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Zahnstangenförn-iiges Werkzeug zur Druckformung von Verzahnungen auf
zylindrischen Werkstücken Außenverzahnungen auf zylindrischen Werkstükken lassen
sich schnell und mit hoher Genauigkeit durch ein Walzverfahren erzeugen, bei dem
das Werkstück zwischen zwei mit entsprechend geformten Zähnen versehenen, gegenläufig
bewegten, zahnstangenförmig ausgebildeten Werkzeugen gerollt wird. Das Verfahren
als solches und die Ausbildung der Forinzähne auf den Zahnstangen sind an sich bekannt,
so daß hierzu weitere Erläuterungen nicht erforderlich sind.
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Die für die hergestellte Verzahnung erforderliche hohe Genauigkeit
ist nur so lange gewährleistert, wie die unvermeidliche Abnutzung der Formzähne
der Zahnstangen eine gewisse zugelassene Toleranz nicht überschreitet. Ist diese
Grenze erreicht, so müssen die Zahnstangen aus der Maschine herausgenommen und nachgeschliffen
werden. Will man einen längeren Betriebsstillstand der Maschine für das Aufarbeiten
der abgenutzten Zahnstangen vermeiden, so muß man eine entsprechende Anzahl von
einsatzfähigen Zahnstangen in Reserve halten, was wegen der hohen Herstellungskosten
zu einer nicht unerheblichen Verteuerung des Verfahrens führt. Die Erfindung strebt
durch eine neuartige Ausbildung der formgebenden Zahnstangen eine ins Gewicht fallende
Verringerung der Werkzeugkosten und ein Arbeiten der Maschine ohne lange Stillstandzeiten
an und löst diese Aufgabe dadurch, daß die zahnstangenförinigen Werkzeuge als ein
Prisma mit einer geradzahligen Seitenzahl ausgebildet sind und die auf dem Umfang
aufeinanderfolgenden Prismenseiten abwechselnd glatt oder mit Formzähnen versehen
sind. Wenn die erste Arbeitsseite des Werkzeuges so weit abgenutzt ist, daß die
zugelassene Genauigkeitsgrenze erreicht ist, wird das Werkzeug um eine Teilung weitergedreht,
so daß die nächste Zahnfläche zur Arbeits#fläche wird usf., bis alle Arbeitsflächen
abgenutzt sind. Dann wird das Werkzeug aus der Maschine entfernt und nachgeschliffen,
oder durch ein neues Werkzeug ersetzt.
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In der praktischen Ausführung erweist sich das sechsseitige Prisma
günstig, vor allem in der Form, daß die aufeinanderfolgenden Seitenflächen des Prismas
abwechselnd breit und schmal sind. Dabei werden zweckmäßig die breiten Flächen mit
einer Formverzahnung versehen, während die schmalen Flächen glatt sind.
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Mit dieser Ausbildung des zahnstangenförmigen Werkzeuges ergibt sich
eine besonders einfache Ausgestaltung der Halterung in der Werkzeugmaschine, und
zwar dadurch, daß der zur Aufnahme des Werkzeuges dienende Halter glatte Gegenflächen
für die glatten Flächen der verzahnten Stange aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist die der je-
weiligen Arbeitsfläche des Werkzeuges gegenüberliegende glatte
Fläche durch eine Klemmleiste verspannt, die gegen eine der beiden an die Arbeitsfläche
angrenzenden glatten Flächen der Zahnstange anliegt.
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Die Erfindung sei an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
erläutert. Es zeigt F i g. 1 schematisch den Aufbau der Maschine mit den
Werkzeugen, F ig. 2 einen Schnitt durch zwei einander zugeordnete zahnstangenförmige
Werkzeuge mit dem zwischen ihnen liegenden Werkstück.
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1 und 3 sind die zahnstangenförnügen Werkzeuge, zwischen
denen das Werkstück A bearbeitet wird, das durch eine Kömerspitze
5 und eine Spitze 9 einer in einem feststehenden Maschinenteil
13 verschraubbar gelagerten, Spindel 11 um seine Achse frei drehbar
gehalten ist. Zum Antrieb der gegenläufig bewegbaren Werkzeuge 1 und
3 dienen hydraulische Antriebe 23
bis 32 bekannter Art. Die
Werkzeugstangen 1 und 3
werden von Schlitten 108, 109 getragen,
die in Führungen 15 und 17 in einer oberen Gleitfläche 19 und
in einer unteren Gleitfläche 21 des Maschinengestells in Längsrichtung verschiebbar
sind. Die geformten Zahnflächen der Werkzeuge sind mit 45 und 47 bezeichnet. Der
Bearbeitungsvorgang beginnt, wenn die Zahnstangen 1 und 3 mit ihren
Vorderkanten 53 und
55 mit dem Werkstück
A in Berührung kommen, und er ist beendet, wenn die hinteren Kanten 49,
51 das Werkstück verlassen haben. Das bearbeitete Werkstück wird dann aus
der Maschine entnommen, die Zahnstangen werden in ihre Ausgangsstellung zurückgefahren
und ein neues Werkstück eingesetzt.
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Wie F i g. 2 zeigt, haben die zahnstangenförrnigen Werkzeuge
einen sechseckigen Querschnitt, also die Form von sechsseitigen Prismen. Bei der
dargestellten Form ist das Prisma nicht gleichseitig, sondern es wechseln breitere
und schmälere Flächen miteinander ab. Die breiteren Flächen 102, 103, 104
sind die mit entsprechenden Zähnen versehenen Arbeitsflächen, während die dazwischenliegenden
schmäleren Flächen 105, 106, 107 glatt sind. Es liegt also jeweils einer
breiteren Arbeitsfläche eine schmälere Gegenfläche gegenüber.
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In dem Werkzeugträger sind langgestreckte Grundflächen 111
vorgesehen, die mit dem zugehörigen Schlitten 108, 109 durch Klemmstücke
112 verbunden sind. An den Grundflächen 111 sind in gleicher Richtung verlaufende
dünne Platten 113 von, gleicher Breite befestigt, die nach unten gerichtete
Flansche-114 aufweisen. In Längsrichtung sind die Platten 113
mit
je zwei Längsschlitzen 115 versehen, zwisefien denen eine ebene Anlagefläche
116 für das Werkzeug liegt.
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Der Halter 101 weist ein sich längs erstreckendes Klemmstück
117 auf, das an der Platte 113 zwischen einem Flansch 114 und einer
Aussparung 115 anliegt. Das Klenimstück ist bei 118 zur Anpassung
an das Werkzeug 103 ausgespart und hat eine Berührungsfläche 119 zur
Anlage an einer der Flächen 105, 106,
107 des Werkzeuges. In eine Nut
121. des Klemmstückes 117 greift der anleigende Flansch 114 des Teiles
113 ein, um das Klemmstück 117 festzulegen, das im Teil
111 durch Bolzen 122 festgelegt ist. Das Klemmstück ist weiter am Teil 48
durch mehrere Bolzen 123 in Gegenbohrungen des Klemmstückes 117 gehalten.
Der Werkzeughalter weist weiter eine langgestreckte Klemmleiste 124 von im wesentlichen
dreieckförmigem Querschnitt auf, die bei 125 mit einer Nut versehen ist,
in die der Flansch 114 der Platte 113 eingreift. Wie das Klemmstück
117 weist auch die Klemmleiste 124 eine geneigte Fläche 127
auf, die
parallel zu den Flächen 105, 106, 107 des Werkzeuges ist. Die Klemmleiste
124 ist mit Bolzen 128 am Schlitten 111 befestigt.
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Mit der Klemmleiste 124 ist eine weitere Klemmleiste 129 durch
Bolzen 131 verbunden und weist eine erste Fläche 132 auf, die zur
Anlage an der Fläche 127 der Klemmleiste 124 kommt, und eine zweite Fläche
133 zur Anlage an einer der Flächen 105, 106, 107 des Werkzeuges.
Entlang der Leiste 129 sind Schlitze 134 zur Aufnahme der Bolzen
131
vorgesehen, so daß die Leiste 129 zur Verschiebung des Werkzeuges
zurückgezogen werden kann.
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Es wurde festgestellt, daß der Materialaufwand zur Herstellung von
Zahnstangen gemäß der Erfindung nur etwa das Doppelte von dem ausmacht, der für
die Herstellung einer einzelnen Zahnstange gebraucht wird. Durch die Erfindung ergibt
sich also eine nicht unerhebliche Materialersparnis. Außerdem braucht man für das
Schleifen der Zahnstange nur eine einzige Einstellung der Schleifeinrichtung. Wenn
ein Zahnsatz auf dem Werkzeug geschliffen ist, wird das Werkzeug nur gedreht -und
der nächste Zahnsatz geschliffen. Man spart also wesentlich an Einstellungs-und
Schleifzeit und braucht außerdem nicht drei getrennte Zahnstangen zum Nachschleifen
versenden. Die Zahnstangen werden in ihren Halterneingespannt und in Längsrichtung
justiert, so daß die Zähne die richtige gegenseitige Lage haben, je nach
der Zahl der Zähne, die auf dem Werkstück A gebildet werden sollen. Die Werkzeuge
liegen fest gegen das Werkstück an, und zwar wegen der Anlage der Fläche
116
der Platte 113 gegen die Flächen 105, 106, 107 des Werkzeuges.
Wenn ein Satz Arbeitsflächen abgenutzt ist, werden die Stangen 1 und
3 von ihren Haltern gelöst und um 120' gedreht. Das wiederholt sich, bis
auch die dritte Arbeitsfläche abgenutzt ist. Erst dann wird das Werkzeug aus der
Maschine entfernt.