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Title:
METHOD FOR PRODUCING TOOTH PROFILES, ACCORDING TO A DEFORMATION TECHNIQUE, ON THE PERIPHERAL SURFACES OF TOOTHED WHEEL BLANKS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/022259
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing tooth profiles, according to a deformation technique, on the peripheral surfaces of toothed wheel blanks (1). According to said method, the blanks (1) are rolled onto a forming toothed rack (2) in the direction C, while subjected to radial pressure. According to the invention, the blanks (1) are rolled over a fixed toothed rack (2) in the direction of displacement A by means of a forced drive acting on the axis of the blank or by means of a transport device (6). Said blanks are then continuously subjected to pressure on said toothed rack (2), in the radial direction C, in regions outside the tooth-forming peripheral surfaces.

Inventors:
BAUSELER SIEGBERT (DE)
HUBER STEPHAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/008283
Publication Date:
March 18, 2004
Filing Date:
July 26, 2003
Export Citation:
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Assignee:
SEISSENSCHMIDT H B AG (DE)
BAUSELER SIEGBERT (DE)
HUBER STEPHAN (DE)
International Classes:
B21H5/02; B21H9/00; (IPC1-7): B21H5/02; B21H9/00
Foreign References:
US4270375A1981-06-02
FR918581A1947-02-12
DE4306742A11994-09-08
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 006, no. 181 (M - 156) 17 September 1982 (1982-09-17)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 326 (M - 441) 21 December 1985 (1985-12-21)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1998, no. 03 27 February 1998 (1998-02-27)
Attorney, Agent or Firm:
Schröter, Martin (Iserlohn, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur umformtechnischen Herstellung von Zahnprofilen auf der oder den Umfangsflächen von Zahnradrohlingen, bei dem die Rohlinge unter radialer Druckbeaufschlagung auf einer formbilden den Zahnstange abgerollt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohlinge (1, 1') in Bewegungsrichtung (A) mit einem an der Rohlingsachse (14) angreifenden Zwangsantrieb bzw. Transport einrichtung (6) über eine feststehende Zahnstange (2,2') abgerollt werden und dabei mit Druck in radialer Richtung (C) auf diese Zahnstange (2, 2') auf Bereiche außerhalb der zahnbildenden Um fangsflächen ständig beaufschlagt sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohlinge (1, 1') während der zahnbildenden Abrollung in im Umlauf geführten Mitnehmern einer Transporteinrichtung (6) gehalten sind, die zur Beund Entladung der umgeformten Rohlinge jeweils au ßerhalb der Umlaufzone abziehbar sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer die Zahnbildung seitlich abstützende Druckscheiben (3) sind, die momentenschlüssig in die Zahnradrohlinge (1) eingreifen bzw. deren Achswellen (4) aufgesetzt sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Mitnehmern als Zwangsantriebe Zugantriebe einer Trans porteinrichtung (6) angreifen.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Mitnehmern als Zwangsantriebe jeweils Drehantriebe vorgese hen sind, die Teil einer umlaufenden Transporteinrichtung (6) sind.
6. Verfahren nach Anspruch 1 mit mindestens einer Synchronverzah nung, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohlinge (1') während des Umformvorganges an der Seite der Synchronverzahnung (12) durch eine, zur Ausbildung des dachförmigen Kopfabschnittes (13) einer Synchronverzahnung konturgebende mitrollende Scheibe (31) abgestützt sind.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohlinge zur Druck beaufschlagung in radialer Richtung (C) unter einer feststehenden Druckplatte (5) mit in Bewegungsrichtung der Rohling (1, 1') abfal lender Druckebene (55) zwangsweise hindurchgeführt werden, wo bei die Neigung dieser schiefen Ebene (55) auf die Eindringtiefe zwischen zahnbildendem Profil der Zahnstange (2,2') und des Zahnprofils (11,12) des Rohlings (1, 1') abgestimmt ist.
8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtungen (6) umlaufend zu einer Entund Beladesta tion (7) geführt sind.
Description:
Verfahren zur umformtechnischen Herstellung von Zahn- profilen auf der oder den Umfangsflächen von Zahnradroh- lingen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur umformtechnischen Herstellung von Zahnprofilen auf der oder den Umfangsflächen von Zahnradrohlingen, bei denen die Rohlinge unter radialer Druckbeaufschlagung auf einer formbildenden Zahnstange abgerollt werden.

Bekannt ist aus der DE 53 06 742 A1 ein solches Verfahren, bei dem auf einer Maschine zwei parallel zueinander angeordnete zahnstangenartige Werkzeuge eingespannt sind, die bei der Fertigung in ein spanlos zu er- zeugendes Zahnrad bzw. dessen zylindrischen Rohling eingreifen. Die Werkzeuge weisen dabei stetig zunehmende Zahnhöhen auf, so dass bei einer gleichzeitigen Parallelverschiebung gegeneinander durch Umformen die Verzahnung erzeugt wird. Mit einem solchen Verfahren lassen sich Zahnräder nur einzeln und absatzweise umformen. Zwar können mit die- sem Verfahren auch hintereinander in einem Arbeitsprozess mehrere Zahnräder hergestellt werden ; es ist jedoch immer wieder notwendig, die- se Maschinenanordnung absatzweise zu fahren, da nach Beendigung des Umformvorganges die beiden Zahnstangen jeweils in ihrer Ausgangslage zurückzufahren sind.

Bekannt ist aus der FR 918581 ein Verfahren zur umformtechnischen Herstellung von zylindrischen Körpern mit achsparallelen Nutenstrukturen, bei denen dieses Werkstück auf einer unteren feststehenden formbilden- den Stange abgerollt wird. Die Vorwärts-und Rollbewegung erfolgt über ein parallel geführtes oberes stangenartiges Werkzeug, welches unter radialer Druckbeaufschlagung in Transportrichtung bewegt wird. Auch hierbei ist nur eine absatzweise Fertigung möglich, da die obere formbil- dende und antreibende Stange jeweils in ihre Ausgangslage zurückzu- bringen ist.

Aus dem japanischen Abstract 09295092 A ist eine vertikal arbeitende Vorrichtung bekannt, bei der der Zahnradrohling an einer vertikal arbei- tenden stempelartigen Anordnung aufgenommen ist, die an einer seitli-

chen ortsfesten formbildenden Zahnstange vorbeigeführt wird. Eine weite- re parallel geführte Zahnstange unterstützt den Umformvorgang. Auch diese Zahnstange ist jeweils wieder in die Ausgangslage zurückzufahren ebenso wie die Stempelanordnung, so dass auch hierbei nur eine absatz- weise Fertigung möglich ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur rationellen umformtechnischen Herstellung von Zahnrädern mit einem oder mehreren Zahnprofilen auf einer oder mehreren Umfangsflächen vorzuschlagen.

Gelöst wird die Erfindungsaufgabe mit einem Verfahren mit den Merkma- len des Anspruchs 1. Insbesondere zur Herstellung von Zahnrädern mit mindestens einer Synchronverzahnung wird das Verfahren gemäß An- spruch 6 vorgeschlagen.

Im Unterschied zu den bekannten umformtechnischen Herstellungsverfah- ren von Zahnrädern erfolgt das Abrollen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren der Zahnradrohlinge auf einer einzigen feststehenden zahnbil- denden Zahnstange. Die Zahnradrohlinge werden ständig in radialer Richtung auf diese Zahnstange hin mit entsprechendem Druck beauf- schlagt und zwangsweise in Rollrichtung angetrieben bzw. mitgenommen, wobei ein solcher Zwangsantrieb an der Rohlingsachse angreift. Dadurch ist es möglich, kontinuierlich nacheinander im Endlosverfahren die Zahn- radrohlinge auf der einzigen feststehenden Zahnstange abzurollen, wobei zweckmäßigerweise die Transporteinrichtung für die Rohlinge bzw. deren zwangsweise Bewegungsantriebe im Umlauf geführt werden. Dadurch ist es möglich, die Transporteinrichtung mit Mitnehmern jeweils in einer Bela- destation mit den Rohlingen zu bestücken, die nach der Fertigstellung der Zahnkränze in diesem Umlauf wieder an geeigneter Stelle entnommen werden können.

Mit einem solchen prinzipiellen erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich deutlich höhere Fertigungsgeschwindigkeiten erzielen, die zu günstigeren Herstellungskosten führen.

Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, die Rohlinge gemäß Anspruch 3 an beiden Seiten durch mitrollende Scheiben abzustützen, die gleichzeitig

Mitnehmer einer Transporteinrichtung sein können. Durch diese Abstüt- zung ergibt sich eine exakte Formgebung der Verzahnung im seitlichen Bereich.

Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 zur Herstel- lung einer Synchronverzahnung an einem Zahnradrohling. Synchronver- zahnungen setzen sich typischerweise aus einer hinterschnittenen Ver- zahnung und einem dachförmigen Kopfabschnitt zusammen, wie bei- spielsweise aus der DE 197 41 63 C1 ersichtlich. Zur Ausbildung dieser dachförmigen Kopfabschnitte ist erfindungsgemäß eine entsprechend konturgebende mitrollende seitliche Druckscheibe zur Ausformung des dachförmigen Kopfabschnittes vorgesehen.

Weitere erfindungsgemäße Verfahrens-und Vorrichtungsvorschläge wer- den in Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung aufgezeigt.

Anhand prinzipiell abgebildeter Ausführungsbeispiele wird das erfin- dungsgemäße Verfahren im Folgenden näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 in einer schematischen Schnittdarstellung das Ferti- gungsprinzip zur umformtechnischen Herstellung von Zahn- profilen auf der Umfangsfläche eines Zahnradrohlinges, Fig. 2 ein schematisches Fertigungsschema der entsprechenden Fertigung unter Andeutung der im Umlauf geführten Mitneh- mer und Antriebe für die Zahnradrohlinge und die daraus gebildeten fertigen Zahnräder, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie i-i in Figur 2, Fig. 4 eine entsprechende Schnittdarstellung bei Fertigung einer seitlichen Synchronverzahnung am Zahnradrohling und Fig. 5 eine Schnittansicht nach der Linie II-II in Figur 4.

Zunächst wird auf Figur 1 Bezug genommen. Mit der Ziffer 1 ist der sich

bereits in der umformtechnischen Bearbeitung befindliche Zahnradrohling 1 bezeichnet, an dem bereits ein Zahnkranz 11 in einem Fertigungszwi- schenzustand angedeutet ist. Dieser Zahnradrohling 1 wird durch einen vorzugsweise an der Achse 14 angreifenden Zwangsantrieb in Richtung A bewegt und dabei entsprechend der Pfeilrichtung B auf der zahnbildenden Zahnstange 2 abgerollt. Das Zahnstangenprofil trägt die Ziffer 22. Die ständige Druckbeaufschlagung des Zahnradrohlinges 1 in Richtung C er- folgt außerhalb der der Zahnausbildung dienenden Umfangsfläche, vor- zugsweise wiederum durch Druckbeaufschlagung an der Achse 14 und zwar in Richtung C auf die Zahnstange 2.

Ein fortlaufendes Herstellungsverfahren ist aus Figur 2 ersichtlich. Der noch unbearbeitete Zahnradrohling 1 ist auf der linken Seite angedeutet, über einen im Umlauf geführten Zwangsantrieb in Richtung E wird dieser Zahnradrohling 1 in der Bewegungsrichtung A auf der Zahnstange 2 mit dem Zahnprofil 22 abgerollt. Die Rollrichtung ist mit B angegeben.

Die prinzipielle ständige Druckbeaufschlagung in Richtung C wird bei- spielsweise erzeugt an einer feststehenden Druckplatte 5, die in Bewe- gungsrichtung A eine abfallende schiefe Ebene bildet. Eine entsprechen- de Schiefstellung kann jedoch auch über die entsprechende Zahnstange 2 erfolgen.

Die Druckbeaufschlagung erfolgt nicht direkt auf den Zahnradrohling 1 sondern über seitliche Druckscheiben 3, die auf der gemeinsamen Welle 4 aufgesetzt werden. Zahnradrohling 1 und die Druckscheiben 3 sind vor- zugsweise drehmomentenfest auf der Welle 4 aufgesetzt. Vorzugsweise werden die beiden Druckscheiben 3 in Richtung D gegen den Rohling 1 seitlich angepresst zur exakten Ausbildung der Zahnprofile. Beim Durch- laufen der beiden mitrollenden Durckscheiben 3 unter der eine schiefe Ebene 55 bildenden feststehenden Druckplatte 5 wird der Anpressdruck C auf die zahnbildende Stange 2 erreicht. Der Zwangsantrieb des in Mit- nehmern bzw. zwischen den Druckplatten 3 aufgenommenen Rohlings 1 erfolgt entweder über einen Drehantrieb an jedem Rohling oder den ge- meinsamen Zugantrieb 6 einer entsprechenden Transporteinrichtung, so dass eine Bewegung der Rohlinge in Richtung A und deren Drehung in Richtung B zwangsweise erfolgt.

Angedeutet ist in Figur 2 der Umlaufbetrieb in Richtung E. Mit der Ziffer 7 ist eine Be-und Entladestation angedeutet, in der die fertigen Zahnräder entladen bzw. die Rohlinge beladen werden.

Statt der ständigen Druckerzeugung in Richtung C über die angedeutete schiefe Ebene einer Druckplatte 5 sind andere mitbewegte Druckvorrich- tungen möglich.

In den Figuren 4 und 5 ist prinzipiell eine Vorrichtung zur umformtechni- schen Herstellung von Zahnrädern mit einer seitlichen Synchronverzah- nung 12 dargestellt. Der Zahnradrohling 1'ist wiederum auf einer gemein- samen Welle 4 mit den beiden als Mitnehmern dienenden Druckplatten 3 und 21 drehmomentenschlüssig aufgesetzt. Der entsprechende Zwangs- antrieb erfolgt über einen Drehantrieb 6 an jedem Rohling oder einen ge- meinsamen Zugantrieb, beispielsweise eines Kettentriebes. Die ortsfeste Druckplatte 5 weist wieder die bereits beschriebene schiefe Ebene 55 auf.

Die umformtechnische Herstellung der Synchronverzahnung erfolgt zum einen über das Zahnstangenprofil 23 und zum anderen über die mit Druck in Richtung D gegen den Rohling 1'gepresste Druckscheibe 3, an der, wie aus Figur 5 ersichtlich, seitlich die Negativform 32 des auszubildenden Dachprofiles 13 der Synchronverzahnung eingeformt ist. Eine entspre- chende Zahnstange 2'bildet mit ihrem Zahnprofil 23 die zahnbildende Abrollebene für den auszubildenden hinterschnittenen Anteil der Syn- chronverzahnung 12.

Bezugszeichenliste 1, 1'Rohling 11 Zahnprofil des Rohlings 12 Zahnprofil der Synchronverzahnung auf dem Rohling 13 Dachprofil der Synchronverzahnung auf dem Rohling 14 Rohlingsachse 2, 2'Zahnstange 22 Zahnstangenprofil 23 Zahnstangenprofil der Synchronverzahung 3 Druckscheibe 31 Druckscheibe mit Dachprofilierung der Synchronverzahnung 32 Dachprofilierung der Synchronverzahnung 4 Welle 5 Druckplatte 55 Schiefe Ebene 6 umlaufende Transporteinrichtung, Zwangsantrieb, Mitnehmer oder Drehantrieb 7 Be-und Entladezone A Bewegungsrichtung des Rohlings bzw. der Druckscheibe B Drehrichtung des Rohlings bzw. der Druckscheibe C Druckrichtung des Rohlings D Anpressrichtung der Druckscheibe E Umlaufrichtung