DE10334493B4 - Verfahren zum Fräsen von Spiralkegelrädern - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Fräsen von Spiralkegel- und Hypoidrädern mit einem Messerkopf durch Tauchen im Einzelteilverfahren bestehend aus folgenden Schritten:
a) Drehantreiben des Messerkopfs um seine Rotationsachse,
b) Führen des Messerkopfs und eines Werkstücks jeweils in eine Startposition,
c) Erzeugen einer vollständigen Zahnlücke durch einen numerisch gesteuerten Fräsprozeß mit dem rotierenden Messerkopf,
d) Zurückführen des Messerkopfs in seine Startposition,
e) Drehen des Werkstücks um eine Zahnteilung in eine gleiche Startposition entweder gleichzeitig mit dem oder anschließend an den Verfahrensschritt d des Zurückführens des Messerkopfes,
f) Wiederholen der Schritte c bis e bei ununterbrochener, konstanter Drehung des Messerkopfes, bis alle Zahnlücken des Werkstücks bei Ablauf des Fräsprozesses in der gleichen Weise erzeugt sind,
wobei
der Fräsprozeß für jede Zahnlücke gesteuert ausgelöst wiederholt gleichartig derart erfolgt, daß sich der Messerkopf zu einem vorbestimmten Zeitpunkt des jeweiligen Fräsprozesses einer Zahnlücke in der gleichen momentanen Winkelposition um seine...

Description

• Die Erfindung betrifft Verfahren nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bis 3.
• In Bezug auf Spiralkegelräder ist das sogenannte Einzelteilverfahren beispielsweise in dem 1962 erschienenen Buch von Darle W. Dudley "Gear Handbook" im Kapitel 20-2 beschrieben. Im Gegensatz zum kontinuierlichen Teilverfahren wird hier mit dem Messerkopf immer erst eine Zahnlücke vollständig hergestellt, das Werkstück um eine Zahnteilung weiter geteilt, dann in gleicher Weise die nächste Zahnlücke gefräst usw., bis aus dem Werkstück ein komplettes Kegelrad geworden ist. Bei Spiralkegelrädern, die nach diesem Verfahren hergestellt wurden, haben die Zahnflanken eine kreisbogenförmige Längskrümmung.
• In diesem Fall soll die Bezeichnung "Spiralkegelräder" sowohl nicht achsversetzte als auch achsversetzte Kegelräder umfassen. Will man beide Arten unterscheiden, werden die achsversetzten Kegelräder kurz Hypoidräder genannt.
• Aus dem Gear Handbook geht weiter hervor, daß es für Spiralkegel- und Hypoidräder zwei Erzeugungsverfahren gibt. In einem Fall werden die Zahnlücken von Ritzel und Tellerrad eines Kegelradpaares jeweils in Wälzprozessen erzeugt, in dem anderen Fall, dem sogenannten Formverfahren, werden die Zahnlücken des Tellerrades nur durch einen Tauchprozeß des rotierenden Messerkopfs in das stillstehende Werkstück hergestellt, wogegen die Ritzellücken in einem speziellen Wälzprozeß mit zur Wälzachse geneigtem Messerkopf erzeugt werden. Während sich beim Tauchprozeß die Form der Schneiden des Messerkopfs auf die Zahnflanken überträgt, indem die Messer jeweils einen Span auf ganzer Länge und Tiefe der Flanke abnehmen, werden beim Wälzprozeß, bei dem sich Messerkopf und Werkstück nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit relativ zueinander bewegen, die Zahnflanken durch Hüllschnitte der einzelnen Messerschneiden ausgebildet. Die Zahnflanken sind dann in Profilrichtung gekrümmt.
• Für diese beiden Erzeugungsverfahren werden im Gear Handbook, 20-2 und 20-7, rein mechanisch arbeitende Maschinen erläutert, wobei die Wälzfräsmaschine (generator) eine Wälztrommel oder -wiege (cradle) und einen besonderen Mechanismus zum Neigen (tilt) des Messerkopfs besitzen. Dagegen können moderne CNC-Maschinen zum Fräsen von Spiralkegel- und Hypoidrädern, wie sie z.B. in der DE 196 46 189 C2 oder in der DE 37 52 009 T2 beschrieben sind, diese gleichen Verfahren ohne Wälztrommel und ohne Neigungsmechanismus nur durch räumliche Bewegungen von Werkzeugträger und Werkstückträger erreichen. Für das Einzelteilverfahren werden dazu lediglich fünf gesteuerte Achsen benötigt, drei translatorische und zwei rotatorische. Der fehlende sechste Freiheitsgrad für die allgemeine Lage eines starren Körpers im Raum, hier des Messerkopfs relativ zum Werkstück, ist die Drehung des Messerkopfs um seine Rotationsachse. Sie wird beim Einzelteilverfahren nicht als gesteuerte Achse benötigt, weil der Messerkopf rotationssymmetrisch ist und sein Antrieb -unabhängig von den anderen fünf Achsen- nur für das Erreichen einer gewünschten Schnittgeschwindigkeit erforderlich ist.
• In US 2 284 636 wird die Herstellung von Spiralkegelrädern durch ein Räumen im Tauch- oder Wälzprozeß vorgestellt. Hierbei ergibt sich durch die Maschinenkinematik und die Messerkopf- sowie Messerschneidengeometrie eine zwangsläufig resultierende Spanaufteilung. Beim Werkzeug handelt es sich um einen sehr aufwendigen Messerkopf für ein einziges bestimmtes Kegelrad.
• Der Stand der Technik umfaßt darüber hinaus noch andere, modifizierte Fräsprozesse für Spiralkegelräder, einer davon ist z.B. in der EP 0 883 460 B1 beschrieben, bei dem insbesondere Kegelräder während des Teilens bearbeitet werden. Einen anderen Fräsprozeß lehrt die EP 0 850 120 B1 , bei dem während des Tauchprozesses durch Drehen des Werkstücks der Vektor des Tauchvorschubs modifiziert wird.
• Moderne CNC-Maschinen erreichen gegenüber rein mechanischen Kegelrad-Verzahnmaschinen wesentlich größere Arbeitsgeschwindigkeiten bei gleichzeitig genaueren Einstell- und Fahrbewegungen und damit eine höhere Wirtschaftlichkeit. Trotzdem hat sich bei der Qualitätsbewertung der gefrästen Kegelräder mit Hilfe der Teilungsmessung herausgestellt, daß sich die Meßergebnisse häufig nicht mit der Gesamtgenauigkeit der CNC-Maschine in Einklang bringen lassen. Die Ergebnisse sind zwar besser als bei mechanischen Maschinen, aber schlechter als erwartet, obwohl das Teilungsmeßgerät einwandfrei arbeitet.
• Neben der Fräsmaschine ist natürlich auch der Messerkopf von ausschlaggebender Bedeutung für die Genauigkeit der gefrästen Kegelräder. Seit geraumer Zeit gibt es deshalb schon Bemühungen, insbesondere bei Messerköpfen für das Einzelteilverfahren, die Positionsgenauigkeit der eingesetzten Messer zu erhöhen. Aus der Druckschrift DE 200 19 937 U1 ist z.B. eine Vorrichtung bekannt, um Stabmesser in einem Messerkopf optimal auszurichten. Trotzdem wird es sich nie ganz vermeiden lassen, daß es am rotierenden Messerkopf mindestens eine radial am weitesten vorstehende Schneide gibt und mindestens eine zur Messerkopfachse am dichtesten liegende Schneide.
• Dieser Tatsache wird nach dem Stand der Technik beim Tauchfräsen von Tellerrädern im Formverfahren dadurch Rechnung getragen, daß am Ende jeder getauchten Zahnlücke der Messerkopf noch mindestens eine volle Umdrehung ohne Tiefenzustellung ausführt. Damit soll sichergestellt werden, daß die beiden am meisten abtragenden Schneiden mindestens einmal durch die Zahnlücke gelaufen sind und dadurch alle Lücken gleich werden. Diese Maßnahme läßt sich jedoch nicht auf den Wälzprozeß übertragen und ist auch beim Tauchprozeß unbefriedigend, weil sie zusätzliche Bearbeitungszeit kostet und den Verschleiß der nicht richtig zum Schnitt kommenden Messer erhöht.
• Mit einem ähnlichen Thema befaßt sich die DE 2 131 503 A . Wenn die Messer eines Messerkopfes nicht genau ausgerichtet oder exzentrisch eingestellt sind, entstünde ein unregelmäßiges Muster auf der ersten Zahnflanke, das sich auf allen anderen Zahnflanken an der gleichen Stelle wiederholen und zu einem störenden Geräusch beim Kämmen dieser Kegelräder führen würde. Dies Geräusch ließe sich reduzieren, wenn im Einzelteilverfahren jede weitere Zahnlücke mit einer anderen Wälzgeschwindigkeit gefräst würde als die vorherige. Eine Geräuschreduzierung tritt auch ein, wenn sich das Muster nicht, wie fälschlicherweise angenommen, auf allen Zahnflanken an gleicher Stelle befindet, sondern beliebig phasenverschoben auf der Zahnflanke auftritt. Letzteres ist deswegen der Fall, weil zwischen dem in der DE 2 131 503 A erwähnten Drehstrommotor der Messerkopfspindel und dem Gleichstrommotor für die anderen Bewegungen keine Kopplungseinrichtung gibt, auf die später genauer eingegangen wird.
• Andererseits stellt sich das Problem der DE 2 131 503 A z.B. bei Kraftfahrzeuggetrieben heute nicht mehr, daß nämlich fertig gefräste Zahnflanken miteinander kämmen sollen, weil jede, auch die erfindungsgemäß abwechselnden Hüllschnittstrukturen Geräusch anregend ist. Deshalb werden vorgefräste Kegelräder nach dem Härten gewöhnlich einer Hartfeinbearbeitung wie Läppen oder Schleifen unterzogen (siehe z.B. EP 0 883 460 B1 . Allerdings kommt es nun beim Vorfräsen darauf an, daß sich anschließend alle Zahnflanken in möglichst korrekter Position auf dem Umfang des Kegelrades befinden, damit ein kleiner Abtrag ausreicht, um die Hüllschnittstruktur an allen Zahnflanken zu beseitigen. Das ist aber schlecht möglich, wenn die Teilungsabweichungen zwischen den Zahnflanken größer sind als die Erhebungen der Hüllschnittstruktur. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß eine Teilungsmessung üblicherweise durch eine einzige Antastung jeder Zahnflanke eines Kegelrades erfolgt. Als repräsentativer Antastpunkt wird meist der Mittelpunkt nach Höhe und Breite der Zahnflanke gewählt.
• Daher ist es Aufgabe der Erfindung, Fräsverfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich Spiralkegel- und Hypoidräder ohne zusätzlichen Zeitaufwand gleichmäßigere Zahnflanken ergeben als bisher und daß sich dies auch im Ergebnis der Teilungsmessung niederschlägt. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch drei Verfahren mit in den nebengeordneten Ansprüchen 1, 2 und 3 angegebenen Arbeitsweisen der Verfahrensschritte.
• Der einheitliche Erfindungsgedanke beruht auf der Erkenntnis, daß es bei den unvermeidlichen Unterschieden der einzelnen Schneiden eines Messerkopfs und der dadurch entstehenden kleinen Abweichungen an der Flankenoberfläche auf folgendes ankommt. Wenn sich keine ganz exakte Oberflächenstruktur erreichen läßt, soll sie wenigstens von Zahnlücke zu Zahnlücke identisch sein. Nach dem Stand der Technik ist das nicht der Fall. Denn der Messerkopf dreht sich ununterbrochen, während die Maschine eine Zahnlücke nach der anderen in sich wiederholenden Zyklen fräst. Es wäre reiner Zufall, wenn am Ende eines Fräszyklus der Messerkopf wieder genau die gleiche Winkelposition erreicht hätte wie beim Start. Somit wird der nächste Zyklus mit einer anderen Winkelposition begonnen. Im allgemeinen verdreht sich also der Messerkopf von Lücke zu Lücke, und dementsprechend werden, betrachtet man die gleiche Stelle auf jeder Zahnflanke, dort immer andere Messer zum Schnitt gekommen sein.
• Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme, durch die der Messerkopf zu einem vorgebbaren Zeitpunkt jedes neuen Fräszyklus die gleiche Winkelposition erhält, wird eine Wirkung erzielt, die bei einem Tauchverfahren leichter nachvollziehbar ist Bei gleichen Startbedingungen und gleichartigem, weil computergesteuertem Prozeßverlauf wird auch am Tauchende immer dieselbe Schneide den letzten Schnitt ausführen, die damit der ganzen Zahnflanke ihre endgültige Form gibt. Deshalb ist es nicht mehr nötig, den Messerkopf bei jeder Zahnlücke noch mindestens eine zusätzliche Umdrehung machen zu lassen. Obwohl der Zeitgewinn bei jeder Lücke klein ist, so läßt sich bei einem Tellerrad mit z.B. 41 Zähnen die Gesamtbearbeitungszeit schon merklich reduzieren, ohne jedoch Einbußen bei der Genauigkeit der Kegelradverzahnung gegenüber dem herkömmlichen Maßnahmen hinnehmen zu müssen.
• Beim Wälzprozeß sind -zumindest theoretisch- alle Schneiden an der Hüllschnittstruktur der Zahnflanken beteiligt und die Wirkung der erfindungsgemäßen Maßnahme nicht offensichtlich wie beim Tauchprozeß. Eine Untersuchung an herkömmlich gewälzten Zahnflanken zeigt, daß sich die unvermeidlichen Unterschiede der Messerschneiden (kleine Positions- und Eingriffswinkelfehler) phasenverschoben auf den einzelnen Zahnflanken abbilden. Die Teilungsmessung, bei der alle Zahnflanken eines Rades immer genau an der gleichen Stelle angetastet werden, erfaßt also auch Abweichungen, die sich nur aus den phasenverschobenen Hüllschnitten ergeben, wenn im ungünstigsten Fall mal im Tal, mal am Berg eines Hüllschnittes gemessen wird. Wenn aber der Wälzprozeß nach der Erfindung immer mit der gleichen Winkelstellung des Messerkopfs. begonnen wird, ist auch die Hüllschnittstruktur auf allen Zahnflanken identisch und die Teilungsmessung wird durch die Phasenverschiebung nicht mehr verfälscht. Genaugenommen ist der Winkelabgleich nur für den Teil des Wälzens erforderlich, bei dem die endgültige Hüllschnittstruktur der Flankengeometrie erzeugt wird. Dabei ist nicht berücksichtigt, daß vor dem Wälzprozeß noch ein Fräsarbeitsgang liegen kann, mit dem auf wirtschaftliche Weise zunächst ein Großteil des Werkstoffs aus der Zahnlücke entfernt wird. Dieser Fräsarbeitsgang soll hier nicht zum Wälzprozeß hinzugezählt werden, wenn es um den Zeitpunkt für den Winkelabgleich geht.
• Es gibt zwei Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Wirkung zu erzielen. Entweder wird der Winkelabgleich bei jeder einzelnen Zahnlücke vorgenommen oder nur einmal für das gesamte Werkstück. Bei der zweiten Möglichkeit wird dafür gesorgt, daß durch eine Anpassung der Prozeßdaten und durch einen computergesteuerten Prozeßablauf der Messerkopf jede neue Zahnlücke automatisch in der gleichen Winkelstellung zu fräsen beginnt. Damit sind die Voraussetzungen erfüllt, um alle Zahnflanken mit einer identischen Oberflächenstruktur zu versehen, unabhängig davon, ob es sich dabei um einen Tauch- oder einen Wälzprozeß handelt. Bei dieser zweiten Möglichkeit wird es nämlich nicht dem Zufall überlassen, in welcher Winkelposition sich der Messerkopf zu jedem Zeitpunkt der Bearbeitung eines Spiralkegelrades im Einzelteilverfahren befindet. Auf weitere Einzelheiten wird später noch bei der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels eingegangen.
• Bei der ersten Möglichkeit, dem sich wiederholenden Winkelabgleich des Messerkopfs relativ zu der zu erzeugenden Zahnlücke, ist es für die erfindungsgemäße Wirkung unerheblich, welche Seite, Messerkopf oder Werkstück, ggf. auch beide, im Winkel angepaßt wird. Da sich aber der Messerkopf beim Fräsen wesentlich schneller dreht als das Werkstück, ist es sinnvoll, den Winkelabgleich folgendermaßen durchzuführen. Während sich der Messerkopf ununterbrochen dreht, wird der Fräsprozeß oder seine Fortsetzung nach einer Unterbrechung genau in dem Moment gestartet, in dem eine bestimmte Marke auf der Messerkopfspindel eine feststehende Schranke passiert, z.B. wenn die Referenzmarke eines Drehgebers ihren Nulldurchgang hat.
• Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 1 oder 2 wird der Zeitpunkt für den Winkelabgleich an den Anfang jedes Fräsprozesses gelegt. Das wäre nicht selbstverständlich, wenn man berücksichtigte, daß z.B. ein Fräsprozeß vor dem Wälzen unterschiedlich gestaltet sein kann. Bei Kegelritzeln mit kleinen Zähnezahlen wird der Messerkopf im allgemeinen von der Start- oder auch Teil-Position aus knapp neben dem Werkstück auf die Wälztiefe gefahren und der Wälzprozeß von dort aus begonnen. Dann muß der Messerkopf zunächst eine ganze Menge Werkstoff vom Rohling wegfräsen, ehe er den „ersten" Hüllschnitt für die fertige Zahnflanke ausführt. Obwohl es, wie oben erläutert, nur auf die gleiche endgültige Hüllschnittstruktur ankommt, sollte der Winkelabgleich nicht erst beim ersten endgültigen Hüllschnitt erfolgen. Denn dazu müßte der Fräsprozeß unterbrochen werden, was zusätzliche Zeit kostet. Anders ist es z.B. bei Kegelrädern mit größeren Zähnezahlen, deren Zahnlücken erst in einem Tauchwälzprozeß, einem gleichzeitigen Tauchen und Wälzen, vorgefräst werden. Dieser Vorgang endet vorzugsweise in einer Wälzstellung, bei der der „erste" Hüllschnitt erzeugt werden soll. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, erst in diesem Moment den Winkelabgleich durchzuführen.
• Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 1 wird der Zeitpunkt für den Winkelabgleich des Messerkopfs kurz vor Ende des Tauchprozesses gelegt. Das kann bei schwer zerspanbaren Kegelradwerkstoffen vorteilhaft sein, wenn beim Erreichen einer größeren Tauchtiefe und entsprechend größeren Spänen die Maschine unruhig wird und sich die Oberfläche der Zahnflanken verschlechtert. In diesem Fall wird der Zeitverlust für die Unterbrechung des Tauchprozesses zugunsten einer besseren und gleichmäßigen Oberfläche in Kauf genommen. Trotzdem überwiegt der Zeitgewinn gegenüber dem herkömmlichen Verfahren, bei dem zusätzlich noch mindestens eine volle Umdrehung des Messerkopfs ohne Tiefenzustellung ausgeführt wird.
• Die weitere Ausgestaltung des Verfahrens wird wesentlich dadurch bestimmt, welche der beiden Möglichkeiten für den Winkelabgleich des Messerkopfs zum Einsatz kommen soll. Wenn, wie bereits als erste Möglichkeit erwähnt, der Winkelabgleich bei jeder Zahnlücke wiederholt wird, läßt sich die Steuerung relativ einfach programmieren. Auf ein Signal hin, das bei einer bestimmten Winkelposition der Messerkopfspindel relativ zur Maschine ausgelöst wird, beginnt der vorgesehene Fräsprozeß mit einer zeitlich überwachten Anlaufphase. Dadurch ist sichergestellt, daß sich dieser Vorgang und auch der weitere Prozeßablauf immer in der gleichen Weise wiederholt. Dabei ist es für die Erfindung, jeder Zahnlücke die gleiche Oberflächenstruktur zu geben, unerheblich, ob die Drehung des Messerkopfs von einer geregelten oder einer gesteuerten Achse herrührt.
• Bei der zweiten Möglichkeit, den Winkelabgleich nur einmal für ein Werkstück vorzunehmen, ist der Aufwand für das Programmieren der Steuerung etwas größer. Aus allen in die CNC-Steuerung der Maschine eingegebenen Prozeßdaten, wie Schnittgeschwindigkeit, Vorschub, Fahr- und Teilgeschwindigkeit usw., muß die Maschine selbständig die Zeit ermitteln, die für die Verfahrensschritte c) bis e), die vollständige Bearbeitung einer Zahnlücke, benötigt wird. In dieser Zeit soll der Messerkopf beliebig viele, jedoch exakt volle Umdrehungen machen. Die Steuerung ist dann so zu programmieren, daß von allen eingegebenen Prozeßdaten vorzugsweise die Schnittgeschwindigkeit und damit die Drehzahl des Messerkopfs geringfügig geändert wird, um die genannte Bedingung zu erfüllen. Für die sichere Einhaltung der vollen Umdrehungen bei allen Zahnlücken eines Werkstücks ist es vorteilhaft, wenn die Messerkopfachse auch eine gesteuerte Achse ist. Das ist bei modernen CNC-Wälzfräsmaschinen für Spiralkegelräder dann kein Nachteil, wenn sie sowohl im Einzelteilverfahren als auch im kontinuierlichen Teilverfahren arbeiten können. Denn für das kontinuierliche Teilen benötigen sie ohnehin die sogenannte sechste Achse, die gesteuerte Achse für die Drehung des Messerkopfes.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
• 1 die sich theoretisch ergebenden Hüllschnitte der konkaven Zahnflanke eines Kegelritzels,
• 2 eine fehlerbehaftete Hüllschnittstruktur auf der konkave Zahnflanke des Kegelritzels nach 1,
• 3 die fehlerbehaftete Hüllschnittstruktur der benachbarte Zahnflanke zu der von 2,
• Aus 1 ist ersichtlich, daß sich unter theoretisch korrekten Bedingungen eine gleichmäßig systematische Hüllschnittstruktur beim Wälzfräsen beispielsweise der konkaven Zahnflanke 1 eines Kegelritzels ausbildet. Zur Verdeutlichung sind nur wenige Hüllschnitte 2 gewählt worden, was durch einen hohen Wälzvorschub und/oder wenige Messer auf dem Messerkopf zu erreichen ist. Denn die Messer treffen in einem bestimmten zeitlichen Abstand auf die Zahnflanke, in dem sich das Werkstück ein wenig weiter gedreht hat. Dadurch schneidet das jeweils folgende Messer auf einer eigenen, etwas versetzten Bahn. In der Praxis entstehen natürlich wesentlich mehr Hüllschnitte, selbst wenn für eine Verzahnung, die nach dem Fräsen gehärtet und geschliffen werden soll, eine gröbere Struktur zulässig ist.
• Da die Schneidkante 3, die auf der Zahnflanke 1 zum Schnitt kommt, im wesentlichen gerade ist, entstehen z.B. an den beiden seitlichen Endflächen 4, 5 oder auch an einem anderen Profilschnitt der Zahnflanke- Polygonzüge 6, 7, die die theoretische, stetig gekrümmte Flankenfläche einhüllen. Die dargestellten Hüllschnittlinien 8 entstehen also dort, wo sich zwei benachbarte Hüllschnittflächen 2 schneiden. Sie sind somit Kanten, die sich in einem kleinen Abstand (Berg) oberhalb der theoretischen Flankenfläche ausbilden. Etwa auf ihrer Mittellinie berührt die Hüllschnittfläche 2 die theoretische Flankenfläche, hat also keinen Abstand dazu (Tal). Bei schwacher Krümmung der Flankenfläche sind die Hüllschnittflächen 2 breiter als bei starker Krümmung, weshalb die Hüllschnittlinien 8 vom Zahnkopf zum Zahnfuß hin immer enger verlaufen.
• Wenn, wie in 2 dargestellt, die Schneidkante 3' gegenüber der gestrichelt gezeichneten korrekten Schneidkante 3 vorsteht, und zwar radial zur Messerkopfachse, wird die entsprechende Hüllschnittfläche 2' so breit, daß sie die benachbarten Flächen teilweise wegschneidet. Es ist natürlich ein Sonderfall, daß nur die Schneidkante 3' vorsteht, während alle übrigen ihre korrekten Positionen haben. Trotzdem kann an dem Sonderfall gut gezeigt werden, wie unter diesen Bedingungen die Zahnflanke des Nachbarzahns aussehen könnte.
• 3 zeigt wieder die vorstehende Schneidkante 3'', die jedoch gegenüber der Zahnflanke nach 2 in einer anderen Wälzstellung zum Schnitt gekommen ist und die Hüllschnittfläche 2'' erzeugt hat. Das ist für den herkömmlichen Wälzprozeß typisch, weil der kontinuierlich rotierende Messerkopf die Hüllschnittbildung in einer anderen Winkelposition begonnen hat als in 2. Außerdem läßt sich bei den übrigen korrekten Hüllschnittflächen 2 erkennen, daß sich auch diese ein wenig gegenüber denen auf der vorherigen Zahnflanke verschoben haben. Das mag in unkritischen Fällen zu vernachlässigen sein, führt aber hier zu folgendem Effekt.
• Wird an dem besagten Kegelritzel eine Teilungsmessung durchgeführt, erfaßt die Tastkugel eines üblichen Meßgerätes auch die beiden Zahnflanken nach 2 und 3. Die Kugel wird die beiden Flanken in je einem Punkt P antasten, der -bezogen auf die Rotationsachse des Kegelritzels im Meßgerät- einen konstanten Abstand hat und der sich auch in Zahnlängsrichtung nicht verschiebt. Dieser Punkt P liegt in 2 z.B. genau neben einer Hüllschnittlinie 8 (Berg) und in 3 etwa in der Mitte der Hüllschnittfläche 2'' (Tal). Daraus folgt, daß das Meßgerät zwischen den beiden Zahnflanken eine Teilungsabweichung feststellt, obwohl sich die eingehüllten Flankenflächen in Soll-Teilung zueinander befinden.
• Wenn das Kegelritzel dagegen nach den erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3 gefräst wird, sieht die Hüllschnittstruktur auf der benachbarten Zahnflanke, sowie auf allen anderen konkaven Flanken, genauso aus wie die von 2. Auch der Punkt P liegt immer an der gleichen Stelle, also immer genau neben der entsprechenden Hüllschnittlinie, natürlich unter der Voraussetzung, daß das Kegelritzel im Meßgerät ohne Rundlaufabweichungen aufgenommen wurde. Dann zeigt auch die Teilungsmessung für diesen Sonderfall einer einzelnen vorstehenden Schneidkante keine Abweichungen mehr, da sich die eingehüllten Flanken ebenfalls in Soll-Teilung zueinander befinden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Fräsen von Spiralkegel- und Hypoidrädern mit einem Messerkopf durch Tauchen im Einzelteilverfahren bestehend aus folgenden Schritten: a) Drehantreiben des Messerkopfs um seine Rotationsachse, b) Führen des Messerkopfs und eines Werkstücks jeweils in eine Startposition, c) Erzeugen einer vollständigen Zahnlücke durch einen numerisch gesteuerten Fräsprozeß mit dem rotierenden Messerkopf, d) Zurückführen des Messerkopfs in seine Startposition, e) Drehen des Werkstücks um eine Zahnteilung in eine gleiche Startposition entweder gleichzeitig mit dem oder anschließend an den Verfahrensschritt d des Zurückführens des Messerkopfes, f) Wiederholen der Schritte c bis e bei ununterbrochener, konstanter Drehung des Messerkopfes, bis alle Zahnlücken des Werkstücks bei Ablauf des Fräsprozesses in der gleichen Weise erzeugt sind, wobei der Fräsprozeß für jede Zahnlücke gesteuert ausgelöst wiederholt gleichartig derart erfolgt, daß sich der Messerkopf zu einem vorbestimmten Zeitpunkt des jeweiligen Fräsprozesses einer Zahnlücke in der gleichen momentanen Winkelposition um seine Rotationsachse relativ zu der zu erzeugenden Zahnlücke befindet wie jeweils bei den vorangehend erzeugten Zahnlücken, einem wiederholten Winkelabgleich entsprechend.
2. Verfahren zum Fräsen von Spiralkegel- und Hypoidrädern mit einem Messerkopf durch Wälzen im Einzelteilverfahren bestehend aus folgenden Schritten: a) Drehantreiben des Messerkopfs um seine Rotationsachse, b) Führen des Messerkopfs und eines Werkstücks jeweils in eine Startposition, c) Erzeugen einer vollständigen Zahnlücke durch einen numerisch gesteuerten Fräsprozeß mit dem rotierenden Messerkopf, d) Zurückführen des Messerkopfs in seine Startposition, e) Drehen des Werkstücks in eine gleiche, um eine Zahnteilung versetzte Startposition entweder gleichzeitig mit dem oder anschließend an den Verfahrensschritt d des Zurückführens des Messerkopfes, f) Wiederholen der Schritte c bis e bei ununterbrochener, konstanter Drehung des Messerkopfes, bis alle Zahnlücken des Werkstücks bei Ablauf des Fräsprozesses in der gleichen Weise erzeugt sind, wobei der Fräsprozeß für jede Zahnlücke gesteuert ausgelöst wiederholt gleichartig derart erfolgt, daß sich der Messerkopf zu jedem Zeitpunkt des jeweiligen Fräsprozesses einer Zahnlücke in der gleichen momentanen Winkelposition um seine Rotationsachse relativ zu der zu erzeugenden Zahnlücke befindet wie jeweils bei den vorangehend erzeugten Zahnlücken, einem wiederholten Winkelabgleich entsprechend.
3. Verfahren zum Fräsen von Spiralkegel- und Hypoidrädern mit einem Messerkopf durch Tauchen oder Wälzen im Einzelteilverfahren bestehend aus folgenden Schritten: a) Drehantreiben des Messerkopfs um seine Rotationsachse, b) Führen des Messerkopfs und eines Werkstücks jeweils in eine Startposition, c) Erzeugen einer vollständigen Zahnlücke durch einen numerisch gesteuerten Fräsprozeß mit dem rotierenden Messerkopf, d) Zurückführen des Messerkopfs in seine Startposition, e) Drehen des Werkstücks in eine gleiche Startposition, um eine versetzte Zahnteilung entweder gleichzeitig mit dem oder anschließend an den Verfahrensschritt d des Zurückführens des Messerkopfes, f) Wiederholen der Schritte c bis e bei ununterbrochener, konstanter Drehung des Messerkopfes, bis alle Zahnlücken des Werkstücks bei Ablauf des Fräsprozesses in der gleichen Weise erzeugt sind, wobei in Abhängigkeit der Prozeßdaten der Verfahrensablauf mit einer angepaßten Drehzahl des Messerkopfes der jeweilige Fräsprozeß einer Zahnlücke wiederholt gleichartig gemäß der Bedingung, daß der Messerkopf in der Zeit für die Schritte c bis e genau volle Umdrehungen vollführt, derart gesteuert erfolgt, daß sich der Messerkopf zu jedem Zeitpunkt des jeweiligen Fräsprozesses einer Zahnlücke in der gleichen momentanen Winkelposition um seine Rotationsachse und somit relativ zu der zu erzeugenden Zahnlücke befindet wie jeweils bei den vorangehend erzeugten Zahnlücken, einem einmaligen Winkelabgleich entsprechend.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Fräsen von Tellerrädern im Tauchverfahren der Zeitpunkt des Winkelabgleichs des Messerkopfes jeweils kurz vor Ende eines jeden Fräsprozesses einer Zahnlücke vorgegeben ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt des Winkelabgleichs des Messerkopfes jeweils für den Anfang eines jeden Fräsprozesses einer Zahnlücke vorgegeben ist.