DE69612926T2

DE69612926T2 - Mehrstufige Walzvorrichtung zum Walzen von Zahnräder

Info

Publication number: DE69612926T2
Application number: DE69612926T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Danno; Yasuyuki Fujiwara; Shintaro Igarashi; Noritaka Miyamoto; Shinichi Nagamori; Masazumi Onishi; Toshiaki Tanaka; Kenichi Yamaguchi
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-09-06
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2016-08-30
Also published as: EP0761339B1; DE69612926D1; JP3034447B2; EP0761339A2; US5918495A; EP0761339A3; JPH0970635A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Technisches Gebiet der Erfindung

Die gegenwärtige Erfindung bezieht sich auf eine mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung. Beispielsweise kann diese Vorrichtung bei der Herstellung von Fahrzeugschwungrädern verwendet werden, welche Zähne und Zahnräder haben und in Antriebssystemen verwendet werden.

Stand der Technik

Im allgemeinen wurden Zahnräder durch einen Wälzfrässchritt und einen Schab- Endschritt in Bezug auf ein scheibenförmiges Werkstück hergestellt. Wenn bei dieser Technik ein Außendurchmesser und eine Zahnbreite des Zahnrades zunehmen, verringert sich die Produktionseffizienz und die Produktionskosten steigen an.
Demgemäß wurde ein Verfahren zum Zahnradwalzen entwickelt, um Zahnradzähne unter Verwendung eines Walzschrittes herzustellen. Gemäß diesem Verfahren können die Zähne in einem Außenumfangsabschnitt eines Werkstücks erzeugt werden, weil der Walzschritt bei hohen Temperaturen durchgeführt wird. Dieses Walzverfahren ist dahingehend von Vorteil, dass im Vergleich zu dem Verfahren, welches den oben erwähnten Wälzfrässchritt und den Schab- Endschritt verwendet, Kosten gesenkt werden.
Was die Vorrichtung für dieses Zahnradwalzverfahren betrifft, wurde in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 54-62,148 eine Vorrichtung für ein Fertigwalzverfahren offenbart. Gemäß Fig. 11 werden bei dieser Vorrichtung ein Paar Walzen 203 verwendet, welche die ersten Formgebungszähne 201 und die zweiten Formgebungszähne 202 aufweisen, die koaxial und in Längsrichtung in Reihe angeordnet sind. Die ersten Formgebungszähne 201 der Walze 203 werden dafür verwendet, um einen ersten Zähneabschnitt 101 eines Werkstücks 100 fertig zu walzen, und die zweiten Formgebungszähne 202 der Walze 203 werden dafür verwendet, um einen zweiten Zähneabschnitt 102 des Werkstücks 100 fertig zu walzen.
Gemäß diesem herkömmlichen Zahnradwalzverfahren werden dann, nachdem das Werkstück 100 an einer regulären Stelle angeordnet ist, die ersten Formgebungszähne 201 der Walze 203 in Richtung des Pfeiles "A1" gequetscht, und dadurch wird der erste Zähneabschnitt 101 fertig gewalzt. Anschließend werden die ersten Formgebungszähne 201 in Richtung des Pfeiles "A2" zurückgezogen.
Als nächstes wird das Werkstück 100 in Richtung des Pfeiles "B1", d. h., in der axialen Richtung, relativ bewegt. Anschließend werden die zweiten Formgebungszähne 202 der Walze 203 in Richtung des Pfeils "A1" gequetscht, und dadurch wird der zweite Zähneabschnitt 102 fertig gewalzt.
Gemäß dem in der oben erwähnten Veröffentlichung offenbarten Zahnradwalzverfahren werden hier die Walzen 203 nicht zum Vorwalzen, sondern nur zum Fertigwalzen verwendet. Daher ist es bei dem Zahnradwalzverfahren aus dieser Veröffentlichung erforderlich, dass das Werkstück 100, welches durch die Vorwalz-Vorrichtung ausgeformt wird, einmal von der Vorwalz-Vorrichtung entfernt wird und nach dem Entfernen an der Fertigwalz-Vorrichtung, welche die Walze 203 aufweist, neu angeordnet bzw. eingespannt wird. Demgemäß können Gefahren dahingehend auftreten, dass aufgrund des Neuanordnens des Werkstücks 100 eine axiale Abweichung des Werkstücks 100 auftritt, und dass sich eine Rundheit des gewalzten Zahnrades leicht verschlechtert;
somit ist das Zahnradwalzverfahren der zuvor erwähnten Veröffentlichung dahingehend nicht von Vorteil, die Genauigkeit des gewalzten Zahnrads zu verbessern, weil das Werkstück 100 neu angeordnet wird.
Obwohl gemäß dem Verfahren der zuvor erwähnten Veröffentlichung die ersten Formgebungszähne 201 und die zweiten Formgebungszähne 202 axial und in der axialen Richtung in Reihe angeordnet sind, werden darüber hinaus die ersten Formgebungszähne 201 nur zum Fertigwalzen der ersten Zähne 101 des Werkstücks 100 und ebenso die zweiten Formgebungszähne 202 nur zum Fertigwalzen der zweiten Zähne 102 verwendet.
Wenn gemäß dem Verfahren der zuvor erwähnten Veröffentlichung die ersten Formgebungszähne 201 der Walze 203 damit beginnen, dass sie mit dem ersten Zähneabschnitt 101 des Werkstücks 100 für den Fertigwalzschritt in Eingriff gelangen, erfordert das Verfahren dieser Veröffentlichung darüber hinaus einen speziellen Eingriffsmechanismus, um mit beiden sanft in Eingriff zu gelangen. Wenn die zweiten Formgebungszähne 202 der Walze 203 damit beginnen, dass sie mit dem zweiten Zähneabschnitt 102 des Werkstücks 100 für den Fertigwalzschritt in Eingriff gelangen, erfordert das Verfahren dieser Veröffentlichung ebenfalls einen spezieller Eingriffsmechanismus, um mit beiden sanft in Eingriff zu gelangen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die gegenwärtige Erfindung wurde hinsichtlich der oben erwähnten Gegebenheiten entwickelt. Es ist daher eine erste Aufgabe des ersten Aspekts der gegenwärtigen Erfindung, eine mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung zu schaffen, welche einen Fertigwalzschritt unmittelbar nach einem Vorwalzschritt durchführen kann, um ein Neuanordnen eines Werkstücks abschaffen zu können, so dass eine axiale Abweichung eines Werkstücks vorteilhafterweise verringert oder vermieden wird, und welche zu einer verbesserten Genauigkeit eines gewalzten Zahnrades beitragen kann.
Es ist daher Aufgabe des zweiten Aspekts der gegenwärtigen Erfindung, eine mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung zu schaffen, welche einen Warmfertigwalzschritt unmittelbar nach einem Heißvorwalzschritt ohne ein Neuanordnen eines Werkstücks durchführen kann, so dass ein Starttemperaturbereich und ein Abschlusstemperaturbereich angemessen gehalten werden, und welche einen Warmfertigwalzschritt geschickt durchführen kann, um zu einer verbesserten Genauigkeit eines gewalzten Zahnrades beizutragen.
Es ist daher Aufgabe des dritten Aspekts der gegenwärtigen Erfindung, eine mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung zu schaffen, welche ein Ineingriffstehen zwischen einem vorgewalzten Zahnrad und einem Fertigwalzformwerkzeug erzielen kann, um einen Phaseneinstellvorgang zu verringern oder zu beseitigen, und welche ein Fertigformgeben von Zähnen eines gewalzten Zahnrads geschickt durchführen kann, um zu einer verbesserten Genauigkeit eines gewalzten Zahnrads beizutragen.
Bei einem ersten Aspekt der gegenwärtigen Erfindung weist eine mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung folgendes auf:
eine Walzenquetschvorrichtung, welche wenigstens ein Vorwalzformwerkzeug und ein Fertigwalzformwerkzeug aufweist, die koaxial angeordnet und in einer axialer Richtung des Vorwalzformwerkzeugs in Reihe verbunden sind, wobei das Vorwalzformwerkzeug viele Formgebungszähne aufweist, welche für einen Vorwalzschritt in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und das Fertigwalzformwerkzeug viele Formgebungszähne aufweist, die für einen Fertigwalzschritt in einer Umfangsrichtung angeordnet sind.
Bei einem zweiten Aspekt der gegenwärtigen Erfindung wird das Vorwalzformwerkzeug verwendet, um einen Heißvorwalzschritt durchzuführen, und das Fertigwalzformwerkzeug wird dafür verwendet, um einen Warmfertigwalzschritt durchzuführen.
Bei einem dritten Aspekt der gegenwärtigen Erfindung weist eine mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung folgendes auf:
einen Werkstückhalteabschnitt zum Halten eines Werkstücks, welches in ein gewalztes Zahnrad umgewandelt werden soll;
eine Walzenquetschvorrichtung, die das Werkstück quetschen und von diesem zurückgezogen werden kann, wobei die Walzenquetschvorrichtung wenigstens ein Vorwalzformwerkzeug und ein Fertigwalzformwerkzeug aufweist, die koaxial angeordnet und in einer axialer Richtung des Vorwalzformwerkzeugs in Reihe verbunden sind, wobei das Vorwalzformwerkzeug viele Formgebungszähne aufweist, welche in einer Umfangsrichtung für einen Vorwalzschritt angeordnet sind, und das Fertigwalzformwerkzeug viele Formgebungszähne aufweist, welche in einer Umfangsrichtung für einen Fertigwalzschritt angeordnet sind;
eine Einrichtung zum Einstellen einer Phase der Formgebungszähne des Vorwalzformwerkzeugs und einer Phase der Formgebungszähne des Fertigwalzformwerkzeugs aufeinander in einer Umfangsrichtung; und
eine Einrichtung zum Steuern des Ineingriffstehens zwischen den Formgebungszähnen des Fertigwalzformwerkzeugs und den Zähnen des vorgewalzten Zahnrads in einer Umfangsrichtung, wobei die Einrichtung zum Steuern des Ineingriffstehens darauf zielt, ein Umfangsphasenverhältnis zwischen den Zähnen des vorgewalzten Zahnrads, welches durch das Vorwalzformwerkzeug ausgeformt ist, und den Formgebungszähnen des Vorwalzformwerkeugs zu erhalten, wobei die Einrichtung zum Steuern des Ineingriffstehens das Vorwalzformwerkzeug, das Fertigwalzformwerkzeug und das an dem Werstückhalteabschnitt gehaltene Werkstück dreht und die Walzenquetschvorrichtung an das vorgewalzte Zahnrad quetscht, wobei das Phasenverhältnis unmittelbar nach dem Vorwalzschritt erhalten bleibt, und wobei die Formgebungszähne des Fertigwalzformschritts dadurch mit den Zähnen des vorgewalzten Zahnrads gleichmäßig in Eingriff gebracht werden.
Bei dem ersten Aspekt dieser Erfindung kann der Fertigwalzschritt unmittelbar nach dem Vorwalzschritt durchgeführt werden. Daher kann das Werkstück fertig gewalzt werden, ohne dass es neu angeordnet wird; somit wird die axiale Abweichung aufgrund des Neuanordnens des Werkstücks verringert oder vermieden. Demgemäß wird die Rundheit des gewalzten Zahnrads verbessert und es werden vorteilhafterweise genaue Zahnräder erzeugt.
Bei dem zweiten Aspekt der gegenwärtigen Erfindung kann der Warmfertigwalzschritt unmittelbar nach dem Heißvorwalzschritt durchgeführt werden. Daher wird das Werkstück fertig gewalzt, ohne dass es neu angeordnet wird; somit wird die axiale Abweichung aufgrund des Neuanordnens des Werkstücks verringert oder vermieden, die Rundheit des gewalzten Zahnrads wird verbessert, und dadurch können vorteilhafterweise genaue Zahnräder erzeugt werden.
Weil bei dem zweiten Aspekt der gegenwärtigen Erfindung der Warmfertigwalzschritt unmittelbar nach dem Heißvorwalzschritt durchgeführt werden kann, werden darüber hinaus ein Starttemperaturbereich und ein Abschlusstemperaturbereich des Warmfertigwalzschritts in geeigneter Weise gehalten, so dass der Warmfertigwalzschritt geschickt durchgeführt wird. Es ist daher hinsichtlich des gewalzten Zahnrades bei dem Fertigwalzschritt eine Ausrichtungswirkung bzw. Korrekturwirkung sichergestellt, und dadurch werden vorteilhafterweise genaue Zahnräder erzeugt.
Wenn bei dem dritten Aspekt der gegenwärtigen Erfindung mit dem Fertigwalzschritt begonnen wird, können auch die Formgebungszähne des Fertigwalzformwerkzeugs mit den Zähnen des vorgewalzten Zahnrades aufgrund der Einrichtung zum Steuern eines Ineingriffstehens sanft in Eingriff gebracht werden. Als ein Ergebnis hieraus wird nicht nur eine starke Kollision zwischen dem Fertigwalzformwerkzeug und einem vorgewalzten Zahnrad verringert oder vermieden, sondern der Fertigwalzschritt wird von dessen Start an geschickt durchgeführt, wobei dadurch vorteilhafterweise genaue Zahnräder erzeugt werden.
Bei der gegenwärtigen Erfindung kann ein anderes Walzformwerkzeug, welches zum Durchführen von anderen Bearbeitungen, wie z. B. einem Abphasen oder einem Kennzeichnen, verwendet wird, mit dem Vorwalzformwerkzeug und dem Fertigwalzformwerkzeug koaxial und in Reihe in einer axialen Richtung des Vorwalzformwerkzeugs vorzugsweise angeordnet sein.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Ein vollständigeres Verständnis der gegenwärtigen Erfindung und viele ihrer Vorteile werden schnell erzielt, wenn die Erfindung unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden wird und sie dazu im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung und der detaillierten Beschreibung betrachtet wird, die alle einen Teil der Offenbarung bilden:
Fig. 1 ist ein Draufsicht, welche eine gesamte Vorrichtung einer ersten bevorzugten Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung schematisch darstellt;
Fig. 2 ist eine Vorderansicht, welche einen Hauptabschnitt der Vorrichtung der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der gegenwärtigen Erfindung darstellt;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht der Vorrichtung entlang des Pfeils "W3-W3" von Fig. 1;
Fig. 4 ist eine konstruktive Ansicht, welche eine erst e Walzenquetschvorrichtung darstellt;
Fig. 5 ist eine konstruktive Ansicht, welche ein Phasenverhältnis zwischen Zähnen eines Vorwalzformwerkzeugs und Zähnen eines Fertigwalzformwerkzeugs darstellt;
Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm, welches einen Ablauf vom Start eines Heißvorwalzschrittes darstellt;
Fig. 7 ist eine konstruktive Ansicht, welche einen Betrieb der Vorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform darstellt;
Fig. 8 ist eine konstruktive Ansicht, welche einen Aufbau eines Rohlinghalteabschnitts darstellt;
Fig. 9 ist eine konstruktive Ansicht, welche eine Steifigkeit in einer Quetschrichtung der Walzenquetschvorrichtung erläutert;
Fig. 10 ist eine konstruktive Ansicht, welche eine Phasendifferenz der Walzformwerkzeuge darstellt;
Fig. 11 ist eine konstruktive Ansicht, welche die herkömmliche Vorrichtung darstellt, die in dem japanischen ungeprüften Patent (KOKAI) Nr. 54-62,148 offenbart ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Anschließend wird in Bezug auf die beigefügte Zeichnung eine bevorzugte Ausführungsform einer mehrstufigen Zahnradwalzvorrichtung gemäß der gegenwärtigen Erfindung beschrieben.

(Aufbau der Vorrichtung bei dieser Ausführungsform)

Die Vorrichtung wird anschließen im Bezug auf Fig. 1 beschrieben. Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf die gesamte Vorrichtung. Fig. 2 zeigt die Vorderansicht des Hauptabschnittes der Vorrichtung. Fig. 3 ist die Querschnittsansicht der Vorrichtung entlang des Pfeils "W3- W3" von Fig. 1.
Gemäß Fig. 1 weist ein Rohlinghalteabschnitt 1, welcher als ein Werkstückhalteabschnitt arbeitet, einen ersten Rohlinghalteabschnitt 11 und einen zweiten Rohlinghalteabschnitt 12 auf, welche einander zugewandt sind. Der erste Rohlinghalteabschnitt 11 weist eine erste Rohlinghaltewelle 11a mit großem Durchmesser auf, und der zweite Rohlinghalteabschnitt 12 weist eine zweite Haltewelle 12a mit großem Durchmesser auf.
Ein erster Motor 21 arbeitet als Rohlingdreheinrichtung, um den Rohling, d. h., das Werkstück, zu betreiben. Wenn der erste Motor 21 antreibt, dreht sich der erste Rohlinghalteabschnitt 11 in seiner Umfangsrichtung (d. h., in Richtung des Pfeiles "E1" in Fig. 2).
In Fig. 1 ist ein zweiter Motor 22 zum Bewegen des ersten Rohlinghalteabschnitts 11 angeordnet, um den Rohling zu bewegen. Wenn der zweite Motor 22 antreibt, dreht sich eine Kugelspindelwelle 24r in ihrer Umfangsrichtung, und dadurch werden der erste Rohlinghalteabschnitt 11 und der Rohling 7 in Richtungen der Pfeile "Y1" "Y2" bewegt.
Wenn in Fig. 1 ein dritter Motor 23, welcher als eine Rohlingdreheinrichtung arbeitet, antreibt, dreht sich der zweite Rohlinghalteabschnitt 12 durch eine drehmomentübertragende verstellbare Kupplung 26 (beispielsweise eine Pulverkupplung) in seiner Umfangsrichtung, d. h., in die Richtung, die auch die Drehrichtung des ersten Rohlinghalteabschnitts 11 ist. Wenn ein hydraulischer Zylinder 29 zum Bewegen des zweiten Rohlinghalteabschnitts 12 antreibt, wird der zweite Rohlinghalteabschnitt 12 zu dem ersten Rohlinghalteabschnitt 11 in Richtung des Pfeiles "Y3" unter Verwendung der kugelverzahnten Welle 26f bewegt, und dadurch können der zweite Rohlinghalteabschnitt 12 und der erste Rohlinghalteabschnitt 11 den Rohling 5 zwangsweise halten.
In Fig. 1 ist auf der anderen Seite des ersten Rohlinghalteabschnitts 11 eine Hochfrequenz-Heizspule 28 angeordnet, welche als eine ringförmige Heizeinrichtung arbeitet, um den Rohling 7 durch Induktionserwärmung zu erwärmen. Ein Wärmesensor 28c, d. h., ein Strahlungspyrometer, erfasst Situationen des erwärmten Rohlings.
Eine Rollen- bzw. Walzenquetschvorrichtung 3 weist eine erste Walzenquetschvorrichtung 31 und eine zweite Walzenquetschvorrichtung auf, welche ein Paar bilden, um den Rohling 7 in seiner radialen Richtung zu halten. Die erste Walzenquetschvorrichtung weist ein erstes Vorwalzformwerkzeug 32, welches als ein Heißwalzwerkzeug arbeitet, ein erstes Fertigwalzformwerkzeug 33, welches als ein Warmwalzwerkzeug arbeitet, ein Walzformwerkzeug 38, um eine andere Behandlung, wie z. B. ein Markieren oder Abphasen, an dem Rohling 7 durchzuführen, eine erste Verbindungsstange 34 und ein erstes Gehäuse 36 auf. Die erste Verbindungsstange 34 verbindet das erste Vorwalzformwerkzeug 32, das erste Fertigwalzformwerkzeug 33 und das Walzformwerkzeug 38 in Reihe entlang der axialen Richtung und koaxial. Das erste Vorwalzformwerkzeug 32, das erste Fertigwalzformwerkzeug 33 und das Walzformwerkzeug 38 sind an dem ersten Gehäuse 36 drehbar gehalten. Außerdem weist die erste Walzenquetschvorrichtung 31 einen vierten Motor 24 und eine erste Kugelspindelwelle 37 auf.
Gemäß Fig. 1 weist die zweite Walzenquetschvorrichtung 41 ebenso ein zweites Vorwalzformwerkzeug 42, welches als ein Heißwalzwerkzeug arbeitet, ein zweites Fertigwalzformwerkzeug 43, welches als ein Warmwalzwerkzeug arbeitet, ein Walzformwerkzeug 48, welches an dem Rohling 7 eine andere Behandlung, wie z. B. ein Markieren oder ein Abphasen, durchführt, eine zweite Verbindungsstange 44 und ein zweites Gehäuse 46 auf.
Die zweite Verbindungsstange 44 verbindet das zweite Vorwalzformwerkzeug 42, das zweite Fertigwalzformwerkzeug 43 und das Walzformwerkzeug 48 in Reihe in der axialer Richtung und koaxial. Das zweite Vorwalzformwerkzeug 42, das zweite Fertigwalzformwerkzeug 40 und das Walzformwerkzeug 48 sind an dem zweiten Gehäuse 46 drehbar gehalten. Außerdem weist die zweite Walzenquetschvorrichtung 41 einen fünften Motor und eine zweite Kugelspindelwelle 47 auf.
Das erste Gehäuse 36 kann den Rohling 7 in Richtung des Pfeiles "X1" quetschen und von dem Rohling 7 in Richtung des Pfeils "X2" zurück gezogen werden. Das zweite Gehäuse 46 kann den Rohling 7 in Richtung des Pfeils "X1" quetschen und von dem Rohling in Richtung des Pfeils "X2" zurück gezogen werden.
Gemäß Fig. 1 weist das erste Gehäuse 36, welches in einer Draufsicht "kanalförmig" ist, zwei erste gegenüberliegende dickwandige Abschnitte 36a, 36b, welche einander zugewandt sind, und einen ersten dickwandigen Verbindungsabschnitt 36c zum Verbinden der ersten gegenüberliegenden Abschnitte 36a, 36b auf. Auch das zweite Gehäuse 46, welches in einer Draufsicht "kanalförmig" ist, weist zwei zweite gegenüberliegende dickwandige Abschnitte 46a, 46b, welche einander zugewandt sind, und einen zweiten dickwandigen Verbindungsabschnitt 46c zum Verbinden der zweiten gegenüberliegenden dickwandigen Abschnitte 46a, 46b auf.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, können das erste Gehäuse 36 und das zweite Gehäuse 46 entlang der Führungsabschnitte 3b, welche an der Basis 3a derart angebracht sind, dass sie sich selbst in den Richtungen der Pfeile "X1" "X2" halten, bewegt werden.
Es wird nun wieder zu Fig. 1 zurückgekehrt. Wenn der vierte Motor 24 angetrieben wird, wird die Antriebskraft des vierten Motors 24 unter Verwendung des ersten Reduktionsgetriebes 24i verringert und zu der ersten Kugelspindelwelle 37 übertragen. Anschließend wird die erste Kugelspindelwelle 37 in der Umfangsrichtung gedreht und das erste Gehäuse wird in Richtung des Pfeils "X1' bewegt; folglich werden das erste Vorwalzformwerkzeug 32, das erste Fertigwalzformwerkzeug 33 und das Walzformwerkzeug 38, welche an dem ersten Gehäuse 36 gehalten werden, zu dem Rohling 7 in der gleichen Richtung bewegt.
Wenn der vierte Motor 24 umgekehrt gedreht wird, wird auch die erste Kugelspindelwelle 37 in ihrer Umfangsrichtung umgekehrt gedreht, und dadurch wird das erste Gehäuse 36 in Richtung des Pfeils "X2" bewegt. Demgemäß wird das erste Vorwalzformwerkzeug 32, das erste Fertigwalzformwerkzeug 33 und das Walzformwerkzeug 38 zusammen in der gleichen Richtung bewegt, so dass sie von dem Rohling 7 zurückgezogen werden. Folglich arbeiten der vierte Motor 24 und die erste Kugelspindelwelle 37 als Quetscheinrichtung, um das erste Vorwalzformwerkzeug 32, das erste Fertigwalzformwerk 33 und ähnliches an den Rohling 7 zu quetschen.
Entsprechend wird in Fig. 1 dann, wenn der fünfte Motor 25 angetrieben wird, die Antriebskraft des fünften Motors durch das zweite Reduktionsgetriebe 25i verringert und zu der zweiten Kugelspindelwelle 47 übertragen. Anschließend wird die zweite Kugelspindelwelle 47 in ihrer Umfangsrichtung gedreht, das zweite Gehäuse 46 wird in Richtung des Pfeils "X1" bewegt; folglich werden das zweite Vorwalzformwerkzeug 42 und das zweite Fertigwalzformwerkzeug in die gleiche Richtung bewegt.
Wenn der fünfte Motor 25 umgekehrt gedreht wird, wird die zweite Kugelspindelwelle 47 in der Umfangsrichtung umgekehrt gedreht, und dadurch wird das zweite Gehäuse 46 in Richtung des Pfeils "X2" bewegt. Demgemäß werden das zweite Vorwalzformwerkzeug 42, das zweite Fertigwalzformwerkzeug 43 und das Walzformwerkzeug 48 zusammen in die gleiche Richtung derart bewegt, dass sie von dem Rohling 7 zurückgezogen werden. Daher arbeiten der fünfte Motor und die zweite Kugelspindelwelle 47 als eine Quetscheinrichtung, um das zweite Vorwalzformwerkzeug 42, das zweite Fertigwalzformwerkzeug 43 und ähnliches an den Rohling 7 zu quetschen.
Die Last, welche auf das erste Gehäuse 36 wirkt, wird unter Verwendung einer ersten Lastzelle 36r erfasst, und ein Bewegungsbetrag des ersten Gehäuses 36 wird unter Verwendung einer ersten Strichskala 36k erfasst. Die Last, welche auf das zweite Gehäuse 46 wirkt, wird unter Verwendung einer zweiten Lastzelle 46r erfasst, und ein Bewegungsbetrag des zweiten Gehäuses 46 wird unter Verwendung einer zweiten Strichskala 46k erfasst. Jedes der erfassten Signale wird einem Steuerungssystem 9 zugeführt.
Der zuvor erwähnte vierte Motor 24 und der zuvor erwähnte fünfte Motor 25, welche jeweils einen Servomotor bilden, werden auf der Grundlage von Synchronquetsch- Befehlssignalen und Synchronrückzieh-Befehlssignalen gesteuert, und dadurch arbeitet die erste Kugelspindelwelle 37 und die zweite Kugelspindelwelle 47 synchron. Demgemäß können das erste Vorwalzformwerkzeug 32 und das zweite Vorwalzformwerkzeug 42 in Richtung des Pfeils "X1" synchron gequetscht und in Richtung des Pfeils "X2" synchron zurück gezogen werden.
Wenn in Fig. 1 der Motor 5, welcher den Servomotor zum Drehen der Formwerkzeuge bildet, auf der Grundlage von Antriebsbefehlssignalen angetrieben wird, wird auch das erste Untersetzungsgetriebe 52 durch Zahnräder 50, 51 angetrieben, um die Geschwindigkeit zu verringern. Anschließend werden die ersten Verbindungsstangen 34, das erste Vorwalzformwerkzeug 32, das erste Fertigwalzformwerkzeug 33 und das Walzförmwerkzeug 38 durch die Drehwelle 52e und das erste Universalgelenk 53 mit konstanter Geschwindigkeit gedreht.
Außerdem wird die Antriebskraft des Motors 5 zum Drehen des ersten Formwerkzeugs auf einen Phaseneinstellmechanismus 55x, ein zweites Untersetzungsgetriebe 55, eine Drehwelle 55e und ein zweites Universalgelenk 56 mit konstanter Geschwindigkeit übertragen. Demgemäß wird die Antriebskraft des Motors 5 zu der zweiten Verbindungsstange 44, dem zweiten Vorwalzformwerkzeug 42, dem zweiten Fertigvorwalzformwerk 43 und dem Walzformwerkzeug 48 übertragen; daher werden sie gedreht.
Der Phaseneinstellmechanismus 55x wird dafür verwendet, um die Umfangsphase der Formgebungszähne des ersten Vorwalzformwerkzeugs 32 auf die Umfangsphase der Formgebungszähne des zweiten Vorwalzformwerkzeugs 42 einzustellen. Der Phaseneinstellmechanismus 55x weist eine Funktion auf, um die Phasendifferenz zwischen dem ersten Vorwalzformwerkzeug 32 und dem zweiten Vorwalzformwerkzeug 42 zu beseitigen. Mit dem Ziel, diese Funktion zu realisieren, sind zwei Scheiben 55x, 55y unter der Bedingung fest angebracht, dass ihre Position in ihrem Umfang relativ verschoben werden kann.
Fig. 4 zeigt nun die erste Walzenquetschvorrichtung. Gemäß Fig. 4 ist in der ersten Walzenquetschvorrichtung 31 an der ersten Verbindungsstange 34, welche an dem ersten Gehäuse 36 drehbar gehalten wird, entlang der axialen Richtung eine Keilnut 34 h ausgeformt. Außerdem sind an dem Innenumfangsabschnitt des Einpasslochs des ersten Vorwalzformwerkzeugs 32 eine Gegenkeilnut 32i, an dem Innenumfangsabschnitt des Einpasslochs des ersten Fertigwalzformwerkzeugs 33 eine Gegenkeilnut 33i und an dem Innenumfangsabschnitt des Einpasslochs des Walzformwerkzeugs 38 eine Gegenkeilnut 38i ausgeformt. Mit den Gegenkeilnuten 32i, 33i, 38i und einer Keilnut 34 h, welche an der ersten Verbindungsstange 34 ausgeformt ist, befindet sich ein Keil 34m in Eingriff, wodurch die drei Formwerkzeuge 32, 33, 38 in Bezug auf die Umfangsrichtung vereinigt bzw. kombiniert sind.
Gemäß Fig. 5 sind demgemäß dann, wenn der Mittelpunkt von einem der Formgebungszähne 32c in dem Vorwalzformwerkzeug 32 auf die senkrechte Linie "PL" eingestellt ist, die anderen der Formgebungszähne 32c in Abständen von θ1 Winkelgraden angeordnet. Wenn der Mittelpunkt von einem der Formgebungszähne 33c des Fertigwalzstempels 33 auf die senkrechte Linie "PL" eingestellt ist, sind auch die anderen Formgebungszähne 33c in Abständen von θ1 Winkelgraden angeordnet. Mit anderen Worten, die Umfangsphase der Formgebungszähne 32c des Vorwalzformwerkzeugs 32 stimmt mit der Umfangsphase der Formgebungszähne des Fertigwalzformwerkzeugs 33 überein. Daher arbeiten der oben erwähnte Keil und die oben erwähnten Keilnuten als die Einrichtung zum Einstellen der Phase der Formgebungszähne. Die Gesamtanzahl der Zähne bei dem Fertigwalzformwerkzeug 33 ist so groß wie die bei dem Vorwalzformwerkzeug 32. Die Gesamtanzahl der Zähne bei dem Fertigwalzformwerkzeug 43 ist so groß wie die bei dem Vorwalzformwerkzeug 42. Fig. 5 zeigt hier nur einen Teil der Formgebungszähne 32c, 33c.
Die zweite Walzenquetschvorrichtung 41 hat den gleichen Aufbau wie die erste Walzenquetschvorrichtung 31; gemäß Fig. 5 stellen daher der oben erwähnte Keil und die oben erwähnten Keilnuten die Umfangsphase des Formgebungsformwerkzeugs 42c des zweiten Vorwalzformwerkzeugs 42 auf die Umfangsphase der Formgebungszähne 43c des zweiten Fertigwalzformwerkzeugs 43 ein.
Gemäß Fig. 2 ist darüber hinaus bei dieser Ausführungsform eine erste Ausgabevorrichtung 26 zum Ausgeben eines flüssigen Schmiermittels derart angeordnet, dass sie dem Abschnitt zugewandt ist, welcher durch einer Walzbereich in dem ersten Vorwalzformwerk 32 hindurch führt. Auch eine zweite Ausgabevorrichtung 77 zum Ausgeben eines flüssigen Schmiermittels, welches Graphitpulver enthält, ist derart vorgesehen, dass sie dem Abschnitt zugewandt ist, welcher durch einen Walzabschnitt in dem zweiten Vorwalzformwerkzeug 42 hindurch führt. Das heißt, die erste Ausgabevorrichtung 76 und die zweite Ausgabevorrichtung 77 sind jeweils getrennt an der Position angeordnet, welche um einen Winkel von 90º auseinander liegen.

(Walzvorgang bei der Ausführungsform)

In Fig. 1 wird der auf Kohlenstoffstahl basierende Rohling 7 (Material; JIS-STANDARD S58C), welcher in dem Normaltemperaturbereich gehalten wird, an dem ersten Rohlinghalteabschnitt 11 gehalten. Anschließend wird der zweite Motor 22 angetrieben, um den Rohling 7 in Richtung des Pfeils "Y1" zu bewegen, und um den Rohling 7 in der Hochfrequenz-Heizspule 28 anzuordnen. Unter dieser Umständen wird der Motor 21 angetrieben, um den Rohling 7 in der Umfangsrichtung (d. h. in Richtung des Pfeiles "E1" in Fig. 2) zu drehen. Während der Rohling 7 gedreht wird, wird der Außenumfangsabschnitt des Rohlings 7 unter Verwendung der Hochfrequenz-Heizspule 28 induktionsbeheizt. Der Bereich, der in dem Rohling 7 auf 900ºC aufgeheizt wird, erstreckt vom Außenumfang des Rohlings 7 bis zu einer Tiefe, welche ungefähr 1,3 mal die Zahnhöhe ist. Die Heizzeit ist in den Bereich von einigen Sekunden bis 30 Sekunden eingestellt.
Sobald der Rohling 7 auf den gewünschten Temperaturbereich erwärmt ist, wird der Walzschritt durchgeführt. Die Zeit vom Abschluss des Heizschritts bis zum Start des Heißvorwalzschritts ist innerhalb 5 Sekunden eingestellt. Der Grund dafür ist, dass die Wärmeübertragung in das Innere des Rohlings 7 unterdrückt wird, um den Temperaturanstieg in dem mittleren Abschnitt des Rohlings 7 zu verringern, damit eine Temperaturverteilung in dem Rohling 7 verbessert wird.
Während die Kugelspindelwelle 24r unter Verwendung des zweiten Motors 22 betätigt wird, wird für den Walzschritt der Rohling 7 in Richtung des Pfeiles "Y1" derart bewegt, dass er an einer Formgebungsstelle "R1" in Fig. 1 angeordnet ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der zweite Rohlinghalteabschnitt 12 in Richtung des Pfeils "Y3" bewegt; somit halten der zweite Rohlinghalteabschnitt 12 und der erste Rohlinghalteabschnitt 11 den Rohling 7 zwangsweise, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Die Zwangskraft ist unter Verwendung des in Fig. 3 gezeigten hydraulischen Zylinders 29 auf mehrere [tonf] sicher gestellt.
Unter diesem Umständen wird der Rohling 7 auf der Grundlage der Antriebskraft des dritten Motors 23 in seiner Umfangsrichtung gedreht. Zu diesem Zeitpunkt wird eine in Fig. 3 gezeigte Kupplung 21p ausgeschaltet, damit die Antriebskraft des ersten Motors 21 nicht zu dem Rohling 7 übertragen wird.
Darüber hinaus werden das erste Vorwalzformwerkzeug 32 und das zweite Vorwalzformwerkzeug 42 mit einer vorbestimmten konstanten Geschwindigkeit in dem Bereich von 150 bis 300 [Umdrehungen pro Minute] gedreht. Auf der Grundlage der Synchronquetsch-Befehlssignale, welche von dem Steuerungssystem 9 ausgegeben werden, werden das erste Vorwalzformwerkzeug 32 und das zweite Vorwalzformwerkzeug 42 an den Außenumfangsabschnitt des Rohlings 7 in Richtung des Pfeils "X1" (Quetschgeschwindigkeit: 6 mm/s) synchron gequetscht. Nach dem Quetschvorgang wird der Vorgang für ungefähr 4 Sekunden an dem gequetschten Ende aufrecht erhalten.
Demgemäß werden an dem Außenumfangsabschnitt des Rohlings 7 die Verformung, welche den Zahnabschnitt bildet, und das Dimensionieren durchgeführt, so dass die vielen Zähne während des Walzschritts erzeugt werden und das gewalzte Zahnrad 78 erzeugt werden kann. Anschließend werden auf der Grundlage der Synchronrückzieh- Befehlssignale, welche von dem Steuerungssystem 9 ausgegeben werden, das erste Vorwalzformwerkzeug 32 und das zweite Vorwalzformwerkzeug 42 von dem Außenumfangsabschnitts des Rohlings 7 in Richtung des Pfeiles "X2" synchron zurückgezogen.
Bei dieser Ausführungsform ist die Synchronquetschgenauigkeit zwischen dem ersten Vorwalzformwerkzeug 32 und dem zweiten Vorwalzformwerkzeug 42 hoch. Gemäß Fig. 2 ist der Abstand zwischen der axialen Mittellinie des Rohlings 7 und der axialen Mittellinie des ersten Vorwalzformwerzeugs 32 als LL bezeichnet und der Abstand zwischen der axialen Mittellinie des Rohlings 7 und der axialen Mittellinie des zweiten Vorwalzformwerkzeugs 42 ist als LR bezeichnet. Hier entsprechen LL und LR einander mit der Genauigkeit, welche höher als die Genauigkeit in dem Bereich von 0,03 bis 0,05 mm ist. Somit kann ein Neigen der Zähneausnehmung in dem gewalzten Zahnrad verringert werden.
Bei dieser Ausführungsform kann, was den Heißvorwalzschritt betrifft, die Starttemperatur in den Bereich von 850 bis 1100ºC und die Abschlusstemperatur in dem Bereich von 500 bis 700ºC eingestellt werden.
Nachdem der Heißvorwalzschritt gemäß obiger Beschreibung beendet ist, bewegen der in Fig. 3 gezeigte Zylinder 29 und der zweite Motor 22 den Rohling 7 weiter in Richtung des Pfeils "Y1", so dass der Rohling 7 an der in Fig. 1 gezeigten Fertigformgebungsstelle "R2" angeordnet ist. Unter diesen Umständen wird auf der Grundlage der Synchronquetsch-Befehlssignale, welche von dem Steuerungssystem ausgegeben werden, das erste Fertigwalzformwerkzeug 33, welches mit dem ersten Vorwalzformwerkzeug 32 gedreht wird, in Richtung des Pfeils "X1" bewegt, so dass es zu dem Rohling 7 gequetscht wird, und das zweite Fertigwalzformwerkzeug 43, welches mit dem zweiten Vorwalzformwerkzeug 42 gedreht wird, wird in Richtung des Pfeils "X1" bewegt, so dass es zu dem Rohling 7 synchron gequetscht wird. Daher werden die Zähne des Rohlings 7 in dem Bereich von warmen bzw. hohen Temperaturen fertig gewalzt. Anschließend werden das erste Fertigwalzformwerkzeug 33 und das zweite Fertigwalzformwerkzeug 43 in Richtung des Pfeils "X2" bewegt und von dem Rohling 7 zurückgezogen.
Bei dieser Ausführungsform können, was den Warmfertigwalzschritt betrifft, die Starttemperatur in den Bereich von 400 bis 700ºC und die Abschlusstemperatur in den Bereich von 200 bis 650ºC eingestellt sein.
Der Warmfertigwalzschritt wird beendet, wie es ober beschrieben ist. Anschließend wird das gewalzte Zahnrad 78 zu der Stelle "R3" bewegt. Unter diesen Umständen wird ein Abphasen oder ein Markieren in Bezug auf das gewalzte Zahnrad 78 durchgeführt, weil die Walzformwerkzeuge 38, 48 in Richtung des Pfeils "X1" gequetscht werden.

(Ablaufdiagramm)

Fig. 6 zeigt ein Beispiel für ein Ablaufdiagramm, bei welchem der Walzschritt unter Verwendung der Vorrichtung dieser Ausführungsform durchgeführt wird. Die horizontale Achse in Fig. 6 zeigt die Zeit, welche vergangen ist, wenn die Startzeit für den Heißvorwalzschritt auf "0" eingestellt ist. Der untere Abschnitt der vertikalen Achse in Fig. 6 zeigt eine Beschleunigung und eine Verzögerung bei der Rohlingdrehung, wenn eine Solldrehzahl des zuvor erwähnten Rohlings 7 auf NB eingestellt ist. Der obere Abschnitt der vertikalen Achse zeigt ein Verhältnis einer Pferdestärke (h. p.) bei der drehmomentübertragenden verstellbaren Kupplung 26. Dieses Verhältnis bezeichnet das Verhältnis, bei welchem die Antriebskraft des dritten Motors 23 auf die zweite Haltewelle 12a des zweiten Rohlinghalteabschnitts 12 übertragen wird.
Vom Zeitpunkt a' in Fig. 6 beginnen die Vorwalzformwerkzeuge 32, 42 damit, dass sie in der Quetschrichtung bewegt werden. Vom Zeitpunkt a, welcher unmittelbar auf den Zeitpunkt a' folgt, bis zum Zeitpunkt e wird in Bezug auf den Rohling 7 der Heißvorwalzschritt durchgeführt. Vom Zeitpunkt e werden die Vorwalzformwerkzeuge 32, 42 von dem gewalzten Zahnrad 78 in Richtung des Pfeils "X2" zurück gezogen. Unmittelbar nach dem Zeitpunkt e' beginnen die Fertigwalzformwerkzeuge 33, 43 damit, dass sie in der Quetschrichtung (d. h., in Richtung des Pfeils "X1") bewegt werden. Zum Zeitpunkt f beginnen die Formgebungszähne 33c, 43c der Fertigwalzformwerkzeuge 33, 43 damit, dass sie mit den Zähnen des vorgewalzten Zahnrads 78 in Eingriff gelangen.
Bei dieser Ausführungsform ist eine Solldrehzahl wie folgt eingestellt: in Fig. 7 sind die Drehzahl des Vorwalzformwerkzeugs 42 (32) als NR, die Anzahl der Zähne der Vorwalzformwerkzeuge 42 (32) als ZRH und die Anzahl der Zähne bei dem gewalzten, aus dem Rohling 7 hergestellten Zahnrad 78 als ZB angegeben,
NB = NR·[ZRH/ZB]
Hier ist die Anzahl der Zähne der Fertigwalzformwerkzeuge 33, 43 auf die der Vorwalzformwerkzeuge 32, 42 eingestellt, d. h., auf ZRH.
Gemäß Fig. 6 wird der Rohling 7 im Grunde mit der Solldrehzahl NB gedreht, mit Ausnahme von bestimmten Perioden. Somit steuert das Steuerungssystem, welches als eine Eingriffssteuereinrichtung arbeitet, die zweite Haltewelle 12a des zweiten Rohlinghalteabschnitts 12 derart, dass der Rohling 7 gesteuert wird, wobei in Bezug auf die Solldrehzahl NB keine Beschleunigung oder Verzögerung erfolgt. Auch die Walzformwerkzeuge 32, 42, 33, 43 werden auf der Grundlage des Steuerungssystems 9 derart gesteuert, dass sie sich mit einer Drehzahl "LR" drehen.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird jedoch die Drehzahl des Rohlings 7 vom Zeitpunkt b bis zum Zeitpunkt c allmählich erhöht, wobei mit dem Heißvorwalzschritt fortgefahren wird. Beispielsweise wird die Drehzahl des Rohlings 7 in Bezug auf die Solldrehzahl NB um +0,3% erhöht. Der Grund dafür ist wie folgt: das Ineingriffstehen zwischen den Zähnen des gewalzten Zahnrads 78 und den Formgebungszähnen 32c, 42c der Vorwalzformwerkzeuge 32, 42 wird vergrößert, wobei die Zähne des gewalzten Zahnrads 78 erzeugt werden, so dass die Drehzahl des gewalzten Zahnrads 78 unter dem Einfluss der Drehantriebskraft der Vorwalzformwerkzeuge 32, 42 erhöht wird.
Wie in Fig. 6 bei ΔT1 gezeigt ist, steuert demgemäß das Steuerungssystem 9 die drehmomentübertragende verstellbare Kupplung 26 vom Zeitpunkt b bis zum Zeitpunkt d derart, dass die Rate der übertragenen Pferdestärken in den Bereich von weniger als 50% verringert wird und dass das Übertragen der Antriebskraft von dem dritten Motor 23 vermindert wird. Somit kehrt die Drehzahl des Rohlings 7 (d. h., des gewalzten Zahnrads 78) wieder zu der Solldrehzahl NB zurück. Daher kehrt die Drehzahl des Rohlings 7 zu dem Zeitpunkt d, an dem die Zähne so eingepasst sind, dass sie sich in einem nahezu stationären bzw. fertiggestellten Zustand befinden, wobei der Dimensionierungsvorgang fortgesetzt wird, zu der Solldrehzahl NB zurück.
Weil bei diesem Beispiel der Heißvorwalzschritt zum Zeitpunkt e beendet ist, werden die Vorwalzformwerkzeuge 32, 42 von dem gewalzten Zahnrad 78 zu dem Zeitpunkt e zurück gezogen. Zu dem Zeitpunkt e steuert das Steuerungssystem 9 auch die drehmomentübertragende verstellbare Kupplung 26 derart, dass die Effizienz hinsichtlich einer Übertragung von Pferdestärken auf 100% zurückkehrt. Daher wird die Drehzahl des Rohlings 7 (d. h., des gewalzten Zahnrads 78) auf der Solldrehzahl NB gehalten.
Auch die Fertigwalzformwerkzeuge 33, 43 beginnen zum Zeitpunkt f damit, dass sie mit dem gewalzten Zahnrad 78 in Eingriff gelangen. Die Drehzahl des Rohlings 7 (d. h., des vorgewalzten Zahnrads 78) wird auf der Solldrehzahl NB gehalten. Wie oben erwähnt, stimmen außerdem aufgrund des Keils 34m und der Keilnuten 32i, 33i, 38i die Formgebungszähne 32c des ersten Vorwalzformwerkzeugs 32 und die Formgebungszähne 33c des ersten Fertigwalzformwerkzeugs 33 in der Umfangsphase miteinander überein. Ebenso stimmen die Zähne 42c des zweiten Vorwalzformwerkzeugs 42 und die Formgebungszähne 43c des zweiten Fertigwalzformwerkzeugs 43 in der Umfangsphase miteinander ein. Außerdem werden die Walzformwerkzeuge 32, 33, 42, 43 auf der Grundlage des Steuerungssystems 9 derart gesteuert, dass sie gewöhnlich mit der konstanten Drehzahl NR gedreht werden.
Bei dieser Ausführungsform, welche den zuvor erwähnten Aufbau beinhaltet, wird dann, wenn der Warmfertigwalzschritt gestartet ist, das Verhältnis, welches zwischen den Zähnen 78c des fertiggewalzten Zahnrads und den Formgebungszähnen des Vorwalzformwerkzeugs 32 und welches unmittelbar nach Beendigung des Heißvorwalzschrittes vorhanden ist, stabil gehalten, so dass es sich nicht ändert. Daher können die Zähne 33c, 43c der Fertigwalzformwerkzeuge 33, 43 mit den Zähnen 78c des gewalzten Zahnrads 78 sanft in Eingriff gebracht werden.
Dies wird im Folgenden detailliert auf der Grundlage von Fig. 7 beschrieben. Der Zeitpunkt E liegt unmittelbar nach der Beendigung des Heißvorwalzschritts. Das vorgewalzte Zahnrad 78 wird zum Zeitpunkt e mit der Solldrehzahl NB gedreht. Gemäß Fig. 7(A) werden unter diesen Umständen die Formgebungszähne 42c des Vorwalzformwerkzeugs 42, welches sich mit der Drehzahl Np dreht, in Richtung des Pfeils "X2" bewegt, so dass sie von den Zähnen 78c des gewalzten Zahnrads 78 nach Beendigung des Heißvorwalzschritts zurück gezogen werden.
Gemäß Fig. 7(B), welche den Zustand zum Zeitpunkt f zeigt, können zu dem Zweck, dass das Fertigwalzen gestartet wird, die Formgebungszähne 43c des Fertigwalzformwerkzeugs 43 damit beginnen, mit den Zähnen 78c des vorgewalzten Zahnrads 78 sanft in Eingriff zu gelangen, weil das Fertigwalzformwerkzeug 43, welches sich mit der Drehzahl NR dreht, in Richtung des Pfeiles "X1" gequetscht wird.
Dieser Grund wird wie folgt erläutert: weil die Formgebungszähne 43c des Fertigwalzformwerkzeugs 43 und die Zähne 42c des Vorwalzformwerkzeugs 42 in der Umfangsphase miteinander übereinstimmen und weil sich das Fertigwalzformwerkzeug 43 mit der konstanter Geschwindigkeit NR dreht, wird das Verhältnis zwischen den Zähnen 78c des vorgewalzten Zahnrads 78 und den Formgebungszähnen unmittelbar nach Beendigung des Heißvorwalzschritts derart stabil gehalten, dass es sich nicht ändert.
Daher ist diese Ausführungsform dahingehend von Vorteil, dass bei dem Fertigwalzschritt die Endgenauigkeit und die Produktionseffizienz verbessert werden.
Fig. 7(C) zeigt den Zeitpunkt f, wo das herkömmliche Ineingriffstehen startet. An dem in Fig. 7(C) gezeigten Zeitpunkt f ändert sich die Drehzahl des gewalzten Zahnrads 78 auf (NB + α), das Verhältnis unmittelbar nach Beendigung des Vorwalzschritts kann nicht so gehalten werden, dass es sich ändert. So kollidieren die Zähne 78c des gewalzten Zahnrads 78 und die Formgebungszähne 43c des Fertigwalzformwerkzeugs 43 beim Start des Ineingriffstehens miteinander, und das sanfte Ineingriffstehen wird behindert.
Fig. 6 zeigt einen frühen Eingriffsbereich, welcher sich nach dem Start des Ineingriffstehens bei dem Fertigwalzschritt befindet, d. h., einen Bereich vom Zeitpunkt g bis zum Zeitpunkt h, als ΔT2. Bei diesem frühen Eingriffsbereich bei dem Fertigwalzen wird die drehmomentübertragende verstellbare Kupplung 26 derart gesteuert, dass das Verhältnis der übertragenen Pferdestärken auf der Grundlage des Steuerungssystems 9 verringert wird. Als ein Ergebnis hieraus, wird das gewalzte Zahnrad 78 wegen der Fertigwalzformwerkzeuge 33, 43 angetrieben.
Unter der Bedingung, dass das gewalzte Zahnrad 78 auf diese Art und Weise angetrieben wird, wird sogar dann, wenn die Phasendifferenz zwischen den Vorwalzformwerkzeugen 32, 42 und den Fertigwalzformwerkzeugen 33, 43 geringfügig vorhanden ist, die Phasendifferenz derart korrigiert, dass sie beseitigt ist. Somit ist es leicht, dass der Druck auf die Zähnefläche, welche die Zähne 78c des gewalzten Zahnrads 78 bildet, gleichförmig ist.
In dem Fall, wo die Zeit h fortschreitet, wird das gewalzte Zahnrad 78 wieder mit der Solldrehzahl NB gedreht. Der Fertigwalzschritt wird zum Zeitpunkt i beendet.

(Walzformwerkzeug 38, 48, um eine andere Bearbeitung, wie zum Beispiel ein Abphasen oder Markieren, durchzuführen)

Gemäß dieser Ausführungsform ist es das Ziel, das Phasenverhältnis aufrecht zu erhalten, welches zwischen den Zähnen 78c des gewalzten Zahnrads 78 und den Formgebungszähnen 33c, 43c der Fertigwalzformwerkzeuge 33, 43 in der Umfangsphase und welches unmittelbar nach Beendigung des Fertigwalzschritts existiert. Auf der Grundlage dieses Ziels steuert das Steuerungssystem 9 die Fertigwalzformwerkzeuge 33, 43, die Walzformwerkzeuge 38, 48, um ein Abphasen oder Markieren durchzuführen, und das gewalzte Zahnrad 78, um sie zu drehen. Unter diesen Umständen wird die Walzenquetschvorrichtung 31, 41 an das gewalzte Zahnrad 78 derart gequetscht, dass die Formgebungszähne 33c, 43c der Fertigwalzformwerkzeuge 33, 43 mit den Zähnen des gewalzten Zahnrads 78 sanft in Eingriff gelangen.

(Rohlinghaltemechanismus)

Anschließend wird der Haltemechanismus des Rohlinghalteabschnitts 1 beschrieben. Gemäß Fig. 8 weist der erste Rohlinghalteabschnitt 11 eine erste Haltewelle 11a, eine Betätigungswelle 14, einen Befestigungskörper 15 in Form einer Buchse, eine Klemmhülse 16 und einen Presskörper 17 in Ringform auf. Die erste Haltewelle 11a, welche eine hohe Steifigkeit hat, weist eine erste Kegelfläche 11c auf, welche einen sich zu einem axialen Endabschnitt verringerten Außendurchmesser aufweist. Die Betätigungswelle 14 ist in ein Einführloch 11d der ersten Haltewelle 11a gleitfähig eingeführt. Der Befestigungskörper 15 ist an dem Endabschnitt der ersten Haltewelle 11a derart angeordnet, dass er mit einem Flansch 14c in Eingriff steht, welcher an dem axialen Endabschnitt der Betätigungswelle 14 angeordnet ist. Die Klemmhülse 16 wird als eine Eingriffsklaue, welche in Richtung des Pfeils "C1", d. h., in der Radiusrichtung nach außen, bewegt werden kann. Der Presskörper 17 wird an der Endfläche der ersten Haltewelle 11a unter Verwendung von (nicht gezeigten) Bolzen gehalten.
In Fig. 18 wird dann, wenn die Betätigungswelle 14 in Richtung des Pfeils "D1" betätigt wird, der Befestigungskörper 15 in die gleiche Richtung bewegt. Somit drückt eine Kegelfläche 15 h des Befestigungskörpers 15 zwangsweise eine Kegelfläche 16t der Klemmhülse 16. Als ein Ergebnis hieraus wird die Klemmhülse 16 in Richtung des Pfeils "C1" bewegt, sie drückt die Innenwandungsfläche 71, welche das mittige Loch des Rohlings 7 bildet, in Richtung des Pfeils "C1", und der Rohling 7 wird dadurch unter Verwendung des ersten Rohlinghalteabschnitts 11 festgehalten.
Der zweite Rohlinghalteabschnitt 12 weist eine Einführbohrung 18, welche an dessen axialen Endabschnitt ausgeformt ist und einen ringförmigen Presskörper 19, welcher mit (nicht gezeigten) Bolzen an dem axialen Endabschnitt gehalten wird, auf. An der Innenfläche der Einführbohrung 18 ist eine Führungswandungsfläche 18k mit einer geringen Neigung ausgeformt.
Wenn sich der erste Rohlinghalteabschnitt 11 und der zweite Rohlinghalteabschnitt einander entlang der Axialrichtung relativ annähern, wie es aus Fig. 8 ersichtlich ist, wird die Einführbohrung 18 der zweiten Haltewelle 12a des zweiten Rohlinghalteabschnitts 12 in den Befestigungskörper 15 zwangsweise eingeführt. Demgemäß ist der Befestigungskörper 15 in der Radiusrichtung eingeschränkt. Somit wird die Kraft zum Einschränken des Rohlings äußerst starr, und der erste Rohlinghalteabschnitt. 11 und der zweite Halteabschnitt 12 halten den Rohling 7 sicher. Daher kann der Rohling 7, welcher unter Verwendung des ersten Rohlinghalteabschnitts 11 und des zweiten Rohlinghalteabschnitts 12 gehalten wird, im wesentlichen in den Richtungen der Pfeile "X1, X2" nicht schwanken. So verwendet diese Ausführungsform ein nicht fließendes Verfahren, welches manchmal als Halteverfahren bzw. Verriegelungsverfahren bezeichnet wird.

(Charakteristischer Wert der Vorrichtung)

Gemäß der Vorrichtung dieser Ausführungsform sind charakteristische Werte wie folgt eingestellt; diese Vorrichtung weist eine Wirkung auf, bei welcher die Genauigkeit des gewalzten Zahnrads in stärkerem Maße verbessert wird.

[Rohling-Haltesteifigkeit]

Bei dieser Ausführungsform ist die Rohling- Haltesteifigkeit in Richtung des Pfeils "X1", d. h., in der Quetschrichtung, auf eine höhere Steifigkeit als 0,1 mm/tonf eingestellt. Konkret ist sie in einen Bereich von 0,01 bis 0,085 mm/tonf oder in einen Bereich von 0,07 bis 0,08 mm/tonf eingestellt.
Die zuvor erwähnte Rohling-Haltesteifigkeit auf der Grundlage des Rohlinghalteabschnitt 1 ist wie folgt definiert:
Wie in Fig. 8 als gedachte Linie gezeigt, wird angenommen, dass die erste Haltewelle 11a und die zweite Haltewelle 12a aufgrund einer unausgeglichenen Kraft ΔW' gekrümmt sind, um die Biegung ABS des Rohlings 7 in Richtung der Pfeile "X1, X2", d. h., in der Quetschrichtung, zu erzeugen. Zum Verständnis dieses Sachverhalts ist die Biegung durch die gedachte Linie übertrieben dargestellt.
In dem Fall, wo die Rohling-Haltesteifigkeit als EB angezeigt ist, ergibt sich EB wie folgt:
EB = {ΔB5 (mm)/ΔW' (tonf)}
Damit die Rohling-Haltesteifigkeit eine höhere Steifigkeit als 0,1 mm/tonf ist, sind die folgenden Punkte (A) (B) erforderlich.
(A) Eine wackelige Bewegung, welche zwischen der Außenwandungsfläche der Klemmhülse 16 und der Innenwandungsfläche 71 des Rohlings 7 vorherrscht, wird unendlich klein oder null.
(B) Die Steifigkeit der ersten Haltewelle 11a des ersten Rohlinghalteabschnitts 11 und der zweiten Haltewelle 12a des zweiten Rohlinghalteabschnitts 12 ist in der Quetschrichtung (d. h., in Richtung der Pfeile "X1, X2") eine höhere Steifigkeit.
Zum Verwirklichen der oben erwähnten Punkte (A) (B), sind die folgenden Punkte (a) bis (e) wichtig.
(a) Erhöhen des Durchmessers der ersten Haltewelle 11a und der zweiten Haltewelle 12a;
(b) Dickermachen des ersten Gehäuses 36 und des zweiten Gehäuses 46;
(c) Erhöhen der Anzahl an Verstärkungsrippen zum Erhöhen der Steifigkeit des Gehäuses 36, 46;
(d) Auswählen des Materials, welches eine hohe Steifigkeit aufweist, als ein Basismetall;
(e) Einstellen der wackeligen Bewegung der Gleitfläche zum Bewegen des Gehäuses 36, 46 auf null durch einen Verriegelungsmechanismus, wie zum Beispiel einen Hydraulikdruckmechanismus.

[Synchronquetschgenauigkeit]

Die Synchronquetschgenauigkeit bezeichnet eine durchschnittliche Biegung des ersten Walzformwerkzeugs 32 und des zweiten Walzformwerkzeugs 42 während des Walzschritts, wenn beide Walzformwerkzeuge hinsichtlich des Rohlings 7 synchron gequetscht werden.
Bei dieser Ausführungsform ist die Synchronquetschgenauigkeit L zwischen dem ersten Walzformwerkzeug 32 und dem zweiten Walzformwerkzeug 42 in der Richtung des Pfeils "X1", d. h., in der Quetschrichtung, so eingestellt, dass sie höher als 0,03 mm ist. Konkret heißt das, sie ist in den Bereich von 0,005 bis 0,3 mm eingestellt. Bei dieser Ausführungsform liegt nicht nur die Synchronquetschgenauigkeit zwischen dem ersten Vorwalzformwerkzeug 32 und dem zweiten Vorwalzformwerkzeug 42, sondern auch die Synchronquetschgenauigkeit zwischen dem ersten Fertigwalzformwerkzeug 33 und dem zweiten Fertigwalzformwerkzeug 43 in dem zuvor erwähnten gleichen Bereich.
Die Synchronquetschgenauigkeit ist wie folgt ausgedrückt: wenn in Fig. 2 der Abstand zwischen dem äußeren Endabschnitt des ersten Walzformwerkzeugs 32 zum Berühren des Rohlings 7 und der axialen Mittellinie des Rohlinghalteabschnitts 1 als LLS (mm) angegeben ist. Und der Abstand zwischen dem äußeren Endabschnitt des zweiten Walzformwerkzeugs 42 zum Berühren des Rohlings 7 und der axialen Mittellinie des Rohlinghalteabschnitts 1 ist als LRS(mm) angegeben. Die angefügten "S" bei "LLS" und "LR" bezeichnen den äußeren Endabschnitt des Walzformwerkzeugs.
Wenn eine Synchronquetschgenauigkeit als ein momentaner Wert bei einer bestimmten Zeit als ΔL' angegeben ist, bezeichnet ΔL' einen Absolutwert der Differenz zwischen dem Quetschbetrag des ersten Walzformwerkzeugs 32 und einem Quetschbetrag des zweiten Formwerkzeugs 42 zu dem bestimmten Zeitpunkt.
Mit anderen Worten, ΔL' = LLS - LRS
Wenn der zuvor erwähnte Betrag ΔL' ein momentaner Wert ist, ändert er sich vom Start bis zum Ende bei dem Walzschritt; daher ist bei der gegenwärtigen Erfindung der Mittelwert der zuvor erwähnten momentanen Werte ΔL' als die Synchronquetschgenauigkeit ΔL bestimmt.
Der zuvor erwähnte Betrag ΔL' steht unter dem Einfluss der ursprünglichen Zuführgenauigkeit auf der Grundlage der Walzenquetschvorrichtung 3 in dem Zustand ohne Last und eines Krümmungsbetrags der Walzenquetschvorrichtung 3 während des Walzschritts.
Um die Synchronquetschgenauigkeit ΔL zum Erzielen einer hohen Steifigkeit zu verbessern, wie bei dieser Ausführungsform, ist man der Meinung, dass ein Ölsystem, welches einen Öldruck verwendet, nicht ausreichend ist. Der Grund dafür ist, dass die Zuführgenauigkeit nicht ausreichend ist.
Die zuvor erwähnte Synchronquetschgenauigkeit, welche äußerst genau ist, wird wie folgt erzielt: gemäß Fig. 1 werden das Kugelspindelsystem, welches die genauen Kugelspindelwellen 37, 47 verwendet, und das servogesteuerte System, welche die Kugelspindelwellen 37, 47 mittels der Motore 24, 25, die als Servomotor arbeiten, synchron betreibt, verwendet. Eine Kombination aus diesen Systemen zeigt, dass die Zuführgenauigkeit zum Bewegen des ersten Walzformwerkzeugs 32 und des zweiten Walzformwerkzeugs 42 in der Quetschvorrichtung derart verbessert ist, dass sie hoch ist, und dass die Steifigkeit der Walzenquetschvorrichtung 3 hoch ist.

[Steifigkeit der Walzenquetschvorrichtung]

Bei dieser Ausführungsform ist die Steifigkeit der Walzenquetschvorrichtung 3 in den Bereich von mehr als 0,01 mm/tonf eingestellt. Konkret ist sie so eingestellt, dass sie in dem Bereich von 0,033 bis 0,01 mm/tonf liegt. Die Steifigkeit der Walzenquetschvorrichtung 3 ist wie folgt definiert: gemäß Fig. 9 gibt LRSO (mm) den Abstand von der axialen Mittellinie des Rohlinghalteabschnitts 1 zu dem äußeren Endabschnitt des Walzformwerkzeugs 42 ohne Last an. Andererseits gibt dann, wenn auf diese Vorrichtung eine Last "F" aufgebracht wird, LRSK (mm) den Abstand der Mittellinie des Rohlinghalteabschnitts 1 zu dem äußeren Endabschnitt des Walzformwerkzeugs 2 an.
Hier ist die Steifigkeit der Walzenquetschvorrichtung 3 als ER angegeben,
ER (mm/tonf) = {(LRSK - LSRO)/F}
Zum Verständnis ist in Fig. 9 die Biegung unter Verwendung der gedachten Linie dargestellt.

[Phasendifferenz zwischen Formwerkzeugen während des Walzens]

Bei dieser Ausführungsform wird die Phasendifferenz zwischen dem ersten Walzformwerkzeug 32 und dem zweiten Walzformwerkzeug 42 auf der Grundlage des Steuerungssystems 9 gesteuert. Daher wird die Biegung (= durchschnittliche Biegung während des Walzens), welche zwischen dem Drehwinkel des zweiten Walzformwerkzeugs 42 und dem Drehwinkel des ersten Walzformwerkzeugs 32 in Bezug auf eine Drehung des ersten Walzformwerkzeugs 32 vorhanden ist, innerhalb 0,1º unterdrückt. Diese Biegung liegt vorzugsweise innerhalb 0,03º. Diese geringe Phasendifferenz kann unter den Bedingungen vorteilhafterweise verwirklicht werden, dass der Motor 5, welcher den Servomotor zum Dreher des Formwerkzeugs bildet, unter Verwendung des Steuerungssystems 9 gesteuert wird, dass der Phaseneinstellmechanismus 55x und die Universalgelenke 53, 5 mit konstanter Geschwindigkeit verwendet werden.
Die Phasendifferenz der Formwerkzeuge wird anschließend erläutert, wobei die Anzahl der Zähne des gewalzten Zahnrads beispielsweise eine ungerade Zahl ist. Gemäß Fig. 10 geben einerseits "OL" die Mittellinie des ersten Walzformwerkzeugs 32 und andererseits "OR" die Mittellinie des zweiten Walzformwerkzeugs 42 an. Die Linie "OL-OR" verbindet die beiden Mittellinien.
Wenn einer der Zahnausnehmungsmittelpunkte 32t in dem ersten Walzformwerkzeug 32 während des Walzens immer auf der Linie "OL-OR" liegt, und wenn einer der Mittelpunkte 42r der Formgebungszähne in dem zweiten Walzformwerkzeug 42 immer auf der Linie "OL-OR" liegt, wird die Differenz zwischen den beiden Formwerkzeugen 0º.
Hier wird die Phasendifferenz zwischen den beiden Formwerkzeugen während des Walzens durch die Summe beeinflusst, bei welcher in dem Drehmechanismus eine Anfangsphasendifferenz Δθ zu einer Geschwindigkeitsstreuung Δθm addiert wird. Im Folgenden wird die Anfangsphasendifferenz Δθ, welche zwischen dem erster Walzformwerkzeug 32 und dem zweiten Walzformwerkzeug 42 vorhanden ist, beschrieben: vor dem Walzen ist es erforderlich, dass der Mittelpunkt 32t, 42r bei den Walzformwerkzeugen 32, 42 auf der Linie "OL-OR" angeordnet sein muß. Trotz dieser Anforderung ist dann, wenn der Mittelpunkt 42r der Formgebungszähne bei dem zweiten Walzformwerkzeug 42 vor dem Walzen in Bezug auf die Linie "OL-OR" um Δθ verschoben ist, der Winkel Δθ als die Anfangsphasendifferenz zwischen dem ersten Walzformwerkzeug 32 und dem zweiten Walzformwerkzeug 42 definiert.
Wenn das erste Walzformwerkzeug 32 um einen Drehwinkel ΔL gedreht ist, ist es darüber hinaus idealerweise erforderlich, dass der Drehwinkel ΔR des zweiten Walzformwerkzeugs 42 gleich ΔL ist.
Auf einem mikroskopischen Niveau ist jedoch ΔR nicht gleich ΔL. Dies ist aufgrund des Einflusses der Drehstreuung des Drehmechanismus.
Somit gilt im allgemeinen: θR = θL + Δθm'
Hier ist Δθ'm als eine Geschwindigkeitsstreuung in dem Drehmechanismus definiert. Δθ'm ist ein momentaner Wert zu einem bestimmten Zeitpunkt, und er ändert sich, während gedreht wird, geringfügig. So ist in dieser Ausführungsform nicht ein momentaner Wert als der zuvor erwähnte Wert Δθm definiert, sondern ein Durchschnittswert vom Start bis zum Ende des Walzens.
In dem Fall, in welchem die Zähne des gewalzten Zahnrads eine ungerade Anzahl ist, ist eine der Zahnausnehmungen der Formgebungszähne des ersten Walzformwerkzeugs 32 derart angeordnet, dass einer der Zahnausnehmungen der Formgebungszähne des zweiten Walzformwerkzeugs 42 zugewandt ist. Unter solchen Umständen wird dann, wenn einer der Zahnausnehmungsmittelpunkte des ersten Walzformwerkzeugs 32 und einer der Zahnausnehmungsmittelpunkte des zweiten Walzformwerkzeugs 42 auf der Linie "OL-OR" angeordnet sind, die Phasendifferenz 0º.

[Versuch]

In einem Versuch wurde ein Modul des Sollzahnrads auf 2,4, ein Schrägungswinkel auf 30º, die Anzahl der Zähne auf 67, eine Zahnbreite der Zähne auf 21 mm, die Nummer bzw. Anzahl der Walzformwerkzeuge 32, 42, 33, 43 auf 73, eine Drehzahl der Walzformwerkzeuge 32, 42, 33 und 43 auf 300 Umdrehungen pro Minute eingestellt.
Bei diesem Versuch wurde das Induktionsheizen unter der Bedingung von 3 kHz, 600 kW durchgeführt. Während des Walzens, wurde ein flüssiges Schmiermittel, wobei ein auf Graphit basierendes Schmiermittel mit Wasser verdünnt wurde, mit einer Geschwindigkeit von 5cc/s gesprüht.
Eine Genauigkeit der gewalzten Zahnräder, welche auf der Grundlage der zuvor erwähnten Schritte hergestellt wurden, wird gemessen. Die gewalzten Zahnräder, welche in dem Bereich von Klasse 3 bis Klasse 4 in dem JIS-STANDARD sehr genau sind, wurden in dem Fall erzeugt, bei welchem der Heißvorwalzschritt unter Verwendung des ersten Vorwalzformwerkzeugs 32 und des zweiten Vorwalzformwerkzeugs 42 ohne den Warmfertigwalzschritt durchgeführt wurde.
Darüber hinaus wurde nach 3 Sekunden von dem Heißvorwalzschritt der Warmvorwalzschritt für 5 Sekunden unter der Bedingung durchgeführt, dass ein Druckbetrag der Zähnefläche auf 30 um und die Temperatur in den Bereich von 500 bis 600ºC eingestellt waren. Folglich wurden die gewalzten Zahnräder, welche in dem JIS-STANDARD die Klasse 2 bis 3 haben und bei dem herkömmlichen Zahnradwalzverfahren nicht erzeugt werden können, erzeugt.

(Andere Ausführungsform)

Bei der zuvor erwähnten Ausführungsform werden die erste Walzenquetschvorrichtung 31 und die zweite Walzenquetschvorrichtung 41 verwendet. Es können jedoch entweder die erste Walzenquetschvorrichtung 31 oder die zweite Walzenquetschvorrichtung 41 unter der Bedingung verwendet werden, dass die Rohling-Haltesteifigkeit hoch ist.

Claims

1. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung, mit: einer Walzenquetschvorrichtung, welche wenigstens ein Vorwalzformwerkzeug (32) und ein Fertigwalzformwerkzeug (33) aufweist, die koaxial angeordnet und in einer axialen Richtung des Vorwalzformwerkzeugs in Reihe verbunden sind, wobei das Vorwalzformwerkzeug viele Formgebungszähne (32c) aufweist, welche für einen Vorwalzschritt in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und das Fertigwalzformwerkzeug viele Formgebungszähne (33c) aufweist, die für einen Fertigwalzschritt in einer Umfangsrichtung angeordnet sind.

2. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Walzenquetschvorrichtung eine erste Walzenquetschvorrichtung (31) und eine zweite Walzenquetschvorrichtung (41) aufweist, die einander derart zugewandt sind, dass sie das Werkstück in dessen Radiusrichtung zum Walzen halten, bei der die Synchronquetschgenauigkeit zwischen der ersten und der zweiten Walzenquetschvorrichtung in einen Bereich von 0,005 mm bis 0,03 mm eingestellt ist.

3. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Walzenquetschvorrichtung eine erste Walzenquetschvorrichtung (31) und eine zweite Walzenquetschvorrichtung (41) aufweist, die einander derart zugewandt sind, dass sie das Werkstück in dessen Radiusrichtung zum Walzen halten, bei der die erste Walzenquetschvorrichtung ein erstes Vorwalzformwerkzeug (32) und ein erstes Fertigwalzformwerkzeug (33) aufweist, die koaxial und in einer axialen Richtung des ersten Vorwalzformwerkzeugs in Reihe verbunden sind, und bei der die zweite Walzenquetschvorrichtung ein zweites Vorwalzformwerkzeug (42) und ein zweites Fertigwalzformwerkzeug (43) aufweist, die koaxial und in einer axialen Richtung des ersten Vorwalzformwerkzeugs in Reihe verbunden sind.

4. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Walzenquetschvorrichtung eine erste Walzenquetschvorrichtung (31) und eine zweite Walzenquetschvorrichtung (41)aufweist, die einander derart zugewandt sind, dass sie das Werkstück in dessen Radiusrichtung zum Walzen halten,

bei der die erste Walzenquetschvorrichtung ein erstes Vorwalzformwerkzeug (32), ein erstes Fertigwalzformwerkzeug (33) und ein anderes Walzformwerkzeug aufweist, die koaxial und in einer axialen Richtung des ersten Walzformwerkzeugs in Reihe verbunden sind, und

bei der die zweite Walzenquetschvorrichtung ein zweites Vorwalzformwerkzeug (42), ein zweites Fertigwalzformwerkzeug (43) und noch ein anderes Walzformwerkzeug aufweist, die koaxial und in einer axialen Richtung des ersten Vorwalzformwerkzeugs verbunden sind.

5. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der ein Phasenversatz zwischen dem ersten Vorwalzformwerkzeug (32) und dem zweiten Vorwalzformwerkzeug (42) in der Umfangsrichtung innerhalb 0,1º eingestellt ist, und bei der ein Phasenversatz zwischen dem ersten Fertigwalzformwerkzeug (33) und dem zweiter Fertigwalzformwerkzeug (43) innerhalb 0,1º eingestellt ist.

6. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit:

einem Werkstückhalteabschnitt zum Halten eines Werkstücks, der einen ersten Werkstückhalteabschnitt (11) und einen zweiten Werkstückhalteabschnitt (12) aufweist, die einander zugewandt sind,

worin die Werkstückhaltesteifigkeit des Werkstückhalteabschnitts auf eine höhere Steifigkeit als 0,1 mm/tonf in der Quetschrichtung der Walzenquetschrichtung der Walzenquetschvorrichtung eingestellt ist.

7. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Werkstückhaltesteifigkeit des Werkstückhalteabschnitts in dem Bereich von 0,01 mm/tonf bis 0,085 mm/tonf in der Quetschrichtung der Walzenquetschvorrichtung liegt.

8. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, die außerdem aufweist:

einen Motor (21) zum Drehen des Werkstückhalteabschnitts; und

eine Kupplung, die ein Übertragungsverhältnis in Bezug auf den Werkstückhalteabschnitt ändern kann und zwischen dem Motor und dem Werkstückhalteabschnitt angeordnet ist;

worin die Kupplung angesteuert wird, um das Übertragungsverhältnis derart zu ändern, dass sich der Werkstückhalteabschnitt mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit drehen kann.

9. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der das Vorwalzformwerkzeug (32) zum Durchführen einen Heißvorwalzschritts und das Fertigwalzformwerkzeug (33) zum Durchführen eines Warmfertigwalzschritts verwendet werden.

10. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung, mit:

einem Werkstückhalteabschnitt zum Halten eines Werkstücks, welches in ein vorgewalztes Zahnrad umgeformt werden soll;

einer Walzenquetschvorrichtung, die das Werkstück quetschen und von diesem zurückgezogen werden kann, wobei die Walzenquetschvorrichtung wenigstens ein Vorwalzformwerkzeug (32) und ein Fertigwalzformwerkzeug (33) aufweist, die koaxial angeordnet und in einer axialen Richtung des Vorwalzformwerkzeugs in Reihe verbunden sind, wobei das Vorwalzformwerkzeug viele Formgebungszähne (32c) aufweist, welche in einer Umfangsrichtung für einen Vorwalzschritt angeordnet sind, und das Fertigwalzformwerkzeug viele Formgebungszähne (33) aufweist, welche in einer Umfangsrichtung für einen Fertigwalzschritt angeordnet sind;

einer Einrichtung zum Einstellen einer Phase der Formgebungszähne des Vorwalzformwerkzeugs und einer Phase der Formgebungszähne des Fertigwalzformwerkzeugs aufeinander in einer Umfangsrichtung; und

einer Einrichtung zum Steuern des Ineingriffstehens zwischen den Formgebungszähnen des Fertigwalzformwerkzeugs und den Zähnen des vorgewalzten Zahnrads in einer Umfangsrichtung, wobei die Einrichtung zum Steuern des Ineingriffstehens darauf zielt, ein Umfangsphasenverhältnis zwischen den Zähnen des vorgewalzten Zahnrads, welches durch das Vorwalzformwerkzeug ausgeformt ist, und den Formgebungszähnen des Vorwalzformwerkzeugs zu erhalten, wobei die Einrichtung zum Steuern des Ineingriffstehens das Vorwalzformwerkzeug, das Fertigwalzformwerkzeug und das an dem Werkstückhalteabschnitt gehaltene Werkstück dreht und die Walzenquetschvorrichtung an das vorgewalzte Zahnrad quetscht, wobei das Phasenverhältnis unmittelbar nach dem Vorwalzschritt erhalten bleibt, und die Formgebungszähne des Fertigwalzformwerkzeugs werden mit den Zähnen des vorgewalzten Zahnrads gleichmäßig in Eingriff gebracht.

11. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtungn nach Anspruch 10, die außerdem aufweist:

einen Motor (21) zum Drehen des Werkstückhalteabschnitts; und

eine Kupplung, die das Übertragungsverhältnis in Bezug auf den Werkstückhalteabschnitt ändern kann und zwischen dem Motor und dem Werkstückhalteabschnitt angeordnet ist;

worin die Einrichtung zum Steuern des Ineingriffstehens das Übertragungsverhältnis der Kupplung derart steuert, dass sich das Werkstück beim Start des Ineingriffstehens zwischen dem Fertigwalzformwerkzeug und dem vorgewalzten Zahnrad mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit dreht, welche gleich einer Geschwindigkeit beim Beenden des Vorwalzschritts ist.

12. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Einrichtung zum Steuern des Ineingriffstehens das Übertragungsverhältnis der Kupplung verringert, damit sich das Werkstück mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit als Ziel in einem frühen Zeitraum des Vorwalzschritts dreht, um eine Erhöhung der Werkstückgeschwindigkeit zu verhindern, so dass sich das Werkstück mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit dreht.

13. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Einrichtung zum Steuern des Ineingriffstehens das Übertragungsverhältnis des Kupplung als ein Ziel verringert, so dass das Werkstück mit dem Fertigwalzformwerkzeug in einem frühen Zeitraum des Fertigwalzschritts angetrieben wird, um einen Phasenversatz zwischen dem Vorwalzformwerkzeug und dem Fertigwalzformwerkzeug zu beseitigen.

14. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei der das Vorwalzformwerkzeug (32) verwendet wird, um einen Heißvorwalzschritt durchzuführen und bei der das Fertigwalzformwerkzeug (33) für einen Warmfertigwalzschritt verwendet wird.

15. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei der die Werkstückhaltesteifigkeit des Werkstückhalteabschnitts auf eine höhere Steifigkeit als 0,1 mm/tonf in der Quetschrichtung eingestellt ist.

16. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Werkstückhaltesteifigkeit des Werkstückhalteabschnitts in dem Bereich von 0,01 mm/tonf bis 0,085 mm/tonf in der Quetschrichtung liegt.

17. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, bei der die Walzenquetschvorrichtung aus einer ersten Walzenquetschvorrichtung (31) und einer zweiten Walzenquetschvorrichtung (41) besteht, die einander derart zugewandt sind, dass sie das Werkstück in dessen Radiusrichtung halten, bei der die Quetschsynchrongenauigkeit zwischen der ersten Walzenquetschvorrichtung und der zweiten Walzenquetschvorrichtung in einem Bereich von 0,005 mm bis 0,03 mm eingestellt ist.

18. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, bei der die Walzenquetschvorrichtung aus einer ersten Walzenquetschvorrichtung (31) und einer zweiten Walzenquetschvorrichtung (41) besteht, die einander derart zugewandt sind, dass sie das Werkstück in dessen Radiusrichtung beim Walzen halten,

bei der die erste Walzenquetschvorrichtung ein erstes Vorwalzformwerkzeug (32) und ein erstes Fertigwalzformwerkzeug (33) aufweist, die koaxial und in einer axialen Richtung des erster Vorwalzformwerkzeugs in Reihe verbunden sind, und

bei der die zweite Walzenquetschvorrichtung ein zweites Vorwalzformwerkzeug (42) und ein zweites Fertigwalzformwerkzeug (43) aufweist, die koaxial und in einer axialen Richtung des zweiter Vorwalzformwerkzeugs in Reihe verbunden sind.

19. Mehrstufige Zahnradwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, bei der ein Phasenversatz zwischen dem ersten Vorwalzformwerkzeug (32) und dem zweiten Vorwalzformwerkzeug (42) in der Umfangsrichtung innerhalb 0,1º eingestellt ist, und bei der ein Phasenversatz zwischen dem ersten Fertigwalzformwerkzeug (33) und dem zweiten Fertigwalzformwerkzeug (43) in der Umfangsrichtung innerhalb 0,1º eingestellt ist.