DE3346462C2 - Verfahren zur Herstellung von Zähnen eines Zahnstangengliedes - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Zähnen eines ZahnstangengliedesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von in Längserstreckung im Abstand voneinander angeord
neten Zähnen eines Zahnstangengliedes gemäß dem Oberbe
griff des Patentanspruches 1.
Solche Zahnstangenglieder mit mindestens einigen eine
Änderung des Übersetzungsverhältnisses bewirkenden Zäh
nen kämmen bekanntlich mit einem Ritzel konstanter
Steigung, um beim Drehen des Ritzels das jeweilige
Zahnstangenglied in Richtung seiner Längsachse zu be
wegen. Zahnstangenglieder mit unterschiedlichen Zahn
teilungen aufeinander folgender Zähne, deren Zahnwinkel
bezogen auf die Ebene senkrecht zur Längserstreckung
des Zahnstangengliedes sowie deren Zahnprofile sich
über die Länge des Zahnstangengliedes ändern, wobei
sowohl die Zahnwinkel als auch die Zahnform einander
benachbarter Zähne unterschiedlich sind, sind bei
Zahnstangen-Lenkgetrieben mit sich ändernden Überset
zungsverhältnis für Fahrzeug-Lenksysteme bekannt; vgl.
GB-PS 1 356 172.
Da sich bei Zahnstangengliedern mit unterschiedliche
Übersetzungsverhältnisse verkörpernden Zähnen die Zahn
winkel, die Zahnteilung und die Zahnform, insbesondere
hinsichtlich der unterschiedlichen Zahnprofile und der
Flankenwinkel an den Flankenflächen, ändern, ist es
schwierig, diese mit der erforderlichen Genauigkeit un
ter wirtschaftlichen Bedingungen herzustellen, da bei
spielsweise ein einfaches Räumen mit einer Schneidwerk
zeuganordnung mit Rücksicht auf die sich ändernden
Zahnwinkel und Zahnprofile über die Längserstreckung
des Zahnstangengliedes hierfür nicht geeignet ist.
Es ist beim Herstellen von Zahnstangengliedern der
gattungsgemäßen Art bekannt, in das das spätere
Zahnstangenglied bildende Rohteil aufrechte Vorsprünge
als sogenannte Rohzähne (Grundzähne) durch ein Räum
werkzeug spanabhebend einzuarbeiten, deren Höhe größer
als die der fertigen Zähne ist, und anschließend diese
Vorsprünge durch einen spanlosen Verformungsvorgang in
die Formen zu überführen, die denen der geforderten
Zähne des fertigen Zahnstangengliedes entsprechen; vgl.
DE 29 30 917 A1.
Hierbei erfolgt ein aufeinanderfolgendes Niederpressen
von Zahnschichten von der Zahnspitze zum Zahnfuß, wobei
das Material im Schnitt lediglich in Querrichtung
fließt, bis es den Gesenkboden erreicht. Daraufhin wird
eine zweite Schicht über die erste in Querrichtung nach
unten in den frei gewordenen Raum gedrückt.
Die Zahnrohformen eines solchen Zahnstangengliedes wei
sen hierzu jeweils einen Zahnfußbereich auf, der ziem
lich genau dem fertigen Zahnfußbereich entspricht, je
doch mit einem etwas größeren Radius. Ferner ist die
Gesamthöhe der Zahnrohform deutlich größer als es für
den fertigen Zahn gefordert ist und verjüngt sich an
der Spitze. Die Zahnrohformen sind also schmäler als in
ihrem fertiggepreßten Zustand. In die Zahnfußbereiche
wird überschüssiges Material von der Spitze der
Rohzähne während des spanlosen Verformungsvorganges
gedrückt; vgl. Seite 7, Absatz 2 der DE 29 30 917 A1.
Ein solches Verfahren ist aber, wie die Praxis gezeigt
hat, zu aufwendig, da relativ viel Material kalt zu
verformen ist. Insbesondere erfordert dieses Verfahren,
daß beim spanabhebenden Verformen des Rohlings die
Zahnrohform bereits die unterschiedlichen Steigungswin
kel der fertigen Zähne des herzustellenden Zahnstangen
gliedes aufweisen muß. Dies ist unpraktisch, ferti
gungstechnisch aufwendig und mit hohen Kosten verbun
den, so daß das vorbekannte Verfahren aus wirtschaftli
chen Gründen sich nicht in der Praxis einführen konnte.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum
Herstellen der Zähne eines Zahnstangengliedes der gat
tungsgemäßen Art anzugeben, mit dem auf einfachere und
wirtschaftlichere Art deren Herstellung mit der
notwendigen Genauigkeit ermöglicht wird.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung bei einem Ver
fahren mit den Oberbegriffsmerkmalen des Patentanspruchs
1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan
spruches 1 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht also einen neuen Weg, als nämlich
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren alle spanabhebend
zu erzeugenden Grundzähne des zu einem Zahnstangenglied
umzuformenden Rohlings als parallel zueinander
angeordnete Vorsprünge erzeugt werden, die alle den
gleichen Zahnwinkel in der zur Längserstreckung des
Zahnstangengliedes geneigten Breitenrichtung aufweisen,
wobei dieser Zahnwinkel dem Mittel zwischen dem größten
und dem kleinsten vorkommenden Zahnwinkel des fertigen
Zahnstangengliedes entspricht.
Diese Vorsprünge weisen ferner ein gleiches Profil über
die von diesen verkörperte Breite des Zahnstangenglie
des auf, sie sind jedoch in bezug auf die Längs
erstreckung des Zahnstangengliedes im Hinblick auf die
unterschiedliche Zahnlückenbreite (Zahnteilung), die in
Abhängigkeit der Zahnlückenbreite auf dem fertig ver
formten Zahnstangenglied gewählt ist, von Grundzahn zu
Grundzahn unterschiedlich.
Dies bedeutet, daß die spanabhebend geformten Grund
zähne des Zahnstangengliedes jeweils innerhalb der Form
der jeweils endgültigen profilierten Zähne des fertigen
Zahnstangengliedes liegen. Diese durch die Schneid
werkzeuge verkörperte Grundform wird dem Zahnstangen
rohling durch spanabhebende Bearbeitung aufgeprägt; bei
der anschließenden spanlosen Verformung des Zahn
stangengliedes sind dann lediglich relativ kleine Ma
terialmengen umzuformen, um die jeweiligen Zähne von
ihrer Grundform in ihre jeweilige endgültige profi
lierte Zahnform zu überführen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen,
daß infolge der Tatsache, daß jeder Grundzahn den glei
chen einen Durchschnittswert verkörpernden Zahnwinkel
aufweist und beim spanlosen Verformen der Grundzähne in
die jeweils endgültig profilierte Zahnform etwa gleiche
Materialmengen in der einen und in der anderen Achs
richtung des Zahnstangengliedes zu verdrängen sind, auf
den einzelnen Zahn keine in der einen oder anderen ax
ialen Richtung bevorzugt wirkende resultierende Kräfte
einwirken, die den einzelnen Zahn während des Preßvor
ganges aus der gewünschten Form in axialer Richtung
versetzen könnten. Jedwedes Nachverformen der Zähne er
übrigt sich daher, und auch die Prägekräfte an der Prä
geform sind besser als bisher beherrschbar.
Die Erfindung ermöglicht es ferner, daß sämtliche span
abhebende Schneidwerkzeuge gleichzeitig in bezug auf
das Werkstück zwecks Ausschneidens der Grundverzahnung
verschoben werden können, was fertigungstechnisch be
sonders günstig ist. Die Schneidwerkzeuge können auf
einem länglichen Werkzeugkörper angeordnet sein, so daß
die Grundzähne in ähnlicher Weise wie beim herkömm
lichen Räumen ausgeschnitten werden können. Dieses Ver
fahren in Verbindung mit dem anschließend durchge
führten verhältnismäßig einfachen Prägeformen macht
also eine wirtschaftlich sinnvolle und lohnende Her
stellung von Zahnstangengliedern mit profilierten
Zähnen, die ein variables Übersetzungsverhältnis be
wirken, möglich.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrie
ben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht in die Ebene eines Zahn
stangengliedes der hier in Rede ste
henden Art, dessen Zähne nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren herge
stellt sind,
Fig. 2 das Profil und die Anordnung der
Zähne und der jeweiligen Zahnlücken
auf dem Zahnstangenglied nach Fig. 1
anhand des linken Teils, wobei diese
Darstellung einer Ansicht jedes
Zahnes unter einem vorbestimmten
konstanten Zahnwinkel entspricht, der
in Fig. 1 durch den Pfeil X
gekennzeichnet ist und
Fig. 3 das Profil und die Anordnung der Pri
märverzahnung bzw. der Grundform der
einzelnen Zähne, die in ein Werkstück
durch eine Anordnung von Schneidwerk
zeugen eingearbeitet wurden, deren
Profile in an sich bekannter Weise
das Gegenstück zu der herzustellenden
Verzahnung bilden.
Ein nach dem noch zu beschreibenden Verfahren herzu
stellendes Zahnstangenglied hat - wie Fig. 1
zeigt - generell den Aufbau eines herkömmlichen Zahnstangen
gliedes eines Lenksystems eines Fahrzeuges. Es besteht
aus einer Stahlstange, deren Enden für die Kupplung mit
dem nicht dargestellten Gestänge des Lenksystems ausge
bildet sind und die in Richtung der Längsachse an ihrem
Umfang eine zwanzig Zähne und die zugehörigen Zahn
lücken umfassende Verzahnung 1 bis 21 gemäß Fig. 1
aufweist. Diese Verzahnung dient dem Eingriff in ein
nicht dargestelltes Schneckenrad des Lenkgetriebes. Die
Zähne dieses Ritzels weisen alle eine konstante
Steigung auf und sind derart angeordnet, daß beim
Drehen des Ritzels das Zahnstangenglied in Richtung
seiner Längsachse verschoben wird. Das Zahnstangenglied
bildet also zusammen mit dem Ritzel ein allgemein als
Zahnstangentrieb mit variabler Übersetzung bezeichnetes
Getriebe, bei dem mindestens einige der Zähne für eine
unterschiedliche Übersetzung eine über die Längser
streckung des Zahnstangengliedes jeweils unter
schiedliche Zahnform aufweisen, wobei die Zahnteilung
und die Zahnwinkel dieser Zähne in Längserstreckung des
Zahnstangengliedes zwischen jeweils benachbarten Zähnen
unterschiedlich sind, so daß bei Verschiebung des Zahn
stangengliedes durch das Ritzel die Zähne eine Änderung
in der Antriebsübertragung zwischen dem Ritzel und dem
Zahnstangenglied bewirken.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ändert sich
das Übersetzungsverhältnis symmetrisch von der Mitte
des Zahnstangengliedes aus nach beiden Seiten. Die Sym
metrieachse liegt in der Mitte (sowohl in Längsrichtung
als auch senkrecht hierzu) der Zahnlücke 11. Ferner
sind die Zähne derart angeordnet, daß die im mittleren
Bereich des Zahnstangengliedes vorgesehenen Zähne eine
geringere mechanische Kraftverstärkung beim Antrieb
durch das Ritzel liefern - also eine große wirksame
Steigung haben -, während die Zähne in den Endbereichen
des Zahnstangengliedes eine konstante höhere mech
anische Kraftverstärkung beim Antrieb aufweisen sollen,
also eine relativ kleine wirksame Steigung aufweisen.
Da die Übersetzungseigenschaften des Zahnstangengetrie
bes symmetrisch zur Zahnlücke 11 sind und folglich auch
die Zahnformen der Zähne in der Längserstreckung des
Zahnstangengliedes, sind auch die Zahnwinkel - durch
die Linien A bis J in Fig. 1 angegeben - und die
zugeordneten Zahnlücken zwischen benachbarten Zähnen
beidseitig von der Zahnlücke 11 ausgehend gleich ausge
bildet. Der Einfachheit halber genügt es daher, die
Ausbildung des einen Endstückes des Zahnstangengliedes,
beispielsweise die Zahnlücken 11 bis 21 umfassend zu
betrachten, und sinngemäß auf das andere Ende zu über
tragen, das entsprechend geformt ist.
Unter Berücksichtigung dieses Sachverhalts sind die
zwischen den Zahnlücken 11 bis 18 vorhandenen Zähne für
ein sich änderndes Übersetzungsverhältnis ausgebildet,
wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wobei die Teilung von
einem Zahn zum anderen in Richtung auf das Zahn
stangenende progressiv abnimmt und wobei sich die Zahn
winkel, wie durch die die Linien B bis J angegeben,
ändern, so daß jeder Zahn gegenüber seinen jeweils be
nachbarten Zähnen ein unterschiedliches Profil oder
eine unterschiedliche Zahnform aufweist. Demgegenüber
sind die zwischen den Zahnlücken 18 bis 21 liegenden
Zähne für ein konstantes Übersetzungsverhältnis ausge
bildet und sind daher untereinander im wesentlichen
identisch, d. h. sie weisen gleiche Zahnteilung und
gleiche Zahnwinkel, wie durch die Linien A angegeben,
auf.
Im dargestellten Beispiel nehmen die Zahnwinkel A bis J
- in Längserstreckung des Zahnstangengliedes und in
bezug auf eine zur Längserstreckung des Zahnstangen
gliedes senkrechten Ebene gesehen - von der Mitte des
Zahnstangengliedes in Richtung der Enden ab, und wie
Fig. 1 zeigt, von 21° 57′ bis 15° 00′, während die
drei identischen Zähne am Zahnstangenglied einen
Zahnwinkel von 15° haben. Wie schon erwähnt, ist es in
der Praxis außerordentlich schwer, Zähne mit jeweils
unterschiedlichem Zahnwinkel und im gewünschten Über
setzungsverhältnis in Längsrichtung des Zahn
stangengliedes sich ändernder Zahnform in einem Zahn
stangenglied in wirtschaftlich vertretbarer Weise ein
zuformen oder herzustellen. Hier soll das nunmehr zu
beschreibende Herstellungsverfahren Abhilfe schaffen.
Bei den herkömmlichen und allgemein als am wirtschaft
lichsten angesehenen Verfahren zur Herstellung von
Zahnstangengliedern mit einer ein konstantes Übersetz
ungsverhältnis liefernden Verzahnung wird die Ver
zahnung durch Räumen hergestellt. Hierzu wird eine
Mehrfachanordnung von einzelnen Schneidwerkzeugen para
llel zum Ausgangswerkstück in Form einer Stange unter
vorbestimmtem Winkel zur Werkstücklängsachse vorge
sehenen, so daß dabei jeder Zahn gleichzeitig mit
gleichem Zahnwinkel und gewünschtem Profil geschnitten
wird.
Dieses bekannte Verfahren wird hier soweit ausgenutzt,
als es sich mit den Eigenschaften der ein variables
Übersetzungsverhältnis liefernden Verzahnung im End
produkt vereinbaren läßt, insbesondere in der Weise,
daß während des Räumvorganges ein möglichst großer
Materialabtrag vom Ausgangswerkstück zwecks Bildung
einer Verzahnung in einer Grundform der einzelnen Zähne
und der jeweiligen Zahnlücken oder -abstände statt
findet, so daß das verbliebene Material dann in einem
weiteren Verformungsvorgang, nämlich durch Prägen in
die gewünschten endgültigen Zahnformen mit den gewün
schten Zahnwinkeln gebracht werden kann. Zur Verwirk
lichung dieser Verfahrensweise sind zunächst einmal
Profile und ihre jeweiligen Anordnung nach den Zahn
lücken 1 bis 21 zwischen den einzelnen Zähnen, die auf
dem Zahnstangenglied nach Fig. 1 zu formen sind, fest
zulegen. Diese Profile ändern sich in Längserstreckung
des Zahnstangengliedes. Bei Vorgabe eines bestimmten
Zahnwinkels, der zwischen dem größten und kleinsten
Zahnwinkel der Zähne des Zahnstangengliedes liegt,
können auf diesen Winkel die Schneidwerkzeuge während
des Räumvorganges eingestellt werden, so daß bei
abgestimmter Ausbildung der Schneidwerkzeuge ein
Höchstmaß von Material in herkömmlicher Weise
abgetragen wird und eine Anordnung von Grundzähnen
einer der endgültigen Form angenäherten Form entsteht,
die anschließend in einer Presse in effizienter und
wirtschaftlicher Weise auf die endgültige Profilierung
in dem Ausgangswerkstück gebracht werden kann.
Das angenommene Profil der Verzahnung, nach dem der
Räumvorgang zur Erzeugung der Grundform in einem das
Zahnstangenglied ergebenden Werkstück festgelegt wird,
ergibt sich vorzugsweise aus dem mittleren Zahnwinkel
konstanter Größe zwischen dem größten und kleinsten
Zahnwinkel der Verzahnung auf dem Zahnstangenglied.
In Fig. 1 sind als Maximalwinkel und als Minimalwinkel
21° 57′ bzw. 15° 00′ gezeigt, so daß der Mittelwert
dieser Winkel bei etwa 18° 30′ liegt. Betrachtet man nun
jeden Zahn in Fig. 1 in Richtung des Pfeils X in der
Ebene des Zahnstangengliedes und liegt diese Richtung
in dem vorbestimmten das arithmetische Mittel bildenden
Winkel von 18° 30′, dann ergibt sich nach den in diesem
Fall sichtbaren Abständen zwischen den Zähnen das in
Fig. 2 gezeigte Profil. Der Übersichtlichkeit halber
wurde in Fig. 2 nur die linke Hälfte der Zahnstange
dargestellt, in der die schraffierten Bereiche 11a bis
21a das Profil angeben, das sich aus der Ansicht der
Zahnabstände 11 bis 21 entlang dem Pfeil X ergibt.
Nach dem das Profil der Zahnlücken 11a bis 21a bestimmt
ist, wird im Zuge der Bearbeitung der Stange 22 durch
die Schneidwerkzeuge das Material an den schraffiert
gezeichneten Bereichen 11a bis 21a ausgeschnitten und
zwar derart, daß die Profile konstant über die
Breitenerstreckung der Stange 22 bleiben und den
vorbestimmten konstanten Winkel von 18° 30′ aufweisen
und auf der Stange 22 eine Anordnung von Grundzähnen
entsteht, die die endgültig profilierten Zahnformen der
Zähne des Zahnstangengliedes bereits beinhaltet.
Demgemäß bieten sich hier für die Herstellung Mehrfach-
Räumwerkzeuge an, in bezug auf Profil und Anordnung
das Gegenstück zu den jeweiligen Zahnlücken 11a bis 21a
bilden (und sinngemäß in gleicher Weise in bezug auf
die Zahnlücken 1 bis 10). Diese Mehrfach-Räumwerkzeuge
schneiden dann aus einem Ausgangswerkstück, der Stange
22 (Fig. 3), eine Grundverzahnung mit den Zahnlücken
11b bis 21b aus; vgl. Fig. 3. Zum Ausschneiden dieser
Grundverzahnung werden die Schneidwerkzeuge parallel
zueinander und geradlinig in einem Winkel zur senkrecht
zur Längserstreckung der Stange 22 verlaufenden Ebene
verschoben, der dem mittleren Zahnwinkel konstanter
Größe entspricht.
Demgemäß ist der Querschnitt jedes Grundzahnes über die
Breite des Zahnes im wesentlichen konstant, und die
Profile und die Anordnung der Zahnlücken entsprechen im
wesentlichen den Zahnlücken 11a bis 21a in Fig. 2.
Vergleicht man die Zahnlücken in Fig. 3 mit den
Zahnlücken in Fig. 2, so ist festzustellen, daß ge
ringfügige Abweichungen in der Profilform mit Rücksicht
auf die Vereinfachung des Räumvorganges und/oder des
Formvorganges in der Presse, dem das Werkstück an
schließend unterworfen wird, wünschenswert sind. Bei
spielsweise ist es unwirtschaftlich, unter Ausbildung
von Schneidspitzen an den Werkzeugen bis zum Scheitel
punkt zu räumen, da hierdurch eine kurze Lebensdauer
des Werkzeuges in Kauf genommen werden muß; daher sind
die gedachten Scheitelpunkte, dargestellt als Füße der
Zahnlücken 11a bis 13a, in Form von Kanälen 23 in die
Wurzeln der jeweiligen Lücken 11b bis 13b in der
Grundverzahnung eingebracht. Desgleichen wurden die
Wurzeln der Lücken 14a bis 21a ausgerundet, wobei das
Räumwerkzeug die Lücken 14b bis 21b in das Ausgangs
werkstück schneidet, wodurch die Lebensdauer des Räum
werkzeuges verlängert wird. Die Fertigbearbeitung der
Verzahnung - wie sie Fig. 1 darstellt - wird durch
einen Prägevorgang der Grundverzahnung auf der Stange
22 durchgeführt. Bei diesem Präge- oder Formvorgang
wird Material der Stange verdrängt, und die Grundzähne
werden derart verformt, daß die Zahnformen, deren
Anordnung und die Zahnwinkel der endgültig profilierten
Verzahnung nach Fig. 1 entstehen. Solche Prägever
fahren sind an sich bekannt und ermöglichen die Metall
verformung mit hoher Präzision, so daß sich eine genaue
Beschreibung hierzu erübrigt. Bemerkt sei jedoch, daß
die Prägeformen präzise Innenprofile aufweisen müssen,
da sie das Gegenstück zur Verzahnung in Fig. 1 bilden,
so daß beim Schließen der Prägeform über der Stange 22
das Material der Grundzähne in die gewünschte Form für
die endgültig profilierte Verzahnung des Zahnstangen
gliedes gebracht wird. Da die Grundverzahnung in die
Stange 22 mit einem konstanten Zahnwinkel von 18° 30′
eingearbeitet wurde - was annähernd dem mittleren Zahn
winkel des Zahnstangengliedes entspricht -, wird ein
Teil des Materials der Grundverzahnung axial zur Stange
in zueinander entgegengesetzten Richtungen verdrängt.
Hierdurch wird gleichzeitig eine druckausgleichende
Wirkung innerhalb der Prägeform erzielt. Bei dieser
Nachformung wird der Metallfluß während des Prägens
durch die beim Räumen eingeformten Kanäle 23 begünst
igt, durch die die Zahnhöhe der Grundzähne vergrößert
wurde (vorzugsweise auf die Höhe der gewünschten End
form der Verzahnung); gleiches gilt für das Ausrunden
der Wurzeln in den Zahnlücken 14b bis 21b. Bei Bedarf
kann die Ausrundung der Grundverzahnung auch um ein
Geringes höher gelegt werden - wie gestrichelt in Fig.
3 für die Lücken 15b bis 21b gezeigt -, beispielsweise
in der Größenordnung von ca. 0,004 mm gegenüber den
Wurzeln der Grundverzahnung. Diese Maßnahme wird für
das Verdrängen des Materials während des Prägevorganges
für günstig angesehen und kann unerwünschte Spannung in
der endgültigen profilierten Verzahnung verringern,
beispielsweise durch höhere Belastung der Enden der
Prägeform während des Prägevorganges, um die Belastung
auszugleichen, die vom Zentrum des Zahnstangengliedes
gegen beide Enden erforderlich ist.
Die bei der Metallumformung auftretenden inneren Kräfte
in den Prägeformen sind erheblich, insbesondere bei
einem großen Werkstück wie einer Zahnstange. Um diese
Kräfte aufzunehmen, sind die Wandstärken der Formen
entsprechend stark zu wählen. Mit Rücksicht auf diese
Forderung weisen die Enden des Zahnstangengliedes nach
Fig. 1 vorzugsweise Ausnehmungen 24 (vgl. Fig. 3)
auf. Die Breite dieser Ausnehmungen in Achsrichtung ist
größer als die einer Zahnlücke, so daß auch große
Wandstärken von Formen in die Ausnehmungen 24 ein
greifen können, um dem Formendruck standzuhalten und um
den unmittelbar an die Formenwand anschließenden Zahn
gegen Bruch oder Verformung zu schützen. Diese Aus
nehmungen werden in die Stange 22 zweckmäßigerweise bei
der Herstellung der Grundverzahnung durch Räumen in
einem einzigen Arbeitsgang miteingebracht.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von in Längserstrec
kung im Abstand voneinander angeordneten Zähnen eines
Zahnstangengliedes, das mit einem Ritzel mit einer
schraubenförmigen Verzahnung konstanter Steigung zusam
menwirkt, wobei die Verzahnung des Zahnstangengliedes
zwecks Erzielung eines unterschiedlichen Übersetzungs
verhältnisses in Längserstreckung des Zahnstangen
gliedes eine progressiv sich ändernde Zahnteilung auf
weist und die Zähne in Längserstreckung des Zahn
stangengliedes unterschiedliches Profil aufweisen sowie
gegenüber senkrechten Querschnittsebenen zur Längser
streckung des Zahnstangengliedes winklig geneigt mit
progressiv sich ändernden Zahnwinkeln (A bis J) ange
ordnet sind, so daß beim Eingriff von Zahnstangenglied
und Ritzel eine im wesentlichen stetige Veränderung im
Übersetzungsverhältnis vorhanden ist, unter Verwendung
eines spanabhebenden Verfahrens mit einer Reihe von
Schneidwerkzeugen zur Erzeugung einer Reihe von Grund
zähnen in einem metallischen Ausgangswerkstück und
eines spanlosen Verformens für das Überführen der
Grundzähne in endgültig profilierte Zähne des Zahn
stangengliedes, dadurch gekennzeichnet,
- a) daß der Erzeugung der Grundzähne ein aus größtem und kleinstem Zahnwinkel (A bis J) der endgültig pro filierten Zähne des zu formenden Zahnstangengliedes gebildeter mittlerer Zahnwinkel konstanter Größe bestimmt wird,
- b) daß die Reihe von Schneidwerkzeugen in Profil und An ordnung der von den zu erzeugenden Grundzähnen mit konstantem Zahnwinkel zugeordneten Reihe von aufein anderfolgenden Lücken (11a bis 21a) zwischen den zu formenden Zähnen des Zahnstangengliedes im wesent lichen entspricht,
- c) daß ein Ausrichten der Reihe von Schneidwerkzeugen parallel zu dem zu bearbeitenden Ausgangswerkstück und ein geradliniges Bewegen der Schneidwerkzeuge entlang einer Schneidrichtung erfolgt, die mit dem mittleren Zahnwinkel konstanter Größe korres pondiert, so daß jeder der erzeugten Grundzähne den vorbestimmten konstanten Zahnwinkel und aufgrund des Profils und der Anordnung der Schneidwerkzeuge ein in einer rechtwinklig zum konstanten Zahnwinkel liegen den Ebene befindliches Profil aufweist, das die endgültige Zahnform der aus dem Ausgangswerkstück zu erzeugenden Zähne umhüllt, und
- d) daß durch das anschließende spanlose Verformen der Grundzähne der Werkstoff der Grundzähne im wesentlichen in Längserstreckung des Ausgangs werkstücks in zueinander entgegengesetzter Richtung derart verdrängt wird, daß die Grundzähne in die end gültig profilierten Zähne mit den vorgegebenen Zahnwinkeln (A bis J) umgeformt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Grundzähne durch einen Räumvorgang in das
das Zahnstangenglied ergebende Ausgangswerkstück ge
schnitten werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß beim Einschneiden der Grundzähne in das Aus
gangswerkstück in den Fußbereichen der Zahnlücken (11a
bis 21a) den Werkstofffluß während des nachfolgenden
spanlosen Verformens begünstigende Kanäle (23) einge
schnitten werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß sämtliche Schneidwerkzeuge gleich
zeitig in bezug auf das Ausgangswerkstück zwecks Aus
schneidens der Grundzähne bewegt werden.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB08237076A GB2132513B (en) | 1982-12-31 | 1982-12-31 | A method of forming a rack member |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3346462A1 DE3346462A1 (de) | 1984-07-05 |
DE3346462C2 true DE3346462C2 (de) | 1994-06-01 |
Family
ID=10535316
Family Applications (1)
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Representative=s name: PUSCHMANN, H., DIPL.-ING. (FH), PAT.-ANW., 8000 MU |
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