DE2439420A1 - Verfahren und vorrichtung zum rollen von verzahnungen - Google Patents

Description

SOUTHWESTERN INDUSTRIES, INC., eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates California, 5880 Centinela Avenue, Los Angeles, California "90045 (V.St.A.)

Verfahren und Vorrichtung zum Rollen von Verzahnungen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nebst Vorrichtung zur Herstellung von Verzahnungen, insbesondere zum Kaltrollen von fertigen Zahnradzähnen in eine frische, d.h..im wesentlichen glatte Oberfläche eines Zähnrad-Rohteils unter Verwendung eines Rollwerkzeuges, das mit einer Anzahl identischer Zähne besetzt ist und über seine Gesamtlänge hinweg so profiliert ist, daß seine Zähne im wesentlichen zu den in dem Zahnrad-Rohteil· herzustellenden Zähnen passen.

Bisher ist kein kommerziell angewendetes Verfahren zum Kai trollen von Zahnradzähnen in einem kontinuierlichen Prozeß in ein frisches Rohteil unter Verwendung von Werkzeug^'ihnen mit einheitlichem und konstantem Profil bekannt, Einige Patente, wie beispielsweise die US-Patentschriften

2 88:- 894, 3 159 062, 3 531 976, 3 540 108, 3 552 167 und

3 599 463 scheinen auf den ersten Blick Informationen zur

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Herstellung von Verzahnungen auf diese Weise zu enthalten. Bei genauer Überprüfung stellt sich jedoch heraus, daß weder die vorgenannten noch andere Patentschriften bzw. nicht zur Patentliteratur gehörige Druckschriften Informationen in dieser Richtung enthalten.

Bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen, welche dem Gegenstand der Erfindung am nächsten kommen, werden Rollwerkzeuge mit variabel profilierten Zähnen verwendet. Variabel profilierte Zähne können entweder in Form mehrerer Sätze von Zähnen auf einem einzigen Rollwerkzeug, oder in Form identischer Zähne auf einem Rollwerkzeug, wobei diese Zähne jedoch in Achsrichtung des Rollwerkzeuges ein variables Profil aufweisen, benutzt werden. Siehe hierzu beispielsweise die US-Patentschriften 2 886 990, 3 580 027 und 3 611 772.

Die einzige bisher kommerziell durchgeführte Anwendung von Rollwerkzeugzähnen mit konstanter Form findet man im Bereich der Zahn-Fertigbearbeitung, wo man unfertige Zähne durch Kaltrollen in fertige, Zähne verwandelt. In diesem Falle stellt das Kaltrollen der fertigen Zähne eine Alternative zum Zahnschaben dar.

Die Möglichkeit, einen Zahn vollständig durch Kaltrollen herstellen zu können, hängt prinzipiell von dem zu rollenden Material und von dem Profil des herzustellenden Zahnes ab. Mit anderen Worten: Die "Kaltrollfähigkeit" ist prinzipiell davon abhängig, wieviel Material plastisch defor-miert und verlagert werden muß, und wie weit bzw. wie gut das gerollte Material diese Verlagerung unter zulässiger Belastung ohne Zerstörung des Materials und bei Erzielung annehmbarer Eigenschaften der fertigen Verzahnung erträgt

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bzw. gestattet. Derzeit und mit bekannten Metallen ist. das prinzipielle Kriterium, welches die kommerzielle Herstellung von vollständig kaltgerollten Zahnradzähnen begrenzt, das'Zahnprofil. Und bei dem Zahnprofil stellt der Flankenwinkel (pressure angle) den Parameter dar, der am meisten direkt von der Fähigkeit des Materials abgeleitet ist, Zähne aus einem frischen Rohteil durch Kaltrollen herzustellen. . ■ .

Der derzeitige Standard-Flankenwinkel für kraftübertragende Zahnräder u. dgl. liegt in den-U.S.A. bei 20 . Der Flankenwinkel wird definiert als der Winkel zwischen einer am Teilkreis-Durchmesser an den Zahn angelegten Tangente und einer Linie, welche den Zahnkopf mit dem Zahnradmittelpunkt verbindet. Früher lag der US-Standard-Flankenwinkel bei 14,5°. Viele englische Hersteller benutzen Flankenwinkel von 28 o. dgl. Der für den Flankenwinkel gewählte Wert ist also keineswegs ein Heiligtum, vielmehr ein relativ willkürlich wählbarer Parameter, der nach konstruktiven Gesichtspunkten und in bezug auf die Austauschbarkeit von Zahnrädern gewählt wird. Mit steigendem Flankenwinkel wird die von einem treibenden Zahn auf einen getriebenen Zahn übertragene Kraft mehr und mehr radial verlagert, so daß mit zunehmendem Flankenwinkel bei gleichem übertragenem Drehmoment die Lagerbelastungen steigen.

Bei Zahnrädern, die zur Bewegungsübertragung und nicht zur Kraftübertragung dienen, ist der Flankenwinkel von untergeordneter Bedeutung. In Zahnradpaarungen zur Bewegungsübertragung wird der größte Wert gewöhnlich auf Spielfreiheit und gleichmäßige Bewegungsübertragung von Zahnrad zu Zahnrad gelegt. Bei solchen Zahnrädern kann der Flankenwinkel der einzelnen Zähne groß sein.-

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Es hat sich gezeigt, daß bei einem gegebenen Metall die Kaltrollfähigkeit eines fertigen Zahnes in eine unvorbereitete Metalloberfläche sich nicht linear mit dem Zahnflankenwinkel ändert. Beim Kaltrollen eines Zahnes mit 30° Flankenwinkel muß wesentlich weniger Material durch plastische Verformung bewegt werden als bei einem 20°-Zahn. Ebenso sind die Entfernungen des zu bewegenden Materials auf die gleiche Weise bedeutend unterschiedlich. Die Kaltrollfähigkeit eines Metalls hängt von den Metalleigenschaften und von der Verwendung der gerollten Verzahnung ab. Somit setzt sich die Kaltrollfähigkeit aus vielen Faktoren zusammen, zu denen die Ursprungshärte des Metalls, seine Verhärtungseigenschaften bei der Bearbeitung, seine Verformbarkeit, Dehnbarkeit, Streckgrenze und Härtbarkeit gehören, also Eigenschaften des Metalles selbst, und ferner statische und dynamische Zahnbelastungen und Zahnprofile als Beispielse für Gesichtspunkte der Anwendung. Hat ein Metall für einen Anwendungsfall, wie beispielsweise ein Getriebe zur Bewegungsübertragung, eine gute Kaltrollfähigkeit, so kann es für einen anderen Anwendungsfall, wie beispielsweise ein Kraftübertragungsgetriebe zur Übertragung sehr großer zyklischer Drehmomente eine sehr schlechte oder eine unzulässige Kaltrollfähigkeits-Charakteristik aufweisen.

Bei konventionellen Vorrichtungen zum vollständigen Kaltrollen von Zahnräder u. dgl. sind die Zahnrad-Rohteile und das bzw. die Rollwerkzeuge durch Getriebe so verbunden, daß sowohl das Rohteil als auch das bzw. die Werkzeuge mit vorbestimmten relativen Drehzahlen positiv angetrieben werden. Siehe beispielsweise US-Patent 2 883 894, 2 886 990 und 3 580 027. Bei diesen bekannten Vorrichtungen können die Rollwerkzeuge und das Zahnrad-Rohteil unter voller Verformungskraft ohne besondere Nachteile bezüglich der Anzahl

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der am Zahnrad auszubildenden Zähne zusammengebracht werden. Wendet man ein "centerless"-Verfahren oder ein Verfahren mit leerlaufendem Rohteil an, dann kann das sofortige Zusammenbringen von Rollwerkzeug und Rohteil mit voller Verformungskraft leicht dazu führen, daß die falsche Zähnezahl in das Zahnrad eingearbeitet wird. Oft führt das sofortige Zusammenführen mit voller Kraft zur Herstellung vollständig unbrauchbarer Zähne, also Schrott. Wendet man jedoch bei "centerless"- bzw. Rohteilleerlauf-Verfahren einen sog. weichen Start an, bei dem Rohteil und Rollwerkzeug mit stufenweise anwachsender Kraft zusammengebracht werden, wobei die volle Einwirkungskraft über mehrere Rohteil-Umdrehungen hinweg anhält, dann erhält man die korrekte Zähnezahl und ein korrektes Zahnprofil auf dem Rohteil.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bisher verwendeten Verfahren und Vorrichtungen zu überwinden. Die Lösung dieser Aufgabe geht aus den anliegenden Patentansprüchen hervor.

Die Erfindung hat zu der bedeutenden Erkenntnis geführt, daß sich für jeden Anwendungsfall beim kommerziellen Kaltrollen von Zahnrädern, insbesondere bei der Herstellung von vollständig kaltgerollten Zahnrädern bedeutende Vorteile erzielen lassen, wenn man in Verbindung mit den verfügbaren Metallen zu Zähnen mit einem größeren Flankenwinkel übergeht= Unter Berücksichtigung der jetzt verfügbaren Metalle und ihrer Rollfähigkeit lehrt die Erfindung, daß man in eine unberührte Oberfläche vollständig fertige ■ Zahnradzähne kalt einrollen kann unter Verwendung von Rollwerkzeugen, bei denen sämtliche Zähne identisch und so profiliert sind, daß sie im wesentlichen zu den zu rollenden Zähnen passen, wenn die herzustellenden Zähne einen Flankenwinkel von etwa 28 oder größer aufweisen.

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Ein anderer Aspekt der Erfindung in Verbindung mit vollständig kaltgerollten Zähnen betrifft die Art und Weise, mit der die das Metall verformenden Kräfte vom Rollwerkzeug auf das Zahnradrohteil übertragen werden. Das diesbezügliche Merkmal der Erfindung wird als "weicher Start" bezeichnet. Die Weichstart-Merkmale sind besonders nützlich bei "centerless"-Zahnradrollvorrichtungen, oder bei solchen Vorrichtungen, wo das Zahnrad-Rohteil um eine feste Achse drehbar gelagert ist, jedoch entweder das Rohteil oder das Rollwerkzeug nicht positiv angetrieben wird. Das "centerless"-Rollen und das Merkmal des leer mitlaufenden Rohteils sind weitere Aspekte dieser Erfindung.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nebst Vorrichtung erfolgt das Kaltrollen von Zahnradzähnen unter Verwendung von Rollwerkzeugen, bei denen sämtliche formgebenden Zähne identisch sind und über die gesamte Länge des Rollwerkzeuges hinweg ein konstantes Profil besitzen. Die formgebenden Werkzeugzähne haben Profile, die im wesentlichen den herzustellenden Zähnen angepaßt sind. Ferner wird erfindungsgemäß entweder nur das Zahnrad-Rohteil oder nur das formgebende Rollwerkzeug positiv angetrieben, während das andere Element jeweils bei Eingriff von dem positiv angetriebenen anderen Element mitgenommen wird. Das Verfahren nebst Vorrichtung zum "centerless"-Rollen stellt eine Art des leerlaufenden Rohteil-Aspekts der Erfindung dar.

Aufgrund dieser Merkmale der Erfindung kann man vollständig kaltgerollte Zahnradzähne mittels einer Vorrichtung herstellen, die wesentlich einfacher und billiger als bekannte Zahnrad-Rollvorrichtungen ist. Die Erfindung ist anwendbar zum Kaltrollen von Zahnrädern für kraftübertragende und bewegungsübertragende Zahnradpaarungen, vom

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kleinsten feinmechanischen Getriebe bis herauf zu großen Zahnrädern für Automobilgetriebe u. dgl..

Die Erfindung erlaubt Einsparungen bei der Rüstzeit von Zahnrad-Rollvorrichtungen, erleichtert die Herstellung der RoI!werkzeuge und verringert den Aufwand bei der Werkstückvorbereitung. Ferner sind Einsparungen beim Werkstück material möglich.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß man fertige Zahnradzähne durch Kaltrollen in die glatte Oberfläche eines drehbaren metallischen Zahnrad-Rohteils einarbeiten kann. Der Umfang des erfindungsgemäß angeordneten und profilierten drehbaren formgebenden■Rollwerk— zeuges dringt mit. Kraft in den Umfang des Zahnrad-Rohteils ein. Erfindungsgemäß wird die zur Zahnbildung gewünschte Krafteinwirkung des Rollwerkzeuges auf das Rohteil progressiv aufgebracht, sie steigert sich von einer Anfangs-Einwirkkraft über mehrere Rohteilumdrehungen. Die Anfangs-Einwirkkraft reicht im Bereich einer Anfangs-Kontaktfläche zwischen Rollwerkzeug und Rohteil aus, um eine dauerhafte Verformung im Rohteilmaterial zu erzeugen. Diese Anfangs-Einwirkkraft ist jedoch wesentlich kleiner als die schließlich gewünschte Einwirkkraft.

Unter der Bezeichnung "ursprüngliche Rohteil-Oberfläche" bzw. glatte oder unpräparierte Rohteil-Oberfläche versteht man eine im wesentlichen konturlose Oberfläche eines Zahnrad-Rohteils, in welche dann die Zähne kalt eingerollt werden. Eine solche unberührte Oberfläche kann beispielsweise auf einer Drehmaschine o. dgl. hergestellt werden. Die verstehenden Ausdrücke sollen klarstellen, daß es sich hier nicht um solche Rohteil-Oberflächen handelt, die bereits vorgeformte Konturen oder Zeichen für einen

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gewünschten Zahnabstand tragen. Diese Ausdrücke sollen also unterscheiden von solchen Zahnrad-Rohteilen, die bereits mit vorgefrästen rudimentären Zähnen oder Zahnabstandsnuten versehen wurden, bevor man mit dem Kaltrollprozeß beginnt.

Der Ausdruck "konstantes Profil" wird in bezug auf Zähne oder Zahnrollwerkzeuge benutzt, bei denen jeder Zahn des formgebenden Rollwerkzeugs über die Gesamtlänge des Rollwerkzeugs hinweg ein konstantes Profil besitzt.

Der Ausdruck "fertiger Zustand" wird benutzt in bezug auf kaltgerollte Zähne, um auszudrücken, daß die gerollten Zähne fertig sind und keiner weiteren Bearbeitung bedürfen, natürlich kann man die kaltgerollten Zähne nachher anderen Fabrikatv'uisprozessen unterziehen, beispielsweise dem Härten oder Polieren; diese Prozesse haben keinen absichtlichen oder wesentlichen Einfluß auf die Profilform der gerollten Zähne.

Die mehrfach angesprochene Übereinstimmung zwischen den Zähnen des Rollwerkzeuges und des fertigen Zahnrades soll aussagen, daß die formgebenden Rollwerkzeugzähne so profiliert und geformt sind, daß im letzten Stadium des erfindungsgemäßen Kaltroll-Prozesses in dem Rohteil Zähne mit einem gewünschten Profil entstehen. Die angepaßten formgebenden Werkzeugzähne müssen nicht genau den Zahnabstand des fertigen Zahnrades aufweisen, weil die Materialelastizität des Zahnrad-Rohteils und die Krümmung des Rollwerkzeugs berücksichtigt werden muß.

Ausdrücke wie "weicher Start" oder "leerlaufendes Rohteil" sind bereits oben angewendet worden und werden auch im

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folgenden Text noch vorkommen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile können der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung rr.it einer Zeichnung entnommen werden. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Weichstart-Zahn ro Il Werkzeugs,

Fig. 2 einen Schnitt im Verlauf einer Linie 2-2 von Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine Halterung für ein Zahnrad-Rohteil, beispielsweise um in einer Drehmaschine unter Verwendung des Werkzeugs von Fig. 1 Zähne zu rollen,

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer "centeriess"-Zahnrollvorrich-

tung,

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Ansicht aus Richtung 5-5 von Fig. 4,

Fig. 6 einen Querschnitt im Verlauf einer Linie 6-6 von Fig. 4,

Fig. 7 eine Seitenansicht eines für die Vorrichtung von Fig* 4 geeigneten Werkstückhai ters,

Fig. 8 eine Draufsicht auf den Werkstückhalter von Fig. 7,

Fig. 9 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Ansicht von Fig. 8,

Fig. 10 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Halter von Fig. 7,

Fig. 11 ein vereinfachtes Operationsschema für die "centerless"-Rollvorrichtung von Fig. 4,

Fig. 12 eine schematische Darstellung einer Zahnrad-Ro]!operation in der "centerless"-Rollvorrichtung von Fig. 4, und

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Fig. 13 eine Tabelle mit den während des Betriebs

der "centerless"-Rollvorrichtung von Fig. 4 in Verbindung mit dem Werkstückhalter von Fig. 7 auf ein Werkstück ausgeübten Zwangseinwirkungen .

Ein in Fig. 1 und 2 dargestelltes Zahnrollwerkzeug 10 kann beispielsweise in einer Drehmaschine verwendet werden, um Zähne mit korrekter Konfiguration und Profilierung in die glatte Umfangsoberflache 11 eines zylindrischen Zahnrad— Rohteils bzw. Werkstücks 12 kalt einzurollen. Dieses Werkstück wird beim Rollen mittels einer Halterung 13 in Position gehalten, die aus einer positiven Hälfte 14 und einer negativen Hälfte 15 zusammengesetzt ist; die beiden Hälften sind im zusammengesetzten Zustand gemäß Fig. 3 so ausgerichtet, daß ihre zylindrischen Schaftabschnitte 16 bzw. 17 koaxial verlaufen und fest in Spindelfutter bzw. Reitstockfutter einer Drehmaschine eingespannt werden können. Dabei kann die Werkstückhalterung 13 mit dem darin aufgenommenen Werkstück gegenüber dem Zahnrollwerkzeug 10 positiv angetrieben werden, indem man die Spindel der Drehmaschine antreibt.

In der Mitte einer senkrecht zur Achse des Schaftabschnittes 16 verlaufenden Werkstückanlagefläche 19 befindet sich ein Zenttalansatz 18, der in eine passende Bohrung 23 der negativen Hälfte 15 eingreift, die sich in der Mitte einer der Fl'iche 19 entsprechenden Werkstückanlagefläche 22 der negativen Hälfte der Halterung befindet. Die beiden Anlageflächen 19 und 27 bilden jeweils die innere Begrenzung einer Erweiterung 20 bzw. 21 der positiven bzw. negativen Hälfte 14, 15. Eine Zentralbohrung 24 in der Mitte des Werkstückes 12 ist mit einem Laufsitz an den Umfang des Zentralansatzes 1.8 angepaßt, .und ein aus der Werkstückanlagefläche 19 hervorstehender, zum Zentralansatz 18

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verlaufender Mitnehmerstift 25 greift in ein Loch 26 im Werkstück 12 ein und überträgt so eine in den Schaftabschnitt 16 eingeleitete Winkelbewegung auf das Werkstück

Die Umfangsoberflache 11 des Werkstückes 12 ist eine unberührte Oberfläche nach oben stehender Definition.

Das Zahnrollwerkzeug 10 besitzt einen quaderartigen Schaft 28 nach Art eines Schnellstahl-Halters, der sich in üblicher Weise in .eine geeignete Halterung auf dem Kreuzschlitten der Drehmaschine einspannen läßt.

Auf koaxialen Zapfen 30 eines Lagerabschnittes 31 des Zahnrollwerkzeuges 10 ist eine formgebende Rolle 29 drehbar gelagert', die aus einem Metall besteht, dessen innere Härte und Oberflächenhärte wesentlich größer als die innere und äußere Härte des Metalles ist, aus dem das Werkstück 12 besteht, an dem die formgebende Rolle angewendet werden soll. Die Zapfen 30 sind in koaxial verlaufenden Bohrungen 32 von parallelen Seitenteilen 33 des Lagerabschnittes drehbar gelagert. Das Werkzeugende, in welchem sich die formgebende Rolle 29 befindet, wird nachstehend als Frontende des Werkzeugs bezeichnet. Die Seitenteile 33 sind hinter der formgebenden Rolle fest durch eine Brücke 34 verbunden. Vorzugsweise verläuft die Achse der formgebenden Rolle 29 senkrecht zur Längsachse des Schaftes 28 und schneidet diese entweder oder befindet sich in deren Nähe, Eine Rückwandfläche 35 der Brücke 34 befindet sich normalerweise in einem Abstand vor einer Frontfläche 36 eines aus dem Vorderende des Schaftes 28 herausragenden Anschlags 37.

Die oberen Enden der parallelen Seitenteile 33 sind durch eine brücke 38 verbunden, die' ihrerseits über einen länglicher elastischen Auslegerabschnitt 39 fest mit einem

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nach o:ien ragenden Ansatz 40 am vorderen Ende des Schaftes 28 verbunden ist. Vorzugsweise sind gemäß Fig. 1 und 2 Schaft 28, Lagerabschnitt 31 mit Seitenteilen 33 sowie Brücken 34 und 38, Auslegerabschnitt 39 und Ansatz 40 integral aus einem e-inzigen Stück Metall geformt. Der Auslegerabschnitt 39 ist auf jeden Fall senkrecht zu seiner Lnngo und zur Achse der Rolle 29 wesentlich weniger dick als lang. Der elastische Auslegerabschnitt 39 stellt ein festes freitragendes Trägerelement für die formgebende Rolle; 29 gegenüber dem Schaft 28 dar.

Angenommen, der Schaft 28 ist in die Kreuzschlitten-Haltevorrichtung einer Drehmaschine eingespannt, und die formgebende Rolle 29 ist an die Umfangsoberflache 11 eines Zahnrad-Rohteils 12 angesetzt, welches seinerseits zwischen Spindel futter und Reitstock der Drehmaschine eingespannt ist. Die von der formgebenden Rolle auf das Werkstück übertragene Anfangs-Kontaktkraft ist relativ klein und hat ein Durchbiegen des Auslegerabschnitts 39 zur Folge. Während der Kreuzschlitten weiter herangefahren wird, verbleibt die Achse der formgebenden Rolle 29 im wesentlichen stationär, weil sich der Auslegerabschnitt 39 weiter durchbiegt, bis die Rückwandfläche 35 der Brücke die Frontfläche 36 des Anschlages 37 berührt. Im weiteren Arbeitsverlauf entspricht die Bewegung der formgebenden Rolle gegenüber dem Werkstück 12 jener Bewegung, die durch den Verstcllmechanismus des Kreuzschlittens der Drehmaschine bestimmt wird. Somit kann der Auslegerabschnitt 39 in Verbindung mit den normalerweise voneinander entfernten Flächen 35 und 36 des Werkzeugs als kraftvariable Totgangeinrichtung innerhalb der Verbindung zwischen Lagerabschnitt 31 und Schaft 28 angesehen werden. Und der Schaft 28 des Werkzeugs dient als Führungseinrichtung für den Lageröbschnitt 31 mit der darin gelagerten formgebenden

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Rolle 29 bei der Relativbewegung in und außer Krafteinwirkung mit dem Umfang eines Zahnrad-Rohteils.

Länge, Dicke und Breite des Auslegerabschnitts 39 sind in Verbindung mit dem benutzten Werkstoff so ausgewählt, daß die Anfangs-Einwirkkraft der formgebenden Rolle auf den Werkstückumfang ausreicht, um unter Berücksichtigung der Anfangs-Kontaktflache zwischen Werkzeug und Werkstück eine bleibende Verformung in dem Werkstückmaterial zu erzielen. Diese Anfangs-Einwirkkraft ist jedoch wesentlich kleiner als die schließlich erwünschte Einwirkkraft zwischen der formgebenden Rolle und dem Werkstück beim Kaltrollen, um durch bleibende Verformung Zähne von gewünschtem Profil und gewünschter Tiefe in dem Werkstück zu erzeugen.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist der Umfang 41 der formgebenden Rolle 29 nach Art eines Stirnrades mit mehreren formgebenden Zähnen 42 besetzt. Selbstverständlich kann der Umfang der formgebenden Rolle auch eine Schneckenverzahnung cder'.eine Pfeilverzahnung tragen, wenn das Werkstück entsprechend bearbeitet werden soll. Die formgebenden Zähne 42 kämmen mit bzw. passen zu den Zähnen,, die in das Werkstück 12 durch Kai trollen eingeformt werden sollen. Sämtliche formgebenden Zähne am Umfang der formgebenden Rolle sind in wesentlichen identisch, d.h. so identisch, wie praktisch durchführbar, und alle haben das gleiche Querschnittsprofil bzw. die gleiche Kontur über ihre gesamte Länge hinweg. Gemäß Fig. 3 ist die formgebende Rolle 29 vorzugsweise breiter als das ^ohteil 12.

Auch der Durchmesser der formgebenden Rolle 29 ist vorzugsweise wesentlich größer als der Durchmesser des Rohteils, das mir. dieser Rolle bearbeitet werden soll.. Dadurch ergibt

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sich b--ti der ersten Berührung der formgebenden Rolle mit dem Workstück der Eindruck, als wenn eine Zahnstange auf das yerkstück einwirkt.

Wenn das RoI!werkzeug 10 wie angenommen in einer Drehbank zum Einrollen der fertigen Zähne in die unberührte Oberfläche des zwischen Spindelfutter und Reitstock in der Halterung 13 eingespannten Werkstückes 12 benutzt wird, dann wird die Getriebeübersetzung zwischen Spindelantrieb und Kreuzschlitten—Nachstellung in Richtung.auf das Werkstück so gewählt, daß das Werkstück zwischen Anfangskontokt mit der forrngebenden Rolle und der schließlichen Berührung zwischen den Anschlagflächen 35 und 36 mehrere Umdrehungen ausfahrt. Auf diese Weise wird die gewünschte End-Einwirkkraft der formgebenden Rolle auf das Werkstück progressiv über mehrere Werkstückumdrehungen hinweg gesteigert, ausgehend von der zuvor beschriebenen Anfangs— Einwirkkraft. Dar. heißt, das zuvor beschriebene und in Fig. 1 und 2 dargestellte Zahnrollwerkzeug 10 trägt in sich die oben erwähnten Weichstart-Eigenschaften»

Die formgebende Rolle 29 ist im Zahnrollwerkzeug 10 frei drehbar gelagert und wird nicht aktiv angetrieben. Die bei dijr Anwendung des Werkzeugs auftretende Rotationsbewegung der formgebenden Rolle gegenüber dem Werkzeugschaft wird vollständig von dem positiv angetriebenen Werkstück auf diese übertragen. Somit beinhaltet das Zahnrollwerk— zeug 20 auch die oben erwähnten Rohteil-Leerlaufeigen— schäften.

Voraussetzung für die Anwendung des Zahnrollwerkz;euges ist natürlich, daß das Zahnrad-Rohteil und seine Halterung groß und stark genug zur Aufnahme der Reaktionskräfte sind, die bei voller Krafteinwirkung zwischen der formgebenden

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Rolle und dem Werkstück auftreten. Falls erwünscht, kann die Halterung 13 mit Stützrollen versehen sein. Zu diesem Zwecke sind vorzugsweise die beiden Erweiterungen 20 und 21 der Halterungshälften als Zylinderoberflachen 43 ausgebildet, wie Fig. 3 zeigt.

Die in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellte Vorrichtung ermöglicht ein Centerless-Weichstart-Kaltrollen von fertigen Zahnradzähnen in die unberührte Oberfläche eines Werkstückes 46, welches gemäß Fig. 9 beispielsweise ein Zahnritzel-Rohteil ist. Selbstverständlich kann man durch entsprechende Anpassung die Vorrichtung 45 auch zum Fertigrollen von Zahnrädern aus Rohteilen anwenden, welche die Abmessungen des Werkstückes 12 besitzen.

Die Centerless-Zahnrollvorrichtung 45 besitzt eine Basis mit Träger 47 für eine formgebende Rolle 48 mit fester Achse, und einen Träger 49 für eine formgebende Rolle 50 mit gleichem Durchmesser wie die Rolle 48, jedoch mit beweglicher Achse. Eine den Träger 49 mit dem Träger 47 schwenkbar verbindende Scharnierachse 51 befindet sich parallel und in gleichen Abständen zu den Rotationsachsen 52 und 53 der Rollen 48 bzw. 50. Ein an einem Arm 55 der Basis 47 angebrachter Weichstart-Antrieb 54 steuert die Bewegung des Trägers 49 um die Scharnierachse 51, während eine verstellbare Rückholeinrichtung 56 die Rückkehrbewegung des Trägers 49 um die Scharnierachse 51 steuert. Basis 47 mit Träger ist durch Schrauben 58 an einer geeigneten Unterlage 57 befestigt.

Gemäß Fig. 6 sind die formgebenden Rollen 48 und 50 nahe den vorderen Enden ihrer Träger 47 bzw. 49 auf je einer Triebwelle 59 bzw. 60 befestigt. Diese Triebwellen sind an gegenüberliegenden Enden von Übermaß-Bohrungen 61 in

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den betreffenden Trägern mit je zwei Kugellagern 62 gelagert. An den hinteren Enden der Triebwellen 59 und 60 sitzt je ein Triebzahnrad 63 bzw. 64, und zwischen jedem Triebzahnrad und dem benachbarten Kugellager 62 befindet sich eine Bremsanordnung 65, beispielsweise in Form einer Scheibe aus einem Material mit hohem Reibungswiderstand. Der Reibungswiderstand jeder Bremsanordnung 65 läßt sich mit Hilfe einer Mutter 66 einstellen, welche auf ein Gewinde der Triebwelle 59 bzw. 60 geschraubt ist und gegen die Rückseite des betreffenden Triebzahnrades 63 bzw. 64 drückt.

Ein mittels einer Lageranordnung 69 am hinteren Ende der Scharnierachse 51 gelagertes Zwischenrad 68 greift in beide Triebzahnräder 63 und 64 ein und treibt diese an. Eine der Anordnung 65 ähnliche Bremsanordnung 70 ist zwischen der Frontfläche des Zwischenrades 68 und den Rückseiten der Träger 47 und 49 gemäß Fig. 5 wirksam. Das Zwischenrad 68 selbst wird über ein Zahnrad 71 entweder direkt oder auf dem Wege über ein Reduziergetriebe von einem Motor 72 angetrieben. Beim vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel der Centerless-Zahnrollvorrichtung 45 sind die zwischen den formgebenden Rollen 48 und 50 einerseits und dem Motor 72 andererseits befindlichen Getriebeelemente so ausgelegt, daß die formgebenden Rollen etwa mit 60 U/min, rotieren. Wegen des gemeinsamen Zwischenrades 68 rotieren beide Rollen 48 und 50 in der gleichen Drehrichtung und mit gleicher* Drehzahl, solange der Motor 72 läuft, und zwar ohne Rücksicht auf eine Bewegung des Trägers 49 gegenüber dem feststehenden Träger 47.

Die mittels Federring 74 und Mutter 75 auf ihrer Triebwelle 59 bzw. 60 durch Reibung festgezogenen formgebenden

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Rollen 48 und 50 sind durch je eine Scheibe 43 von ihrem benachbarten Lager 62 getrennt, siehe Fig. 6. Bei dieser Friktionsbefestigung der formgebenden Rollen auf den Frontenden ihrer Triebwellen ist das Drehmoment, bei dem die formgebenden Rollen auf ihrer Triebwelle zu rutschen beginnen, wesentlich größer gewählt als das Drehmoment, welches zur Überwindung der Reibwirkung der Bremsanordnungen 6 5 auf die Triebzahnräder 63 und 64 notwendig ist.

Die Bremsanordnungen 65 und 70 wirken mit den Zahnrädern

sie
63, 64 und 68 so zusammen, daß/im Betrieb der Vorrichtung 45 immer fest an ihren treibenden Rädern anliegen und damit das jedem Zahnradgetriebe innewohnende Zahnflankenspiel wirksam ausgeschaltet wird. Die Ausschaltung des Zahnflankenspiels ist nämlich wichtig, damit die im Werkstück zahnbildenden Umfangsbereiche 76 und 77 der formgebenden Rollen 48 und 50 sich zueinander während des Rollvorganges an einem bestimmten Werkstück nicht verändern, sobald das Werkstück mit seinem Werkstückhalter 78 gegenüber der Vorrichtung 45 einjustiert worden ist.

Die Werkstückhalterung 78 von Fig. 7 und 8 ist auf der Unterlage 57 nahe der Front der Centerless-Zahnrollvorrichtung 45 und im wesentlichen parallel zu den Achsen der formgebenden Rollen 48 und 50 befestigt. Zwischen einer Basis 79 und einer Deckplatte 80 der Halterung 78 ist ein Schieberelement 81 verschiebbar, jedoch vorzugsweise nicht um seine Längsachse verdrehbar gelagert. Das Schieberelement 81 ist dabei in eine Führungsnut 82 der

Halterung 78 eingepaßt. Die Halterung 78 selbst besitzt

mit Übermaß gefertigte Durchbrüche 84 zur Aufnahme von

Schrauben 83, mit denen die Halterung 78 in der Unterlage 57 befestigt ist.

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Ein am hinteren Ende des Schieberelementes 81 nach unten ragend befestigter Stift 85 dient als Anschlag des Schieberelementes gegenüber einer Anschlagschraube 86, die in die Basis 79 eingeschraubt und mittels einer Mutter 87 justierbar fixiert ist.

An sämtlichen Ecken der Basis 79 befindet sich unten ein Ansatz 88 mit Gewinde zur Aufnahme einer Justierschraube 89, deren freies Ende sich auf der Unterlage 57 abstützt. Mit diesen Justierschrauben 89 kann man die Position der Werkstückhalterung 78 gegenüber der Unterlage 57 fein justieren, insbesondere die Höhenposition am Frontende der Halterung gegenüber der Zahnrol!vorrichtung 45. Mittels eines am hinteren Ende des Schieberelementes 81 befestigten Griffes 90 läßt sich das Schieberelement bis an seine Anschlagposition in Richtung auf die Centerless-Zahnrollvorrichtung verschieben.

Das vorn aus der Werkstückhalterung 78 herausragende Ende des Schieberelementes 81 ist mit einer Werkstückaufnahme 92 versehen. Hierzu gehört eine oben offene Ausnehmung 93, die mittig und parallel zum Schieberelement verläuft, am Frontende 94 des Schieberelementes 81 austritt und eine geringere Breite als das Schieberelement besitzt. In dieser Ausnehmung 93 ist mittels einer Schraube 96 ein Werkstück-Aufnahmestück 95 befestigt. Der Schaft der Schraube 96 durchragt oberhalb des AufnähmeStückes 95 die Zentralbohrung einer Schulterscheibe 98, und unterhalb deren Schulter ist eine Blattfeder 97 eingespannt, die eine mit Übermaß gefertigte Bohrung 99 besitzt, in welche der untere Bund der Schulterscheibe 98 eingreift.

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Aufnahmestück 95 und Blattfeder 97 sind in ihren Formen und Abmessungen auf das jeweils ^!zu bearbeitende bzw. zu verzahnende Werkstück abgestimmt, und zwar bei dem in den Figuren 7-10 dargestellten Ausführungsbeispiel auf das Zahnritzel-Rohteil 46. Bei einem anderen Werkstück würde also das Aufnahmestück 95 und die Blattfeder 97 anders aussehen. Wegen der Möglichkeit der Umstellung auf andere Werkstücke sind diese Bestandteile der Werkstückhalterung 78 mittels der Schraube 96 auswechselbar am Frontende des Schieberelementes 81 befestigt.

Gemäß Figur 9 besitzt das Werkstück 46 einen längeren und relativ dicken Schaft 100 mit einer scheibenförmigen Erweiterung 101 daran. Das Frontende des Werkstückes 46 bilden zwei gleichartige und einen geringen Abstand voneinander aufweisende zylindrische Zahnritzel-Rohteile 102, die koaxial mit dem Frontende eines dünneren Schafthalses 103 verbunden sind, welcher über einen Übergangskonus in den dickeren Schaft 100 übergeht. Alle diese Werkstückelemente sind koaxial zueinander angeordnet, und die zylindrischen Zahnritzel-Rohteile 102 werden beispielsweise durch Drehen oder dergleichen mit einem vorbestimmten Durchmesser hergestellt, und ihre Urnfangsoberflachen sind frische bzw. unberührte Oberflächen im Sinne der oben stehenden Definition.

Die zuvor beschriebene Konfiguration des Werkstückes 46 ist auf die Verwendung und Funktion des Erzeugnisses abgestimmt, in welchem es nach dem Einrollen der Zähne in die Zahnritzel-Rohteile 102 verwendet wird. Werkstück 46 ist also nicht aus Gründen des Zahnrollprozesses so geformt. Das vorliegende Ausführungsbeispiel des Werkstückes 46 wird, wenn fertiggestellt,' als Getriebeausgang in einem einstufigen Übersetzungsgetriebe eines Reibrad-

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Wegmessers benutzt, der in den U.S.A. unter der Handelsbezeichnung "TRAK" von der Firma Southwestern Industries Incorporated, Los Angeles, California, vertrieben wird. Werkstück 46 besitzt zwei nebeneinanderliegende Zahnritzel-Rohteile 102, weil sie in der erwähnten Reibrad-Meßeinrichtung so benötigt werden. Selbstverständlich könnte auch ein einziges Zahnritzel-Rohteil mit einer der gemeinsamen Länge der beiden Zylinder 102 entsprechenden Gesamtlänge vorhanden sein, wenn gewünscht.

Aufnahmestück 95 und Blattfeder 97 sind so gestaltet, daß sie die gewünschten Aufnahme- und Positionierkräfte für das Werkstück 46 während des Positionierens in der Werkstückhalterung 78 und während des Kaltrollens der fertigen Zahnradzähne in die Zahnritzel-Rohteile 102 bei Anwendung der Centerless-Zahnrollvorrichtung 45 aufbringen können. Zu diesem Zwecke ist in das Aufnahmestück 95 eine längliche, zum Frontende 106 hin offene Ausnehmung 105 eingearbeitet, deren Tiefe etwa dem Durchmesser des Werkstückschaftes 100 entspricht, und deren Breite wesentlich größer als der Durchmesser des Schaftes 100, aber kleiner als die Breite des Aufnahmestückes 95 ist. Über die gesamte Breite des Aufnahmestückes hinweg zieht sich ein Schlitz 107, dessen Tiefe größer als die Tiefe der Ausnehmung 105 ist. Der Schlitz 107 ist so tief, daß er die scheibenförmige Erweiterung 101 des Werkstückschaftes 100 aufnehmen kann, ohne daß die Erweiterung den Boden des Schlitzes berühren kann. Die Breite des Schlitzes 107 ist etwas größer als die Breite der scheibenförmigen Erweiterung 101 in Richtung des Schaftes 100. Ausnehmung 105 und Schlitz 107 sind so im Aufnahmestück 95 angeordnet, daß das korrekt eingelegte Werkstück 46 vorn aus dem Aufnahmestück 95 und dem Frontende des Schieberelementes 81 herausragt und die dabei herausragenden beiden Zahnritzel-Rohteile

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102 in eine Bearbeitungs-Position zwischen die formge— benden Rollen 48 und 50 der Zahnrollvorrichtung bewegt werden, können.

Gemäß Figur 8 besitzt die Blattfeder 97 an ihrem freien Ende ein hammerkopfähnliches Ende 108, welches breiter als die Ausnehmung 105 im Aufnahmestück 95 ist. Dieses hammerkopfähnliche Ende 108 liegt, wenn das Werkstück 46 in die Ausnehmung 105 eingelegt und die Blattfeder 97 darüber geschwenkt worden ist, auf der Oberseite des Werkstückes an, übt jedoch nur einen relativ geringen Abwärtsdruck auf das Werkstück aus, um dieses in der Ausnehmung 105 zu halten. Die Blattfeder 97 besteht vorzugsweise aus einem sehr dünnen und gemäß Figur 7 gebogenen Blech. Eine Haltekraft von etwa 1 bis 2 g ist ausreichend. Außerdem ist die Blattfeder 97 sehr elastisch, damit sich das Werkstück 46 während des Centerless-Rollvorganges der Zähne nach oben aus der Ausnehmung 105 herausbewegen kann, ohne daß die von der Blattfeder 9 7 auf das Werkstück ausgeübte Spannkraft wesentlich ansteigt.

Gemäß Figur 4 gehört zum Weichstart-Antrieb 54 eine Schraube mit einem Knopf 110 und einem Gewindeschaft 111, die beide integral miteinander verbunden sind. Der Gewindeschaft 111 ist in eine Gewindebohrung 112 des Armes 55 in der Nähe des beweglichen Trägers 49 eingeschraubt. Knopf 110 und Gewindeschaft 111 sind koaxial mit einer Stufenbohrung versehen, bestehend aus einem größeren Bohrungsabschnitt 113, einem mittleren Bohrungsabschnitt 114 und "einem kleineren Bohrungsabschnitt 115. Ein im kleineren Bohrungs- ' abschnitt 115 verschiebbar geführter Stift 116 ist mittels einer Mutter 117, deren äußere Oberfläche als Anschlag für die benachbarte Stirnfläche 118 des Gewindeschaftes 111 dienh, am beweglichen Träger 49 befestigt. Ein Kopf

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119 befindet sich innerhalb des mittleren Bohrungsabschnitts 114. Zwischen dem Kopf 119 und einem in den größeren Bohrungsabschnitt 113 eingeschraubten Gewindestöpsel 121 ist eine Druckfeder 120 eingespannt, welche gegenüber einer Feder 122 der Rückholeinrichtung 56 relativ steif ist.

Eine mit einem Rändelknopf versehene Justierschraube 123 der Rückholeinrichtung 56 ist in eine Gewindebohrung in einem Ansatz 124 des Trägers 49 eingeschraubt und mittels einer Mutter 125 festgesetzt. Das Ende der Justierschraube 123 liegt einem in die Basis 47 eingesetzten Anschlagkissen 126 gegenüber, zwischen dessen Stirnfläche und der gegenüberliegenden Oberfläche des Ansatzes 124 die als Druckfeder ausgebildete Feder 122 eingespannt ist. Mit der Justierschraube 123 wird die gewünschte Bewegungsfreiheit der formgebenden Rolle 50 gegenüber der Rolle eingestellt; die Grenze dieser Bewegungsfreiheit wird bestimmt durch die Tiefe der formgebenden Zähne in den Rollen 48 und 50, und in Verbindung mit dem Durchmesser des zu rollenden Zahnrad-Rohteils, so daß, wenn die beiden formqebenden Rollen ihre gegenseitige Endlage einnehmen, Zahnradzähne von gewünschter Tiefe in das Zahnrad-Rohteil eingerollt worden sind.

Vor Gebrauch wird die Werkstückhalterung 78 so gegenüber der Unterlage 57 mit der Zahnrollvorrichtung 45 ausgerichtet, daß das in der Halterung untergebrachte gewünschte Werkstück in der vorrichtungsseitigen Endlage des Schieberelementes 81 mit seiner Werkstückachse im wesentlichen parallel zu den Rotationsachsen 52 und 53 der formgebenden Rollen und in deren Ebene liegt (siehe Fig. 12). Hierzu gehört auch die schematische Schnittzeichnung

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von Fig. 11, wo ein vereinfachtes Werkstück 46 dargestellt ist, welches im wesentlichen mit dem Werkstück von Fig. 9 übereinstimmt, jedoch nur ein einziges Zahnritzel-Rohteil 102 aufweist. Wie schon gesagt, erfolgt die Justierung der Werkstückhalterung 78 gegenüber der Unterlage 51 mit Hilfe der Justierschrauben 89 gegenüber der Halteschraube 83. Die Justierung der Rückholeinrichtung 56 bestimmt die gewünschte Endlage der formgebenden Rolle 50 gegenüber der anderen Rolle 48. Dann wird das Schieberelement 81 manuell von der Centerless-Zahnrollvorrichtung 45 fortgezogen und ein Werkstück 46 in das Aufnahmestück 95 eingelegt. Die angesetzte Blattfeder verhindert das Herausfallen des Werkstückes 46, wenn das Schieberelement anschließend bis auf Anschlag nach vorn geschoben wird. Die geringe Haltekraft der Blattfeder gestattet eine Seitwärtsbewegung des Werkstückes in der Ausnehmung 10 5 innerhalb der durch die scheibenförmige Erweiterung 101 und den Schlitz· 107 bestimmten Grenzen, und das Werkstück kann sowohl rotieren als auch Winkelbewegungen in der Ausnehmung 105 ausführen. Die Axialbewegung wird dagegen durch die Schultern der Erweiterung 101 und die Ränder des Schlitzes 107 bestimmt'. Sobald das Werkstück in Bearbeitungsposition zwischen den rotierenden formgebenden Rollen gebracht worden ist, werden die Rollen voneinander so weit entfernt, daß sie genügend Abstand vom Werkstück besitzen und die Werkstückoberfläche noch nicht berühren.

In der zurückgefahrenen Stellung des Weichstart-Antriebes 54 befindet sich die Stirnfläche des Gewindeschaftes noch in einem Abstand von der als Anschlag dienenden Stirnfläche 118 der Mutter 117. Nach der Positionierung des Werkstückes zwischen den ,rotierenden formgebenden Rollen verdreht man mit Knopf 110 den Gewindeschaft

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Gewindeschaft 111 die Anschlag-Stirnfläche 118 berührt, dann wird die Einwirkkraft der formgebenden Rollen auf das Werkstück nur noch durch die Position des Gewindeschaftes 111 im Arm 55 bestimmt. Der Knopf 110 wird weitergedreht, bis die formgebenden Rollen ihre relative Endlage erreicht haben, die bestimmt wird durch die Justierung der Rückholeinrichtung 56. Haben die formgebenden Rollen ihre Endlage zueinander erreicht, dann trägt die ursprünglich frische Oberfläche des Werkstückes fertige kalt eingerollte Zähne mit gewünschtem Profil und gewünschter Tiefe. Anschließend wird der Knopf 110 wieder in entgegengesetzter Richtung zurückgedreht, um die formgebende Rolle 50 zurückzuholen und das zwischen beiden Rollen befindliche fertige Werkstück freizugeben. Anschließend wird das Schieberelement 81 der Halterung zurückgezogen und das fertige Werkstück mit den verzahnten Zahnritzeln 102 aus der Halterung entnommen. Darauf legt man ein neues Werkstück in das Aufnahmestück 95 ein.

Die gerollten Zahnritzel für'dit: zuvor erwähnte Reibrad-Meßeinrichtung besitzen auf dem Umfang des Zahnritzel-Zylinders 102 zehn Schrägzähne mit einem Anstellwinkel von 20°. Vor dem Rollprozeß hatten die Zahnritzel-Rohteile einen Außendurchmesser von 0,0549 inch. Die formgebenden ,Rollen 48 und 50 der Zahnrollvorrichtung, in welcherdiese Zahnritzel gerollt werden, besitzen einen Durchmesser von 2 inch und rotieren.mit 60 U/min.

Es ist wichtig, daß bei dem Zahnrollprozeß in der Zahnrol !vorrichtung 45 seitens der Werkstückhalterung 78 keine Zwangseinflüsse auf die Bewegungen des Werkstückes ausgeübt werden, sondern daß vom Einbringen der Zahnmarkierungen in die Werkstückoberfläche ab und später nur von den formgebenden Rollen stammende Zwangseinflüsse auf

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in Richtung auf den beweglichen Träger 49 und spannt dabei die Druckfeder 120, deren Kraft größer als die Vorspannung der Feder 122 ist, so daß der Träger 49 um die Scharnierachse 51 geschwenkt und die formgebende Rolle 50 in Richtung auf die andere Rolle 48 bewegt wird. Die Kraft der Druckfeder 120 ist ausreichend groß, um den Anfangskontakt zwischen beiden formgebenden Rollen und dem Werkstück herzustellen, jedoch ist diese Anfangs-Einwirkkraft wesentlich kleiner als die eigentliche Kaltrollkraft, die erforderlich ist, um vollständige Zähne herzustellen. Die Anfangs-Einwirkkraft bzw. Kontaktkraft ist jedoch ausreichend groß, um in Verbindung mit der gesamten Kontaktfläche der formgebenden Rollen gegenüber der frischen Werkstückoberfläche eine bleibende Verformung des Werkstückmaterials zu erzielen, so daß eine feine Spur bzw. Markierung der formgebenden Zähne in den Umfang des zylindrischen Zahnrad-Rohteils eingeprägt wird. Sobald eine der formgebenden Rollen das Werkstück zuerst berührt, beginnt dieses zu rotieren und legt sich außerdem in Position zwischen beiden formgebenden Rollen; diese Position wird nicht durch die Werkstückhalterung, sondern durch die Geometrie der formgebenden Rollen und das Werkstück und die von den formgebenden Rollen auf das Werkstück übertragene Kraft bestimmt. Vorzugsweise verursacht der Anfangskontakt der formgebenden Rollen auf das Werkstück ein leichtes Anheben des Werkstückes gegenüber der Ausnehmung 105, jedoch nicht außerhalb des Schlitzes 107. in Zuge der nachfolgenden Verstellbewegung des Knopfes 110 wird die Druckfeder 120 so weit komprimiert, bis die Stirnfläche des Gewindeschaftes 111 die als Anschlag dienende gegenüberliegende Stirnfläche 118 berührt. Innerhalb dieses Verstellbereiches wird die Einwirkkraft der formgebenden Rollen auf das Werkstück durch die Kraft der Druckfeder 120 bestimmt. Hat jedoch der

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das Werkstück übertragen werden. Die Werkstückhalterung ist so ausgelegt, daß sich das Werkstück nach dem ersten Kontakt mit beiden formgebenden Rollen in gewünschter Weise frei bewegen und nach Erfassen durch die formgebenden Rollen jede beliebige Position einnehmen kann, die prinzipiell durch die formgebenden Rollen selbst und das Verhältnis der formgebenden Zähne auf beiden Rollen bestimmt ist.

Die Bremsanordnung der Zahnrollvorrichtung sorgt dafür, daß alle Zahnräder der Vorrichtung während des Rollprozesses immer fest an ihren treibenden Zahnrädern anliegen. Wäre dieses Merkmal nicht gegeben, dann könnte das Werkstück zwischen den formgebenden Rollen gegenüber seiner Anfangsposition nach oben oder nach unten verrutschen, und außerdem wurden die formgebenden Rollen im Augenblick des Anfangskontsktes mit einer Kraft gegen das Werkstück gedrückt werden. Vorzugsweise wird die Werkstückhalterung 78 so justiert, daß sich das Werkstück geringfügig (etwa 0,0002 inch oder so) oberhalb der Verbindungslinie zwischen den Rotationsachsen 52 und 53 der formgebenden Rollen befindet, so daß bei einer Tendenz des Werkstückes zum Auswandern aus einem Ursprungs-Kontaktpunkt diese Werkstückauswanderung von dem Aufnahmestück 95 fortführen würde. Würde sich das Werkstück dagegen aus einem ursprünglichen Kontaktpunkt zwischen den formgebenden Rollen nach unter, bewegen, dann könnte es gegen die Halterung stoßen. In diesem Falle wurden Zwangseinflüsse auf das Werkstück übertragen, die nicht von den formgebenden Rollen selbststammen. Ferner ist es erwünscht, daß der Durchmesser der formqebenden Rollen möglichst groß gegenüber dem Werkstückdurchmesser ist, um auf das Werkstück übertragene exzentrische Kräfte möglichst klein zu halten. Mit anderen Worten: die formgebenden Rollen sollen im Durchmesser so viel größer als der Durchmesser des Zahnrad-Rohteilab-

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schnittes am Werkstück sein, daß der Eindruck entsteht, das Rohteil wird von Zahnstangen bearbeitet.

Bei dem erfindungsgemäßen Roll-Verfahren im Centerless-Betrieb bzw. mit leerlaufendem Rohteil sind die ersten Umdrehungen des Zahnrad-Rohteils nach seinem Kontakt mit sämtlichen formgebenden Rollen von besonderer Bedeutung. Während dieser ersten Umdrehungen wird der Zahnabstand durch die formgebenden Rollen in das Rohteil eingegraben. Der Anfangskontakt der formgebenden Rollen gegenüber dem Rohteil soll so kräftig sein, daß eine bleibende Verformung des Werkstück-Materials erfolgt und Spuren der formgebenden Zähne im Umfang des Zahnrad-Rohteils verbleiben. Die entstehenden Vertiefungen sollen sehr flach sein und gerade ausreichen, um das Werkstück zwischen den formgebenden Rollen 48 und 50 ohne Schlupf zu verdrehen und das Werkstück in die richtige Position zwischen den formgebenden Rollen zu bewegen. Die ersten ein oder zwei Umdrehungen des Werkstückes nach Kontakt mit den formgebenden Rollen sind besonders wichtig. Falls die Eindrücke der formgebenden Zähne der einen Rolle nicht exakt mit den Eindrücken der Zähne der anderen Rolle übereinstimmen, dann kann diese Abweichung zwischen den beiden Eindruck-Gruppen nur dann während der nächsten Umdrehungen des Werkstückes ausgeglichen werden, wenn 1). das Werkstück beim ersten Kontakt mit beiden formgebenden Rollen richtig positioniert ist, und wenn 2) die Einwirkkraft der formgebenden Rollen auf das Werkstück kontinuierlich bis zur vollen Kaltrollkraft zunimmt. Sobald diese Bedingungen nicht erfüllt werden, erhält man entweder eine falsche Zähnezahl im Werkstück oder die gerollten Zähne sind stark mißgestaltet und vollständig unbrauchbar. Wenn man dagegen diese Kriterien berücksichtigt, erhält man Zähne in korrekter Anzahl mit gewünschtem Profil und in richtiger Tiefe. In diesem Zusammenhang bestimmt der Durchmesser des Zahnrad-Rohteils

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die Anzahl der in das Werkstück eingerollten Zähne, vorausgesetzt, das Aufnahmestück 95 der Werkstückhalterung wurde ursprünglich richtig gegenüber den beiden formgebenden Rollen positioniert.

Angenommen, es soll eine gerade Anzahl von Zähnen in das Werkstück 46 mit Hilfe der Centerless-Zahnrollvorrichtung 45 eingerollt werden. In diesem Falle wird die Höhe des Aufnahmestückes 95 über der Unterlage 57 so justiert, daß eine die beiden Kontaktpunkte zwischen jeder Rolle 48 bzw.50 mit dem Werkstück gelegte Linie durch die Werkstückachse verläuft. Mit anderen Worten, beim ersten Werkstückkontakt liegen die Berührungspunkte mit beiden Rollen 48 und 50 diametral gegenüber zu beiden Seiten des Werkstückes. Bei diesen Verhältnissen decken sich die von der formgebenden Rolle 48 erzeugten Zahneindrücke auf dem Werkstück exakt mit den Zahneindrücken der anderen Rolle 50, sobald sich das Werkstück um 180° gedreht hat.

Bei einer ungeraden Zähnezahl im Werkstück justiert man das Aufnahmestück 95 gegenüber der Unterlage 57 so ein, daß der den ursprünglichen Kontakt herstellende formende Zahn der einen formgebenden Rolle durch das Werkstück hindurch diametral der Mitte des Abstandes zwischen den beiden benachbarten formgebenden Zähnen der anderen formgebenden Rolle gegenüber liegt. Auf diese Weise decken sich die Anfangseindrücke der beiden formgebenden Rollen,sobald das Werkstück sich um 180° gedreht hat.

Die richtige Ausrichtung der formgebenden Zähne zueinander kann durch winkelmäßiges Justieren der formgebenden Rollen auf ihren Antriebswellen zueinander erzielt werden, ganz gleich, ob es sich um gerade oder ungeradige Zähnezahlen am Werkstück handelt. Eine solche Justierprozedur ist jedoch äußerst schwierig und zeitraubend. Es hat sich heraus-

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gestellt, daß es wesentlich einfacher ist, die Position des Aufnahmestückes 95 vertikal zu den Rotationsachsen 52 und 53 der formgebenden Rollen zu justieren und die gewünschte Zähnejustierung zwischen den Kontaktpunkten der gegenüberliegenden Rollenzähne mit dem Werkstück herzustellen. Sobald die Werkstückhalterung mit ihrem Aufnahmestück 95 korrekt gegenüber den Rotationsachsen 52 und 53 der Rollen einjustiert wurde, ist der wesentliche Faktor zur Bestimmung der am Werkstück herzustellenden Zähnezahl der Durchmesser des Zahnrad-Rohteils. Ein Höhenjustierfehler des Aufnahmestückes gegenüber den Rotationsachsen der formgebenden Rollen von genau einem viertel Zahnabstand c-rgibt eine Verdoppelung der am Werkstück erzeugten Zähne beim Kaltrollprozeß gegenüber der tatsächlich gewünschten Zähnezahl, und die so mißlungenen Zähne haben nur die Hälfte der gewünschten Zahnhöhe, falls sie wirklich als Zähne erkennbar sind. Ein Justierfehler des Aufnahmestückes 95 gegenüber den Achsen der formgebenden Rollen um ein viertel Zahnabstand kommt einer Veränderung der Winkelstellung der einen formgebenden Rolle relativ zu der anderen um einen halben Zahnabstand gleich.

Die vorstehenden Positionier-Beispiele zwischen Aufnahmestück und formgebenden Rollenachsen zum Rollen von geradzahligen und ungeradzahligen Zähnezahlen am Werkstück stellen die entgegengesetzten Grenzbedingungen für das Justieren der Werkstückhalterung dar. Jeder,dazwischenliegende Justierzustand stellt einen unbestimmten Zustand dar, d. h. die Rollvorrichtung kann an dem einen Werkstück die gewünschte Zähnezahl und am nächsten Werkstück die doppelte Zähnezahl herstellen, während alle anderen Dinge gleich sind, insbesondere wenn der Justierfehler ein achtel Zahnabstand beträgt. Der Grad der Unbestimmtheit der Rollvorrichtung, welche Zähnezahl sie in das Werkstück einrollt, hängt von dem Höhenjustierfehler des Aufnahmestückes ab. Ein von einem Fehler um ein achtel

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Zahnabstand abweichender Justierfehler hat zur Folge, daß die korrekte Zähnezahl mit korrektem Profil und richtiger Tiefe in das Werkstück eingerollt wird, weil die formgebenden Zähne der beiden Rollen eine gemeinsame Zahnspur mit der korrekten Zahl von Vertiefungen im Werkstück suchen. Diese Korrektur kann erfolgen, weil sich das Werkstück selbst zu den formgebenden Rollen frei einjustieren kann und die Einwirkkraft der formgebenden Rollen auf das Werkstück progressiv während des gesamten Kaltrollvorganges zunimmt.

Wendet man im Gegensatz dazu ein angetriebenes zentriertes Zahnrad-Rohteil an, brauchte man sich weniger Sorgen um Einzelheiten der Spurerzeugung am Werkstück zu machen, und die graduelle Steigerung der Rollkraft am Werkstück wäre nicht von so großer Bedeutung. In diesem Falle muß jedoch alles stimmen, nämlich die Geometrie der Vorrichtung, die Winkelgeschwindigkeiten der formgebenden Rollen und des Werkstückes, der Durchmesser des Zahnrad-Rohteils, und die Positionierung der formgebenden Zähne der beiden formgebenden Rollen zueinander. Andererseits erbringt die Anwendung der zuvor beschriebenen Centerless-Technik mit leerlaufendem Rohteil den Fehlerausgleich , es ist jedoch notwendig, fortlaufend die an das Werkstück angelegte Kaltrollkraft zu erhöhen, also das erfindungsgemäße Weichstart-Prinzip anzuwenden, will man vorausschaubare und akzeptable Resultate erzielen.

Dieser erwähnte Fehlerausgleich bezüglich des Justierzustandes der Werkstückhalterung 78 gegenüber den Rotationsachsen 52 und 53 der Rollen ist nur möglich, wenn die Halterung keine Bewegungszwangseinflüsse auf das Werkstück ausübt, sobald das Werkstück Kontakt mit den formgebenden Rollen aufgenommen hat, welche über die Zwangs-

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einflüsse der formgebenden Rollen auf das Werkstück hinausgehen. Die in den Figuren 7, 8, 9, 11 und 12 eingezeichneten Koordinaten X, Y und Z sollen schematisch darstellen, auf welche Weise das Werkstück 46 (in Fig. 11 und 12 gegenüber Fig. 9 vereinfacht dargestellt) während des Kaltrollprozesses ideal durch die Werkstückhalterung und durch die formgebenden Rollen beeinflußt wird. Eine Werkstückbewegung in Richtung X entspricht einer Werkstückbewegung in Richtung seiner Achse, die parallel zu den Rotationsachsen 52 und 53 der formgebenden Rollen verläuft, Eine Werkstückbewegung in Y-Richtung ist eine Werkstück-Querbewegung in einer Ebene, die parallel zur Ebene der formgebenden Rollenachsen verläuft. Werkstückbewegung in Z-Richtung ist eine Querbewegung des Werkstücks in einer Ebene, die senkrecht zur Ebene der formgebenden Rollenachsen und parallel zu den formgebenden Rollenachsen verläuft. Alle anderen Bewegungsmöglichkeiten des Werkstückes sind Winkelbewegungen um die gleichen Achsen.

In der Tabelle von Fig. 13 sind die bevorzugten Zwangseinflußquellen auf das Werkstück in den sechs möglichen Bewegungsarten aufgelistet. Vorzugsweise sind die Zwangseinflüsse von Fig. 13 die einzigen auf das Werkstück übertragenen Einflüsse, sobald und nachdem die formgebenden Rollen begonnen haben, eine Zahnspur auf dem Werkstück einzugraben. Die Werkstückbewegung in der X-Achse wird durch die scheibenförmige Erweiterung 101 im Schlitz 107 des Aufnahmestückes 95 begrenzt. Diese Bewegungsbegrenzung des Werkstückes ist besonders erwünscht, wenn Schrägzähne in ein Zahnrad eingerollt werden sollen. Ohne diese Begrenzung würde das Werkstück in seiner Längsachse zwischen den formgebenden Rollen während des Rollprozesses herauswandern. Weitere Zwangseinflüsse übt die Werkstückaufnahme nicht auf das Werkstück aus, es kann sich seitwärts in Y-Richtung und nach oben in Z-Richtung aus dem

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Aufnahmestück herausbewegen. Eine Abwärtsbewegung des Werkstückes in Richtung auf das Aufnahmestück ist unwahrscheinlich, weil das Werkstück vorzugsweise etwas oberhalb der gemeinsamen Ebene der formgebenden Rollenachsen einjustiert worden ist, wenn der erste Kontakt mit beiden formgebenden Rollen erfolgt. Außerdem ist zu sagen, daß weder das Aufnahmestück 95 noch die Blattfeder 97 bedeutende Zwangseinflüsse auf Winkelbewegungen des Werkstückes ausüben. Die formgebenden Rollen 48 und 50 verhindern vielmehr allein eine Linearbewegung des Werkstückes in Y-Richtung bzw. eine Winkelbewegung in Z-Richtung, sobald die ersten Zahneindrücke am Werkstück hergestellt wurden. Die formgebenden Zähne an sich verhindern eine Linearbewegung des Werkstückes in Z-Richtung oder eine Winkelbewegung in Y-Richtung. Die einzige, dem Werkstück verbleibende Bewegungsart ist die Rotationsbewegung um seine X-Achse, und die ist ja erwünscht. Irgendwelche anderen auf das Werkstück übertragenen Zwangseinflüsse linear oder winkelmäßig um die Y- und die Z-Achsen würden das Werkstück in seiner Fähigkeit behindern, sich nach dem ersten Kontakt mit den formgebenden Rollen selbst zu justieren und Justierfehler des Aufnahmestückes 95 gegenüber den formgebenden Rollenachsen auszugleichen. Nach dem ersten Eingraben der formgebenden Zähne in den Umfang des zylindrischen Werkstückes reicht die geringe Kraft der Blattfeder 97 nicht mehr aus, das Werkstück in irgendeiner Weise zu beeinflussen.

Bei dem zuvor beschriebenen kaltgerollten Zahnritzel bei ursprünglich unberührter Werkstückoberfläche haben die Zähne einen Flankenwinkel von 30 . Der einzige anschließend noch erforderliche Fabrikationsprozeß ist ein Härteprozeß, in dessen Verlauf die Zahnform der kaltgerollten Zähne nicht mutwillig bzw. wesentlich verändert wird. Das Härten

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kaltgerollter Zähne dient lediglich der Verlängerung der Lebensdauer des fertigen Produktes-.

Die Zahnräder, mit denen das zuletzt beschriebene kaltgeformte Zahnritzel im fertigen Erzeugnis kämmt, sind ebenfalls aus einer ursprünglich unberührten Werkstückoberfläche heraus mit Hilfe des Zahnrollwerkzeuges 10 kaltgerollt worden, welches in den Kreuzschlitten einer Drehmaschine eingespannt wurde, und auch diese Zahnräder wurden anschließend nur noch gehärtet. Selbstverständlich ist es durchaus möglich, anschließend an den Härteprozeß die kaltgerollten Zähne zu polieren, falls erwünscht. Dieser Polierprozeß soll lediglich die Oberfläche der Zähne verbessern, jedoch keineswegs die Querschnittskonturen der Zähne verändern oder abwandeln.

Soweit bekannt, ist heute noch kein Metall kommerziell erhältlich, das genügend verformbar wäre, um Zahnformen mit einem Flankenwinkel von .20 aus einer unberührten Werkstückoberfläche heraus in einem Kaltrollprozeß fertig zu rollen. Die Verbesserungen in der Metallurgie und in den Legierungen werden fortlaufend aufmerksam verfolgt, und es ist durchaus möglich, daß in naher Zukunft ein ausreichend verformbares und härtbares Metall zur Verfügung steht, aus dem sich Zähne für kraftübertragende Zahnräder mit einem Flankenwinkel von 20 kaltrollen lassen.

Der Fachmann wird wissen, daß er mit Hilfe des zuvor beschriebenen Verfahrens nebst Vorrichtung jede beliebige Zahnform im Kaltrollprozeß aus einem zylindrischen Rohteil mit frischer Oberfläche herstellen kann, und nicht nur die erwähnten Schräg- oder Pf'eilverzahnungen. Ferner kann man Vorrichtung und Verfahren zum Rollen von Kegelrädern

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oder innenverzahnten Zahnrädern o. dgl. benutzen, wenn erwünscht. Die Erfindung eignet sich zum Kaltrollen fertiger Zahnräder für Kraft- oder Bewegungsübertragung aus einer ursprünglich frischen Werkstückoberfläche in einem einzigen kontinuierlichen Prozeß, vorausgesetzt, die hergestellte Zahnform hat einen Flankenwinkel, der sich mit den Eigenschaften des Rohteil-Metalles vereinbaren läßt.

Der Fachmann wird im Zusammenhang mit der vorhergehenden Beschreibung erkennen, daß das erfindungsgemäße Weichstart-Prinzip unbedingt angewendet werden muß, wenn ein einziges Formwerkzeug in Verbindung mit einem leerlaufenden Rohteil benutzt wird. Dieses Weichstart-Prinzip ist aus bereits erwähnten Gründen ebenfalls wichtig, jedoch nicht lebenswichtig, wenn man die Centerless-Zahnradrolltechnik anwendet.

Die Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht allein auf die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. Zusammengefaßt betrifft die Erfindung ein Verfahren nebst Vorrichtung zum Kaltrollen von vollständig gerollten fertigen Zahnradzähnen, wobei der glatte Umfang eines verdrehbaren Metall-Zahnradrohteils mit Krafteinwirkung vom Umfang eines oder mehrerer zweckmäßig angeordneter und profilierter drehbarer formgebender Rollen erfaßt wird. Die gewünschte zahnformende Krafteinwirkung der Rolle auf das Rohteil wird progressiv über mehrere Rohteil-Umdrehungen gesteigert. Die Anfangs-Einwirkkraft reicht aus, um bei der ursprünglich vorhandenen Kontaktfläche eine bleibende Verformung im Rohteil-Material zu erzeugen. Diese Anfangs-Einwirkkraft ist jedoch wesentlich kleiner als die anschließend beim Rollprozeß benötigte Einwirkkraft.

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Claims (36)

Ansprüche

1.J Verfahren zum Kaltrollen von fertigen Zahnrad-Zähnen, bei dem durch Krafteinwirkung des Umfangs einer entsprechend angeordneten und profilierten drehbaren formgebenden Rolle auf die frische Oberfläche eines drehbaren Metall-Zahnradrohteils in diese Oberfläche fertige Gewindegänge eingerollt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte zahnbildende Einwirkung der Rolle auf das Rohteil progressiv im Verlauf von mehreren Rohteil-Umdrehungen erfolgt und mit einer Anfangs-Einwirkkraft eingeleitet wird, die zur Herstellung einer Dauerverformung des Rohteil-Materials im Bereich einer Anfangs-Kontaktflache ausreicht, jedoch wesentlich kleiner als die gewünschte Einwirkkraft ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfangs-Einwirkkraft so groß bemessen wird, daß auf der frischen Rohteil-Oberfläche nur eine Spur der Umfangskontur der formgebenden Rolle erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf dieses Anfangs-Herstellschrittes entweder nur das Rohteil oder die formgebende Rolle positiv angetrieben wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Anfangs-Einwirkkraft ausreichend groß ist, um das jeweils andere, nicht

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angetriebene Element während der Anfangs-Einwirkung schlupffrei rotierend mitzunehmen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltrollen unter Krafteinwirkung des Umfangs einer angemessen profilierten und eingestellten formgebenden Rolle durchgeführt wird, und daß während dieser Einwirkung entweder nur das Zahnrad-Rohteil oder nur die formgebende Rolle positiv angetrieben wird.

6. Vorrichtung zum Kaltrollen von Zahnradzähnen nach dem Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1-5, bei der durch Krafteinwirkung des Umfangs einer entsprechend angeordneten und profilierten drehbaren formgebenden Rolle auf die glatte Oberfläche eines drehbaren Metall-Zahnradrohteils in diese Oberfläche Zähne eingerollt werden, gekennzeichnet durch separate Einrichtungen (z.B. 92; 47, 49) zur Rotationslagerung eines Rohteils (46) und mindestens einer formgebenden Rolle (48 ...), eine diese Lagereinrichtungen bei einer Relativbewegung in und außer Krafteingriff zwischen Rohteil und Rolle(n) stützende Trageinrichtung (57), und durch eine mit einer dieser Lagereinrichtungen operativ verbundene kraftveränderbare Totgangeinrichtung (z.B. 54), mittels der im Anschluß an die Anfangseinwirkung zwischen Rohteil und Rolle während der Relativbewegung zwischen den Aufnahmeeinrichtungen dieser Krafteingriff erzielbar ist (z.B. Fig. 4).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung und die Totgangeinrichtung opera-" tiv einander so zugeordnet sind, daß dieser Krafteingriff im Verlauf mehrerer Rohteil-Umdrehungen erfolgt, welche der Anfangs-Einwirkung nachfolgen.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Totgangeinrichtung so ausgebildet ist, daß im wesentlichen unmittelbar nach der Anfangs-Einwirkung zwischen formgebender Rolle und Rohteil die zwischen diesen beiden Elementen herrschende Kraft zur Erzeugung einer bleibenden Verformung auf der Rohteil-Oberfläche ausreichend ist.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine der beiden Rotations-Lagereinrichtungen (entweder für das Rohteil oder für die formgebende Rolle) zur Ausführung einer Relativbewegung während des Eingriffes zwischen dem Rohteil und der formgebenden Rolle eingerichtet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dasjenige der beiden Elemente (Rohteil oder formgebende Rolle), welches mit der zweiten der Lagereinrichtungen in Verbindung steht, in Abhängigkeit von der Anfangs-Einwirkung rotiert, und daß die Totgangkapazität der Totgangeinrichtung so groß ist, daß die gewünschte Krafteinwirkung über mehrere Rohteil-Umdrehungen hinweg im Anschluß an die Anfangs-Einwirkung erfolgt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierend angetriebene Rotations-Lagereinrichtung zur Aufnahme des Rohteils eingerichtet ist (z.B. unter Verwendung einer Drehmaschinenspindel).

12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 11, dad-urch gekennzeichnet, daß die rotierend angetriebene Rotations-Lagereinrichtung der formgebenden Rolle zugeordnet und die Totgangeinrichtung so betätigbar ist, daß eine Relativbewegung zwischen den beiden Rotations-Lagereinrichtungen erzeugt wird.

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13. Vorrichtung nach Anspruch 6, 9 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite formgebende Rolle (50) mit Lagereinrichtung (49) vorhanden und operativ der ersten Lagereinrichtung zugeordnet ist,und daß die Rotations-Lagereinrichtung für das Rohteil dieses im wesentlichen zwischen den beiden formgebenden Rollen führt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Rolle (50) eine mit der ersten formgebenden Holle (48) übereinstimmende Profilierung trägt, und daß den Lagereinrichtungen eine Einrichtung (68) zugeordnet ist, welche die zweite Rolle mit einer vorbestimmten Drehzahl relativ zu der Drehzahl der ersten Rolle umlaufen läßt (Fig.5).

15. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtungen für die erste und zweite Rolle (48,50) deren Rotationsachsen definieren, und daß die Lagereinrichtung (92) für das Rohteil (46) so ausgelegt ist, daß eine Centerless-Rotation desselben möglich ist.

16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche

6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung (92) für das Rohteil so gestaltet ist, daß während des Zusammenwirkens des Rohteils mit den formgebenden Rollen keine wesentlichen Zwangseinflüsse seitens der Lagereinrichtung auf das Rohteil übertragen werden, sondern im wesentlichen nur Zwangseinflüsse zwischen den Rollen und dem Rohteil wirksam werden können.

17. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese zum Kaltrollen fertiger Zähne in die Oberfläche eines Zahnradrohteils eingerichtet ist, und daß die form-

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gebende Rolle (48...) an ihrem Umfang eine Anzahl von formgebenden Zähnen mit konstantem Profil besitzt, welche den in das Rohteil einzurollenden Zähne angepaßt sind.

18. Vorrichtung .nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die formgebenden Zähne so profiliert sind, daß in dem Rohteil Zähne mit einem Flankenwinkel von im wesentlichen mindestens 28 gebildet werden.

19. Vorrichtung zum Kaltrollen von Zähnen in ein Metall-Zahnrad-Rohteil, gekennzeichnet durch eine formgebende Rolle (29) mit ausgewählten Umfangskonturen (41), einen Träger für die Rolle mit einem ersten Teil (31) zur Rotationslagerung der formgebenden Rolle darin und einem von einem Werkzeughalter oder dergleichen erfaßbaren und getragenen zweiten Teil (28), mit einer die beiden Teile des Trägers in der Weise aufnehmenden Kupplungseinrichtung, daß die formgebende Rolle im wesentlichen senkrecht zu ihrer'Rotationsachse zu und fort von einem positiven Anschlag (37) bewegbar ist, und mit einer den ersten Teil des Trägers in einer von dem Anschlag entfernte Normalstellung elastisch vorspannende Einrichtung (39) an der Kupplungseinrichtung (Fig.1,2).

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (29) in dem ersten Teil (31) mit relativ zu diesem ersten Teil fester Achse, jedoch beweglich relativ zu dem zweiten Teil gelagert ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung₄ so ausgebildet ist, daß eine Querbewegung der Achse begrenzt wird.

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22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung als zwischen dem ersten Teil (31) und dem zweiten Teil (28) des Trägers angeordnete längliche Feder (39) ausgebildet ist.

23. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche

6 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der formgebenden Rolle (z.B.29) gegenüber dem Durchmesser des Fiohteils (46) so groß ist, daß die erste Einwirkung der formgebenden Rolle auf die Rohteil-Oberfläche im wesentlichen der Einwirkung einer Zahnstange entspricht.

24. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche

6 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die formgebenden Zähne der Rolle (z.B.29) ein gleichbleibendes Profil besitzen.

25. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der formgebenden Rolle (n) unter Berücksichtigung der geometrischen Abmessungen des Rohteils (46) so ausgebildet und profiliert ist, daß unter der Krafteinwirkung zwischen Rollenumfang und Werkstückoberfläche Zähne mit vorbestimmtem Profil in die Werkstückoberfläche eingearbeitet werden.

26. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 25 dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von im wesentlichen identischen formgebenden Rollen (48,50...) vorhanden ist, von denen jede an ihrem Umfang eine Anzahl von den in das Rohteil einzurollenden Zähnen angepaßten formgebenden Zähnen besetzt ist, welche über ihre Länge hinweg ein gleichmäßiges Profil aufweisen; daß die Lagereinrichtungen, mit denen die .formgebenden Rollen drehbar gelagert sind, so relativ zueinander bewegbar sind,

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daß die formgebenden Rollen in und außer Kontakt mit der Umfangsoberflache des Rohteils, welches zwischen den Rollen angeordnet ist, bewegbar sind; daß die formgebenden Rollen mittels einer Kraft-Antriebseinrichtung (72...) mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit um ihre Achsen verdrehbar sind, während ihre Bewegung in und außer Eingriff mit dem Rohteil stattfindet; und daß ferner eine Einrichtung (92) zur Aufnahme und Unterstützung des Rohteils (46) zwischen den Rollen (48,50) vorhanden ist, welche bei Einwirkung der Rollen auf das Rohteil eine Centerless-Rotation des Werkstückes ermöglicht (Fig.11,12,13>.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstück-Aufnahmeeinrichtung (92) während der Einwirkung zwischen den formgebenden Rollen und dem Werkstück im wesentlichen keine Zwangseinflüsse auf das Rohteil ausübt. =

28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die formgebenden Rollen um Achsen (52,53) drehbar gelagert sind, die parallel zueinander und im wesentlichen symmetrisch um die Aufnahme-und Stützposition des Rohteils herum angeordnet sind.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß zwei formgebende Rollen (48,50) vorhanden sind.

30. Vorrichtung nach Anspruch 26 und 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (92) für das Rohteil (46) so angeordnet ist, daß das Rohteil im wesentlichen in einer mit-den Rollenachsen (52,53) gemeinsamen Ebene getragen wird, nachdem 'die Rollen das Rohteil erfaßt haben.

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31. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstück-Aufnahmeeinrichtung (92) Einrichtungen (89) zum Justieren der Rohteil-Position senkrecht zur Ebene der Rollenachsen besitz-t.

32. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche PGbis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene der Ro Henrichs en (52,53) horizontal verläuft und die Aufnahmeposition des Rohteils sich etwas oberhalb dieser Ebene befindet.

33. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche

6 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtungen (47,49) für die formgebenden Rollen (48,50) mittels einer Scharniereinrichtung (51) miteinander verbunden sind, welche gleichen Abstand von beiden Rollenachsen besitzt (Fig.4).

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Rollen-Lagereinrichtungen eine Einrichtung (54) gekoppelt ist, mittels der die formgebenden Rollen in Krafteinwirkung mit dem zwischen ihnen angeordneten Rohteil bringbar sind, und daß diese Einrichtung Mittel (110,111...) besitzt, mit deren Hilfe diese Krafteinwirkung progressiv über mehrere Umdrehungen des Rohteils gesteigert wird, welche der Anfangseinwirkung sämtlicher Rollen auf das Rohteil folgen (Fig.4).

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß diese Krafteinwirkungseinrichtung (54) eine kraftveränderbare Totgangeinrichtung (120...) enthält, welche die Rollen im wesentlich gleichzeitig mit der Anfangseinwirkung auf das Rohteil eine Kraft auf das Rohteil ausüben läßt, welche im Zusammenhang mit der Anfangskontaktfläche der Rollen gegenüber dem Werkstück ausreicht, eine bleibende Verformung auf der Rohteiloberfläche zu erzeugen. ÜQ9819/Ü2bö

36. Vorrichtung nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung eine Begrenzung (111,118) für die Bewegung der beiden Rollen (48,50) zueinander gehört.

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