DE1170894B - Verfahren und Werkzeug zur Herstellung von Vertiefungen auf glatten Zahnflanken - Google Patents

Description

• Verfahren und Werkzeug zur Herstellung von Vertiefungen auf glatten Zahnflanken Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Werkzeug zur Herstellung von Vertiefungen, insbesondere von zur Längsrichtung der Zähne im Winkel verlaufenden Nuten oder Riefen auf glatten Zahnflanken von Zahnrädern für hochbelastbare, geräuscharme Getriebe, und Werkzeug zu deren Herstellung.
• Bei Getrieben treten bekanntlich durch Verzahnungsungenauigkeiten, z. B. durch Teilungsfehler, Unrundlauf, ungenaue Evolventenform u. dgl. singende bzw. heulende Geräusche auf, die auf das Schwingen von aufeinander abwälzenden Zähnen der Zahnräder zurückzuführen sind. Es ist jedoch auch bekannt, daß die Laufruhe der Zahnräder nicht allein von deren Herstellungsungenauigkeit, sondern in hohem Maße von der Art und Güte der Schmierung der Zahnflanken abhängig ist. Es hat sich gezeigte daß bei Zahnrädern trotz hoher Genauigkeit und feinstbearbeiteten Flanken Geräusche auftreten, die auf die mangelnde Haftung des Schmiermittels an den Flanken zurückzuführen sind. Das Schmiermittel wird dabei durch die Zentrifugalkräfte von den Zahnflanken abgeschleudert und auch an den Gleitstellen der zusammenarbeitenden Flanken abgeschoben und somit eine ausreichende Schmierung verhindert.
• Es ist daher bekannt, die Oberfläche von Zahnflanken mit Vertiefungen zu versehen, die das Haften des ölfilmes begünstigen. Die Zahnffanken werden zu diesem Zweck z. B. mit zur Längsrichtung der Zähne vorwiegend geneigten Riefen, die spanabhebend mittels Fräsens oder mittels Schleifens erzeugt werden, versehen, bzw. die Flanken erhalten diese Riefen bei ihrer formgebenden Bearbeitung (Kreuzschliff, Diagonalfräsen).
• Mit der Erfindung wird bezweckt, diese der verbesserten Schmierung der Zahnflanken dienenden Vertiefungen spanlos zu erzeugen. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, daß an den Flanken mindestens eines zu einer Zahnpaarung gehöriger Zahnräder die Vertiefungen durch Einrollen oder Einwalzen im kalten Zustand mittels eines zahnradförmigen Werkzeuges hergestellt werden, dessen Zahnflanken den einzuarbeitenden Vertiefungen entsprechende Erhöhungen aufweisen.
• Es ist an sich bekannt, Umfangsverzähnungen durch Kaltwalzen zu erzeugen und zylindrische Werkstücke auf ihrer Manteloberfläche zu rändeln. Das Rändeln erfolgt mittels Rollwerkzeugen, die das Gegenmuster des einzurollenden Musters tragen.
• Zwischen zwei zusammenarbeitenden, gemäß der Erfindung bearbeiteten Zahnflanken wird in bekannter Weise durch die Vertiefungen ein die Reibung verminderndes Schmierpolster gebildet und ein Ab- schleudern des Schmiermittels verhindert. Durch die schräge Anordnung der auf die Flankenflächen verteilten nuten- oder taschenförmigen Vertiefungen wird eine gleichmäßige Schmierung der Zabnflanken erzielt und ein Abschieben des Schmiermittels weitgehend verhindert bzw. diesem ein gewisser Widerstand entgegengesetzt. Dadurch, daß die in bekannter Weise schräg über die Flanken verlaufenden Vertiefungen die Berührungslinie der Flanken -jeweils nur in einem Punkt schneiden, ist auch einwandfreies Ab- rollen der Zahnflanken gewährleistet. Diese Wirkung ist bekannt.
• Ein weiteres Merkmal der Erfindung betrifft die Ausführungsform eines Werkzeuges zur Herstellung der Vertiefungen und besteht darin, daß sich das Werkzeug aus mehreren zu einem Paket vereinigten, topfförmig ausgebildeten Ringscheiben zusammensetzt, die eine dem zu bearbeitenden Zahnrad entsprechende Verzahnung aufweisen, wobei deren Zahnflanken zur Bildung von wirksamen Werkzeugkanten hinterarbeitet sind. Ein solches Werkzeug ist auf einfache und billige Art und Weise herstellbar, wobei die Scheiben beispielsweise gemeinsam profiliert und danach hinterarbeitet werden können. Vorteilhaft wird durch das Einrollen der Vertiefungen im Kaltzustand der Faserverlauf der Flanken nicht unterbrochen.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt und in Verbindung mit der Beschreibung weitere Einzelheiten erläutert.
• F i g. 1 bis 9 zeigen einige beispielsweise Ausführungsformen für die Ausbildung der Zahnflanken, in schematischer Darstellung; F i g. 10 zeigt ein Werkzeug zur Herstellung der Vertiefungen, im Eingriff mit einem zu bearbeitenden Zahnrad, im Längsschnitt; F i g. 11 und 12 zeigen in einem Ausschnitt gemäß F i g. 10 die Profilierung der Zahnscheiben in Ansicht, gesehen in Pfeilrichtung A; F i g. 13 zeigt eine der Zahnscheiben im Stimschnitt mit durchgehender Einrollkante, wobei an einem Zahn der Zahnscheibe eine beispielsweise Ausbildungsform mit unterbrochenen Einrollkanten dargestellt ist.
• Die F i g. 1 bis 9 lassen beispielsweise Ausführungsformen für den Verlauf und die Anordnung der in die Zahntlanken 2 des Werkstückzahnrades 3 einzuarbeitenden Vertiefungen 4 erkennen, wobei deren Formen und Abmessungen beliebig sind. Die Vertiefungen 4 bestehen aus zur Profillinie des Zahnrades geneigt verlaufenden nutenförinigen, parallelen oder annähernd parallelen bzw. sich netzförmig überschneidenden Kanälen, die entweder durchgehend oder unterbrochen ausgebildet sind (F i g. 1 bis 7). In F i g. 8 und 9 ist eine weitere Ausführungsform der Vertiefungen 5 gezeigt, wobei letztere Napfform besitzen. Ein Teil des zur Schmierung der Flanken dienenden Schmiermittels wird dabei von den Vertiefungen 4 bzw. 5 aufgenommen, wodurch beim Abrollen der Flanken ein ölpolster gebildet wird.
• In F i g. 10 ist eine beispielsweise Ausbildung des Werkzeuges dargestellt, mit dessen Hilfe die Vertiefungen 4 bzw. 5 in die Zahnflanken 2 des zu bearbeitenden Zahnrades 3 im Kaltzustand eingerollt werden.
• Zu diesem Zwecke sind auf den Schaft 10 eines zwischen Spitzen 11 und 12 gehaltenen Domes 13 Ringscheiben 14 aufgesteckt. Die einzelnen Ringscheiben 14 sind topfförmig ausgebildet und mit einer dem zu bearbeitenden Zahnrad entsprechenden Verzahnung 15 zu versehen. Zur Bildung der die gewünschte Neigung der einzurollenden Vertiefungen 4 entsprechenden wirksamen Werkzeugkanten 16 sind die Zahnproffle der Ringscheiben hinterarbeitet (F i g. 11, 12). Die Profilierung der Ringscheiben 14 kann in der Weise vorgenommen werden, daß dieselben zu einem Paket vereinigt auf ihrem Dom 13 aufgespannt und durch Abwälzen od. dgl. verzahnt werden. Die Ringscheiben 4 werden mittels zweier Klemmringe 19 bzw. 20, deren an die Ringscheiben 4 zur Anlage kommenden Stirnflächen entsprechend ausgebildet sind, gefaßt und mittels einer auf einen Ansatz 21 des Domes 13 aufschraubbaren Mutter 22 festgespannt, wobei sich der Anlagering 19 an einem Bund 24 des Domes 13 abstützt. Sollen mehrere Pakete von Ringscheiben 4 aufgenommen werden, wie in F i g. 10 gezeigt, so wird ein entsprechend ausgebildetes Zwischenstück 23 zwischen die Ringscheiben 4 auf den Dom 13 aufgeschoben. Für den Einrollvorgang wird das Werkzeug mit dem zu bearbeitenden Zahnrad 3 in Eingriff gebracht und beide miteinander abgerollt. Die am Werkzeug gebildeten Kanten 16 drücken sich dabei in die Flanken 2 des Werkstückzahnrades 3 ein und erzeugen beispielsweise die in F i g. 1 bis 9 dargestellten und beschriebenen Vertiefungen 4 bzw. 5. Durch Unterbrechungen 25 an den Kanten 16, wie in F i g. 13 gezeigt, werden entsprechende napffönnige Vertiefungen 5 gebildet.
• Durch Zurücklegung des Zahnfußes der Zahnprofile 16 der Ringscheiben 14 wird erreicht, daß die Vertiefungen 4 bzw. 5 nicht bis zum Zahnkopf der Werkstückverzahnung 2 eingerollt werden. Dadurch wird beim Abrollen zweier Zahnräder ein Fressen vermieden und auch ein Zurückfließen des Schmiermittels zum Zahnfuß bewirkt.
• Es können wahlweise die Zahnflanken des einen Zahnrades oder beider Zahnräder einer Paarung mit Vertiefungen nach der Erfindung versehen sein.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Vertiefungen, insbesondere von zur Längsrichtung der Zähne im Winkel verlaufenden Nuten oder Riefen auf glatten Zahnflanken, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen durch Einrollen oder Einwalzen im kalten Zustand mittels eines zahnradförinigen Werkzeuges hergestellt werden, dessen Zahnflanken den einzuarbeitenden Vertiefungen entsprechende Erhöhungen aufweisen.
2. 2. Werkzeug zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Werkzeug aus mehreren zu einem Paket vereinigten topfförmig ausgebildeten Ringscheiben (14) zusammensetzt, die in ihrer Vereinigung auf ihrem gemeinsamen Umfang eine dem zu bearbeitenden Zahnrad entsprechende Verzahnung (15) aufweisen, wobei deren Zahnflanken zur Bildung von wirksamen Werkzeugkanten (16) hinterarbeitet sind. 3. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksamen Werkzeugkanten (16) des Werkzeuges auf ihrer Erstreckung Unterbrechungen (25) aufweisen. 4. Werkzeug zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei dem auf den glatten Werkstückzahnflanken eineVielzahl napfförmigerVertiefungen eingewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß es sich aus mehreren zu einem Paket vereinigten ebenen Ringscheiben zusammensetzt, die in ihrer Vereinigung auf ihrem gemeinsamen Umfang eine dem zu bearbeitenden Zahnrad entsprechende Verzahnung aufweisen und deren im Bereich der Zähne liegenden Kanten durch Einkerbungen in diese Kanten gebildete den einzuarbeitenden Vertiefungen entsprechende Erhöhungen aufweisen. 5. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnprofile (15) der Zahnscheiben (14) am Zahnfuß zurückgelegt sind, so daß die einzuarbeitenden Vertiefungen nicht bis zum Zahnkopf des Werkstückes (3) ausgerollt werden. 6. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnscheiben (14) aneinanderliegend auf dem Schaft (10) eines Domes (13) festklemmbar sind. 7. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Domes (13) ein oder mehrere Zahnscheibenpakete (14) gleicher oder entgegengesetzt geneigter wirksamen Werkzeugkanten (16) aufspannbar sind. 8. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnscheibenpakete (14) mittels eines am Dom (13) gebildeten Bundes (24) und mittels der Form der Zahnscheiben (14) entsprechend ausgebildeter Klemmringe (19, 23, 20) sowie einer Feststellmutter (22) festklemmbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 635 320; USA.-Patentschrift Nr. 1389 720.