DE4324271C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung der Innenverzahnung an Planetwalzenextrudern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung der Innenverzahnung an Gehäusen von Planetwalzenextrudern mit einer Zentralspindel, Planetenspindeln und dem innen verzahnten Gehäuse, wobei die Planetenspindeln sowohl mit der Zentralspindel als auch mit der Innenverzahnung kämmen und um die Zentralspindel umlaufen.

Üblicherweise erfolgt die Herstellung der Innenverzahnung durch Fräsen bzw. Wirbeln und Schleifen oder sogenanntes Ziehen. Je nach Ansprüchen an die Oberflächenbeschaffenheit der Zähne ist ein Schleifen bislang als unverzichtbar angesehen worden. Mit der DE 38 39 621 A1 wird eine Verbesserung des Schleifverfahrens als Entwicklungsweg aufgezeigt.

Alle Hersteller haben sich in der Vergangenheit der gleichen Verfahren bedient. Alle Extruderbetreiber haben gleichermaßen hergestellte Verzahnungen verwendet. Infolgedessen bestand bei allen Wettbewerbern bzw. Herstellern und Betreibern die gleiche Wettbewerbslage und kein Wettbewerbsdruck zur Änderung des Herstellungsvorganges.

Gleichwohl hat sich die Anmelderin die Aufgabe gestellt, die Innenverzahnung an den Gehäusen kostengünstiger herzustellen und zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 2 gelöst.

Bei der Funkenerosion wird das Werkstück unter Strom/Spannung gesetzt und eine Elektrode dort entlang geführt, wo eine Verformung stattfinden soll. An diesen Flächen bilden sich Funken, die zu der geführten Elektrode fliegen. Je nach Intensität des Stromes bzw. Höhe der Spannung ist der Funkenflug mehr oder weniger stark. Aufgrund der Funken bildet sich an der bearbeiteten Oberfläche eine Erosion, ein Materialabtrag. Vorteilhafterweise kann dieser Materialabtrag ganz genau gesteuert werden. Das schließt auch die extrem schwierig verlaufenden Zahnflanken ein.

Die Herstellung von Verzahnungen mit Hilfe einer Funkenerosionseinrichtung ist durch verschiedene Veröffentlichungen an sich bekannt.

Im einzelnen zeigt die EP 0077097 A1 eine Vorrichtung zur Stirnverzahnung an Zahnrädern bzw. enthält diese Druckschrift keinen Hinweis auf eine Innenverzahnung.

Die DE 36 18 435 A1 zeigt eine Ritzelherstellung mittels eines Funkenerosionsverfahrens. Dabei wird die Funkenerosion nur für die Herstellung einer Außenverzahnung verwendet.

Die DE-Z Entwicklung elektrisch-thermischer Abtragsverfahren aus Betrieb 124 (1991), Heft 5. S. 379-383 erläutern nur ganz allgemein die Einsatzbereiche des Funkenerodierens, ohne auf die Möglichkeiten der Herstellung einer Verzahnung einzugehen.

Die DE 35 27 282 A1 zeigt die Herstellung eines Kegelzahnrades mittels Funkenerosion. Es wird ein Gegenstück erzeugt, das zwar als spiegelbildliche Abbildung bezeichnet wird, gleichwohl eine ungewöhnlich getriebefremde Form aufweist, d. h. nicht in einer Getriebeverbindung mit dem gewünschten Kegelzahnrad vorkommt.

Die erfindungsgemäße Anwendung der Funkenerosion führt zwar zu einer hohen Formtreue, in der Praxis jedoch auch zu einer sehr rauhen Oberfläche an der Innenverzahnung, während die herkömmlich hergestellten Verzahnungen eine vergleichsweise sehr viel glattere Oberfläche zeigen. Die rauhen Oberflächen haben erhebliche Vorbehalte überwinden müssen, bevor sie sich durchsetzen konnten. In der Praxis haben die rauhen Oberflächen jedoch sogar verfahrenstechnische Vorteile gegenüber herkömmlich glatten Oberflächen gezeigt.

Die verwendete Elektrode kann zur Herstellung der gewünschten Zahnflankenform numerisch gesteuert werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wahlweise auch für die Herstellung von Spindeln, wird eine Vorrichtung verwendet, die einen vertikal bewegten Werkzeugschlitten für vertikal stehende Werkstücke besitzt. Dies ist für Werkstücke mit einer Länge, wie sie Spindeln und Gehäuse für Planetwalzenextruder besitzen, neu. Zwangsläufig führt das zu einer größeren Bauhöhe für die Vorrichtung, mindestens 3 m, im Regelfall jedoch zwischen 4 und 6 m.

Im übrigen werden vorzugsweise Elektroden für die erfindungsgemäße Herstellung eines verzahnten Werkstückes verwendet, die die gleiche Form wie das mit dem Werkstück kämmende Gegenstück besitzen. Für die Herstellung innenverzahnter Gehäuse eines Planetwalzenextruders eröffnet das eine überraschende Einsparung. In diesem Anwendungsfall wird aus Graphit oder einem anderen Elektroden-(Erodier)werkstoff eine Planetwalzenspindel bestimmter Länge gefräst. Das geschieht in gleicher Weise und mit der gleichen Fräsbank wie beim Fräsen wirklicher Planetwalzenspindeln. Die bevorzugte Länge der Elektrodenspindel beträgt 50 bis 200 mm. Die Elektrodenspindel kann dann mit entsprechender Steuerung wie die tatsächliche Planetwalzenspindel an der Gehäuseinnenfläche entlang bewegt werden, wobei erodierende Funkenübertritte an den sich nächsten Flächen von Gehäuse und Elektrodenspindel entstehen. Durch wiederholtes Entlangführen der Elektrodenspindel entsteht eine immer tiefer werdende Abbildung der sich abwälzenden Zähne der Elektrodenspindel im Gehäusemantel an dessen Innenseite. Der Vorgang ist auf andere Zahnräder bzw. Spindeln übertragbar. Bei Planetwalzenextrudern führt das im Mittel zu Kosteneinsparungen bei den Werkzeugen von 70.000,00 DM.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung der Innenverzahnung an Gehäusen von Planetwalzenextrudern mit einer Zentralspindel, Planetenspindeln und dem innen verzahnten Gehäuse, wobei die Planetenspindeln sowohl mit der Zentralspindel als auch mit der Innenverzahnung kämmen und um die Zentralspindel umlaufen, gekennzeichnet durch eine Formgebung der Zähne der Innenverzahnung mittels Funkenerosion.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die vertikale Anordnung des zu bearbeitenden Gehäuses und die Verwendung eines vertikal bewegten Schlittens für die zur Funkenerosion vorgesehene Elektrode.