DE10066177B4

DE10066177B4 - Werkzeug und Verfahren zum Querwalzen von Verzahnungen sowie Verfahren zur Herstellung eines Walzwerkzeuges

Info

Publication number: DE10066177B4
Application number: DE10066177A
Authority: DE
Inventors: Udo Hellfritzsch; Bernhard Lorenz; Jürgen Quaas
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2020-06-30
Also published as: DE10031652C2; DE10066177A1; DE10031652C1

Abstract

Werkzeug zum Querwalzen von Verzahnungen, insbesondere zur Herstellung von Zahnrädern, mit
– einer Anwalzzone, die eine Anzahl von Anwalzzähnen umfasst, und
– einer Kalibrierzone, die eine Anzahl von Kalibrierzähnen umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Zahnteilung zwischen einzelnen Zähnen (4) oder Zahngruppen zumindest in der Anwalzzone (2) verschieden ist, und daß die Anwalzzone (2) und die Kalibrierzone (3) direkt aneinander angrenzen, wobei der letzte Zahn der Anwalzzone (2) direkt an der Grenze zur Kalibrierzone (3) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Querwalzen von Verzahnungen gemäß dem Oberbegriff.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Querwalzen von Verzahnungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 26.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Walzwerkzeuges zum Querwalzen von Verzahnungen, das eine Anwalzzone und eine Kalibrierzone aufweist.
Für die Herstellung von Zahnrädern und anderen rotationssymmetrischen Körpern, die auf ihrer Mantelfläche Verzahnungen, Riffelungen oder ähnliche rotationssymmetrische Strukturen aufweisen, sind verschiedene Fertigungsverfahren bekannt. So können derartige Zahnräder in Form gegossen und die so entstandenen Rohlinge mittels einer aufwendigen Fein- und Nachbearbeitung zu den fertigen Zahnrädern ausgebildet werden.
Daneben sind sogenannte Querwalzverfahren bekannt, bei denen ein rotationssymmetrischer Rohling, beispielsweise ein runder Stab, zwischen zwei oder mehreren Werkzeugen so lange unidirektional oder hin und her gerollt werden, bis die auf den Werkzeugen ausgebildete Zahnstruktur auf die Mantelfläche des Rohlings übertragen worden ist.
Wie beispielsweise in 5 der vorliegenden Erfindung dargestellt, sind hierbei bei den Querwalzverfahren grundsätzlich vier verschiedene Walzverfahren zu unterscheiden:
Ein erstes Verfahren, das sogenannten Flachbackenverfahren, bedient sich zweier, im wesentlichen ebener Werkzeuge, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und auf deren jeweils zueinander zugewandten Oberfläche eine Verzahnungsstruktur ausgebildet ist, die durch Abrollen unter Druck auf den Walzkörperrohling übertragen wird.
Ein weiteres Querwalzverfahren bedient sich zweier konkaver Werkzeuge, die wiederum symmetrisch aufgebaut sind und zwischen deren Innenseiten, die einander gegenüberliegen, wiederum das Werkstück abgerollt wird, bis die gewünschte Zahnstruktur aufgebracht worden ist.
Ein drittes Querwalzverfahren bedient sich eines konkaven und eines konvexen Werkzeuges, wobei das konkave Werkzeug stationär gehalten wird, an dessen Innenseite ein Zahnprofil aufgebracht ist, das auf die sich an diesem Zahnprofil abrollenden Werkstücke übertragen wird und wobei das konvexe Werkzeug als runder Drehkörper ausgebildet ist, der sich im Zentrumspunkt des konkaven Werkzeugs abrollt und dabei die Werkstücke gegen das konvexe Werkzeug drückt.
Schließlich sind als viertes Querwalzverfahren sogenannte Rundrollenverfahren bekannt, wobei ein, zwei oder mehrere an ihrer Mantelfläche mit Zahnprofilen versehene Walzenwerkzeuge gegen einen sich an ihrer Oberfläche abrollenden Werkstückmantel abstützen, um auf diese Weise das gegebene Werkzeugzahnprofil auf den Rollkörper zu übertragen.
Hierbei ist bei den Walzenverfahren mit zwei oder mehreren Walzwerkzeugen das zu bearbeitende Werkstück vorzugsweise jeweils zwischen den Werkzeugen angeordnet.
Zu dem Rundrollverfahren zählt auch das Walzen mit einem sogenannten Hohlradwerkzeug, bei dem das zu übertragende Zahnprofil auf der konvexen oder konkaven Seite des Hohlrades ausgebildet und durch Andruck eines Stützrades auf der jeweils gegenüberliegenden Seite das Zahnprofil auf das Werkstück übertragen wird.
Bei jedem dieser genannten Querwalzverfahren weisen das oder die Werkzeuge im Bereich ihrer Verzahnungen jeweils mehrere Bereiche auf. Üblicherweise sind hierbei ein sogenannter Anwalz- oder Vorwalzbereich sowie ein sogenannter Kalibrierbereich ausgebildet. Da die Anordnung und Ausbildung dieser Arbeitsbereiche für alle Querwalzverfahren im wesentlichen gleich ist, zumindest aber die Erkenntnisse von einem Verfahren auf das andere übertragbar sind, soll im Folgenden sowohl in der Einleitung wie auch in der Detailbeschreibung nur auf das Flachbeckenverfahren eingegangen werden und an diesem exemplarisch für alle Querwalzverfahren die wesentlichen Unterschiede zwischen dem Stand der Technik und der vorliegenden Erfindung aufgezeigt werden.
Abgesehen von einigen altertümlichen Verfahren oder Spezialverfahren, bei denen die Zähne des Werkzeuges über den gesamten Arbeitsbereich identisch ausgebildet sind und die fortschreitende Ausbildung der Zähne an der Mantelfläche des Werkstückes nur über langsam zunehmenden Pressdruck des Werkzeuges auf das Werkstück erfolgt, weisen auch bei herkömmlichen Verfahren die Werkstücke gewöhnlicher Weise drei Bereiche auf, die wie folgt ausgebildet sind:
In einem ersten Bereich, dem sogenannten Anwalzbereich, steigt die Zahnhöhe vom Beginn bis zum Ende des Anwalzbereiches zunehmend an, um schließlich die Höhe der Zähne im Kalibrierbereich, dem zweiten Bereich, zu erlangen, indem die Zähne alle identisch ausgebildet sind. Hierbei erfolgt üblicherweise die Herstellung des Anwalzbereiches derart, dass zunächst bei einem Werkzeug die Zähne aller Bereiche identisch ausgebildet werden und dann mittels eines Schleifverfahrens die Zähne im Anwalzbereich schräg abgeschliffen werden, so dass die gewünschte Neigung im Bereich der Anwalzzähne entsteht. Im dritten Bereich, der Auslaufzone, erfolgt ein Entspannen der umformspezifischen Walzkräfte und eine Entnahme des Walzteiles ist möglich.
Mit zwei gegenüber dem Werkstückmittelpunkt punktsymmetrisch angeordneten Flachbackenwerkzeugen wird sodann einmal über die gesamte Arbeitslänge des Werkzeuges, beginnend beim am meisten abgeflachten Zahn des Anwalzbereiches über die Mantelfläche des zu erzeugenden Zahnrades abgerollt. Hierbei entsteht eine gewisse Grundausbildung des zukünftigen Zahnrades bereits im Anwalzbereich, wobei mit jedem Zahn des Anwalzbereiches eine größere Eindringtiefe in den Werkstückkörper gegeben ist, welches nach dem Durchlaufen der Auslaufzone entnommen werden kann.
Nach dem Anwalzbereich formen im Kalibrierbereich etliche, identisch ausgebildete Zähne des Werkzeuges noch einmal die vorausgebildeten Zähne des Werkstückes, so dass schließlich am Ende des Kalibrierbereiches ein gleichmäßig ausgebildetes Zahnrad gefertigt ist, welches nach dem Durchlaufen der Auslaufzone entnommen werden kann.
Das Kaltwalzen von Verzahnungen nach dem vorab beschriebenen Verfahren mit evolventischen Flankenprofilen kleiner Module wird auf vielerlei Art gestalteten Flach- und Rundwerkzeugen praktiziert.

So ist beispielsweise in der DE 43 06 742 A1 ein Werkzeug und ein solches Verfahren zum Querwalzen von Verzahnungen bekannt. Hierbei wird die Zahnteilung im Bereich der Anwalzzone (erster Abschnitt des Werkzeuges) in Abhängigkeit vom Vorbearbeitungsdurchmesser des zu bearbeitenden Werkstückes festgelegt und ist im Bereich der Kalibrierzone (zweiter Abschnitt des Werkzeuges) unabhängig vom Vorbearbeitungsdurchmesser festlegbar ist (vgl. Spalte 3, Zeilen 4 bis 16). Doch auch dieses Verfahren führt nicht zu zufriedenstellenden Werkstückergebnissen mit gleichbleibender Qualität.

So müssen aufgrund auftretender Walzfehler, insbesondere bei Teilungs-, Flankenform und Symmetriefehlern kostspielige und zeitaufwendige Werkzeugkorrekturen durchgeführt werden, um funktionstüchtige Zahnräder zu erhalten. Auch existieren für die konstruktive Auslegung der Walzwerkzeuge bisher noch keine allgemein gültigen Regeln oder Richtlinien, noch irgendwelche Berechnungsmöglichkeiten, wie derartige Werkzeuge auszulegen oder zu fertigen sind.

Die Werkzeugkonstruktion ist herkömmlicher Weise von einer empirisch geprägten Herangehungsweise gekennzeichnet. Dies führt laufend zu Werkzeugänderungen oder Neuanfertigungen, sobald festgestellt wird, dass ein empirisch gefertigtes Werkzeug nicht den gewünschten qualitativen Erfolg bei den produzierten Zahnrädern bewirkt. Es ist daher auch im vorhinein nicht abzuschätzen, ob ein geplantes oder benötigtes Werkzeug den geforderten Qualitätsansprüchen genügt, so dass vor jedem Werkzeugeinsatz entsprechend langwierige und kostspielige Probeläufe durchzuführen sind.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Werkzeug zum Querwalzen von Verzahnungen der vorgenannten Art sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Walzwerkzeuges der vorgenannten Art zu schaffen, durch das Werkstücke mit gleichmäßigen und qualitativ hochwertigen Verzahnungen versehen werden können.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Werkzeugs durch ein Werkzeug zum Querwalzen von Verzahnungen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Des weiteren wird die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens durch ein Verfahren zum Querwalzen von Verzahnungen mit den Merkmalen des Patentanspruches 26 gelöst.

Schließlich wird die Aufgabe sowohl hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung eines Walzwerkzeuges durch ein Verfahren zur Herstellung eines Walzwerkzeuges mit den Merkmalen des Patentanspruches 41 als auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Walzwerkzeuges mit den Merkmalen des Patentanspruches 43 gelöst.

Indem es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich ist, Walzwerkzeuge unabhängig von empirischen Kenntnissen oder Vorstellungen auszulegen, entfällt die bei jedem Walzwerkzeug bisher notwendige Erprobungs- und Nachbearbeitungsphase, so dass einerseits die Herstellungskosten reduziert, anderseits mit dem Einsatz des neuen Walzwerkzeuges früher begonnen werden kann.

Durch die exakte, neuartige Auslegung der Walzwerkzeuge bezüglich jedes einzelnen Moduls, jeder erforderlichen Größe und Form der zu fertigenden Zahnräder, ergibt sich eine wesentliche Verbesserung der erreichbaren Walzteilqualität hinsichtlich Teilungsfehler, Symmetriefehler und Flankenformfehler.

Als weitere Vorteile der Erfindung sind ein homogener, mathematisch und umformtechnisch exakter Abwälzprozess zwischen Werkzeug und Werkstück hinsichtlich der Teilungsauslegung sowie eine wesentliche Verbesserung der Werkstofffließbedingungen zu nennen.

Indem entsprechend der Erfindung im Anwalzbereich erstmalig von einer konstanten Zahnteilung abgewichen wird, ergibt sich eine Erhöhung der Walzteilqualität hinsichtlich Flankenform, Teilungsgenauigkeit und Symmetrie der Verzahnung.

Durch eine variable Zahnteilung im Anwalzbereich, die auf die jeweilige Eindringtiefe der Anwalzzähne in das rotationssymmetrische Werkstück abgestimmt ist, wird gleichfalls erreicht, dass die herzustellende Verzahnung durch einen homogenen Werkstofffluss besser ausgeformt wird.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren kommt insbesondere die vorteilhafte Ausgestaltung der Anwalzzähne mit variablem Abstand als eine der entscheidenden Vorteile zum Tragen, wobei der Abstand zum nachfolgenden Kalibrierbereich des Werkzeuges hin zunehmend kleiner wird.

Wenn man auf einen Querschnitt des rotationssymmetrischen Werkstückrohlings die Eindrücktiefe der Anwalzzähne auftragen würde, ergäbe sich in etwa eine nach innen orientierte Spiralkontur, wobei die auszuprägenden Zähne im gleichen Abstand voneinander quasi sternförmig und unabhängig von der Eindringtiefe der Anwalzzähne des Werkzeuges auszubilden wären. Da der auf den Spiralarmen jeweils zwischen den auszubildenden Zähnen liegende Abstand abhängig von der Eindringtiefe (jeweiliger Umfangsabschnitt des momentanen Teilungsdurchmessers) unterschiedlich groß ist, muss auch die Teilung zwischen den einzelnen Zähnen der Anwalzzone des Walzwerkzeuges, die den jeweiligen Zahnrohling in seiner jeweiligen Phase ausbilden, unterschiedlich groß, also veränderlich sein.

Mit zunehmend kleinerem Zahnabstand (Reduzierung des Spiraldurchmessers) und gleichzeitig zunehmender Ausbildung des Zahnrades bzw. seiner Zahntiefe reduziert sich zunehmend die Teilung des die Zähne ausbildenden Werkzeuges. Bei Erreichen der Kalibrierzone des Werkzeuges sind auch alle Zähne des Werkstückes annähernd gleichmäßig vollständig ausgebildet, was im wesentlichen bedeutet, dass die Eindringtiefe des Werkzeuges in das Werkstück (neues Zahnrad) konstant ist und somit auch die Zahnteilung in der Kalibrierzone (Auslegung nach dem Teilkreisdurchmesser) des Werkzeuges konstant ausgebildet werden kann.

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Werkzeuges und Verfahrens zum Querwalzen von Verzahnungen sowie weitere Einzelheiten des Verfahrens zur Herstellung eines Walzwerkzeuges sind in den jeweiligen Unteransprüchen dargelegt.

Die Erfindung wird nachfolgendend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispieles des Werkzeuges zum Querwalzen von Verzahnungen im Beispiel eines Flachbackenwerkzeuges,
2 eine Kalibrierzone eines Ausführungsbeispieles eines Flachbackenwerkzeuges,
3 eine Anwalzzone eines Ausführungsbeispieles eines Flachbackenwerkzeuges,
4 eine Vergleichsdarstellung bezüglich der Zahngestaltung einer herkömmlichen und einer neuen Anwalzzone eines Querwalzwerkzeuges, und
5 eine Übersichtsdarstellung verschiedener Querwalzverfahren und die Anordnung der darin eingesetzten Werkzeuge, und
6 eine schematische Darstellung eines Querwalzwerkzeuges und eines Werkstückes (Zahnrad) im Abwälzprozess.
1 zeigt das vorliegende Werkzeug zum Querwalzen, das mit 1 bezeichnet ist, und ein zu walzendes Werkstück, das das Bezugszeichen 10 trägt. Das vorliegende Werkzeug in Form eines Flachbackenwerkzeuges ist in zwei Bereiche, den Anwalzbereich 2 und den Kalibrierbereich 3 unterteilt, wie sie in 2 und 3 einzeln gezeigt sind.
6 zeigt das Querwalzwerkzeug und ein mit diesem hergestelltes Werkstück in zwei Herstellungsphasen während des Abwälzprozesses.
Im Anwalzbereich 2 sowie im Kalibrierbereich 3 sind jeweils einzelne Zähne 4, 6 ausgebildet. Im Kalibrierbereich 3 sind alle Zähne 6 identisch mit gleicher Zahnhöhe h_k und gleicher Teilung p_E ausgebildet.
Hingegen sind im Anwalzbereich alle Zähne k verschieden ausgebildet. Zum einen weisen die einzelnen Zähne 4 eine unterschiedliche Höhe h_A auf, die vom ersten, in 1 links gezeichneten Zahn, bis zum letzten Zahn, der direkt zu der Grenze zum Kalibrier bereich 3 ausgebildet ist, kontinuierlich zunimmt. Zum anderen weisen die Zähne eine variable Teilung p_u auf, die von der Anfangsteilung p_A bis zur Teilung des Kalibrierbereiches p_E kontinuierlich kleiner wird.
Wie beispielsweise in 3 dargestellt, sind trotz der unterschiedlichen Höhen h_A der einzelnen Anwalzzähne 4 die Zahnprofile jeweils vollständig ausgebildet, nur in ihrer Höhe h_A quasi gestaucht geformt, wie an dem unter Bezugszeichen 5 gekennzeichneten Vergleichsprofil, das den Zahnprofil eines Kalibrierzahnes entspricht, festgestellt werden kann.
Im Gegensatz hierzu ist es aus dem Stand der Technik bei der Auslegung der Walzwerkzeuge bekannt, die Anwalzzähne durch gleichmäßiges Abschleifen in einem definierten Winkel in ihrer Höhe h_A zu reduzieren, so dass, wie beispielsweise in 4a gezeigt ist, nur die Zahnstümpfe, keineswegs aber ein vollständiges Zahnprofil zum Anwalzen zur Verfügung stehen. Durch das in 3 dargestellte erfindungsgemäße Zurücksetzen der Zahnprofile im Anwalzbereich um den Einlaufzonenschrägungswinkel an Stelle des bisher üblichen Abschleifens der Zahnprofile wird ein Verformen zu breiter Lücken im Werkstück vermieden. Somit erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Querwalzverfahren eine Ausbildung des Zahnprofils in dem Werkstückkörper 10 mit den Zahnköpfen, die im wesentlichen bereits der endgültigen Zahnform der Kalibrierzähne 6 des Werkzeuges entsprechen, an Stelle von wie bisher mit den breiten Zahnstümpfen. Hierdurch wird ein homogener Umformvorgang gewährleistet.
Im Folgenden wird das Verfahren zur Ausbildung der einzelnen Zähne und deren rechnerische Auslegung näher beschrieben werden.
An einem Anfangspunkt des Walzwerkzeuges, der dem Walzbeginn entspricht, also am Start der Einlaufzone, wird die Teilung der Werkzeugzähne nach dem Umfang des ermittelten theoretischen Vordrehdurchmessers d_v des rotationssymmetrischen Ausgangswerkstückes ausgelegt. Die so sich ergebende Anwalzteilung des Werkzeuges p_A wird so dann nach der folgenden Formel berechnet:
Hierbei entspricht U_A dem Umfang des rotationssymmetrischen Ausgangswerkstückes, Z der Zähnezahl des zu erzeugenden fertigen Walzteiles, d_v dem Vordrehdurchmesser des rotationssymmetrischen Werkstückes und π der Kreiszahl.
Über die Schrägung der Anwalzzone, die auch als Einlaufzone bezeichnet wird, wird zur Kalibrierzone 3 hin die Teilung p_u ständig auf den aktuell bezogenen Werkstückdurchmesser angepasst. Schließlich mit dem Erreichen der Kalibrierzone 3 wird die Teilung p_E für den Bereich der vollen Ausformung der Verzahnung festgelegt. Dies geschieht nach folgender Formel:
Hierbei entspricht p_E der Zahnteilung in der Kalibrierzone des Werkzeuges, U_E dem Umfang des Walzteiles 10 am Teilkreisdurchmesser, d₀ dem Teilkreisdurchmesser des fertig ausgebildeten Walzteiles, Z wiederum der Zähnezahl des Walzteiles und π wiederum der Kreiszahl.
Aus der Anwalzteilung des Werkzeuges p_A und der Kalibrierzonenteilung des Werkzeuges p_E lässt sich sodann auf die gesamte Länge der Einlaufzone des Werkzeuges eine angepasste Korrektur der Zahnteilung durchführen. Somit erfolgt auf dem gesamten realisierten Eindringvorgang der Werkzeugzähne des Anwalzbereiches in das rotationssymmetrische Werkstück eine dem jeweils relativen bzw. bezogenen Werkstückdurchmesser angepasste Korrektur der Werkzeugteilung.
Der Wert der Teilung läuft in der Einlaufzone von p_A auf die Teilung in der Kalibrierzone p_E zu. Hieraus lässt sich die Differenz in der Teilung gemäß der Formel 3 berechnen: Δp = pA – pE
Der so errechnete Wert für Δ_P wird durch die Anzahl der Zähne in der Einlaufzone geteilt, woraus sich der Wert der Teilungskorrektur von Zahn zu Zahn ermitteln läßt. Die Teilungskorrektur ist von Zahn zu Zahn, sowie zwischen einer frei festlegbaren Zähnezahl möglich, je nach Zähnezahl der zu walzenden Verzahnung (Teilungssprung). Somit ist es möglich, für die Anzahl der zu walzenden Zähne, also der in dem fertigen Walz körper ausgebildeten Zähne, eine jeweils gleiche Anzahl von identischen Zähnen nacheinander in der Einlaufzone auszubilden und dann eine gleiche Anzahl von um einen Korrekturwert veränderten Zähne sich daran anschließen zu lassen. In diesem Fall umläuft das rotationssymmetrische Werkstück für jeden seiner zukünftigen Zähne, also eine volle Umdrehung lang, eine erste Sorte von Walzzähnen in der Anlaufzone, um sodann eine weitere volle Umdrehung über eine zweite Sorte von Zähnen zu laufen, und so fort.
Alternativ hierzu ist es auch möglich, in der Einlaufzone nicht mehrere Reihen gleicher Zähne hintereinander auszubilden, sondern jeden einzelnen Zahn sich von dem vorangehenden Zahn entsprechend der in 3 dargestellten und mit 7 bezeichneten Abschrägungslinie auszubilden. Gemäß dem folgenden Formelwerk ist eine Berechnung der Länge der Umformstrecke der Teilung an jedem beliebigen Umformschritt u sowie eine Berechnung der Eindringtiefe e an jedem einzelnen Umformschritt möglich.
Aus der folgenden Formel ergibt sich die Länge l der Einlaufzone mit einer festlegbaren Anzahl von Zähnen je Umformschritt u und einer sich daraus ergebenden Anzahl von Umformschritten:
Hierbei bedeutet l die Länge der Umformstrecke, r die Anzahl der Zähne je Umformschritt, s Anzahl der Umformschritte, π wiederum die Kreiszahl, z die Zähnezahl des Walzwerkzeuges, d_v der Vordrehdurchmesser des rotationssymmetrischen Werkstückrohlings, d₀ wiederum der Teilkreisdurchmesser des fertigen Walzteiles und u die Nummer des jeweiligen Umformschrittes.
Im weiteren lässt sich der jeweilige Bezugsdurchmesser in einem Umformschritt u berechnen: du = dv –us ·(dv – d0)
Hierbei bedeutet u die Nummer des jeweiligen Umforschrittes, s die Anzahl der Umformschritte, d_v wiederum der Vordrehdurchmesser des rotationssymmetrischen Werk stückrohlings und d₀ wiederum der Teilkreisdurchmesser des fertigen Zahnrades bzw. Walzkörpers.
Schließlich ergibt sich die Zahnteilung p_u im Umformschritt u aus folgender Formel:
Hierbei bedeutet d_u Bezugsdurchmesser im Umformschritt u, π wiederum die Kreiszahl, z die Zähnezahl des Walzwerkzeuges, d_v der Vordrehdurchmesser des rotationssymmetrischen Werkstückrohlings, u die Nummer des Umformschrittes, s die Anzahl der Umformschritte insgesamt und d₀ wiederum der Teilkreisdurchmesser des fertigen Zahnrades.
Die Eindringtiefe des Fußkreises e_F, die Eindringtiefe des Teilkreises, e₀ und die Eindringtiefe e_0,u am Teilkreisdurchmessers des Umformschrittes u lassen sich nach den drei folgenden Formeln berechnen: eF = 12 ·(dv – dF) e0 = 12 ·(dv – d0) e0,u = 12 ·(dv – du)
Hierbei ist d_v wiederum der Vordrehdurchmesser des Rohlings, d₀ der Teilkreisdurchmesser des fertigen Werkstückes und d_F der Fußkreisdurchmesser des fertigen Werkstückes.
Darüber hinaus erfolgt bei dem vorliegenden Werkzeug und dessen Auslegung ein Zurücksetzen der Zahnprofile 4 der Anwälzzone um einen definierten Schrägungswinkel, um, wie bereits dargestellt, mit den Zahnköpfen an Stelle wie im Stand der Technik mit den zu breiten Zahnstümpfen, vorzuformen.
Der Unterschied zwischen einer Anwalz- bzw. Einlaufzone und einer solchen des Standes der Technik ist in den 4a und 4b vergleichsweise schematisch dargestellt.
Selbstverständlich ist die anhand eines Flachbackenverfahrens, beispielsweise Ausgestaltung eines Walzwerkzeuges, dessen Auslegung und die Durchführung des Querwalzens mit einem derartig ausgelegten Werkzeug nicht auf das Flachbeckenverfahren begrenzt.
Durch eine geringfügige Anpassung der Formeln ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Auslegung eines Querwalzwerkzeuges auch auf Walzwerkzeuge zu übertragen, wie sie in den anderen gängigen Querwalzverfahren eingesetzt werden. Insbesondere ist die Übertragung auf konkave, konvexe oder im wesentlichen runde Werkzeuge, wie sie im Ein- oder Mehrwalzenverfahren Verwendung finden, jederzeit möglich. So kann beispielsweise auf die Mantelseite einer runden Walze eine Walzkontur aufgebracht werden, die aus einer Einlaufzone und einer Kalibrierzone bzw. einer Einlaufzone, einer Kalibrierzone und einer zahnfreien Übergangszone besteht.
Hierbei wird mit jeder Werkzeugumdrehung ein Werkstück fertig gewalzt.
Es ergibt sich dabei eine langsame Zunahme des Durchmessers des Werkzeugmantels in dem Sektor, in dem die Einlaufzone angeordnet ist, vom ersten (niedrigsten) Anwalzzahn bis hin zum Ende der Anwalzzone, dem Übergang in die Kalibrierzone hinein, wobei alle Zähne in der Kalibrierzone den gleichen Außendurchmesser und Grundaufbau aufweisen. Danach wird in einer bevorzugten Ausführungsform, der sogenannten Auslaufzone angeordnet, in der niedrigere Zähne eine Entspannung der Umformkräfte bewirken.
Bei zwei konkaven Werkzeugen erfolgt die Auslegung der Einlauf- und der Kalibrierzone entsprechend wie beim Flachbackenverfahren beschrieben. An Stelle der Länge der Einlaufzone und der anderen Strecken werden zur Berechnung Sektorabschnitte eines Kreisbogens herangezogen. Somit ist das Verfahren zur Auslegung eines Querwalzwerkzeuges auch für gekrümmte Oberflächen entsprechend einsetzbar. Es lässt sich dadurch im vorhinein bestimmen, wie das Walzwerkzeug in optimaler Ausgestaltung gefertigt werden muss, ohne dass kostspielige und zeitaufwendige Werkzeugkorrekturen oder Einlauf- und Versuchsphasen hingenommen werden müssen.
Es wird ein homogener mathematisch und umformtechnisch exakter Abwälzprozess zwischen Werkzeug und Werkstück hinsichtlich der Teilungsauslegung zu jedem Zeitpunkt des Abwälzvorganges durchgeführt, wodurch die Werkstofffließbedingungen erheblich verbessert werden, was zu einer Erhöhung der Walzteilqualität hinsichtlich Flankenformgenauigkeit, Teilungsgenauigkeit und Symmetrie der Verzahnung führt. Indem das Verfahren zur Auslegung eines Walzwerkzeuges für jede Zahnform und Größe universell einsetzbar ist, ist eine Rationalisierung der Walzwerkstückfertigung im großen Umfang möglich.
Indem die nach dem vorliegenden Verfahren gefertigten Werkstücke während des Walzvorganges geringer beansprucht werden und die Werkstofffließbedingungen weitgehend verbessert werden, sind nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigte Werktücke genauer, langlebiger und höher belastbar.

Claims

Werkzeug zum Querwalzen von Verzahnungen, insbesondere zur Herstellung von Zahnrädern, mit – einer Anwalzzone, die eine Anzahl von Anwalzzähnen umfasst, und – einer Kalibrierzone, die eine Anzahl von Kalibrierzähnen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zahnteilung zwischen einzelnen Zähnen (4) oder Zahngruppen zumindest in der Anwalzzone (2) verschieden ist, und daß die Anwalzzone (2) und die Kalibrierzone (3) direkt aneinander angrenzen, wobei der letzte Zahn der Anwalzzone (2) direkt an der Grenze zur Kalibrierzone (3) ausgebildet ist.
Werkzeug zum Querwalzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnteilung (P_u) der Anwalzzähne (4) oder von Gruppen von Anwalzzähnen (4) zur Kalibrierzone (3) hin abnimmt.
Werkzeug zum Querwalzen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnteilung (P_u) von Zähnen (4) oder Zahngruppen in der Anwalzzone (2) verschieden und auf die jeweilige Eindringtiefe der Anwalzzähne (4) in ein mit der Verzahnung zu versehendes Werkstück (10) abgestimmt ist.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnteilung (P_u) zwischen einzelnen Zähnen (4, 6) oder Zahngruppen nur in der Anwalzzone (2) verschieden ist.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, das die Zahnteilung (P_u) in der Anwalzzone (2) zahn- oder zahngruppenweise verschieden und daß die Zahnteilung (P_E) in der Kalibrierzone (3) konstant ist.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Kalibrierzone (3) alle Zähne (6) identisch mit gleicher Zahnhöhe (h_K) und gleicher Zahnteilung (P_E) ausgebildet sind.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (4) der Anwalzzone (3) ein Zahnprofil aufweisen, das einem in seiner Zahnhöhe (h_A) gestaucht geformten Zahnprofil (5) eines Zahnes (6) der Kalibrierzone (3) entspricht.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Auslaufzone, die zur Entspannung verfahrensspezifischer Umformkräfte nach der Kalibrierzone (4) vorgesehen ist.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnteilung (P_u) innerhalb einer Zahngruppe in der Anwalzzone (2) konstant ist, und daß zwischen Zahngruppen innerhalb der Anwalzzone (2) ein Teilungssprung ausgebildet ist.
Werkzeug zum Querwalzen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilungssprung zwischen Zahngruppen der Anwalzzone (2) zur Kalibrierzone (3) hin abnimmt.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anwalzzone (2) eine erste Zahngruppe mit einer ersten Zahnteilung und zumindest eine weitere Zahngruppe mit einer zweiten Zahnteilung, die von der Zahnteilung der ersten Zahngruppe verschieden ist, aufweist, die Zähnezahl innerhalb jeder Zahngruppe der auf einem Werkstück (10) zu erzeugenden Zähnezahl entspricht, und während einer Umdrehung des rotations symmetrischen Werkstückes (10) jeweils eine Zahngruppe mit diesem in Eingriff ist.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zahnteilung (P_u) in der Anwalzzone (2) in Abhängigkeit von einem Vordrehdurchmesser (d_v) eines Werkstückes (10), auf das die Verzahnung aufgewalzt werden soll, und eine Zahnteilung (P_E) der Kalibrierzone (4) in Abhängigkeit von einem Teilkreisdurchmesser (d₀) des fertig ausgebildeten Walzteiles festgelegt ist.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwalzzähne (4) vollständig ausgebildete Zahnköpfe aufweisen und die so gebildeten Zahnprofile der Anwalzzone (2) um einen definierten Schrägungswinkel zurückgesetzt sind und die Zahnhöhe (h_A) von einem Anfang der Anwalzzone (2) in Richtung auf die Kalibrierzone (4) hin zunimmt.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zahnteilung (P_u) zwischen einzelnen Zähnen (4) oder Zahngruppen im Bereich der Anwalzzone (2), ausgehend von einer Anwalzteilung (P_A) am Beginn der Anwalzzone mit
zu einer Kalibrierteilung (P_E) in der Kalibrierzone (3) mit
verschieden ist, wobei d_v Vordrehdurchmesser des Werkstückrohlings d₀ Teilkreisdurchmesser des fertig ausgebildeten Walzteiles π Kreiszahl Z Zähnezahl des Walzteiles bedeutet.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zahnteilung (P_u) in der Anwalzzone (2) größer ist als die Zahnteilung (P_E) in der Kalibrierzone (3).
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierzähne (6) eine konstante Zahnhöhe (h_K) aufweisen.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnhöhe (h_A) der Anwalzzähne (4) zur Kalibrierzone (3) hin zunimmt.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zahnteilung (P_u) zwischen zwei Anwalzzähnen (4) nach folgender Gleichung bestimmbar ist:
wobei p_u Zahnteilung zwischen zwei Anwalzzähnen, d_v Vordrehdurchmesser des Werkstücks, π Kreiszahl, d₀ Teilkreisdurchmesser des fertig ausgebildeten Walzteiles, s Anzahl der Umformschritte, z Zähnezahl des Walzwerkzeuges in der Anwalzzone, und u Nummer des jeweiligen Umformschrittes bedeutet.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnhöhe (h_u,i) eines Anwalzzahnes (4) nach folgender Gleichung bestimmbar ist:
wobei h_u,i Zahnhöhe eines Zahnes der Anwalzzone h_u Zahnhöhe des letzen Zahnes der Anwalzzone z Anzahl der Zähne der Anwalzzone, i Nummer des Zahnes in der Anwalzzone, und u Nummer des jeweiligen Umformschrittes bedeutet.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (l) der Anwalzzone (2) nach folgender Gleichung bestimmbar ist:
wobei r Anzahl der Zähne je Umformschritt, π Kreiszahl, s Anzahl der Umformschritte, z Zähnezahl des Walzwerkzeuges in der Anwalzzone, d_v Vordrehdurchmesser des Werkstückrohlings, und d₀ Teilkreisdurchmesser des fertig ausgebildeten Walzteiles bedeutet.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwalz- und Kalibrierzähne (4, 6) auf einem Sektor der Innenseite eines konkaven Werkzeuges ausgebildet sind.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwalz- und Kalibrierzähne (4, 6) auf einem Sektor der Außenseite eines konvexen Werkzeuges ausgebildet sind.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwalz- und Kalibrierzähne (4, 6) auf einen Abschnitt eines geraden Werkzeuges (1) ausgebildet sind.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Zahnteilung p_u in der Anwalzzone (2) von der jeweiligen Eindringtiefe der Anwalzzähne (4) abhängt.
Werkzeug zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwalzzähne (4) vollständig ausgebildete Zahnköpfe aufweisen.
Verfahren zum Querwalzen von Verzahnungen, insbesondere zur Herstellung von Zahnrädern, wobei die Verzahnung zunächst mit Anwalzzähnen eines Walzwerkzeuges vorgewalzt und anschließend mit Kalibrierzähnen fertig gewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwalzen in der Anwalzzone (2) mit Zähnen (4) oder Zahngruppen in verschiedener Zahnteilung (P_u) erfolgt, ausgehend von einer Anwalzteilung (p_A) in Abhängigkeit von einem Vordrehdurchmesser (d_v) eines Werkstückes, während das Kalibrierwalzen mit konstanter Zahnteilung (p_E) erfolgt, die in Abhängigkeit vom Teilkreisdurchmesser (d₀) an der fertig gewalzten Verzahnung des Walzteiles bestimmt wird.
Verfahren zum Querwalzen nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwalzen mit einer Anwalzteilung (P_A)
beginnt und das Kalibrierwalzen mit einer Kalibrierteilung P_E
erfolgt, wobei d_v Vordrehdurchmesser des Werkstückrohlings d₀ Teilkreisdurchmesser des fertig ausgebildeten Walzteiles π Kreiszahl Z Zähnezahl des Walzteiles bedeutet.
Verfahren zum Querwalzen nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass während des Vorwalzens mit zunehmender Eindringtiefe (e) der Anwalzzähne in das Walzteil die Zahnteilung der Anwalzzähne geringer wird.
Verfahren zum Querwalzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwalzen mit einer ersten und einer zweiten Gruppe von Anwalzzähnen (4) erfolgt, wobei innerhalb jeder Zahngruppe die Zahnteilung (P_u) konstant, zwischen den Zahngruppen jedoch verschieden ist und vorzugsweise mit jeder Zahngruppe alle Zähne des Walzteiles aufgewalzt werden.
Verfahren zum Querwalzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass für die Anwalzzähne (4) eine Eindringtiefe (e_F) am Fußkreisdurchmesser (d_F) eine Eindringtiefe (e₀) am Teilkreisdurchmesser (d₀) und eine Eindringtiefe (e_0,u) am Teilkreisdurchmesser des Umformschrittes u nach den folgenden Formeln bestimmt wird: eF = 12 ·(dv – dF) e0 = 12 ·(dv – d0) e0,u = 12 ·(dv – du),wobei d_v Vordrehdurchmesser des Werkstückrohlings, d_F Fußkreisdurchmesser des fertig ausgebildeten Walzteiles, d₀ Teilkreisdurchmesser des fertig ausgebildeten Walzteiles, und d_u Bezugsdurchmesser im Umformschritt u bedeutet.
Verfahren zum Querwalzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Querwalzen mit einem Werkzeug erfolgt, das eine Anwalzzone (2) und eine sich direkt daran angrenzende Kalibrierzone (3) aufweist, wobei der letzte Zahn (4) der Anwalzzone (2) direkt an der Grenze zur Kalibrierzone (3) ausgebildet ist.
Verfahren zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 26 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnteilung (P_u) zwischen zwei Anwalzzähnen (4) nach folgender Gleichung bestimmbar ist:
wobei p_u Zahnteilung zwischen zwei Anwalzzähnen, d_v Vordrehdurchmesser des Werkstückrohlings, d₀ Teilkreisdurchmesser des fertig ausgebildeten Walzteiles, s Anzahl der Umformschritte, und z Zähnezahl des Walzwerkzeuges in der Anwalzzone, und u Nummer des jeweiligen Umformschrittes bedeutet.
Verfahren zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 26 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnhöhe (h_u,i) eines Anwalzzahnes nach folgender Gleichung bestimmt wird:
wobei h_u,i Zahnhöhe eines Zahnes der Anwalzzone, h_u Zahnhöhe des letzen Zahnes der Anwalzzone, z Anzahl der Zähne der Anwalzzone, i Nummer des Zahnes in der Anwalzzone, und u Nummer des jeweiligen Umformschrittes bedeutet.
Verfahren zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (l) der Anwalzzone nach folgender Gleichung bestimmt wird:
wobei r Anzahl der Zähne je Umformschritt, π Kreiszahl, s Anzahl der Umformschritte, z Zähnezahl des Walzwerkzeuges in der Anwalzzone, d_v Vordrehdurchmesser des Werkstückrohlings, und d₀ Teilkreisdurchmesser des fertig ausgebildeten Walzteiles bedeutet.
Verfahren zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 26 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Querwalzen mittels mehrerer Werkzeuge (1) erfolgt, zwischen denen das Werkstück (10) angeordnet ist.
Verfahren zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 26 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Querwalzen mittels zumindest eines Werkzeuges (1) erfolgt, bei dem die Anwalz- und Kalibrierzähne (4, 6) auf einem Sektor der Innenseite eines konkaven Werkzeuges ausgebildet sind.
Verfahren zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 26 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwalz- und Kalibrierzähne (4, 6) auf einem Sektor der Außenseite eines konvexen Werkzeuges ausgebildet sind.
Verfahren zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 26 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwalz- und Kalibrierzähne (4, 6) auf einen Abschnitt eines geraden Werkzeuges (1) ausgebildet sind.
Verfahren zum Querwalzen nach einem der Ansprüche 26 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwalzen mittels Anwalzzähnen (4) erfolgt, die vollständig ausgebildete Zahnköpfe aufweisen.
Verfahren zum Querwalzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 26 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilungsdifferenz (Δp) zwischen der Zahnteilung (P_A) am Beginn der Anwalzzone (2) und der Zahnteilung (p_E) in der Kalibrierzone (3) geteilt durch eine Zähnezahl (z) des Walzwerkzeuges eine mittlere Teilungskorrektur ergibt, die kontinuierlich oder in Gruppen auf die Zähne (4) der An walzzone (2) des Walzwerkzeuges aufgeteilt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Walzwerkzeuges zum Querwalzen von Verzahnungen, das zumindest eine Anwalzzone (2) und eine Kalibrierzone (3) aufweist, mit den Schritten des Festlegens einer Anwalzteilung (P_A) am Beginn der Anwalzzone (2) mit:
– Festlegen der Anzahl z der Anwalzzähne (4) in der Anwalzzone (2), – Ermitteln der durchschnittlichen Zahnteilungsdifferenz zwischen dem Beginn der Anwalzzone (2) und der Kalibrierzone (3), wobei die Zahnteilung (P_E) in der Kalibrierzone (3) in Abhängigkeit von einem Teilkreisdurchmesser (d₀) des fertigen Walzteiles (10) festgelegt wird zu
– und Ausbildung der Anwalzzone (2) mit Anwalzzähnen (4) mit von Zahn zu Zahn oder von Zahngruppe zu Zahngruppe verschiedener Zahnteilung (P_u), wobei der letzte Zahn der Anwalzzone (2) direkt an der Grenze zur Kalibrierzone (3) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass alle Anwalzzähne (4) in der Anwalzzone (2) voll ausgebildete Zahnköpfe aufweisen, und ein Zurücksetzen der Zahnprofile der Anwalzzähne (4) in der Anwalzzone (2) um einen definierten Schrägungswinkel erfolgt.
Verfahren zur Herstellung eines Walzwerkzeuges nach einem der vorhergehenden Ansprüche 41 oder 42, mit folgenden Schritten: a) Bestimmen des Vordrehdurchmessers (d_v) des zu walzenden Werkstückes (10), b) Festlegen der Anzahl z der Zähne in der Anwalzzone (2), c) Berechnen der jeweiligen Zahnteilung (P_u) in der Anwalzzone (2) als Funktion des Vordrehdurchmessers (d_v), des Teilkreisdurchmessers (d₀) und der Anzahl (z) der Anwalzzähne, wobei die Berechnung der jeweiligen Zahnteilung (P_u) in der Anwalzzone (2) nach der folgenden Formel erfolgt:
wobei π Kreiszahl, p_u Zahnteilung zwischen zwei Anwalzzähnen, d_v Vordrehdurchmesser des Werkstückrohlings, d₀ Teilkreisdurchmesser des fertig ausgebildeten Walzteiles, s Anzahl der Umformschritte, z Zähnezahl des Walzwerkzeuges in der Anwalzzone, und u Nummer des jeweiligen Umformschrittes bedeutet.
Verfahren zur Herstellung eines Walzwerkzeuges nach einem der vorhergehenden Ansprüche 41 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anwalzteilung (P_A) am Beginn der Anwalzzone (2) berechnet wird mit
während eine Zahnteilung (P_E) in der Kalibrierzone (3) berechnet wird
wobei p_A Zahnteilung des Walzwerkzeuges am Beginn der Anwalzzone, p_E Zahnteilung des Walzwerkzeuges in der Kalibrierzone, Z Zähnezahl des Walzteiles, π Kreiszahl, d_v Vordrehdurchmesser des Werkstückrohteiles, und d₀ Teilkreisdurchmesser des fertigen Walzteiles bedeutet.
Verfahren zur Auslegung eines Werkzeuges nach einem der Ansprüche 41 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin den Schritt der Berechnung der Länge (l) der Anwalzzone (2) enthält, die nach folgender Formel erfolgt:
wobei π Kreiszahl, r Anzahl der Zähne je Umformschritt, s Anzahl der Umformschritte, z Zähnezahl des Walzwerkzeuges in der Anwalzzone, d_v Vordrehdurchmesser des Werkstückrohlings, und d₀ Teilkreisdurchmesser des fertigen ausgebildeten Walzteiles bedeutet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 41 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin den Schritt der Berechnung der Eindringtiefe (e_0,u) jedes Anwalzzahnes (4) enthält, die nach folgender Formel erfolgt: e0,u = 12 ·(dv – du),wobei e_0,u Eindringtiefe am Teilkreisdurchmesser des Umformschrittes u, d_v Vordrehdurchmesser des Werkstückrohlings, und d_u Bezugsdurchmesser im Umformschritt u bedeutet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 41 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zurücksetzen der vollständig ausgebildeten Zahnprofile (4) in der Anwalzzone um einen vordefinierten Schrägungswinkel erfolgt.