DE1924067B2

DE1924067B2 - Wälz- oder Abrollvorrichtung zum spanlosen Herstellen der Zahnung an Zahnrädern, Vielnutwellen, kerbverzahnten Wellen od. dgl

Info

Publication number: DE1924067B2
Application number: DE1924067A
Authority: DE
Inventors: Ernst 5480 Remagen Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-05-12
Filing date: 1969-05-12
Publication date: 1974-03-07
Also published as: GB1310938A; CH512285A; DE1924067C3; SU367580A3; DE1924067A1; JPS4835147B1; US3677051A; ES380287A1; FR2047560A5; AT296722B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.

Aus der deutschen Patentschrift 560 568 ist bekannt, zum genauen Fertigbearbeiten roh vorgearbeiteter Zahnräder zwangläufig angetriebene, zahnradförmige Werkzeuge zu benutzen, die dauernd mit dem Werkstück abrollen und hierbei gegenüber dem Werkstück in axiale Richtung verschoben werden, so daß das überschüssige Material der zu bearbeitenden Flächen des Werkstücks durch die Kanten oder Flanken der Werkzeugzähne verteilt und weggedrückt wird. Bei diesem bekannten Verfahren ist es notwendig, die Zahnräder roh vorzuarbeiten. Ferner können beim axialen Vorschieben des Werkstückes an den Kanten der Werkzeugzähne Späne abgehoben \\erden.

Man hat auch Rändel- oder Kerbverzahnungen an im Wälzverfahren hergestellt, bei dem Abrollwerkzeuge, die an ihrem Umfang mit einer entsprechenden Zahnung versehen sind, radial zum Werkstück zugestellt werden. Bei diesem Verfahren müssen die Werkzeuge einen relativ großen Durchmesser haben, und die so erzeugten Zähne können nur eine sehr ge-

ringe Höhe haben, da sonst die zu Beginn der Bearbeitung hergestellten Zähne bei weiterer, radialer Zustellung der Werkzeuge wieder von den Abrolhverkzeugen zerdrückt werden. Diese Erscheinung beruht darauf, daß sich beim radialen Zustellen der Werkzeuge der Teilkreisdurchmesser des Werkstücks ändert und damit auch der Abrollumfang proportional dem Maß (r, ■ Zustellweg) kleiner wird.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1013 6i2 ist eine Vorrichtung zum Kaltwalzen von Verzahnungen

an stangenförmigen Werkstücken bekannt, mit in ihrem Einlaufbereich konisch ausgebildeten sowie zur Werkstückachse parallel und in einem festen Abstand angeordneten, drehangetriebenen Profihvalzen, zwischen denen das frei drehbai aufgenommene Werkstück durch eine Vorschubeinrichtung in axialer Richtung kontinuierlich hindurchbefördert wird. Bei dieser Vorrichtung fällt der Grund der Profile im Einlaufbereich der Profilwalzen entsprechend der Konizität am Walzenumfang zur Einlaufseitc des Werkstücks hin ab, und es verjüngen sich alle Profile im Einlaufbereich der Profilwalzen zur Einlaufseite hin, d. h., daß sich alle Profile des zylindrischen Walzenteiles entsprechend der Abnahme des Kopf- und Fußkreisdurchmessers im konischen Walzenteil kleiner werdend fortsetzen. Die Kegellage der Rollwerkzeuge der aus der deutschen Auslegeschrift 1 013 612 bekannten Vorrichtung führt dazu, daß zunächst am größeren Umfang mit der Tendenz zu einer größeren Zähnezahl gewalzt wird als sie der fertigen Ziilinezahl am Werkstück mit dem geringeren Durchmesser entspricht. Dies führt, weil letztlich gleiche Zähnezahlen erzwungen werden, zu einem Quetschen des Materials. Dadurch läßt sich eine Ausformung von tieferen Zähnen ohne Bruchge'ahr nicht verwirklichen.

Aufgabe der Erfindung ist es. eine Vorrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist. auch tiefere Zahnprofile zu walzen, ohne dabei befürchten zu müssen, daß die bei Beginn des Walzvorganges geformten Profile wieder zerquetscht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehachsen der Walzwerkzeuge zur Werkstückachse in der jeweils mit dieser gemeinsamen Ebene geneigt sind und der Verschub des Werk-Stückes von der Seite der großen Kegelraddurchmesser der Walzwerkzeuge her erfolgt, daß der Abstand der Kopfkegel der Walzwerkzeuge von der Achse des Werkstückes im Bereich der großen Kegelraddurchmesser etwas größer ist als der halbe Durchmesser des Werkstückes und im Bereich der kleinen Kegelraddurchmesser etwa dem halben Grundkreisdurchmesser der herzustellenden Zahnung entspricht, und daß der Abstand der Grundkegel der Walzwerkzeuge von der Achse des Werkstückes an der Seite der kleinen Kegelraddurchmesser etwas größer ist als der ha'be Kopfkreisdurchniesser der herzustellenden Zahnung.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung ändert sich

auf Grund der besonders geneigten Stellung der kegeligen Walzwerkzeuge in Verbindung mit der Durchlaufrichtung des Werkstückes vom größeren zum kleineren Kegelraddurchmesser hin die Teilung am Werkstück mit der Eindringtiefe der Walzwerkzeuge nicht. Dies ist die Ursache dafür, daß von Anfang an nur die endgültige Zähnezahl eingewalzt wird und daß es deshalb zu einem Verquetschen nicht ttithr kommen kann, weil die Tendenz zur Abnahme der Zähnezahl mit zunehmender Eindringtiefe beseitigt ist. Die Umfangsgeschwindigkeiten der arbeitenden Bereiche der Walzwerkzeuge entsprechen über die gesamte Walzwerkzeuglänge trotz der unterschiedlichen Eindringtiefe der Zähne stets genau den Umfangsgeschwindigkeiten der sich verformenden Bereiche des Werkstücks.

Die Neigung der Drehachsen der Walzwerkzeuge zur Achse des Werkstücks ist zweckmäßigerweise einstellbar. Die Walzwerkzeuge haben eine Kegelform, bei der der Kegelmantel um einen relativ klei- so nen Winkel λ, insbesondere zwischen 5 und 25°, von einem Zylindermantel abweicht. Die Walzwerkzeuge werden so angestellt, daß das Kleinerwerden des Kopf- und Grundkreisdurchmessers der kcgelradförmigen Walzwerkzeuge dem Kleinenverden des Teilkreisdurchmessers des Werkstücks entspricht.

Die Walzwerkzeuge können ähnlich an einem Werkzeughalter bzw. an einer RoUmaschine angeordnet werden, wie die Abrollwerkzeage in einem Rändel- oder Kordierkopf. Um Einstellarbeiten zu ersparen ist es zweckmäßig, die Walzwerkzeuge derart mechanisch zu kuppeln, daß ihre Zähne stets genau in die vom jeweils anderen Walzwerkzeug hergestellten Eindrückungen im Werkstück eingreifen.

Vorteilhafterweise sind die Walzwerkzeuge in einem tellerartigen, um die Achse des Werkstücks drehbaren Werkzeughalter drehbar gelagert, der in seinem Zentrum eine Ausnehmung zum Hindurchführen des Werkstückes aufweist. Der Werkzeughalter kann mit einem Zahnkranz versehen werden, der mit einem Antriebsnlzel kämmt.

In der folgenden Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen die Erfindung näher erläutert.

F1 g. 1 zeigt in Draufsicht die Anordnung des Werkstücks und der Walzwerkzeuge bei Beginn der Bearbeitung;

F i g. 2 zeigt die Stirnansicht eines Walzwerkzeuges

F i g. 3 die Draufsicht auf ein Walzwerkzeug.

Gemäß F i g. 1 wird das zylindrische Werkstück gegenüber den Walzwerkzeugen 2 axial vorgeschoben. Die Walzwerkzeuge 2 sind kegelradförmige Walzen, die um schräg stehende Drehachsen 3 drehbar im

von den wauwciiu.^u₆v_U. —_o__ nungZ des bearbeiteten Werkstückes 1' entspricht im wesentlichen der Zahnung am kleinen Kegelraddurchmesser 5 der Walzwerkzeuge 2. Der Durchmesser M des unbearbeiteten Werkstücks 1 entspricht etwa dem Mittelwert zwischen dem Kopfkreisdurchmesser K und dem Grundkreisdurchmesser G der herzustellenden Zahnung Z.

Die Walzwerkzeuge 2 sind einander genau gegeo-

* zwar derart, daß der der Kopfkegel 10 der Walzwerkzeuge 2 im Bereich des großen Kegelraddurchmessers 6 etwas größer ist als der Durchmesser M des Werkstücks 1 und der Abstand der Kopfkegel 10 der Walzwerkzeuge im Bereich der kleinen Kegelraddurchmesser 5 etwa dem Grundkreisdurchmesser G der herzustel-

' '' Die Kante 7 an der .0 ^ „tößt beim axialen Vorgroßen Kegelraddurchmesser ο gegen die Zahnköpfe der Walzwerkzeuge 2. Der Abstand der Grundkegel 11 an der Seite der kleinen 1 ist etwas größer als der K der herzustellenden Zahnung Z.

Der Werkzeughalter 4 ist scheibenförmig ausgebildet, so daß er die wesentlichsten, auf die Walzwerkzeuge 2 wirkenden Kräfte aufnehmen und gegeneinander ausgleichen kann. Im Werkzeughalter 4 sind zweckmäßigerweise zwei, drei oder vier Walzwerkzeuge 2 gelagert. Die miteinander arbeitenden Walzwerkzeuge 2 können über miteinander kämmende Kegelräder so gekuppelt sein, daß die Zähne der Werkzeuge stets genau in die vom jeweils anderen Werkzeug hergestellten Eindrückungen im Werkstück 1 eingreifen.

Der Werkzeughalter 4 ist um die Werkstückachse A drehbar in einer Rollmaschine gelagert und kann durch ein mit dem Zahnkranz 14 kämmendes Ritzel angetrieben werden.

Die RoUmaschine kann eine starre oder auch in Richtung der Werkstückachse A bewegliche Aufnahmevorrichtung für das Werkstück 1 aufweisen. Die Walzwerkzeuge 2 können in Werkzeughaltern gelagert sein, die derart ausgebildet sind, daß die Neigung der Drehachsen 3 zur Werkstückachse A und der Abstand der Walzwerkzeuge 2 von der Werkstückachse A eingestellt werden können.

Die F i g. 2 und 3 zeigen ein kegelradförmiges Walzwerkzeug 2, mit dem eine Kerbverzahnung in ein Werkstück 1 geprägt werden kann. Der Winkel cv, mit dem der Kopfkegel 10 bzw. der Grundkegel von einer Zylinderform abweicht, ist vorzugsweise kleiner als 20°.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wälz- oder Abrollvorrichtung zum spanlosen Herstellen der Zahnung an Zahnrädern, Vieinutwellen, kerbverzahnten Wellen od. dgl., bei der mindestens zwei radial einstellbare, mit gleicher Zahnteilung versehene, kegclradförmige Walzwerkzeuge an einem laufend in axialer Richtung vorgeschobenen, zylindrischen Werkstück dauernd abrollen, wobei die Walzwerkzeuge auf Grund ihrer Drehachslage zur Werkstückachse über die Walzwerkzeuglänge gesehen ohne Zustellung kontinuierlich etwa bis zur vollen Zahntiefe in das Werkstück eintauchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen (3) der Walzwerkzeuge (2) zur Werkstückachse (A) in der jeweils mit dieser gemeinsamen Ebene geneigt sind und der Vorschub des Werkstückes (1) von der Seite der großen Kegelraddurchmesser (6) der Walzwerkzeuge (2) her erfolgt, daß der Abstand der Kopfkegel (10) der Walzwerkzeuge

(2) von der Werkstückachse (A) im Bereich der großen Kegelraddurchmesser (6) etwas größer ist als der halbe Durchmesser (M) des Werkstückes

(1) und im Bereich der kleinen Kegelraddurchmtsser (5) etwa dem halben Grundkreisdurchmesser (G) der herzustellenden Zahnung (Z) entspricht, und daß der Abstand der Grundkegel (11) der Walzwerkzeuge (2) von der Werkstückachse (A) an der Seite der kleinen Kegelraddurchmesser (5) etwas größer ist als der halbe Kopfkreisdurchmesser (K) der herzustellenden Zähnung (Z).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Drehachsen

(3) der Walzwerkzeuge (2) zur Werkstuckachse (A) einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Walzwerkzeuge

(2) in einem tellerartigen, um die Werkstückachse (A) drehbaren Werkzeughalter (4) gelagert sind, der in seinem Zentrum eine Ausnehmung zum Hindurchführen des Werkstückes (1) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (4) mit einem Zahnkranz (14) versehen ist, der mit einem Antriebsritzel kämmt.