DE3230177A1

DE3230177A1 - Zahnrad- oder zahnstangenfoermiges werkzeug zum schaben von zahnraedern

Info

Publication number: DE3230177A1
Application number: DE19823230177
Authority: DE
Inventors: Manfred 8031 Puchheim Erhardt
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik & Co 8000 Muenchen GmbH; Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Hurth Maschinen und Werkzeuge 8000 Muenchen GmbH
Priority date: 1982-08-13
Filing date: 1982-08-13
Publication date: 1984-02-16
Also published as: IT1168773B; DE3230177C2; IT8348263A0

Description

Zahnrad- oder zahnstangenförmiges Werkzeug
zum Schaben von Zahnrädern Die Erfindung betrifft Werkzeuge zum Schaben von Zahnrädern, wie sie. in den Oberbegriffen der beiden Schutzansprüche beschrieben sind.
Derartige Werkzeuge sind als Schabräder seit langer Zeit bekannt und haben einen festen Platz in der Zahnradherstellung, insbesondere in der Großserienfertigung. Je nach Größe (Zähnezahl, Modul) und Werkstoff der Werkstücke sowie der geforderten Oberflächengüte können mit einem Schabrad etwa 1000 bis 5000 Werkstücke bearbeitet werden, dann muß das Schabrad nachgeschliffen werden.
Für eine automatisierte Fertigung wird eine höhere Standzeit angestrebt, d.h. es sollen mehr Werkstücke mit einem Werkzeug bearbeitet werden, bis es ausgewechselt bzw.
nachgeschliffen werden muß; denn der Stillstand einer Schabmaschine zum Wechseln des Schabrades hat bei verketteten Maschinen in der Regel auch den Stillstand der nachfolgenden, bei nur geringen Speicheröglichkeiten zwischen den Maschinen oft auch den Stillstand der davor arbeitenden Maschinen zur Folge.
Ausgehend von diesem Bedürfnis der Praxis lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zum Schaben von Zahnrädern zu schaffen mit einer spürbar höheren Standzeit. Schon früher gemachte Vorschläge bezüglich Form oder der Anordnung der Nuten bzw. Schlitze und damit der Schneidkanten führten zwar zu besseren Schabergebnissen, brachten aber keine merkliche Standzeitverbesserung.
Als Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, die Seitenwände der Nuten oder der Schlitze mit einer Verschleißschutzschicht zu versehen. Diese VerschleiSschutzschicht kann auch den Nut- oder Schlitzgrund bedecken, soll aber nicht auf den wirksamen Zahnflanken vorhanden sein.
Es ist vom Drehen, Bohren und Fräsen her bekannt, Werkzeuge mit beschichteten Hartmetallplättchen, sogenannten Wendeschneidplättchen, zu verwenden. Dabei sind die Plättchen allseitig beschichtet und werden1 wenn alle Schneiden abgenutzt sind, nicht mehr nachgeschliffen, sondern durch neue ersetzt. Für die Beschichtung haben sich vor allem Titannitrid. und Titancarbid bewährt, aber auch Aluminiumoxyd und Verbindungen anderer verschleißfester Werkstoffe sind mit Erfolg-verwendet worden. Diese Beschichtungsstof£e können auch bei den Werkzeugen zum Schaben an den genannten Stellen verwendet werden, wodurch die von den Nut- bzw. Schlitzwänden einerseits und den anschließenden Flankenteilen andererseits gebildeten Schabkanten eine wesentlich höhere Verschleißfestigkeit aufweisen als nichtbeschichtete Schabwerkzeuge. Im Gegensatz zu den bekannten Wendeschneidplättchen soll ein Schabwerkzeug aber nicht ganz mit dem verwendeten Beschichtungsstoff überzogen sein, sondern die Zahnflanken müssen freibleiben. Im Gegensatz zu den Wendeschneidplättchen werden Schabräder aus Wirtschaftlichkeitsgründen nachgeschliffen, und zwar an den Zahnflanken. Wiesen nun die Flanken ebenfalls eine Verschleißschutzschicht auf, dann müßte sie schon beim ersten Nachschleifen abgetragen werden, was nur mit einem nicht zu vertretenden Aufwand an Zeit und Werkzeugen, also Kosten, zu bewerkstelligen wäre. Außerdem wäre für den weiteren Einsatz ohnehin keine Schutzschicht mehr auf den Flanken vorhanden. Ein weiteres Problem, das bei beschichteten Zahnflanken auftritt, ist die verringerte Spanabnahme. Das Schabwerkzeug liegt ja mit seinen Flankenteilen an den Zahnflanken des zu bearbeitenden Zahnrades an bzw. wird um einen ganz kleinen Betrag in der Größenordnung von Fm in die Zahnflanke hineingedrückt.
Aus der Rotationsbewegung und dem Achskreuzwinkel zwischen Werkzeug und Werkstück entsteht beim Abwälzen der Flanken aufeinander eine Axialkomponente, d.h. die Schabkanten schaben in axialer Richtung auf den Zahnflanken des Zahnrades und tragen dabei Material ab (sofern nicht ohnehin ein Schabverfahren mit einer axialen Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück angewendet wird). Der Erfinder hat nun herausgefunden, daß die bekannten Beschichtungsstoffe sehr gute Gleiteigenschaften haben und beschichtete Zahnflanken des Werkzeugs ohne eine nennenswerte Spanabnahme auf den Flanken des Werkstücks gleiten. Die Verhältnisse bei der Spanbildung liegen also beim Schaben von-Zahnrädern völlig anders als beim Drehen, Bohren oder Fräsen. Das bekannte, allseitige Beschichten eines Schneidwerkzeugs konnte aus den aufgezeigten Gründen nicht auf Werkzeuge zum Zahnradschaben übertragen werden.
Die Erfindung kann vorteilhafterweise auch bei sogenannten Lamellenschabrädern angewendet werden1 die aus mehreren abwechselnd geschichteten Lamellen zusammengesetzt sind und deren Schneidkanten von den Begrenzungskanten der jeweils gegenüber der nebenliegenden, zurückstehenden Lamelle vorstehenden Lamelle gebildet sind.
Auf die Planflächen der Lamellen kann die Verschleißschutzschicht problemlos aufgebracht werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele beschrieben, die in den Figuren 1 und 2 dargestellt sind. In einer dritten Figur ist ein Teilschnitt durch einen Zahn eines Schabrades dargestellt.
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem genuteten Schabrad 1. Seine Zahnflanken 2, 3 sind mit Nuten 4 versehen, die vom Kopf zum Fun gerichtet sind. Die Nuten 4 können auch schräg verlaufen und/oder sich nur über einen Teil der Zahnhöhe erstrecken. Die Nutwände 5, 6 bilden zusammen mit den zwischen den Nuten 4 befindlichen Flankenteilen 7 Schneidkanten 8, 9. Die Nutwände 5, 6 sind mit einer Verschleißschutzschicht 10 versehen (Figur 3), die aus Fertigungsgründen auch auf dem Nutgrund lt vorhanden sein kann, dort aber keine Funktion hat. Wesentlich ist die Verschleißschutzschicht an den Nutwänden 5, 6 und zwar insbesondere an den Schneidkanten 8, 9. Die Flankenteile 7 haben keine Verschleißschutzschicht. Die Verschleinschutz schicht 10 ist eine nur wenige um dicke Hartbeschichtung aus einem verschleißfesten Werkstoff, z.B. Titannitrid, Titancarbid o.a. und wird in der Regel unmittelbar auf das Schabrad 1 aufgebracht. Beim Nachschleifen des Schabrades wird Material von den Flanken 2, 3 abgetragen und dabei die Nuttiefe verringert. An den Nutwänden 5, 6 bleibt die Verschleißschutzschicht 10, so daß die beim Nachschleifen entstehenden neuen Schneidkanten 8' , 92 ebenso geschützt sind wie die ursprünglichen Schneidkanten 8, 9.
Eine andere Ausführung eines Schabrades ist in Figur 2 gezeigt. Seine Zähne sind mit Schlitzen 14 versehen, die jeweils von einer Zahnflanke 12 zur snderen Z-ahnflanke 13 verlaufen, Die Schlitzwände 15, 16 bilden am Austritt der Schlitze 14 zusammen mit den zwischen den Schlitzen befindlichen Flankenabschnitten 17 Schneidkanten 18, 19. Die Schlitzwände sind wie die vorher beschriebenen Nuten 4 mit einer Verschleißschutzschicht 10 versehen, die auch auf dem Schlitzgrund 21 vorhanden sein kann, dort aber keine Funktion hat. Ähnlich den Flankenteilen 7 beim genuteten Schabrad sind auch die Flankenabschnitte 17 ohne Verschleißschutzschicht. Das Nachschleifen zwecks Bildung neuer Schneidkanten erfolgt in gleicher Weise wie oben beschrieben.
Die Anordnung der Nuten bzw. Schlitze und der Verschle4ßschutzschicht bei zahnstangenförmigen Werkzeugen entspricht den beschriebenen und dargestellten Beispielen.

Claims

ANSPRÜCHE W Zahnrad- oder zahnstangenförmiges Werkzeug zum Schab en von Zahnrädern, dessen Zahnflanken mit jeweils mindestens einer vom Kopf zum Fuß verlaufenden Nut versehen sind, die die Zahnflanke in vortretende und zurücktretende Flankenteile unterteilt, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Nutwände (5,6) und ggf. der Nutgrund (11) mit einer Verschleißschutzschicht (10) versehen sind und daß die vortretenden Flankenteile (7) ohne Verschleißschutzschicht sind.
2) -Zahnrad- oder zahnstangenförmiges Werkzeug zum Schaben von Zahnrädern, dessen Zähne mit jeweils mindestens einem von einer Flanke zur anderen durchgehenden, vom Kopf zum Fuß verlaufenden Schlitz versehen sind, der bzw. die die Zahnflanken in zwei bzw. mehrere Flankenabschnitte unterteilt, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Schlitzwände (15,16) und ggf. der Schlitzgrund (21) mit einer Verschleißschutzschicht (10) versehen sind und daß die Flankenabschnitte (17) ohne Verschleißschutzschicht sind.
3) Zahnradförmiges Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es in an sich bekannter Weise aus Lamellen zusammengesetzt ist und daß die Planseiten der Lamellen mit der Verschleißschutzschicht (10) versehen sind.