DE1170894B

DE1170894B - Method and tool for producing indentations on smooth tooth flanks

Info

Publication number: DE1170894B
Application number: DEZ6829A
Authority: DE
Inventors: Josef Schmaeh
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1958-08-28
Filing date: 1958-08-28
Publication date: 1964-05-27

Description

Verfahren und Werkzeug zur Herstellung von Vertiefungen auf glatten Zahnflanken Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Werkzeug zur Herstellung von Vertiefungen, insbesondere von zur Längsrichtung der Zähne im Winkel verlaufenden Nuten oder Riefen auf glatten Zahnflanken von Zahnrädern für hochbelastbare, geräuscharme Getriebe, und Werkzeug zu deren Herstellung.Method and tool for making indentations on smooth surfaces Tooth flanks The invention relates to a method and a tool for production of depressions, in particular those which run at an angle to the longitudinal direction of the teeth Grooves or grooves on smooth tooth flanks of gears for heavy-duty, low-noise Gears and tools for their manufacture.

Bei Getrieben treten bekanntlich durch Verzahnungsungenauigkeiten, z. B. durch Teilungsfehler, Unrundlauf, ungenaue Evolventenform u. dgl. singende bzw. heulende Geräusche auf, die auf das Schwingen von aufeinander abwälzenden Zähnen der Zahnräder zurückzuführen sind. Es ist jedoch auch bekannt, daß die Laufruhe der Zahnräder nicht allein von deren Herstellungsungenauigkeit, sondern in hohem Maße von der Art und Güte der Schmierung der Zahnflanken abhängig ist. Es hat sich gezeigte daß bei Zahnrädern trotz hoher Genauigkeit und feinstbearbeiteten Flanken Geräusche auftreten, die auf die mangelnde Haftung des Schmiermittels an den Flanken zurückzuführen sind. Das Schmiermittel wird dabei durch die Zentrifugalkräfte von den Zahnflanken abgeschleudert und auch an den Gleitstellen der zusammenarbeitenden Flanken abgeschoben und somit eine ausreichende Schmierung verhindert.It is well known that gear inaccuracies occur in gearboxes, z. B. by pitch errors, runout, imprecise involute shape and the like or howling noises, which are due to the swinging of teeth rolling against each other of the gears. However, it is also known that the smoothness of the gears not only from their manufacturing inaccuracy, but to a high degree Dimensions depends on the type and quality of the lubrication of the tooth flanks. It has showed that with gears despite high accuracy and finely machined flanks Noises occur due to the lack of adhesion of the lubricant to the flanks are due. The lubricant is driven by the centrifugal forces of thrown off the tooth flanks and also at the sliding points of the cooperating Flanks pushed off and thus prevented sufficient lubrication.

Es ist daher bekannt, die Oberfläche von Zahnflanken mit Vertiefungen zu versehen, die das Haften des ölfilmes begünstigen. Die Zahnffanken werden zu diesem Zweck z. B. mit zur Längsrichtung der Zähne vorwiegend geneigten Riefen, die spanabhebend mittels Fräsens oder mittels Schleifens erzeugt werden, versehen, bzw. die Flanken erhalten diese Riefen bei ihrer formgebenden Bearbeitung (Kreuzschliff, Diagonalfräsen).It is therefore known to have depressions on the surface of tooth flanks which promote the adhesion of the oil film. The tooth flanks are too for this purpose z. B. with grooves that are predominantly inclined to the longitudinal direction of the teeth, which are produced by cutting by milling or by grinding, or the flanks receive these grooves during their shaping processing (cross-cut, Diagonal milling).

Mit der Erfindung wird bezweckt, diese der verbesserten Schmierung der Zahnflanken dienenden Vertiefungen spanlos zu erzeugen. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, daß an den Flanken mindestens eines zu einer Zahnpaarung gehöriger Zahnräder die Vertiefungen durch Einrollen oder Einwalzen im kalten Zustand mittels eines zahnradförmigen Werkzeuges hergestellt werden, dessen Zahnflanken den einzuarbeitenden Vertiefungen entsprechende Erhöhungen aufweisen.The invention aims to improve lubrication to generate the tooth flanks serving depressions without cutting. To this end looks the invention proposes that at least one belonging to a tooth pairing on the flanks Gears the recesses by rolling in or rolling in in the cold state by means of a gear-shaped tool are produced, the tooth flanks of which are to be incorporated Depressions have corresponding elevations.

Es ist an sich bekannt, Umfangsverzähnungen durch Kaltwalzen zu erzeugen und zylindrische Werkstücke auf ihrer Manteloberfläche zu rändeln. Das Rändeln erfolgt mittels Rollwerkzeugen, die das Gegenmuster des einzurollenden Musters tragen.It is known per se to produce circumferential teeth by cold rolling and knurl cylindrical workpieces on their jacket surface. The knurling is done by means of rolling tools that carry the counter-pattern of the pattern to be rolled up.

Zwischen zwei zusammenarbeitenden, gemäß der Erfindung bearbeiteten Zahnflanken wird in bekannter Weise durch die Vertiefungen ein die Reibung verminderndes Schmierpolster gebildet und ein Ab- schleudern des Schmiermittels verhindert. Durch die schräge Anordnung der auf die Flankenflächen verteilten nuten- oder taschenförmigen Vertiefungen wird eine gleichmäßige Schmierung der Zabnflanken erzielt und ein Abschieben des Schmiermittels weitgehend verhindert bzw. diesem ein gewisser Widerstand entgegengesetzt. Dadurch, daß die in bekannter Weise schräg über die Flanken verlaufenden Vertiefungen die Berührungslinie der Flanken -jeweils nur in einem Punkt schneiden, ist auch einwandfreies Ab- rollen der Zahnflanken gewährleistet. Diese Wirkung ist bekannt.Between two cooperating tooth flanks machined according to the invention, a friction-reducing lubricant cushion is formed in a known manner by the depressions and the lubricant is prevented from being thrown off. Due to the inclined arrangement of the groove-shaped or pocket-shaped depressions distributed on the flank surfaces, uniform lubrication of the Zabnflanken is achieved and a pushing off of the lubricant is largely prevented or a certain resistance is opposed to it. Characterized in that the obliquely in a known manner over the flanks extending recesses -jeweils cut only in one point, the line of contact of the flanks, is also proper waste roll of the tooth flanks ensured. This effect is well known.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung betrifft die Ausführungsform eines Werkzeuges zur Herstellung der Vertiefungen und besteht darin, daß sich das Werkzeug aus mehreren zu einem Paket vereinigten, topfförmig ausgebildeten Ringscheiben zusammensetzt, die eine dem zu bearbeitenden Zahnrad entsprechende Verzahnung aufweisen, wobei deren Zahnflanken zur Bildung von wirksamen Werkzeugkanten hinterarbeitet sind. Ein solches Werkzeug ist auf einfache und billige Art und Weise herstellbar, wobei die Scheiben beispielsweise gemeinsam profiliert und danach hinterarbeitet werden können. Vorteilhaft wird durch das Einrollen der Vertiefungen im Kaltzustand der Faserverlauf der Flanken nicht unterbrochen.Another feature of the invention relates to the embodiment of a Tool for making the wells and consists in the fact that the tool composed of several cup-shaped ring disks combined to form a package, which have a toothing corresponding to the gear to be machined, wherein whose tooth flanks are undercut to form effective tool edges. Such a tool can be produced in a simple and inexpensive manner, with the panes, for example, are profiled together and then back-worked can. Becomes beneficial by rolling up the depressions in the Cold state of the grain of the flanks not interrupted.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt und in Verbindung mit der Beschreibung weitere Einzelheiten erläutert.In the drawing, exemplary embodiments according to the invention are shown and further details are explained in connection with the description.

F i g. 1 bis 9 zeigen einige beispielsweise Ausführungsformen für die Ausbildung der Zahnflanken, in schematischer Darstellung; F i g. 10 zeigt ein Werkzeug zur Herstellung der Vertiefungen, im Eingriff mit einem zu bearbeitenden Zahnrad, im Längsschnitt; F i g. 11 und 12 zeigen in einem Ausschnitt gemäß F i g. 10 die Profilierung der Zahnscheiben in Ansicht, gesehen in Pfeilrichtung A; F i g. 13 zeigt eine der Zahnscheiben im Stimschnitt mit durchgehender Einrollkante, wobei an einem Zahn der Zahnscheibe eine beispielsweise Ausbildungsform mit unterbrochenen Einrollkanten dargestellt ist.F i g. 1 to 9 show some exemplary embodiments for the formation of the tooth flanks, in a schematic representation; F i g. 10 shows a tool for producing the depressions, in engagement with a gear wheel to be machined, in longitudinal section; F i g. 11 and 12 show in a detail according to FIG. 10 the profiling of the toothed pulleys in view, seen in the direction of arrow A; F i g. 13 shows one of the toothed disks in frontal section with a continuous curled edge, an embodiment with interrupted curled edges, for example, being shown on one tooth of the toothed disk.

Die F i g. 1 bis 9 lassen beispielsweise Ausführungsformen für den Verlauf und die Anordnung der in die Zahntlanken 2 des Werkstückzahnrades 3 einzuarbeitenden Vertiefungen 4 erkennen, wobei deren Formen und Abmessungen beliebig sind. Die Vertiefungen 4 bestehen aus zur Profillinie des Zahnrades geneigt verlaufenden nutenförinigen, parallelen oder annähernd parallelen bzw. sich netzförmig überschneidenden Kanälen, die entweder durchgehend oder unterbrochen ausgebildet sind (F i g. 1 bis 7). In F i g. 8 und 9 ist eine weitere Ausführungsform der Vertiefungen 5 gezeigt, wobei letztere Napfform besitzen. Ein Teil des zur Schmierung der Flanken dienenden Schmiermittels wird dabei von den Vertiefungen 4 bzw. 5 aufgenommen, wodurch beim Abrollen der Flanken ein ölpolster gebildet wird.The F i g. 1 to 9 show, for example, embodiments for the course and the arrangement of the recesses 4 to be machined into the tooth flanks 2 of the workpiece gear 3 , their shapes and dimensions being arbitrary. The depressions 4 consist of grooved, parallel or approximately parallel or network-like intersecting channels which are inclined to the profile line of the gearwheel and which are either continuous or interrupted (FIGS . 1 to 7). In Fig. 8 and 9 a further embodiment of the depressions 5 is shown, the latter being in the form of a cup. Part of the lubricant used to lubricate the flanks is taken up by the depressions 4 and 5 , whereby an oil cushion is formed when the flanks roll off.

In F i g. 10 ist eine beispielsweise Ausbildung des Werkzeuges dargestellt, mit dessen Hilfe die Vertiefungen 4 bzw. 5 in die Zahnflanken 2 des zu bearbeitenden Zahnrades 3 im Kaltzustand eingerollt werden.In Fig. 10 shows an example of an embodiment of the tool, with the aid of which the depressions 4 and 5 are rolled into the tooth flanks 2 of the toothed wheel 3 to be machined in the cold state.

Zu diesem Zwecke sind auf den Schaft 10 eines zwischen Spitzen 11 und 12 gehaltenen Domes 13 Ringscheiben 14 aufgesteckt. Die einzelnen Ringscheiben 14 sind topfförmig ausgebildet und mit einer dem zu bearbeitenden Zahnrad entsprechenden Verzahnung 15 zu versehen. Zur Bildung der die gewünschte Neigung der einzurollenden Vertiefungen 4 entsprechenden wirksamen Werkzeugkanten 16 sind die Zahnproffle der Ringscheiben hinterarbeitet (F i g. 11, 12). Die Profilierung der Ringscheiben 14 kann in der Weise vorgenommen werden, daß dieselben zu einem Paket vereinigt auf ihrem Dom 13 aufgespannt und durch Abwälzen od. dgl. verzahnt werden. Die Ringscheiben 4 werden mittels zweier Klemmringe 19 bzw. 20, deren an die Ringscheiben 4 zur Anlage kommenden Stirnflächen entsprechend ausgebildet sind, gefaßt und mittels einer auf einen Ansatz 21 des Domes 13 aufschraubbaren Mutter 22 festgespannt, wobei sich der Anlagering 19 an einem Bund 24 des Domes 13 abstützt. Sollen mehrere Pakete von Ringscheiben 4 aufgenommen werden, wie in F i g. 10 gezeigt, so wird ein entsprechend ausgebildetes Zwischenstück 23 zwischen die Ringscheiben 4 auf den Dom 13 aufgeschoben. Für den Einrollvorgang wird das Werkzeug mit dem zu bearbeitenden Zahnrad 3 in Eingriff gebracht und beide miteinander abgerollt. Die am Werkzeug gebildeten Kanten 16 drücken sich dabei in die Flanken 2 des Werkstückzahnrades 3 ein und erzeugen beispielsweise die in F i g. 1 bis 9 dargestellten und beschriebenen Vertiefungen 4 bzw. 5. Durch Unterbrechungen 25 an den Kanten 16, wie in F i g. 13 gezeigt, werden entsprechende napffönnige Vertiefungen 5 gebildet.For this purpose, annular disks 14 are fitted onto the shaft 10 of a dome 13 held between tips 11 and 12. The individual ring disks 14 are pot-shaped and are to be provided with a toothing 15 corresponding to the gear wheel to be machined. To form the effective tool edges 16 corresponding to the desired inclination of the depressions 4 to be rolled up, the tooth proffles of the annular disks are undercut (FIGS . 11, 12). The profiling of the annular disks 14 can be carried out in such a way that they are combined to form a package, stretched on their dome 13 and interlocked by rolling or the like. The annular disks 4 are gripped by means of two clamping rings 19 and 20, the end faces of which come into contact with the annular disks 4, and tightened by means of a nut 22 that can be screwed onto a shoulder 21 of the dome 13, the contact ring 19 being attached to a collar 24 of the cathedral 13 is supported. If several packets of ring disks 4 are to be received, as shown in FIG. 10 , a correspondingly designed intermediate piece 23 is pushed onto the dome 13 between the annular disks 4. For the rolling process, the tool is brought into engagement with the gear 3 to be machined and both are unrolled together. The edges 16 formed on the tool press into the flanks 2 of the workpiece gear 3 and generate, for example, the in FIG. 1 to 9 shown and described depressions 4 and 5. By interruptions 25 at the edges 16, as in FIG. 13 , corresponding cup-shaped depressions 5 are formed.

Durch Zurücklegung des Zahnfußes der Zahnprofile 16 der Ringscheiben 14 wird erreicht, daß die Vertiefungen 4 bzw. 5 nicht bis zum Zahnkopf der Werkstückverzahnung 2 eingerollt werden. Dadurch wird beim Abrollen zweier Zahnräder ein Fressen vermieden und auch ein Zurückfließen des Schmiermittels zum Zahnfuß bewirkt.By moving the tooth root of the tooth profiles 16 of the annular disks 14 back, it is achieved that the depressions 4 and 5 are not rolled up to the tooth tip of the workpiece toothing 2. This avoids seizure when two gears roll and also causes the lubricant to flow back to the tooth root.

Es können wahlweise die Zahnflanken des einen Zahnrades oder beider Zahnräder einer Paarung mit Vertiefungen nach der Erfindung versehen sein.Either the tooth flanks of one gear or both can be used Gear wheels of a pairing can be provided with recesses according to the invention.

Claims

Claims: 1. A method for producing depressions, in particular grooves or grooves running at an angle to the longitudinal direction of the teeth on smooth tooth flanks, characterized in that the depressions are produced by rolling in or rolling in in the cold state by means of a gear-shaped tool, the tooth flanks of which are the to be incorporated Depressions have corresponding elevations.

2. Tool for performing the method according to claim 1, characterized in that the tool is composed of several cup-shaped annular disks (14) which are combined to form a package and which, when combined, have a toothing (15) corresponding to the gear to be machined on their common circumference. have, the tooth flanks of which are undercut to form effective tool edges (16). 3. Tool according to claims 1 and 2, characterized in that the effective tool edges (16) of the tool have interruptions (25) on their extension. 4. Tool for carrying out the method according to claim 1, in which a large number of cup-shaped depressions are rolled into the smooth workpiece tooth flanks, characterized in that it is composed of several flat annular disks combined to form a package, which in their union on their common circumference is one of the to be machined Gear have corresponding toothing and the edges lying in the area of the teeth by notches in these edges have corresponding elevations to the indentations to be machined. 5. Tool according to claims 1 to 4, characterized in that the tooth profiles (15) of the toothed disks (14) are laid back at the tooth root, so that the recesses to be incorporated are not rolled out to the tooth tip of the workpiece (3). 6. Tool according to claims 1 to 5, characterized in that the toothed disks (14) lying against one another on the shaft (10) of a dome (13) can be clamped. 7. Tool according to claims 1 to 6, characterized in that by means of the dome (13) one or more toothed disk packs (14) of the same or oppositely inclined effective tool edges (16) can be clamped. 8. Tool according to claims 1 to 7, characterized in that the toothed disk packs (14) by means of a collar (24) formed on the dome (13 ) and by means of the shape of the toothed disks (14) correspondingly designed clamping rings (19, 23, 20) and a locking nut (22) can be clamped. Documents considered: German Patent No. 635 320; U.S. Patent No. 1389 720.