NL1004338C2 - Werkwijze voor het vormen van een kroonwiel. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het vormen van een kroonwiel

De uitvinding betreft een werkwijze voor het vormen van een kroonwiel, dat voorzien is van tanden waarvan de flanken aan de binnendiameter een kleinste drukhoek hebben 5 en aan de buitendiameter een grootste drukhoek en dat kan samenwerken met een cilindrisch rondsel waarvan een tand-booghoek gelijk is aan 360° gedeeld door het aantal rond-seltanden, met een gereedschap met een bewerkingsoppervlak dat in het doorsnede-vlak door zijn rotatie-as een profiel 10 heeft dat een aantal profieltanden omvat waarvan de vorm overeenkomt met die van de tanden van het cilindrisch rondsel, waarbij het gereedschap tijdens het bewerken van een tot een kroonwiel te vormen werkstuk heen en weer bewogen wordt in de richting van een fictieve rotatie-as 15 die overeenkomt met de rotatie-as van het met het kroonwiel samenwerkende rondsel als dit in ingrijping zou zijn met het uit het werkstuk gevormde kroonwiel en waarbij bij het omkeren van de beweging het werkstuk stapsgewijs om zijn rotatie-as wordt geroteerd en het gereedschap stapsgewijs 20 tot een over een naar weerszijden van de middenstand uitstrekkende zwenkhoek zodanig wordt geroteerd om de fictieve rotatie-as dat de rotatie van werkstuk en gereedschap plaatsvindt overeenkomstig de tandentalverhouding van rondsel en kroonwiel.

25 Een dergelijke werkwijze is bekend uit EF 0330269,

waarin de werkwijze besproken wordt aan de hand van gereedschap met één profieltand en de waarin de mogelijkheid van het gebruik van een aantal profieltanden eveneens genoemd wordt. Wordt de bekende werkwijze zonder meer toegepast dan 30 ontstaat er het nadeel dat bij het uit een werkstuk vormen van een bepaald gedimensioneerd kroonwiel bij een onjuiste keuze van de geometrie van het gereedschap en de door het gereedschap te maken zwenkhoek de kans bestaat dat de zijkant van het gereedschap een deel van de flanKen van de 35 verzanding van het kroonwiel zodanig bewerkt dat onbedoeld een deel van de actieve tandflank wordt weggenomen, waardoor bij het gebruik var. rondsel er. kroor.wi’e. ae tar.at-ar.K

1 0 0 4 33 8 2 over een beperkter deel dan maximaal mogelijke is in in-grijping komt en het door de vertanding over te dragen moment kleiner is dan mogelijk is bij een juiste keuze van het gereedschap en zwenkhoek.

5 De werkwijze volgens de uitvinding beoogt dit nadeel te vermijden en daartoe is de zwenkhoek groter dan de halve tandbooghoek van het cilindrisch rondsel en kleiner dan de kleinste drukhoek van de vertanding van het kroonwiel.

Hierdoor wordt bereikt dat alle delen van de tandflan-10 ken gevormd worden door het gereedschap en dat niet te veel materiaal wordt weggehaald.

Overeenkomstig een verdere verbetering van de uitvinding is het aantal profieltanden groter dan de grootste drukhoek min de kleinste drukhoek min 10° gedeeld door de 15 halve tandbooghoek.

Hierdoor wordt bereikt dat ook bij grotere tandental-len van het rondsel, dat wil zeggen bij kleine tandbooghoe-ken, de kleinste drukhoek zo klein mogelijk gekozen kan worden waardoor de vertanding zo groot mogelijk wordt.

20 De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van een tekening waarin enkele uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding zijn weergegeven.

In de tekening tonen de figuren 1-3 een rondsel dat in ingrijping is met een kroonwiel haaks op de rotatie-as van 25 het rondsel, waarbij figuur 1 een doorsnede ter plaatse van de kleinste diameter van het kroonwiel toont, figuur 2 een doorsnede in het midden van de tandflank van het kroonwiel toont en figuur 3 een doorsnede ter plaatse van de grootste diameter van het kroonwiel toont.

30 Figuur 4 toont schematisch het gebied waarover het gereedschap met één rondseltand van een rondsel met twintig tanden in ingrijping is met een kroonwiel.

Figuur 5 toont de profieldoorsnede van een gereedschap volgens figuur 4 met twee profieltanden.

35 Figuur 6 toont de profieldoorsnede van een gereedschap volgens figuur 4 met drie profieltanden.

Figuur 7 toont de profieldoorsnede van*een gereedschap 1004338 3 volgens figuur 4 met vier profieltanden.

Figuur 8 toont schematisch het gebied waarover het gereedschap met één rondseltand van een rondsel met tien tanden in ingrijping is met een kroonwiel.

5 Figuur 9 toont de profieldoorsnede van een gereedschap volgens figuur 8 met twee profieltanden.

Figuur 10 toont de profieldoorsnede van een gereedschap volgens figuur 8 met drie profieltanden.

In de verschillende figuren zijn overeenkomstige 10 onderdelen zoveel mogelijk aangegeven met dezelfde verwijzingen.

In figuur 1 is een doorsnede van een rondsel 1 getoond dat ter plaatse van de kleinste diameter van een kroonwiel 2 in ingrijping is met het kroonwiel 2, in een ingrijppunt 15 a. Het rondsel 1 heeft een basiscirkel Rl, een kopcirkel R2 en een tandental zl en de tandflanken van her kroonwiel 2 worden aan de bovenzijde begrensd door een bovenvlak 3. Tijdens het roteren van het rondsel 1 om zijn rotatie-as verplaatst het ingrijppunt a langs een ingrijplijn LI. De 20 ingrijplijn LI raakt aan de basiscirkel Rl zodanig dat LI haaks staat op de tandflank van het kroonwiel. Ter plaatse van de kleinste diameter van de vertanding van het kroonwiel heeft de tandflank een minimale drukhoek ou,ir, met de verticaal. De lengte van de ingrijplijn LI is bij b be-25 grensd door de kopcirkel R2 en bij c begrensd door het bovenvlak 3.

Figuur 2 is vergelijkbaar met figuur 1, waarbij de doorsnede getoond is ter plaatse van het midden van de tandflank van het kroonwiel 2 waarbij een ingrijplijn L2 30 eveneens loodrecht op de tandflank staat en raakt aan de basiscirkel Rl.

Figuur 3 is eveneens vergelijkbaar met figuur 1 en 2, waarbij de doorsnede getoond is ter plaatse van de grootste diameter van het kroonwiel 2. De tandflank heeft hier een 35 maximale drukhoek αΏ3χ met de verticaal en een ingrijplijn L3 staat eveneens loodrecht op de tandflank en raakt aan de basiscirkel Rl.

1004338 4

De in de figuren 1-3 getoonde ingrijplijnen LI, L2 en L3 vormen tezamen met de andere ingrijplijnen op de naast elkaar liggende doorsneden een gewelfd ingrijpvlak, dat de verzameling is van de contactpunten van een flank van een 5 rondseltand met het kroonwiel. Voor de andere flank van het rondsel is er een vergelijkbaar vlak dat gespiegeld is om een symmetrievlak V (zie figuur 4), dat haaks op het bovenvlak 3 staat en door de rotatie-as van het rondsel gaat.

In de figuren 4 en 8 is schematisch getoond hoe tanden 10 van een gereedschap langs een werkstuk moeten bewegen om alle contactpunten van een tandflank te vormen. Daarbij vormen de ingrijplijnen LI en L3 respectievelijke voor de minimale drukhoek a™,, en de maximale drukhoek amax de grenzen van het ingrijpvlak, waarbij in een eerste ingrijpposi-15 tie 4 een eerste contactpunt 6 op de ingrijplijn LI ligt en in een tweede ingrijppositie 5 een laatste contactpunt 1 cp de ingrijplijn L3 ligt. Ten opzichte van het symmetrievlak V dat loodrecht op het bovenvlak 3 staat en door een hartlijn 14 van het met het kroonwiel samenwerkende rondsel 20 gaat, maakt een hartlijn Ml van een rondseltand in de eerste ingrijppositie 4 een eerste ingrijphoek γ: en een hartlijn M2 van een rondseltand in de tweede ingrijppositie 5 een laatste ingrijphoek γ2. De waarde van de eerste ingrijphoek yi is onder meer afhankelijk van het tandentai 25 van het rondsel en varieert v^n ongeveer 20° tot 35°; de waarde van de tweede ingrijphoek γ: is voornamelijk afhankelijk van de maximale drukhoek a-ax, waarbij γ: * α^χ-ΙΟ0.

Om alle contactpunten van beide tandflanken van een kroonwiel te kunnen vormen moet een rondseltand van een gereed-30 schap zodanig om de denkbeeldige hartlijn 14 van het rondsel gekanteld worden dat deze tand ten minste de grootste waarde van de ingrijpnoeken γ-, en y: in kan nemen. In de gebruikelijke toepassingen is de maximale drukhoek ot~ax ongeveer 45°, zodat de tweede ingrijphoek y: meestal naat-35 gevend is.

In figuur 5 is een gereedschap 11 met twee prcfieitan- 1 0 0 4 33 8 5 den 8 voor het vormen van kroonwielen getoond in een door-snede-vlak door de rotatie-as van het gereedschap. De profieltanden 8 hebben een vorm die overeenkomt met de tanden van het rondsel dat met het te vormen kroonwiel kan 5 samenwerken, waarbij elke tand een hartlijn M heeft, welke hartlijnen onderling een tandbooghoek φ met elkaar maken en elkaar snijden in de denkbeeldige hartlijn 14 van het rondsel.

Tijdens het vormen van het kroonwiel komt het bewer-10 kingsoppervlak 9 in contact met het kroonwiel. In de getoonde doorsnede is een slijpschijf getoond met een constante doorsnede over de gehele omtrek. Het is echter ook denkbaar dat het gereedschap 11 een slijpschijf is met plaatselijke de genoemde doorsnede of een frees, waarbij 15 met het bewerkingsoppervlak 9 de contour van een snijkant van een freestand is aangegeven.

Ter plaatse van de grootste breedte van het gereedschap, gezien in de richting van de rctatie-as 11 van het gereedschap 11 is er aan beide zijden een grenscirkel R3 20 aan te geven, waarbij het binnen de grenscirkel R3 liggende deel 10 van het oppervlak van het gereedschap niet meer in contact komt met het werkstuk omdat de grootste breedte van het gereedschap het werkstuk steeds als eerste zal bewerken en daarmee het vormende profiel bepaald.

25 Indien de niet getekende rotatie-a·: van het gereed schap 11 loodrecht op het symmetrievlak V staat (zie ook figuur 4), dan zijn de ingrijplijnen LI en L3 de uiterste grenzen van het contactvlak en het gereedschap 11 zal zodanig met een zwenkhoek β om de denkbeeldige hartlijn 14 30 van het rondsel gekanteld moeten worden, dat het bewerkingsoppervlak 9 in alle punten van de ingrijplijnen L in contact komt.

Indien de minimale drukhoek amin klein is, en het gereedschap kantelt over een zwenkhoek !i die groter is dan 35 deze hoek, dan is in de figuur 5 zichtbaar dat het binnen de grenscirkel R3 liggende deel 1C van de zijkant van het gereedschap 11 de ingrijpiijr. LI gaat snijden. Dit betekent 1 0 04 338 6 dat het kroonwiel bij de minimale drukhoek α^Γ. bewerkt wordt door een niet juist deel van het profiel en dat de tandflank daar niet juist gevormd kan worden. Het zal duidelijk zijn dat de minimale waarde van de zwenkhoek de 5 halve tandbooghoek φ naar beide kanten is. Dikwijls zal de noodzakelijke zwenkhoek β groter moeten zijn, opdat de gehele ingrijplijn bij maximale drukhoek L3 doorlopen kan worden.

In figuur 6 is een met figuur 5 overeenkomend gereed-10 schap 12 getoond met drie profieltanden 8 van een rondsel met een tandental zl=20 en een tandbooghoek φ van 18° en figuur 7 toont een gereedschap 13 met vier profieltanden 8.

Figuren 9 en 10 komen overeen met de gereedschappen van respectievelijk figuren 5 en 6, waarbij het rondsel een 15 tandental zl=10 heeft en een tandbooghoek φ van 36°.

Uitgaande van het verschillende aantal tanden zl van het rondsel en het verschillende aantal profieltanden n van het gereedschap is een tabel opgesteld van de minimale drukhoek amir. die met het gereedschap te maken is, uitgaande 20 van een gebruikelijke waarde voer de maximale drukhoek cu,ax van 45°. Hierbij geldt voor de waarden met * da, de minimale drukhoek ouin bepaald wordt door de tandboogier.gte φ.

In formule is de minimale drukhoek groter dan q/2 of groter dan amin > au,**- 10°- φ*η/2. Hieruit kan ook het 25 aantal benodigde profieltanden n berekend worden, waarbij n de eerste gehele waarde is van n waarvoor n> (cw-oUur-lO0) / (0, 5φ) .

1004338 7 zl φ η = 2 η = 3 η «4 10 36° 18°* 180 * 18°* 11 33° 19° 1β°* 1β°* 12 30° 20° 15°* 15°* 13 28° 21° 140 * 140 * 14 26° 22° 13°* 13°* 15 24° 23° 120 * 12°* 16 23° 23° 12°* 12°* 17 21° 25° 14° 11°* 18 20° 25° 15° 10°* 19 19° 26° 16° 10°* 20 18° 26° 17° 9°*

De in deze tabel genoemde minimaal benodigde drukhoek oum komt overeen met de tenminste noodzakeiijke zwenkhoek 5 β. Door het aantal profieltanden n van het gereedschap groter dan één te maken, daarbij rekening houdend met de gewenste minimale drukhoek c^n, kan de voor het vormen van kro' nwielen noodzakeiijke zwenkhoek β sterk beperkt worden.

Moet bijvoorbeeld bij een gereedschap met één profieltanc 10 de zwenkhoek β 35° naar beide kanten zijn, bij het gebruik van een gereedschap met vier profieltanden kan de zwenkhoek β 9° naar beide kanten zijn. Dit betekent dat de bewerking van het kroonwiel waarbij dezelfde nauwkeurigheid wordt bereikt in ongeveer 25 % van de tijd kan plaatsvinden, 15 hetgeen een wezenlijke besparing in de kosten betekent.

1004338

Claims (2)

1 Werkwijze voor het vormen van een kroonwiel (2), dat voorzien is van tanden waarvan de flanken aan de binnendia-meter een kleinste drukhoek (α„ύη) hebben en aan de buiten-5 diameter een grootste drukhoek (ctmax) hebben en dat kan samenwerken met een cilindrisch rondsel (1) waarvan een tandbooghoek (<p) gelijk is aan 360° gedeeld door het aantal rondseltanden (zl), met een gereedschap (11;12;13) met een bewerkingsoppervlak (9) dat in het doorsnede-vlak door zijn 10 rotatie-as een profiel heeft dat een aantal (n) profieltan-den (8) omvat waarvan de vorm overeenkomt met die van de tanden van het cilindrisch rondsel, waarbij het gereedschap tijdens het bewerken van een tot een kroonwiel te vormen werkstuk heen en weer bewogen wordt in de richting van een 15 fictieve rotatie-as die overeenkomt met de rotatie-as (14) van het met het kroonwiel samenwerkende rondsel als dit in ingrijping zou zijn met het uit het werkstuk gevormde kroonwiel en waarbij bij het omkeren van de beweging het werkstuk stapsgewijs om zijn rotatie-as wordt geroteerd en 20 het gereedschap stapsgewijs tot een over een naar weerszijden van een symmetrieviak (V) uitstrekker.de zwenkhoek (β) zodanig wordt geroteerd om de fictieve rotatie-as dat de rotatie van werkstuk en gereedschap plaatsvindt overeenkomstig de tandentalverhouding van rondsel en kroonwiel met 25 h';t kenmerk, dat de zwenkhoek (β) groter .s dan de halve tandbooghoek (<p) van het cilindrisch rondsel en kleiner is dan de kleinste drukhoek (α,ιη) van de vertanding van het kroonwiel.

2 Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat 30 het aantal profieltanden (n) groter is dan of gelijk is aan de grootste drukhoek (amax) min de kleinste drukhoek (a^r.) min 10° gedeeld door de halve tandbooghoek (φ) [n> (CCmax-Onup-lO0) / (0, 5φ) ] . 1004338