KR20070050095A

KR20070050095A - 다각형 외형상면의 경사 에러, 특히 기어 톱니 얼라이먼트에러를 교정하는 방법과 장치

Info

Publication number: KR20070050095A
Application number: KR1020077007442A
Authority: KR
Inventors: 필리프 그르프
Original assignee: 휄쓰 게엠베하
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2007-05-14
Also published as: JP5128280B2; CN101010155A; CN100471592C; US8240179B2; DE502005004215D1; US20080209971A1; DE102004042917A1; EP1786578B1; JP2008511446A; EP1786578A1; CA2578912A1; ATE395988T1; WO2006024505A1

Abstract

본 발명은 외형상면 경사 에러, 특히 작업편(W) 기어 톱니(V)의 얼라이먼트 에러를 교정하는 장치에 관한 것으로서, 상기 장치(1)는 작업편(W)용 클램핑 장치(3)와, 공구(4) 및, 작업편(W)과 공구(4)와의 사이에 상대적 운동을 발생하는 적어도 1개의 전진동작 장치(7, 7')를 포함한다. 본 발명의 장치는 공구(4) 및/또는 클램핑 장치(3)용 안내 장치(10, 10')를 포함하고, 상기 안내 장치는 전진 방향으로 연장 형성된 작업편(W) 축선(X) 둘레로 공구(4) 및/또는 클램핑 장치의 회전동작을 실행할 수 있게 하며, 상기 회전동작은 보정 동작으로 작용하는 특징을 갖는다.

외형상면 경사 에러, 작업편, 기어 톱니, 얼라이먼트, 보정, 클램핑 장치.

Description

다각형 외형상면의 경사 에러, 특히 기어 톱니 얼라이먼트 에러를 교정하는 방법과 장치{METHOD AND DEVICE FOR CORRECTING THE BEVEL ERROR OF A POLYGONAL PROFILE, IN PARTICULAR A GEAR TOOTH ALIGNMENT ERROR}

본 발명은 다각형 외형상면의 경사 에러, 특히 기어 톱니(toothing)의 플랭크 얼라이먼트 에러(flank alignment error)를 교정하는 방법과 장치에 관한 것으로서, 작업편(workpiece)에 다각형 외형상면을 형성하기 위해서, 작업편과 공구와의 사이에 상대적 운동을 공급장치에 의해 생성하고, 상기 장치는, 다각형 외형상면이 적용되는 작업편과 공구와의 사이에 상대적 운동을 실시할 수 있는 공급장치를 포함한다.

기어 톱니의 얼라이먼트 에러를 교정하는 적절한 방법과 장치는 공지되어 있는 것이다. 임의 적용 시에는 적절하지 않은 방식의 공지된 방법과 장치에서는, 특히 단일 세그먼트로 제작된 기어가 톱니를 가지지 않은 허리부분으로 분리 될 때에는, 상기 기어 톱니는 더 이상 직선으로 이어지지 않고 약간의 나선형 구조를 나타내는 문제를 일으킨다. 이러한 사실은 예를 들어, 2개 기어 톱니 세그먼트 사이에 허리부분을 성형 공구(forming tool)가 지나가는 중에 발생하는 작업편과 성형 공구 사이에 상대적 동작에 의해, 성형 공구 자체의 에러에 의해, 또는 작업편 및/ 또는 성형공구의 안내 동작에 의해 발생할 수 있다.

본 발명의 목적은 상술된 종래 방법과 장치를 일층 개량하여 다각형 외형상면의 경사 에러(bevel errors), 특히 기어 톱니의 플랭크 얼라이먼트 에러를 없애거나 적어도 감소시키는 것이다.

상기 목적은 작업편의 원주둘레 방향으로 클램핑 장치와 적어도 1개의 공구의 보정 동작이 작업편의 축선방향으로의 상기 공구와 상기 작업편과의 사이에 상대적 동작과 겹쳐지게 하는 본 발명에 따르는 방법에 의해 달성된다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따르는 장치는 클램핑 장치와 적어도 1개의 공구를 안내하는 안내 수단을 포함하며, 상기 안내 수단에 의해, 상기 클램핑 장치와 적어도 1개의 공구의 회전동작이 실시되며, 상기 회전동작은 공급방향을 따라서 연장 형성된 작업편의 축선 주위에서 보정 동작으로 작동한다.

따라서, 본 발명에 따르는 수단에 의해, 양호한 방식으로, 다각형 외형상면의 경사 에러, 특히 기어 톱니의 플랭크 얼라이먼트 에러가 없거나 또는 감소하는 교정이 실시되는 것이다.

본 발명의 부가적인 유익한 개량은 종속 청구항으로 이루어진다.

본 발명의 부가적인 특징 및 설명을 첨부 도면을 참고로 이하에 기술되는 실시예를 통해서 이해할 수 있을 것이다.

도1은 본 발명에 따르는 장치의 제1실시예의 측면도이고;

도2는 도1의 A-A선을 따라 절취된 단면도이고;

도3은 도1의 B-B선을 따라 절취된 단면도이고;

도4는 본 발명에 따르는 장치의 제2실시예의 측면도이고;

도5는 도4의 A-A선을 따라 절취된 단면도이고, 그리고;

도6은 도4의 B-B선을 따라 절취된 단면도이다.

도1 내지 도3은 본원의 제1실시예로서 플랭크 얼라이먼트 에러-교정을 하는 장치(1)를 나타낸 도면이다. 상기 장치(1)는 장치(1)에 관하여 기술된 본원의 방법에서 사용하기에 특히 적합한 것이다. 상기 장치(1)에 의해, 외부 기어 톱니(V)가 작업편(W)에 적용되고, 외부 기어 톱니(V)는 비-톱니형 부분(V3)에 의해 분리된 2개 기어 톱니 세그먼트(V1, V2)를 갖는다. 작업편(W)은 기초판(2)에 배치된 클램핑 장치(3)에 고정되고, 본원에 기술된 경우에 상기 클램핑 장치(3)는 유압식 클램핑 실린더(3b)에 의해 동작하는 클램핑 자(jaw)(3a)를 포함한다. 그런데, 이하에 기재되는 설명으로부터, 당 기술분야에 기술인은 상기와 같은 클램핑 장치의 설계가 필수적인 것은 아니라는 사실을 이해할 수 있을 것이다. 실질적으로, 클램핑 장치(3)에 의해서, 작업편(W)이 기어 톱니(V)가 제작되는 중에 부차적으로 지속되는 성형과정 중에 적절하게 제 위치를 유지하고 있도록 적절히 고정되기에 충분한 것이다.

상기 장치(1)는 부가로 암 다이(female die)로서 설계된 성형 공구(4)와 형성 요소(5)를 포함한다. 본원에 기술된 경우에서, 성형 공구(4)는 비-절단 성형 공구로 설계된다. 그러나, 당 기술분야의 기술인은 성형 공구로 실시되는 방법과 마찬가지로 장치(1)가, 예를 들어 브로칭 공구(broaching tool)와 같이, 비-절단동작을 형성하기 위해 사용될 뿐만 아니라 절단동작 성형작업을 위해서도 사용될 수 있는 것임을 알고 있을 것이다. 그러나, 설명의 편의를 위해서, 용어 "성형 공구(4)"표현을 사용한 것이며, 상기 성형 공구는 비-절단 공구와 마찬가지로 절단 공구도 포함하는 것이다.

성형 공구(4)는 회전식 어댑터(6)에 의해 공급 유닛(7)에 배치된다. 공급 유닛(7)에 의해, 성형 공구(4)는 축선 방향으로 작업편(W)과 상관된 동작을 하여, 성형 공구(4)의 형성 요소(5)에 의해서, 작업편(W)의 기어 톱니(V)가 제작된다. 본원에 기술된 경우에서, 기초판(2)에 장착된 공급 유닛(7)은 유압식 공급 실린더(7b)의 피스톤(7c)상에 배열된 기초부(7a)를 포함하고, 기초부(7a)상에는 어댑터(6)가 회전할 수 있게 정렬 배치된다.

특히, 본원에 서두부에서 언급된 이유로 발생할 수 있는 기어 톱니(V)의 플랭크 얼라이먼트 에러의 교정을 이행할 수 있게, 제1실시예에서는, 성형 공구(4)가 작업편(W)의 축선(X) 둘레를 회전하게 제공된다. 따라서, 상기 장치(1)는 어댑터(6)에 의해 공급 유닛(7)의 기초부(7a)상에서 회전할 수 있게 지지되어 있는 성형 공구(4)용 안내 수단(10)을 포함한다. 공급 유닛(7)에 의한 성형 공구(4)의 공급의 결과로서, 안내 수단(10)은 성형 공구(4)가 작업편(W)의 축선(X) 주위로 그리고 그에 따라서 공급 유닛(7)의 공급 방향 주위로 회전동작을 실시하도록 하고, 상기 회전 동작은 보정 동작으로 작용한다. 따라서, 일반적으로 상기 장치(1)에 의 해 야기되어 플랭크 얼라이먼트 에러를 초래하는 기어 톱니(V)의 나선형 구조의 보정을 달성하게 된다.

제1실시예에서, 안내 수단(10)의 축선(X) 둘레에 대한 회전동작과 성형 공구(4)의 공급동작과의 사이에 이러한 힘에 의한 강제적인 결합을 실시할 수 있게, 도3에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 안내 수단(10)의 각도 조정 유닛(11)을 장치(1)의 기초부 평판(2)에 배치하여 설치하였으며, 각도 조정 유닛(11)은 안내 요소(12), 특히 공급 유닛(7)의 공급방향에 대해 임의적인 각도(α)로 경사진 적절한 정렬을 이룬 직선 모서리(edge)를 포함한다. 상기 안내 요소(12)는, 비-회전 방식으로 성형 공구(4)에 연결된 안내 수단(10)의 다른 안내 요소(13)의 안내 롤(13a, 13b)을 안내한다. 만일, 이제 성형 공구(4)가 공급 유닛(7)에 의해 작업편(W)의 방향으로 동작하게 된다면, 안내 수단(10)의 경사진 안내 요소(12)의 정렬 배치가 성형 공구(4)의 회전을 일으키어서 다른 방향으로 발생하는 플랭크 얼라이먼트 에러를 교정 한다.

안내 요소(12)의 경사각(α)은, 본원의 방법의 제1단계에서, 기어 톱니(V)가 시험 작업편(W)에 형성되는 방식으로 결정되며, 상기 안내 요소(12)는 방향(X)(α=0)으로 연장 형성된다. 다음, 플랭크 얼라이먼트 에러가 이러한 시험-기어 톱니(test-toothing)에 기본하여 판단되며, 안내 요소(12)의 경사각(α)은 당 기술분야에 기술인이 알고 있는 방식으로 이러한 플랭크 얼라이먼트 에러로부터 정해진다. 다음, 안내 요소(12)가 적절하게 정렬 배치되고 그리고 이러한 얼라이먼트에 의해 달성된 플랭크 얼라이먼트 에러의 교정이 새로운 시험-작업편에 의해 점검된 다. 다음, 필요에 따라서, 경사각(α)은 필요한 교정이 이루어질 때까지 재조정 된다. 복잡한 에러에서는, 선형 안내 요소(12) 대신에 적절히 설계된 안내 곡선을 가진 안내 요소(12)를 사용할 수도 있다.

이러한 관계에서는, 만일 공급 동작이 예를 들어 유럽특허 EP 1 003 616호에 기재된 바와 같이 연속성이 아닌 주파수 변조되는 것이면 특별한 이점이 있는 것이다. 이러한 경우에는, 양호하게 공급 장치(7)가 주파수-발생 유닛(도시 않음)을 포함하며, 공급 유닛(7)에 의해 실시되는 성형 공구(4)와 작업편(W)과의 사이에서의 상대적인 동작이, 전진 행정 후에, 성형 공구(4)가 제1행정 길이를 이동하는 동안에, 부차적인 복귀 행정에서, 제2행정 길이로 공급되는 원래의 방향에 대해 반대방향으로의 성형 공구(4)의 동작이 수행되는 방식으로 조절된다. 이러한 관계에서는, 양호하게, 공급 방향으로 전진 행정 중에 포함된 제1행정 길이가 부차적인 복귀 행정 중에 포함된 제2행정 길이보다 크고, 이러한 관계에서, 제1행정 길이는 복귀 행정 중에 함유된 제2행정 길이의 약 2배가 되는 특별한 이점이 있다. 주파수-변조 공급동작과 관련한 추가적인 상세한 설명과 관련하여서는 상술된 유럽 특허를 참고로 하며, 상기 특허에 개재된 내용은 본원에 참고로서 기재되었으며 본원의 대상 물체로 제작되었다.

도4 내지 도6은 본원의 장치(1)의 제2실시예를 나타낸 도면이다. 2개 실시예의 대응 성분은 동일한 도면번호로 나타내 주었으며, 그에 대한 더 이상의 설명은 하지 않는다. 제1실시예와 제2실시예 사이에 대략적인 차이는, 제1실시예와 대비하여, 제2실시예에선, 성형 공구(4)가 전진하여 적어도 형성 과정 동안에 축선 주위를 회전하는 것이 없지만, 작업편(W)은 전진하여 기어 톱니(V)를 형성하는 동안에 각각 보정 운동을 행하는 것이다. 이러한 사실은 제1실시예의 어댑터(6)에 대응하여, 어댑터(6')에 의해 기초부(31)상에 작업편(W)을 고정한 클램핑 장치(3)를 정렬 배치하고, 그리고 공급 유닛(7)에 대응하는 공급 유닛(7')에 의해 클램핑 장치를 전진시키어 이루어진다.

다음, 제1실시예의 안내 장치(10)의 부가의 안내 요소(13)에 따르는 안내 수단(10')의 부가의 안내 요소(13')가 회전식 클램핑 장치(3)와 결합하여, 플랭크 얼라이먼트 에러를 보정하기 위한 회전을 발생한다.

상기 2개 실시예에서, 성형 공구(4) 또는 클램핑 장치(3)의 어느 하나를 의미하는 개량된 상기 장치(1)의 성분은 보정동작 회전을 실행하게 된다. 그런데, 또한, 상기 보정동작 회전은 비-전진 성분에 의해서 실행될 수도 있으며, 이러한 사실은 예를 들어, 성형 공구(4)가 전진하여 클램핑 장치(3)와 그에 따른 작업편(W)이 나선형 플랭크 얼라이먼트 에러를 피하게 하는 보정동작 회전을 실행하며, 그 역으로도 실행된다. 더우기, 양쪽 성분, 즉 성형 공구(4)와 클램핑 장치(3)는 서로 상대적인 운동을 하고 그리고 클램핑 장치(3) 또는 성형 공구(4)의 어느 하나가 보정동작 회전을 실행할 수 있는 것이다. 마찬가지로, 성형 공구(4)와 클램핑 장치(3) 양쪽이 개별적으로 부분적 보정동작 회전을 실행할 수 있으며, 이때 상호 겹침이 작업편(W)에 대한 필요한 보정동작 회전을 초래하게 된다.

상술된 2개 실시예는 기어 톱니(V), 즉 외부 기어 톱니의 플랭크 얼라이먼트 에러를 교정하는 특정한 경우에 대하여 기술한 것이다. 그러나, 상술된 방법이 외 부 기어 톱니의 플랭크 얼라이먼트 에러를 교정하는 것에 한정된 것은 아니다. 중공 작업편의 내부 기어 톱니의 플랭크 얼라이먼트 에러를 교정할 수도 있는 것이다. 당 기술분야의 기술인은 상술된 기재로부터, 추가하여, 상기 장치(1)와 방법이 기어 톱니(V)의 플랭크 얼라이먼트 에러를 교정하는데 한정되지 않는 것임을 이해할 수 있을 것이다. 일반적으로, 상술된 장치(1)와 상기 논의된 방법으로, 다각형 외형상면의 경사 에러를 교정할 수 있다.

Claims

작업편(W)용 클램핑 장치(3)와, 공구(4) 및, 상기 작업편(W)과 상기 공구(4)사이에 상대적 운동을 수행하는 1개 이상의 공급 유닛(7, 7')을 포함하는, 작업편(W)의 다각형 외형상면을 형성하는 장치(1)에서, 다각형 외형상면의 경사 에러, 특히 기어 톱니(V)의 플랭크 얼라이먼트 에러를 교정하는 방법에 있어서,

상기 작업편(W)의 원주둘레 방향으로의 1개 이상의 공구(4)와 클램핑 장치(3)의 보정동작을, 상기 작업편(W)의 축선방향으로의 공구(4)와 작업편과의 상대적 동작과 겹쳐지게 한 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 공구(4)는 공급 유닛(7)에 의해 전진되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 작업편(W)을 고정시키는 상기 클램핑 장치(3)는 공급 유닛(7)에 의해 전진되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 주파수-변조 공급동작은 상기 공구(4)의 공급 유닛(7)과 상기 클램핑 장치(3)의 공급 유닛(7') 중의 적어도 1개로 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 전진 행정 후에, 1개 이상의 공구(4)와 클램핑 장치(3)가 제1행정 길이를 이동하는 동안, 부차적인 복귀 행정 중에, 제2행정 길이로 1개 이상의 공구(4)와 클램핑 장치(3)의 운동이 원래 공급방향과 반대되는 방향으로 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제1행정 길이는 부차적인 복귀 행정 중에 포함된 제2행정 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 힘에 의한 강제적인 결합동작(forced coupling)이 1개 이상의 공구(4)와 클램핑 장치(3)의 보정 운동과 공구(4)와 작업편(W)간의 상대적 운동과의 사이에서 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 비-절단 성형 공구를 공구(4)로서 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
작업편(W)용 클램핑 장치(3)와, 공구(4) 및, 상기 작업편(W)과 상기 공구(4)사이에 상대적 운동을 수행하는 1개 이상의 공급 유닛(7, 7')을 포함하는, 작업편(W)에서의, 외형상면의 경사 에러, 특히 기어 톱니(V)의 플랭크 얼라이먼트 에러 를 교정하는 장치(1)에 있어서,

상기 장치는 1개 이상의 공구(4)와 클램핑 장치(3)용 안내 수단(10, 10')을 포함하며, 안내 수단(10, 10')에 의해, 보정 운동으로 작용하는 1개 이상의 공구(4)와 클램핑 장치(3)의 회전 동작이, 공급방향을 따라서 연장된 작업편(W)의 축선(X)주위에서 실시되는 구조인 것을 특징으로 하는 장치.
제9항에 있어서, 1개 이상의 공구(4)와 클램핑 장치(3)의 공급 운동과 1개 이상의 공구(4)와 클램핑 장치(3)의 보정 운동과의 사이에 힘에 의한 강제적인 결합동작(forced coupling)이 안내 수단(10, 10')에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 장치.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 안내 수단(10, 10')은 경사각(α)으로 작업편(W)의 축선(X)에 대해 경사진 안내 요소(12, 12')를 가진 각도 조정 유닛(11, 11')을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안내 수단(10, 10')은, 한 편에서 공구(4) 또는 클램핑 장치(3)와 결합하고 그리고 다른 한 편에서 안내 요소(12, 12')와 결합하는 다른 안내 요소(13, 13')를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 공급 유닛(7, 7')과 함께 동작하는 주파수-발생 유닛을 포함하고, 상기 주파수-발생 유닛에 의해, 전진 행정 후에, 1개 이상의 작업편(W)과 공구(4)가 전진 방향으로 제1행정 길이를 이동하는 중에, 부차적인 복귀 행정에서 제2행정 길이에 의한 1개 이상의 공구(4)와 작업편(W)의 동작이 공급 장치(7, 7')와 반대편 방향으로 실행되는 방식으로, 공급 장치(7, 7')에 의해 실시된 공구(4)와 작업편(W)간에 상대적 운동이 조정되는 것을 특징으로 하는 장치.
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공구(4)는 비-절단 성형 공구인 것을 특징으로 하는 장치.