DE1097788B - Honing tool for finishing toothed wheels - Google Patents

Description

Honwerkzeug zum Fertigbearbeiten von Zahnrädern Die Erfindung bezieht sich auf ein Honwerkzeug in Form eines Zahnrades für die Fertigbearbeitung von gehärteten Zahnrädern, das wenigstens in seinen Zahnflankenbereichen bis zu einer erheblichen Tiefe durch ein Bindemittel festgehaltene Schleifmittelkörner aufweist.Honing Tool for Finishing Gears The invention relates to on a honing tool in the form of a gear for the finishing of hardened Gears, at least in its tooth flank areas up to a considerable Has deep abrasive grains held in place by a binder.

Auf dem Gebiet der Herstellung von Zahnrädern stehen mit hoher Genauigkeit arbeitende Verfahren zum Fertigbearbeiten der Zahnflanken vor dem Härten zur Verfügung. Wenn die Zahnräder jedoch einer `'Wärmebehandlung unterzogen worden sind, um die Arbeitsflächen der Zähne zu härten, so stehen bis heute für die Fertigbearbeitung der gehärteten Zahnflanken nur die Verfahren des Abwälzschleifens, Formschleifens und Läppens zur Verfügung.In the field of manufacturing gears are highly accurate working methods for finishing the tooth flanks before hardening are available. However, if the gears have undergone a '' heat treatment to reduce the Hardening the work surfaces of the teeth is still used today for finishing the hardened tooth flanks only the processes of generating grinding, form grinding and lapping available.

Das Schleifen ist ein zeitraubendes und umständliches Verfahren. Ferner haftet ihm der Nachteil an, daß häufig die Gefahr besteht, daß die Zahnflanken verbrennen und daß sich unter Spannung stehende Flächenteile bilden, von denen Ermüdungsbrüche ausgehen können.Grinding is a time consuming and cumbersome process. Further it has the disadvantage that there is often the risk that the tooth flanks will burn and that stressed surface parts form, of which fatigue fractures can go out.

Das Läppen besitzt den Nachteil, daß es ein langwieriges Verfahren darstellt, bei dem man mit einer L äppaste arbeiten muß. Ferner besteht beim Läppen, das bis heute vielfach unter Benutzung von Läppwerkzeugen aus Gußeisen durchgeführt wird, ein weiterer Nachteil darin, daß bei dem Läppwerkzeug eine Abtragung von Werkstoff ähnlich der bei dem gehärteten Zahnrad auftretenden stattfindet. Aus diesem Grunde haben die Läppwerkzeuge nur eine kurze Lebensdauer, und die Werkzeugkosten sind verhältnismäßig hoch.Lapping has the disadvantage that it is a lengthy process represents, in which you have to work with a lapping paste. Furthermore, when lapping, this has often been carried out to this day using cast iron lapping tools Another disadvantage is that the lapping tool removes material similar to what occurs with the hardened gear. For this reason the lapping tools have a short life and the tool cost is relatively high.

Man hat auch bereits seit langem versucht, die Fertigbearbeitung von Zahnrädern auf dem Wege des Honens vorzunehmen. Hierzu hat man entweder sogenannte, entsprechend der Zahnform profilierte Honsteine aus einem Schleifmaterial verwendet, die parallel zu den Zahnflanken des fertigzubearbeitenden Zahnrades bewegt werden. Andererseits hat man bereits mehrfach versucht, das Honwerkzeug in Form eines Meisterzahnrades auszubilden und dieses in Eingriff mit dem zu bearbeitenden Zahnrad laufen zu lassen. Diese seit Jahrzehnten bekannten Versuche haben bisher aber zu keinem praktischen Ergebnis geführt. Die aus Schleifmittelkörnern und einem Kunstharzbinder aufgebauten Honzahnräder waren nämlich den besonders starken Beanspruchungen beim Honen von gehärteten Zahnrädern nicht gewachsen und wurden schon nach kurzer Verwendungsdauer unbrauchbar. Man konnte diesen Nachteil zwar durch geringe Arbeitsgeschwindigkeit mildern, aber nicht beseitigen. Überdies ist das Verfahren bei geringen Arbeitsgeschwindigkeiten unwirtschaftlich. Die hohen Beanspruchungen eines Honwerkzeugs in Form eines Zahnrades sind unter anderem auf die im Betrieb genauso wie bei gewöhnlichen Zahnrädern auftretenden Biegeschwingungen zurückzuführen.Attempts have also been made for a long time to finish machining To make gears on the way of honing. For this you have either so-called, Honing stones profiled according to the tooth shape are used from a grinding material, which are moved parallel to the tooth flanks of the gear to be finished. On the other hand, attempts have already been made several times to create the honing tool in the form of a master gear train and let this run in engagement with the gear to be machined. These attempts, which have been known for decades, have so far not been practical Result led. Made up of abrasive grains and a synthetic resin binder Honing gears were the particularly heavy loads when honing hardened gears could not and were already after a short period of use unusable. One could overcome this disadvantage through the slow working speed mitigate, but not eliminate. Moreover, the process is carried out at low operating speeds uneconomical. The high stresses on a honing tool in the form of a gear are, among other things, those that occur in operation as well as with ordinary gears Bending vibrations attributed.

Andererseits ist es zwar ebenfalls seit Jahrzehnten bekannt, bei der Herstellung von Schleifscheiben, insbesondere von dünnen Schneidscheiben, die starken Biegebeanspruchungen ausgesetzt sind, zur Erzielung einer gewissen Elastizität das Verhältnis von Kunstharzbindemittel zu den Schleifmittelkörnern so groß zu wählen, daß die Schleifmittelkörner im Mittel im gegenseitigen Abstand in dem Kunstharz verteilt liegen. Die Anteile von Kunstharz und Sehleifmittelkörnern liegt bei diesen bekannten dünnen Schneidscheiben etwa bei 1:1.On the other hand, it has also been known for decades in which Manufacture of grinding wheels, especially thin cutting wheels, the strong ones Are exposed to bending stresses to achieve a certain elasticity Choose a ratio of synthetic resin binder to abrasive grains so large that that the abrasive grains are on average spaced apart in the synthetic resin lying spread out. The proportions of synthetic resin and soft soap grains lie with these known thin cutting disks at around 1: 1.

Ziel der Erfindung ist es, ein Honwerkzeug in Form eines Zahnrades zum Fertigbearbeiten von gehärteten Zahnrädern zu schaffen, bei dem die obenerwähnten Nachteile der bekannten Honwerkzeuge nicht auftreten. Dies wird durch Anwendung der von der Herstellung von dünnen Schleifscheiben her bekannten Maßnahme erreicht, indem die Materialzusammensetzung des Werkzeugs derart ist, daß die Schleifmittelkörner im Mittel im gegenseitigen Abstand in einem aushärtbaren Kunstharz verteilt liegen und das Gemisch des Schleifmittels und des Kunstharzes keine Flohbäume aufweist.The aim of the invention is to provide a honing tool in the form of a gear for finishing hardened gears, in which the above-mentioned Disadvantages of the known honing tools do not occur. This is done through application the measure known from the manufacture of thin grinding wheels, in that the material composition of the tool is such that the abrasive grains are distributed on average at a mutual distance in a hardenable synthetic resin and the mixture of the abrasive and the resin does not contain flea trees.

Mit der Erfindung wurde erstmals ein Honwerkzeug zur Fertigbearbeitung von Zahnrädern geschaffen, das allen Beanspruchungen standhält, die beim Abwälzvorgang zwischen Werkzeug und Werkstück auftreten, nämlich hohe Flächenpressung an den Berührungsstellen und hohe Biegebeanspruchung der Zähne, und das sich bereits- in der Praxis gut bewährt hat. Dieser Erfolg ist offenbar darauf zurückzuführen, daß bei dem erfindungsgemäßen Honwerkzeug die Schleifmittelkörner nicht -ancinanderstoßen. Die auf ein einzelnes Schleifmittelkorn wirkenden Druckkräfte werden daher nicht unmittelbar auf die benachbarten Schleifmittelkörner übertragen, so daß selbst Biegeschwingungen ohne. Beschädigung des Werkzeugs aufgenommen werden können. Es hat sich überraschenderweise auch gezeigt; daß" das Honwerkzeug gemäß der Erfindung während langer Betriebszeiten seine Form mit hoher Genauigkeit praktisch unverändert beibehält.With the invention, a honing tool for finishing was the first time created by gears that can withstand all stresses during the generating process occur between tool and workpiece, namely high surface pressure at the contact points and high bending stress of the Teeth, and that is already in has proven itself well in practice. This success is apparently due to the fact that In the case of the honing tool according to the invention, the abrasive grains do not collide with one another. The compressive forces acting on a single abrasive grain are therefore not directly transferred to the neighboring abrasive grains, so that even bending vibrations without. Damage to the tool can be absorbed. It turned out surprisingly also shown; that "the honing tool according to the invention during long periods of operation retains its shape practically unchanged with high accuracy.

Gemäß der Erfindung sind die einzelnen Schleifmittelkörner in einer sehr harten Harzmasse eingebettet, die trotzdem etwas nachgiebig ist und ein hohes Rückfederungsvermögen besitzt. Auf diese Weise werden die Schleifmittelkörner an der Oberfläche des Honwerkzeugs fest in ihrer Lage gehalten, wenn sie über die Zahnflanken des zu honenden, gehärteten Zahnrades hinweggezogen werden. Infolgedessen zeigt das Honwerkzeug gemäß der Erfindung außerordentlich gute Freischnitteigenschaften, und seine Lebensdauer ist um ein Vielfaches größer als diejenige von Läppwerkzeugen aus Gußeisen. So kann man mittels eines einzigen Honwerkzeugs zehntausend und mehr Werkstücke einer Fertigbearbeitung unterziehen. Das zum Herstellen des Honwerkzeugs verwendete Material darf jedoch nicht spröde sein, wie es bei dem für Schleifscheiben im allgemeinen gebräuchlichen Material der Fall ist. Das Honwerkzeug muß nämlich in Eingriff mit dem Werkstück arbeiten, wobei örtliche Verformungen von Oberflächenbereichen der Zähne des Honwerkzeugs unvermeidlich sind. Solche Verformungen sind bei dem erfindungsgemäßen Honwerkzeug jedoch zulässig, da das Material eine gewisse Nachgiebigkeit aufweist. Diese geringfügige Nachgiebigkeit geht mit einem- hohen Rückfederungsvermögen einher, so daß das Material sofort nach dem Wegnehmen der Last, die ein Nachgeben eines kleinen Zahnflankenbereichs des Honwerkzeugs verursacht hat, seine ursprüngliche Lage wieder einnimmt. Diese von einem sofortigen Rückfedern begleitete Nachgiebigkeit des Materials ermöglicht es einem stark beanspruchten Schleifmittelkorn, etwas nachzugeben, wenn es auf eine erhöhte Stelle auf der Oberfläche des Werkstückes auftrifft. Wenn dieses Schleifmittelkorn über eine solche erhöhte Stelle hinweggezogen wird, tritt zwischen ihm und der Oberfläche des zu bearbeitenden Zahnrades ein vergleichsweise höherer Druck auf, der eine stärkere Abtragung von Werkstoff zur Folge hat.According to the invention, the individual abrasive grains are in one very hard resin mass embedded, which is nevertheless somewhat flexible and a high Has resilience. In this way, the abrasive grains become attached the surface of the honing tool is held firmly in place when it is over the tooth flanks of the hardened gear to be honed. As a result shows the honing tool according to the invention has extremely good free cut properties, and its service life is many times greater than that of lapping tools made of cast iron. You can do tens of thousands and more with a single honing tool Submit workpieces to finish machining. That for making the honing tool However, the material used must not be brittle, as is the case with that for grinding wheels generally common material is the case. The honing tool must namely work in engagement with the workpiece, with local deformations of surface areas the teeth of the honing tool are inevitable. Such deformations are with the However, the honing tool according to the invention is permissible because the material has a certain flexibility having. This slight resilience goes hand in hand with a high resilience hand in hand, so that the material immediately after releasing the load, giving way of a small tooth flank area of the honing tool has caused its original Position again. This resilience accompanied by an immediate rebound of the material enables a heavily used abrasive grain to give way, when it hits a raised point on the surface of the workpiece. if this abrasive grain is pulled over such a raised point occurs between it and the surface of the gear to be machined a comparatively higher pressure, which results in greater material removal.

Die harte, jedoch etwas nachgiebige und ein hohes Rückfederungsvermögen aufweisende Harzmasse verhindert somit nicht nur ein Herausbrechen von Schleifmittelkörnern unter einer erhöhten Last, sondern bewirkt auch, daß die Fertigbearbeitungswirkung sich automatisch auf die erhöhten Stellen der Zähne des Werkstücks konzentriert, wo die größte Werkstoffmenge abgetragen werden muß.The hard, but somewhat resilient and high resilience Resin compound having thus not only prevents abrasive grains from breaking out under an increased load, it also causes the finishing effect automatically concentrates on the raised parts of the workpiece's teeth, where the greatest amount of material has to be removed.

Das erfindungsgemäße Honwerkzeug läßt sich nicht nur allgemein zum Fertigbearbeiten von Zahnrädern verwenden, um ihre Genauigkeit zu verbessern, sondern es eignet sich insbesondere auch dazu, Kerben, Stoßstellen und andere kleinere Fehler an gehärteten Zahnrädern zu beseitigen. Es liegt auf der Hand, daß die arbeitenden Flächen der Zähne des Honwerkzeugs beim Entfernen von Kerben oder Druckstellen und der dabei auftretenden kleinen Vorsprünge außerordentlich hohen örtlichen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Wenn das Material des Werkzeugs unter den auf diese Weise aufgebrachten, außergewöhnlich hohen Flächeneinheitsdrücken nicht deutlich nachgeben würde, müßte ein Oberflächenfehler eines Zahns des Werkstücks, der über die Oberfläche eines Zahns des Werkzeugs hinwegläuft, den betreffenden Werkzeugzahn anritzen, verkratzen oder auf andere Weise beschädigen. Dies ist jedoch nicht der Fall, und es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Honwerkzeuge es ermöglichen, jeweils mit einem Werkzeug Oberflächenfehler der beschriebenen Art von vielen tausend Zahnrädern zu entfernen.The honing tool according to the invention can not only be used in general Use finishing of gears to improve their accuracy, rather it is particularly suitable for removing notches, joints and other minor defects to eliminate on hardened gears. It is obvious that the working Surfaces of the teeth of the honing tool when removing notches or pressure marks and the small projections that occur in the process, are subject to extremely high local stresses are exposed. If the material of the tool is below the material applied in this way, would not yield significantly to exceptionally high surface unit pressures a surface imperfection of a tooth of the workpiece that crosses the surface of a Tooth of the tool runs away, score and scratch the relevant tool tooth or otherwise damage it. However, this is not the case, and it has been shown that the honing tools according to the invention make it possible, each with one Tool surface defects of the type described from many thousands of gears too remove.

Um die Honwerkzeuge in verhältnismäßig großer Anzahl wirtschaftlich herstellen zu können, wird eine Harzmasse verwendet, die für die Herstellung ausreichend genauer Honwerkzeuge mittels eines Gießverfahrens geeignet ist. Dabei ist es erforderlich, daß das verwendete Harzmaterial eine möglichst geringe Schwindung und damit eine möglichst hohe Maßstabilität aufweist.To make the honing tools economical in a relatively large number To be able to produce, a resin composition is used which is sufficient for production more precisely honing tools by means of a casting process is suitable. It is necessary to that the resin material used has the lowest possible shrinkage and thus a has the highest possible dimensional stability.

Epoxyharz erwies sich für die Herstellung des Honwerkzeugs gemäß der Erfindung als besonders geeignet; es besitzt nicht nur eine hohe Maßhaltigkeit, sondern ist durch Wärmeeinwirkung und bei Zumischen eines Härters schon bei mäßigen Temperaturen innerhalb kurzer Zeit auch leicht vollständig aushärtbar.Epoxy resin was found to be used in the manufacture of the honing tool according to FIG Invention as particularly suitable; it not only has high dimensional accuracy, but is already moderate due to the action of heat and when a hardener is added Temperatures can also easily be fully hardened within a short time.

Vorzugsweise wird die Schleifmittelkörner enthaltende Kunstharzmasse zur Verbesserung ihrer physikalischen Eigenschaften, wie an sich bekannt, mit Glasfasern bewehrt.Preferably, the synthetic resin composition containing abrasive grains is used to improve their physical properties, as is known per se, with glass fibers reinforced.

Um die Verschleißfestigkeit der Harzmasse zu erhöhen, kann dieser ein als Schleifmittel wirkender feinkörniger Füllstoff beigemischt werden.In order to increase the wear resistance of the resin composition, it can a fine-grain filler acting as an abrasive can be added.

Besonders vorteilhafte Eigenschaften zeigt ein Honwerkzeug, dessen oberflächennahe Bereiche aus einer etwa gleiche Gewichtsteile Epoxyharz und Schleifmittelkörner enthaltenden Masse besteht.A honing tool shows particularly advantageous properties near-surface areas made of approximately equal parts by weight of epoxy resin and abrasive grains containing mass.

Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 im Schnitt ein Stück des erfindungsgemäßen Honwerkzeugs, Fig. 2 im Schnitt ein anderes Stück des Werkzeugs gemäß der Erfindung, Fig. 3 einen in größerem Maßstab gezeichneten Schnitt durch einen Zahn des in Fig. 1 wiedergegebenen Honwerkzeugs, Fig. 4 einen Fig. 3 ähnelnden Schnitt durch einen Zahn des in Fig. 2 dargestellten Honwerkzeugs, Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 6 und zeigt ein gemäß der Erfindung ausgebildetes aufspreizbares Honwerkzeug, Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 5. Die Fertigbearbeitung eines Zahnrades kann auf zwei verschiedene Weisen erfolgen. Erstens kann das Honrad oder das zu bearbeitende Zahnrad zwangläufig angetrieben werden, wodurch jeweils das andere Rad des Paares mit in Drehungen versetzt wird und dieser Drehbewegung des anderen Rades durch eine Bremse ein Widerstand entgegengesetzt werden kann. Bei diesem Verfahren entstehen zwischen den Zähnen des Zahnrades und des Honrades Drücke und Kräfte, die im allgemeinen auf eine Zahnflanke wirken und dort Kräfte aufbringen, die im wesentlichen in Umfangsrichtung wirken. Dieses Verfahren wird hier als Flankendrückverfahren bezeichnet.The invention is illustrated by means of schematic drawings of several exemplary embodiments explained in more detail. It shows Fig. 1 in section a piece of the honing tool according to the invention, FIG. 2 shows in section another piece of the tool according to the invention, FIG. 3 shows a Section through a tooth of the one shown in FIG. 1, drawn on a larger scale Honing tool, FIG. 4 shows a section similar to FIG. 3 through a tooth of the one shown in FIG. 2 shown honing tool, FIG. 5 shows a section along the line 5-5 of FIG. 6 and shows an expandable honing tool designed according to the invention, FIG. 6 shows a section along the line 6-6 in FIG. 5. The finishing of a gear can be done in two different ways. First, the honing wheel or that too machining gear are inevitably driven, whereby each the other The couple's wheel is set in rotation and this rotation of the other A resistance can be opposed to the wheel by a brake. In this procedure pressures and forces arise between the teeth of the gear wheel and the honing wheel, which generally act on a tooth flank and apply forces there that are in the act essentially in the circumferential direction. This process is called the flank pressing process here designated.

Bei einem zweiten Fertigbearbeitungsverfahreii kann man das Honrad und das Zahnrad längs einer ihre Achsen verbindenden radialen Linie aufeinanderdrücken. Dieses Verfahren wird als Radialdruckverfahren bezeichnet und führt zur Ausbildung von Kräften, die sich hinsichtlich Art, Größe und Richtung von den Kräften unterscheiden, die bei dem sogenannten Flankendruckverfahren auftreten.The honing wheel can be used in a second finishing process and press the gear wheel against one another along a radial line connecting their axes. This Process is referred to as radial pressure process and leads to the formation of Forces that differ from the forces in terms of type, size and direction, which occur in the so-called flank pressure method.

Die allgemeinen physikalischen Eigenschaften des die Schleifkörper enthaltenden Materials richten sich ferner teilweise nach dem physikalischen Aufbau des Werkzeugs. Wie unten deutlich wird, erscheint das die Schleifkörner enthaltende Material als eine verhältnismäßig dicke Schicht, die auf die Zähne eines zahnradähnlichen Kerns, der aus Metall bestehen kann, aufgegossen oder aufgepreßt ist. In diesem Falle müssen die physikalischen Eigenschaften des das Schleifmittel enthaltenden Materials derart sein, daß ein festes Anhaften des Materials an den Flächen der Zähne des Werkzeugkerns gewährleistet ist, daß die Schicht eine ausreichende Festigkeit gegen Verbiegungen unter Last aufweist und daß natürlich eine ausreichende Festigkeit und Härte vorhanden ist, um einen einwandfreien Honvorgang zu ermöglichen. Wenn dagegen der gesamte Körper des Werkzeugs aus Kunstharz oder aus mit Fasern verstärktem Kunstharz oder aus durch Kunstharz miteinander verbundenen Fasern besteht, kann man die physikalischen Eigenschaften des Kunstharzes in geeigneter Weise variieren. In jedem Falle muß man sich die erforderlichen physikalischen Eigenschaften des fertigen Werkzeugs vor Augen halten und die Wahl des Kunstharzes entsprechend den in der Fachliteratur angegebenen physikalischen Eigenschaften vornehmen.The general physical properties of the abrasive grit containing material depend partly on the physical structure of the tool. As will be seen below, what appears is that containing the abrasive grains Material as a relatively thick layer that is on the teeth of a gear-like Core, which can consist of metal, is poured or pressed on. In this The case must include the physical properties of the material containing the abrasive Material be such that a firm adherence of the material to the surfaces of the Teeth of the tool core ensures that the layer has sufficient strength against bending under load and that of course sufficient strength and hardness is available to enable proper honing. if on the other hand, the entire body of the tool is made of synthetic resin or reinforced with fibers Synthetic resin or made of fibers interconnected by synthetic resin, can the physical properties of the resin can be appropriately varied. In any case, one must consider the required physical properties of the Keep the finished tool in mind and the choice of synthetic resin according to the perform the physical properties given in the specialist literature.

Fig. 1 zeigt im Schnitt ein Stück eines zahnradähnlichen Honwerkzeugs 10 mit Zähnen 12, welche die übliche Evolventenform besitzen. Wie durch Tupfen angedeutet, sind die Schleifmittelteilchen im verzahnten Abschnitt des Werkzeugs und insbesondere in der Nähe der Zahnflanken konzentriert. Zweckmäßigerweise stellt man das Werkzeug nach Fig. 1 aus einem Kunstharz her, das gemäß der nachfolgenden Beschreibung im flüssigen Zustand in eine drehbare Form gebracht wird, die man während des Erstarrens des Kunstharzes mit erheblicher Drehzahl umlaufen läßt. In das Kunstharz bringt man Schleifmittelteilchen ein, bei denen es sich z. B. um das im Handel unter dem Namen »Carborundum« bekannte Schleifmittel der Korngröße 0,2 bis 0,6 mm handelt, und da diese Teilchen eine wesentlich größere Dichte besitzen als das flüssige Kunstharz, wandern sie unter dem Einfluß von Fliehkräften zu dem verzahnten Abschnitt des Werkzeugs und insbesondere zu den Oberflächenabschnitten der Zähne. Wenn das Kunstharz. durch Wärme aushärtbar ist, kann man während der Drehbewegung Wärme zuführen. Bei anderen Kunstharzen kann das Härten das Ergebnis einer chemischen Wirkung sein, die auf der Beifügung eines Härters beruht.Fig. 1 shows in section a piece of a gear-like honing tool 10 with teeth 12, which have the usual involute shape. As indicated by dots, are the abrasive particles in the toothed portion of the tool and in particular concentrated near the tooth flanks. The tool is expediently placed according to Fig. 1 from a synthetic resin, which according to the following description in liquid state is brought into a rotatable form, which one during solidification of the synthetic resin can rotate at a considerable speed. Brings into the resin one abrasive particles, which are z. B. to the trade under the The name »Carborundum« is a well-known abrasive with a grain size of 0.2 to 0.6 mm, and since these particles have a much greater density than the liquid synthetic resin, they migrate under the influence of centrifugal forces to the toothed section of the tool and particularly to the surface portions of the teeth. When the resin. by Heat is curable, you can add heat during the rotary movement. With others Synthetic resins can be the result of a chemical action that occurs on hardening the addition of a hardener is based.

Das Werkzeug kann aus einem mit Fasern verstärkten Kunstharz hergestellt werden, und zu diesem Zweck kann man Fasern, z. B. Glasfasern, zu dem Kunstharzmaterial hinzufügen und sie mit letzterem innig vermischen. Diese Fasern können gemahlen oder auf eine vorbestimmte, verhältnismäßig geringe Länge geschnitten sein. Die Menge der beigefügten Fasern läßt sich in weiten Grenzen ändern und kann zwischen einer verhältnismäßig kleinen Fasermenge bis zu einer erheblichen Fasermenge variieren, deren Volumen dasjenige des Kunstharzes überschreitet. In manchen Fällen kann man das Honwerkzeug somit im wesentlichen aus einem Faserballen oder aus mehreren zusammengefügten Faserballen herstellen, die man so anordnet, daß sie die Form im wesentlichen ausfüllen, und die man durch Beifügen flüssigen Kunstharzes miteinander verbindet. In diesem Falle wird man gewöhnlich dafür sorgen, daß die Schleifmittelteilchen in der Nähe der Umfangsabschnitte des Werkzeugs eingebracht werden, so daß man sich nicht darauf zu verlassen braucht, daß die Schleifmittelteilchen durch Fliehkräfte an die gewünschten Stellen befördert werden.The tool can be made from a synthetic resin reinforced with fibers and for this purpose one can use fibers, e.g. B. glass fibers, to the synthetic resin material add and mix them thoroughly with the latter. These fibers can be ground or cut to a predetermined, relatively short length. the The amount of added fibers can be varied within wide limits and can vary between vary from a relatively small amount of fiber to a substantial amount of fiber, whose volume exceeds that of the synthetic resin. In some cases you can the honing tool thus essentially consists of a fiber ball or several joined together Make fiber balls which are arranged so that they essentially fill the shape, and which are connected to one another by adding liquid synthetic resin. In this The trap will usually be made to keep the abrasive particles nearby the circumferential sections of the tool are introduced so that one does not rely on it needs to leave that the abrasive particles by centrifugal forces to the desired Jobs are promoted.

Aus Fig.3, die einen Zahn des Werkzeugs nach Fig. 1 in größerem Maßstab zeigt, erkennt man, daß die Schleifmittelteilchen in der Nähe der Zahnoberflächen 14 konzentriert sind, während die Verstärkungsfasern hier in dem ganzen Material des Zahns verteilt sind.From Fig.3, the one tooth of the tool of Fig. 1 on a larger scale shows that the abrasive particles are in the vicinity of the tooth surfaces 14 are concentrated, while the reinforcing fibers here in the whole material of the tooth are distributed.

Bei dem Honwerkzeug gemäß Fig. 2 und 4 ist ein Kern 20 vorgesehen, der aus Stahl oder Gußeisen bestehen kann. Diesen Kern kann man wie ein gewöhnliches Zahnrad herstellen, wobei man die Zähne 22 dünner macht, damit sie die in Fig.4 im einzelnen erkennbare Form erhalten. Auf die Zähne ist in Form eines Überzugs eine verhältnismäßig dicke Schicht 24 eines Kunstharzmaterials aufgebracht. Diese Schicht enthält eine Vielzahl von Schleifmittelteilchen 26. Gegebenenfalls kann man dem Material kurze Verstärkungsfasern, z. B. Glasfasern, beifügen.In the honing tool according to FIGS. 2 and 4, a core 20 is provided, which can be made of steel or cast iron. This core can be used like an ordinary one Manufacture gear, making the teeth 22 thinner so that they are in Fig.4 obtained in detail recognizable form. On the teeth is in the form of a coating a relatively thick layer 24 of a synthetic resin material is applied. These Layer contains a plurality of abrasive particles 26. Optionally, may short reinforcing fibers, e.g. B. glass fibers, add.

Die Zähne 28 des in Fig. 2 und 4 gezeigten Honwerkzeugs erhalten natürlich durch den Zahnabschnitt 22 des Kerns, der - wie bereits erwähnt - aus Metall bestehen kann, eine kräftige Verstärkung, und zur Aufnahme des Schleifmittels kann man daher ein Material verwenden, das eine etwas geringere Festigkeit besitzt als das Material der im wesentlichen aus Kunstharz bestehenden Zähne 12 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.The teeth 28 of the honing tool shown in Figures 2 and 4 are naturally preserved by the tooth section 22 of the core, which - as already mentioned - consist of metal can, a strong reinforcement, and one can therefore take up the abrasive use a material that has a slightly lower strength than the material of the teeth 12 consisting essentially of synthetic resin in the embodiment according to Fig. 1.

Wenn ein Honwerkzeug Material von den Zähnen eines Zahnrades aus Stahl abtragen und den Zähnen mit hoher Genauigkeit die gewünschte Form geben soll, ist es natürlich wichtig, daß die Schleif- oder Arbeitsflächen der Werkzeugzähne eine erhebliche Härte besitzen. Versuche haben gezeigt, daß man in dieser Beziehung einwandfreie Ergebnisse erhält, wenn die Zähne des Werkzeugs eine Rockwellhärte von mehr als M70 aufweisen.If a honing tool is to remove material from the teeth of a steel gear wheel and to give the teeth the desired shape with high accuracy, it is of course important that the grinding or working surfaces of the tool teeth have a considerable hardness. Tests have shown that satisfactory results are obtained in this regard if the teeth of the tool have a Rockwell hardness of more than M70 .

Der Arbeitsgang wird normalerweise unter Verwendung eines Kühlmittels durchgeführt; beispielsweise verwendet man als Kühlmittel Petroleum, doch kann man auch Wasser oder ein leichtes Schneidöl benutzen. In jedem Falle führt die Verwendung eines Kühlmittels dazu, daß sich die Temperatur des Werkzeugmaterials in vernünftigen Grenzen hält und daß das Werkzeug sauber bleibt. Für den praktischen Betrieb soll das Material jedoch Temperaturen von mehr als etwa 90° C standhalten.The operation is usually carried out using a coolant carried out; For example, one uses petroleum as a coolant, but one can also use water or a light cutting oil. In any case, the use leads a coolant to keep the temperature of the tool material in a reasonable Limits and that the tool stays clean. For practical operation should however, the material can withstand temperatures greater than about 90 ° C.

Naturgemäß muß das gewählte Material zur Verwendung in Verbindung mit dem Material des Kern geeignet sein, und es darf von dem zu verwendenden Kühlmittel nicht angegriffen werden. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden bei der Verwendung eines Epoxygußharzes mit den nachstehenden physikalischen Eigenschaften erzielt: Schrumpfung der Form, % .. 0,7 Spezifisches Gewicht ....... 1,76 Zugfestigkeit, kg/mm2.. etwa 5,6 Druckfestigkeit, kg/mm2 etwa 13 Biegefestigkeit, kg/mm2 etwa 7,0 Rockwellhärte . . . . . . . . . . . . M100 Hitzebeständigkeit, ° C etwa 93 Kerbschlagfestigkeit (nach I z o d) mkg/mm ...... 0,0027 Die vorstehenden Eigenschaften gelten für Epoxygußharz, dessen Verschleißfestigkeit durch Zumischen eines aus feinkörnigem Schleifmittel bestehenden Füllmittels erhöht ist. Durch das gemäß der vorstehenden Beschreibung vorgesehene Hinzufügen von Schleifkörnern und inbesondere das Hinzufügen von Verstärkungsmaterial, z. B. von Glas- oder Asbestfasern, wird jedoch eine Änderung der physikalischen Eigenschaften herbeigeführt; die Hinzufügung des Verstärkungsmaterials dient dabei zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften. Das genannte Material ist in kaltem Zustand härtbar, und es wurde unter Druck in den Raum zwischen der Hohlform und dem Kern eingeführt; das für diesen Zweck verwendete Gemisch umfaßte 12 Gewichtsteile Epoxyharz, 12 Gewichtsteile des im Handel unter dem Namen »Carborundum« bekannten Schleifmittels der Korngröße 0,4 mm sowie 1 Gewichtsteil eines geeigneten Härters.Naturally, the selected material must be suitable for use in conjunction with the material of the core, and it must not be attacked by the coolant to be used. Excellent results have been obtained using an epoxy casting resin with the following physical properties: Shrinkage of the mold,% .. 0.7 Specific weight ....... 1.76 Tensile strength, kg / mm2 .. about 5.6 Compressive strength, kg / mm2 approx. 13 Flexural Strength, kg / mm2 about 7.0 Rockwell hardness. . . . . . . . . . . . M100 Heat resistance, about 93 ° C Notched impact strength (according to I zod) mkg / mm ...... 0.0027 The above properties apply to epoxy cast resin whose wear resistance is increased by adding a filler consisting of fine-grained abrasive. By adding abrasive grains and in particular adding reinforcing material, e.g. B. of glass or asbestos fibers, however, a change in the physical properties is brought about; the addition of the reinforcement material serves to improve the physical properties. Said material is hardenable in the cold state and it has been introduced under pressure into the space between the hollow mold and the core; the mixture used for this purpose comprised 12 parts by weight of epoxy resin, 12 parts by weight of the abrasive known commercially under the name "Carborundum" with a grain size of 0.4 mm and 1 part by weight of a suitable hardener.

Nicht nur mit dem erwähnten Epoxygußharz erzielt man hervorragende Ergebnisse, sondern auch mit Phenolharzen, wie Phenolformaldehyd und Phenolfurfuro-lverbindungen. Wenn man diesen Verbindungen Glasfasern beimischt, kann man die nachstehend aufgeführten physikalischen Eigenschaften erzielen: Spezifisches Gewicht ....... 1,96 Zugfestigkeit, kg/mm2. . etwa 3,5 bis etwa 7,0 Druckfestigkeit, kg/mm2 etwa 12,0 bis 18 Biegefestigkeit, kg/mm2 etwa 7,0 bis etwa 42 Rockwellhärte . . . . . . . . . . . . . M 95 bis M 100 Hitzebeständigkeit, ° C etwa 175 bis etwa 230 Dieses Material wurde auch als Bindemittel verwendet, um die Formkörper aus Glasfasern bzw. die Schichten aus Glasfasergewebe vollständig zu sättigen, um so die im wesentlichen aus Kunstharz und Fasern bestehenden ZÄTerlczeuge herzustellen.Excellent results are achieved not only with the epoxy casting resin mentioned, but also with phenolic resins such as phenol formaldehyde and phenol furfurol compounds. By adding glass fibers to these compounds, the following physical properties can be achieved: Specific weight ....... 1.96 Tensile strength, kg / mm2. . about 3.5 to about 7.0 Compressive strength, kg / mm2 about 12.0 to 18 Flexural Strength, kg / mm2 about 7.0 to about 42 Rockwell hardness. . . . . . . . . . . . . M 95 to M 100 Heat resistance, about 175 to about 230 ° C This material was also used as a binder in order to completely saturate the molded articles made of glass fibers or the layers of glass fiber fabric in order to produce the accessories, which essentially consist of synthetic resin and fibers.

Auch Polyestergußharze eignen sich für die Zwecke der Erfindung; solche Harze sind mit den nachstehend genannten Eigenschaften erhältlich: Spezifisches Gewicht ....... 1,10 bis 1,46 Zugfestigkeit, kg/mm2. . etwa 4,2 bis etwa 7,0 Druckfestigkeit, kg/mm2 etwa 9,0 bis etwa 19 Biegefestigkeit, kg/mm2 etwa 6,0 bis etwa 12 Diese Materialien können eine Rockwellhärte von M 70 bis M 115 und eine Hitzebeständigkeit bis etwa 120° C besitzen. Bei Verwendung dieser Materialien ist daher beim- Honen sorgfältig auf ausreichende Kühlung .zu achten.Polyester casting resins are also suitable for the purposes of the invention; such resins are available with the following properties: Specific gravity ....... 1.10 to 1.46 Tensile strength, kg / mm2. . about 4.2 to about 7.0 Compressive Strength, kg / mm2 about 9.0 to about 19 Flexural Strength, kg / mm2 about 6.0 to about 12 These materials can have a Rockwell hardness of M 70 to M 115 and a heat resistance of up to about 120 ° C. When using these materials, care should therefore be taken to ensure adequate cooling when honing.

Schließlich eignet sich auch Polychlortrifluoräthylen für die Zwecke der Erfindung; denn neben einer ausgezeichneten Eignung zum Formen besitzt es folgende Eigenschaften Schrumpfung der Form, 1/o .. 0,5 bis 1,0 Spezifisches Gewicht ....... 2,1 Zugfestigkeit, kg/mm2 .. etwa 4,0 Druckfestigkeit, lcg/mm2 etwa 2,25 bis 5,5 Biegefestigkeit, kg/mm2 etwa 5,8 Dieses :Material eignet sich daher besonders gut als LTberzugsschicht auf den Zähnen eines Metallkerns, wie er bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig: 2 vorgesehen ist. Das Material besitzt eine Rockwellhärte von R 110 bis R 115 sowie eine Hitzebeständigkeit von etwa 200° C.Finally, polychlorotrifluoroethylene is also suitable for the purposes of the invention; because in addition to excellent molding suitability, it has the following properties Shrinkage of the mold, 1 / o .. 0.5 to 1.0 Specific weight ....... 2.1 Tensile strength, kg / mm2 .. about 4.0 Compressive Strength, lcg / mm2 about 2.25 to 5.5 Flexural Strength, kg / mm2 about 5.8 This material is therefore particularly well suited as a coating layer on the teeth of a metal core, as is provided in the exemplary embodiment according to FIG. 2. The material has a Rockwell hardness of R 110 to R 115 and a heat resistance of around 200 ° C.

Der Honvorgang wird im allgemeinen verbessert, «-enn er mit erheblicher Geschwindigkeit durchgeführt wird. Es liegt natürlich auf der Hand, daß der tatsächliche relative Schlupf zwischen den Zahnflanken des Honwerkzeugs und denjenigen des Zahnrades nur einen Bruchteil der Umfangsgeschwindigkeit des Honwerkzeugs und des Zahnrades betragen wird. Der Honvorgang wird somit bei einer Geschwindigkeit durchgeführt, die erheblich unterhalb des beim Schleifen normalerweise in Betracht kommenden Bereichs liegt. Ausgezeichnete Ergebnisse erhält man, wenn Zahnräder mit einem Teilkreisdurchmesser von etwa 75 bis etwa 100 mm im Eingriff mit dem Werkzeug mit etwa 2300 Umdrehungen in der Minute umlaufen.The honing process is generally improved, if it is done with a considerable amount Speed is carried out. It is of course obvious that the actual relative slip between the tooth flanks of the honing tool and those of the gear only a fraction of the peripheral speed of the honing tool and the gear will amount. The honing process is thus carried out at a speed those well below the range normally considered when grinding lies. Excellent results are obtained when gears with a pitch circle diameter from about 75 to about 100 mm engaged with the tool at about 2300 revolutions circulate in the minute.

Bei dem in Fig.5 und 6 veranschaulichten Honwerkzeug wird das das Schleifmittel enthaltende Harzmaterial auf eine radial aufspreizbare geschlitzte Hülse 30 aufgebracht, die auf der Innenseite 31 konisch ausgebildet ist, um mit einem konischen Spreizdo-rn 32 zusammenzuarbeiten. Das Aufspreizen der Hülse wird durch langgestreckte Schlitze 34 ermöglicht, die sich jeweils abwechselnd von den entgegengesetzten Enden der Hülse nahezu über deren ganze Länge erstrecken. Ein Honwerkzeug dieser Bauart eignet sich insbesondere zur Fertigbearbeitung eines innenverzahnten Bauteils; denn das radiale Aufspreizen der Hülse ermöglicht das Aufbringen von Druck auf eine Innenverzahnung. Es sei bemerkt, daß die Hülse vorzugsweise mit Zahnabschnitten 35 versehen ist, die mit einem das Schleifmittel enthaltenden Harzmaterial 36 überzogen sind.In the case of the honing tool illustrated in FIGS. 5 and 6, this will be the case Resin material containing abrasives on a radially expandable slotted Sleeve 30 applied, which is conical on the inside 31 to with a conical expansion pin 32 to work together. The expansion of the sleeve is made possible by elongated slots 34, each alternating from the opposite ends of the sleeve extend almost over its entire length. A Honing tool of this type is particularly suitable for finishing an internally toothed Component; because the radial expansion of the sleeve enables pressure to be applied on an internal toothing. It should be noted that the sleeve is preferably provided with tooth sections 35 coated with a resin material 36 containing the abrasive are.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Honwerkzeug in Form eines Zahnrades zur Fertigbearbeitung von gehärteten Zahnrädern, das wenigstens in seinen Zahnflankenbereichen bis zu einer erheblichen Tiefe durch ein Bindemittel festgehaltene Schleifmittelkörner aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifmittelkörner, wie an sich bekannt, im Mittel im gegenseitigen Abstand in einem aushärtbaren Kunstharz verteilt liegen und das Gemisch des Schleifmittels und des Kunstharzes keine Hohlräume aufweist. PATENT CLAIMS: 1. Honing tool in the form of a gear for finishing of hardened gears, at least in its tooth flank areas up to abrasive grains held in place by a binder to a considerable depth having, characterized in that the abrasive grains, as known per se, are distributed on average at a mutual distance in a hardenable synthetic resin and the mixture of the abrasive and the synthetic resin has no voids. 2. Honwerkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Epoxyharz als Kunstharz. 2. Honing tool according to claim 1, characterized by an epoxy resin as synthetic resin. 3. Honwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbereiche, wie an sich bekannt, auf einem Kern aus Metall oder Kunstharz sitzen und fest aufgebracht sind. 3. Honing tool according to claim 1 or 2, characterized in that the surface areas as known per se, sit on a core made of metal or synthetic resin and firmly attached are. 4. Honwerkzeug nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz, wie an sich bekannt, durch kurze Glasfasern bewehrt ist. 4. Honing tool according to claim 1 to 3, characterized in that the synthetic resin, as is known per se, is reinforced by short glass fibers. 5. Honwerkzeug nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die oberflächennahen Bereiche bildende Masse etwa gleiche Gewichtsteile Epoxyharz und Schleifmittelkörner enthält. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 907 510; Patentschrift Nr. 6 636 des Amtes für Erfindungs-und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands; USA.-Patentschriften Nr. 2 073 590; 2 105 896, 2 228-967, 2 281420, 2 475 517, 2 643 494; »Werkzeuge für spanabhebendes Formen« von Finkelnburg, Verlag B. G. Teubner, Leipzig 1949, S. 189 bis 191.5. Honing tool according to claim 1 to 4, characterized in that the mass forming the areas near the surface contains approximately equal parts by weight of epoxy resin and abrasive grains. Documents considered: German Patent No. 907 510; Patent Specification No. 6,636 of the Office for Invention and Patents in the Soviet Zone of Occupation in Germany; U.S. Patent No. 2,073,590; 2,105,896, 2228-967, 2,281,420, 2,475,517, 2,643,494; "Tools for metal-cutting forming" by Finkelnburg, Verlag BG Teubner, Leipzig 1949, pp. 189 to 191.