在行星式辊子挤出机处的内切齿的侵蚀的制作方法

本发明涉及用于在带有中央主轴、行星主轴和在内部有切齿的壳体的行星式辊子挤出机（Planetwalzenextrudern）的壳体处制造内切齿（Innenverzahnung）的方法和装置，其中，行星主轴不仅与中央主轴而且与内切齿啮合并且围绕中央主轴环绕。在此中央主轴被驱动，而壳体静止。

背景技术：

过去使得行星式辊子挤出机壳体直接进行切齿。如今行星式辊子挤出机壳体设有衬套，所述衬套在内部进行切齿。

过去通过铣削或起涡流和磨削或所谓的拉延（Ziehen）来进行制造内切齿。根据对齿的表面性质的要求，磨削被视为不可放弃的。利用DE 3839621 A1来指出制造的重要的改善。

所有的制造商在过去利用相同的方法。所有的挤出机运营商使用相同制造的切齿。因此在所有的竞争者或制造商和运营商中存在相同的竞争地位并且不存在关于改变制造过程的竞争压力。

如今用于内切齿的是火花侵蚀（Funkenerodieren）。

火花侵蚀（EDM）是热的、除去性的制造方法。所述方法使用在能导电的材料中。在此将工件置于电流/电压下并且将电极沿着在该处应该发生变形的地点引导。在所述面处形成火花，所述火花飞到被引导的电极。根据电流的强度或电压的高度，使得火花飞行更强或不那么强。由于火花而在被加工的表面处形成侵蚀部、材料除去部。有利地这种材料除去部能够相当准确地被控制。这还包括挤出机壳体的内切齿的极其困难地伸延的齿腹或用于挤出机壳体的衬套的内切齿。

借助于火花侵蚀机构进行切齿的制造由于各种公开内容本身已知。

详细地EP 0077097 A示出用于在齿轮处的端切齿的装置或者说该印刷文件不包含针对内切齿的提示。

DE 3618435 A1示出借助于火花侵蚀方法的小齿轮制造（Ritzelherstellung）。在此所述火花侵蚀仅仅用于制造外切齿。

源于Betrieb 124（1991）、第5期、379-383页的电热的除去的DE-Z发展仅仅相当一般地阐述火花侵蚀的使用领域，而没有研究切齿的制造的可行性。

DE 3527282 A1示出借助于火花侵蚀的锥齿轮的制造。产生配对件，其虽然称为镜像的塑造，但是具有不寻常地与传动机构异样的形状，也就是说不存在于与期望的锥齿轮的传动连接中。

另外的公开内容在DE102012008169、DE102007058174、DE19812889、DE19807089、DE10356423、DE10354172、DE4436803中找到。这些公开内容示出借助于火花侵蚀来制造在壳体或壳体衬套处的内切齿，其中，使用如下电极，即其切齿在考虑在挤出机壳体或壳体衬套与电极之间的必要的间距的情况下仿制内切齿。

所使用的电极能够为了制造期望的齿腹形状而进行数字控制。在此如下电极是适宜的，即其不仅通过沿着X轴线和Y轴线的运动能够被引导到每个期望的点，而且通过围绕Z轴线的旋转能够实施如行星主轴那样的运动。

为了执行该方法，可选地还为了制造主轴，使用如下装置，即其具有至少一个竖直能够运动的以及能够旋转的工具滑块用于处于竖直的挤出机壳体或壳体衬套。如果借此应该加工所有的存在的长度的挤出机壳体和挤出机衬套，则这引起装置的巨大的结构高度，因为电极必须直到所述电极的端部为止地侵入到壳体和衬套中并且还又必须从壳体中拉出来。根据壳体和衬套的待加工的件数能够确定还用于处于受限的长度范围之内的壳体和衬套的装置。用于装置的较大的结构高度至少3m、然而通常4和6m是有利的。

此外优选地将电极用于根据本发明的经切齿的工件（挤出机壳体或壳体衬套）的制造，所述电极大约具有与与工件啮合的配对件（行星主轴、还称为行星式辊子主轴）相同的横截面。对于制造行星式辊子挤出机的内切齿的壳体，这开启令人惊讶的节约。在这种应用情况中例如由石墨或其它的电极（侵蚀）原料来铣削一定的长度的行星式辊子主轴。这以与在铣削真实的行星式辊子主轴的情况下相同的方式地并且利用相同的铣床地，然而在考虑在待加工的工件与电极之间的对于侵蚀过程而言必要的间隙的情况下来发生。在此能够将所有的相关的切齿、同样45度渐开切齿还左或右旋地来制造。

电极主轴的优选的长度为直到200mm。该长度能够无关于之后使用的行星式辊子主轴的实际上的长度。所述长度能够明显较短。电极主轴那么能够利用相应的控制器如实际上的行星式辊子主轴那样沿着壳体内面运动，其中，产生在壳体面/衬套面处到电极主轴的侵蚀性的火花逾越（Funkenübertritte）。通过电极主轴的重复的沿着引导在壳体外周中在所述壳体外周的内侧处产生电极主轴的与工件成间距地运动的齿的变得越来越深的塑造。

在电极与工件表面之间的间隙能够为0.004至0.5mm。

侵蚀取决于强度。对于强度决定性的是尤其电压、频率、持续时间、长度、间隙宽度和放电的极性。通过这些参数中的每个能够影响侵蚀过程。间隙宽度由于电极的磨损而变化。随着间隙宽度增加必须提高电压，以便实现相同的侵蚀性能。处理需求能够在电流消耗方面容易看出。

尤其已知为电极材料的是：铜、黄铜、石墨、硬金属和铜合金。

在加工工件时至少于在工件与电极之间的间隙中设置有电介质。优选地工件处在带有电介质的浴池中。电介质能够例如为不导电的油或去电离的水。

侵蚀过程能够转用到与对于行星式辊子挤出机常用的内切齿不同的内切齿上。对于行星式辊子挤出机，侵蚀引起极其成本节约。

已知的公开内容描述如下方法，即在其中将在横截面中仿制行星主轴的电极定位在壳体衬套中或在壳体中并且接下来如真实的行星主轴那样在除去材料表面的情况下只要在衬套的内面处或在壳体的内面处在维持对于火花形成必要的间距的情况下滚动，直到在内面处产生期望的切齿。

技术实现要素：

本发明的任务是，改善侵蚀过程。这利用主权利要求的特征来实现。从属权利要求描述优选的实施例。

根据本发明将电极于在电极驶入到壳体中或到壳体衬套中的情况下前边的端部（电极头部）处设有倾斜部和/或圆部。

还有利的是，将电介质连续或以间隔地移走并且由新鲜的电介质代替，其中，移走优选地在电极之下和/或在工件（挤出机壳体或挤出机衬套）之下进行。

新鲜的电介质为根据本发明清洁的和/或冷却的电介质。电介质的清洁对于电介质的质量是有利的。

利用电介质的冷却来促进材料的掉出，所述材料从工件表面中在侵蚀时被除去。

所有这些优点还能够单个地使用。它们互补成特别高性能的方法。

优选地设置有圆部和倾斜部的组合。在此将圆部和倾斜部还进一步优选地匹配挤出机的结构尺寸和切齿模块。

为了表示结构尺寸，在当前的情况中考虑挤出机壳体的内切齿的分度圆直径。结构尺寸50表示挤出机壳体，其内切齿具有50mm的分度圆直径；属于结构尺寸150的是150mm的分度圆直径；属于结构尺寸350的是350mm的分度圆直径；属于结构尺寸500的是500mm的分度圆直径等等。

取决于结构尺寸获得下列优选的用于圆部的半径：

。

如果圆部和/或倾斜部在切齿的齿根之上（在齿顶部与齿根之间）开始或在齿根处开始，则所述圆部和/或倾斜部已经示出作用。优选地圆部甚至在齿根之下开始。也就是说，在圆部处的最小的电极直径小于在切齿的齿根处的电极的直径。如果仅仅一个倾斜部设置在电极头部处，那么这相应适用。这相应还适用于由在电极头部处的圆部和倾斜部构成的组合。

圆部和/或倾斜部在电极外周处延伸得越远，能够越快实现有利的侵蚀性能。优选地圆部和/或倾斜部对于小的结构尺寸至少8mm地并且对于大的结构尺寸至少30mm地从电极头部的端面开始沿着电极外周延伸。

圆部和/或倾斜部在电极外周处延伸得越远，电极必须越远地行驶穿过待加工的电极壳体或穿过待加工的衬套，以便引起均匀的切齿。

优选地圆部和/或倾斜部对于小的结构尺寸最高15mm地并且对于大的结构尺寸最高60mm地从电极头部的端面开始沿着电极外周延伸。

对于圆部和倾斜部，优选地以电极头部的端面出发，首先设置圆部并且接着设置倾斜部。从圆部设置有到倾斜部的平缓的过渡。

倾斜部以及圆部允许，电极到壳体衬套中或到壳体中的行驶立刻理想地用于侵蚀。此外减少电极的磨损。

如果电极沿其Z轴线（纵向轴线）的方向相对于壳体或所述壳体的衬套来运动到侵蚀位置中，则产生比没有倾斜部和没有圆部大的侵蚀面。利用较大的侵蚀面即使在每单位面积保持相同的电压和其它的框架条件（Rahmenbedingungen）的情况下也获得总体上较大的除去性能/侵蚀性能。

如在上面描述的那样，能够使得电极在考虑在工件与电极之间的必要的间隙的情况下仿制行星式辊子主轴。那么电极如行星式辊子主轴那样在侵蚀过程时在壳体的内面上或在壳体衬套的内面上滚动。

但优选地使得电极在考虑在工件与电极之间的必要的间隙的情况下仿制壳体的内切齿或衬套的内切齿。电极此后类似于螺纹刀具，所述螺纹刀具在侵蚀时将螺纹切割到壳体开口中或到壳体衬套的空心空间中。

有利地能够将壳体的或壳体衬套的内切齿以电极的一个或多个纵向运动/升程运动来制造。在以唯一的升程运动制造内切齿的情况下使得电极在电极头部处设有长的倾斜部和/或圆部，从而切齿通过推进地加深齿隙在一个运动或一个升程中来完成。

对于在多个步骤中制造切齿，能够使用多个电极，例如利用一个电极用于粗加工（Schruppen，粗略加工）且另一电极用于接下来的精加工（Schlichten，精整加工）。但同样，各个的加工能够逐步进行。由此能够将粗加工（粗略加工）在多个步骤中，还在使用多个盘形的电极的情况下进行。在此能够有利的是，在第一步骤中使用磨损的盘形的电极或带有较小的外直径的电极，以便在壳体内面或衬套内面处引起初步的加深以用于齿形成。接着能够在另一步骤中或在多个另外的步骤中使得对于齿形成必要的加深在工件表面中得到完整。

盘形的电极在上面描述的侵蚀中是有利的，在其中电极在考虑与壳体的内面或与衬套的内面的必要的间距的情况下包含壳体的或壳体衬套的内切齿的塑造。盘形的电极优选地具有30mm至120mm的厚度。30mm的厚度属于小的结构尺寸；120mm的厚度属于大的结构尺寸。对于小的结构尺寸，小的厚度的盘形的电极仍具有足够的强度。对于较大的结构尺寸，考虑较大的厚度。

对于上面的盘形的电极足够的是，将电极利用杆/引导杆保持于在挤出机壳体的侧向上或在衬套的侧向上平行于衬套中部能够移动的滑块处。通过滑块的运动能够使得电极沉入到挤出机壳体或衬套中并且从壳体或衬套中行驶出来。通过引导杆的旋转能够使得电极同时促成如下运动，即所述运动是必要的，以便产生带有齿的期望的斜倾的切齿。

对于使用以上面描述的、根据行星式辊子主轴的类型的形式运动的电极，为了调整在壳体的内面或衬套的内面与电极之间的间距存在各种可行性。

可行的是，能够旋转的引导杆的支承部同时支承在偏心的、能够旋转的支承外壳中。引导杆保持电极。通过承载能够旋转运动的引导杆及其滑块的支承部的旋转，杆与挤出机壳体的内壁或与用于挤出机壳体的衬套的内壁的间距能够进行变化。这能够被利用，以便将电极越来越远地相对于壳体的内壁或相对于衬套的内壁来调校并且加深齿隙，直到挤出机壳体的内面或衬套的内面示出期望的切齿。

代替用于间距变化的旋转还能够将直线的运动用于间距变化。那么将承载引导杆的滑块保持在直线引导（Geradführung）中。

优选地为了间距变化将属于侵蚀装置的盆/容器（所述盆/容器以电介质来填充并且容纳挤出机壳体或壳体衬套）能够旋转运动地支承。在此盆/容器旋转轴线与引导杆的旋转轴线具有间距。

盆/容器能够代替旋转运动还实施直线的运动。盆/容器那么保持在直线引导中。

所有的运动驱动器（不仅在如行星式辊子主轴那样运动的电极的情况中的、而且于在考虑必要的间隙/间距含有内切齿的塑造的电极的情况中的驱动器）优选地能够数字控制。

并且联接到共同的数据处理设备处，从而能够储存电极的并且所有的其它的运动的部件的每个位置并且每个一次占据的位置在离开该位置之后又能够被占据。此外能够将每个运动以编程方式引入到数据处理设备中。这还适用于电极的和所有的其它的运动的部件的每个必要的运动。

对于相对于壳体内壁或衬套内壁能够调校的盘形的电极（所述电极能够穿过壳体开口并且从壳体中又行驶出来或能够穿过衬套的开口并且又从衬套中行驶出来），有利的是，盘形的电极在两个端部处设有倾斜部和/或圆部。那么电极能够不仅在驶入之前相对于壳体的内壁或相对于衬套的内壁来调校，而且如果电极已从壳体或衬套中行驶出来，则在接下来的侵蚀过程之后容易地调控。那么电极的每个纵向运动能够用于工作行程。

对于应用如行星主轴那样在挤出机壳体中或在壳体衬套中运动的电极的情况而言能够有利的是，使得侵蚀过程受限于电极在挤出机壳体中或在壳体衬套中的环绕运动。对此较大的电极长度是适宜的，由此电极能够在较大的长度上在挤出机壳体中或在壳体衬套中产生火花。如果如行星主轴那样运动的电极具有等于或略微大于壳体长度或衬套的长度的长度，则产生电极的最大的作用长度。电极能够在定位在挤出机壳体中或在衬套中之后如行星主轴那样在壳体内面上或在衬套的内面上滚动。

优选地于在挤出机壳体或壳体衬套与电极之间的间隙中产生向下指向的液体流动。液体流动通过在侵蚀装置的盆/容器的下侧处的液体移走产生。这具有多个优点：一个优点是，被除去的材料能够向下从容器中移走。这允许利用一个或多个过滤器进行简单清洁电介质。

此外被移走的电介质能够被冷却并且引回到盆/容器中。被冷却的电介质的添加允许在侵蚀时从壳体或衬套除去的材料（所述材料由于在火花形成时的加热而液化）又冷却并且从电介质中掉出。

优选地新鲜的电介质的添加按照在装置的盆/容器中的浴池液位来调节。

对于电极更换有利的是，在电极与其引导杆之间设置有耦联件。耦联件允许电极与引导杆的快速的分开以及另一电极与引导杆的快速的连接。

优选地将带有电极的引导杆为了电极更换而从盆/容器中行驶出来，从而电极及其耦联件可良好接近。

在此有利的是电极更换器。

电极更换器能够为数字控制的机器人。

优选地设置为机器人的是带有若干在周缘处分布的、用于电极的空隙的桌。桌能够旋转运动并且能够移位，从而桌能够行驶到从盆/容器中行驶出来的电极之下并且待更换出来的电极能够容纳在合适的空隙中。此后操纵耦联件，从而电极与引导杆分离并且带有被分离的电极的桌能够旋转，直到期望的其它的电极定位在引导杆之下。随其后进行耦联件的重新操纵以及新的电极与引导杆的连接并且桌能够从引导杆的运动轨道中运动出来，由此侵蚀运行能够以新的电极来继续进行。

耦联件的操纵能够机械地和/或电地操纵。能够用作辅助器件的是操纵臂和类似物。同样，用于电极的运动的驱动器能够用于耦联/退耦。

优选地将耦联和退耦数字地控制。

这能够在使用数字能够控制的驱动器和驱动器与数据处理设备的共同的联网的情况下通过数据处理设备进行。

还进一步优选地使用能够利用引导杆操纵的耦联件。所述耦联件对压力做出反应，其中，在压力位置中进行耦联并且在另一压力位置中进行分离耦联件。耦联件对此构造为夹头，所述夹头在一个压力位置中扩张并且在另一个压力位置中又闭合。

在其他的实施例中设置有电或液压能够操纵的夹头并且耦联件的操纵通过共同的数据处理设备进行。

耦联件的一种非常有利的实施方案规定耦联件的至少两件式的实施方案。从这两个耦联件部件中一个部件固定地与电极连接。另一个部件固定地与引导杆连接。耦联在此在这两个、由钢制成的部件之间进行。夹头安坐在引导杆侧的部件中并且抓握电极侧的部件。在此电极侧的部件形成用于夹头的触碰面，从而还能够利用相对大的夹力来工作，而不必担忧触碰面的损伤。

还适宜的是，耦联件的这两个部件大面积地彼此支撑。这能够附加地利用以销钉和加深部将这两个部件抓握到彼此中来连接。

此外能够有利的是，将电极侧的耦联件部件利用夹头从后方抓握，因此理想地利用大面积的支撑。销钉和加深部的附加的抓握到彼此中防止夹头的翻转负荷并且此外提供一种安全性以防夹头相对于电极和/或相对于引导杆的不期望的相对运动。

更换过程的控制优选地还此外通过数据处理设备来进行，其中，由磨损决定的电极更换取决于电流消耗来引起。

附图说明

在附图中示出本发明的实施例。

具体实施方式

在图1至3中示出由石墨制成的盘形的电极12。外直径尺寸利用13表示，厚度尺寸利用16表示。电极12在边缘处设有渐开切齿。切齿的斜度由图2可见并且相对于中轴线在45度下伸延。属于切齿的是分度圆直径尺寸14和根圆直径尺寸15。

切齿的另外的细节在图4和5中示出。电极12在端面侧设有带有半径R的圆部20。圆部20在电极12的端面处略微地在齿根之下伸延出来。在圆部20的对置的侧处联接有倾斜体20。

在其他的实施例中盘形的电极的厚度为30至120mm。倾斜部和/或圆部在所述盘形的电极的外周处于在电极厚度的25%至50%之间的长度上延伸。较小的长度优选地适用于盘形的电极的较小的厚度，较大的长度适用于盘形的电极的较大的厚度。较小的厚度在该意义中为30mm至60mm并且较大的厚度在该意义中为大于60mm直到120mm的厚度。

在同时的倾斜部和圆部的情况下倾斜部优选地在比圆部大的长度上延伸。

只要在上面提到延伸，则这涉及沿中轴线的方向测量的长度。

图6示出电极30和引导杆39，它们通过耦联件彼此连接。

耦联件由部件31和33（其中部件31固定在电极30处并且部件33固定在引导杆39处）以及夹头32构成。

在实施引导例中设置有液压操纵的夹头32。对此在夹头32中设置有活塞/缸单元，利用所述活塞/缸单元使得夹头32的夹爪运动。所属的液压线路位于引导杆39之内。此外在这两个部件31和33之间设置有三个销钉。销钉31均匀地并且尽可能远地在周缘处分布地固定在部件31处并且接合到部件33的没有示出的开口中。

在实施例中如果电极应该从没有示出的电极更换器中取出，则发生与电极30的耦联。对此将电极30由电极更换器定位在引导杆39和部件31之下。引导杆39和部件31相应高地从带有待侵蚀的衬套的浴池中行驶出来。为了耦合，使得引导杆39和部件31向下行驶，直到这两个部件31和33彼此触碰。在此夹爪接合到部件33的开口中。此后使得夹爪液压地离开彼此行驶并且在部件33中锁止。销钉和开口同时引起抗旋转的布置。

为了更换电极30使得电极30利用引导杆39从用于侵蚀衬套的浴池中行驶出来，直到电极更换件能够行驶到浴池与电极30之间并且能够又容纳电极30。接下来使得电极30下降直到其又由电极更换件容纳。

通过夹头32的分离使得电极3用部件31释放。详细地将夹头32的夹爪行驶到一起，从而如果部件31利用引导杆来提升，则部件31和33彼此分离。

部件31的提升利用引导杆39及其驱动器进行。

电极更换器能够此后移动，直到初始的电极离开了引导杆的范围并且新的电极到达在该地方处。