DE102017113759B3 - Verfahren zum Ausbilden einer Zahnstirnkanten-Fase an ein als dünnwandiges buchsen- oder napfförmiges Hohlteil ausgebildetes und mit einer äußeren Längsverzahnung versehenes Zahnrad - Google Patents

Abstract

Ein rationeller Verfahrensablauf und geringe investive Arbeitsmittelaufwendungen erfordern das Zahnstirnkanten-Anfasen in den Verfahrensablauf einer durch Formen in Drückrollwerkzeugen hergestellten Längsverzahnung (4) an buchsen- oder napfförmigen Hohlteilen (1) unmittelbar mit zu integrieren.Das Herstellungsverfahren umfasst dann ergänzend die Ausbildungeiner Wandteil-Verlängerung (3) am zylindrischen Wandteil (2),eine quer- und schräggerichtete Kerbung mittels Kerb-Keilschiebern (7) in die Zahnlücken und Zähne des zylindrischen Wandteiles (2) undein radialgerichtet zentrierendes Trennschneiden und Abtrennen der Wandteil-Verlängerung (3) an den Einkerbungsstellen und damiteine umlaufende Zahnstirnkanten-Fase (9), die dem Zahnstirnkantenverlauf an den Einkerbungsstellen folgt.

Description

• Die Erfindung geht von dem im Oberbegriff des Patentanspruches 1 definierten Verfahren und seinem teileabhängigen Verfahrenszweck aus.
• Insbesondere die spezifische Ausbildung und die Funktion von geradverzahnten Zahnrädern in unterschiedlichen Anwendungen im Maschinenbau und in der Antriebstechnologie von Fahrzeugen erfordern neben der Auswahl eines rationellen Herstellungsverfahrens für die Verzahnung auch eine rationelle und qualitative Anbringung von Fasen an die Zahnstirnkanten dieser spezifischen Zahnrad-Ausbildungen.
• Der Stand der Technik umfasst eine Reihe geeigneter Entgrate- und Anfas-Verfahren und die dazu einsetzbaren Werkzeugausbildungen.
• Beispielhaft für diesen Stand der Technik sollen nachstehend Erfindungsanmeldungen benannt und bewertet werden.
• Verfahren- und Werkzeugausbildungen für Drückentgraten mittels eines gesonderten Werkzeuges, welches eine Gegenverzahnung zum Werkstück hat und damit Drückentgraten von Zahnstirnkanten realisieren lässt, sind in
• • DE 1075 922 B
• • DE 3608 458 C1 und in
• • CH 676 940 A5
beschrieben.
• Kombinationswerkzeuge zum Drückwalzen, die ein gesondertes Entgratewerkzeug oder eine entsprechende Funktionskomponente für die Beseitigung oder Abrundung von stirnseitigem Grat an den Verzahnungen beinhalten sind Gegenstand in
• • DE 198 30 816 C2 und in
• • DE 103 09 116 A1 .
• Die spangebende Entgratung von Zahnstirnseiten, nach dem die Zahnfertigung selbst in einem Drückverfahren umformend erfolgte, ist Gegenstand in
• • DE 102 09471 C1
• Das bekannte Entgrate-Bürsten von Zahnstirnkanten ist in
• • DD 205 101 B1
beschrieben.
• Nachteilig sind an diesen Verfahrens- und Werkzeugausbildungen die zum Teil hohen Aufwendungen für
• - einen gesonderten Anfas-Arbeitsgang nach der Zahneinformung am Werkstück oder für
• - eine erforderliche Werkzeug- oder Anlageninvestition, um das Zahnstirnkanten-Anfasen am Werkstück durchführen zu können.
• Daraus leitet sich als Problemstellung ab
• - ein spanloses Zahnstirnkanten-Anfasen, welches kostensenkend durchführbar ist, unmittelbar in das Zahnformungs-Verfahren mit zu integrieren und
• - einen investiven zusätzlichen verfahrensbedingten Werkzeug- und Anlageaufwand zu vermeiden.
• Diese Problemstellung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Das Verfahren zum Ausbilden einer Zahnstirnkanten-Fase, welches insbesondere an durch Drückrollen mit Drückrollwerkzeugen hergestellten Längsverzahnungen an dünnwandigen buchsen- oder napfförmigen Hohlteilen Anwendung finden kann, besteht aus den nachstehend benannten Verfahrensschritten, die unmittelbar der Herstellung einer Längsverzahnung an diesen Hohlteilen zur Fertigbearbeitung der Zahnräder folgen können.
• Mit dem Tiefziehen eines Hohlteiles wird dessen zylindrischer Wandteil gegenüber seinem Längensollmaß um das Maß umlaufender Wandteil-Verlängerung an dem freien Ende verlängert. Es folgt ein Formen der Längsverzahnung als Außenverzahnung in das zylindrische Wandteil durch Drückrollen. Nach der fertiggeformten Drückroll-Längsverzahnung auf dem Wandteil erfolgt das Einbringen einer umlaufenden und zu den geformten Zahnverläufen quer- und schräggerichteten Kerbe mittels eines unter einer vorher bestimmten Winkelstellung zugestellten Kerb-Keilschieber-Werkzeuges.
• Mit diesem erfolgt ein umlaufendes Abtrennen der Wandteil-Verlängerung vom zylindrischen Wandteil an der Einkerbungsstelle unter Ausbildung einer umlaufenden Zahnstirnkanten-Fase entlang der Zähne und den Zahnlücken durch radiales Trennschneiden.
• Ergänzende Verfahrensmerkmale sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 benannt. Sie betreffen
• - die Durchführbarkeit der Verfahrensschritte Einkerben und Trennschneiden auf Mehrstufenwerkzeugen,
• - die Bestimmbarkeit der Dimensionierung und Schrägstellung an Zahnstirnkanten,
• - die Durchführung der Verfahrensschritte an Hohlteilen, die als Lamellenträger ausgebildet sind.
• Die Erfindung und ihre Anwendung ist beispielhaft in den Figuren vereinfacht dargestellt und im folgenden Teil der Beschreibung näher erläutert.
• Gezeigt werden in
• 1 und 2 Teilansichten eines längsverzahnten napfförmigen Hohlteiles in der Ausbildung eines Lamellenträgers,
• 3 und 4 Teilansichten des Hohlteiles während des Einkerbens,
• 5 Teilansicht des eingekerbten Hohlteiles,
• 6 und 7 Teilansichten des Hohlteiles mit abgetrennter Wandteil-Verlängerung,
• 8 eine Draufsicht auf eine Werkzeugstufe mit fertigbearbeitetem Lamellenträger.
• In 1 und 2 wird die Ausgangssituation der Verfahrensanwendung bezogen auf das, als Lamellenträger dargestellte, aus dünnwandigen Blech bestehende, napfförmige Hohlteil 1 dargestellt. Dieses Teil verfügt über einen zylindrischen Wandteil 2, in dem umlaufend eine durch Drückrollen hergestellte Längsverzahnung 4 als Außenverzahnung fertig eingeformt ist.
• Das in 3 und 4 prinzipiell dargestellte Einkerben des mit einer Längsverzahnung 4 geformten zylindrischen Wandteiles 2 am napfförmigen Hohlteil 1 erfolgt gemäß der im ringförmigen Haltewerkzeug 6 voreingestellten Winkelstellung 8 eines Kerb-Keilschiebers 7 mit der Bewegung des Oberteiles in der Werkzeugstufe. Dabei wird das Einkerben in eine Zahnlücke beispielhaft gezeigt. Im Ergebnis zeigt die 5 die Einkerbung in eine Zahnlücke der Längsverzahnung 4.
• In den 6 und 7 ist der Verfahrensstand nach dem radialgerichtet, zentrierenden Trennschneiden und Abtrennen der Wandteil-Verlängerung 3 an den Einkerbungsstellen von dem mit der Längsverzahnung 4 versehenen zylindrischen Wandteil 2 des napfförmigen Hohlteiles 1 dargestellt. An der Stirnseite des zylindrischen Wandteiles 2 ist der obere Teil der schräggerichteten Einkerbung dann gleichzeitig als die umlaufende Zahnstirnkanten-Fase 9 ausgebildet und entlang der Stirnkanten der Zähne und der Zahnlücken der Längsverzahnung 4 verlaufend angeordnet.
• Vereinfacht zeigt 8 einen mit diesen Verfahrensschritten ergänzend fertigbearbeiteten Lamellenträger als Ausbildungsbeispiel eines napfförmigen Hohlteiles 1 auf und in der Werkzeugstufe 5 nicht näher dargestellten Mehrstufenwerkzeuges.
• Der Problemstellung, das Zahnstirnkanten-Anfasen an Zahnrädern, insbesondere in deren Ausbildung als dünnwandigen buchsen- oder napfförmige Hohlteile rationell und mit geringen Arbeitsmittelaufwendungen durchzuführen, wird mit der vorgeschlagenen Verfahrensausbildung entsprochen.
• Bezugszeichenliste

• 1	(zylindrisches oder napfförmiges) Hohlteil
  2	zylindrisches Wandteil	von 1
  3	Wandteil-Verlängerung	von 2
  4	Längsverzahnung	an 2
  5	Werkzeugstufe
  6	ringförmiges Haltewerkzeug	für 7
  7	Kerb-Keilschieber	in 6
  8	Winkelstellung	von 7, in 6
  9	Zahnstirnkanten-Fase	an 2

Claims (4)

1. Verfahren zum Ausbilden einer Zahnstirnkanten-Fase (9) an ein als dünnwandiges buchsen- oder napfförmiges Hohlteil (1) ausgebildetes und mit einer äußeren Längsverzahnung (4) versehenes Zahnrad, wobei nach einem Formen der Längsverzahnung (4) mittels Drückrollenwerkzeugen in das zylindrische Wandteil (2) des Hohlteiles (1) die Fertigbearbeitung des Zahnrades mit folgenden, zeitlich aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten erfolgt: - mit dem Tiefziehen des Hohlteiles (1) wird dessen zylindrischer Wandteil (2), gegenüber seinem Längensollmaß, um das Maß einer umlaufenden Wandteil-Verlängerung (3) an dem freien Ende verlängert, danach - Formen der Längsverzahnung (4) als Außenverzahnung in das zylindrische Wandteil (2) durch Drückrollen, danach - Einbringen einer umlaufenden und zu den geformten Zahnverläufen quer- bzw. schräggerichteten Kerbe an den Beginn der Wandteil-Verlängerung (3) in das verzahnte zylindrische Wandteil (2) mittels eines unter einer vorherbestimmten Winkelstellung (8) zugestellten Kerb-Keilschieber-Werkzeuges (7), danach - umlaufendes Abtrennen der Wandteil-Verlängerung (3) vom zylindrischen Wandteil (2) an der Einkerbungsstelle unter Ausbildung einer umlaufenden Zahnstirnkanten-Fase (9) entlang der Zähne um den Zahnlücken durch radiales Trennschneiden.
2. Verfahren zum Ausbilden einer Zahnstirnkanten-Fase (9) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte - Einbringen einer umlaufenden Kerbe und - Trennschneiden an den zylindrischen Wandteilen (2) in jeweils einer Werkzeugstufe (5) eines Mehrstufenwerkzeuges durchgeführt werden.
3. Verfahren zum Ausbilden einer Zahnstirnkanten-Fase (9) nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass über die eingestellte Winkelstellung (8) der Kerb-Keilschieber (7) in dem, die Kerb-Keilschieber kreissegmentartig zusammenhaltend und führend, ringförmigen Haltewerkzeug (6) und über die gewählte Kerbflächen-Schrägstellung am Kerb-Keilschieber (7) die Dimensionierung und Schrägstellung der Zahnstirnkanten-Fasen (9) an den buchsen- oder napfförmigen Hohlteilen (1) bestimmbar sind.
4. Verfahren zum Ausbilden einer Zahnstirnkanten-Fase (9) nach Patentanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte - Einbringen einer umlaufenden Kerbe und - Trennschneiden an dünnwandigen napfförmigen Hohlteilen (1) in der Ausbildung als Lamellenträger durchführbar sind.

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