in einem Bereich von 3-4 Mikron. Es hat sich allerdings in der Praxis gezeigt, daß derartige Abrichträder, die in ihrer Herstellung bereits außerordentlich teuer sind, selbst auch nur eine sehr begrenzte Standzeit aufweisen, da insbesondere im Bereich der Zahnrad-Kopfflächen der Diamantkörner-Belag sich relativ schnell abträgt. Längere Standzeiten werden erreicht, wenn die Abrichträder im sogenannten negativen Verfahren mit dem Diamantkörner-Belag versehen werden, in welchem Fall verhältnismäßig große Diamantkörner verwendet werden können, die unter Zuhilfenahme einer die Belagoberfläche exaktSuch honing tools are manufactured in a similar way to grinding tools, in which abrasive grains, e.g. corundum or silicon carbide, are held together by a synthetic resin bond or ceramic bond to form a uniform whole. Honing tools inevitably wear out during honing and, given the precision gears that are to be created, become unusable even after a relatively short service life. Due to the high manufacturing costs - especially of helical-toothed honing tools - numerous attempts have already been made to resharpen such honing tools using a dressing wheel, which consists of a gear base body, the teeth of which are provided with a galvanically bonded coating of diamond grains. It is known to apply the diamond grain coating to the gear base body using the so-called positive process, whereby the diamond grain coating is applied directly to the gear base body. Depending on the grain size used, the roughness depth is initially in the range of 10 microns and after running in in the range of 3-4 microns. However, it has been shown in practice that such dressing wheels, which are already extremely expensive to manufacture, only have a very limited service life, since the diamond grain coating wears off relatively quickly, particularly in the area of the gear head surfaces. Longer service lives are achieved if the dressing wheels are provided with the diamond grain coating using the so-called negative process, in which case relatively large diamond grains can be used, which can be precisely machined to the surface of the coating with the help of a
festlegenden Negativform aufgebracht werden. Im Negativ-Verfahren hergestellte Diamant-Abrichträder sind aber nochmals erheblich teurer als im Positiv-Verfahren hergestellte Diamant-Abrichträdera negative mold to be determined. Diamond dressing wheels manufactured using the negative process are, however, considerably more expensive than diamond dressing wheels manufactured using the positive process
Durch die DE 38 11 783 C1 ist eine Abrichtrolle für Schleifscheiben bekannt, bei welcher nadeiförmige Diamanten parallel nebeneinander in flache Ecknuten eines Grundkörpers eingelegt sind, aus denen sie mit dem größten Teil ihres Rumpfes in Querrichtung und mit ihren Spitzen in Längsrichtung herausragen. Im Bereich der Ecknuten sind die nadeiförmigen Diamanten in Sintermetall oder reduzierbarer Metallpaste eingebettet, wobei der außenliegende Bereich der Einbettmasse eine vom Fußende bis nahezu zur Spitze der Diamanten reichende Stützwand zur Festhaltung der Diamanten innerhalb der Ecknuten bildet. Eine solche vom Grundkörper weit abragende Stützwand ist im galvanischen Niederschlagsverfahren kaum erreichbar. Zudem ist die Verankerung der Diamanten am Grundkörper nur unwesentlich stabiler als bei einer galvanischen Verankerung auf glatten GrundkörperfIächen. Bei Abrichträdern für Honwerkzeuge werden die Verankerungen der Diamantkörner in allen Richtungen parallel zur Oberfläche des Grundkörpers beansprucht, weshalb die bekannte nur einseitige Einbettung der Diamantkörner in Ecknuten keine befriedigende Lösung bei Abrichträdern der gattungsgemäßen Art erbringt.DE 38 11 783 C1 discloses a dressing roll for grinding wheels, in which needle-shaped diamonds are placed parallel to one another in flat corner grooves of a base body, from which they protrude with the majority of their body in the transverse direction and with their tips in the longitudinal direction. In the area of the corner grooves, the needle-shaped diamonds are embedded in sintered metal or reducible metal paste, with the outer area of the investment material forming a support wall extending from the base end to almost the tip of the diamonds to hold the diamonds within the corner grooves. Such a support wall protruding far from the base body is hardly achievable using the galvanic deposition process. In addition, the anchoring of the diamonds to the base body is only slightly more stable than with galvanic anchoring on smooth base body surfaces. In the case of dressing wheels for honing tools, the anchoring of the diamond grains is stressed in all directions parallel to the surface of the base body, which is why the known one-sided embedding of the diamond grains in corner grooves does not provide a satisfactory solution for dressing wheels of this type.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein im Positiv-Verfahren hergestelltes Diamant-Abrichtrad erhöhter Standzeit zu schaffen.The invention is based on the object of creating a diamond dressing wheel manufactured using the positive process with an increased service life.
Ausgehend von einem Diamant-Abrichtrad der eingangs genannten Art, ist die Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß beim Zahnrad-Grundkörper die KopffLächen der Zähne mit Vertiefungen versehen sind, in denen die Diamantkörner, um mehr als die Hälfte versenkt, eng zwischen wenigstens zwei sich gegenüberliegenden Seitenwänden der Vertiefungen eingelassen sind, daß die Seitenwände der Vertiefungen scharfkantige Ränder aufweisen und daß die Diamantkörner von Fassungen aus an den Rändern verstärkt niederschlagenem galvanischem Belag hintergriffen sind, die von den Rändern mit einer maximalen Querschnittsabmessung abragen, die kleiner als der Kornradius ist.Starting from a diamond dressing wheel of the type mentioned at the beginning, the solution to this problem is achieved according to the invention in that the head surfaces of the teeth in the gear body are provided with recesses in which the diamond grains are embedded, more than halfway sunk, closely between at least two opposing side walls of the recesses, that the side walls of the recesses have sharp-edged edges and that the diamond grains are gripped by frames made of galvanic coating deposited more strongly on the edges, which protrude from the edges with a maximum cross-sectional dimension that is smaller than the grain radius.
Wie umfangreiche praktische Erprobungen gezeigt haben, wird durch eine solche Einbettung und Einfassung der Diamantkörner an den Kopfflächen, an denen Diamant-Abrichträder einer besonders hohen Abnutzung unterworfen sind, eine wesentlich stabilere Verankerung der Diamantkörner am Grundkörper erreicht, da sich nunmehr die Diamantkörner an den seitlichen, eng benachbarten Wandungsflächen der Vertiefungen abstützen können. Bei der galvanischen Bindung schlägt sich am Rand der Vertiefungen wegen der dort größeren Stromdichte verstärkt Galvanikmetall, speziell Nickel, nieder, wodurch die Diamantkörner bei schon verhältnismäßig dünnen Galvanikniederschlägen eine stabile seitliche Einfassung erhalten, die ihrerseits in den Vertiefungen sicher verankert ist. Die Ausbildung von Vertiefungen an den Kopfflächen kann mit verhältnismäßig geringem Fertigungsaufwand vorgenommen werden, so daß durch die erfindungsgemäße Ausbildung die Herste I I kosten des Diamant-AbrichtradesAs extensive practical tests have shown, through such embedding and enclosing of the diamond grains on the head surfaces, where diamond dressing wheels are subject to particularly high wear, a much more stable anchoring of the diamond grains on the base body is achieved, as the diamond grains can now support themselves on the lateral, closely adjacent wall surfaces of the recesses. With the galvanic bond, galvanic metal, especially nickel, is deposited more strongly on the edge of the recesses due to the higher current density there, whereby the diamond grains, even with relatively thin galvanic deposits, receive a stable lateral enclosure, which in turn is securely anchored in the recesses. The formation of recesses on the head surfaces can be carried out with relatively little manufacturing effort, so that the design according to the invention reduces the manufacturing costs of the diamond dressing wheel.
nur unwesentlich erhöht werden. Insgesamt wird durch die Erfindung ein Diamant-Abrichtrad hoher Standzeit erreicht, was in der Gesamtrechnung die Kosten des Honens von Präzisionszahnrädern deutlich senkt.can only be increased insignificantly. Overall, the invention results in a diamond dressing wheel with a long service life, which in the overall calculation significantly reduces the costs of honing precision gears.
Der Erfindung zufolge können die Vertiefungen aus zur Kopffläche der Zähne längs oder quer verlaufenden Nuten bestehen oder können die Kopfflächen auch durch punktförmige Vertiefungen aufgerauht sein. Die Tiefe der Nuten oder punktförmigen Vertiefungen ist auf die Korngröße der verwendeten Diamantkörner abzustimmen und wird dabei in der Regel etwas kleiner als der Durchmesser der Diamantkörner bemessen.According to the invention, the depressions can consist of grooves running lengthways or crossways to the head surface of the teeth, or the head surfaces can also be roughened by point-shaped depressions. The depth of the grooves or point-shaped depressions must be matched to the grain size of the diamond grains used and is usually slightly smaller than the diameter of the diamond grains.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further features of the invention are specified in the subclaims.
Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.The subject matter of the invention is explained in more detail below using several embodiments shown in the drawing.
In der Zeichnung zeigen :In the drawing show:
Fig. 1 eine Seitenansicht auf einFig. 1 a side view of a
Diamant-Abrichtrad zum Abrichten von Honringen für schrägverzahnte Zahnräder,Diamond dressing wheel for dressing honing rings for helical gears,
Fig. 2 im Querschnitt und in vergrößertem Maßstab einen Zahn des Abrichtrades nach Fig. 1,Fig. 2 in cross-section and on an enlarged scale a tooth of the dressing wheel according to Fig. 1,
Fig. 3 bis 8 ausschnittsweise Draufsichten auf verschiedene Ausführungsformen der Zahn kopffIächen von Diamant-Abrichträdern nach der Erfindung,Fig. 3 to 8 partial top views of various embodiments of the tooth tip surfaces of diamond dressing wheels according to the invention,
Fig. 9 in einer perspektivischen Darstellung ein
weiteres Ausführungsbeispiel für die
Ausbildung der Kopffläche der Zähne eines für das Diamant-Abrichtrad nach der
Erfindung verwendeten Grundkörpers undFig. 9 shows a perspective view of another embodiment of the
Formation of the top surface of the teeth of a diamond dressing wheel according to the
invention used base body and
Fig. 10 eine Schni11darste I Iung zurFig. 10 a sectional view of the
Veranschaulichung der Einfassung eines
Diamantkornes an der Zahnkopff lache .Illustration of the edging of a
Diamond grain on the tooth head surface.
Das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Diamant-Abrichtrad
besteht aus einem Zahnrad-Grundkörper 1 aus Stahl mit schräg verlaufenden Zähnen 2 , auf welchen mittels
einer galvanischen Bindungsschicht 3, z. B. aus
Nickel, eine Vielzahl von Diamantkörnern 4 aufgebracht
sind. Gemäß Fig. 2 sind die Kopfflächen 5 mit Vertiefungen 6 versehen, in denen jeweils Diamantkörner 4
teilweise versenkt aufgenommen sind, vgl. auch Fig.
10. Beim Ga I vanisierVorgang schlägt sich die
galvanische Bindungsschicht an den Rändern 7 der
Vertiefung in einem besonders starkem Maße nieder, so daß die Diamantkörner 4 durch eine verstärkte Fassung
8 sehr stabil am Zahn 2 verankert sind, wobei die
maximale Querschnittsabmessung D der Fassung 8 kleiner
als der Kornradius ist.The diamond dressing wheel shown in Fig. 1 and 2
consists of a gear base body 1 made of steel with inclined teeth 2 , on which
a galvanic bonding layer 3, e.g.
Nickel, a plurality of diamond grains 4 are applied. According to Fig. 2, the head surfaces 5 are provided with depressions 6 in which diamond grains 4
are partially recessed, see also Fig.
10. During the galvanization process, the
galvanic bonding layer on the edges 7 of the
depression to a particularly high degree, so that the diamond grains 4 are anchored very firmly to the tooth 2 by a reinforced frame 8, whereby the
maximum cross-sectional dimension D of the socket 8 is smaller than the grain radius.
Die Vertiefungen 6 können in unterschiedlichen Formen
und nach unterschiedlichen Her ste I I verfahren
ausgebildet werden, wie in den Fig. 3 bis 9
veranschaulicht ist.The recesses 6 can be made in different shapes and according to different manufacturing processes.
be formed as shown in Fig. 3 to 9
is illustrated.
In Fig. 3 sind die Kopfflächen 5 mit quer zur
Längsrichtung der Zähne verlaufenden Nuten 9 versehen,
die jeweils als umlaufende Wendel am ZahnkranzIn Fig. 3, the head surfaces 5 are provided with
Longitudinal grooves 9 of the teeth, each of which is arranged as a spiral on the gear rim
geschnitten sein können. Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 4 und 5 sind die Kopfflächen 5 mit Gruppen von gegeneinander geneigten Nuten 10, 11 bzw. 12, 13 versehen, die jeweils wiederum als Wendelnuten geschnitten sein können. Während beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 die Nuten 10, 11 an den Kopfflächen nebeneinander angeordnet sind, zeigt Fig. 5 eine Ausführungsform, bei der die Nuten 12, sich jeweils im Bereich der Kopfflächen 5 schneiden.can be cut. In the embodiments according to Figs. 4 and 5, the head surfaces 5 are provided with groups of grooves 10, 11 and 12, 13 inclined towards one another, which in turn can each be cut as spiral grooves. While in the embodiment according to Fig. 4 the grooves 10, 11 are arranged next to one another on the head surfaces, Fig. 5 shows an embodiment in which the grooves 12, intersect in the area of the head surfaces 5.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 verlaufen die Nuten 14 in Umfangsrichtung des Abrichtrades. Ein solches Abrichtrad ist in den Fällen verwendbar, in denen es in einer Schrägausrichtung an dem zu bearbeitenden Honwerkzeug angesetzt wird, so daß durch diese Schrägausrichtung die gesamte ZahnkopffIäche beim Honwerkzeug abgestrichen wird. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 sind die Kopfflächen jeweils mit einer durchgehenden Längsnut 15 versehen.In the embodiment according to Fig. 6, the grooves 14 run in the circumferential direction of the dressing wheel. Such a dressing wheel can be used in cases in which it is placed at an angle to the honing tool to be machined, so that the entire tooth tip surface is wiped off by the honing tool due to this angle. In the embodiment according to Fig. 7, the tip surfaces are each provided with a continuous longitudinal groove 15.
Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Kopfflächen 5 durch punktförmige Vertiefungen 17 aufgerauht sind.Fig. 8 shows an embodiment in which the head surfaces 5 are roughened by point-shaped depressions 17.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ist die gesamte Kopffläche der Zähne 2 &zgr;ickzackförmig genutet, wobei die Nuten 16 quer zur Längserstreckung des Zahnes 2 gerichtet sind.In the embodiment according to Fig. 9, the entire head surface of the teeth 2 is grooved in an zigzag shape, with the grooves 16 being directed transversely to the longitudinal extension of the tooth 2.
Die Nuten können im Querschnitt V-Form, vgl. Fig. 9, U-Form, vgl. Fig. 1 oder Trapezform, vgl. Fig. 10, aufweisen. Die Korngröße der Diamanten 4 kann zwischen 0,08 mm und 0,35 mm gewählt werden. Die Tiefe der Nuten bzw. punktförmigen Vertiefungen ist entsprechendThe grooves can have a V-shape in cross-section, see Fig. 9, U-shape, see Fig. 1 or trapezoidal shape, see Fig. 10. The grain size of the diamonds 4 can be selected between 0.08 mm and 0.35 mm. The depth of the grooves or point-shaped depressions is accordingly
der Größe der verwendeten Körner zu wählen und liegt im Bereich zwischen 0,1 und 0,2 mm. Die Breite der Nuten wird etwas größer als der Korndurchmesser gewählt, damit die Bindungsschicht 3 sich im Bereich der Nuten oder Vertiefungen entsprechend stark ausbilden kann.the size of the grains used and is in the range between 0.1 and 0.2 mm. The width of the grooves is chosen to be slightly larger than the grain diameter so that the bonding layer 3 can develop sufficiently thickly in the area of the grooves or depressions.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
1 Zahnrad-Grundkörper1 Gear base body
2 Zahn2 tooth
3 Bi ndungssc h i c ht3 Binding layer
4 Diamantkörner4 diamond grains
5 Kopffläche5 Head area
6 Vertiefung6 Deepening
7 Rand7 Edge
8 Fassung8 Version
9 Nut Nut 1 Nut Nut Nut Nut Längsnut Nut9 Groove Groove 1 Groove Groove Groove Longitudinal Groove Groove
17 punktformige Vertiefungen17 dot-shaped depressions
Claims (9)
gekennzeichnet, daß die Kopfflächen (5) mit
Gruppen von sich kreuzenden, wendelförmig
umlaufenden Nuten (10, 11) versehen sind.4. Diamond dressing wheel according to claim 3, characterized
characterized in that the head surfaces (5) with
Groups of intersecting, spiral-shaped
circumferential grooves (10, 11).
gekennzeichnet, daß die Kopfflächen (5) durch
punktförmige Vertiefungen (17) aufgerauht sind.7. Diamond dressing wheel according to claim 1, characterized
characterized in that the head surfaces (5) are
point-shaped depressions (17) are roughened.
zwischen ca. 0,1 mm bei Verwendung kleiner
Korndurchmesser und ca. 0,2 mm bei Verwendung
größerer Korndurchmesser liegt.9. Diamond dressing wheel according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the grain size of the diamond grains (4) is between 0.08 mm and 0.35 mm, in particular between D 91 and D 301, and that the depth of the recesses (6)
between approx. 0.1 mm when using small
Grain diameter and approx. 0.2 mm when using
larger grain diameter.
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1991
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