Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads, insbesondere eines schrägverzahnten Zahnrads und im Besonderen eines doppelschrägverzahnten Zahnrads oder eines Zahnrads mit Pfeilverzahnung.

Zahnräder mit Doppelschrägverzahnung oder Pfeilverzahnung weisen eine erste Zahnreihe und eine zweite Zahnreihe auf. Zwischen der ersten Zahnreihe und der zweiten Zahnreihe ist üblicherweise ein Abstand vorgesehen. Zahnräder mit einer Doppelschrägverzahnung werden üblicherweise unter Verwendung eines Fräsers hergestellt. Es ist bekannt, Zahnräder mit einer Doppelschrägverzahnung unter Verwendung eines Wälzfräsers herzustellen. Damit der Wälzfräser nach dem Bearbeiten der ersten Zahnreihe nicht in einen Bearbeitungsbereich der zweiten Zahnreihe hinein wirkt, endet die Bearbeitung der ersten Zahnreihe mit einem Abstand zur zweiten Zahnreihe. Dabei entsteht herstellungsbedingt der zuvor genannte Abstand zwischen den Zahnreihen.

Es ist weiterhin bekannt, doppelschräg verzahnte Zahnräder mit einem minimierten Abstand zwischen den Zahnreihen herzustellen. Dabei werden üblicherweise Profil- oder Fingerfräser oder Schleifen mit fingerförmigen Schleifstiften verwendet. Die dabei verwendeten Formwerkzeuge weisen dabei mit ihrer Drehachse üblicherweise eine radiale oder annähernd radiale Ausrichtung zur Verzahnung und zur Zahnradrotationsachse auf, um Verzahnungen mit minimiertem oder ohne Zwischenraum herzustellen. Zahnräder ohne Zwischenraum sind als Pfeilverzahnungen bekannt.

Die US 2004/031152 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads mit einer Pfeil erzahnung. Dabei werden zunächst die zylindrischen Eigenschaften Zahnabschnitts des Zahnrads herausgearbeitet. Anschließend werden Nuten herausgearbeitet, damit das verwendete Werkzeug im nachfolgenden abschließenden Verfahrensschritt darin auslaufen kann.

Die US 2012/114441 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads mit Pfeilverzahnung unter Verwendung eines numerisch gesteuerten Bearbeitungswerkzeugs, das wenigstens 4-Bearbeitungsachsen aufweist. Dabei werden Steuerungsdaten für den Fräser anhand von geometrischen Daten der ersten und zweiten Zahnflanke, des Übergangsbereichs zwischen der ersten und zweiten Zahnflanke und der Gesamtgeometrie der Zahnflanken erzeugt. Die Steuerungsdaten geben einen Führungspfad des Bearbeitungswerkzeugs an, wobei der Pfad sich schräg bzw. quer zur Profilrichtung der Zahnflanken und entlang der ersten bzw. zweiten Zahnflankengeometrie und der Übergangsbereichsgeometrie erstreckt. Auf Basis der Steuerungsdaten wird das Werkstück anschließend bearbeitet.

Die WO 2015/109074 A1 beschreibt ein Werkzeug zum Bearbeiten eines Werkstücks mit einer zentralen Längsachse. Das Werkzeug umfasst eine Halterung an der das Werkstück befestigt ist, eine Schleifspindel, um Material von dem Werkstück zu entfernen, wobei die Schleifspindel eine zentrale Längsachse aufweist, um die die Spindel rotiert und die so angeordnet ist, das sie sich mit der zentralen Längsachse des Werkzeugs schneidet, um einen kontinuierlichen Zahn eines Zahnrads an dem Werkzeug herzustellen. Des Weiteren umfasst das Werkzeug ein elektrochemisches Schleifelement, das dazu konfiguriert ist, eine elektrochemische Schleifbearbeitung an der Schleifspindel auszuführen und um das Werkzeug während des Bearbeitens zu erweichen.

Andere bekannte Verfahren zur Vor- und Fertigbearbeitung von Verzahnungen nutzen Wälzfräsen, Stoßen, Wälzschleifen und Profilschleifen. Solche Verfahren benötigen jedoch einen ausreichenden Überlauf bzw. Abstand zwischen den Zahnreihen, um eine Kollision des Werkzeugs mit der benachbarten Zahnreihe zu vermeiden. Es sind jedoch auch Verfahren bekannt, die ein Profilwerkzeug in radialer oder beinahe radialer Anstellung zum Zahnrad verwenden. Solche Verfahren bearbeiten einen Zahn des Zahnrads entlang der gesamten Zahnflanke oder in einem zellenförmigen Zerspanungsverfahren, in dem die Zahnflanke mit einem zylinderförmigen, toroidalen oder kugelförmigen Werkzeug bearbeitet wird. Bei den beschriebenen Verfahren werden mit einem vergleichsweise kleinen Werkzeug große Zahnflankenflächen bearbeitet, so dass diese ein ungünstiges Verhältnis zwischen Werkzeugschneiden und zu bearbeitender Oberfläche aufweisen. Hierdurch ergeben sich lange Bearbeitungszeiten und ein hoher Werkzeugverschleiß, wodurch die Anzahl der bearbeitbaren Bauteile mit einem einzigen Werkzeug stark eingeschränkt ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher zumindest einige der genannten Nachteile zu adressieren. Insbesondere soll eine Lösung vorgeschlagen werden, mit der ein Zahnrad, besonders ein Zahnrad mit Doppelschrägverzahnung oder Pfeilverzahnung hergestellt werden kann, das einen verminderten Abstand zwischen benachbarten Zahnreihen aufweist oder gar frei von einem solchen Abstand ist. Zumindest soll zu bekannten Lösungen eine Alternative angegeben werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Es wird demnach erfindungsgemäß ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads mit wenigstens einer mehrere Zähne aufweisenden Zahnreihe vorgeschlagen, die in einem ersten Bereich des Zahnrads angeordnet ist und an einen zweiten Bereich des Zahnrads angrenzt, der einen gleichen oder einen größeren Durchmesser als der erste Bereich des Zahnrads aufweist, bei dem die Zähne der wenigstens einen Zahnreihe des herzustellenden Zahnrads unter Verwendung eines ersten Werkzeugs und mindestens eines von dem ersten Werkzeug verschiedenen zweiten Werkzeugs wenigstens teilweise herausgearbeitet und/oder fertig bearbeitet werden, wobei mit dem ersten Werkzeug Material eines ersten Abschnitts einer Zahnflanke eines Zahns einer jeweiligen Zahnreihe des herzustellenden Zahnrads abgetragen und dadurch die Zahnflanke teilweise herausgearbeitet wird und anschließend mit dem zweiten Werkzeug Material eines zweiten Abschnitts der Zahnflanke abgetragen wird und dadurch die Zahnflanke des Zahns der jeweiligen Zahnreihe des herzustellenden Zahnrads vollständig herausgearbeitet oder fertigbearbeitet wird. Das erste und das zweite Werkzeug unterscheiden sich dabei in ihrer jeweiligen Geometrie und Abmessung. Dadurch, dass in Geometrie und Abmessung verschiedene Werkzeuge zum Herausarbeiten der jeweiligen Zähne verwendet werden, teilen sich die Bearbeitungsbereiche der Werkzeuge für die jeweiligen Zähne auf. Somit kann mit jedem Werkzeug der für das jeweilige Werkzeug optimale Bearbeitungsbereich bearbeitet werden. Insbesondere bearbeitet das erste Werkzeug einen ersten Bereich einer Zahnflanke eines Zahns. Der erste Abschnitt ist dabei so gewählt, dass die Zahnflanke des jeweiligen Zahns vorbearbeitet wird. Das zweite Werkzeug bearbeitet die Zahnflanke dann fertig. Dabei ist vorgesehen, dass der zweite Abschnitt der Zahnflanke kleiner ist, als der erste Abschnitt der Zahnflanke. Dadurch ist auch der zweite zu bearbeitende Abschnitt der Zahnflanke des jeweiligen Zahns so gewählt, dass das zweite Werkzeug einen für das jeweilige Werkzeug optimalen Bearbeitungsbereich bearbeitet. Hierdurch wird der Verschleiß des jeweiligen ersten und zweiten Werkzeugs verringert. Zusätzlich wird auch die jeweils notwendige Bearbeitungszeit des ersten und zweiten Werkzeugs verringert, so dass insgesamt die Bearbeitungszeit zum Herstellen des Zahnrads verringert wird.

Es ist demnach vorgesehen, das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von doppeltverzahnten Zahnrädern anzuwenden. Doppeltverzahnte Zahnräder weisen eine erste Reihe von Zähnen und eine zweite Reihe von Zähnen auf, wobei die jeweiligen Zahnreihen benachbart zueinander angeordnet sind. Das Verfahren sieht demnach vor, dass mit dem ersten und/oder zweiten Werkzeug zunächst Zähne der wenigstens einen Zahnreihe des Zahnrads herausgearbeitet werden und anschließend mit dem ersten und/oder zweiten Werkzeug Zähne wenigstens einer zweiten Zahnreihe in dem zweiten Bereich des Zahnrads wenigstens teilweise herausgearbeitet oder vollständig herausgearbeitet oder fertig bearbeitet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass unter einem doppeltverzahnten Zahnrad im Rahmen dieser Offenbarung insbesondere auch doppelt-schrägverzahnte Zahnräder und deren Abwandlungen sowie pfeilverzahnte Zahnräder verstanden werden. Insbesondere ist das Verfahren auch anwendbar zur Herstellung von Zahnrädern mit mehr als zwei Zahnreihen, bspw. drei oder vier Zahnreihen, die als mehrfachverzahnte Zahnräder bezeichnet werden.

Eine andere Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass als erster Abschnitt ein äußerer Bereich der Zahnflanke des jeweiligen Zahns bearbeitet wird und als zweiter Abschnitt ein innerer Bereich der Zahnflanke des jeweiligen Zahns bezogen auf eine Längsachse des Zahnrads bearbeitet wird. Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, dass das erste Werkzeug zunächst die ersten, also äußeren Abschnitte der Zahnflanken der Zähne der ersten Zahnreihe herstellt und anschließend das erste Werkzeug die ersten, also äußeren Abschnitte der Zahnflanken der Zähne der zweiten Zahnreihe herstellt. Erst danach fertigt das zweite Werkzeug die zweiten Abschnitte der Zahnflanken der Zähne der ersten Zahnreihe und anschließend die zweiten Abschnitte der Zahnflanken der Zähne der zweiten Zahnreihe bzw. erst die zweiten Abschnitte der Zahnflanken der Zähne der zweiten Zahnreihe und dann die zweiten Abschnitte der Zahnflanken der Zähne der zweiten Zahnreihe, wodurch das zu fertigende Zahnrad nicht umgespannt werden muss. Es ist aber auch vorgesehen, dass das erste Werkzeug zunächst die ersten Abschnitte der Zahnflanken der Zähne der ersten Zahnreihe fertigt und anschließend das zweite Werkzeug die zweiten Abschnitte der Zahnflanken der Zähne der zweiten Reihe fertigt. Anschließend werden mit dem ersten Werkzeug die ersten Abschnitte der Zahnflanken der Zähne der zweiten Zahnreihe gefertigt und danach mit dem zweiten Werkzeug die zweiten Abschnitte der Zahnflanken der Zähne der zweiten Zahnreihe. Dadurch ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders vielseitig, wirtschaftlich und flexibel einsetzbar.

Die Längsachse des Zahnrads entspricht im Wesentlichen der Rotationsachse des Zahnrads. Ein äußerer Bereich des Zahnrads bzw. der Zahnflanke ist somit im Wesentlichen im Bereich von Stirnflächen des Zahnrads angeordnet. Ein innerer Bereich liegt somit im Wesentlichen in der Mitte des Zahnrads, also von den Stirnflächen entfernt. Indem nun der innere Bereich von dem zweiten Werkzeug fertig bearbeitet wird, kann dieser Bereich gezielt herausgearbeitet werden. Dadurch ist es möglich, einen Abstand zwischen der ersten Zahnreihe und der zweiten Zahnreihe gering zu halten oder vollständig auf einen Abstand zwischen der ersten und der zweiten Zahnreihe zu verzichten. Folglich können auch die Abmessungen des Zahnrads verringert werden, was zusätzlich zu Gewichtseinsparungen führt. Bei Verwendung eines Profilfräsers ist der Abstand der Zahnreihen dabei kleiner als der halbe Durchmesser des ersten Werkzeuges auf Höhe des Zahnkopfes der Verzahnung.

Eine andere Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, das eine Bearbeitungsrichtung des ersten und/oder zweiten Werkzeugs einen von 0° bzw. 180° verschiedenen Winkel bezogen auf die Flankenlinie des Zahnrads aufweist.

Unter Bearbeitungsrichtung soll im Rahmen dieser Offenbarung die Richtung verstanden werden, entlang welcher hauptsächlich Material abgetragen wird, wobei im Wesentlichen die Bearbeitungsrichtung entlang der jeweiligen Zahnflanke vorgesehen ist. Vorgesehen sind im Wesentlichen lineare Bearbeitungsrichtungen entlang der Zahnflanke, wobei die im Wesentlichen lineare Bearbeitungsrichtung und eine überlagerte Bearbeitungsrichtung, bspw. entlang einer Höhe der Zahnflanke eine Bearbeitungsebene aufspannen. Es ist aber auch vorgesehen, dass sich der Winkel zwischen der im Wesentlichen linearen Bearbeitungsrichtung und der Längsachse des Zahnrads während des Bearbeitens ändert, so dass sich eine gekrümmte Bearbeitungsrichtung einstellt. Hierdurch werden komplexe Geometrien der Zahnflanken ermöglicht. Insbesondere werden Schrägverzahnungen von Zahnrädern ermöglicht. Die Breite der dabei fächerförmig verlaufenden Bearbeitungsbahnen überschneiden sich dabei zumindest teilweise in dem Bereich, in dem die Bearbeitungsbahnen eine geringere Breite aufweisen.

Eine noch weitere Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Verfahrweg mindestens des zweiten Werkzeugs adaptiv unter Verwendung eines geometrischen Messverfahrens an eine von dem ersten Werkzeug herausgearbeitete Geometrie der Zahnflanke eines jeweiligen Zahns oder der Gesamtheit der Zähne angepasst wird. Hierbei soll erreicht werden, dass das zweite Werkzeug lediglich die Bereiche der jeweiligen Zahnflanke bearbeitet, die von dem ersten Werkzeug nicht bearbeitet wurden, um eine Doppelbearbeitung von jeweiligen Bereichen bzw. um eine Nachbearbeitung eines Übergangsbereichs von dem ersten Bereich zu dem zweiten Bereich zu vermeiden. Insbesondere soll dabei ein kontinuierlicher und stetiger Übergang von dem ersten Bereich der jeweiligen Zahnflanke zu dem zweiten Bereich der jeweiligen Zahnflanke erreicht werden. Dadurch kann aber auch die Position, an der der Übergang von dem Bearbeitungsbereich des ersten Werkzeugs zu dem Bearbeitungsbereich des zweiten Werkzeugs erfolgt, beliebig gewählt werden. Dabei kann der Übergang durch ein- und ausblendende Werkzeugverfahrbewegungen so gestaltet werden, dass die Werkzeugverfahrbewegungen die für das Werkzeug vorgesehene Zahnprofilkorrektur vornimmt, um einen absatzfreien Übergang der Bearbeitungsbereiche sicherstellt. Das zerspante Aufmaß wird dabei an die an mindestens einer Zahnflanke gemessene Zahnflanken- und Zahnprofilgeometrie adaptiv angepasst.

Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das geometrische Messverfahren einen Mittelwert von Zahn Positionen aller Zähne des Zahnrads zur Anpassung verwendet. Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass mit dem zweiten Werkzeug eine Zahnfußgeometrie und/oder Zahnkanten einer jeweiligen Zahnflanke eines Zahns vollständig oder teilweise herausgearbeitet oder fertigbearbeitet wird. Dadurch wird ein Nachbearbeiten des Zahnrads vermieden.

Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass als erstes Werkzeug ein Werkzeug verwendet wird, dass einen größeren Werkzeugdurchmesser aufweist, als das zweite Werkzeug. Dadurch wird erreicht, dass das erste Werkzeug im Wesentlichen einen erheblichen Teil der jeweiligen Zahnflanke des jeweiligen Zahns bearbeitet und das zweite Werkzeug die vorgesehene Geometrie der jeweiligen Zahnflanke fertig bearbeitet, wobei die Fertig bearbeitung mit dem zweiten Werkzeug auf einen im Vergleich zum ersten Bereich kleineren oder deutlich kleineren Bereich beschränkt ist. Dadurch wird der Verschleiß der jeweiligen Zahnräder reduziert.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste, größere Werkzeug mit dem zweiten Bereich kollidiert und keine vollständige, gewünschte Bearbeitung der Zahnflanken der Zähne der ersten Zahnreihe ermöglicht.

Eine Ausfühvungsform des Verfahrens sieht vor, dass als erstes Werkzeug ein Wälzfräser oder eine Wälzschleifschnecke oder eine Profilschleifscheibe oder ein Profilfräser oder ein Involutfräser oder ein Fingerfräser jeweils mit einem größeren Durchmesser als das zweite Werkzeug verwendet wird. Ein Wälzfräser ist bspw. ein walzenförmiges, also im Wesentlichen zylindrisches Werkzeug, das eine Vielzahl von Fräszähnen aufweist. Durch Drehen des Wälzfräsers fräsen die Fräszähne die entsprechenden Zähne des Zahnrades in einen Rohling des Zahnrads. Auf Grund der Drehung des Wälzfräsers weist der in Bearbeitungsrichtung vorne liegende Bearbeitungsbereich jedoch einen Radius entsprechend des Radius' des Wälzfräsers auf. Bei den hier beschriebenen doppelschrägverzahnten Zahnrädern ist aufgrund des Schrägungswinkels eine zusätzliche Anstellung des Wälzfräsers erforderlich. Dadurch benötigt ein Wälzfräser einen gewissen Auslaufbereich, um einen jeweiligen Zahn eines Zahnrads vollständig herauszuarbeiten. Bei doppelt verzahnten Zahnrädern führt dieser Umstand zu einem charakteristischen Abstand zwischen der ersten und der zweiten Zahnreihe. Soll dieser in seiner Abmessung möglichst klein gehalten werden, so führt dies zu einem im Durchmesser möglichst kleinen und damit unwirtschaftlichen Wälzfräswerkzeug. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, den Auslaufbereich zu verkürzen, indem lediglich ein äußerer Randbereich und/oder ein Mittelbereich der Zahnflanke mit einem Wälzfräser bearbeitet wird. Mit einem Wälzfräser kann kontinuierlich eine große Bearbeitungsfläche, also eine Vielzahl von jeweiligen Zahnflanken bzw. Zähnen wirtschaftlich bearbeitet werden. Die Bearbeitungszeit, um ein Zahnrad zu bearbeiten, kann mit diesem Verfahren erheblich verkürzt werden.

Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass als zweites Werkzeug ein Fingerfräser oder -schieifer oder ein Schleifstift oder ein stiftförmiger Fräser verwendet wird. Finger- oder Stiftfräser sind in ihrem Durchmesser üblicherweise kleiner als Wälzfräser oder -schieifer. Dadurch erlauben diese jedoch eine Bearbeitung bei deutlich geringerem Werkzeugüberlauf und dienen der Vor- und Fertig bearbeitung einer Zahnflanke bzw. eines Zahns eines Zahnrads. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, einen solchen Fräser zu verwenden, um die von dem Wälzfräser nicht bearbeiteten Bereiche, die auf Grund des verkürzten Auslaufbereichs stehen blieben, fertig zu bearbeiten.

Eine andere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass ein Fräser oder Schleifstift verwendet wird, der eine zylindrische oder konische Form mit einer geraden, konvexen oder konkaven Werkzeugflanke aufweist. Dadurch können jeweils unterschiedliche Zahnflankengeometrien erzeugt werden.

Eine weitere Ausführungsfovm des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Rotationsachse des ersten Werkzeugs senkrecht zu einer Rotationsachse des zweiten Werkzeugs ausgerichtet ist. Dadurch werden unterschiedliche Bearbeitungsrichtungen ermöglicht, wodurch eine Feinbearbeitung der Zahnflanken verbessert wird.

Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das erste und zweite Werkzeug auf der gleichen oder auf mehreren Werkzeugmaschinen verwendet werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen und beispielhaften Ausführungsformen ausführlich beschrieben.

Fig. 1 a zeigt eine perspektivische Darstellung eines Fräs- oder Schleifverfahrens mit einem Profilwerkzeug nach dem Stand der Technik.

Fig. 1 b zeigt eine Schnittansicht eines Fräs- oder Schleifverfahrens mit einem Profilwerkzeug nach dem Stand der Technik.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht eines Zahnrads mit einer ersten und einer zweiten Zahnreihe und dazwischen liegendem Abstand nach dem Stand der Technik. Fig. 3a und 3b zeigen eine Schnittansicht einer schematischen Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eine Detailansicht dazu.

Fig. 3c zeigt eine Schnittansicht einer schematischen Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 4a und 4b zeigen eine perspektivische Ansicht eines Zahns eines Zahnrads sowie eine Detailansicht eines finger- oder stiftförmigen Werkzeuges dazu.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht einer Zahnflanke sowie von Werkzeugen zur Verwendung in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht einer Zahnflanke sowie eines weiteren Werkzeugs zur Verwendung in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht von Zahnflanken sowie eines weiteren Werkzeugs zur Verwendung in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In den Figuren 1 a und 1 b ist ein allgemeines schematisches Prinzip eines Verfahrens zur Herstellung von Zahnrädern 100 mit einer Doppelschräg erzahnung 102 unter Verwendung eines Profilwerkzeugs, bspw. einer Profilschleifscheibe oder eines Profilfräsers 104 dargestellt. Figur 1 a zeigt in schematischer Ansicht ein doppelschrägverzahntes Zahnrad 100 mit einer ersten Zahnreihe 106 und einer zweiten Zahnreihe 108. Bei einem solchen Verfahren fräst das Profilwerkzeug 104 durch spanendes Abtragen von Material aus einem jeweiligen Werkstück 1 12 jeweilige Zähne 110 aus dem Werkstück 112 heraus. Aufgrund des Radius 114 des Profilwerkzeugs 104 ist es erforderlich, dass das Profilwerkzeug 104 über die tatsächlich vorbestimmte Länge des jeweiligen Zahns 1 10 hinausläuft, so dass auch ein Zahnfußbereich vollständig von dem Profilwerkzeug 104 bearbeitet wird. Aufgrund dieses Auslaufbereichs entsteht zur Vermeidung von Kollisionen des Profilwerkzeugs 104 mit Zähnen 110 der jeweils benachbarten Zahnreihe, hier der zweiten Zahnreihe 108, ein Abstand 1 16 zwischen der ersten und zweiten Zahnreihe 106, 108. Dieser Abstand 1 16 wird auch Steg genannt. Aufgrund eines großen Radius des Profilwerkzeuges 104, kann dieser Steg 1 16 einen Wert im Bereich von bis zu 50% des Werkzeugdurchmessers annehmen. Bei Wälzfräs oder Wälzschleifverfahren wird durch die erforderliche Schrägstellung des schraubenförmigen Werkzeugs ein noch größerer Abstand erforderlich, damit das Werkzeug während der Bearbeitung der ersten Zahnreihe 106 nicht mit der zweiten Zahnreihe 108 kollidiert. Das in Figur 1a dargestellte Zahnrad 100 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf. Die Zähne 110 sind radial außen an dem Zahnrad 100 angeordnet, so dass das Zahnrad 100 mit einer Außenverzahnung ausgebildet ist.

Figur 1 b und Figur 2 zeigen das in Figur 1 a beschriebene Verfahren in einer Schnittansicht ln dieser Ansicht wird noch deutlicher sichtbar, dass das Profilwerkzeug 104 auf Grund des Auslaufbereiches bedingt durch den Radius 1 14 beim Bearbeiten des Zahnes 1 10 der Zahnreihe 108 mit einem Zahn 110 der Zahnreihe 106 kollidieren kann. Um die Kollision zu verhindern, weist das Zahnrad 100 zwischen der ersten Zahnreihe 106 und der zweiten Zahnreihe 108 den Abstand 116 auf.

Das Zahnrad 100 weist wie bereits beschrieben eine Außenverzahnung auf. Die Außenverzahnung ist als eine Doppelschrägverzahnung 102 ausgebildet. Die Doppelschrägverzahnung 102 weist die erste Zahnreihe 106 und die zweite Zahnreihe 108 auf. Aufgrund der Schrägverzahnung sind in den gezeigten Schnittansichten in der ersten Zahnreihe 106 ein erster Zahn 1 10a und ein zweiter Zahn 1 10b sichtbar und in der zweiten Zahnreihe 108 sind ein dritter Zahn 1 10c und ein vierter Zahn 1 10d sichtbar. Zwischen den jeweiligen Zähnen 110 ist jeweils ein Zwischenbereich 118 ausgebildet.

Zwischen der ersten Zahnreihe 106 und der zweiten Zahnreihe 108 ist ein Steg 1 16 ausgebildet. Ebenfalls in Figur 2 ist ein reduzierter Stegbereich 120, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbar ist, angedeutet. Der reduzierte Stegbereich 120 weist gegenüber dem mit dem Verfahren nach dem Stand der Technik auftretenden Steg 116 eine verkürzte Ausdehnung auf.

In Figur 3a ist nun das erfindungsgemäße Verfahren schematisch dargestellt. Dargestellt ist das Verfahren beispielhaft an einem Zahnrad 10 mit einer Doppelschrägverzahnung 12. Das Zahnrad 10 weist eine erste Zahnreihe 28 und eine zweite Zahnreihe 30 auf. Erfindungsgemäß wird ein jeweiliger Zahn 14 des Zahnrads 10 zunächst von einem ersten Werkzeug 16 bearbeitet. Das erste Werkzeug 16 kann beispielsweise, wie dargestellt, ein Profilwerkzeug sein. Hierbei sei angemerkt, dass das erste Werkzeug 16 auch eine Wälzschleifsch necke, ein Wälzfräser, ein Profilscheibenfräser, eine Profilschleifscheibe oder ein Involutfräser sein kann,

Da in diesem Beispiel eine Schrägverzahnung 12 dargestellt ist, ist bei dieser Darstellung zu beachten, dass das Profilwerkzeug 16 nicht entlang einer Längsachse 17 die Zähne 14 herausarbeitet, sondern sich entlang einer Flankenlinie bewegt und arbeitet, die relativ zur Längsachse 17 geneigt ist und in dieser Darstellung aus der Darstellungsebene hinausragt. Die nachstehend beschriebenen Bearbeitungsabschnitte 18, 19 sind daher auf die Längsachse 17 projiziert. Die Längsachse 17 entspricht im Wesentlichen der Rotationsachse des Zahnrads.

Das Profilwerkzeug 16 bearbeitet einen ersten Abschnitt 18 des Zahns 14. Der erste Abschnitt 18 erstreckt sich bezogen auf die Längsachse 17 des Zahnrads 10 von einem Randbereich des Zahnrads 10 in Richtung eines Mittelbereichs 20 des Zahnrads 10 bis zu einem zweiten Abschnitt 19 des Zahnrads 10. Der Wälzfräser 16 trägt in dem ersten Abschnitt 18 Material von dem Werkstück ab und formt dabei eine Zahnflanke 22 des Zahns 14. Der erste Abschnitt 18 des Zahns 14 wird dabei durch die Auswahl der Werkzeuggröße des ersten Werkzeugs 16 bestimmt. Beispielsweise bestimmt bei Verwendung eines Wälzfräsers der Wälzfräserdurchmesser die Erstreckung des ersten Abschnitts 18. Bei Verwendung eines Wälzschleifers bestimmt der

Schleifschneckendurchmesser die Erstreckung des ersten Abschnitts 18, bei dem diskontinuierlichen Verzahnungsschleifen ist es der Schleifscheibendurchmesser und beim Involutfräsen ist es der Involutfräserdurchmesser. Dabei werden im Allgemeinen zur Sicherstellung einer wirtschaftlichen Bearbeitung die Werkzeuge so groß wie möglich ausgewählt, wodurch die Anzahl der nutzbaren Schneiden bei Werkzeugen mit bestimmter Schneide oder der Schleifkörner bei Werkzeugen mit unbestimmter Schneide maximiert werden.

Erfindungsgemäß wird der zweite Abschnitt 19 des Zahns 14 bzw. der Zahnflanke 22 mit einem zweiten Werkzeug 24 bearbeitet. Das zweite Werkzeug 24 kann beispielsweise ein Formfräser sein, der das Zahnflankenprofil abbildet oder diesem angenähert ist. Alternativ ist auch vorstellbar, dass das zweite Werkzeug 24 ein Schaftfräser, Gesenkfräser, Kugelfräser, Tonnenfräser oder dgl. sein kann. Das zweite Werkzeug 24 ist somit ein Fräs- oder Schleifwerkzeug mit im Wesentlichen radialer Ausrichtung der Werkzeugrotationsachse in Bezug zur Zahnradrotationsachse. Das dargestellte erste Werkzeug 16 kann dabei auch als Fräswerkzeug in Form und Ausrichtung des zweiten Werkzeuges 24 ausgeführt sein. Das erste Werkzeug 16 verfügt dabei jedoch über einen größeren Werkzeugdurchmesser als das zweite Werkzeug 24. Dabei ist die Rotationsachse des ersten Werkzeugs 16 radial oder annähernd radial zur Zahnradrotationsachse ausgerichtet. Wesentlich ist dabei, dass die erste Zahnreihe 28 in einem ersten Bereich I des Zahnrads 10 ausgebildet ist und an einen zweiten Bereich II des Zahnrads 10 angrenzt. Der zweite Bereich II begrenzt dabei den Bearbeitungsbereich der jeweiligen Werkzeuge 16, 24 und bildet eine Kollisionskontur B. In dem vorstehen beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Kollisionskontur B die zweite Zahnreihe 30. Bei Verwendung eines ersten Werkzeugs 16 mit radialer oder annähernd radialer Ausrichtung zur Zahnradrotationsachse in Form und Ausprägung wie das zweite Werkzeug 24, jedoch mit einem größerem Werkzeugdurchmesser, wird der mögliche Abstand auf Höhe des Zahnkopfes der Verzahnung kleiner als der halbe Durchmesser des ersten Werkzeuges und ermöglicht so erfindungsgemäß eine Reduzierung der Breite des Stegs 1 16.

Der zweite Abschnitt 19 ist in Figur 3b dargestellt, die den Ausschnitt A in Figur 3b vergrößert zeigt. Der zweite Abschnitt 19 ist im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass er den von dem ersten Werkzeug 16 nicht bearbeiteten Bereich umfasst. Das zweite Werkzeug 24 trägt somit in dem zweiten Abschnitt 19 das verbliebene Material 25 des auszubildenden Zahns 14 bzw. der auszubildenden Zahnflanke 22 ab, sodass das zweite Werkzeug 24 die Zahnflanke 22 fertig ausbildet. Der Zahn 14 bzw. die Zahnflanke 22 bzw. deren Geometrie wird somit durch Einsatz des ersten Werkzeugs 16 und des zweiten Werkzeugs 24 herausgearbeitet.

Figur 3b zeigt dabei deutlich, dass das erste Werkzeug 16 keinen Auslaufbereich zum vollständigen Herausarbeiten der Zahnflanke 22 bereitgestellt bekommt bzw. keinen Auslaufbereich benötigt, sondern einen gegenüber dem Stand der Technik verkürzten Bearbeitungsbereich aufweist. Deutlich wird dies dadurch, dass eine Kontur des zweiten Abschnitts 19 bzw. des verbliebenen Materials 25 eine Rundung 26 aufweist, die in der Bearbeitungsweise des im Wesentlichen runden bzw. zylindrischen ersten Werkzeugs 16, also bspw. des Wälzfräsers begründet ist, der den ersten Abschnitt 18 bearbeitete. Durch den gegenüber dem Stand der Technik verkürzten Bearbeitungsbereich des ersten Werkzeugs 16 und dem Fertigbearbeiten mit dem zweiten Werkzeug 24 ist der Mittelbereich bzw. der Stegbereich 20 verkürzt ausgebildet. Dadurch verringert sich auch die Breite des Zahnrads 10 insgesamt, wodurch wiederum Gewicht gespart werden kann.

Das zweite Werkzeug 24 ist in seinen Abmessungen deutlich kleiner als das erste Werkzeug 16 gewählt. Das ist möglich, weil auch der von dem zweiten Werkzeug 24 zu bearbeitende Abschnitt deutlich geringer gegenüber dem ersten Werkzeug 16 ist. Dadurch ist das zweite Werkzeug 24 deutlich flexibler ersetzbar und kann sich adaptiv an die restliche Zahnflankengeometrie anpassen, also die Flankengeometrie, die von dem ersten Werkzeug 16 ausgebildet wurde. Die durch dieses zweite Werkzeug 24 bearbeitete Fläche weist im Allgemeinen eine Überlappung zum mit dem Werkzeug 16 gefertigten Zahnflankenbereich auf. Dadurch wird ein absatzfreier Übergang auf der Zahnflanke erreicht. Insbesondere kann aber das zweite Werkzeug 24 den zweiten Abschnitt 19 gezielt bearbeiten. Der erste Abschnitt 18 und der zweite Abschnitt 19 definieren den ersten Bereich I bzw. ersten Bauteilbereich des Zahnrads 10. Die erste Zahnreihe 28 ist somit in diesem ersten Bereich I des Zahnrads 10 angeordnet. Die zweite Zahnreihe 30 ist in dem zweiten Bereich II des Zahnrads 10 angeordnet. Der Mittelbereich 20 umfasst dabei im Wesentlichen den einleitend beschriebenen Bereich, in dem der Steg zwischen der ersten Zahnreihe 28 und der zweiten Zahnreihe 30 oder der Kollisionskontur B ausgebildet ist. Bei der Kollisionskontur B kann es sich um eine zweite Zahnreihe, oder aber eine andere beliebige Bauteilkontur ungleich einer Verzahnung handeln.

Figur 3c zeigt eine weitere Möglichkeit der Anwendung des erfmdungsgemäßen Verfahrens, bei dem die erste Zahnreihe 28 in dem ersten Bereich I ausgebildet ist und an den zweiten Bereich II angrenzt. Der zweite Bereich II bleibt in dieser Anwendung jedoch unbearbeitet und bildet eine Kollisionskontur B. Figur 3c zeigt das Profilwerkzeug 16 sowie das Finger- bzw. Stiftwerkzeug 24 in einer Position, in der beide Werkzeuge 16,

24 eine Kollisionskontur B erreicht haben. Erfindungsgemäß erreicht dabei das Finger- bzw. Stiftwerkzeug 24 mit seiner Rotationsachse eine Position, die erheblich näher an der Kollisionskontur B liegt. Das Profilwerkzeug 16 kann jedoch nicht weiter zur Zahnradmitte bewegt werden, ohne die Kollisionskontur B zu verletzen. Da das Finger- bzw. Stiftwerkzeug 24 näher an die Kollisionskontur B herangeführt werden kann als das erste Werkzeug 16, kann das zweite Werkzeug 24 den Zahn 14 bzw. die Zahnflanke in dem zweiten Bereich 19 herausarbeiten. Dadurch kann erfindungsgemäß der Stegbereich 20 klein ausgeführt werden. Bei der Herstellung von Verzahnungen vor allem mit größerem Modul, wird so eine wirtschaftliche Bearbeitung mit einem großen ersten Werkzeug 16 und zugleich eine durch den kleineren Durchmesser des zweiten Werkzeugs 24 bestimmte geringe Stegbreite ermöglicht. Die Breite des Stegbereichs 20 ist dabei kleiner als der halbe Durchmesser des ersten Werkzeuges 16. Der Modul des Zahnrads ist dabei als Quotient des Zahnradteilkreisdurchmessers und der Zähnezahl definiert. Ein größerer Modul bewirkt auch eine proportionale Zunahme des Zahnquerschnitts. Wie aus den Figuren 3a bis 3c deutlich sichtbar wird, sind die jeweiligen Rotationsachsen des ersten Werkzeugs 16 und des zweiten Werkzeugs 24 senkrecht zueinander ausgerichtet. Figur 4a zeigt vergrößert eine perspektivische Ansicht eines Zahns 14 mit einer jeweiligen Zahnfußgeometrie 32 und einer jeweiligen Zahnflankengeometrie 34. Auf der Zahnflankengeometrie 34 sind jeweils eine Profillinie 33 und eine Flankenlinie 38 dargestellt. Die Profillinie 33 verläuft entlang des Profils des Zahns 14 im Wesentlichen radial auf der Zahnflankengeometrie 34. Die Flankenlinie 38 verläuft entlang der Zahnflanke 22 im Wesentlichen in Richtung der Längsachse des Zahnrads, wobei die Flankenlinie 38 bei einer Schrägverzahnung gegenüber der Längsachse des Zahnrads geneigt ist. Die Zahnfußgeometrie 32 weist dabei einen ersten Radius R1 und einen zweiten Radius R2 auf. Die Radien R1 und R2 gehen dabei ineinander über. Figur 4b zeigt ein zweites Werkzeug 24, das zum Bearbeiten der Zahnfußgeometrie 32 verwendet wird. Somit kann die Zahnfußgeometrie 32 Teil des zweiten Abschnitts 19 sein bzw. von dem zweiten Abschnitt 19 umfasst sein, der durch das zweite Werkzeug 24 bearbeitet bzw. herausgearbeitet wird. Das zweite Werkzeug 24 weist einen Schaftbereich 36 und einen Bearbeitungsbereich 40 auf. Dev Bearbeitungsbereich 40 weist wiederum einen Kopfbereich 42 auf. Der Kopfbereich 42 ist auf der linken Seite der Figur 4b vergrößert dargestellt. Ausgehend von dem Schaftbereich 36 verjüngt sich der Bearbeitungsbereich 40 hin zum Kopfbereich 42. Eine Art der Verjüngung ist bspw. ein konischer Übergang von dem Schaftbereich 36 zum Kopfbereich 42. Der Kopfbereich 42 ist im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet. Vorteilhafterweise weist der Kopfbereich 42 mehrere Teilgeometrien auf. Der Kopfbereich 42 weist mindestens zwei Teilgeometrien auf, nämlich Radius R1 und den Radius R2. Die Radien R1 und R2 gehen tangential ineinander über. Dabei überstreicht der Radius R1 einen Schneidbereich von mindestens ungefähr 30° entlang des Kopfbereichs 42. Dabei liegt der Mittelpunkt M1 des Radius R1 außerhalb einer Rotationsachse RA des Werkzeugs 24. Der Mittelpunkt M2 des Radius R2 ist jedoch auf der Rotationsachse RA angeordnet. Der Radius R1 ist dabei größer als der Radius R2. Erfindungsgemäßes Merkmal ist dabei, dass der Radius R1 mindestens einen Winkel von ca. 30° bis ca. 45° ausgehend von der Flankennormalen umfasst. Dieser entspricht typischerweise dem Bereich der höchsten Zahnfußbiegespannung, die somit mit einem möglichst großen lokalen Radius versehen werden kann. Der Kopfbereich 42 ist dazu ausgebildet, die Zahnfußgeometrie 32 zu bearbeiten. In einer alternativen Ausführungsform kann der Kopfbereich 42 ein gesondertes Werkzeug sein, das aus ausschließlich zur Bearbeitung des Zahnfußbereichs verwendet wird. Das zweite Werkzeug 24 ist somit dazu ausgebildet, einen ersten Radiusbereich R1 und einen zweiten Radiusbereich R2 an der Zahnfußgeometrie 32 auszubilden, also herauszuarbeiten. Dies wird ermöglicht, indem das zweite Werkzeug 24 die Zahnfußgeometrie 32 mit den jeweiligen verschiedenen Bereichen des Kopfbereichs 42 bearbeitet.

Alternativ ist vorgesehen, dass das zweite Werkzeug 24 auch eine dritte Teilgeometrie mit einem dritten Radius R3 aufweist, mit dem ein dritter Radiusbereich der Zahnfußgeometrie herausgearbeitet werden kann. Der Mittelpunkt M3 des Radius R3 ist dabei auf der Rotationsachse RA des Werkzeugs 24 angeordnet. Der Mittelpunkt M3 und der Mittelpunkt M2 sind jedoch an verschiedenen Höhen der Rotationsachse RA angeordnet. Dabei ist vorgesehen, dass der Mittelpunkt M3 näher zum Rand des Werkzeugs 24 angeordnet ist als der Mittelpunkt M2. Der Radius R3 ist dabei kleiner als die Radien R1 und R2, sodass gilt R1 > R2 > R3. Dadurch wird ermöglicht, dass in einem Bereich, in dem maximale Spannungen im Zahnfuß auftreten, unter einem Winkel von ungefähr 30° bis 45° zur Zahnfußmitte ein größerer Radius als in einem mittleren Zahnfußbereich erzeugt werden kann.

Die mindestens zwei Radien des Kopfbereichs 42 des Werkzeugs 24 können auch in modifizierter Form vorliegen. Die modifizierte Form wird erzeugt, indem die Zahnfußgeometrie 32 auf eine Werkzeuggeometrie übertragen wird, bei der das Werkzeug 24 unter einem Anstellwinkel, ein sogenannter Voreilwinkel, zur Profillinie angestellt wird.

Die nachfolgenden Figuren 5 bis 7 beschreiben die Ausbildung einer jeweiligen Zahnflankengeometrie. Ziel bei der Erzeugung von Zahnprofrlen ist eine möglichst geringe Abweichung von der idealen Evolvente und somit der Profillinie, einschließlich von Zahnkorrekturen. Beispielsweise kann das jeweilige Werkzeug mehrmals in mehreren Bahnen entlang der Zahnflanke geführt werden. Bei mehreren Werkzeugbahnen führt die Überlagerung der Werkzeuggeometrie zu einer Annäherung an die Idealform. Die Überlagerung kann jedoch auch zu Abweichungen von der idealen Zahnflankengeometrie an den Übergängen von einer Bahn zu einer anderen Bahn führen. Es wird nun vorgeschlagen, Fräswerkzeuge mit zylindrischer oder konischer {Figur 5), konvexer (Figur 7) oder konkaver (Figur 6) Werkzeuggeometrie zu verwenden. Alle gezeigten Werkzeuge weisen an ihrem Rand eine jeweilige Schneide zum Abtragen von Material auf.

Figur 5 zeigt auf der linken Seite einen Ausschnitt einer Zahnflankengeometrie 34 eines Zahns 14. Auf der rechten Seite der Figur 5 sind zwei Werkzeuge 24a und 24b dargestellt. Der Zahn 14 stellt eine Evolventenverzahnung dar. Die Zahnflankengeometrie 34 des Zahns 14 wurde dabei mit der jeweiligen Flanke 44a, 44b von einem der Werkzeuge 24a oder 24b erzeugt.

Die Werkzeuge 24a und 24b sind als im Wesentlichen zylindrische Werkzeuge ausgebildet und weisen jeweils eine gerade Werkzeugflanke 44a, 44b auf.

Das Werkzeug 24a weist einen Schaftbereich 36a auf, an den sich ein Bearbeitungsbereich 40a anschließt. An den Bearbeitungsbereich 40a schließt sich ein Kopfbereich 42a an. Der Übergang von dem Schaftbereich 36a sowie der Übergang von dem Bearbeitungsbereich 40a in den Kopfbereich 42a erfolgt im Wesentlichen gerade. Der Kopfbereich 42a und der Bearbeitungsbereich 40a umfassen eine Schneide zum Abtragen von Material. Der Kopfbereich 42a weist in dem Übergangsbereich an seinem Randbereich einen Schneidenradius RK1 auf, so dass der Kopfbereich 42a abgerundet ist. ln einem Bereich um die Rotationsachse RA weist der Kopfbereich 42a des Werkzeugs 24a einen geraden Abschnitt 43a auf. Das Werkzeug 24a weist somit eine Schneide mit einem Schneidenradius RK1 und einem geraden Schneidenbereich, der Bearbeitungsbereich 40a, auf.

Das Werkzeug 24b weist ebenfalls einen Schaftbereich 36b auf, an den sich ein Bearbeitungsbereich 40b anschließt. An den Bearbeitungsbereich 40b schließt sich ein Kopfbereich 42b an. Der Übergang von dem Schaftbereich 36b zu dem Bearbeitungsbereich 40b weist einen Winkel 48b auf. Der Bearbeitungsbereich 40b verjüngt sich von dem Schaftbereich 36b in Richtung Kopfbereich 42b, wobei die Werkzeugflanke 44b sich verjüngend gerade verläuft. Der Kopfbereich 42b ist im Wesentlich rund ausgebildet. Der Übergang von dem Bearbeitungsbereich 40b in den Kopfbereich 42b erfolgt daher im Wesentlichen tangential. Der Kopfbereich 42b entspricht im Wesentlichen dem in Figur 4b beschriebenen Kopfbereich 42, so dass auf die Offenbarung zum Kopfbereich 42 des Werkzeugs 24 in Figur 4b verwiesen wird. Die Zahnflankengeometrie 34 (linke Seite von Figur 5) weist mehrere Abschnitte 34a, 34b und 34c auf. Die Länge 46 eines Abschnitts 34a, 34b, 34c entspricht dabei im Wesentlichen einem Bearbeitungsbereich eines Werkzeugs 24 (Figur 4), 24a, 24b. Die Werkzeuge 24a, 24b sind dazu ausgebildet, die Zahnflanke 22 zu bearbeiten, in dem Material abgetragen wird, wodurch die Zahnflankengeometrie 34 entsteht. Dabei tragen die Werkzeuge 24a oder 24b zeilenweise Material von der Zahnflanke 22 ab. Die Länge 46 entspricht dabei dem Zeilenabstand, mit dem die Zahnflanke 22 bearbeitet wird. Die Werkzeuge bearbeiten die Abschnitte 34a, 34b und 34c dabei mit demselben Bereich Ihrer Werkzeugflanke 44a oder 44b, indem sie entlang ihrer Längsachse axial um den Betrag 46 verschoben und tangential zur Zahnflanke 34 ausgerichtet werden. Alternativ erfolgt die Bearbeitung mit unterschiedlichen, der Länge nach versetzten Bereichen der Werkzeugflanke 44a oder 44b, indem das Werkzeug axial nicht verschoben, sondern lediglich an dem zu bearbeitenden Bereich der Zahnflanke 34a, 34b oder 34c neu ausgerichtet wird. Dies führt zu einer gleichmäßigen Verteilung des Werkzeugverschleißes entlang der Werkzeugflanke.

Figur 6 zeigt auf der linken Seite einen Zahn 14 mit einer Zahnflanke 22 und einer Zahnflankengeometrie 35. Auf der rechten Seite in Figur 6 ist ein Werkzeug 24c dargestellt.

Das Werkzeug 24c weist einen Schaftbereich 36c auf, an den sich ein Bearbeitungsbereich 40c anschließt. An den Bearbeitungsbereich 40c schließt sich ein Kopfbereich 42c an. Der Übergang von dem Schaftbereich 36c zu dem Bearbeitungsbereich 40c weist einen Winkel 48c auf. Der Bearbeitungsbereich 40 verjüngt sich von dem Schaftbereich 36c hin zu dem Kopfbereich 42c, es ist somit konisch ausgebildet. Die Werkzeugflanke 44c ist dabei konkav ausgebildet, d.h. die Werkzeugflanke 44c weist eine Krümmung mit einem Radius RW1 auf.

Durch zeilenweises Bearbeiten der Zahnflanke 22 mit dem Werkzeug 24c wird die Zahnflankengeometrie 35 bzw. das Zahnflankenprofil erzeugt. Beispielhaft ist dazu ein Zeilenabstand bzw. die Bearbeitungslänge 46 dargestellt. Das Zahnflankenprofil 35 weist dabei eine Krümmung mit dem Radius RE1 auf, der als Evolventenradius bezeichnet wird. Der Radius RE1 der Zahnflankengeometrie 35 ist dabei kleiner als der Werkzeugflankenradius RW1 der Werkzeugflanke 44c oder anders ausgedrückt ist der Werkzeugflankenradius RW1 größer als der Radius RE1 des Zahnflankenprofils. Der Werkzeugflankenradius RW1 wird bei der Herstellung des Werkzeugs 24c vorgegeben. Diese Ausgestaltung der Werkzeugflanke 44c führt dazu, dass bei parallelen Werkzeugbahnen ein weitgehend tangentialer Übergang von Bahn zu Bahn erreicht und eine Facettierung der Zahnflankengeometrie 35 gemindert wird. Gleichzeitig wird damit vermieden, dass das Werkzeug 24c, wie bei der Verwendung eines Profilfräsers, auf der gesamten Zahnprofilhöhe gleichzeitig im Eingriff ist, wodurch höhere Abdrängkräfte entstehen können und die Profilgenauigkeit vollständig über die Werkzeugprofilform bestimmt wird.

Figur 7 zeigt auf der linken Seite einen Zahn 14 mit einer Zahnflanke 22 mit parallelen Fräsbahnen 37d, 37e. Auf der rechten Seite von Figur 7 ist ein Werkzeug 24d gezeigt, das einen Schaftbereich 36d aufweist, an den sich ein Bearbeitungsbereich 40d anschließt. An den Bearbeitungsbereich 40d schließt sich ein Kopfbereich 42d an. Der Bearbeitungsbereich 36d weist eine Werkzeugflanke 44d auf. Die Werkzeugflanke 44d ist konvex ausgebildet und weist einen Radius RW2 auf. Dadurch ist der Übergang von dem Schaftbereich 36d zu dem Bearbeitungsbereich im Wesentlichen tangential ausgebildet. Der Kopfbereich 42d ist im Wesentlichen rund ausgebildet und weist einen Radius RK2. Der Radius RK2 ist dabei kleiner als der Radius RW2.

Durch ein zeilenweises Bearbeiten der Zahnflanke 22 mit dem Werkzeug 24d entstehen die Zahnflankengeometrien bzw. Fräsbahnen 37d und 37e. Die Zahnflankengeometrie 37d entsteht dabei durch ein zeilenweises Bearbeiten der Zahnflanke 22 mit dem Kopfbereich 42d und dem Radius RK2. Die Zahnflankengeometrie 37e entsteht dabei durch ein zeilenweises Bearbeiten der Zahnflanke 22 mit dem Bearbeitungsbereich 40d bzw. der Werkzeugflanke 44d mit dem Radius RW2. Durch Abtragen von Material von der Zahnflanke 22 entsteht somit eine Zahnflankengeometrie 37d, 37e in Form eines Wellenmusters mit einem jeweiligen Abstand 46. Bei einer Verwendung des Werkzeugs 24d wird im Bereich des Zahnfußes eine geringere Profilabweichung erzielt. Die Anzahl der erforderlichen Werkzeugbahnen kann dabei erheblich reduziert werden, was zu einer Minimierung der Bearbeitungszeit und zu einer Erhöhung des Werkzeugstandweges und somit zu einer gleichmäßigeren Verzahnungsqualität führt.

Weitere Ausgestaltungen der Werkzeuge sind dadurch gekennzeichnet, dass sie die Kontur einer jeweiligen Zahnprofilform aufweisen, sogenannte Profilwerkzeuge. Diese Werkzeuge können der Kontur, also der Geometrie, in Profilrichtung oder einer aus der Zahngeometrie bzw. Zahnflankengeometrie anderweitig abgeleiteten Geometrie entstammen. Ein nicht ausschließliches Beispiel ist die Profillinie, die einem Profil entspricht, welches aus einer Projektion eines zu einer Vorschubrichtung unter einem Winkel angestellten Werkzeugs ermittelt wird.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Flexibilität der erzeugbaren Zahnflankengeometrien 34, 35, 37d, 37e indem jeweilige Werkzeuge 24a-24d verwendet werden. Dabei kann wahlweise ein Werkzeug 24a-24d ausgewählt werden und in der Maschinenplattform verwendet werden.

Durch Verwendung eines Messtasters können geometrische Eingangsbedingungen, wie die Zahnflankenposition und Zahnflankenausrichtung der Zahnflanke 22 nach der Bearbeitung mit dem ersten Werkzeug 16 bestimmt werden. Diese werden zur korrekten Positionierung und Ausrichtung der zweiten Werkzeug 24a-24d genutzt, indem die erzeugten Bearbeitungsbahnen um den Betrag der Abweichung von der

Nominalgeometrie korrigiert werden. Dadurch kann der Verfahrweg des zweiten Werkzeugs 24 adaptiv an die von dem ersten Werkzeug 16 herausgearbeitete Geometrie der Zahnflanke 22 eines Zahns 14 angepasst werden. Alternativ kann auch der Verfahrweg des zweiten Werkzeugs 24 an die von dem ersten Werkzeug herausgearbeitete Geometrie der Gesamtheit der Zähne angepasst werden, wobei hierbei zunächst ein Mittelwert der von dem ersten Werkzeug 16 bearbeiteten Zahnflanken 22 bestimmt wird.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung der zweiten Werkzeuge 24, die im Wesentlichen fingerförmig ausgebildet sind, werden nun nur die Bereiche der Zahnflanke 22 materialabtragend bearbeitet, die mit den ersten Werkzeugen 16 nicht erreichbar sind. Dadurch kann für einen Großteil der jeweiligen Fläche der Zahnflanke 22 die Verwendung der zweiten Werkzeuge 24 wirtschaftlicher erfolgen, da die zu bearbeitende Fläche bzw. das abzutragende Material erheblich verringert ist und für den größten Bereich der Zahnflanke 22 eine effiziente Bearbeitung mit einem größeren Werkzeug 16 erfolgt. Bezugszeichenliste

10 Zahnrad

12 Doppelschrägverzahnung

14 Zahn

16 erstes Werkzeug

17 Längsachse

18 erster Abschnitt

19 zweiter Abschnitt

20 Mittelbereich/Stegbereich

22 Zahnflanke

24, 24a, 24b, 24c, 24d zweites Werkzeug

25 verbliebenes Material

26 Rundung

28 erste Zahnreihe

30 zweite Zahnreihe

32 Zahnfußgeometrie

33 Profillinie

34, 34a, 34b 34c Zahnflankengeometrie

35 Zahnflankengeometrie

36, 36a, 36b, 36c, 36d Schaftbereich

37d, 37e Zahnflankengeometrie, Fräsbahn 38 Flankenlinie

40, 40a, 40b, 40c, 40d Bearbeitungsbereich

42, 42a, 42b, 42c, 42d Kopfbereich

43a ebener Abschnitt

44, 44a, 44b, 44c, 44d Werkzeugflanke

46 Zeilenabstand

48b, 48c Winkel

100 Zahnrad

102 Doppelsch rägverzahn ung 104 Wälzfräser

106 erste Zahnreihe

108 zweite Zahnreihe

110 Zähne

112 Werkstück 1 14 Radius Wälzfräser

116 Abstand zwischen Zahnreihen/Steg 118 Zwischenbereich

120 reduzierter Stegbereich

A Ausschnitt

B Kollisionskontur

I. II erster, zweiter Bereich

M1 , M2, M3 Mittelpunkt

RA Rotationsachse

R, R1 , R2, R3 Radius Zahnfußgeometrie

RE1 Krümmungsradius Zahnflankengeometrie

RK, RK1 , RK2 Krümmungsradius Werkzeugkopf RW1 , RW2 Krümmungsradius Werkzeugflanke