EP3852962A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer verzahnung eines zahnrads mit einem werkzeug - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer verzahnung eines zahnrads mit einem werkzeug

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EP3852962A1
EP3852962A1 EP19765412.2A EP19765412A EP3852962A1 EP 3852962 A1 EP3852962 A1 EP 3852962A1 EP 19765412 A EP19765412 A EP 19765412A EP 3852962 A1 EP3852962 A1 EP 3852962A1
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EP
European Patent Office
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tool
toothing
rotation
axis
area
Prior art date
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Pending
Application number
EP19765412.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Josef Herberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Publication of EP3852962A1 publication Critical patent/EP3852962A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F21/00—Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F21/005—Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth with plural tools on a common axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F15/00—Methods or machines for making gear wheels of special kinds not covered by groups B23F7/00 - B23F13/00
    • B23F15/06—Making gear teeth on the front surface of wheels, e.g. for clutches or couplings with toothed faces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F9/00—Making gears having teeth curved in their longitudinal direction
    • B23F9/08—Making gears having teeth curved in their longitudinal direction by milling, e.g. with helicoidal hob
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/22—Toothed members; Worms for transmissions with crossing shafts, especially worms, worm-gears

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing a toothing of a gearwheel with a tool.
  • the invention is therefore based on the object, the production of gears
  • the object is achieved in the method according to the features specified in claim 1 and in the device according to the features specified in claim 12.
  • Important features of the invention in the method for producing a toothing of a gearwheel with a tool, in particular a milling cutter, are that the tool can be rotated about a first axis of rotation and the gearwheel can be rotated about a second axis of rotation, a first working area of the Tool the
  • a second work area of the tool produces the toothing, the second work area being spaced from the first work area, in particular in the direction of the first axis of rotation, or adjacent to the first work area, in particular wherein the first and second work areas are coaxially aligned with each other.
  • the advantage here is that it increases the service life of the tool and thereby reduces the cost of producing the toothing.
  • the first axis of rotation is aligned perpendicular to the second axis of rotation.
  • the teeth can be designed as Spiroplan teeth.
  • the toothing covers a face toothing which has a first radial distance area, the radial direction being related to the second axis of rotation, in particular the smallest radial distance of the radial distance area being finite, in particular therefore greater than zero.
  • the tool is arranged to be displaceable parallel to the first axis of rotation, in particular the displacement position of the tool in the first method step and the displacement position of the tool in the second method step being different from one another.
  • the advantage here is that different working areas of the tool can be used one after the other.
  • the first axis of rotation is a distance from the second axis of rotation, in particular center distance.
  • the advantage here is that the toothing as
  • the time is one after the second
  • a third working area of the tool produces the toothing, the third working area being spaced from the second working area, in particular in the direction of the first axis of rotation, or adjacent to the second working area.
  • the gear wheel has an annular, in particular hollow cylindrical, base body and a hub area, in particular a hollow one
  • the hub area is molded onto the base body with a conical outer shape.
  • the advantage here is that a high degree of strength can be achieved, even if the center of gravity of a shear force entry into the gearwheel coming from a rotationally connected shaft is arranged eccentrically to the base body.
  • the toothing is arranged on the side of the base body facing away from the hub area.
  • the toothing has teeth, the teeth, in particular tooth heads of the teeth and / or the tooth gaps between the teeth, each increasing in the radial distance region covered by the toothing
  • Radial distance have a monotonically increasing circumferential angle, in particular where the radial distance and circumferential angle are related to the axis of rotation of the gear, in particular where the teeth do not extend purely radially.
  • the teeth can be designed as Spiroplan teeth.
  • the gear wheel has a free space which radially covers the radial distance area arranged within the radial distance area covered by the toothing and in the axial direction covers the area covered by the toothing in the axial direction and is completely circumferential in the circumferential direction, the free space being at least partially is covered by the tool, in particular by working areas of the tool.
  • the free space relates to the smallest imaginary solid cylinder that just circumscribes the gear, that is, accommodates it.
  • the free space is therefore the imaginary material that must be removed from the solid cylinder in order to maintain the gear.
  • the toothing of the gearwheel protrudes axially on the gearwheel in relation to the second axis of rotation, so that during the machining of the gearwheel the tool is spaced radially within the radial distance range covered by the toothing and radially outside the radial distance range covered by the toothing and / or does not touch the gearwheel.
  • the method according to the invention is thus easy to use. Because the face toothing projects axially in relation to the second axis of rotation.
  • the face gear is spaced radially from the second and from the first axis of rotation.
  • the device has the gearwheel and the tool and drives for their axes of rotation, which can be operated synchronously in such a way that a rolling movement can be carried out, in particular when the tool is moved in the direction of the
  • Axis of rotation of the tool the tool is rotated in proportion to the displacement.
  • Toothing is moved out and then the displacement is carried out as a rolling movement, that is to say with twisting proportional to the displacement, and then the tool is then moved back into the toothing.
  • FIG. 1 shows the machining of a gear toothed gear 25, with a tool 2 machining the toothing.
  • FIG. 2 shows an associated sectional view, a first working area 21 of the tool 2 carrying out the machining.
  • a second working area 22 of the tool 2 carries out the machining.
  • a third working area 23 of the tool 2 carries out the machining.
  • a fourth working area 24 of the tool 2 carries out the machining.
  • FIG. 6 shows a top view belonging to FIG. 2.
  • the milling cutter has four working areas (21, 22, 23, 24) which are arranged one behind the other in the direction of the axis of rotation of the tool 2, in particular a milling cutter.
  • the gear 25 to be machined by the tool has an annular base body, on the side facing the tool 2 of which a toothing 1, in particular a face toothing, is arranged.
  • the basic body has an essentially cylindrical shape.
  • the gearwheel is preferably designed as a Spiroplan wheel. Alternatively, is also a
  • Aligned annular hub portion 26 formed. This is preferably
  • Hub area 26 is formed with a conical outer shape.
  • the hub area 26 and the base body are plugged onto a shaft as a hollow shaft part and connected to this shaft in a rotationally fixed manner.
  • the first work area 21 is initially in use. However, if the permissible wear of the tool cutting edges or the permissible service life is exceeded, the second work area 22 is used and thus replaces the first work area 21. Accordingly, the third work area 23 later replaces the second and finally the fourth the third.
  • the tool is moved out of the toothing 1 axially, that is to say parallel to the axis of rotation of the gear wheel 25, and then moved in the direction of the axis of rotation of the tool 2.
  • the tool 2 is then moved back to the gear 25 and the toothing is further worked out or machined.
  • a displacement area D is provided on both sides of the working area of the tool 2 in use, which is provided for machining the radially inside and / or outside edges of the toothing.
  • the length L of the tool can be divided into the areas.
  • the gear is splined, with the largest radial distance between the teeth 1 with Re2 and the smallest radial distance between the teeth with Ri2.
  • F Re2 - Ri2 applies.
  • the center distance between the axis of rotation of the tool 2 and the axis of rotation of the gear 25 is denoted by aW.
  • L is the length of the maximum area of the tool available for machining. The tool can thus advantageously be used with a longer service life and does not have to be replaced after a single working area has been worn out.

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Verzahnung eines Zahnrads (1) mit einem Werkzeug (2), insbesondere Fräser, wobei das Werkzeug um eine erste Drehachse drehbar ist und das Zahnrad um eine zweite Drehachse drehbar ist, wobei in einem ersten Verfahrensschritt ein erster Arbeitsbereich (21) des Werkzeugs die Verzahnung herstellt, in einem zeitlich nach dem ersten Verfahrensschritt vorgesehenen zweiten Verfahrensschritt ein zweiter Arbeitsbereich (22, 23, 24) des Werkzeugs die Verzahnung herstellt, wobei der zweite Arbeitsbereich von dem ersten Arbeitsbereich, insbesondere in Richtung der ersten Drehachse, beabstandet ist oder an den ersten Arbeitsbereich angrenzt, insbesondere wobei erster und zweiter Arbeitsbereich zueinander koaxial ausgerichtet sind.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Verzahnung eines Zahnrads mit einem Werkzeug
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Verzahnung eines Zahnrads mit einem Werkzeug.
Zur Herstellung von Zahnrädern ist allgemein bekannt, dass Fräser als Werkzeuge verwendet werden.
Aus der DE 10 2016 104 A1 ist als nächstliegende Stand der Technik ein
Verzahnungsverfahren bekannt.
Aus der DE 10 2013 110 130 A1 ist eine Maschine zum Erzeugen eines
Verzahnungsprofils an einem Werkstück durch Wälzschälen bekannt.
Aus der DE 10 2018 005 574 A1 ist eine Maschine zum Herstellen eines Zahnrads bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Zahnrädern
kostengünstiger zu gestalten.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren nach den in Anspruch 1 und bei der Vorrichtung nach den in Anspruch 12 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren zum Herstellen einer Verzahnung eines Zahnrads mit einem Werkzeug, insbesondere Fräser, sind, dass das Werkzeug um eine erste Drehachse drehbar ist und das Zahnrad um eine zweite Drehachse drehbar ist, wobei in einem ersten Verfahrensschritt ein erster Arbeitsbereich des Werkzeugs die
Verzahnung herstellt, in einem zeitlich nach dem ersten Verfahrensschritt vorgesehenen zweiten Verfahrensschritt ein zweiter Arbeitsbereich des Werkzeugs die Verzahnung herstellt, wobei der zweite Arbeitsbereich von dem ersten Arbeitsbereich, insbesondere in Richtung der ersten Drehachse, beabstandet ist oder an den ersten Arbeitsbereich angrenzt, insbesondere wobei erster und zweiter Arbeitsbereich zueinander koaxial ausgerichtet sind.
Von Vorteil ist dabei, dass somit sie Standzeit des Werkzeugs erhöht ist und dadurch die kosten bei der Herstellung der Verzahnung verringert sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Drehachse senkrecht zur zweiten Drehachse ausgerichtet. Von Vorteil ist dabei, dass die Verzahnung als Spiroplanverzahnung ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überdeckt die Verzahnung eine Planverzahnung, welche einen ersten Radialabstandsbereich, wobei die radiale Richtung auf die zweite Drehachse bezogen ist, insbesondere wobei der kleinste Radialabstand des Radialabstandsbereichs endlich, insbesondere also größer Null ist. Von Vorteil ist dabei, dass radial innerhalb und radial außerhalb der Planverzahnung kein Material das Werkzeug berührt. Somit wird vom Werkzeug nur die Planverzahnung bearbeitet.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Werkzeug parallel zur ersten Drehachse verschiebbar angeordnet, insbesondere wobei die Verschiebeposition des Werkzeugs im ersten Verfahrensschritt und die Verschiebeposition des Werkzeugs im zweiten Verfahrensschritt unterschiedlich zueinander sind. Von Vorteil ist dabei, dass verschiedene Arbeitsbereiche des Werkzeugs nacheinander zum Einsatz bringbar sind. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Drehachse zur zweiten Drehachse einen Abstand, insbesondere Achsabstand. Von Vorteil ist dabei, dass die Verzahnung als
Spiroplanverzahnung ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung stellt in einem zeitlich nach dem zweiten
Verfahrensschritt vorgesehenen dritten Verfahrensschritt ein dritter Arbeitsbereich des Werkzeugs die Verzahnung her, wobei der dritte Arbeitsbereich von dem zweiten Arbeitsbereich, insbesondere in Richtung der ersten Drehachse, beabstandet ist oder an den zweiten Arbeitsbereich angrenzt. Von Vorteil ist dabei, dass die Standzeit des Werkzeugs der Anzahl der Arbeitsbereiche entsprechend höher ist und somit die Kosten niedrig sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Zahnrad eine ringförmigen, insbesondere hohlzylindrischen, Grundkörper auf und ein Nabenbereich, insbesondere ein hohler
Nabenbereich, ist mit konusförmiger Außenform am Grundkörper angeformt. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Festigkeit erreichbar ist, auch wenn der Schwerpunkt einen von einer drehfest verbundenen Welle eintretenden Querkrafteintritts in das Zahnrad außermittig zum Grundkörper angeordnet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Verzahnung auf der vom Nabenbereich abgewandten Seite des Grundkörpers angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass das Werkzeug ungestört verschiebbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Verzahnung Zähne auf, wobei die Zähne, insbesondere Zahnköpfe der Zähne und/oder die Zahnlücken zwischen den Zähnen, in dem von der Verzahnung überdeckten Radialabstandsbereich jeweils mit zunehmendem
Radialabstand einen monoton zunehmenden Umfangswinkel aufweisen, insbesondere wobei Radialabstand und Umfangswinkel bezogen sind auf die Drehachse des Zahnrads, insbesondere wobei die Zähne sich also nicht rein radial erstrecken. Von Vorteil ist dabei, dass die Verzahnung als Spiroplanverzahnung ausführbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Zahnrad einen Freiraum auf, welcher radial den innerhalb des von der Verzahnung überdeckten Radialabstandsbereichs angeordneten Radialabstandsbereich überdeckt und in axialer Richtung den von der Verzahnung in axialer Richtung überdeckten Bereich überdeckt und in Umfangsrichtung vollständig umlaufend ist, wobei der Freiraum zumindest teilweise vom Werkzeug, insbesondere von Arbeitsbereichen des Werkzeugs überdeckt ist. Somit ist bezogen auf die zweite Drehachse radial innerhalb und radial außerhalb von der Planverzahnung des Zahnrads kein Material des Zahnrads - zumindest in demjenigen axialen Bereich, welcher von der Planverzahnung überdeckt ist. Die Planverzahnung steht also am Zahnrad axial hervor und ist in einfacher Weise bearbeitbar von dem Werkzeug. Der Freiraum bezieht sich dabei auf denjenigen kleinsten gedachten Vollzylinder, welcher das Zahnrad gerade noch umschreibt, also aufnimmt. Der Freiraum ist also dasjenige gedachte Material, das vom Vollzylinder entfernt werden muss, um das Zahnrad zu erhalten. Von Vorteil ist dabei, dass der Freiraum ermöglicht, dass das Werkzeug mit seinen Arbeitsbereichen beim Verschieben den Freiraum nutzen kann und somit die Verschiebung ermöglicht. Wäre hingegen auf der vom Nabenbereich abgewandten Seite des Grundkörpers ein weiterer Nabenbereich ausgebildet, wäre der Freiraum hierdurch derart verringert, dass das Werkzeug nicht mehr verschiebbar im Freiraum wäre und somit nur ein einziger Arbeitsbereich einsetzbar wäre. Denn der in Richtung der Drehachse des Zahnrads von dem ersten Nabenbereich überdeckte axiale Bereich würde bei dem weiteren Nabenbereich auf der entsprechenden Seite angeordnet sein und somit dann den in Richtung der Drehachse des Zahnrads von der Verzahnung überdeckten axialen Bereich überdecken.
Somit ermöglicht der Freiraum radial innerhalb der Verzahnung, dass das erfindungsgemäße Verfahren überhaupt anwendbar ist. die Verzahnung des Zahnrads bezogen auf die zweite Drehachse axial am Zahnrad hervorsteht, so dass das Werkzeug während der Bearbeitung des Zahnrads radial innerhalb des von der Verzahnung überdeckten Radialabstandsbereichs und radial außerhalb des von der Verzahnung überdeckten Radialabstandsbereichs vom Zahnrad beabstandet ist und/oder das Zahnrad nicht berührt. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren einfach anwendbar. Denn die Planverzahnung steht bezogen auf die zweite Drehachse axial hervor. Die Planverzahnung ist radial beabstandet von der zweiten und von der ersten Drehachse.
Wichtige Merkmale bei der Vorrichtung zur Durchführung eines vorgenannten Verfahrens sind, dass die Vorrichtung das Zahnrad und das Werkzeug aufweist sowie Antriebe für deren Drehachsen, welche derart synchronisiert betreibbar sind, dass eine Wälzbewegung ausführbar ist, insbesondere dass beim Verschieben des Werkzeugs in Richtung der
Drehachse des Werkzeugs das Werkzeug proportional zur Verschiebung gedreht wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine Verschiebung von einem zum anderen Arbeitsbereich des Werkzeugs ermöglicht ist, indem es zunächst in Zahnraddrehachsrichtung aus der
Verzahnung herausgefahren wird und dann die Verschiebung als Wälzbewegung ausgeführt wird, also mit zur Verschiebung proportionalem Verdrehen, und danach dann das Werkzeug wieder in die Verzahnung hineingefahren wird.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen
Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist die Bearbeitung eines planverzahnten Zahnrades 25 dargestellt, wobei ein Werkzeug 2 die Verzahnung bearbeitet.
In der Figur 2 ist eine zugehörige Schnittansicht dargestellt, wobei ein erster Arbeitsbereich 21 des Werkzeugs 2 die Bearbeitung ausführt.
In der Figur 3 führt ein zweiter Arbeitsbereich 22 des Werkzeugs 2 die Bearbeitung aus.
In der Figur 4 führt ein dritter Arbeitsbereich 23 des Werkzeugs 2 die Bearbeitung aus.
In der Figur 5 führt ein vierter Arbeitsbereich 24 des Werkzeugs 2 die Bearbeitung aus.
In der Figur 6 ist eine zu Figur 2 gehörige Draufsicht dargestellt.
Wie in den Figuren 2 bis 5 dargestellt, weist der Fräser vier Arbeitsbereiche (21 , 22, 23, 24) auf, die in Richtung der Drehachse des Werkzeugs 2, insbesondere eines Fräsers, hintereinander angeordnet sind.
Das vom Werkzeug zu bearbeitende Zahnrad 25 weist einen ringförmigen Grundkörper auf, an dessen dem Werkzeug 2 zugewandten Seite eine Verzahnung 1 , insbesondere also eine Planverzahnung, angeordnet ist.
Der Grundkörper hat im Wesentlichen zylindrische Form.
Vorzugsweise ist das Zahnrad als Spiroplan-Rad ausgeführt. Alternativ ist auch ein
Schneckenrad vorsehbar.
Auf der vom Werkzeug 2 abgewandten Seite des Grundkörpers 25 ist ein koaxial
ausgerichteter ringförmiger Nabenbereich 26 angeformt. Vorzugsweise ist dieser
Nabenbereich 26 mit einer konusförmigen Außenform ausgebildet. Nabenbereich 26 und Grundkörper sind als Hohlwellenteil auf eine Welle aufgesteckt und drehfest mit dieser Welle verbunden.
Somit ragt auf der dem Werkzeug 2 zugewandten Seite kein weiterer Nabenbereich oder sonstiger Bereich hervor, welcher mit dem Werkzeug 2 kollidieren könnte. Daher ist das Werkzeug längs seiner Drehachse verschiebbar, so dass die Arbeitsbereiche (21 , 22, 23, 24) jeweils zum Einsatz kommen.
Wie in Figur 2 gezeigt, ist zunächst der erste Arbeitsbereich 21 im Einsatz. Wenn jedoch die zulässige Abnutzung der Werkzeugschneiden oder zulässige Standzeit überschritten wird, kommt der zweite Arbeitsbereich 22 zum Einsatz und ersetzt somit den ersten Arbeitsbereich 21. Entsprechend ersetzt später der dritte Arbeitsbereich 23 den zweiten und zuletzt der vierte den dritten.
Beim jeweiligen Ersetzen wird das Werkzeug axial, also parallel zur Drehachse des Zahnrades 25 aus der Verzahnung 1 herausgefahren und danach in Richtung der Drehachse des Werkzeugs 2 verschoben. Zur Fortführung der Bearbeitung wird dann das Werkzeug 2 wieder zum Zahnrad 25 hingefahren und die Verzahnung weiter herausgearbeitet oder bearbeitet.
Die Verschiebung des Werkzeugs 2 ist nur soweit möglich, bis der Fräser am
gegenüberliegenden Bereich der Verzahnung 1 begrenzt wird.
In Figur 1 sind die geometrischen Verhältnisse klar und deutlich dargestellt. Dabei ist die Radialbreite der Verzahnung mit Bezugszeichen F bezeichnet, wobei dies der radialen Ausdehnung des im Einsatz stehenden Bereichs entspricht.
Des Weiteren ist beidseitig des im Einsatz stehenden Arbeitsbereichs des Werkzeugs 2 jeweils ein Verschiebungsbereich D vorgesehen, der zur Bearbeitung der radial innen und/oder außen vorgesehenen Kanten der Verzahnung vorgesehen ist.
Die Länge L des Werkzeugs kann in die Bereiche aufgeteilt werden. Das Zahnrad ist planverzahnt, wobei der größte Radialabstand der Verzahnung 1 mit Re2 und der kleinste Radialabstand der Verzahnung mit Ri2. Insbesondere gilt somit F = Re2 - Ri2.
Der Achsabstand zwischen der Drehachse des Werkzeug 2 und der Drehachse des Zahnrads 25 wird mit aW bezeichnet.
Die mögliche Anzahl N der Arbeitsbereiche wird durch die Abrundung eines Wertes auf die nächstliegende kleinere natürliche Zahl bestimmt, wobei der Wert N = L / (F + 2 x D) beträgt. Somit ist die mögliche Anzahl N durch die Formel N = [L / (F + 2 x D)] darstellbar, in welcher die eckigen Klammern die Abrundung auf die nächstkleinere natürliche Zahl bedeuten, insbesondere also die Integer-Funktion darstellen. Darüber hinaus ist L die Länge des maximal zur Verfügung stehenden, zur Bearbeitung zur Verfügung stehender Bereich des Werkzeugs. Vorteiligerweise ist somit das Werkzeug mit einer höheren Standzeit nutzbar und muss nicht nach Abnutzung eines einzigen Arbeitsbereichs ausgetauscht werden.
Bezugszeichenliste
1 Verzahnung, insbesondere Planverzahnung
2 Werkzeug, insbesondere Fräser
21 erster Arbeitsbereich
22 erster Arbeitsbereich
23 erster Arbeitsbereich
24 erster Arbeitsbereich
25 Rad
26 Nabenbereich
F Radialbreite der Verzahnung
D Verschiebungsbereich
L Länge
Re2 größter Radialabstand der Verzahnung 1 Ri2 kleinster Radialabstand der Verzahnung 1 aw Achsabstand

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen einer Verzahnung eines Zahnrads mit einem Werkzeug, insbesondere Fräser, wobei das Werkzeug um eine erste Drehachse drehbar ist und das Zahnrad um eine zweite Drehachse drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt ein erster Arbeitsbereich des Werkzeugs die Verzahnung herstellt, in einem zeitlich nach dem ersten Verfahrensschritt vorgesehenen zweiten Verfahrensschritt ein zweiter Arbeitsbereich des Werkzeugs die Verzahnung herstellt, wobei der zweite Arbeitsbereich von dem ersten Arbeitsbereich, insbesondere in Richtung der ersten Drehachse, beabstandet ist oder an den ersten Arbeitsbereich angrenzt, insbesondere wobei erster und zweiter Arbeitsbereich zueinander koaxial ausgerichtet sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Drehachse senkrecht zur zweiten Drehachse ausgerichtet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verzahnung eine Planverzahnung ist, welche einen ersten Radialabstandsbereich überdeckt, wobei die radiale Richtung auf die zweite Drehachse bezogen ist, insbesondere wobei der kleinste Radialabstand des Radialabstandsbereichs endlich, insbesondere also größer Null ist.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Werkzeug parallel zur ersten Drehachse verschiebbar angeordnet ist, insbesondere wobei die Verschiebeposition des Werkzeugs im ersten Verfahrensschritt und die Verschiebeposition des Werkzeugs im zweiten Verfahrensschritt unterschiedlich zueinander sind.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Drehachse zur zweiten Drehachse einen Abstand, insbesondere Achsabstand, ist.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem zeitlich nach dem zweiten Verfahrensschritt vorgesehenen dritten Verfahrensschritt ein dritter Arbeitsbereich des Werkzeugs die Verzahnung herstellt, wobei der dritte Arbeitsbereich von dem zweiten Arbeitsbereich, insbesondere in Richtung der ersten Drehachse, beabstandet ist oder an den zweiten Arbeitsbereich angrenzt,
insbesondere und koaxial zum ersten und zweiten Arbeitsbereich ausgerichtet ist.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Zahnrad eine ringförmigen, insbesondere hohlzylindrischen, Grundkörper aufweist und ein Nabenbereich, insbesondere ein hohler Nabenbereich mit konusförmiger Außenform am Grundkörper angeformt ist.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verzahnung auf der vom Nabenbereich abgewandten Seite des Grundkörpers angeordnet ist.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verzahnung Zähne aufweist, wobei die Zähne, insbesondere Zahnköpfe der Zähne und/oder die Zahnlücken zwischen den Zähnen, in dem von der Verzahnung überdeckten Radialabstandsbereich jeweils mit zunehmendem Radialabstand einen monoton
zunehmenden Umfangswinkel aufweisen, insbesondere wobei Radialabstand und Umfangswinkel bezogen sind auf die Drehachse des Zahnrads, insbesondere wobei die Zähne sich also nicht rein radial erstrecken.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Zahnrad einen Freiraum, insbesondere Ausnehmung oder Vertiefung, aufweist, welcher bezogen auf die zweite Drehachse radial den innerhalb des von der Verzahnung
überdeckten Radialabstandsbereichs angeordneten Radialabstandsbereich überdeckt und in axialer Richtung den von der Verzahnung in axialer Richtung überdeckten Bereich überdeckt und in Umfangsrichtung vollständig umlaufend ist, wobei der Freiraum zumindest teilweise vom Werkzeug, insbesondere von Arbeitsbereichen des Werkzeugs, bedeckt und/oder überdeckt ist.
11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verzahnung des Zahnrads bezogen auf die zweite Drehachse axial am Zahnrad hervorsteht, so dass das Werkzeug während der Bearbeitung des Zahnrads radial innerhalb des von der Verzahnung überdeckten Radialabstandsbereichs und radial außerhalb des von der Verzahnung überdeckten Radialabstandsbereichs vom Zahnrad beabstandet ist und/oder das Zahnrad nicht berührt.
12. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung das Zahnrad und das Werkzeug aufweist sowie Antriebe für deren Drehachsen, welche derart synchronisiert betreibbar sind, dass eine Wälzbewegung ausführbar ist, insbesondere dass beim Verschieben des Werkzeugs in Richtung der Drehachse des Werkzeugs das Werkzeug proportional zur Verschiebung gedreht wird.
EP19765412.2A 2018-09-18 2019-09-03 Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer verzahnung eines zahnrads mit einem werkzeug Pending EP3852962A1 (de)

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WO (1) WO2020057777A1 (de)

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