WO2021160726A1

WO2021160726A1 - Vorrichtung und verfahren zum wälzschälen sowie dabei verwendbares werkzeug

Info

Publication number: WO2021160726A1
Application number: PCT/EP2021/053301
Authority: WO
Inventors: Gerd-Thomas WEBER
Original assignee: Profilator Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2020-02-11
Filing date: 2021-02-11
Publication date: 2021-08-19
Also published as: DE102020103483A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verzahnen zum Verzahnen von Werkrädern durch Wälzschälen, wobei eine Schälwerkzeuganordnung verwendet wird, die zwei jeweils Schälzähne (7, 8) mit Schneidkanten (3, 4) aufweisende Schälanordnung aufweist, die um eine windschief zu einer Werkraddrehachse (12) angeordnete Werkzeug-Drehachse (11) drehangetrieben und derart axial hintereinander liegend angeordnet sind, dass die Schneidkanten (8) einer ersten der beiden Schälanordnungen in axialer Richtung von den Schneidkanten (4) einer zweiten der beiden Schälanordnungen wegweisen und die Schneidkanten (3, 4) in einem Berührpunkt (P1, P2) spanschälend am Werkrad (2) angreifen. Erfindungsgemäß wird ein Werkzeug verwendet, bei dem die Schneidkanten (3) der ersten Schälanordnung für die Fertigung einer Grobverzahnung und die Schneidkanten (4) der zweiten Schälanordnung für die Fertigung einer Schlichtbearbeitung ausgelegt sind. In einer einzigen Aufspannung des Werkrades wird zunächst die Grobverzahnung und dann die Schlichtbearbeitung durchgeführt. Zur Vermeidung von Kollisionen sind die Berührungspunkte axial versetzt zum Gemeinlot.

Description

Beschreibung

Vorrichtung und Verfahren zum Wälzschälen sowie dabei verwendbares Werkzeug

Gebiet der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verzahnen von Werkrädern durch Wälzschälen, wobei eine Schälwerkzeuganordnung verwendet wird, die zwei jeweils Schälzähne mit Schneidkanten aufweisende Schälanordnungen aufweist, die um eine windschief zu einer Werkraddrehachse angeordnete Werkzeugdrehachse drehangetrieben und derart axial hintereinander liegend angeordnet sind, dass die Schneidkanten einer ersten der beiden Schälanord nungen in axialer Richtung von den Schneidkanten einer zweiten der beiden Schälanordnungen wegweisen und die Schneidkanten in einem Berührpunkt spanschälend am Werkrad angreifen.

[0002] Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Durchfüh rung des Verfahrens, bei der ein Drehantrieb eine Werkzeugspindel drehan- treibt, die ein Schälwerkzeug trägt und ein weiterer Drehantrieb eine Werk- stückspindel drehantreibt, die das zu verzahnende Werkrad trägt.

[0003] Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Werkzeug mit zwei in Achs- richtung bezogen auf eine Werkzeugachse voneinander wegweisenden Schneidkanten.

Stand der Technik

[0004] Verfahren und Vorrichtungen der vorbezeichneten Art sind im Stand der Technik bekannt. Zum Ferhgen eines einsatzgehärteten Zahnrades mit ei ner Innenverzahnung sieht die DE 102016113512 Al ein Kombinationswerk zeug vor. Das Kombinationswerkzeug besitzt zwei jeweils von einem Zahnrad gebildete Schälanordnungen, die voneinander wegweisende Schneidkanten aufweisen Mit den beiden Schälanordnungen soll jeweils nur eine der beiden Zahnflanken hartgeschält werden.

[0005] Eine Vorrichtung zum Wälzschälen mit einem Kombinations Werkzeug wird ferner in den DE 102015104500 Al, DE 102015104242 Alund DE 102015120556 Al beschrieben.

[0006] Ein Verfahren zum Wälzschälen wird ferner in der EP 2520390 Bl be schrieben.

[0007] Die EP 2665574 Bl beschreibt ein Wälzschälverfahren, bei dem einer Schruppbearbeitung eine Schlichtbearbeitung folgt, wobei die Schruppbearbei tung mit einem stoßenden Schnitt, bei dem die Spanabtragsrichtung der Vor schubbewegung des Werkstücks entgegengerichtet ist und die Schlichtbearbei tung mit einem ziehenden Schnitt erfolgt, bei dem die Spanabtragsrichtung mit der Vorschubbewegung des Werkstücks gleichgerichtet ist. [0008] Ein Schälwerkzeug zum Bearbeiten von innen- und außenverzahnten

Stirnrädern ist der DE 2654177 Al bekannt.

[0009] Ein Verfahren zum Bearbeiten eines Zahnrades beschreibt die DE 102014201110 Al.

[0010] Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Feinbearbeiten verzahnter und gehärteter Werkräder wird in der DE 102018110994 Al beschrieben.

[0011] Ein Zahnradbearbeitungsgerät und ein Zahnradbearbeitungsverfahren wird in der DE 102019124820 Al beschrieben. Zusammenfassung der Erfindung

[0012] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Ver fahren bzw. die hierzu vorgesehene Vorrichtung derart weiterzubilden, dass die Zeit für die Fertigung einer Vollverzahnung insbesondere einer Innen _Ver zahnung gegenüber den bekannten Verfahren vermindert wird und hierzu ein geeignetes Werkzeug anzu geben.

[0013] Zunächst und im Wesentlichen wird vorgeschlagen, dass das Werk zeug eine erste Schälanordnung und eine zweite Schälanordnung aufweist. Die erste Schälanordnung besitzt Schälzähne mit Schneidkanten für die Fertigung einer Grobverzahnung. Mit der ersten Schälanordnung wird in einem unver- zahnten Rohling eine Grobverzahnung eingearbeitet. Die erste Schälanordnung trägt mindestens 95%, bevorzugt mindestens 98% des zu zerspanenden Volu mens ab. Die zweite Schälanordnung ist derart ausgelegt, dass die von ihr aus gebildeten Schälzähne Schneidkanten aufweisen, die für die Schlichtbearbei tung ausgelegt sind. Mit dieser zweiten Schälanordnung wird das restliche zu zerspanende Volumen abgetragen. Die Schneidkanten der beiden Schälanord nungen liegen jeweils in einer Schneidebene, die axial voneinander beabstandet sind. Die Schälanordnungen sind dabei fest miteinander verbunden und wer den von der Werkzeugspindel getragen. Dabei weisen die Schneidkanten einer der beiden Schälanordnungen, insbesondere der ersten Schälanordnung von der Werkzeugspindel bzw. von einem Drehantrieb der Werkzeugspindel weg und die Schneidkanten der zweiten der beiden Schälanordnungen zur Werk zeugspindel bzw. zum Drehantrieb hin. Das Werkzeug kann am Ende einer Werkzeugspindel angeordnet sein. Beide Schälanordnungen haben bevorzugt dieselbe Anzahl von Schneidzähnen. Die beiden Schälanordnungen haben be- vorzugt einen derart geringen axialen Abstand zueinander, dass bei einer Bear beitung eines Werkrades mit den Schälzähnen der einen Schälanordnung die Schälzähne der jeweils anderen Schälanordnung in die Zahnlücken des Wer- krades eingreifen. Um eine Kollision zu vermeiden, ist der Berührpunkt der jeweils schneidenden Schneidkante axial versetzt zu einem Gemeinlot von Werkzeugdrehachse und Werkstückdrehachse angeordnet. Bei dem Bearbei tungsverfahren wird zunächst die Grobverzahnung mit den Schälzähnen der ersten Schälanordnung gefertigt. Dabei drehen sich Werkzeugdrehachse und Werkstückdrehachse jeweils in einer ersten Drehrichtung. Bevorzugt wird an einem unverzahnten ringförmigen Rohling eine Innenverzahnung gefertigt. Dabei drehen Werkzeugdrehachse und Werkstückdrehachse im selben Dreh sinn. Die beiden Achsen sind derart relativ zueinander geneigt, dass sich allein durch die Achsdrehung die Schneidkanten in einer Spanabtragsrichtung ge genüber dem Werkrad bewegen. Kinematisch ähnelt der Zahneingriff von Werkzeug und Werkstück einem Schraubengetriebe. Die Schneidkanten arbei ten sich schälend durch das Material des Werkstücks. Bei der Grobbearbeitung wird ein zusätzlicher Vorschub in eine Vorschubrichtung so gewählt, dass sie den Spanabtrag erhöht. Bei der Schlichtverzahnung kann die Vorschubrichtung so gewählt werden, dass sie den Spanabtrag vermindert oder erhöht. Hierzu ist insbesondere vorgesehen, dass bei der Grobbearbeitung die Vorschubrichtung des Werkrades der Spanabtragsrichtung des Werkzeuges entgegengerichtet ist. Bei der Schlichtbearbeitung kann die Vorschubrichtung des Werkrades der Spanabtragsrichtung gleichgerichtet sein. Die Aufspannung des Werkrades wird zwischen der Grobbearbeitung und der Schlichtbearbeitung nicht geän dert. Es wird im Wesentlichen lediglich der Achskreuzwinkel zwischen Werk zeugdrehachse und Werkstückdrehachse verändert, wobei dies bevorzugt der art erfolgt, dass bei der Fertigung einer Innenverzahnung das Gemeinlot der beiden Achsen in Spanabtragsrichtung rückwärtig des Berührpunktes des Schälzahns an der zu bearbeitenden Zahnflanke liegt. Bei der Fertigung eines außen verzahnten Werkrades mit einem außen verzahnten Werkzeug kann das Gemeinlot in Spanabtragsrichtung vor dem Berührpunkt liegen. Die Grobbear beitung und die Schlichtbearbeitung erfolgen mit umgekehrten Drehsinn be triebenen Achsen. [0014] Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug handelt es sich um ein Kombi nationswerkzeug von zwei Schälanordnungen, die jeweils Schälzähne mit Schneidkanten aufweisen, deren Bearbeitungsrichtungen in axialer Richtung voneinander weg weisen. Die Schälzähne zur Fertigung der Grobverzahnung können von auswechselbaren Schneidplatten gebildet sein, die an einem Grundkörper, der eine Umfangs _Verzahnung aufweisen kann, befestigt sind. Die Schneidplatten können aus einem keramischen Material bestehen. Bevorzugt bestehen die Schneidplatten aus Hartmetall. Die Schneidplatten können eine prismatische Gestalt aufweisen. Ihre Breitseitenflächen können in einer Dreh ebene liegen. Ein effektiver Freiwinkel wird durch einen Spanflächenversatz erzeugt, in dem das Gemeinlot zwischen Werkzeugdrehachse und Werkstück drehachse nicht durch den Berührpunkt verläuft, sondern gegenüber dem Be rührpunkt axial versetzt ist. Das Werkzeug kann einen zweiten Grundkörper aufweisen, der ebenfalls eine Verzahnung aufweist. Dieser Grundkörper kann aus HSS-Vollstahl oder aus Voll-Hartmetall bestehen und die zweiten Schneid kanten ausbilden, mit denen die Schlichtbearbeitung durchgeführt wird. Die Verzahnungen der axial hintereinanderliegenden Grundkörper können fluch tend ineinander übergehen. Während der erste, die schneidplattentragende Grundkörper eine im wesentlichen zylindrische Form besitzt, kann der zweite, materialeinheitlich die Schneidkanten zur Schlichtbearbeitung ausbildenden Zähne eine Kegelstumpfform besitzen. Der zweite Grundkörper kann somit einen konstruktiven Freiwinkel ausbilden. Die Breitseitenfläche der zweiten Schälzähne zur Schlichtbearbeitung kann eine konische Fläche sein, sodass die zweiten Schälzähne eine Hinterschneidung aufweisen.

[0015] Der Hüllkreisdurchmesser der zweiten Schneidkanten der zweiten Schälanordnung kann größer sein als der Hüllkreis durchmesser der ersten Schneidkanten der zweiten Schälanordnung. Die Anzahl der Schneidzähne können an beiden Schälanordnungen dieselben sein. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0016] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand bei gefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste perspektivische Darstellung eines erfindungsgemä ßen in der Art eines Diabolos geformten Werkzeuges 1, Fig. 2 eine zweite perspeküvische Darstellung des erfindungsgemä ßen Werkzeuges 1,

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung des Werkzeuges 1,

Fig. 4 einen perspeküvischen Schnitt gemäß der Schnittlinie IV-IV in Figur 5, Fig. 5 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Anordnung eines

Werkzeugs 1 gegenüber einem Werkrad 2 zur Erzeugung einer Grobverzahnung,

Fig. 6 den Schnitt gemäß der Linie VI-VI in Figur 5,

Fig. 7 den Schnitt gemäß der Linie VII-VII in Figur 5 Fig. 8 den Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII in Figur 5,

Fig. 9 eine Darstellung gemäß 4 Figur auf die erfindungs gern äße An ordnung bei der Schlichtbearbeitung

Fig. 10 eine Darstellung gemäß Figur 5 bei der Schlichtbearbeitung, Fig. 11 den Schnitt gemäß der Linie XI-XI in Figur 10, Fig. 12 den Schnitt gemäß der Linie XII-XII in Figur 10,

Fig. 13 den Schnitt gemäß der Linie XIII-XIII in Figur 10.

Fig. 14 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens mit einer Werkzeugspindel 13, die von einem Drehan trieb 14 drehangetrieben wird und einer Werkstückspindel 15, die von einem Drehantrieb 16 drehangetrieben wird, wobei ein Vorschubantrieb 18 das Werkstück 2 in einer Vorschubrichtung verlagern kann, die zumindest eine Richtungskomponente aufweist, die sich in Richtung der Werkstückachse A2 erstreckt, und wobei eine Steuereinrichtung 17 die Drehantriebe 14, 16 und den Vorschubantrieb 18 steuern kann.

Beschreibung der Ausführungsformen

[0017] Die Figuren 1-3 zeigen den Aufbau eines Kombinationswerkzeuges 1, mit dem in aufeinander folgenden Wälzschälbearbeitungsschritten zunächst in ein unverzahntes Werkrad 2 eine Grobverzahnung eingearbeitet und anschlie ßend die durch Schruppbearbeitung erzeugte Grobverzahnung mit dem Werk zeug schlichtbearbeitet wird.

[0018] Ein erster Grundkörper 9 besitzt eine Außenverzahnung, die eine Viel zahl von Zähnen aufweist. Die Scheitellinien der Zähne verlaufen auf einer zy- lindrischen Hüllfläche. Der Grundkörper 9 bildet Taschen aus, in denen jeweils ein Schneidzahn 6 einliegt. Der Schneidzahn 6 wird von einer Schneidplatte ausgebildet, die austauschbar und gegebenenfalls auch um wendbar in jeweils einer Tasche einliegt. Jeder Schneidzahn 6 bildet zumindest eine Schneidkante 3 aus, bei der sich um eine Schruppschneidkante handelt.

[0019] Die Schneidplatte, die den Schneidzahn 6 ausbildet, kann aus einem Hartmetall oder einem keramischen Material bestehen. Die Schneidplatte kann eine prismatische Form aufweisen. Die Schneidplatte ist mit in den Zeichnun gen nicht dargestellten Befestigungselementen am Grundkörper 9 befestigt. Die Verzahnung des Grundkörpers 9 bilden zahnradförmige Zahnträger 8 aus, an denen sich die Schneidplatten abstützen können. Der Grundkörper 9 besitzt Zahnrippen 8, die die Schneidplatten unterstützen. [0020] Ein zweiter Grundkörper 10, der dieselbe Anzahl von Zähnen trägt wie der erste Grundkörper 9 besitzt eine Außenverzahnung. Die Außenverzahnung bildet Schlichtschneidzähne 7 aus. Die Zähne 7 besitzen Scheitellinien, die in einer Hüllfläche verlaufen, die eine Kegelstumpfmantelfläche ist. Die von den Schneidzähnen 6 wegweisenden Randkanten der Zähne 7 bilden Schlicht- Schneidkanten 4 aus. Die von den Schrubschneidkanten 3 wegweisende Breit seitenfläche des Grundkörpers 10 verläuft auf einer konischen Fläche. Der Grundkörper 10 ist aus einem HSS-Stahl gefertigt. Er kann aber auch aus Hart metall bestehen.

[0021] Die Scheitelpunkte der Schneidkanten 3 verlaufen auf einer ersten Kreisbogenlinie. Die Scheitelpunkte der Schneidkanten 4 verlaufen auf einer zweiten Kreisbogenlinie. Die Kreisbogenlinie, auf der sich die Scheitelpunkte der Schlichtschneidkanten 4 befinden kann einen größeren Durchmesser auf weisen, als die Kreisbogenlinie, auf der sich die Schruppschneidkanten 3 befin den. [0022] Es sind zwei Befestigungselemente 11, 12 vorgesehen, um die beiden Grundkörper 9, 10 in einer axial hintereinander angeordneten Stellung mitei nander zu befestigen. Dabei bilden sich eine zwischen den in Axialrichtung voneinander wegweisenden Schneidkanten 3, 4 angeordnete Einschnürung aus. Im Bereich der Einschnürung stoßen zwei Grundkörper 9, 10 stumpf gegenei nander, wobei der Grundkörper 9 eine zylindrische und der Grundkörper 10 eine kegelstumpf förmige Gestalt aufweist. Beide Grundkörper 9, 10 besitzen eine Außenverzahnung. Die Zähne der beiden Verzahnungen fluchten mitei nander.

[0023] Das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt in zwei unmittelbar aufeinan derfolgenden Phasen. In einer ersten Phase, die in den Figuren 4-8 dargestellt ist, wird mit den Schneidkanten 3 im Wälzschälverfahren im Wege einer Schruppbearbeitung eine Grobverzahnung im Werkrad 2 erzeugt. Die Werk zeugachse Al wird hierzu windschief zur Werkstückachse A2 angeordnet. Da bei liegt das Gemeinlot GL1 der beiden Achsen Al, A2 bezogen auf die Werk zeugachse Al in Spanabtragsrichtung S1 rückwärtig des Berührpunktes PI der Schneidkante 3 an der Flanke der zu fertigenden Zahnlücke 5. Das Werkrad 2 wird bei der Bearbeitung in Richtung der Werkstückachse A2 in einer Vor schubrichtung VI vorgeschoben, die der Spanabtragsrichtung S1 entgegenge richtet ist. Das Werkstück 2 wird hier im Uhrzeigersinn drehangetriebenen. Das Werkzeug 1 wird in derselben Richtung drehangetriebenen. Bei der Bearbei tung wandert die Schneidkante 3 von der Unterseite u des Werkrades 2 zu des sen Oberseite o.

[0024] Der Achskreuzwinkel S1 und die Lage des Gemeinlotes GL1, und der damit einhergehende Spanflächenversatz el ist dabei so gewählt, dass die Schlichtschneidkante 4 frei durch die Zahnlücke 5 hindurchlaufen kann. Die Fertigung der Grobverzahnung kann in mehreren aufeinanderfolgenden Schniten erfolgen. Dabei kann die Lücke zwischen zwei Zähnen entweder schritweise vertieft oder schritweise verbreitert werden.

[0025] In einer zweiten Phase, die in den Figuren 9-13 dargestellt ist, wird mit den Schneidkanten 4 ebenfalls im Wälzschälverfahren im Wege einer Schlicht- bearbeitung die Grobverzahnung im Werkrad 2 geglättet. Die Werkzeugachse Al wird hierzu ebenfalls windschief zur Werkstückachse A2 angeordnet. Dabei liegt das Gemeinlot GL2 der beiden Achsen Al, A2 bezogen auf die Werkzeug achse Al in Spanabtragsrichtung S2 rückwärtig des Berührpunktes P2 der Schneidkante 4 an der Flanke der zu fertigenden Zahnlücke 5 des Werkrades 2. Das Werkrad 2 wird bei der Schlichtbearbeitung in Richtung der Werkstück achse A2 in einer Vorschubrichtung V2 vorgeschoben, die der Spanabtragsrich tung S2 entgegengerichtet ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, das Werk stück 2 in einer Vorschubrichtung V2¹ zu bewegen, die der Spanabtragsrichtung S2 gleichgerichtet ist. Im ersten Fall erfolgt die Schlichtbearbeitung mit einem stoßenden oder schiebenden Schnit. Im zweiten Fall erfolgt die Schlichtbearbei tung in einem ziehenden Schnit. Die Drehrichtung von Werkzeug 1 und Werk stück 2 ist dabei der Gegenuhrzeigersinn.

[0026] Der Achskreuzwinkel S2 und die Lage des Gemeinlotes, und der damit einhergehende Spanflächenversatz e2 ist dabei so gewählt, dass die Schrupp- Schneidkante 3 frei durch die Zahnlücke 5 hindurchlaufen kann.

[0027] Während bei der Grobbearbeitung die Spanabtragsrichtung S1 von der Unterseite u zur Oberseite o des Werkrades 2 gerichtet ist, ist bei der Schlicht bearbeitung die Spanabtragsrichtung S2 von der Oberseite o des Werkrades 2 zur Unterseite u des Werkrades 2 gerichtet. [0028] Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zu mindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenstän dig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinatio nen auch kombiniert sein können, nämlich:

[0029] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mit der ersten Schälanordnung im Wege einer Schruppbearbeitung eine Grobverzahnung er zeugt wird und mit der zweiten Schälanordnung im Wege einer nachfolgenden Schlichtbearbeitung die Zahnflanken der grob verzahnten Zähne fein bearbeitet werden, wobei die beiden Schälanordnungen einen derart geringen Abstand zueinander aufweisen, dass bei der Bearbeitung des Werkrades 2 mit den Schälzähnen der einem Schälanordnung die Schälzähne der jeweils anderen Schälanordnung in die Zahnlücken 5 des Werkrades 2 eingreifen, wobei zur Vermeidung einer Kollision der Berührpunkte PI, P2 axial versetzt zu einem Gemeinlotes GL1, GL2 von Werkzeugdrehachse 11 und Werkstückdrehachse 12 liegt.

[0030] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass mit der ersten Schälanordnung im Wege einer Schruppbearbeitung eine Grobverzahnung er zeugt wird und mit der zweiten Schälanordnung im Wege einer nachfolgenden Schlichtbearbeitung die Zahnflanken der grob verzahnten Zähne fein bearbeitet werden, wobei die beiden Schälanordnungen einen derart geringen Abstand zueinander aufweisen, dass bei der Bearbeitung des Werkrades 2 mit den Schälzähnen der einem Schälanordnung die Schälzähne der jeweils anderen Schälanordnung in die Zahnlücken 5 des Werkrades 2 eingreifen, wobei zur Vermeidung einer Kollision der Berührpunkte PI, P2 axial versetzt zu einem Gemeinlotes GL1, GL2 von Werkzeugdrehachse 11 und Werkstückdrehachse 12 liegt. [0031] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schälanord nung bei der Schlichtbearbeitung in einem anderen Drehsinn betrieben wird, als bei der Schruppbearbeitung.

[0032] Ein Verfahren, was dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Innen verzah- nung gefertigt wird.

[0033] Ein Verfahren oder eines Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet sind, dass das Gemeinlot GL1, GL2 bei der Fertigung eines innen verzahnten Werkrades 2 mit einem außen verzahnten Werkzeug 1 in Spanabtragsrichtung Sl, S2 rückwärtig des Berührpunktes PI, P2 der Schneidkante 3, 4 am Werkrad 2 liegt oder dass das Gemeinlot GL1, GL2 bei der Fertigung eines außen ver zahnten Werkrades 2 in Spanabtrags richtung Sl, S2 vor dem Berührpunkt der Schneidkante 3, 4 am Werkrad 2 liegt.

[0034] Ein Werkzeug zur Durchführung eines Verfahrens oder zur Verwen dung an einer Vorrichtung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schneid- kanten 3 der ersten Schälanordnung für die Fertigung einer Grobverzahnung und die Schneidkanten 4 der zweiten Schälanordnung für die Fertigung einer Schlichtbearbeitung ausgelegt sind.

[0035] Ein Verfahren, eine Vorrichtung oder ein Werkzeug, die dadurch ge kennzeichnet sind, dass die Schneidzähne 6 der ersten Schälanordnung von Schneidplatten ausgebildet sind und die Schneidzähne 7 der zweiten Schälan ordnung von einem Vollstahl-Zahnrad oder Voll-Hartmetall-Zahnrad ausge bildet sind.

[0036] Ein Verfahren, eine Vorrichtung oder ein Werkzeug, die dadurch ge kennzeichnet sind, dass die Schneidplatten aus Hartmetall bestehen und die Schneidzähne 7 der zweiten Schälanordnung aus einem HSS-Stahl oder Hart metall bestehen.

[0037] Ein Verfahren, eine Vorrichtung oder ein Werkzeug, die dadurch ge kennzeichnet sind, dass bei der Schruppbearbeitung die Spanabtragsrichtung S1 einer Vorschubbewegung VI des Werkrades 2 gegenüber dem Werkzeug 1 entgegengerichtet ist und das bei der Schlichtbearbeitung die Spanabtragsrich tung S2 entweder der Vorschubbewegung V2 des Werkrades 2 gegenüber dem Werkzeug 1 entgegengerichtet oder die Vorschubbewegung V2¹ des Werkrades 2 zur Vorschubbewegung des Werkzeugs 1 gleichgerichtet ist.

[0038] Eine Vorrichtung oder ein Verfahren, das gekennzeichnet ist durch ei nes oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.

[0039] Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/ beigefügten Prioritäts unterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender An meldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbe sondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/ oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Er findung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorste henden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbeson- dere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden kön nen.

Liste der Bezugszeichen

1 Werkzeug Al Werkzeugachse

2 Werkrad A2 Werkstückachse

3 Schruppschneidkante GL1 Gemeinlot

4 Schlichtschneidkanten PI Berührpunkt

5 Zahnlücke P2 Berührpunkt

6 Schruppschneidzahn 51 Spanabtragsrichtung

7 Schlichtschneidzähne 52 Spanabtragungsrichtung

8 Zahnrippe VI Vorschubrichtung

9 Grundkörper V2 Vorschubrichtung

10 Grundkörper V2' Vorschubrichtung

11 BefesÜgungselement

12 BefesÜgungselement S1 Achskreuzwinkel

13 Werkzeugspindel S2 Achskreuzwinkel

14 Drehantrieb

15 Werkzeugspindel

16 Drehantrieb

17 Steuereinrichtung

18 Vorschubantrieb el Spanflächenversatz e2 Spanflächenversatz u Unterseite o Oberseite

Claims

Ansprüche

Verfahren zum Verzahnen von Werkrädern (2) durch Wälzschälen, wobei eine Schälwerkzeuganordnung verwendet wird, die zwei jeweils Schäl zähne (6, 7) mit Schneidkanten (3, 4) aufweisende Schälanordnung auf weist, die um eine windschief zu einer Werkraddrehachse (A2) angeord nete Werkzeugdrehachse (Al) drehangetrieben und derart axial hinterei nander liegend angeordnet sind, dass die Schneidkanten (3) einer ersten der beiden Schälanordnungen in axialer Richtung von den Schneidkanten (4) einer zweiten der beiden Schälanordnungen wegweisen und die Schneidkanten (3, 4) in einem Berührpunkt (PI, P2) spanschälend am Werkrad (2) angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass mit der ersten Schälanordnung im Wege einer Schruppbearbeitung eine Grobverzah nung erzeugt wird und mit der zweiten Schälanordnung im Wege einer nachfolgenden Schlichtbearbeitung die Zahnflanken der grob verzahnten Zähne fein bearbeitet werden, wobei die Schneidkanten (3, 4) der beiden Schälanordnungen einen derart geringen axialen Abstand voneinander aufweisen, dass bei der Bearbeitung des Werkrades (2) mit den Schälzäh nen (6, 7) der einen Schälanordnung die Schälzähne (6, 7)der jeweils ande ren Schälanordnung in die Zahnlücken (5) des Werkrades (2) eingreifen, wobei zur Vermeidung einer Kollision der Berührpunkt (PI, P2) jeweils axial versetzt zu einem Gemeinlot (GL1, GL2) von Werkzeugdrehachse (11) und Werkstückdrehachse (12) liegt.

Vorrichtung zum Verzahnen von Werkrädern (2) durch Wälzschälen mit einer von einem Drehantrieb (13) antreibbaren Werkzeugspindel (14), ei ner von einem Drehantrieb (16) antreibbaren Werkstückspindel (15) und einer programmierten Steuereinrichtung (17) zur Steuerung der Drehan triebe (13, 16) und eines Vorschubantriebs (18), wobei die Werkzeugspin del (14) eine Schälwerkzeuganordnung trägt, die zwei jeweils Schälzähne (6, 7) mit Schneidkanten (3, 4) aufweisende Schälanordnungen aufweist, die um eine windschief zu einer Werkraddrehachse (A2) angebrachte Werkzeugachse (11) drehangetrieben und derart axial hintereinander lie gend angeordnet sind, dass die Schneidkanten (3) einer ersten der beiden Schälanordnungen in axialer Richtung von den Schneidkanten (4) einer zweiten der beiden Schälanordnungen wegweisen und die Schneidkanten (3, 4) in einem Berührungspunkt (PI, P2) spanschälend am Werkrad (2) angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung derart programmiert ist, dass mit der ersten Schälanordnung im Wege einer Schruppbearbeitung eine Grobverzahnung erzeugt wird und mit der zweiten Schälanordnung im Wege einer nachfolgenden Schlichtbearbei tung die Zahnflanken der grob verzahnten Zähne fein bearbeitet werden, wobei die Schneidkanten (3, 4) der beiden Schälanordnungen einen derart geringen axialen Abstand voneinander aufweisen, dass bei der Bearbei tung des Werkrades (2) mit den Schälzähnen (6, 7) der einen Schälanord nung die Schälzähne (7, 6) der jeweils anderen Schälanordnung in die Zahnlücken (5) des Werkrades (2) eingreifen, wobei zur Vermeidung einer Kollision der Berührpunkt (PI, P2) jeweils axial versetzt zu einem Gem einlot (GL1, GL2) von Werkzeugdrehachse (11) und Werkstückdrehachse (12) liegt.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schälan ordnung bei der Schlichtbearbeitung in einem anderen Drehsinn betrieben wird, als bei der Schruppbearbeitung.

Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Innenverzahnung gefertigt wird. Verfahren oder Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemeinlot (GL1, GL2) bei der Ferti gung eines innen verzahnten Werkrades (2) mit einem außen verzahnten Werkzeug (1) in Spanabtragsrichtung (Sl, S2) rückwärtig des Berührpunk tes (PI, P2) der Schneidkante (3, 4) am Werkrad (2) liegt oder dass das Gemeinlot (GL1, GL2) bei der Fertigung eines außen verzahnten Werkra des (2) in Spanabtragsrichtung (Sl, S2) vor dem Berührpunkt der Schneid kante (3, 4) am Werkrad (2) liegt.

Werkzeug zur Durchführung eines Verfahrens oder zur Verwendung an einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zwei jeweils Schälzähne (6, 7) mit Schneidkanten (3, 4) aufweisenden Schälan ordnungen, die derart axial hintereinanderliegend angeordnet sind, dass die Schneidkanten (3) einer ersten der beiden Schälanordnungen in axialer Richtung bezogen auf eine Werkzeugachse von den Schneidkanten (4) ei ner zweiten der beiden Schälanordnungen wegweisen, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schneidkanten (3) der ersten Schälanordnung für die Fertigung einer Grobverzahnung und die Schneidkanten (4) der zweiten Schälanordnung für die Fertigung einer Schlichtbearbeitung ausgelegt sind.

Verfahren, Vorrichtung oder Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidzähne (6) der ersten Schälanordnung von Schneidplatten ausgebildet sind und die Schneid zähne (7) der zweiten Schälanordnung von einem Vollstahl-Zahnrad oder Voll-Hartmetall-Zahnrad ausgebildet sind.

Verfahren, Vorrichtung oder Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schneidplatten aus Hartmetall bestehen und die Schneidzähne (7) der zweiten Schälanordnung aus einem HSS-Stahl oder Hartmetall bestehen.

9. Verfahren, Vorrichtung oder Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Schruppbearbeitung die Spanabtragsrichtung (Sl) einer Vorschubbewegung (VI) des Werkrades

(2) gegenüber dem Werkzeug (1) entgegengerichtet ist und das bei der Schlichtbearbeitung die Spanabtragsrichtung (S2) entweder der Vor schubbewegung (V2) des Werkrades (2) gegenüber dem Werkzeug (1) entgegengerichtet oder die Vorschubbewegung (V2¹) des Werkrades (2) zur Vorschubbewegung des Werkzeugs (1) gleichgerichtet ist.

10. Verfahren, Vorrichtung oder Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheitelpunkte der Schneidkanten (3) der Schruppschneidzähne (6) auf einer Kreisbogenlinie liegen, die einen ersten Durchmesser aufweist, der kleiner ist, als ein zwei- ter Durchmesser einer zweiten Kreisbogenlinie, auf der die Scheitelpunkte der Schneidkanten (4) der Schlichtschneidzähne (7) liegen.

11. Verfahren, Vorrichtung oder Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, dass in einem Übergangsbereich zwischen Schrupp schneidzähnen (6) und Schlichtschneidzähnen (7) die Scheitel der Schruppschneidzähne (6) und der Schlichtschneidzähne (7) auf einer drit ten Kreisbogenlinie verlaufen, deren dritter Durchmesser geringer ist, als der erste und der zweite Durchmesser.

12. Verfahren, Vorrichtung oder Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) zwei stumpf im Bereich einer Einschnürung aneinander anliegende Grundkör- per (9, 11) aufweist, wobei einem ersten Grundkörper (9) die Schrupp schneidzähne (6) und einem zweiten Grundkörper (10) die Schlicht schneidzähne (7) zugeordnet sind.

13. Verfahren, Vorrichtung oder Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Befestigungselemente (11, 12), mit de nen die Grundkörper (9, 10) der Werkzeugspindel (13) befestigt sind.