[001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Auslegung und Bearbeitung von Zahnrädern. Die Erfindung betrifft auch eine entsprechende Bearbeitungsmaschine und Software.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

[002] Zwischen der ersten Auslegung eines Zahnrads oder Radsatzpaares und dem fertig montierten Radsatz liegen zahlreiche Berechnungs-, Bearbeitungs- und Dokumentationsschritte.

[003] Die Produktion eines Zahnrades beginnt typischerweise mit der rechnerischen Auslegung, die anhand von Vorgaben z.B. eines Kunden erfolgt. Es gibt hier verschiedenste Ansätze, die letztendlich alle einen Soll-Datensatz oder einen Neutral-Datensatz zur Verfügung stellen. Dieser Datensatz wird dann typischerweise in eine Bearbeitungsmaschine geladen. Die Bearbeitungsmaschine setzt den Datensatz in Maschinendaten um und die Bearbeitung eines Zahnrad- Werkstücks erfolgt anhand der Maschinendaten. Falls das so produzierte Zahnrad nicht der ursprünglichen Auslegung entspricht, so werden Korrekturen am Verfahren vorgenommen und es wird ein weiteres Zahnrad produziert. [004] Die heutigen Produktions- und Bearbeitungsabläufe werden immer komplexer und die Anforderungen in Sachen Genauigkeit nehmen zu. Ausserdem wird vor allem für die Einzelteil- oder Kleinserienproduktion angestrebt möglichst keinen oder nur einen geringen Ausschuss zu produzieren.

[005] Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein robustes Verfahren bereit zu stellen, das es ermöglicht zuverlässig und effizient ein Zahnrad oder Radsatzpaar auszulegen und auslegungsgemäss herzustellen. [006] Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[007] Die Erfindung betrifft auch eine Software oder Softwaremodule, die dazu ausgelegt sind, das Verfahren der Erfindung auf einen Computer auszuführen. Ein solches Softwaremodul kann z. B. Teil eines modularen Programmsystems für eine benutzerfreundliche Anwendung auf der Rechnerplattform des Kunden sein.

[008] Das Verfahren der Erfindung, ist als software-basiertes, computergestütztes Verfahren ausgelegt, das weitestgehend autonom arbeitet.

[009] Das Verfahren kann jedoch bei bevorzugten Ausführungsformen einen Benutzer insoweit einbinden, dass dieser z.B. an einem Bildschirm Eingaben vornehmen und/oder eine Auswahl von Werkzeugen beeinflussen kann.

[0010] Die Erfindung setzt auf ein Auslegungsverfahren (auch Dimensionierungs- oder Designphase genannt), das dazu geeignet ist eine funktionsorientierten Geometrie eines zu produzierenden Zahnrads, oder eines Radsatzes, vorzugeben. Im Folgenden wird stets nur ein einzelnes Zahnrad Z erwähnt, wobei sich die Erfindung auch auf Radsätze anwenden lässt. Es geht bei dem Auslegungsverfahren vorzugsweise um eine rein theoretische, mathematische Definition des Zahnrads mit oder ohne Modifikationen. Vorzugsweise erfolgt diese Auslegung unter Verwendung von Kundenvorgaben. [0011] Ausserdem setzt die Erfindung auf ein Verfahren zur Definition einer theoretisch herstellbaren Geometrie des Zahnrads, wobei dieses Verfahren von der funktionsorientierten Geometrie ausgeht oder auf der funktionsorientierten Geometrie aufbaut.

[0012] Die Definition der theoretisch herstellbaren Geometrie erfolgt vorzugsweise bei allen Ausführungsformen unter Berücksichtigung der verfügbaren Bearbeitungsmaschinen und/oder der verfügbaren Werkzeuge oder Werkzeugsysteme (z.B. Messerköpfe, die mit unterschiedlichen Stabmessern bestückbar sind).

[0013] Die Erfindung basiert quasi auf einer getrennten Behandlung von auslegungsrelevanten (theoretischen) Aspekten und produktionsrelevanten, kinematischen (praktischen) Aspekten.

[0014] Es erfolgt dann gemäß Erfindung die Produktion (Bearbeitung) mindestens eines Zahnrads anhand von Soll- oder Neutraldaten (hier generell als Produktionsdaten bezeichnet), die der Bearbeitungsmaschine übergeben wurden. Die Solldaten wurden zuvor aus der Definition der theoretisch herstellbaren Geometrie des Zahnrads abgeleitet oder ermittelt.

[0015] Nach der Produktion des mindestens einen Zahnrads wird eine Vermessung des Zahnrads vorgenommen, wobei Ist-Daten ermittelt werden, die anschliessend mit den Solldaten verglichen werden.

[0016] Auf diesem Weg lässt sich vorzugsweise mindestens eine Korrekturgröße ermitteln, die dann eingesetzt werden kann, um in die Bearbeitungsmaschine einzugreifen und/oder um angepasste Produktionsdaten zu berechnen. Diese angepassten Produktionsdaten können dann beispielweise für die Produktion eines weiteren Zahnrads (z.B. einer Kleinserie) verwendet werden.

[0017] Die Erfindung setzt somit auf ein Verfahren, das mehrere Verfahrensmodule oder Prozesse umfasst, die ineinandergreifen bzw. aufeinander aufbauen, um so von der Auslegung bis zur Produktion eine robust funktionierende Prozesskette zu bilden, die es ermöglicht qualitativ hochwertige Zahnräder zu fertigen. [0018] Die Erfindung setzt bei bevorzugten Ausführungsformen auf die gezielte Auswahl eines geeigneten Werkzeugs und auf die Definition einer geeigneten Maschinenkinematik einer mehrachsigen, CNC-gesteuerten Bearbeitungs-maschine für die Bearbeitung eines Zahnrads. Vorzugsweise wird die Maschinenkinematik im Rahmen einer computer-basierten Herstell- bzw. Bearbeitungssimulation ermittelt.

[0019] Vorzugsweise wird das software-basierte, computergestützte Verfahren zur Ermittlung einer theoretisch herstellbaren Geometrie des Zahnrads so eingesetzt, dass es kinematische Aspekte sowohl eines Werkzeugs als auch einer Bearbeitungsmaschine berücksichtigt. D.h. es werden hier vorzugsweise sämtliche kinematischen Zusammenhänge ermittelt.

[0020] Die Erfindung setzt bei bevorzugten Ausführungsformen auf den Einsatz bereits vorhandener Werkzeuge, statt modifizierte Werkzeuge einzusetzen oder gar Werkzeuge modifizieren zu müssen.

[0021] Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass weitestgehend bereits vorhandene Werkzeuge eingesetzt werden können. Falls es sich um abrichtbare Schleifwerkzeuge handelt, so liegt ein weiterer Vorteil der Erfindung in der Tatsache, dass ein Standard-Abrichtverfahren angewendet werden kann, um vorhandene Werkzeuge abzurichten. Anders als im Stand der Technik wird hier also weder auf modifizierte Werkzeuge noch auf entsprechend modifizierte Abrichtverfahren gesetzt. [0022] Die Erfindung ermöglicht unter anderem die Herstellung von Zahnrädern mit einer Verzahnungsgeometrie und/oder Oberflächenstruktur der Zahnflanken (im Sinne der Topologie der Zahnflanken), die weitestgehend der ursprünglichen Auslegung entspricht. Das Verfahren der Erfindung ermöglicht das Auswählen eines geeigneten Werkzeugs zum Einsatz in einer geeigneten Bearbeitungsmaschine, um ein Zahnrad mit einer Verzahnungsgeometrie und/oder Oberflächenstruktur herzustellen, das der funktionsorientierten Geometrie, die im Rahmen einer Auslegung definiert wurde, möglichst nahe kommt.

[0023] Gemäß Erfindung können bei der Auslegung, d .h. beim Ermitteln einer funktionsorientierten Geometrie, auch Modifikationen der Zahnflanken (z.B. Flankenballigkeit, Endrücknahme und dergleichen) vorgegeben werden, die z. B. notwendig sein können, um das Zahnrad mit einem anderen Zahnrad in gewünschter Art und Weise als Radsatzpaar zu paaren. Das Verfahren der Erfindung hilft dabei einen möglichst effizienten Weg zur Produktion eines solchen Zahnrads vorzugeben, wobei jedoch stets ein Zahnrad produziert wird, das als bestmögliche Näherung des theoretisch vorgegebenen Zahnrads zu betrachten ist. Das liegt darin begründet, dass sich die theoretisch herstellbare Geometrie des Zahnrads, die zum Bereitstellen der Produktionsdaten verwendet wird, von der funktionsorientierten Geometrie unterscheidet und dass die Ist- Daten am produzierten Zahnrad wiederum von den Produktionsdaten abweichen.

[0024] Die Erfindung erlaubt es einen Verfahrensweg zu finden, der robust und zuverlässig die Produktion/Bearbeitung eines Zahnrads ermöglicht, das möglichst innerhalb geringer Toleranzen mit der funktionsorientierten Geometrie übereinstimmt.

[0025] Die Erfindung lässt sich auf CNC-Bearbeitungsmaschinen anwenden, die mindesten 5 CNC-gesteuerte Achsen aufweisen. Insbesondere kann die Erfindung beim Fräsen (z.B. beim Diagonalwälzfräsen), Schälen (z. B. beim Wälzschälen) oder Schleifen (z.B. beim Diagonalwälzschleifen) von Zahnrädern angewendet werden. [0026] Die Erfindung lässt sich sowohl auf Einzelteilverfahren als auch auf kontinuierliche Teilverfahren anwenden.

[0027] Vorzugsweise kommt im Rahmen der Erfindung eine CNC-gesteuerte Bearbeitungsmaschine zum Einsatz, die als Neutraldatenmaschine ausgelegt ist. [0028] Die Erfindung kann z. B. im Zusammenhang mit einer Wälzschleifmaschine gemäß EP3034221 AI, einer Wälzschälmaschine gemäß EP2520390 AI oder einer Universalmaschine gemäß WO2007012351 AI eingesetzt werden.

[0029] Bevorzugt weist die Software und/oder der Computer, auf dem die Software beispielsweise installiert ist, eine Schnittstelle zur Bearbeitungsmaschine auf, und/oder die Software ist auf einer Bearbeitungsmaschine installierbar.

[0030] Insbesondere wird dabei durch die erfindungsgemäße Software eine Bearbeitungsmaschine, zum Einsatz der Erfindung angepasst.

[0031] Vorzugsweise kommt die Erfindung in einer Fertigungsumgebung zum Einsatz, die neben der CNC-gesteuerten Bearbeitungsmaschine und einer Präzisionsmessvorrichtung z.B. eine Werkzeugstation (eventuell mit Werkzeugeinstellgerät) umfasst.

[0032] Die Erfindung ermöglicht das schnelle und zielgerichtete Entwickeln von Zahnrädern oder Radsätzen, sowie die unmittelbar anschliessende Produktion .

[0033] Die Erfindung ermöglicht ein hohes Qualitätsniveau sicher zu stellen und die Ausschussrate gering zu halten. Ausserdem ist der Ansatz der Erfindung robust und garantiert somit eine hohe Prozesssicherheit.

ZEICHNUNGEN

[0034] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

FIG. 1A zeigt eine schematische Ansicht des Verfahrens der Erfindung; FIG. 1B zeigt in einer parallelen schematischen Ansicht das Flussdiagramm des Verfahrens der Erfindung; FIG. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Teilschritts des Verfahrens der Erfindung;

FIG. 3A zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Teilschritts des

Verfahrens der Erfindung;

FIG. 3B zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Teilschritts des

Verfahrens der Erfindung.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG [0035] Im Zusammenhang mit der vorliegenden Beschreibung werden Begriffe verwendet, die auch in einschlägigen Publikationen und Patenten Verwendung finden. Es sei jedoch angemerkt, dass die Verwendung dieser Begriffe lediglich dem besseren Verständnis dienen soll. Der erfinderische Gedanke und der Schutzumfang der Patentansprüche soll durch die spezifische Wahl der Begriffe nicht in der Auslegung eingeschränkt werden. Die Erfindung lässt sich ohne weiteres auf andere Begriffssysteme und/oder Fachgebiete übertragen. In anderen Fachgebieten sind die Begriffe sinngemäß anzuwenden.

[0036] Es geht hier um ein Verfahren zum Auslegen und Bearbeiten bzw. Herstellen eines Zahnrads Z, das mehrere ineinandergreifende Teilschritte oder Prozesse umfasst. Grundlegende Aspekte der Erfindung werden als erstes im Zusammenhang mit den Figuren 1A und 1B beschrieben. Fig. 1A zeigt ein schematisches Diagramm zur Bearbeitung eines Zahnrads Z. Um genau zu sein, geht das Verfahren von einem Rohling oder einem Zahnradwerkstück aus. Im Folgenden ist jedoch stets von einem Zahnrad Z die Rede, um die Beschreibung nicht zu verkomplizieren. In Fig. 1B ist in einer parallelen Darstellung ein stark schematisiertes Flussdiagramm gezeigt, das die wesentlichen Schritte in Form einzelner (Verfahrens-)Blöcke zeigt. [0037] In einem ersten Schritt Sl erfolgt das software-basierte, computergestützte Auslegen eines zu produzierenden Zahnrads Z. Ziel des Schritts Sl ist die Bereitstellung einer funktionsorientierte Geometrie fG des Zahnrads Z. In Fig . 1A ist angedeutet, dass Schritt Sl z. B. durch eine Software SW1 ausgeführt oder unterstützt werden kann, die z.B. in einem Rechner 10.1 mit Bildschirm 12.1 installiert ist und ausgeführt wird .

[0038] In Fig . 1A wird durch einen Pfeil 201 symbolisiert, dass die funktionsorientierte Geometrie fG an den nächsten Schritt S2 (z. B. an eine Software SW2) übergeben wird .

[0039] In einem zweiten Schritt S2 erfolgt die software-basierte, computergestützte Ermittlung einer theoretisch herstellbaren Geometrie thG dieses Zahnrads Z. Der zweite Schritt S2 geht aus von der bereitgestellten funktionsorientierten Geometrie fG.

[0040] Ziel des Schritts S2 ist die Bereitstellung einer Geometrie thG, die der funktionsorientierten Geometrie fG entspricht oder die als Näherung der funktionsorientierten Geometrie fG anzusehen ist. Im Allgemeinen wird es stets einen Unterschied zwischen der funktionsorientierten Geometrie fG und der theoretisch herstellbaren Geometrie thG geben. In Fig . 1A ist angedeutet, dass der Schritt S2 z.B. durch eine Software SW2 ausgeführt oder unterstützt werden kann, die z.B. in einem Rechner 10.2 mit Bildschirm 12.2 installiert ist und ausgeführt wird .

[0041] Die Schritte Sl und S2 können bei allen Ausführungsformen aber auch auf ein und demselben Rechner 10, in einem Rechnernetzwerk und/oder mit ein und derselben Software SW ausgeführt werden. Vorzugsweise umfasst die Software SW in diesem Fall zwei entsprechend gestaltete Softwaremodule SW1 und SW2.

[0042] Als Resultat des zweiten Schritts S2 können Produktionsdaten PD bereitgestellt und z. B. an eine Bearbeitungsmaschine 50 übergeben werden, wie in Fig . 1A durch einen Pfeil 202 symbolisiert. Diese Produktionsdaten PD repräsentieren die theoretisch herstellbare Geometrie thG. D.h. die theoretisch herstellbare Geometrie thG ist in diesen Produktionsdaten PD umfasst oder wird durch die Produktionsdaten PD abgebildet. [0043] Die Produktionsdaten PD können bei allen Ausführungsformen neben der theoretisch herstellbare Geometrie thG noch umfassen :

- die Werkzeugdaten,

- die Maschinenkinematik (inkl. erforderlicher Abrichtkinematik),

- die Sollmessdaten.

[0044] Der Begriff „Produktionsdaten PD" wird hier verwendet, um der Tatsache Rechnung zu tragen, dass je nach Anbieter der Software, Hersteller der Bearbeitungsmaschine 50 und je nach Anwender unterschiedliche Datensätze und/oder Standards zu Kommunikationszwecken zum Einsatz kommen. Typischerweise handelt es sich bei den Produktionsdaten PD um Solldaten oder Neutraldaten. [0045] In einem weiteren Schritt S3 erfolgt nun das eigentliche Bearbeiten eines Zahnrads in der Bearbeitungsmaschine 50. Als Resultat stellt die Bearbeitungsmaschine 50 ein Zahnrad bereit, das hier mit dem Bezugszeichen Z* bezeichnet wird, da es stets zwischen dem Zahnrad Z, das ursprünglich zu produzieren geplant war, und dem aktuell produzierten Zahnrad Z* Abweichungen gibt (z.B. aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten). Vorzugsweise kommt in diesem Schritt eine CNC-gesteuerte Bearbeitungsmaschine 50 zum Einsatz.

[0046] In einem weiteren Schritt S4 wird nun das Zahnrad Z* einer Messung unterzogen, die in der Bearbeitungsmaschine 50 oder z.B. in einer separaten Messmaschine 20 durchgeführt wird. In Fig. 1A ist beispielhaft eine solche separate Messmaschine 20 gezeigt. Die Übergabe des Zahnrads Z* ist in Fig. 1A durch einen Pfeil 203 symbolisiert. [0047] Ziel des Vermessens des Zahnrads Z* ist das Bereitstellen eines Ist- Datensatzes ID.

[0048] In einem weiteren Schritt S5 werden die Produktionsdaten PD mit dem Ist-Datensatz ID in Bezug gesetzt. Vorzugsweise erfolgt ein Vergleich einzelner Produktionsdaten PD mit einzelnen Daten des Ist- Datensatzes ID, um Abweichungen aufzudecken und um daraus mindestens eine Korrekturgröße ΔΡϋ zu ermitteln . [0049] In Fig . 1A wird das in Bezug Setzen der Produktionsdaten PD mit dem Ist-Datensatz ID durch eine Software SW3 durchgeführt. Zu diesem Zweck werden die Produktionsdaten PD (siehe Pfeil 204) und der Ist-Datensatz ID (siehe Pfeil 205) an diese Software SW3 übergeben. [0050] In einem weiteren Schritt S6 wird die/werden die Korrekturgröße/n ΔΡϋ entweder dazu eingesetzt, um in die Bearbeitungsmaschine 50 einzugreifen (siehe Pfeil 206), oder um korrigierte Produktionsdaten kPD zu ermitteln (siehe Pfeil 207). [0051] Das Eingreifen in die Bearbeitungsmaschine 50 kann z. B. so erfolgen, dass die Bearbeitungsmaschine 50 beim Nachbearbeiten desselben Zahnrads Z* Korrekturen vornehmen kann, oder dass bei der Bearbeitung eines nachfolgenden weiteren Zahnrads die Bearbeitung von Anfang an in korrigierter Form erfolgt.

[0052] Falls korrigierte Produktionsdaten kPD ermittelt werden sollen, so kann dies bei allen Ausführungsformen z. B. durch den (erneuten) Einsatz der Software SW2 erfolgen, wie Fig . 1A angedeutet. In diesem Fall werden die korrigierten Produktionsdaten kPD über die Verbindung 202 an die Bearbeitungsmaschine 50 übergeben und es erfolgt dort die Bearbeitung mindestens eines weiteren Zahnrads.

[0053] Im Folgenden werden nun weitere Details des Verfahrens der Erfindung beschrieben und es werden weitere Ausführungsformen erläutert.

[0054] Die Erfindung setzt im Schritt Sl auf ein Auslegungsverfahren, das dazu geeignet ist eine funktionsorientierten Geometrie fG eines zu produzierenden Zahnrads Z, oder einen Radsatzes, vorzugeben. Hierbei geht es bei allen Ausführungsformen vorzugsweise um eine rein theoretische, mathematische Definition des Zahnrads Z mit oder ohne Modifikationen (solche Modifikationen werden teilweise auch als Korrekturen bezeichnet, obwohl dieser Begriff nicht präzise ist). Vorzugsweise erfolgt diese Auslegung im Schritt Sl unter Verwendung von Eingangsgrössen, wie z. B. Zähnezahl, Durchmesser und Zahnbreite, Spiral- und Eingriffswinkel, Zahnhöhe und Zahnkopfhöhe, Zahndicke, Wahl des Verzahnungssystems, Achswinkel und Achsversatz zum Einbau der Zahnräder eines Radsatzes, Angaben zur Leistungsübertragung des zu produzierenden Radsatzes, Angaben zur Übersetzung, Wirkungsgrad, Geräuschverhalten.

[0055] Die Eingangsgrössen können z.B. in Form von Kundenvorgaben KV (z. B. in Form eines Anforderungsprofils für einen Radsatz) vorgegeben werden. Das Verwenden von Kundenvorgaben KV ist in Fig . 2 durch einen Eingabepfeil dargestellt, der in Richtung der Box Sl zeigt.

[0056] Statt von Kundenvorgaben KV auszugehen, oder als Ergänzung zu den Kundenvorgaben KV, kann der Schritt Sl auch mit dem Laden eines Datensatzes DS (z.B. aus einer anderen Entwicklungsumgebung) gespeist werden. In Fig. 2 ist daher ein weiterer optionaler Eingabepfeil DS gezeigt.

[0057] Alternativ oder zusätzlich können die erforderlichen Eingangsgrössen aber auch in das System eingegeben werden, wie in Fig . 2 durch eine Tastatur 13.1 angedeutet. [0058] Im Zusammenhang mit der Auslegung kann im Schritt Sl z.B. eine bereits vorhandene Software eingesetzt werden, wobei Änderungen und Erweiterungen vorgenommen werden müssen, um diese Software an die Schritte der Erfindung anzupassen. [0059] Ausgehend von Eingangsgrössen, wird im Schritt Sl eine funktionsorientierte Geometrie fG des Zahnrads Z bzw. des Radsatzes ermittelt. Zu diesem Zweck können in der Software Formeln Fl hinterlegt sein (siehe Fig . 2), oder die Formeln oder ein Formelsatz können geladen werden. [0060] Im Rahmen dieser Auslegung kann auch einer, oder es können mehrere der folgenden Teilschritte durchgeführt werden :

- rechnerische Festigkeitsanalyse (M l);

- Ermittlung von Toleranzen für die Produktion (M2);

- statische und/oder dynamische Betrachtung (M3);

- rechnerische Optimierung der Mikrogeometrie (z. B. durch Flankenmodifikation) (M4);

- Zahnkontaktanalyse der beiden Zahnräder des Radpaares (M5);

- EaseOff-Synthese (M6) .

[0061] Vorzugsweise können im Schritt Sl bei allen Ausführungsformen entsprechende Softwaremodule M l bis M6 zum Einsatz kommen, wie in Fig . 2 angedeutet. [0062] Der Schritt Sl kann die funktionsorientierte Geometrie fG z. B. direkt an den nachfolgenden Schritt S2 übergeben, wie durch den Pfeil 201 dargestellt, oder die funktionsorientierte Geometrie fG kann in einer (zentralen) Datenbank (zwischen-) gespeichert werden . [0063] Im Schritt S2 setzt die Erfindung auf ein Verfahren zur Definition einer theoretisch herstellbaren Geometrie thG des Zahnrads Z, wobei dieses Verfahren von der funktionsorientierten Geometrie fG ausgeht oder auf der funktionsorientierten Geometrie fG aufbaut. Ziel dieses Verfahrens ist die Bereitstellung von Solldaten oder Neutraldaten (hier generell als Produktionsdaten PD bezeichnet), die direkt oder indirekt (z. B. über eine (zentrale) Datenbank) an die Bearbeitungsmaschine 50 übergeben werden können .

[0064] Ausgehend von der funktionsorientierten Geometrie fG, wird im Schritt S2 die theoretisch herstellbaren Geometrie thG des Zahnrads Z bzw. des Radsatzes ermittelt. Zu diesem Zweck können in der Software Formeln F2 hinterlegt sein (siehe Fig . 3A), oder die Formeln oder ein Formelsatz können geladen werden . Die theoretisch herstellbare Geometrie thG kann beispielsweise über ein numerisches Optimierungsverfahren ermittelt werden, bei dem die Abweichungen zwischen der theoretisch herstellbaren Geometrie thG und der funktionsorientierten Geometrie fG minimiert werden oder das so angewendet wird, dass die Abweichungen der theoretisch herstellbaren Geometrie thG von der funktionsorientierten Geometrie fG innerhalb von Toleranzen liegen).

[0065] In Fig . 3B ist angedeutet, dass im Rahmen des Schritts S2 Werkzeugdaten WD z. B. aus einer Datenbank 11 geladen werden können. Dieser Teilschritt ist optional . [0066] Vorzugsweise kommen im Schritt S2 bei allen Ausführungsformen entsprechende Softwaremodule M7 bis Mx zu Einsatz, wie in Fig. 3A angedeutet.

[0067] Zusätzlich kann im Schritt S2 eine manuelle Eingabe von Daten oder eine Auswahl erforderlich sein, wie in Fig. 3A durch eine Tastatur 13.2 angedeutet.

[0068] Vorzugsweise kommt im Schritt S2 bei allen Ausführungsformen zur Ermittlung der theoretisch herstellbaren Geometrie thG des Zahnrads Z eine computer-basierte Bearbeitungssimulation, vorzugsweise in Form einer Schnittsimulation, zum Einsatz.

[0069] Am Ende des Verfahrens zur Definition einer theoretisch herstellbaren Geometrie thG werden Produktionsdaten PD bereitgestellt und abgespeichert und/oder an eine Bearbeitungsmaschine 50 übergeben, wie durch den Pfeil 202 symbolisiert.

[0070] Am Ende des Verfahrens zur Definition einer theoretisch herstellbaren Geometrie thG kann optional auch eine grafische Darstellung erfolgen (z.B. als Bewertungsseite), um dem Benutzer Abweichungen der theoretisch herstellbaren Geometrie thG gegenüber der funktionsorientierten Geometrie fG zur Kenntnis zu bringen.

[0071] Gemäß Erfindung werden produktionsrelevante Details (z.B. die Frage, ob ein Einzelteilverfahren oder ein kontinuierliches Teilverfahren anwendet werden soll) bei der Definition der theoretisch herstellbaren Geometrie thG abgehandelt, da es in diesem Verfahrensschritt unter anderem auch um kinematische Aspekte geht. Diese produktionsrelevanten Details können z. B. in Form einzelner Softwaremodule M7 bis Mx behandelt oder abgearbeitet werden.

[0072] Vorzugsweise umfassen alle Ausführungsformen mindestens eine CNC-gesteuerte Bearbeitungsmaschine 50 zum spanenden Bearbeiten des Zahnrads Z. [0073] Eine solche Bearbeitungsmaschine 50 kann z. B. die Produktionsdaten PD in geeignete Maschinendaten umsetzen, damit in der Bearbeitungsmaschine 50 die Bearbeitungsschritte und Achsbewegungen zeitlich und räumlich koordiniert ablaufen. Das spanende Bearbeiten des Zahnrads ist in Fig. 1B als Schritt S3 zusammengefasst.

[0074] Am Ende des Schritts S3 wird ein Zahnrad Z* direkt oder indirekt (z. B. über ein Zwischenlager) an eine Messvorrichtung 20 innerhalb der Bearbeitungsmaschine 50 oder an eine separate Messmaschine 20 übergeben, wie in Fig . 1A gezeigt. Diese Übergabe kann bei allen Ausführungsformen manuell, semi-automatisch oder vollautomatisch erfolgen.

[0075] Die Messvorrichtung 20 oder Messmaschine 20 ist in das Gesamtkonzept der Erfindung eingebunden. Es kann sich bei allen Ausführungsformen um eine vollautomatisierte oder semi-automatische Messvorrichtung 20 oder Messmaschine 20 handeln.

[0076] Aus einer Datenbank (z.B. einer zentralen Produktionsdatenbank) werden Produktionsdaten PD für die Messung S4 (z. B. für eine Topografiemessung) eingelesen. Die aus der Messung S4 resultierenden Ist- Daten ID des Zahnrads Z* können in einem zugehörigen Datensatz abgelegt werden.

[0077] Das Verfahren der Erfindung führt vorzugsweise bei allen Ausführungsformen im Schritt S5 einen Soll-/Ist-Abgleich durch . Unter Einsatz geeigneter Parameter (z. B. zuvor im Rahmen der Auslegung Sl definierter Toleranzen) können die daraus bestimmten Korrekturgrößen ΔΡϋ direkt oder indirekt (z. B. über eine Datenbank oder über die Software SW2) an die Bearbeitungsmaschine 50 übertragen .

[0078] In der Praxis wird vorzugsweise für jeden Kundenauftrag ein individueller Datensatz geführt, um den Auslegungs-, Definitions-, Bearbeitungsund Messablauf produktionsgerecht und verwechslungsfrei abwickeln zu können . Gleichzeitig ist damit eine lückenlose Dokumentation aller relevanten Prozessschritte Sl - S6 gewährleistet.

[0079] Bei allen Ausführungsformen können beispielsweise zwei Datenbanken zum Einsatz kommen, wobei eine der Datenbanken für die Entwicklungsdaten (z. B. fG und thG) und die andere für die Produktionsdaten PD verwendet wird . Die Datenbank mit Entwicklungsdaten kann, muss aber nicht mit der Bearbeitungsmaschine 50 verbunden sein . Die Datenbank mit den Produktionsdaten PD (d . h . mit Solldaten und/oder Neutraldaten) ist typischerweise mit der Bearbeitungsmaschine 50 verbunden . [0080] Die erwähnten Datenbanken können alle, oder nur zum Teil, über ein Netzwerk erreichbar sein .

[0081] Anhand der Fig . 1A werden weitere Ausführungsformen beschrieben . [0082] Zwischen den beiden Rechnern 10.1 und 10.2, bzw. zwischen der Software SW1 und SW2 ist ein optionaler Rückkopplungs- oder Wechselwirkungspfeil Ww gezeigt. Dieser Pfeil Ww deutet an, dass es unter Umständen eine Art Iteration zwischen den Schritten Sl und S2 geben kann . Dies wird hier anhand eines einfachen Beispiels verdeutlicht.

[0083] Im Schritt Sl wird eine rein theoretische, mathematische Betrachtung vorgenommen . Erst der Schritt S2 schafft den Bezug zur Praxis. Es ist daher durchaus denkbar, dass im Schritt Sl eine funktionsorientierte Geometrie fG entwickelt wird, die sich im Schritt S2 als gar nicht oder als nicht wirtschaftlich sinnvoll zu produzieren herausstellt.

[0084] Der Schritt S2 kann nun eine bestmögliche Näherung für die geplante Produktion anbieten. Falls diese Näherung jedoch nicht den Erwartungen z.B. des Kunden entspricht, so muss eine solche Näherung verworfen werden. In diesem Fall kann das Verfahren der Erfindung zurück zum Schritt Sl verzweigen, um den Anwender die Möglichkeit zu geben Korrekturen auf Seiten der funktionsorientierten Geometrie fG vorzunehmen.

[0085] Auch das Verfahren des Schritts S2, das zur Ermittlung der theoretisch herstellbaren Geometrie thG des Zahnrads Z dient, kann als iteratives Verfahren ausgelegt sein, um es einem Benutzer zu ermöglichen ein erstes Werkzeug auszuwählen (z.B. aus der Werkzeug-Datenbank 11 in Fig . 3B) und die theoretisch herstellbare Geometrie thG des Zahnrads Z anhand von Werkzeugdaten WD dieses ersten Werkzeugs zu ermitteln, und, falls die theoretisch herstellbare Geometrie thG nicht geeignet ist, es dem Benutzer zu ermöglichen ein zweites Werkzeug auszuwählen und die theoretisch herstellbare Geometrie thG des Zahnrads Z anhand von Werkzeugdaten WD dieses zweiten Werkzeugs zu ermitteln.

[0086] Der Schritt S2 kann bei allen Ausführungsformen auch das Berechnen von optimalen Werkzeugdaten WD eines Werkzeugs als Option anbieten. Diese optimalen Werkzeugdaten WD beschreiben ein Werkzeug, das für das Bearbeiten (Schritt S 3) des Zahnrads Z anhand der Produktionsdaten PD in der Bearbeitungsmaschine 50 optimal wäre. Der Anwender kann nun anhand der optimalen Werkzeugdaten WD ein Werkzeug zusammenstellen (z. B. durch Schleifen von Stabmessern und Bestücken eines Messerkopfs mit diesen Stabmessern, oder Abrichten einer Schleifscheibe oder Wahl eines Abrichtwerkzeugs), oder er kann beispielsweise ein entsprechendes Werkzeug bei einem Werkzeughersteller in Auftrag geben. Bezugszeichen

Rechner / Computer / Prozessor 10.1, 10.2

Datenbank / Speichermedium 11

Bildschirm / Anzeige 12.1, 12.2

Tastatur 13.1, 13.2

Messmaschine / Messvorrichtung 20

Bearbeitungsmaschine 50

Verfahren 200

Pfeil 201, 202, 203, 204, 205

Korrekturgröße APD

Datensatz DS

Formeln Fl, F2

funktionsorientierte Geometrie fG

Ist- Datensatz / Ist- Daten ID

korrigierte Produktionsdaten kPD

Kundenvorgaben KV

Softwaremodule Ml - M6, M7 - Mx

Produktionsdaten PD

Verfahrensschritte Sl, S2, S3, S4, S5, S6, S7

Soll-Datensatz (auch Neutraldaten) / SD

Produktionsdaten

Software SW1, SW2, SW3 theoretisch herstellbare Geometrie thG

Werkzeugdaten WD

Wechselwirkung Ww

Zahnrad Z, Z*