DE1811611A1 - Verzahntes Werkzeug zum spanlosen Formen von Zahnraedern od.dgl. - Google Patents

Description

• Verzahntes Werkzeug zum spanlosen Formen von Zahnrädern o. dgl.
• Die Erfindung bezieht Bich auf ein verzahntes Werkzeug in Form eines Zahnrads oder einer Zahnstange o. dgl. zum spaniosen Formen von Zahnrädern o. dgl., wobei Werkstück und Werkzeug mit im wesentlichen parallelen Achsen aufeinander abwälzen.
• Es ist bekannt, zum spanlosen Formen von Zahnrädern verzahnte Werkzeuge, d.h. Zahnräder, Zahnstangen o dgl., zu verwenden. Diese Werkzeuge haben ununterbrochene Zahnflanken.
• Die erforderliche Anpreßkraft kann bei gegebenem Anpreßdruck verringert werden, wenn die Zahnflanken mit einer Anzahl Nuten versehen werden, die Stege zwischen sich einschließen, welche die Zahnflanken bilden. So konzentriert sich die Anpreßkraft auf diese Stege, wodurch der Anpreßdruck, der für die Verformung des Materials maßgeblich ïst, erhöht wird.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Oberflächenqualität der Werkstücke, die mit den oben angeführten Werkzeugen bearbeitet werden, zu erhöhen.
• Der Erfinder hat gefunden, daß die Form der Nuten Einfluß auf die Oberflächenqualität des Werkstücks hat.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zahnflanken mit einer Anzahl Stege bildenden Nuten versehen sind, und daß die Nutwandungan, die ohne Anwendung der Erfindung mit den Rotationsebenen (Ebenen, die senkrecht auf der Rotationsachse des Werkzeugs stehen) einen nicht mit Werkzeugmaterial ausgefüllten Winkel (Hinterschnittwinkel) bilden1 so geneigt zur Werkzeugzahnflanke angeordnet sind, daß der materialfreie Hinterschnittwinkel im Vergleich zur zur Werkzeugzahnflanke rechtwinkeligen Nutwandung verkleinert ist.
• Dieser Erfindungsgedanke gilt sowohl für zahnradartige als auch zahnstangenartige Werkzeuge. Es ist lediglich darauf zu achten, daß bei einer Zahnstange nicht die Rotationsebene sondern die Ebene, in der die Wälzbewegung liegt, betrachtet wird. Der Erfinder hat nämlich gefunden, daß sich in den Nuten durch die Schräglage der einen Nutwand zur Rotations- oder Wälzebene ein taschenartiger Hohlraum bildet, in den sich bei der Verformung des Werkstücks Material setzt, das bei der Wälzbewegung aus der Werkstückoberfläche herausgerissen wird, wodurch eine rauhe Oberfläche entsteht. Die Erfindung mildert oder beseitigt diesen Vorgang.
• Die Wirkung der Erfindung wird dadurch gesteigert, daß mindestens eine der beiden Nutwandungen der Nuten in der Rotationsebene bzw. parallel zur Wälzbewegung liegen. Hierdurch werden die Taschen ganz und damit ihre schädliche Wirkung völlig vermieden.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung geht dahin, daß die beiden Nutwandungen der Nuten in der Rotationsebene bzw. parallel zur Wälzbewegung liegen.
• Vom Standpunkt der Festigkeit der Stege ist eine solche Ausbildung der Erfindung günstig, daß die beiden Wandungen der Nuten zum Nutgrund hin konvergieren. Ferner kann auch eine Ausgestaltung von Vorteil sein, die dahin geht, daß die beiden Nutwandungen der Nuten mit der durch die Nut} mitte gelegten vom Zahnkopf zum Zahnfuß verlaufenden ebene (zOBO Rota tionsebene) jeweils gleiche Winkel bilden, wobei die Mutwandungen zum Nutgrund hin konvergieren.
• Die Erfindung ist anhand von mit den Figuren 1 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispielen erläutert.
• Fig. 1 zeigt eine Maschine, auf der die Erfindung angewendet werden kann.
• Fig. 2 zeigt einen Zahn eines Werkzeugs von der Seite.
• Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 und eine Form der Nuten ohne Anwendung der Erfindung.
• Fig. 4 zeigt ein Detail der Fig. 3 und schematisch die schädliche Wirkung der Erfindung.
• Fig, 5 zeigt als Detail eine Nut nach der Erfindung.
• Fig 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig.2 und gleichzeitig eine Ausgestaltung der Erfindung.
• Fig. 7 zeigt ein Detail aus Fig. 6 in vergrößertem Maßstab.
• Fig. 8 zeigt eine Nut nach einer Ausgestaltung der*Erfindung.
• Fig. 1 zeigt eine Zahnrad-Rollmaschine auf der die Erfindung angewendet werden kann. Auf einem Maschinengestell 10 ist mittels eines Werkstücktisches 11, der zwei Reitstöcke 12 und 13 in bekannter Weise trägt, das Werkstück 14, ein Zahnrad o. dgl., drehbar gelagert. In einem Werkzeugschlitten 15, der in bekannter Weise ein oder mehrere Vorschubbewegungen ausführen kannist ein zahnradartiges Werkzeug 16 gelagert. Im Beispiel führt der Werkzeugschlitten nur einen Vorschub rechtwinkelig zur Werkstückachse in Richtung des Doppelpfeils 15a aus. Das Werkzeug wird von einem Motor 17 in Drehung versetzt und wälzt spielfrei auf dem Werkstück ab, wobei die Achsen von Werkstück und Werkzeug im wesentlichen parallel liegen.
• Fig. 2 zeigt von der Seite einen Zahn 18 des zahnradartigen Werkzeugs, Er ist beiderseits mit vom Zahnkopf zum Fuß verlaufenden Nuten 19, 20 versehen. Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2.
• Auf jeder Zahnflanke sind eine Reihe Nuten 19', 19", 19 "' u.s.w.
• sowie 20', 20" u.s.w.,eingearbeitet. Dazwischen liegen Stege 21. Die Nutwände 22, 23 bilden einen rechten Winkel mit der Zahnflanke 24.
• Eine dieser beiden Nutwände bildet mit der Rotationsebene 25, d.h. mit der Ebene in der die Richtung der Wälzbewegung liegt, einen nicht mit Werkzeugmaterial ausgefüllten Winkel. Dieser Winkel wird Hinterschnittwinkel 26 genannt (Fig. 4). Durch den Hinterschnittwinkel bildet sich eine Tasche 27. Wenn das Werkzeug auf dem Werkstück 14 abrollt, setzt sich Werkstückmaterial 28 in die Tasche und wird im Verlauf der Abwälzbewegung herausgerissen, was eine unsaubere Werkstückoberfläche ergibt.
• Fig. 5 zeigt eine Nut, bei der dieser Mangel vermieden ist. Die Nutwandung 29, die ohne die Erfindung die oben beschriebene Tasche bilden würde, ist erfindungsgemäß in die Rotationsebene gelegt. Die Tasche ist dadurch vermieden, es kann kein Material herausgerissen werden, die Werkstückoberfläche erhält eine höhere Qualität. Bei dieser Ausführungsform konvergieren die Nutwände, weil die Nutwand 22 ihre oben beschriebene Lage beibehalten hat.
• Die Figuren 6 und 7 zeigen ein weiteres günstiges Ausführungabeispiel der Erfindung bei dem beide Nutwandungen 30, 31 in eine der Rotationsebenen gelegt sind. Die so gebildetenlStege 32 dringen u.U. leichter in das Werkstückmaterial ein als beispielsweise die von der Nutwandung 22 (Fig. 5) gebildete Kante, die allerdings vom Standpunkt der Festigkeit vorteilhafter sein kann.
• Fig. 8 zeigt eine Ausführungform der Erfindung, bei der die beiden Nutwandungen 33, 34 mit der durch die Nutmitte gelegten Rotationsebene gleiche Winkel 35, 36 bilden. Dabei konvergieren die Nutwandungen zum Nutgrund 36 hin. Vom Standpunkt der Herstellung des Werkzeugs zur Erzeugung der Nuten ist auch eine Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, bei der die beiden Nutwandungen gleiche Winkel bilden mit einer Ebene, die rechtwinkelig zur Zahnflanke gerichtet ist.
• Die Erfindung ist auch auf zahnstangenartige Werkzeuge anwendbar.. Das Bild der Fig. 2 würde sich dabei nur dahingehend ändern, daß die Zahnflanken gerade statt gekrümmt sind. Die Figuren 2 bis 8 behalten unverändert ihre Gültigkeit. Die Rotationsebene wird dabei zur Wälzebene, (was die Rotationsebene auch ist). Die Wälzebene liegt normalerweise parallel zur Stirnfläche 35 des zahnstangenförmigen Werkzeugs.

Claims (6)

Patentansprüche

1) Verzahntes Werkzeug in Form eines Zahnrads 0. dgl. zum spanlosen Formen der Zähne von Zahnrädern o. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnflanken mit einer Anzahl Stege (21) bildenden Nuten 19,20 ( ) versehen sind, und daß die Nutwandungen (29), die ohne Anwendung der Erfindung mit den Rotationsebenen (25) (Ebenen, die senkrecht auf der Rotationsachse des Werkzeugs stehen) einen nicht mit Werkzeugmaterial ausgefüllten Winkel (Hinterschnittwinkel 26 ) bilden1 so geneigt zur Werkzeugzahnflanke (24) angeordnet sind, daß der materialfreie Hinterschnittwinkel ( 26 ) im Vergleich zur zur Werkzeugzahnflanke rechtwinkeligen Nutwandung verkleinert ist.

2) Verzahntes Werkzeug in Form einer Zahnstange o. dgl. zum spanlosen Formen der Zähne von Zahnrädern o. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß 19,20 die Zahnflanken mit einer Anzahl Stege (21) bildenden Nuten ( ) versehen sind, und daß die Nutwandungen (29), die mit der Richtung der Wälzbewegung (parallel zu den Seitenflächen (35) des Werkzeugs) einen nicht mit Werkzeugmaterial ausgefüllten Winkel (Hinterschnittwinkel2' ) bilden, so geneigt zur Werkzeugzahnflanke (24) angeordnet sind, daß der material freie Hinterschnittwinkel ( 26 ) im Vergleich zu der zur Werkzeugzahnflanke rechtwinkeligen Nutwandung verkleinert ist.

3) Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß winde stens eine der beiden Nutwandungen der Nuten in der Rotationsebene bzw. parallel zur Wälzbewegung liegen

4) Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Nutwandungen der Nuten in der Rotationsebene bzw. parallel zur Wälzbewegung liegen.

5) Werkzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch, gekennzeichnet, daß die beiden Wandungen der Nuten zum Nutgrund hin konvergieren.

6) Werkzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Anßprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Nutwandungen (53 ,38 ) der Nuten mit der durch die Nutmitte gelegten vom Zahnkopf zum Zahnfuß verlaufenden Ebene (z.B. Rotationsebene) (25') jeweils gleiche Winkel (35,36) bilden, wobei die Nutwandungen zus Nutgrund (36) hin konvergieren.