DE102012105185A1

DE102012105185A1 - Method for manufacturing worm shaft of e.g. seat adjusting drive in skiving process in motor car, involves selecting machine setting data for adjusting actual-geometry of shaft tooth so that cutting plane runs below or above workpiece axis

Info

Publication number: DE102012105185A1
Application number: DE201210105185
Authority: DE
Inventors: Auf Teilnichtnennung Antrag; Paul Capellmann
Original assignee: Cvt Capellmann & Co KG GmbH
Current assignee: Cvt Capellmann & Co KG GmbH
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2013-12-19
Anticipated expiration: 2032-06-15
Also published as: DE102012105185B4

Abstract

The method involves forming an actual-geometry (1) of a tooth of a worm shaft (10) by a peeling tool (105) i.e. peeling wheel. The actual-geometry of the peeling tool differs from a target geometry of the peeling tool. The target geometry of the peeling tool is referred to a case, in which a cutting plane of cutting teeth (106) flushes with a workpiece axis (16). Machine setting data (Eta) is selected for adjusting the actual-geometry of the tooth of the worm shaft from the target geometry so that the cutting plane runs below or above the workpiece axis. Independent claims are also included for the following: (1) a tool (2) a worm shaft.

Description

Stand der Technik State of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Schneckenwellen im Wälzschälverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a method for producing worm shafts in the Wälzschälverfahren according to the preamble of claim 1.

Bei einem derartigen, aus der Praxis bekannten Verfahren wirkt ein eine Ist-Geometrie aufweisendes Schälwerkzeug in Form eines Schälrads mit der Umfangsfläche an einer Schneckenwelle zusammen, um eine gewünschte Soll-Geometrie der Verzahnung der Schneckenwelle auszubilden. Das Schälwerkzeug weist Schneidkanten auf, die mit der Achse der Schneckenwelle eine Schneidebene ausbilden. Ferner weist das Schälwerkzeug zur Erzeugung der gewünschten Soll-Geometrie der Verzahnung der Schneckenwelle eine Profilwinkelabweichung von Null auf. Die in der Praxis durch ein derartiges Schälwerkzeug hergestellten Schneckenwellen können aufgrund unterschiedlichster Gründe bei den oben beschriebenen Voraussetzungen eine Ist-Geometrie aufweisen, die von der Soll-Geometrie abweicht. In such a method known from practice, a peeling tool having an actual geometry in the form of a peeling wheel cooperates with the circumferential surface on a worm shaft in order to form a desired desired geometry of the toothing of the worm shaft. The peeling tool has cutting edges which form a cutting plane with the axis of the worm shaft. Furthermore, the peeling tool for producing the desired desired geometry of the toothing of the worm shaft has a profile angle deviation of zero. The worm shafts produced in practice by such a peeling tool can have an actual geometry, which deviates from the desired geometry, for the most diverse reasons in the conditions described above.

Weiterhin ist es bekannt, bei dem Vorhandensein einer Abweichung der Ist-Geometrie von der Soll-Geometrie an der Schneckenwelle durch eine Variation der Maschineneinstelldaten, insbesondere durch eine Variation eines Achsversatzes zwischen Schneidebene des Schälwerkzeugs und der Achse der Schneckenwelle, die Ist-Geometrie der Schneckenwelle bzw. deren Verzahnungsgeometrie zu beeinflussen. Nachteilig dabei ist, dass eine derartige Beeinflussung des Achsversatzes, sei es durch ein Anordnen der Schneidebene unter- oder oberhalb der Achse der Schneckenwelle, jeweils nur eine Veränderung der Profilwinkelabweichung an der Verzahnungsgeometrie der Schneckenwelle in ein und derselben Richtung bewirkt, und zwar in Richtung eines schwächeren Zahnkopfes sowie eines stärkeren Zahnfußes, das heißt in Richtung einer negativen Profilwinkelabweichung. Weist die Ist-Geometrie der Verzahnung der Schneckenwelle demgegenüber bereits eine negative Profilwinkelabweichung auf, so ist eine Veränderung der Ist-Geometrie der Verzahnung der Schneckenwelle durch die angesprochene Veränderung der Position der Schneidebene des Schälrads zur Schneckenachse an der Werkzeugmaschine nicht zielführend. Furthermore, it is known in the presence of a deviation of the actual geometry of the desired geometry of the worm shaft by a variation of the Maschineneinstelldaten, in particular by a variation of an axial offset between the cutting plane of the peeling tool and the axis of the worm shaft, the actual geometry of the worm shaft or their tooth geometry. The disadvantage here is that such influencing of the axial offset, be it by arranging the cutting plane below or above the axis of the worm shaft, in each case only causes a change in the profile angle deviation on the tooth geometry of the worm shaft in the same direction, namely in the direction of weaker tooth tip and a stronger tooth root, that is in the direction of a negative profile angle deviation. If, on the other hand, the actual geometry of the toothing of the worm shaft already has a negative profile angle deviation, a change in the actual geometry of the toothing of the worm shaft due to the mentioned change in the position of the cutting plane of the peeling wheel to the worm axis on the machine tool is not expedient.

Es ist auch bekannt, dass eine Änderung des Achskreuzwinkels einen zwar geringen Einfluss auf die Profilwinkelabweichung hat, sie wirkt sich jedoch nicht auf die erzeugte Zahndicke aus. Damit können sowohl mit dem Achsversatz, als auch mit dem Achskreuzwinkel die Profilwinkelabweichung und die erzeugte Zahndicke beeinflusst werden. It is also known that a change in the axis cross angle has a small influence on the profile angle deviation, but it does not affect the generated tooth thickness. Thus, both the axial offset and the axis cross angle can be used to influence the profile angle deviation and the generated tooth thickness.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Schneckenwellen im Wälzschälverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die Ist-Geometrie der Verzahnung der Schneckenwelle durch eine Veränderung von Maschineneinstelldaten derart beeinflussbar ist, dass sowohl positive als auch negative Profilwinkelabweichungen der Verzahnungsgeometrie der Schneckenwelle durch eine entsprechende Variation der Maschineneinstelldaten korrigiert werden können. Dadurch lassen sich in einer Serienproduktion bei geringen Ausschusszahlen und somit relativ geringen Produktionskosten Schneckenwellen mit hoher Genauigkeit der Verzahnungsgeometrie herstellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zum Herstellen von Schneckenwellen im Wälzschälverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Ist-Geometrie des Schälwerkzeugs von einer Soll-Geometrie des Schälwerkzeugs abweicht, wobei sich die Soll-Geometrie des Schälwerkzeugs auf den Fall bezieht, bei der die Schneidebene der Schneidkanten mit der Werkstückachse fluchtet, und dass zum Ausgleich der Ist-Geometrie der Verzahnung der Schneckenwelle von der Soll-Geometrie die Maschineneinstelldaten derart gewählt werden, dass die Schneidebene unter- oder oberhalb der Werkstückachse verläuft. Mit anderen Worten gesagt bedeutet das, dass die Ist-Geometrie des Schälwerkzeugs derart gewählt wird, dass alleine durch die Geometrie des Schälwerkzeugs an der Verzahnung der Schneckenwelle eine positive Profilwinkelabweichung erzeugt werden würde, die jedoch durch eine Variation der Maschineneinstelldaten derart beeinflusst wird, dass durch die Anordnung der Schneidebene des Schälwerkzeugs unter- oder oberhalb der Werkstückachse eine negative Profilwinkelabweichung erzeugt wird, die in Verbindung mit der durch die Ist-Geometrie des Schälwerkzeugs erzeugenden positiven Profilwinkelabweichung insgesamt zu einer Ist-Geometrie der Schneckenwelle führt, bei der die Profilwinkelabweichung Null beträgt. Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a method for producing screw shafts in Wälzschälverfahren according to the preamble of claim 1 such that the actual geometry of the teeth of the worm shaft is influenced by a change of Maschineneinstelldaten such that both positive and negative profile angle deviations of the gearing geometry of the worm shaft can be corrected by a corresponding variation of the machine setting data. As a result, in a series production with low scrap rates and thus relatively low production costs, screw shafts can be produced with high accuracy of the tooth geometry. This object is achieved in a method for producing worm shafts in Wälzschälverfahren with the features of claim 1, characterized in that the actual geometry of the peeling tool deviates from a desired geometry of the peeling tool, wherein the target geometry of the peeling tool refers to the case in which the cutting plane of the cutting edges is aligned with the workpiece axis, and that to compensate for the actual geometry of the teeth of the worm shaft of the desired geometry, the Maschineneinstelldaten be chosen such that the cutting plane below or above the workpiece axis. In other words, this means that the actual geometry of the peeling tool is chosen such that only by the geometry of the peeling tool on the teeth of the worm shaft, a positive profile angle deviation would be generated, which is influenced by a variation of Maschineneinstelldaten such that the arrangement of the cutting plane of the peeling tool below or above the workpiece axis, a negative profile angle deviation is generated, which leads in conjunction with the positive profile angle deviation generating by the actual geometry of the peeling tool to an actual geometry of the worm shaft, wherein the profile angle deviation is zero.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen von Schneckenwellen im Wälzschälverfahren sind in den Unteransprüchen aufgeführt. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Dabei sollen verfahrenstechnisch offenbarte Merkmale vorrichtungstechnisch beanspruchbar und offenbart sein und vorrichtungstechnisch offenbarte Merkmale als verfahrenstechnisch offenbart und beanspruchbar gelten. Advantageous developments of the method according to the invention for producing worm shafts in the Wälzschälverfahren are listed in the dependent claims. All combinations of at least two of the features disclosed in the claims, the description and / or the figures fall within the scope of the invention. In this case, procedurally disclosed features should be claimable in terms of device technology and disclosed and device-technically disclosed features as procedurally disclosed and claimable.

Insbesondere ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ist-Geometrie des Schälwerkzeugs (Schälrad) eine Profilwinkelabweichung von +3µm bis +15µm, vorzugsweise von +5µm bis +12µm, umfasst. Eine derartige Abweichung der Ist-Geometrie des Schälwerkzeugs ermöglicht es, durch die Wahl eines entsprechenden Achsversatzes zwischen der Schneidebene des Schälwerkzeugs und der Achse der Schneckenwelle die Ist-Geometrie der Schneckenwelle in gewünschter Art und Weise zu beeinflussen, wobei die Achsabweichung etwa (je nach Dimensionierung der Schneckenwelle) im Bereich von einigen Zehntelmillimeter beträgt. In particular, it is provided according to the invention that the actual geometry of the peeling tool (peeling wheel) comprises a profile angle deviation of + 3 μm to + 15 μm, preferably of + 5 μm to + 12 μm. Such a deviation of the actual geometry of the peeling tool makes it possible to influence the actual geometry of the worm shaft in the desired manner by choosing a corresponding axial offset between the cutting plane of the peeling tool and the axis of the worm shaft, the axis deviation being approximately (depending on the dimensions the worm shaft) in the range of a few tenths of a millimeter.

Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn neben der Anordnung der Schneidebene der Schneidkanten des Schälrads unter- oder oberhalb der Achse der Schneckenwelle die Maschineneinstelldaten derart gewählt werden, dass eine Abweichung des Achskreuzwinkels zwischen –3° und +3° von einem Soll-Achskreuzwinkel vorgesehen ist, wobei sich der Soll-Achskreuzwinkel auf denjenigen Achskreuzwinkel bezieht, der bei der Soll-Geometrie des Schälrads gewählt werden würde, wenn dessen Profilwinkelabweichung Null beträgt. Durch die zusätzliche Variation des Achskreuzwinkels lässt sich der besondere Vorteil erzielen, dass sowohl eine positive, als auch eine negative Beeinflussung der Profilwinkelabweichung in Abhängigkeit der Richtung des gewählten Achskreuzwinkels ermöglicht wird. Es sind somit durch den Achsversatz und die Änderung des Achskreuzwinkels zwei Einflussgrößen zur Steuerung der Profilwinkelabweichung verfügbar. Weiterhin ermöglicht die Variation des Achskreuzwinkels die Beeinflussung der Zahndicke, zum Beispiel in Form eines diametralen Prüfmaßes. Beide Einflussgrößen wirken sich unterschiedlich stark auf die Profilwinkelabweichung und die erzeugte Zahndicke aus, so dass sie sich gegenseitig ergänzend einsetzen lassen, je nachdem, ob bevorzugt die Zahndicke oder die Profilwinkelabweichung beeinflusst werden soll. It is very particularly preferred if, in addition to the arrangement of the cutting plane of the cutting edges of the peeling wheel below or above the axis of the worm shaft, the machine setting data are selected such that a deviation of the axis crossing angle between -3 ° and + 3 ° from a desired axis cross angle is provided , wherein the target axis cross angle refers to that Achskreuzwinkel that would be selected in the desired geometry of the peeling wheel when its profile angle deviation is zero. The additional variation of the Achskreuzwinkels can achieve the particular advantage that both a positive, as well as a negative influence on the profile angle deviation is made possible depending on the direction of the selected Achskreuzwinkels. Thus, two influencing variables for controlling the profile angle deviation are available through the axial offset and the change of the axis crossing angle. Furthermore, the variation of the Achskreuzwinkels allows influencing the tooth thickness, for example in the form of a diametrical test dimension. Both influencing factors have different effects on the profile angle deviation and the generated tooth thickness, so that they can be used in a complementary manner, depending on whether the tooth thickness or the profile angle deviation should preferably be influenced.

Bei dem zuletzt genannten Verfahren, bei dem zusätzlich eine Variation des Achskreuzwinkels vorgesehen ist, wird darüber hinaus insbesondere vorgeschlagen, dass in einem ersten Schritt die Ist-Geometrie der Verzahnung der Schneckenwelle unter Verwendung eines Schälrads erfasst wird, und dass in Abhängigkeit von der Abweichung der Ist-Geometrie von der Soll-Geometrie die Maschineneinstelldaten verändert werden, wobei zur Änderung der Maschineneinstelldaten eine Kombination eines bestimmten Achsversatzes und eines bestimmten Achskreuzwinkels aus mehreren unterschiedlichen möglichen Achsversätzen und Achskreuzwinkeln umfasst, derart, dass die Kombination des gewählten Achsversatzes und Achskreuzwinkels die Erzeugung der Soll-Geometrie der Verzahnung der Schneckenwelle bewirkt. In the latter method, in which a variation of the Achskreuzwinkels is additionally provided, moreover, it is proposed in particular that in a first step, the actual geometry of the toothing of the worm shaft is detected using a peeling wheel, and that depending on the deviation Actual geometry of the desired geometry, the Maschineneinstelldaten be changed, wherein for changing the Maschineneinstelldaten a combination of a specific axis offset and a specific Achskreuzwinkels from several different possible axis offsets and Achskreuzwinkeln includes such that the combination of the selected axis offset and Achskreuzwinkels the generation of the target -Geometry of the teeth of the worm shaft causes.

Ein derartiges Verfahren (der Auswahl der Werkzeugeinstelldaten) findet bevorzugt rechnergestützt im Rahmen der Steuer- bzw. Regelungstechnik einer Werkzeugmaschine statt. Hierzu kann es vorgesehen sein, dass in einer Steuereinrichtung der Werkzeugmaschine zumindest ein erster Datensatz mit unterschiedlichen Achsversätzen und ein zweiter Datensatz mit unterschiedlichen Achskreuzwinkeln sowie deren jeweilige Auswirkung auf die Profilwinkelabweichung bezüglich der Geometrie der Schneckenverzahnung abgelegt sind, und dass die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einer erfassten Ist-Geometrie der Schneckenverzahnung zur Erzielung einer Soll-Geometrie eine Kombination eines bestimmten Achsversatzes aus dem ersten Datensatz und einem bestimmten Achskreuzwinkel aus einem zweiten Datensatz auswählt. Hierbei kann es bei dem Vorhandensein mehrerer Kombinationsmöglichkeiten von Achsversätzen und Achskreuzwinkeln vorgesehen sein, dass in der Steuereinrichtung der Werkzeugmaschine zusätzliche Parameter abgelegt sind, die beispielsweise bewirken, dass ein bestimmtes Wertepaar von Achsversatz und Achskreuzwinkel derart gewählt wird, dass beispielsweise ein bestimmter Achsversatz nicht überschritten wird. Such a method (the selection of the tool setting data) preferably takes place computer-aided in the context of the control technology of a machine tool. For this purpose, it may be provided that in a control device of the machine tool at least a first data set with different axis offsets and a second data set with different Achskreuzwinkeln and their respective effect on the profile angle deviation with respect to the geometry of the worm gear are stored, and that the control device in response to a detected Actual geometry of the worm gearing to achieve a desired geometry selects a combination of a specific axis offset from the first data set and a specific axis cross angle from a second data set. In this case, it may be provided in the presence of several possible combinations of axial offsets and Achskreuzwinkeln that additional parameters are stored in the control device of the machine, for example, cause a certain value pair of misalignment and Achskreuzwinkel is selected such that, for example, a certain axial offset is not exceeded ,

Die Erfindung umfasst auch ein Werkzeug, insbesondere ein Schälrad, zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierbei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Geometrie des Schälwerkzeugs eine Profilwinkelabweichung von +3µm bis +15µm, vorzugsweise von +5µm bis +12µm, aufweist. The invention also includes a tool, in particular a peeling wheel, for carrying out a method according to the invention. In this case, it is provided according to the invention that the geometry of the peeling tool has a profile angle deviation of + 3 μm to + 15 μm, preferably of + 5 μm to + 12 μm.

Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass das Werkzeug einen positiven Kopfspanwinkel von größer 4°, vorzugsweise von größer 6°, aufweist. Damit werden einerseits die Schnittbedingungen verbessert, andererseits kann durch eine Änderung des Kopfspanwinkels bei einem Nachschliff der Schneidkanten die Zahndicke sowie die Profilwinkelabweichung an der Schneckenwelle zusätzlich beeinflusst werden. In addition, it may be provided that the tool has a positive head angle of greater than 4 °, preferably greater than 6 °. Thus, on the one hand, the cutting conditions are improved, on the other hand, the tooth thickness and the profile angle deviation on the worm shaft can be additionally influenced by a change in the Kopfspanwinkels in a regrinding of the cutting edges.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung an dem Werkzeug sieht vor, dass das Werkzeug ein Flankenfreiwinkel von mindestens 3° aufweist. Hierdurch können insbesondere Änderungen des Achskreuzwinkels von mehr als 3° zugelassen werden, um damit auf effektive Art und Weise die Profilwinkelabweichung sowie die Zahndicke an der Schneckenverzahnung korrigieren bzw. beeinflussen zu können. A further advantageous embodiment of the tool provides that the tool has a flank free angle of at least 3 °. As a result, in particular changes of the Achskreuzwinkels be allowed by more than 3 °, so as to be able to correct or influence the profile angle deviation and the tooth thickness of the worm gear in an effective manner.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Diese zeigt in: This shows in:

1 eine Darstellung einer Schneckenwelle und eines ein Schälrad aufweisenden Werkzeugkopfes einer Werkzeugmaschine in perspektivischer Darstellung, 1 a representation of a worm shaft and a tool having a peeling tool head of a machine tool in a perspective view,

2 einen Schnitt durch die Anordnung gemäß 1 unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 2 a section through the arrangement according to 1 using the method according to the invention,

3 und 4 Tabellen zur Verdeutlichung der Beeinflussung der Profilwinkelabweichung fHa bei unterschiedlichen Positionen der Schneidebene sowie einer Variation des Achskreuzwinkels, sowie deren Einfluss auf die Zahndicke, 3 and 4 Tables to illustrate the influence of the profile angle deviation fHa at different positions of the cutting plane and a variation of the Achskreuzwinkels, and their influence on the tooth thickness,

5 einen Längsschnitt durch eine Schälrad und 5 a longitudinal section through a peeling wheel and

6 ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 6 a flow diagram to illustrate the method according to the invention.

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Herstellung einer Verzahnungsgeometrie 1 an einer Schneckenwelle 10. Die Schneckenwelle 10 ist hierbei insbesondere, jedoch nicht einschränkend, Bestandteil eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug, wie einem Sitzverstellungsantrieb, einem Spiegelverstellungsantrieb, einem Schiebedachantrieb oder ähnlichem. Weiterhin wird davon ausgegangen, dass das Material der Schneckenwelle 10 metallisch ist, jedoch sind auch andere Materialien, insbesondere Kunststoffe wie POM (Polyoxymethylen), denkbar. Auch wird vereinfacht davon ausgegangen, dass die Verzahnungsgeometrie 1 einen einzigen Schneckengang umfasst, es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, eine mehrgängige Verzahnungsgeometrie 1 vorzusehen. The present invention is concerned with the production of a gearing geometry 1 on a worm shaft 10 , The worm shaft 10 is here in particular, but not limiting, part of a comfort drive in a motor vehicle, such as a seat adjustment drive, a mirror adjustment drive, a sunroof drive or the like. Furthermore, it is assumed that the material of the worm shaft 10 is metallic, but other materials, in particular plastics such as POM (polyoxymethylene), conceivable. It is also simplified assuming that the gearing geometry 1 includes a single helical flight, but it is also within the scope of the invention, a multi-gear tooth geometry 1 provided.

Zur Herstellung der Verzahnungsgeometrie 1 an der Schneckenwelle 10 ist eine Werkzeugmaschine 100 vorgesehen, die zwei Werkzeugaufnahmen 101, 102, insbesondere in Form von Spannbacken, aufweist, um die Schneckenwelle 10 einzuspannen. Selbstverständlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, zur Einspannung der Schneckenwelle 10 eine andere Einspanntechnik vorzusehen. Weiterhin umfasst die Werkzeugmaschine 100 einen Werkzeugkopf 103, der die Aufnahme eines Schälwerkzeugs 105 in Form eines Schälrads ermöglicht. Das Schälwerkzeug 105 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Schneidzähnen 106 auf. Die Anzahl der Schneidzähne 106 beträgt, abhängig vom jeweiligen spezifischen Anwendungsfall, typischerweise etwa zwischen zwanzig und vierzig. Weiterhin sind die Schneidzähne 106 geradlinig ausgebildet, d.h., dass diese zur Werkzeugachse 15 fluchten bzw. koaxial zu dieser angeordnet sind. For the production of the gearing geometry 1 at the worm shaft 10 is a machine tool 100 provided, the two tool holders 101 . 102 , in particular in the form of clamping jaws, to the worm shaft 10 clamp. Of course, it is also within the scope of the invention, for clamping the worm shaft 10 to provide a different clamping technique. Furthermore, the machine tool includes 100 a tool head 103 taking the picture of a peeling tool 105 in the form of a peeling wheel allows. The peeling tool 105 In the illustrated embodiment, a plurality of cutting teeth 106 on. The number of cutting teeth 106 is typically between about twenty and forty, depending on the specific application. Furthermore, the cutting teeth 106 formed rectilinear, ie, that this to the tool axis 15 are aligned or coaxial with this.

Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, leicht schrägverzahnte Schneidzahne 106 zu verwenden, die bei Schneckenwellen 10 mit relativ großem Steigungswinkel zu einem günstigen Achskreuzwinkel η (nahe 90° führen), wodurch sich günstigere Schnittbedingungen ergeben. Der Schrägungswinkel der Schneidzähne 106 ist jedoch vorzugsweise auf maximal etwa 8° begrenzt, da ansonsten ein aufwändiger Treppenschliff an den Schneidzähnen 106 erforderlich werden würde. It is also within the scope of the invention, slightly helical cutting teeth 106 to use that with worm shafts 10 with a relatively large pitch angle to a favorable axis cross angle η (close to 90 ° lead), resulting in more favorable cutting conditions. The helix angle of the cutting teeth 106 However, it is preferably limited to a maximum of about 8 °, otherwise there is a complex step grinding on the cutting teeth 106 would be required.

Die Schneckenwelle 10, die das zu bearbeitende Werkstück darstellt, weist eine Werkstückachse 16 auf. Zur Ausbildung der Steigung an der Verzahnungsgeometrie 1 sind die Werkzeugachse 15 des Schälwerkzeugs 105 und die Werkstückachse 16 um einen Achskreuzwinkel η zueinander geneigt angeordnet. The worm shaft 10 , which represents the workpiece to be machined, has a workpiece axis 16 on. To form the pitch on the gear geometry 1 are the tool axis 15 of the peeling tool 105 and the workpiece axis 16 arranged at an Achskreuzwinkel η inclined to each other.

Ergänzend wird erwähnt, dass der Achskreuzwinkel η bei einer Schrägverzahnung der Schneidzähne 106 um den entsprechenden Winkel korrigiert bzw. angepasst werden muss. In addition, it is mentioned that the axis cross angle η in a helical toothing of the cutting teeth 106 must be corrected or adjusted by the appropriate angle.

In an sich bekannter Art und Weise werden durch den Antrieb der Werkzeugmaschine 100 die Werkzeugachse 15 und die Werkstückachse 16 beispielsweise in Richtung der Pfeile 17, 18 gedreht. Ferner ist der radiale Abstand des Schälwerkzeugs 105 zur Schneckenwelle 10 bzw. zur Werkzeugachse 15 in an sich bekannter Art und Weise derart eingestellt, dass bei einem Abwälzen des Schälwerkzeugs 105 an dem Außenumfang der Schneckenwelle 10 die Verzahnungsgeometrie 1 ohne zusätzliche radiale Zustellung des Schälwerkzeugs 105 in einem Arbeitsgang erzeugt wird. Hierzu ist es weiterhin erforderlich, dass beispielsweise der Werkzeugkopf 103 in Richtung des Pfeils 19 parallel zur Werkstückachse 16 bewegt wird. In a conventional manner by the drive of the machine tool 100 the tool axis 15 and the workpiece axis 16 for example in the direction of the arrows 17 . 18 turned. Furthermore, the radial distance of the peeling tool 105 to the worm shaft 10 or to the tool axis 15 set in a conventional manner such that when rolling the peeling tool 105 on the outer circumference of the worm shaft 10 the gearing geometry 1 without additional radial delivery of the peeling tool 105 generated in one operation. For this purpose, it is still necessary that, for example, the tool head 103 in the direction of the arrow 19 parallel to the workpiece axis 16 is moved.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Ist-Geometrie des Schälwerkzeugs 105 eine Profilwinkelabweichung fHa zwischen +3µm und +15µm, vorzugsweise zwischen +5µm und +12µm, aufweist. Wie ferner anhand der 2 erkennbar ist, weist das Schälwerkzeug 105 bzw. deren Schneidkanten eine Schneidebene 20 auf, die nicht mit der Werkstückachse 16 fluchtet, sondern im dargestellten Ausführungsbeispiel um einen Achsversatz ∆a oberhalb der Werkstückachse 16 verläuft. Der Achsversatz ∆a ist Bestandteil von (variablen) Maschineneinstelldaten, die eine Beeinflussung der Ist-Geometrie an der Verzahnungsgeometrie 1 der Schneckenwelle 10 ermöglicht. According to the invention, it is provided that the actual geometry of the peeling tool 105 a profile angle deviation fHa between + 3μm and + 15μm, preferably between + 5μm and + 12μm, has. As further described by the 2 can be seen has the peeling tool 105 or the cutting edges of a cutting plane 20 on, not with the workpiece axis 16 is aligned, but in the illustrated embodiment by an axial offset .DELTA.a above the workpiece axis 16 runs. The axial offset Δa is a component of (variable) machine setting data, which influences the actual geometry on the tooth geometry 1 the worm shaft 10 allows.

In der 3 ist eine Wertetabelle dargestellt, bei der sowohl positive als auch negative Achsversatze ∆a (das heißt Achsversatze ∆a, die in Bezug zur Werkstückachse 16 ober- oder unterhalb der Werkstückachse 16 verlaufen) sowie deren Auswirkung auf die Profilwinkelabweichung fHa und die Zahndicke in Form des diametralen Rollenmaßes ∆MdR an der Verzahnungsgeometrie 1 der Schneckenwelle 10 verdeutlicht sind. Insbesondere erkennt man, dass die sich einstellende Profilwinkelabweichung fHa an der Verzahnungsgeometrie 1 der Schneckenwelle 10, unabhängig davon, ob der Achsversatz ∆a positiv oder negativ ist, d.h., ob die Schneidebene 20 unter- oder oberhalb der Werkstückachse 16 verläuft, stets negativ ist. Weiterhin erkennt man, dass die (negative) Profilwinkelabweichung fHa mit größer werdendem Achsversatz ∆a ebenfalls betragsmäßig größer wird. In the 3 is shown a table of values, in which both positive and negative axis offset Δa (that is, axle offset Δa, in relation to the workpiece axis 16 above or below the workpiece axis 16 run) and their effect on the profile angle deviation fHa and the tooth thickness in the form of the diametrical roll dimension ΔMdR on the tooth geometry 1 the worm shaft 10 are clarified. In particular, it can be seen that the resulting profile angle deviation fHa on the tooth geometry 1 the worm shaft 10 , regardless of whether the axis offset Δa is positive or negative, ie, whether the cutting plane 20 below or above the workpiece axis 16 runs, is always negative. Furthermore, it can be seen that the (negative) profile angle deviation fHa also increases in magnitude as the axial offset Δa increases.

In der 4 ist in tabellarischer Form die Profilwinkelabweichung fHa der Verzahnungsgeometrie 1 der Schneckenwelle 10 und die Änderung der Zahndicke in Form des diametralen Rollenmaßes ∆MdR über unterschiedliche (positive sowie negative) Achskreuzwinkel η dargestellt. Hierbei ist erkennbar, dass in Abhängigkeit von einem positiven oder negativen Achskreuzwinkel η positive oder negative Profilwinkelabweichungen fHa an der Verzahnungsgeometrie 1 der Schneckenwelle 10 erzeugt werden können. In the 4 is in tabular form the profile angle deviation fHa of the gearing geometry 1 the worm shaft 10 and the change of the tooth thickness in the form of the diametrical roll dimension ΔMdR is represented by different (positive and negative) axis cross angles η. It can be seen here that depending on a positive or negative axis crossing angle η, positive or negative profile angle deviations fHa at the tooth geometry 1 the worm shaft 10 can be generated.

In der 6 ist ein Ablaufdiagramm zur Herstellung von Schneckenwellen 10 dargestellt, bei der die Ist-Geometrie der Verzahnungsgeometrie 1 innerhalb der zulässigen Toleranzen einer Soll-Geometrie entsprechen soll. Hierbei wird in einem ersten Schritt 50 die Ist-Geometrie an der Schneckenwelle 10 vermessen bzw. erfasst. In einem Schritt 51 werden die gemessenen Werte mit Sollwerten verglichen. Bei einer Überschreitung von Eingriffsgrenzen bei der Ist-Geometrie wird in einem Schritt 52 in einer Steuereinrichtung der Werkzeugmaschine 100 aus den in elektronischer Form abgelegten Tabellen bzw. Datensätzen entsprechend der 3 und 4, Wertepaare von Achsversatzen ∆a und Kopfkreuzwinkeln η ermittelt, die in Kombination die gemessene Profilabweichung fHa (Ist-Geometrie) an der Verzahnungsgeometrie 1 der Schneckenwelle 10 derart beeinflussen, dass die Abweichung auf eine Profilabweichung fHa an der Schneckenwelle 10 auf Null korrigieren. Diese Werte werden in einem Schritt 53 in der Werkzeugmachine 100 als neue Maschineneinstelldaten verwendet. In the 6 is a flow chart for the production of worm shafts 10 shown where the actual geometry of the gear geometry 1 within the allowable tolerances of a desired geometry. This will be done in a first step 50 the actual geometry on the worm shaft 10 measured or recorded. In one step 51 the measured values are compared with setpoints. Exceeding intervention limits in the actual geometry becomes in one step 52 in a control device of the machine tool 100 from the tables or datasets stored in electronic form in accordance with the 3 and 4 , Value pairs of axial misalignments Δa and crosshead angles η, which in combination determine the measured profile deviation fHa (actual geometry) on the gear geometry 1 the worm shaft 10 influence such that the deviation to a profile deviation fHa on the worm shaft 10 correct to zero. These values are in one step 53 in the machine tool 100 used as new machine setting data.

Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass des Schälwerkzeug 105 bzw. die Schneidkanten 106 mit einem Kopfspanwinkel β von größer 4°, vorzugsweise von größer 6°, ausgebildet sind. Weiterhin weisen die Schneidkanten 106 einen Flankenfreiwinkel von mehr als 3° auf. In addition, it may be provided that the peeling tool 105 or the cutting edges 106 are formed with a head angle β of greater than 4 °, preferably greater than 6 °. Furthermore, the cutting edges 106 a flank angle of more than 3 °.

Das soweit beschriebene Verfahren zum Herstellen von Schneckenwellen 10 im Wälzschälverfahren kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Dieser besteht insbesondere in der Verwendung einer sich von der korrekten Geometrie des Schälwerkzeugs 105 abweichenden Geometrie, sodass das Schälwerkzeug 105 eine positive Profilwinkelabweichung aufweist. Insbesondere sei darauf hingewiesen, dass die Wahl der negativen Profilwinkelabweichung am Schälwerkzeug 105 auch noch vom Eingriffswinkel der Verzahnung der Schneckenwelle 10 abhängig ist. The method described so far for the production of worm shafts 10 In Wälzschälverfahren can be modified or modified in many ways, without departing from the spirit. This consists in particular in the use of a correct geometry of the peeling tool 105 deviating geometry, so the peeling tool 105 has a positive profile angle deviation. In particular, it should be noted that the choice of negative profile angle deviation on the peeling tool 105 even from the pressure angle of the teeth of the worm shaft 10 is dependent.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Verzahnungsgeometrie tooth geometry
10 10: Schneckenwelle worm shaft
15 15: Werkzeugachse tool axis
16 16: Werkstückachse Workpiece axis
17 17: Pfeil arrow
18 18: Pfeil arrow
19 19: Pfeil arrow
20 20: Schneidebene cutting plane
50 50: Schritt step
51 51: Schritt step
52 52: Schritt step
53 53: Schritt step
100 100: Werkzeugmaschine machine tool
101 101: Werkzeugaufnahme tool holder
102 102: Werkzeugaufnahme tool holder
103 103: Werkzeugkopf tool head
105 105: Schälwerkzeug peeling tool
106 106: Schneidkante cutting edge
A A: Achsversatz axial offset
α α: Achskreuzwinkel axis intersection
β β: Kopfspanwinkel Head rake angle
fHa FHA: Winkelabweichung angular deviation

Claims

Verfahren zum Herstellen von Schneckenwellen (10) im Wälzschälverfahren, bei dem ein als Schälrad (105) ausgebildetes Werkzeug an einer Werkzeugmaschine (100) in einer Werkzeugachse (15) drehbar angetrieben ist und mit der in einer Werkstückachse (16) drehbar angetriebenen, das Werkstück ausbildenden Schneckenwelle (10) zusammenwirkt, wobei die beiden Achsen (15, 16) in einem Achskreuzwinkel (η) zueinander geneigt angeordnet sind, wobei das eine Ist-Geometrie aufweisende Schälrad (105) eine Ist-Geometrie (1) der Verzahnung der Schneckenwelle (10) ausbildet, die mittels einer Variation von Maschineneinstelldaten (∆a, η) der Werkzeugmaschine (100) beeinflussbar ist, und wobei das Schälrad (105) Schneidkanten (106) aufweist, die eine Schneidebene (20) ausbilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Geometrie des Schälrads (105) von einer Soll-Geometrie des Schälrads (105) abweicht, wobei sich die Soll-Geometrie des Schälrads (105) auf den Fall bezieht, bei der die Schneidebene (20) der Schneidkanten (106) mit der Werkstückachse (16) fluchtet, und dass zum Ausgleich der Ist-Geometrie (1) der Verzahnung der Schneckenwelle (10) von der Soll-Geometrie die Maschineneinstelldaten (∆a, η) derart gewählt werden, dass die Schneidebene (20) unter- oder oberhalb der Werkstückachse (16) verläuft. Method for producing screw shafts ( 10 ) in the skiving method, in which a skiving wheel ( 105 ) trained tool on a machine tool ( 100 ) in a tool axis ( 15 ) is rotatably driven and with the in a workpiece axis ( 16 ) rotatably driven, the workpiece forming screw shaft ( 10 ), where the two axes ( 15 . 16 ) are arranged inclined to one another in an axis cross angle (η), wherein the skiving wheel having an actual geometry ( 105 ) an actual geometry ( 1 ) of the teeth of the worm shaft ( 10 ) formed by means of a variation of machine setting data (Δa, η) of the machine tool ( 100 ) is influenced, and wherein the peeling wheel ( 105 ) Cutting edges ( 106 ), which has a cutting plane ( 20 ), characterized in that the actual geometry of the peeling wheel ( 105 ) of a desired geometry of the peeling wheel ( 105 ) deviates, wherein the desired geometry of the peeling wheel ( 105 ) relates to the case in which the cutting plane ( 20 ) of the cutting edges ( 106 ) with the workpiece axis ( 16 ) and that to compensate for the actual geometry ( 1 ) of the teeth of the worm shaft ( 10 ) of the desired geometry, the machine setting data (.DELTA.a, η) are chosen such that the Cutting plane ( 20 ) below or above the workpiece axis ( 16 ) runs.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Geometrie des Schälrads (105) eine Profil-Winkelabweichung (fHa) von +3µm bis +15µm, vorzugsweise von +5µm bis +12µm, umfasst. A method according to claim 1, characterized in that the actual geometry of the peeling wheel ( 105 ) comprises a profile angle deviation (fHa) of + 3 μm to + 15 μm, preferably of + 5 μm to + 12 μm.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschineneinstelldaten zusätzlich zumindest eine Abweichung des Achskreuzwinkels (η) zwischen –3Grad und +3Grad von einem Soll-Achskreuzwinkel (η) umfassen, der bei der Soll-Geometrie des Schälrads (105) vorhanden ist. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the machine setting data additionally comprise at least one deviation of the axis intersection angle (η) between -3 degrees and +3 Grad from a nominal axis cross angle (η) which, in the case of the desired geometry of the peeling wheel ( 105 ) is available.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt (50) die Ist-Geometrie (1) der Verzahnung der Schneckenwelle (10) unter Verwendung eines Schälrads (105) erfasst wird, und dass in Abhängigkeit von der Abweichung der Ist-Geometrie von der Soll-Geometrie die Maschineneinstelldaten (∆a, η) verändert werden, wobei zur Änderung der Maschineneinstelldaten (∆a, η) eine Kombination eines bestimmten Achsversatzes (∆a) und eines bestimmten Achskreuzwinkels (η) aus mehreren unterschiedlichen möglichen Achsversätzen (∆a) und Achskreuzwinkeln (η) umfasst, derart, dass die Kombination des gewählten Achsversatzes (∆a) und Achskreuzwinkels (η) die Erzeugung der Soll-Geometrie (1) der Verzahnung der Schneckenwelle (10) bewirkt. Method according to claim 3, characterized in that in a first step ( 50 ) the actual geometry ( 1 ) of the teeth of the worm shaft ( 10 ) using a peeling wheel ( 105 ), and that the machine setting data (.DELTA.a, .eta.) are changed as a function of the deviation of the actual geometry from the setpoint geometry, wherein a combination of a specific axial offset (.DELTA.a, .eta.) is used to change the machine setting data (.DELTA.a, .eta.) ) and a certain Achskreuzwinkels (η) of several different possible axial offsets (Δa) and Achskreuzwinkeln (η), such that the combination of the selected axial offset (.DELTA.a) and Achskreuzwinkels (η) the generation of the desired geometry ( 1 ) of the teeth of the worm shaft ( 10 ) causes.

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Steuereinrichtung der Werkzeugmaschine (100) zumindest ein erster Datensatz mit unterschiedlichen Achsversätzen (∆a) und ein zweiter Datensatz mit unterschiedlichen Achskreuzwinkeln (η) sowie deren jeweilige Auswirkung auf die Profil-Winkelabweichung (fHa) der Verzahnung der Schneckenwelle (10) abgelegt sind, und dass die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einer erfassten Ist-Geometrie der Verzahnung der Schneckenwelle (10) zur Erzielung einer Soll-Geometrie (1) eine Kombination eines bestimmten Achsversatzes (∆a) aus dem ersten Datensatz und einem bestimmten Achskreuzwinkel (η) aus dem zweiten Datensatz auswählt. Method according to claim 4, characterized in that in a control device of the machine tool ( 100 ) at least one first data set with different axial offsets (Δa) and a second data set with different axis cross angles (η) and their respective effect on the profile angle deviation (fHa) of the toothing of the worm shaft ( 10 ) are stored, and that the control device in dependence on a detected actual geometry of the toothing of the worm shaft ( 10 ) to achieve a desired geometry ( 1 ) selects a combination of a particular offset (.DELTA.a) from the first data set and a particular axis cross angle (.eta.) from the second data set.

Werkzeug, insbesondere Schälrad (105), zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie des Werkzeugs eine Profil-Winkelabweichung (fHa) von +3µm bis +15µm, vorzugsweise von +5µm bis +12µm, aufweist. Tool, in particular peeling wheel ( 105 ), for carrying out a method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the geometry of the tool has a profile angle deviation (fHa) of + 3μm to + 15μm, preferably from + 5μm to + 12μm.

Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug einen Kopfspanwinkel (β) von mehr als 4Grad, vorzugsweise von mehr als 6Grad aufweist. Tool according to claim 6, characterized in that the tool has a head rake angle (β) of more than 4 degrees, preferably more than 6 degrees.

Werkzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug einen Flankenfreiwinkel von mindestens 3Grad aufweist. Tool according to claim 6 or 7, characterized in that the tool has a flank free angle of at least 3Grad.

Schneckenwelle (10), hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder/und unter Verwendung eines Werkzeugs nach einem der Ansprüche 5 bis 8. Worm shaft ( 10 ), produced by a method according to one of claims 1 to 5 or / and using a tool according to one of claims 5 to 8.

Verwendung einer Schneckenwelle (10) nach Anspruch 9 als Bestandteil eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug, wie Sitzverstellungsantrieb, Spiegelverstellungsantrieb, Schiebedachantrieb. Use of a worm shaft ( 10 ) according to claim 9 as part of a comfort drive in a motor vehicle, such as seat adjustment drive, mirror adjustment drive, sunroof drive.