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Zahnradförmiges Honrad Die Erfindung betrifft ein Honrad oder anderes
Werkzeug in Gestalt eines Zahnrades für die Fertigbearbeitung von Zahnrädern.
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Ein Ziel der Erfindung ist es, ein Zahnradfertigbearbeitungswerkzeug
zu schaffen, das bei der Fertigbearbeitung auch Exzentrizitätsfehler des Werkstückes
beseitigt.
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Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Werkzeug
einen die Verzahnung aufweisenden Ring, einen Tragkörper und einen zwischen diesen
angeordneten, elastisch nachgiebigen Ring umfaßt. Die Erfindung läßt sich zwar auch
beim Schaben und Läppen von Zahnrädern anwenden, sie ist aber beim Honen besonders
vorteilhaft. Dabei kann der die Verzahnung aufweisende Ring aus einer schleifmittelhaltigen
Harzmasse bestehen. Wenn ein erfindungsgemäßes Honrad und ein fertigzubearbeitendes
Zahnrad mit einer anfänglichen radialen Anpreßkraft in Eingriff gebracht und festgelegt
werden, so wächst die Anpreßkraft zwischen den Zähnen des Honrades und. des Zahnrades
beim Umlauf der Räder an, wenn infolge einer Exzentrizität erhöhte Teile der Verzahnung
des Zahnrades mit dem Honrad kämmen; und zwar wächst die Anpreßkraft zwischen Honrad
und Zahnrad proportional zum Ausmaß der Exzentrizität an, so daß an den erhöhten
Teilen der Verzahnung des Zahnrades entsprechend eine vergrößerte Materialabtragung
stattfindet.
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Bei Schleifscheiben ist bereits eine elastische Verbindung eines ringförmigen
Schleifkörpers mit der Nabe mittels Zwischenglieder aus nachgiebigem Werkstoff bekannt.
Diese elastische Verbindung dient jedoch zur schwingungsdämpfenden 0und spannungsfreien
Lagerung der Schleifscheibe, um eine Verbesserung der geschliffenen Oberfläche zu
erzielen bzw. eine Zerstörung der Schleifscheibe zu verhindern, und somit einem
ganz anderen Zweck als die erfindungsgemäße Verwendung eines elastischen Zwischenringes.
Vorzugsweise besitzt bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug der Tragkörper und/oder
der Ring Führungsteil, die eine axiale Verschiebung des Ringteiles gegenüber dem
Tragkörper verhindern.
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Bei dem erfindungsgemäßen Fertigbearbeitungswerkzeug ist der aus elastisch
nachgiebigem Material bestehende Ring zweckmäßigerweise im wesentlichen allseitig
eingeschlossen, wobei Teile der Begrenzungsflächen zur Änderung der Vorspannung
des elastisch nachgiebigen Materials in dieses eindrückbar sind.
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Bei einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeuges
ist der Tragkörper mit einer Nabe und einem an deren einem Ende angeordneten radialen
Flansch versehen, wobei der die Verzahnung aufweisende Ring über mehrere unter radialer
Vorspannung befindliche, elastisch nachgiebige Ringe auf der Nabe abgestützt ist
und am Ende der Nabe' eine Scheibe befestigt ist, wobei diese Scheibe und der Flansch
Zusammenführungsteile für den die Verzahnung tragenden Ring bilden.
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Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugs; Fig.
2 ist ein in größerem Maßstabe gezeichneter Teilschnitt, der Einzelheiten eines
Werkzeugs nach Fig. 1 erkennen läßt; Fig. 3 ähnelt Fig. 2, zeigt jedoch eine weitere
Ausbildungsform der Erfindung; Fig.4 ähnelt Fig.2, veranschaulicht jedoch eine weitere
abgeänderte Ausbildungsform; Fig. 5 ist ein Stück einer Stirnansicht der Konstruktion
nach Fig.4, bei der bestimmte Teile weggebrochen sind.
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Das in Fig. 1 dargestellte Werkzeug umfaßt einen inneren Tragkörper
10 von kreisrunder Form, der vorzugsweise eine zentrale Bohrung 12 aufweist, mittels
deren das Werkzeug auf einem Werkzeugdorn angeordnet werden kann. Konzentrisch mit
dem Tragkörper 10 und in einem radialen Abstand außerhalb desselben ist ein die
Verzahnung aufweisender Ring 14 angeordnet, dessen Zähne 16 den Zähnen eines fertigzubearbeitenden
Zahnrades
zugeordnet sind.'-Der die Verzahnung aufweisende Ring 14 ist von der Umfangsfläche
des Tragkörpers 10 durch einen radialen Abstand getrennt, und der vorhandene Zwischenraum
wird von einem Zwischenring 18 aus nachgiebigem Material ausgefüllt; der- Zwischenring
-besteht z. B. aus natürlichem oder synthetischem Gummi oder einem nachgiebigen
plastischen Material: Wegen der Nachgiebigkeit des Ringes 18 kann der Zahnkranz
14 gegenüber dem Tragkörper 10 sowohl radiale Bewegungen als auch Bewegungen in
Umfangsrichtung ausführen.
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In Fig. 2 ist ein Tragkörper 20 mit einer Nabe 22 und einem radial
nach außen ragenden Flansch 24 dargestellt. An dem Tragkörper 20 ist mittels Schrauben
28 ein Zwischenstück in Gestälf-eines ringförmigen Tragkörpers 26 befestigt. Man
erkennt den als Zahnkranz 30 ausgebildeten, unmittelbar auf das Werkstück wirkenden
Teil des Werkzeugs; der zahnradzahnähnliche Zähne 32 sowie einen lückenlosen ringförmigen
Körperabschnitt 34 umfaßt. Zwischen dem ringförmigen Abschnitt 34 des Zahnkranzes
und dem Tragkörper 26 ist ein nachgiebiger Ring 36 angeordnet, der aus natürlichem
oder synthetischem Gummi oder einem plastischen Material bestehen kann. Man kann
diese Teile in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise zusammenbauen, indem man den Gummi
einem erheblichen Druck -aussetzt, während der ringförmige Körper 34 mit den Teilen
so vereinigt wird; daß er den Ring 36 umgibt, woraufhin der Gummi freigegeben wird.
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Es sei bemerkt, daß der elastisch nachgiebige Ring 36 bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2 begrenzte radiale, in der Umfangsrichtung erfolgende, sowie axiale Bewegungen
zwischen den Körpern 26 und 34 zuläßt. Die Größe des Widerstandes, den der Ring
36 den Bewegungen des Ringkörpers 34 gegenüber dem Tragkörper 26 entgegensetzt,
kann durch die Wahl der Zusammensetzung des Materials für den Ring 36 geregelt werden.
Natürlich wird die Wirkungsweise des Ringes 36 auch durch die Wahl seiner Dicke
beein-$ußt. Außerdem übt das Ausmaß der anfänglichen Zusammendrückung des Ringes
36 einen Einfiuß auf seine Wirkungsweise als Unterstützung aus.
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Bei der Fertigbearbeitung von Zahnrädern und insbesondere beim Honen
von Zahnrädern ist es erwünscht, eine Druckberührung zwischen den arbeitenten Flächen
der Zähne des Werkzeugs und der Zähne des Zahnrades aufrechtzuerhalten. Es ist jedoch
ebenfalls erwünscht, ein begrenztes Nachgeben zu ermöglichen, so daß auf die Zähne
des Werkzeugs keine zu großen Beanspruchungen übertragen werden. Beim Honen von
Zahnrädern können solche Beanspruchungen dazu führen, daß das: Honwerkzeug schnell
abgenutzt wird oder daß sogar die Zähne des Honwerkzeuges abbrechen. Durch die erfindungsgemäße
Verwendung eines elastisch nachgiebigen Zwischenringes wird es ermöglicht, den mittleren
Arbeitsdruck zwischen den Zähnen des Werkzeugs und des Zahnrades in Grenzen zu halten,
während gleichzeitig ein. gewisses Nachgeben des Werkzeugs gegenüber dem zu bearbeitenden
Zahnrad zugelassen wird. Dieses Nachgeben führt zu einer zusätzlichen Zusammendrückung
des Gummis oder des sonstigen nachgiebigen Materials, aus dem der Zwischenring besteht,
und daher auch zu einer Steigerung des Drucks, -wenn eine Verlagerung des mit Zähnen
versehenen Teils des Werkzeugs stattfindet. In Fig. 3 ist -ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt, bei dem ein Tragkörper 40 vorgesehen ist, der einen sich
radial nach außen erstrekkenden Flansch 42 aufweist, an dessen Außenkante ein sich
in axialer Richtung erstreckender Vorsprung 44 ausgebildet ist. Der Tragkörper umfaßt
außerdem eine Nabe 46, an der mittels Schrauben 50 ein Führungsring 48 befestigt
ist. Der Führungsring 48 trägt nahe seiner Außenkante auf seiner dem Flansch 42
zugewandten Seite einen sich in axialer Richtung erstreckenden Vorsprung 51. Zwischen
dem Flansch 42 und dem Führungsring 48 ist ein Ringkörper 52 angeordnet, der aus
Metall oder einem plastischen Material besteht und- von dem Zahnkranz 54 umgeben
ist, der mit der Verzahnung 5C-versehen ist. Der Tragkörper 52 ist auf der Nabe
46 angeordnet; wobei jedoch zwischen der Nabe und dem Körper 52 mehrere nachgiebige
Ringe 58 'von kreisrundem Querschnitt vorgesehen sind; bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 3 sind zwei derartige Ringe vorhanden. Zwischen den Ringen 58 ist ein
ringförmiges Bauteil 60 angeordnet, durch das die radiale -Verschiebung des Tragkörpers
52 begrenzt wird. Die sich axial erstreckenden Abschnitte 44 und 51 des Flansches
42 bzw. des-Führungsringes 48 wirken als Führungsflächen, die es dem Tragkörper
52 ermöglichen, sich im wesentlichen ungehindert radial sowie in der Umfangsrichtung
zu bewegen, wobei jedoch jede axiale Verlagerung verhindert wird.
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Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausbildungsform der Erfindung, bei
der ein Tragkörper 70 vorgesehen ist, der an seinem Umfang eine ringförmige Aussparung
72 zum Aufnehmen eines nachgiebigen und rückfederungsfähigen Zwischenringes 74 aufweist.
Die Aussparung 72 wird durch die seitlichen Flansche 75 und 76 des Tragkörpers 70
begrenzt: Die beiden Flansche sind jeweils mit mehreren voneinander getrennten,
als Führungen wirkenden Fortsätzen 77 und 78 versehen. Der Zahnkranz 80 ist gemäß
Fig. 4 so angeordnet, daß sein innerer Abschnitt zwischen den Fortsätzen 77 und
78 aufgenommen wird, wobei der Zahnkranz an der Innenseite außerhalb der oberen
Flächen der lückenlosen Flanschabschnitte 75 und 76 endet. Die Fortsätze 77 und
78 bilden Führungen, die begrenzte radiale und in der Umfangsrichtung erfolgende
Verschiebungen des Zahnkranzes 80 zulassen, während sie axiale Verschiebungen gegenüber
dem Tragkörper 70 verhindern.
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Aus Fig. 4 und 5 ist ersichtlich, daß das nachgiebige Material im
wesentlichen, jedoch nicht vollständig, in eine Kammer eingeschlossen ist, die auf
drei Seiten durch die Aussparung 72 und auf der Außenseite durch den Zahnkranz 80
begrenzt wird. Um die Wirksamkeit des nachgiebigen Ringes 74 zu variieren, sind
Ringe 82 vorgesehen; von denen jeder mehrere in Umfangsabständen verteilte Finger
84 trägt, die in Schlitzen der Flansche 75 und 76 gleitend beweglich sind. Die Ringe
82 können zusammen mit den Fingern 84 mittels Schrauben 86 verstellt werden, die
sich durch die Ringe 82 in den Tragkörper 70 erstrecken. Bei einer Einwärtsbewegung
der Ringe 82 wird durch die mit ihnen verbundenen Finger 84 ein Teil des Materials
des nachgiebigen Ringes 74 verdrängt, wodurch dessen Widerstand gegen radiale und
in Umfangsrichtung erfolgende Verschiebungen des Zahnkranzes 80 vergrößert wird.
Ein nachgiebiger Gummi, der als Material für den Ring 74 verwendet werden kann,
läßt sich nicht in einem erheblichen Ausmaß zusammendrücken,
und
aus diesem Grund sind die Flansche 75 und 76 mit den Fortsätzen 77 und 78 versehen.
Diese Fortsätze sind, wie oben beschrieben, in Umfangsabständen verteilt und bilden
daher Öffnungen, in die hinein das nachgiebige Material des Stützringes 74 verdrängt
werden kann, wenn die Finger 84 nach innen bewegt werden.
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Der elastisch nachgiebige Zwischenring, der den zentralen Kern mit
dem Zahnkranz verbindet, ist relativ weich, und er hat die Aufgabe, derart nachzugeben,
daß die zwischen dem zu bearbeitenden Zahnrad und dem zahnradähnlichen Werkzeug
zur Wirkung kommende Gesamtkraft auf wenige Kilogramm, z. B. auf zwischen etwa 0,5
und etwa 25 kg, begrenzt wird. Wenn das Zahnrad und das zahnradähnliche Werkzeug
locker ineinandergreifen, begrenzt der nachgiebige Kupplungsring die zwischen dem
Zahnrad und dem Werkzeug in der Umfangsrichtung wirkende Gesamtkraft in ähnlicher
Weise auf einen entsprechend kleinen Bereich. Der nachgiebige Kupplungsring hat
somit die Aufgabe, dafür zu sorgen, daß zwischen dem Zahnrad und dem Werkzeug eine
relativ kleine mittlere Kraft hervorgerufen und aufrechterhalten wird. Diese Kraft
variiert natürlich in Abhängigkeit von der vorstehend beschriebenen Verlagerung.
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Als Beispiel sei erwähnt, daß man einen nachgiebigen Zwischenring
mit einer Breite von etwa 25 mm und einer radialen Dicke von etwa 12,5 mm aus einem
Gummi mit einer "Shore-Durometerhärte von 40 bis 80 herstellen kann.