DE102008036549B4

DE102008036549B4 - Welle und Welle-Nabe-Verbindung

Info

Publication number: DE102008036549B4
Application number: DE102008036549A
Authority: DE
Inventors: Josef Bender; Tobias Schwan
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2008-08-06
Filing date: 2008-08-06
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2028-08-07
Also published as: DE102008036549A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Welle,
wobei ein axialer Teilbereich der Welle als Verzahnungsbereich ausgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
wobei beim Herstellen der Verzahnung das Werkzeug in einem Arbeitsschritt im axialen Endbereich der Welle axial um ein Maß Z herausgefahren wird aus dem Verzahnungsbereich, also von der Stirnfläche der Verzahnung 2 weggefahren wird,
wobei gleichzeitig das Werkzeug zur Wellenmittelachse um das Maß X hingefahren wird, wobei die Maße X und Z voneinander abhängig gewählt werden, so dass während der Fahrt in Flankenrichtung der Abstand zur Wellenachse in vorgegebener Weise verändert wird, dass
der axiale Endbereich des Teilbereichs derart angefast ausgeführt wird, dass der angefaste Bereich mittels desselben Werkzeuges hergestellt wird wie auch die Zahnlücken,
so dass die Zahnlückenweite im angefasten Bereich dieselbe ist wie auch im sonstigen Teilbereich.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren Zur Herstellung, einer Welle und eine Welle-Nabe-Verbindung.
Bei Welle-Nabe-Verbindungen ist bekannt, einen Verzahnungsbereich auf einer Welle auszuführen, der in einen entsprechenden Hohlwellenabschnitt des Aufnahmeteils, also der Nabe, eingeführt wird und somit mit eine zumindest in Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung geschaffen ist.
Aus der DE 37 21 949 A1 ist ein Herstellverfahren für einen Verzahnungsbereich bekannt, dessen axialer Endbereich angefast wird, wobei die Verzahnung in einem ersten Schritt und die Anfasung in einem zweiten Schritt ausgeführt wird. Hierzu zeigt 2 der DE 37 21 949 A1 im Anfasungsbereich, dass der Zahnlücken-Grundbereich im Verzahnungsbereich flächig ist. Der Zahnlücken-Grundbereich ist im Anfasungsbereich linienhaft, da das Werkzeug, wie beispielsweise in 7 der DE 37 21 949 A1 gezeigt, im zweiten Schritt nur zum Anfasen der Zahnkanten eingesetzt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Herstellung bei Getrieben zu vereinfachen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Welle nach den in Anspruch 1 und bei der Welle-Nabe-Verbindung nach den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale bei der Welle sind, dass sie einen axialen Teilbereich umfasst, innerhalb dessen die Welle einen Verzahnungsbereich aufweist, wobei einer der beiden axialen Endbereiche des Teilbereichs derart angefast ausgeführt ist, dass der angefaste Bereich mittels desselben Werkzeuges hergestellt ist wie auch die Zahnlücken.
Alternativ ausgedrückt ist ein axialer Endbereich des Teilbereichs derart angefast ausgeführt, dass die Zahnlückenweite im angefasten Bereich dieselbe ist wie auch im sonstigen Teilbereich.
Von Vorteil ist dabei, dass für das Anfasen dasselbe Werkzeug verwendbar ist wie auch für die Verzahnung und somit die Anfasung im gleichen Arbeitsschritt herstellbar ist wie der Verzahnungsbereich. Da die Zahnlückenweite gleich bleibt, also im angefasten Bereich die Zahndicke abnimmt, ist ein sehr einfaches Einfädeln ermöglicht.
Die Erfindung ist sowohl bei Vollwellen mit Außenverzahnung als auch bei Hohlwellen mit Innenverzahnung vorteilhaft anwendbar.
Das Werkzeug ist beispielsweise ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung, wie Schleifscheibe oder Fräs-Werkzeug.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung verlaufen die Zahnflanken parallel zur Achsrichtung, also mit einem verschwindendem Schrägungswinkel, oder mit einem endlichen, nicht-verschwindendem Schrägungswinkel in Achsrichtung. Von Vorteil ist dabei, dass die Erfindung sowohl auf Geradverzahnung als auch Schrägverzahnung anwendbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist als Werkzeug zur Herstellung der Zahnlücken ein spanabtragendes Werkzeug verwendet, insbesondere ein Fräswerkzeug, ein Hohn-Werkzeug, ein Lapp-Werkzeug oder ein Schleifwerkzeug, wie Schleifscheibe oder dergleichen. Von Vorteil ist dabei, dass ein solches Werkzeug auf einer mehrachsigen Maschine integrierbar ist und somit ein Bahnverlauf programmierbar ist, bei dem zwei Achsen in gegenseitiger Abhängigkeit bewegt sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Werkzeug ein zur Zahnlücke derart invertiertes Profil auf, dass die Zahnlücke samt angefastem Bereich in einer einzigen axialen Bewegung fertigbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass die gesamte Zahnlücke und der angefaste Bereich in einem einzigen Arbeitsschritt herstellbar ist. Je nach Materialabtrag beispielsweise beim Schruppen ist noch ein weiteres Durchfahren der Zahnlücke auszuführen, beispielsweise zum Schlichten.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Verzahnung eine Vielkeilverzahnung, insbesondere mit gerade ausgeführten Flankenlinienbereichen, eine Evolventenverzahnung, eine Polygonverzahnung oder ein gerändelter Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass die Erfindung nicht auf eine spezielle Verzahnungsart eingeschränkt ist.
Wichtige Merkmale bei der Welle-Nabe-Verbindung sind, dass ein Verzahnungsbereich der Welle mit einem entsprechenden Verzahnungsbereich im Aufnahmeteil, insbesondere Nabe, formschlüssig verbindbar ist,
wobei der Verzahnungsbereich einen axialen Endbereich umfasst, der mittels desselben Werkzeuges hergestellt ist wie auch die Zahnlücken und angefast ausgeführt ist.
Von Vorteil ist dabei, dass eine Welle-Nabe-Verbindung herstellbar ist, die besonders einfach und schnell einfädelbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Verzahnungsbereich der Welle ein Außenverzahnungsbereich und der entsprechende Verzahnungsbereich des Aufnahmeteils ein Innenverzahnungsbereich
oder
der Verzahnungsbereich der Welle ist ein Innenverzahnungsbereich und der entsprechende Verzahnungsbereich des Aufnahmeteils ein Außenverzahnungsbereich. Von Vorteil ist dabei, dass in Umfangsrichtung ein Formschluss erzielbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Verzahnungsbereich des Aufnahmeteils hergestellt mittels Einpressen des Verzahnungsbereichs der Welle in das Aufnahmeteil. Von Vorteil ist dabei, dass nur ein Verzahnungsbereich auf der Welle und eine Bohrung im Aufnahmeteil herzustellen ist. Die entsprechende Verzahnung im Aufnahmeteil wird durch Einpressen hergestellt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
1 ist eine erfindungsgemäße Welle gezeigt.
2 ist ein vergrößerter Ausschnitt gezeigt.
3 ist ein angeschnittener axialer Endbereich eines in Flankenrichtung aufgeschnittenen Zahnes gezeigt.
Die Welle 1 weist eine Vielkeilverzahnung 2 auf, an der ein angefaster Bereich 3 angebracht ist.
Wenn nun die Welle 1 mit ihrer Vielkeilverzahnung in eine entsprechende Hohlwelle eingeführt wird und hierzu anfangs ein Einfädeln notwendig ist, erleichtert der angefaste Bereich das Finden der Einführlage und der richtigen Winkellage der Welle 1.
Erfindungsgemäß ist der angefaste Bereich in einfacher Weise hergestellt.
Hierzu wird beim Fräsen der Vielkeilverzahnung 2 das Werkzeug, also der Fräser, im axialen Endbereich der Welle axial um das Maß Z herausgefahren aus dem Verzahnungsbereich, also von der Stirnfläche der Vielkeilverzahnung 2 weg. Gleichzeitig wird das Werkzeug zur Wellenmittelachse um das Maß X hingefahren. Hierbei sind also X und Z voneinander abhängig gewählt, so dass während der Fahrt in Flankenrichtung der Abstand zur Wellenachse in vorgegebener Weise verändert wird.
Auf diese Weise ist dasselbe Werkzeug zum Herstellen der Verzahnung verwendbar wie für die Verzahnung.
Vorzugsweise ist die Welle 1 aus Stahl gefertigt, wobei nach dem Herstellen der Vielkeilverzahnung und des angefasten Bereichs der Verzahnungsbereich gehärtet wird.
Der angefaste Bereich wird also mit demselben Flankenöffnungswinkel gefertigt wie die Verzahnung selbst.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist statt einer Vielkeilverzahnung auch eine Evolventenverzahnung, eine Polygonverzahnung oder auch ein gerändelter Bereich erfindungsgemäß verwendbar.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist das Werkzeug entweder derart ausgeführt, dass das invertierte Zahnlückenprofil am Werkzeug vorgesehen ist und somit zur Herstellung der jeweiligen Zahnlücke samt ihrer beiden Zahnflanken nur ein einmaliges Durchfahren mit dem Werkzeug in Flankenrichtung notwendig ist und Zahnflanken und Zahnfuß werden gleichzeitig bearbeitet, oder das Werkzeug ist zum Bearbeiten nur einer jeweiligen Flanke der Zahnlücke vorgesehen.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist das Werkzeug eine Schleifscheibe anstatt des beschriebenen Fräsers.

1: Welle
2: Vielkeilverzahnung
3: angefaster Bereich

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Welle, wobei ein axialer Teilbereich der Welle als Verzahnungsbereich ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass wobei beim Herstellen der Verzahnung das Werkzeug in einem Arbeitsschritt im axialen Endbereich der Welle axial um ein Maß Z herausgefahren wird aus dem Verzahnungsbereich, also von der Stirnfläche der Verzahnung 2 weggefahren wird, wobei gleichzeitig das Werkzeug zur Wellenmittelachse um das Maß X hingefahren wird, wobei die Maße X und Z voneinander abhängig gewählt werden, so dass während der Fahrt in Flankenrichtung der Abstand zur Wellenachse in vorgegebener Weise verändert wird, dass der axiale Endbereich des Teilbereichs derart angefast ausgeführt wird, dass der angefaste Bereich mittels desselben Werkzeuges hergestellt wird wie auch die Zahnlücken, so dass die Zahnlückenweite im angefasten Bereich dieselbe ist wie auch im sonstigen Teilbereich.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle eine Hohlwelle ist und der Verzahnungsbereich ein Innenverzahnungsbereich.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle eine Vollwelle ist und der Verzahnungsbereich ein Außenverzahnungsbereich.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnflanken parallel zur Achsrichtung, also mit einem verschwindendem Schrägungswinkel, verlaufen oder mit einem endlichen, nicht-verschwindendem Schrägungswinkel in Achsrichtung verlaufen.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkzeug zur Herstellung der Zahnlücken ein spanabtragendes Werkzeug verwendet ist, insbesondere ein Fräswerkzeug, ein Hohn-Werkzeug, ein Lapp-Werkzeug oder ein Schleifwerkzeug, wie Schleifscheibe oder dergleichen.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug ein zur Zahnlücke derart invertiertes Profil aufweist, dass die Zahnlücke in einer axialen Bewegung fertigbar ist.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung eine Vielkeilverzahnung, insbesondere mit gerade ausgeführten Flankenlinienbereichen, eine Evolventenverzahnung, eine Polygonverzahnung oder ein gerändelter Bereich ist.
Welle-Nabe-Verbindung, wobei die Welle nach einem Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verzahnungsbereich der Welle mit einem entsprechenden Verzahnungsbereich im Aufnahmeteil, insbesondere Nabe, formschlüssig verbindbar ist, wobei der Verzahnungsbereich einen axialen Endbereich umfasst, der mittels desselben Werkzeuges hergestellt ist wie auch die Zahnlücken und angefast ausgeführt ist.
Welle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle eine Hohlwelle ist und der Verzahnungsbereich ein Innenverzahnungsbereich, wobei das Aufnahmeteil eine entsprechende Außenverzahnung aufweist.
Welle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle eine Vollwelle ist und der Verzahnungsbereich ein Außenverzahnungsbereich, wobei das Aufnahmeteil eine entsprechende Innenverzahnung aufweist.
Welle-Nabe-Verbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzahnungsbereich der Welle ein Außenverzahnungsbereich ist und der entsprechende Verzahnungsbereich des Aufnahmeteils ein Innenverzahnungsbereich oder dass der Verzahnungsbereich der Welle ein Innenverzahnungsbereich ist und der entsprechende Verzahnungsbereich des Aufnahmeteils ein Außenverzahnungsbereich.
Welle-Nabe-Verbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzahnungsbereich des Aufnahmeteils hergestellt ist mittels Einpressen des Verzahnungsbereichs der Welle in das Aufnahmeteil.