CH684827A5

CH684827A5 - Verfahren und Vorrichtung zum Läppen von Zähnen eines Paares von Zahnrädern.

Info

Publication number: CH684827A5
Application number: CH1144/92A
Authority: CH
Inventors: Shogo Kato; Naotoshi Sato
Original assignee: Toyota Motor Co Ltd
Priority date: 1991-04-11
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 1995-01-13
Also published as: US5299390A; DE4211515C2; JP2923074B2; DE4211515A1; JPH04315517A

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Läppen von Zähnen eines Paares von Zahnrädern und insbesondere auf ein derartiges Läppverfahren und eine derartige Läppvorrichtung, die das Läppen der Zahnräder in der Weise zulassen, dass ein während der Fertigung der Zahnräder aufgetretener Fehler an diesen vermindert wird.

Läppen ist ein herkömmlicher Prozess zur Feinbearbeitung der Zahnflächen eines Paares von Zahnrädern, die im Eingriff miteinander verwendet werden. Ein Beispiel für ein solches Läppverfahren für Zahnräder ist in der JP-Patent-OS Nr. 197 520 offenbart, wonach ein Zahnrad aus einem Zahnradpaar zwangsläufig mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit im Eingriff mit dem anderen Zahnrad in Gegenwart von einer geeigneten abtragenden Läppzusammensetzung oder eines Läppulvers zwischen den Zahnrädern angetrieben wird, während auf das andere der Zahnräder ein Bremsmoment aufgebracht wird, so dass die Flächen der Zahnradzähne mit dem Läppulver für eine gesteigerte Glattheit der Zahnflächen geläppt werden.

Der oben beschriebene herkömmliche Läpppro-zess hat jedoch einen Nachteil, wenn eines oder beide der Zahnräder einen erheblichen geometrischen oder masslichen Fehler aufweisen, wie eine Exzentrizität des Teil- oder Wälzkreises mit Bezug zur Achse der Zahnräder, welche Fehler während der Fabrikation oder Ausbildung der Zahnräder hervorgerufen werden. Es kann nämlich sein, dass die Grösse eines Fehlers des Zahnrades oder der Zahnräder nach dem Fertigläppvorgang grösser als diejenige vor dem Fertigläppvorgang sein kann.

Beispielsweise wird der Grad einer Exzentrizität (Exzentrizitätsfehler) eines Zahnrades durch den maximalen Summenteilungsfehler des Rades oder der Räder wiedergegeben. Ein Versuch zeigte einen Anstieg des maximalen Summenteilungsfehlers nach dem Fertigläppen eines Prüfzahnrades im Vergleich mit demjenigen vor dem Fertigläppen, wie im Diagramm der beigefügten Fig. 7 angegeben ist. Der maximale Summenteilungsfehler wurde als eine Differenz zwischen den Maximai- und Minimalwerten eines Summenteilungsfehlers erhalten, welcher eine Summe von einzelnen Teilungsfehlern zwischen den einander benachbarten Zähnen der aufeinanderfolgenden Zahnradzähne ist. Da die einzelnen Teilungsfehler entweder einen positiven oder einen negativen Wert haben, ändert sich der Summenteilungsfehler in der Umfangsrichtung des Zahnrades. Der Anstieg im maximalen Summenteilungsfehler bedeutet eine Erhöhung im Exzentrizitätsfehler des Zahnrades durch den Läppvorgang.

Wie oben erwähnt wurde, wird ein Bremsmoment auf das eine der beiden Zahnräder (im folgenden als das «gebremste Zahnrad» bezeichnet) während eines Läppvorgangs aufgebracht, wobei die Zahnräder im Eingriff miteinander drehen. Es wird angenommen, dass die Erhöhung im Exzentrizitätsfehler des geläppten Zahnrades durch eine Änderung im gesamten Läppdrehmoment des gebremsten Zahnrades hervorgerufen wird, wobei die Änderung aufgrund des Exzentrizitätsfehlers des gebremsten Zahnrades oder des anderen Zahnrades vor dem Läppen auftritt. Das gesamte Läppdrehmoment des gebremsten Zahnrades ist eine Summe des Bremsmoments TB und eines Massendrehmoments, das auf dem Trägheitsmoment des gebremsten Zahnrades beruht. Bei dem herkömmlichen Läppverfahren wird das Bremsmoment TB konstantgehalten, jedoch verändert sich das Massendrehmoment, wenn die Zahnräder gedreht werden. Das Massendrehmoment ist gleich (IG • aG), worin IG das Trägheitsmoment bezeichnet, während aG den Winkelbeschleunigungswert angibt. Da der Winkelbeschleunigungswert aG ein Minimum ist, wenn der Wert des Exzentrizitätsfehlers ein Maximum ist, und ein Maximum ist, wenn der Exzentrizitätsfehlerwert ein Minimum ist, ändert sich das Massendrehmoment während einer Drehung des gebremsten Zahnrades.

Ist das gesamte Läppdrehmoment bei einem maximalen Exzentrizitätsfehler ein Minimum, so ist die Flächenpressung der sich berührenden Zähne der beiden kämmenden Zahnräder nicht genug für einen ausreichenden Wert oder Betrag in der Metallabtragung oder Läpptiefe, um den Exzentrizitätsfehler des Rades oder der Räder zu korrigieren oder zu vermindern. Ist bei dem maximalen Exzentrizitätsfehler das gesamte Läppdrehmoment ein Maximum, so ist andererseits die Flächenpressung der sich berührenden Zahnradzähne für einen angemessenen Wert in der Metallabtragung durch das Läppen übermässig. Bei dem herkömmlichen Läppverfahren entspricht deshalb die Änderung im gesamten Läppdrehmoment während eines Läppvorgangs der Zahnräder nicht der Änderung im Exzentrizitätsfehlerwert, um eine angemessene Kontrolle der Metallabtragung für eine Verminderung oder ein Eliminieren der Exzentrizität der Zahnräder zu gewährleisten. Das heisst mit anderen Worten, dass die Radzähne, die in einem grösseren Ausmass geläppt werden sollten, mit einem kleineren Ausmass geläppt werden als die Radzähne, die mit einem kleineren Ausmass geläppt werden sollten, so dass der maximale Summenteilungsfehler der Zahnräder nach dem Läppen dazu tendiert, grösser als derjenige vor dem Läppen zu sein.

Gleichartige Nachteile können aufgrund einer Änderung im gesamten Läppdrehmoment auftreten, welche aus einem masslichen oder geometrischen Fehler der Zahnräder entspringt, der ein anderer als der Exzentrizitätsfehler ist.

Es ist deshalb eine erste Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Läppen der Zähne eines Zahnradpaares aufzuzeigen, das eine Verminderung in den geometrischen oder masslichen Fehlern der Zahnräder ermöglicht.

Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, eine Vorrichtung zu schaffen, die dazu geeignet ist, das erfindungsgemässe Läppverfahren praktisch umzusetzen.

Die erste Aufgabe kann gemäss einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung gelöst werden, und zwar durch ein Verfahren zum Läppen von Zähnen eines Paares von Zahnrädern durch zwangsweises Drehen eines ersten Zahnrades aus dem Rä5

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derpaar mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in Kämmeingriff mit dem zweiten Zahnrad bei Vorhandensein eines Läppulvers zwischen den Zähnen, wobei die vorbestimmte Geschwindigkeit eine konstante Geschwindigkeit ist und auf das zweite Zahnrad ein Bremsmoment aufgebracht wird. Dieses Verfahren zeichnet sich durch den Schritt des Regeins dieses Bremsmoments derart, dass das Bremsmoment wenigstens dann, wenn ein Winkelbeschleunigungswert des zweiten Zahnrades einen Maximalwert hat, geringer ist, als wenn dieser Winkelbeschleunigungswert einen Minimalwert hat, aus.

Bei dem erfindungsgemässen Läppverfahren werden die beiden Zahnräder in Kämmeingriff miteinander mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht, wobei zwischen die einander berührenden Radzähne ein abtragendes Läppulver eingebracht wird, während auf das negativ angetriebene Zahnrad (das gebremste Zahnrad) ein Bremsmoment zur Wirkung gebracht wird. Dieses Bremsmoment wird auf der Grundlage des Winkelbeschleunigungswerts des gebremsten Zahnrades, der unmittelbar aus dem ermittelten Drehwinkel oder der ermittelten Winkelgeschwindigkeit des gebremsten Zahnrades erfasst oder bestimmt wird, geregelt. Das bedeutet, dass das Bremsmoment so geregelt wird, dass dieses kleiner ist, wenn der Winkelbeschleunigungswert relativ gross ist, als dasjenige, wenn der Winkelbeschleunigungswert relativ klein ist.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist wirksam, um wenigstens einen Anstieg in den geometrischen oder anderen Fehlern der Zahnräder nach dem Läppen zu vermindern oder solche zu verhindern. Ferner ermöglicht es das erfindungsgemässe Verfahren, die Fehler der geläppten Zahnräder, wenn das Bremsmoment in angemessener Weise geregelt wird, zu vermindern oder zu eliminieren. Somit gewährleistet ein Läppen nach dem erfindungsgemässen Verfahren eine verbesserte geometrische und massliche Genauigkeit der geläppten Zahnräder.

Beispielsweise wird das Bremsmoment so geregelt, dass es mit einem Anstieg im Winkelbeschleunigungswert des gebremsten Zahnrades abnimmt, so dass das gesamte Läppdrehmoment kleiner wird und folglich die Flächenpressung der sich berührenden Radzähne mit einer Abnahme im aufgebrachten Bremsmoment geringer wird.

Das Bremsmoment kann so geregelt werden, um ein Gegenmoment zu erzeugen, welches eine Änderung in einem durch ein Trägheitsmoment des gebremsten Zahnrades hervorgerufenen Massendrehmoment ausgleicht, so dass die Läpptiefe oder das Ausmass einer Metallabtragung durch das Läppen bei der gesamten Drehung der Zahnräder konstant ist, wodurch ein Anstieg in den Fehlern der Zahnräder vermieden wird. Vorzugsweise wird der Bremsdruck so geregelt, dass ein Gegenmoment hervorgerufen wird, welches sich mit dem Massendrehmoment derart ändert, dass die Richtung der Änderung des Gegenmoments entgegengesetzt zu derjenigen des Massendrehmoments ist. Gemäss dieser Anordnung ist die Läpptiefe relativ gross für die Radzähne, deren Fehlerwert relativ gross ist, wie auch die Umkehrung gilt, wodurch der Fehler der Zahnräder mit einem Fortschreiten des Läppvorgangs vermindert wird. Falls hierbei der Änderungswert des Gegenmoments gleich dem Wert des Massendrehmoments gemacht wird, kann der Fehler eliminiert werden.

Jedoch ist ein Vermindern des Bremsmoments mit dem Winkelbeschleunigungswert nicht erforderlich. Beispielsweise kann das Bremsmoment so geregelt werden, dass es um einen zum Winkelbeschleunigungswert proportionalen Wert abnimmt, wenn der Winkelbeschleunigungswert höher ist als ein vorbestimmter oberer Grenzwert, und dass es um einen dem Winkelbeschleunigungswert proportionalen Wert zunimmt, wenn der Winkelbeschleunigungswert geringer als ein unterer vorbestimmter Grenzwert ist. Letztlich kann eine Zunahme in den Fehlern der geläppten Zahnräder vermindert oder wenigstens verhindert werden, solange das Bremsmoment derart geregelt wird, dass es wenigstens kleiner ist, wenn der Winkelbeschleunigungswert ein Maximum zeigt, als dann, wenn der Winkelbeschleunigungswert auf einem Minimum ist.

Die zweite Aufgabe, die oben genannt wurde, kann gemäss einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung gelöst werden. Hiernach wird eine Vorrichtung zum Läppen von Zähnen eines Paares von Zahnrädern geschaffen, die umfasst: (a) Lagerungseinrichtungen zur drehbaren Lagerung der beiden Zahnräder in Kämmeingriff miteinander; (b) Bremseinrichtungen, um ein Bremsmoment an einem ersten Zahnrad aus dem Paar aufzubringen; (c) Antriebseinrichtungen, um zwangsläufig das zweite Zahnrad aus dem Paar mit einer vorbestimmten Drehzahl zu drehen; (d) Zufuhreinrichtungen, um eine Läppmittelsubstanz zwischen die Zähne des Zahnradpaares einzubringen; und (e) Regeleinrichtungen, die das Bremsmoment derart regeln, dass dieses Bremsmoment wenigstens dann geringer ist, wenn ein Winkelbeschleunigungswert des oben genannten ersten Zahnrades auf einem Maximalwert ist, als wenn dieser Winkelbeschleunigungswert auf einem Minimalwert ist.

Die genannten Aufgaben und weitere Ziele wie auch die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Läppvorrichtung in einer Konstruktion für einen Betrieb gemäss dem Grundgedanken der Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm, das eine Änderung im Drehwinkel eines Zahnrades aus dem durch die Vorrichtung von Fig. 1 zu läppenden Zahnradpaar angibt;

Fig. 3 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Bremsmoment und einem gesamten Läppdrehmoment bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Läppverfahrens darstellt;

Fig. 4 ein Diagramm, das eine zur Fig. 3 ähnliche Beziehung bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;

Fig. 5 ein Diagramm, das eine Änderung im Läppdrehmoment durch eine Regelung gemäss ei5

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nem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;

Fig. 6 ein Diagramm einer der Beziehung von Fig. 3 entsprechenden Beziehung für ein bekanntes Läppverfahren;

Fig. 7 ein Diagramm, das einen maximalen Summenteilungsfehler eines Zahnrades vor und nach dessen Läppen angibt.

Die Fig. 1 zeigt ein Ritzel 10, das durch ein an einem Ende einer Ritzelspindel 14 angebrachtes Spannfutter 16 gehalten ist, so dass das Ritzel 10 mit der durch ein Spindelgehäuse 12 drehbar gelagerten Ritzelspindel 14 gedreht wird. Am anderen Ende der Ritzelspindei 14 ist eine Riemenscheibe 18 angebracht. Ein Ritzel-Antriebsmotor 20 ist nahe dem Spindelgehäuse 12 angeordnet und hat eine Antriebswelle 22, an der eine weitere Riemenscheibe 24 befestigt ist. Die Riemenscheiben 18 und 24 sind durch einen Riemen 26 verbunden, so dass das Ritzel 10 vom Motor 20 mit einer vorbestimmten konstanten Geschwindigkeit gedreht wird.

Das Ritzel 10 wird mit einem Zahnrad 30 im Kämmeingriff gehalten. Die beiden Zahnräder 10 und 30 werden so gefertigt, dass die Zähne eine geeignete Menge an zu bearbeitendem Werkstoff haben, die durch ein Läppen abgetragen werden soll. Das Zahnrad 30 wird durch ein (nicht dargestelltes) Spannfutter am Ende einer Zahnradspindel 34 gehalten, die durch ein Spindelgehäuse 32 drehbar gelagert wird. Mit der Zahnradspindel 34 wird das Zahnrad 30 gedreht, wobei für die Spindel 34 ein Fühler 36 vorgesehen ist, um einen Drehwinkel eG des Zahnrades 30 zu erfassen. Das durch den Fühler 36 erzeugte, für den Winkel eG repräsentative Signal wird einem Steuergerät 40 zugeführt, so dass durch das Steuergerät 40 auf der Grundlage des Signals ein Winkelbeschleunigungswert des Zahnrades 30 berechnet wird.

An der Zahnradspindel 34 ist an deren aussenlie-gendem Ende eine Riemenscheibe 42 befestigt, die mit der Spindel 34 dreht. Nahe dem Spindelgehäuse 32 ist eine Bremsvorrichtung 44 angeordnet, die mit einer Antriebswelle 46 versehen ist, an welcher eine Riemenscheibe 48 befestigt ist. Zwischen den Riemenscheiben 42 und 48 erstreckt sich ein Riemen 50, so dass ein Bremsmoment TB auf das Zahnrad 30 durch die Riemenscheibe 48, den Riemen 50, die Riemenscheibe 42 und die Zahnradspindel 34 aufgebracht wird. Die Bremsvorrichtung 44 ist mit dem Steuergerät 40 verbunden, und das durch die Bremsvorrichtung 44 erzeugte Bremsmoment TB wird in Abhängigkeit vom Winkelbeschleunigungswert des Zahnrades 30, der durch das Steuergerät 40 berechnet wird, geregelt.

Im folgenden wird ein Läppvorgang erläutert, der mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ausgeführt wird.

Zuerst wird ein geeignetes Läppulver oder eine geeignete Läppzusammensetzung zwischen das Ritzel 10 und das Zahnrad 30, die miteinander kämmen, von einer Zufuhrvorrichtung mit an sich bekanntem Aufbau eingebracht. Dann wird der Antriebsmotor 20 in Gang gesetzt, um das Ritzel 10 und das Zahnrad 30 in Kämmeingriff miteinander zu drehen. Während der Drehung der beiden Zahnräder 10, 30 wird das geregelte Bremsmoment TB am Zahnrad 30 zur Wirkung gebracht, und das Steuergerät 40 empfängt vom Fühler 36 das Signal, das den Drehwinkel eG des Zahnrades 30 angibt.

Der Einfachheit halber wird angenommen, dass das Ritzel 10 mit einem Exzentritätsfehler «ep» hergestellt wurde, d.h. mit einer Exzentrizität des Teilkreises des Ritzels 10 mit Bezug zu dessen Drehachse. Demzufolge haben die Zähne des Ritzels 10, von denen jeder eine gewisse, durch Läppen abzutragende Materialmenge besitzt, einen Summenteilungsfehler, der auf dem Exzentritätsfehler «ep» beruht. Wenn das Ritzel 10 mit einer vorbestimmten konstanten Geschwindigkeit «np» (Umdrehung pro Sekunde) gedreht wird, wird der Drehwinkel OG des Zahnrades 30 während einer Zeitdauer von «t» Sekunden durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt:

eG = (2ir • np • t + ep • sin2jt - np • t)/i (1)

worin i = Zähnezahlverhältnis der Zahnräder 10, 30 ist.

Die durch die obige Gleichung (1) wiedergegebene Beziehung ist im Diagramm der Fig. 2 dargestellt. In dem Diagramm gibt die strich-punktierte Linie einen linearen Anstieg des Drehwinkels eG des Zahnrades 30 mit einem konstanten Gradienten als eine Funktion der Zeit «t» an, wobei die Zähne des Ritzels 10 keinen Exzentritätsfehler haben. Bei Vorhandensein des Summenteilungsfehlers des Ritzels 10 aufgrund des Exzentrizitätsfehlers «ep» ändert sich die Änderungsrate des Drehwinkels eG des Zahnrades 30 periodisch mit einem Intervall, das einer Umdrehung des Zahnrades 30 entspricht, wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 2 angegeben ist. In dem Diagramm entsprechen die Punkte ai und a2 auf der ausgezogenen Linie, die für den Drehwinkel eG des Zahnrades kennzeichnend ist, welche am weitesten von der strich-punktierten Linie in der aufwärtigen Richtung entfernt sind, einem Umfangszahnteil des Ritzels 10, das den maximalen Summenteilungsfehlerwert hat. Gleicherweise entsprechen die Punkte bi und fc>2 der ausgezogenen Linie, die am weitesten in der abwärtigen Richtung von der strich-punktierten Linie entfernt sind, einem Umfangszahnteil des Ritzels 10, das den minimalen Summenteilungsfehlerwert besitzt.

Die Winkelgeschwindigkeit deG/dt des Zahnrades 30 ist eine erste Ableitung des Winkels eG [wiedergegeben durch die obige Gleichung (1)] mit Bezug zur Zeit «t», während der Winkelbeschleunigungswert d2eG/dt2 des Zahnrades 30 eine zweite Ableitung des Winkels eG mit Bezug zur Zeit «t» ist. Deshalb werden die Winkelgeschwindigkeit deG/dt und der Winkelbeschleunigungswert dzeG/dt2 durch die folgenden Gleichungen (2) bzw. (3) wiedergegeben:

deG/dt = [2it • np + ep(2rc • np)cos2jt • np • t]/i (2) d2eG/dt2 = -ep[(2rc • np)2sin2it • np • t]/i (3)

Aus der obigen Gleichung (3) wird deutlich, dass

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der Winkelbeschleunigungswert während jeder Umdrehung des Ritzels 10 an den Punkten ai, a2 ein Minimum und während jeder Umdrehung an den Punkten bi, b2 ein Maximum ist.

Das gesamte Läppdrehmoment TG des Zahnrades wird durch die folgene Gleichung (4) ausgedrückt:

TG = TB + IG(d2eG/dt2) (4)

worin IG ein Trägheitsmoment des Zahnrades 30 und IG(d2eG/dt2) ein Massendrehmoment, das auf dem Trägheitsmoment IG beruht, angeben.

Die obige Gleichung (4) wird in die folgende Gleichung (5) umgewandelt, indem das rechte Glied der Gleichung (3) für (d20G/dt2) in der Gleichung (4) substituiert wird:

TG = TB + IG{—ep[(2ît • np)2 sin2rc • np ■ t]/i} (5)

Bei dem herkömmlichen Läppverfahren, bei welchem das (durch die Bremsvorrichtung 44 erzeugte) Bremsmoment TB konstantgehalten wird, ändert sich das gesamte Läppdrehmoment TG des Zahnrades 3 so, wie im Diagramm der Fig. 6 gezeigt ist. Aus diesem Diagramm wird klar, dass das gesamte Läppdrehmoment TG an den Punkten Tai und Ta2, die den Punkten ai, a2 des Drehwinkels eG entsprechen, welche am weitesten von der strich-punktierten Linie der Fig. 2 in der aufwärtigen Richtung entfernt sind, ein Minimum ist, während das Läppdrehmoment TG, wie bei Tbi und Tb2, welche den Punkten bi, b2 des Drehwinkels eG entsprechen, die am weitesten von der strich-punktierten Linie der Fig. 2 in der abwärtigen Richtung entfernt sind, ein Maximum ist.

Bei dem herkömmlichen Läppverfahren ist das gesamte Läppdrehmoment TG des Zahnrades 30 ein Minimum, wenn der Wert des Summenteilungsfehlers des Ritzels 10 ein Maximum ist, wodurch die Flächenpressung der einander berührenden Zähne des Ritzels 10 und des Zahnrades 30 dazu neigt, mit einem Anstieg im Summenteilungsfehlerwert abzunehmen. Umgekehrt ist das Läppdrehmoment TG ein Maximum, wenn der Summenteilungsfehlerwert ein Minimum ist, wodurch die Flächenpressung der sich berührenden Zahnradzähne die Neigung zu einem Anstieg mit einer Abnahme im Wert des Summenteilungsfehlers aufweist. Als Ergebnis dessen tendiert der Summenteilungsfehler zu einem Grösserwerden, wenn der Läppvorgang an den Zahnrädern 10 und 30 fortschreitet.

Bei dem erfindungsgemässen Läppverfahren wird die Bremsvorrichtung 44 durch das Steuergerät 40 so geregelt, dass das Bremsmoment TB den in Fig. 3 gezeigten Verlauf annimmt, so dass das Bremsmoment TB ein Maximum ist, wenn der Winkelbeschleunigungswert des Zahnrades 30 ein Minimum ist, wie bei ai, a2 in Fig. 2 angegeben ist, und so geregelt, dass das Bremsmoment TB ein Minimum ist, wenn der Winkelbeschleunigungswert des Zahnrades 30 ein Maximum ist, wie bei bi, b2 in Fig. 2 angegeben ist. Im einzelnen wird der Winkelbeschleunigungswert d2eG/dt2 des Zahnrades 30 durch das Steuergerät 40 auf der Grundlage des

Ausgangssignals vom Fühler 36 berechnet, während das Bremsmoment TB, das in Fig. 3 angegeben ist, aus dem berechneten Winkelbeschleunigungswert berechnet wird, so dass die Bremsvorrichtung 44 geregelt wird, um das berechnete Bremsmoment TB zu erzeugen. Demzufolge ist das gesamte Läppdrehmoment TG des Zahnrades 30 für dessen Umfangszahnteil, das den Punkten ai sowie a2 entspricht, ein Maximum und für das Umfangszahnteil, das den Punkten bi sowie b2 entspricht, ein Minimum.

Wenn der Wert des Summenteilungsfehlers des Ritzels 10 ein Maximum ist, ist folglich das gesamte Läppdrehmoment TG ein Maximum, wodurch die Flächenpressung der sich berührenden Zähne der Räder 10 und 30 erhöht wird, um die Läpptiefe zu vergrössern, wenn der Wert des Summenteilungsfehlers ansteigt. Umgekehrt ist das Läppdrehmoment TG ein Minimum, wenn der Summenteilungsfehlerwert ein Minimum ist, wodurch die Flächenpressung der sich berührenden Zähne vermindert wird, um die Läpptiefe zu verkleinern, wenn der Summenteilungsfehlerwert abnimmt. Als Folge dessen wird der Teilungsfehler des Ritzels 10 gegenüber dem Teilungsfehler vor dem Läppen nach dem Läppen verkleinert.

Da mit fortschreitendem Läppvorgang der Summenteilungsfehler des Ritzels 10 kleiner wird, nimmt der Wert in der Änderung des Drehwinkels eG des Zahnrades 30 ab, wie auch der Änderungswert im durch das Steuergerät 40 geregelten Bremsmoment TB geringer wird, und das Bremsmoment TB wird letztlich konstant, d.h., bevor der Läppvorgang beendet wird.

Es ist möglich, dass ein Änderungsschema im Bremsmoment TB (Beziehung zwischen der Phase des Zahnrades 30 und dem Bremsmoment TB) in Abhängigkeit von dem gemessenen Drehwinkel eG des Zahnrades 30 bestimmt und das Bremsmoment TB gemäss dem bestimmten Schema für eine vorbestimmte Zeitdauer oder durch das Ende des Läppvorgangs geregelt wird. Solange das bestimmte Schema beibehalten wird, wird die Berechnung des Drehwinkels eG durch das Steuergerät 40 nicht bewirkt. Die Zeitdauer, für welche das bestimmte Schema beibehalten wird, kann als dazu ausreichend bestimmt werden, um den Summenteilungsfehler, wie er aus dem ermittelten Drehwinkel eG berechnet wird, zu eliminieren. Alternativ kann die Zeitdauer eine vorbestimmte Dauer sein. In diesem Fall ist es erwünscht, dass die Zeitdauer kürzer festgesetzt wird, als die Zeitdauer, die zur Eliminierung des Summenteilungsfehlers notwendig ist, und dass der Läppvorgang anschliessend in Übereinstimmung mit einem anderen Änderungsschema im Bremsmoment TB durchgeführt wird, welches erneut auf der Grundlage des Drehwinkels eG bestimmt wird, welcher zu einer geeigneten Zeit nach dem Ende des Läppens in Ubereinstimmung mit dem ersten Schema ermittelt wird.

Wenngleich das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel dazu geeignet ist, das Bremsmoment TB zur Änderung des gesamten Läppdrehmoments TG des Zahnrades 30 im Anschluss an eine periodische Änderung im Winkelbeschleunigungswert des

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Zahnrades 30 zu regeln, kann das Bremsmoment TB so geregelt werden, dass das gesamte Läppdrehmoment TG konstantgehalten wird, wie in Fig. 4 angegeben ist. Dieses modifizierte Ausführungsbeispiel verhindert einen Anstieg im Summenteilungsfehler des Ritzels 10 mit fortschreitendem Läppvorgang.

Ein weiteres modifiziertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 5 gezeigt, wonach das Bremsmoment TB erhöht wird, wenn die Winkelgeschwindigkeit oder der Beschleunigungswert über einen vorbestimmten oberen Grenzwert hinausgeht, und vermindert wird, wenn die Winkelgeschwindigkeit oder der Beschleunigungswert unter einen vorbestimmten unteren Grenzwert abgesenkt wird.

Bei den erläuterten Ausführungsbeispielen wird das Bremsmoment TB so geregelt, dass sich das gesamte Läppdrehmoment TG des Zahnrades 30 in Phase mit der Änderung im Drehwinkel 0G des Zahnrades 30 ändert. Um den Summenteilungsfehler zu vermindern, kann es jedoch besser sein, den Läppvorgang mit einem gegebenen Phasenunterschied zwischen den Änderungen des Winkels eG und des Drehmoments TG auszuführen.

Wenngleich bei den erläuterten Ausführungsbeispielen der Fühler 36 verwendet wird, um den Drehwinkel des Zahnrades 30 zu erfassen, so kann dieser Fühler 36 durch einen Fühler ersetzt werden, der unmittelbar die Winkelgeschwindigkeit oder den Winkelbeschleunigungswert des Zahnrades feststellt.

Obwohl die Ausführungsbeispiele unter der Annahme beschrieben wurden, dass lediglich das Ritzel 10 einen Exzentritätsfehler hat, so ist das Prinzip der vorliegenden Erfindung auch wirksam, um einen Anstieg im Summenteilungsfehler zu verhindern oder diesen Fehler herabzusetzen, wenn lediglich das Zahnrad 30 oder wenn sowohl das Ritzel 10 als auch das Zahnrad 30 einen Exzentritätsfehler oder irgendeinen anderen geometrischen oder masslichen Fehler hat bzw. haben.

Ein Verfahren zum Läppen von Zähnen eines Paares von Zahnrädern sieht ein zwangsweises Drehen von einem Zahnrad aus dem Räderpaar mit einer vorbestimmten konstanten Geschwindigkeit im Kämmeingriff mit dem anderen Zahnrad in Gegenwart eines Läppulvers vor, während ein Bremsmoment auf das andere Zahnrad aufgebracht wird. Das Bremsmoment wird so geregelt, dass es wenigstens dann kleiner ist, wenn ein Winkelbeschleunigungswert des genannten anderen Zahnrades ein Maximum ist, als wenn dieser Winkelbeschleunigungswert ein Minimum ist.

Es ist klar, dass bei Kenntnis der durch die Erfindung vermittelten Lehre dem Fachmann Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen an der erläuterten Erfindung nahegelegt sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Läppen von Zähnen eines Paares von Zahnrädern durch zwangsweises Drehen eines ersten Zahnrades aus dem Räderpaar mit einer vorbestimmten konstanten Geschwindigkeit in Kämmeingriff mit dem zweiten Zahnrad bei Vorhandensein eines Läppulvers wobei auf das zweite Zahnrad ein Bremsmoment aufgebracht wird, gekennzeichnet durch den Schritt des Regeins dieses Bremsmoments derart, dass das Bremsmoment wenigstens dann, wenn ein Winkelbeschleunigungswert des zweiten Zahnrades einen Maximalwert hat, geringer ist, als wenn dieser Winkelbeschleunigungswert einen Minimalwert hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Regeins des Bremsmoments das Vermindern dieses Bremsmoments mit einem Anstieg im Winkelbeschleunigungswert des zweiten Zahnrades umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Regeins des Bremsmoments derart erfolgt, dass ein Gegendrehmoment erzeugt wird, das sich mit einem auf einem Trägheitsmoment des zweiten Zahnrades beruhenden Massendrehmoment ändert, umfasst, so dass ein Änderungswert des Gegendrehmoments gleich demjenigen des Massendrehmoments wird, während die Richtungsänderung des Gegendrehmoments entgegengesetzt zu derjenigen des Massendrehmoments ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Regeins des Bremsmoments derart erfolgt, dass ein Gegendrehmoment erzeugt wird, das sich mit einem auf einem Trägheitsmoment des zweiten Zahnrades beruhenden Massendrehmoment ändert, umfasst, so dass eine Richtungsänderung des Gegendrehmoments entgegengesetzt zu derjenigen des Massendrehmoments ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Regeins des Bremsmoments derart erfolgt, dass eine Änderung eines auf ein Trägheitsmoment des zweiten Zahnrades zurückzuführenden Massendrehmoments aufgehoben wird, umfasst.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Regeins des Bremsmoments das Bestimmen eines Änderungsschemas in diesem Bremsmoment und das Beibehalten dieses Änderungsschemas für wenigstens eine vorbestimmte Zeitdauer umfasst.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Regeins des Bremsmoments das Vermindern dieses Bremsmoments, wenn der Winkelbeschleunigungswert des zweiten Zahnrades einen vorbestimmten oberen Grenzwert übersteigt, und das Erhöhen dieses Bremsmoments, wenn der genannte Winkelbeschleunigungswert unter einen vorbestimmten unteren Grenzwert abfällt, umfasst.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Regeins des Bremsmoments das Vermindern dieses Bremsmoments um einen vorbestimmten ersten Wert, wenn der Winkelbeschleunigungswert des zweiten Zahnrades einen vorbestimmten oberen Grenzwert übersteigt, und das Erhöhen dieses Bremsmoments um einen vorbestimmten zweiten Wert, wenn der genannte Winkelbeschleunigungswert

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9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Regeins des Bremsmoments das Vermindern dieses Bremsmoments um einen dem Winkelbeschleunigungswert des zweiten Zahnrades proportionalen Wert, wenn dieser Winkelbeschleunigungswert einen vorbestimmten oberen Grenzwert übersteigt, und das Erhöhen dieses Bremsmoments um einen dem genannten Winkelbeschleunigungswert porportionalen Wert, wenn dieser Winkelbeschieunigungswert unter einen vorbestimmten unteren Grenzwert abfällt, umfasst.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die mit Lagerungseinrichtungen (16) zur drehbaren Lagerung der beiden Zahnräder in Kämmeingriff miteinander, Bremseinrichtungen (44), um ein Bremsmoment (TB) an einem ersten Zahnrad aus dem Paar aufzubringen, Antriebseinrichtungen (20), um zwangsläufig das zweite Zahnrad aus dem Paar mit einer vorbestimmten Drehzahl (np) zu drehen, und Zufuhreinrichtungen, um eine Läppmittelsubstanz zwischen die Zähne der beiden Zahnräder einzubringen, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass Regeleinrichtungen (36, 40) vorhanden sind, die das Bremsmoment (TB) derart regeln, dass dieses Bremsmoment wenigstens dann geringer ist, wenn ein Winkelbeschleunigungswert des einen Zahnrades auf einem Maximalwert ist, als wenn dieser Winkelbeschleunigungswert auf einem Minimalwert ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtungen ein Organ (36), das den Winkelbeschleunigungswert des einen Zahnrades erfasst, ein Organ (40), das das Bremsmoment in Abhängigkeit von dem erfassten Winkelbeschleunigungswert bestimmt, und Mittel (40), die die Bremseinrichtungen (44) derart regeln, dass das bestimmte Bremsmoment erzeugt wird, umfassen.

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