特許 7460334 歯車ワークピースのトポロジカル創成研削方法、および歯車ワークピースのトポロジカル創成研削のための制御システムを備える研削機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-25

(45)【発行日】2024-04-02

(54)【発明の名称】歯車ワークピースのトポロジカル創成研削方法、および歯車ワークピースのトポロジカル創成研削のための制御システムを備える研削機械

(51)【国際特許分類】

   B23F 5/04 20060101AFI20240326BHJP

   B23F 23/00 20060101ALI20240326BHJP

   B24B 53/12 20060101ALI20240326BHJP

   B24B 53/053 20060101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

B23F5/04

B23F23/00

B24B53/12 Z

B24B53/053

【請求項の数】 10

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019111113

(22)【出願日】2019-06-14

(65)【公開番号】P2020032524

(43)【公開日】2020-03-05

【審査請求日】2022-05-26

(31)【優先権主張番号】10 2018 114 820.8

(32)【優先日】2018-06-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】504269327

【氏名又は名称】クリンゲルンベルク・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｋｌｉｎｇｅｌｎｂｅｒｇ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(72)【発明者】

【氏名】オラフ・フォーゲル

【審査官】山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１１２６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５３８２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０８２０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２００７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２７００２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０１８０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０７６４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／１８３０９４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２９０７３０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｆ １／００－２３／１２；

Ｂ２４Ｂ １／００－５７／０４；

Ｂ２４Ｃ １／００－１１／００；

Ｂ２４Ｄ ３／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トポロジー修整された研削ウォーム（２）により少なくとも２つの歯車ワークピース（１０）を連続的に創成研削するための方法であって、研削ウォーム（２）は、歯車ワークピース（１０）上でトポロジー修整された歯面（ＬＦ、ＲＦ）を研削するための修整されたウォーム領域（５）を備え、当該方法は、
ａ）第１の歯車ワークピース（１０．１）を供給するステップと、
ｂ）第１の歯車ワークピース（１０．１）と研削ウォーム（２）との間で相対運動を行うことによって、トポロジカル創成研削操作を実行するステップであって、
相対的送り運動（Ｓｅ１、Ｓｚ１）、
工具回転軸（Ｂ）に平行または斜めに生じる相対的軸送り（Ｓａ１）、および
相対的シフト運動
を備えるステップと、
ｃ）第２の歯車ワークピース（１０．２）を供給するステップと、
ｄ）第１の歯車ワークピース（１０．１）の研削操作と第２の歯車ワークピース（１０．２）の研削操作との間に、各研削操作が研削ウォーム（２）のトポロジー修整された領域における異なる領域で実行されるように、工具回転軸（Ｂ）に対して実質的に平行または斜めに延びる方向に、各歯車ワークピース（１０．１，１０．２）の位置に対する研削フォーム（２）の位置を変化させる相対的ジャンプ動作を実行するステップと、
ｅ）第２の歯車ワークピース（１０．２）に対してステップｂ）を繰り返すステップと、
を少なくとも備える、方法。

【請求項2】

相対的ジャンプ動作は、相対的シフト動作および相対的ねじり動作を備える、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

工具回転軸（Ｂ）に平行な相対変位が生じ、当該相対変位は、トポロジー修整されたねじ領域（５）の幅（ｂｍ）より短い経路長（ΔＳ）によって定義され、当該経路長（ΔＳ）は、好ましくは幅（ｂｍ）の１％未満である、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

パラメータ、好ましくは接触密度（ＥｇＤ）、は、準備方法段階で選択または予め決定され、相対的ジャンプ動作のジャンプ幅（ΔＳ）は、パラメータから、または接触密度（ＥｇＤ）から決定される、請求項１から３のいずれか１つに記載の方法。

【請求項5】

接触密度（ＥｇＤ）は、歯車ワークピースの創成研削のために決定される量である、または、
接触密度は、トポロジカル創成研削中に超えるべきでない集積最大量である、
請求項４に記載の方法。

【請求項6】

第１の歯車ワークピース（１０．１）は、第２の歯車ワークピース（１０．２）に対する繰り返しステップｂ）に先行して実行される相対的ジャンプ動作に起因して、第２の歯車ワークピース（１０．２）と幾何学的に異なる、請求項１から５のいずれか１つに記載の方法。

【請求項7】

相対的ジャンプ動作は、工具１回転あたりのシフト経路の一部に対応する経路長によって定義される、請求項１から５のいずれか１つに記載の方法。

【請求項8】

研削ウォーム（２）を受けるとともに工具回転軸（Ｂ）の周りで研削ウォーム（２）を回転駆動させるためのスピンドル（１）と、一連の歯車ワークピース（１０．１、１０．２）の１つの歯車ワークピースを受けるとともに当該歯車ワークピースを回転駆動させるためのワークピーススピンドル（３）と、ドレッサ（４）を受けるとともにドレッサ（４）を回転駆動させるためのドレッシング装置（１１２）と、研削ウォーム（２）と一連の歯車ワークピース（１０．１、１０．２）の１つの歯車ワークピースとの間でトポロジカル創成研削の目的のために相対運動を行うように設計され、かつ研削ウォーム（２）とドレッシングのためのドレッサ（４）との間で相対運動を行うように設計された複数のＮＣ制御軸と、を有する研削機械（１００）であって、
研削機械（１００）は、研削機械（１００）に接続される又は接続可能な制御装置（１１０）を備え、
制御装置（１１０）は、一連の歯車ワークピース（１０．１、１０．２）の第１の歯車ワークピース（１０．１）のトポロジカル創成研削の後、かつ一連の歯車ワークピース（１０．１、１０．２）の第２の歯車ワークピース（１０．２）の創成研削に先行して、各歯車ワークピース（１０．１、１０．２）の創成研削が研削ウォーム（２）のトポロジー修整された領域における異なる領域で実行されるように、ワークピーススピンドル（３）と研削ウォーム（２）との間で、各歯車ワークピース（１０．１，１０．２）の位置に対する研削フォーム（２）の位置を変化させる相対的ジャンプ動作が実行可能で、かつ当該ジャンプ動作が実質的に工具回転軸（Ｂ）に平行または斜めに延びる方向であるように、研削機械（１００）に接続される又は接続可能である、研削機械（１００）。

【請求項9】

ユーザがパラメータ、好ましくは接触密度（ＥｇＤ）、を選択または入力することを可能とするユーザ入力手段（３０、ＳＭ）を備え、相対的ジャンプ動作は、当該パラメータまたは接触密度（ＥｇＤ）に基づいて実行される、請求項８に記載の研削機械（１００）。

【請求項10】

ユーザが相対的ジャンプ動作のジャンプ幅（ΔＳ）を選択または入力することを可能とするユーザ入力手段（３０、ＳＭ）を備える、請求項８に記載の研削機械（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の対象は、複数の歯車ワークピースのトポロジカル創成研削のための方法である。特に、マルチドレッシング可能な（ｍｕｌｔｉ－ｄｒｅｓｓａｂｌｅ）研削ウォームを有するトポロジカル創成研削のための装置および方法に関する。本発明の対象はまた、歯車ワークピースのトポロジカル創成研削のための制御システムを有する研削機械にも関する。

【背景技術】

【0002】

図１は、例示的な研削機械１００の要素を示す。この図において、本質的な要素のみがラベル付けされている。すなわち、研削工具２を有する工具スピンドル１と、ワークピース１０を有するワークピーススピンドル３である。加えて、この図はワークピース１０の創成研削のために使用可能な軸のいくつかを示す。ここでは３つの直線軸Ｘ、ＹおよびＺが含まれる。さらに、研削工具２を回転可能な回転軸Ｂがある。研削工具２を有する工具スピンドル１は、ワークピース１０のねじれ角に即した研削工具２のピッチを得るために、旋回軸Ａの周りに旋回可能である。さらに、ワークピース１０を回転可能にするために、回転軸Ｃ（ワークピース軸とも称される）がある。図１は、研削工具２でワークピース１０を創成研削可能にするために、全ての一連の協調的な直線、回転及び旋回運動が必要であることを示している。

【0003】

前述のような研削機械１００の経済性に影響する要因の１つは、研削工具２の実用寿命である。研削工具２は、ここでは研削ウォームの形式で示される。工具２が早く摩耗するほど、工具２で加工できるワークピース１０は少なくなる。従って、研削ウォーム２を可能な限り経済的に使うための様々な方法がある。

【0004】

とりわけ、様々なシフト方法が使用される。連続的シフト（斜めシフトとも称される場合がある）は、研削ウォーム２をワークピース１０に対してシフトするために、研削機械１００がＺ軸に平行に連続的シフト運動を実行するプロセスである。このシフトの形態によれば、新しい又は十分に切削可能な、研削ウォーム２の砥粒を使用することが保証される。シフトは、歯車ワークピースの幾何学的精度を確保するだけでなく、歯面における熱損傷も大幅に防ぐ。

【0005】

非連続的シフト方法もあり、それは例えば、研削ウォーム２が粗削りのための領域と、仕上げのための領域とで異なる領域に分割されることに基づくシフト方法である。

【0006】

ワークピース１０の各々を加工した後に、その都度シフトが行われるシフト方法もある。例えば、次のワークピースを加工するために、研削ウォーム２の別の領域を使用できるようにするシフト方法がある。

【0007】

図５Ａにおいて、研削ウォーム２の歯面（ウォーム歯面）６の展開図が、非常に概略化された形式で、拡大表示において示されている。展開図において、理論上の接触線ｔＫｌが概略形で示され、当該接触線は、４つのワークピース１０．１－１０．４の従来の研削から生じる。４つのワークピース１０．１－１０．４に関する接触線ｔＫｌは、長破線、実線、点線、および短破線の一連の曲線によって、概略的に表現されている。これら一連の曲線の各々は、異なるワークピース１０．１－１０．４に割り当てられる。４つのワークピース１０．１－１０．４の各々に対するシフトによって、新しいまたは十分に切削可能な、研削ウォーム２の砥粒を有する領域が使用されることがわかる。図５Ａに示される接触線ｔＫｌは、辺長ｈ０（歯の高さ）とｌ０＊（基準らせん長）を有する長方形上の回転線（ｒｏｌｌｉｎｇ ｌｉｎｅｓ）である。

【0008】

これは、いわゆるトポロジカル創成研削に関する。歯車ワークピース１０のトポロジカル創成研削は、トポロジー修整された（ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ ｍｏｄｉｆｉｅｄ）少なくとも１つウォーム領域を備える研削ウォーム２を使用する。トポロジー修整されたウォーム領域を有することで、歯車ワークピース１０の歯面は、一定の限度内で修正された歯面形状が与えられる。望ましい歯面の形状は、研削ウォームの歯面表面において歪んだ形で予め決定され、研削ウォーム２と、歯面において修整された歯車ワークピース１０との間の、精確に制御されたＣＮＣ制御相対運動によって、歯面に対応付けられる。

【0009】

歯車ワークピース１０のトポロジカル創成研削中に、歯車ワークピース１０上で修整された歯面形状を作り出すため、トポロジー修整されたウォーム領域全体が使用される。修整された歯面形状は、例えば修整された圧力角を有する歯面である。

【0010】

研削工具２は、粗削り領域と仕上げ領域とを備えてよい。トポロジー修整されたウォーム領域が仕上げ領域にある場合、仕上げはトポロジー修整されたウォーム領域で行うことができ、一方で粗削りは従来法で前もって行われる。

【0011】

トポロジー修整されたウォーム領域全体を使用するように実行されるシフトに加えて、創成研削中に、研削ストロークも実行される。研削ストロークは、ワークピース１０（例えば図１または図２を参照）を全歯幅ｂ２にわたって研削可能とするために必要である。図１に示されるように、直歯歯車１０の研削ストロークは、機械１００のＸ軸に平行な研削ウォーム２の直線運動を備える。

【0012】

さらに、研削ウォーム２の歯が、歯車ワークピース１０の歯溝に最終深度まで達することを可能とするように、送り込み運動が行われる。送り込み運動は、図１の例において機械１００のＹ軸に平行に生じる。

【0013】

研削ウォームを有するトポロジカル創成研削をさらに最適化する必要がある。とりわけ、研削ウォームの実用寿命を延ばすことは研究の必須の側面である。

【発明の概要】

【0014】

したがって、本発明の目的は、従来のトポロジカル創成研削プロセスよりも効率的なトポロジカル創成研削のための方法を提供することである。

【0015】

本発明の目的はまた、再現性があり高い研削加工の精度を有し、それでもなお高い効率性を有する、歯車のトポロジカル創成研削による加工のための研削機械に用いる制御システムまたはソフトウェアを開発することである。さらに、効率性の改善に寄与する適切な方法が提供される。

【0016】

特に、本発明の目的は、研削工具の最適化された実用寿命を有し、一連のワークピースの研削加工に関して一貫して高い精度を可能にする、平歯車のトポロジカル創成研削のための研削機械を提供することである。

【0017】

対応する本発明の方法は、請求項１の特徴によって特徴づけられる。

【0018】

本発明の方法は、トポロジー修整された研削ウォームを使用して、少なくとも２つの歯車ワークピースを連続的に創成研削するための方法である。研削ウォームは、歯面を研削するためのトポロジー修整されたウォーム領域を備え、当該歯面は、歯車ワークピースにおいてトポロジー修整される。本発明の方法は、
ａ）第１の歯車ワークピースを供給するステップと、
ｂ）第１の歯車ワークピースと研削ウォームとの間で相対運動を行うことによって、トポロジカル創成研削操作を実行するステップであって、
相対的送り運動、
工具回転軸に平行または斜めに生じる相対的軸送り、および
相対的シフト運動
を備えるステップと、
ｃ）第２の歯車ワークピースを供給するステップと、
ｄ）第２の歯車ワークピースと研削ウォームとの間で、工具回転軸に対して、実質的に平行または斜めに延びる方向の相対的ジャンプ動作を実行するステップと、
ｅ）第２の歯車ワークピースに対してステップｂ）を繰り返すステップと、
を少なくとも備える。

【0019】

上述の相対的シフト運動は、例えば、工具１回転あたりのシフト経路のように、既知の方法で決定可能である。

【0020】

少なくともいくつかの実施形態において、第１の歯車ワークピースのトポロジカル創成研削操作が、第２の歯車ワークピースのトポロジカル創成研削操作とは、研削ウォームの異なる接触域で始まるように、相対的ジャンプ動作が実行される。

【0021】

少なくともいくつかの実施形態では、相対的ジャンプ動作は、トポロジー修整されたウォーム領域の伸長部（長さ）に対して小さく、相対的ジャンプ動作及びトポロジカル研削操作の実行によってトポロジー修整されたウォーム領域を離れないように、実行される。特に、相対的ジャンプ動作は、工具１回転あたりに使用されるシフト経路と比べて小さい動きに関係する。工具１回転あたりに使用されるシフト経路は、トポロジカル創成研削による機械加工のために予め決定される。

【0022】

少なくともいくつかの実施形態において、相対的ジャンプ動作は、第１の歯車ワークピースに係るトポロジカル創成研削と、第２の歯車ワークピースに係るトポロジカル創成研削との間に、仕上げ加工の過程でのみ実行される。

【0023】

少なくともいくつかの実施形態において、相対的ジャンプ動作は、ジャンプ距離によって定義される。ジャンプ距離は、接触密度から決定される。接触密度は、一定数のワークピースが１つの同じ研削ウォームで製造されるときに、研削ウォームにかかる負荷の分布を特徴付ける尺度である。

【0024】

少なくともいくつかの実施形態において、相対的ジャンプ動作は、一定なジャンプ幅によって定義される。これは、例えば第２の歯車ワークピースに係るトポロジカル創成研削の前に実行されるジャンプ動作は、例えば第１０の歯車ワークピースに係るトポロジカル創成研削の前に実行されるジャンプ動作と、同じジャンプ幅を有することを意味する。

【0025】

さらなる好ましい実施形態は、各従属請求項を参照されたい。

【図面の簡単な説明】

【0026】

本発明のさらなる詳細と利点は、図面を参照して、実施形態の例によって、以下に説明される。

【図1】研削工具でワークピースを研削するように設計された先行技術の研削機械を示す概略斜視図

【図2】基本的な用語が本図に基づいて定義される、直歯を有する例示的な先行技術の平歯車を示す概略側面図

【図3】基本的な用語が本図に基づいて定義される、例示的な先行技術の研削ウォームを示す概略側面図

【図4】（ａ）第１の歯車ワークピースに係るトポロジカル創成研削のために実行される、本発明に係る方法のステップを示す非常に概略化された図的表示（ｂ）第２の歯車ワークピースに係るトポロジカル創成研削のために実行される、本発明に係る方法のステップを示す非常に概略化された図的表示

【図5A】４つのワークピースに係る従来の創成研削から生じる理論上の接触線が概略形で示された、研削ウォームの歯面を示す非常に概略化された展開図の拡大表示

【図5B】４つの歯車ワークピースに係る創成研削中に、各歯車の創成研削において、次の歯車ワークピースに係る研削の前に、本発明によって相対的ジャンプ動作が実行される場合に生じる理論上の接触線が概略形で示された、研削ウォームの歯面を示す非常に概略化された展開図の拡大表示

【図6】本発明の実施形態による研削機械を示す概略斜視図

【発明を実施するための形態】

【0027】

本明細書では、関連する文献や特許でも使用される用語を使用する。しかしながら、これらの用語は、単に便宜上使用されるものである。発明の概念および特許請求の範囲の保護範囲は、特定の用語の選択による解釈に制限されない。本発明は、他の概念のシステムおよび/または技術分野に容易に適用可能である。使用する用語は、他の専門分野でも同様に用いられる。

【0028】

特定的に修整された歯面（ｔｏｏｔｈ ｆｌａｎｋ）を有する歯車ワークピース１０を製造するために、連続的研削工程におけるトポロジカル創成研削が使用可能であることが知られる。トポロジー修整されたウォーム領域５（例えば、図３を参照）を備える研削ウォーム２を使用することで、例えば、歯車ワークピース１０における歯面ＬＦとＲＦのクラウニングを創成することができる(例えば、図２を参照）。適切なクラウニングを提供することで、歯車１０が導入されたときの位置誤りに対する感度を低減可能である。加えて、騒音発生に有利な影響がある。

【0029】

トポロジカル創成研削は、主に、異常（インタリービングとも称される）を低減または完全に防ぐために用いられる。異常は、研削ウォーム２で研削中に、接触線の位置が連続的に変化するために発生する。異常の低減または完全な防止は、研削ウォーム２の適切に修整されたウォーム領域５を精確に制御された方法で使用することにより、達成される。これには、研削機械１００（例えば、図６を参照）の高精度な機械基板と、高い繰り返し精度で、歯車ワークピース１０に対して研削ウォーム２を配置し動かす最適化された駆動装置とを要する。

【0030】

本明細書で説明される方法に関して用いられる研削ウォーム２は、図３に示すように、少なくとも１つのトポロジー修整されたウォーム領域５を有する。このトポロジー修整されたウォーム領域は、例えば、ウォーム領域５の幅ｂｍに対して異なるプロファイル角（ｐｒｏｆｉｌｅ ａｎｇｌｅ）を有してよい。図３に示された例では、トポロジー修整されたウォーム領域５は、ねじ幅ｂ０のおよそ半分にわたっている。研削ウォーム２の直径は、ｄ０で示される。この直径ｄ０は、研削ウォーム２の材料がドレッシング中に除去されることに伴い、時間とともに減少する。

【0031】

トポロジー修整されたウォーム領域５は、例えば、ピッチ高さの変化によって、クラウニングの態様で（ｉｎ ａ ｃｒｏｗｎｅｄ ｍａｎｎｅｒ）修整される。このような修整は、研削ウォーム２における可能な修整の単に一例である。しかしながら、対応する研削ウォーム２の修整は、可視困難なほど微小な場合が多い。図３において、トポロジー修整されたウォーム領域５は、よく視認できるようにするため、灰色で強調されている。

【0032】

図２は、例示的な直歯平歯車１０の概略側面図を示す。しかしながら、本発明は、斜歯歯車ワークピース１０にも適用可能である。図２の歯車ワークピース１０上で、歯溝が特に強調されている。歯溝は、左側で歯面ＬＦによって、右側で歯面ＲＦによって境界付けられている。歯基部ＺＧは、灰色で示されている。歯幅は、参照符号ｂ２で示されている。

【0033】

本発明に係る方法の少なくともいくつかの実施形態は、少なくとも２つの歯車ワークピース１０．１，１０．２の連続的な創成研削のための方法を含む。対応する方法の詳細は、非常に概略化された形式で、図４（ａ）と図４（ｂ）に示されている。図３の例に示されるように、トポロジー修整されたウォーム領域５を少なくとも１つ備えるトポロジー修整された研削ウォーム２が使用される。連続的な創成研削工程は、トポロジー修整された歯面ＬＦ、ＲＦが歯車ワークピース１０．１，１０．２において研削されるように実行される。図４（ａ）と図４（ｂ）において、工具（回転）軸Ｂは、Ｚ軸（シフト軸）と一致する。

【0034】

本発明の方法は、少なくとも次のステップを備える。文字ａ）、ｂ）、Ａ．などの使用は、必ずしもステップの時系列を意味しない。
ａ）第１の歯車ワークピース１０．１を準備するステップ。例えば、第１の歯車ワークピース１０．１は、部品ストアから取り出され、研削機械１００の第１ワークピーススピンドル３に固定される。
ｂ）第１の歯車ワークピース１０．１と、研削機械１００の工具スピンドル１に固定された研削ウォーム２との間で、相対運動を行うことにより、トポロジカル創成研削を実行するステップ。このトポロジカル創成研削操作は、少なくとも次のステップを備える。
Ａ．研削ウォーム２を歯車ワークピース１０．１に係合させる相対的送り運動Ｓｚ１のステップ。研削ウォーム２の歯を第１の歯車ワークピース１０．１の歯溝に綺麗に挿入するため、送り中または送り前に、センタリングＳｅ１が実行される。図４（ａ）において、センタリングＳｅ１は両矢印で概略的に表現され、ここでは送り運動Ｓｚ１の方向に横に動く。
Ｂ．工具回転軸Ｂに平行または斜めな相対的軸送りＳａ１のステップ。図４（ａ）の例において、軸送りＳａ１は工具回転軸Ｂに平行に行われ、工具回転軸Ｂは、この例ではＺ軸に一致する。
Ｃ．シフトとねじりを含む相対的シフト運動のステップ（ねじりは図４（ａ）に図示せず）。

【0035】

第１の歯車ワークピース１０．１における創成研削操作の終わりに、歯車ワークピース１０．１と研削ウォーム２との係合を解消するように、典型的に引き込み運動Ｓｒ１が実行される。

【0036】

第１の歯車ワークピース１０．１が仕上げられた後、一連の歯車ワークピースの別の歯車ワークピース（例えば第２の歯車ワークピース１０．２）が供給される。第２の歯車ワークピース１０．２の加工が図４（ｂ）に示される。このトポロジカル創成研削操作は、少なくとも次のステップを備える。
ｃ）第２の歯車ワークピース１０．２を準備するステップ。例えば、第２の歯車ワークピース１０．２は、部品ストアから取り出され、研削機械１００の第１ワークピーススピンドル３に固定される。
ｄ）実質的に平行または斜めに伸びる方向の相対的ジャンプ動作のステップ。当該ジャンプ動作は、研削機械１００の少なくとも１つの軸を動かすことによって、第２の歯車ワークピース１０．２と研削ウォーム２との間で行われる。相対的ジャンプ運動を行う目的は、以下で詳述される。図４（ａ）と図４（ｂ）との間の領域において、相対的ジャンプ動作は、ジャンプ幅ΔＳによって表される。ジャンプ幅ΔＳは、視認性を高めるために誇張して大きく図示されている。
ｅ）第２の歯車ワークピース１０．２がトポロジカル創成研削操作を受けるために、ステップｂ）を第２の歯車ワークピース１０．２のために繰り返すステップ。このトポロジカル創成研削操作は、少なくとも次のステップを備える。
Ａ．研削ウォーム２を歯車ワークピース１０．２に係合させる相対的送り運動Ｓｚ２のステップ。研削ウォーム２の歯を第２の歯車ワークピース１０．２の歯溝に綺麗に挿入するため、送りの範囲内または送りの前に、センタリングＳｅ２が実行される。図４（ｂ）おいて、センタリングＳｅ２は両矢印で概略的に表現され、ここでは送り運動Ｓｚ２の方向に横に動く。
Ｂ．工具回転軸Ｂに平行または斜めに生じる相対的軸送りＳａ２のステップ。図４（ｂ）の例において、軸送りＳａ２は、工具回転軸Ｂに平行に延びる方向に行われる。
Ｃ．シフトとねじりを含む相対的シフト運動のステップ（ねじりは図４（ｂ）に図示せず）。

【0037】

第２の歯車ワークピース１０．２における創成研削操作の終わりに、歯車ワークピース１０．２と研削ウォーム２との係合を解消するように、典型的に引き込み運動Ｓｒ２が実行される。

【0038】

第２の歯車ワークピース１０．２の研削が終了した後、一連の歯車ワークピースの別の歯車ワークピース（例えば歯車ワークピース１０．３，１０．４）が供給され、加工される。しかしながら、加工工程は、ここで終了されてもよい。

【0039】

相対的ジャンプ動作を実行せずに、第１の歯車ワークピース１０．１のトポロジカル創成研削は、研削ウォーム２における第２の歯車ワークピース１０．２および他の歯車ワークピースの創成研削操作と同じ点から始まる場合がある。ここでは、図５Ｂを簡単に参照する。相対的ジャンプ動作を実行しない場合、一連の歯車ワークピースの全ての歯車ワークピースのトポロジカル創成研削は、同一の理論上の接触線ｔＫｌに沿って（例えば、図５Ｂにおいて実線の曲線で示される接触線に沿って）実行される。

【0040】

全ての実施形態において、相対的ジャンプ動作は、次の歯車ワークピースのトポロジカル創成研削の前（例えば、第２の歯車ワークピース１０．２の創成研削の前）に実行される。相対的ジャンプ動作は、例えば（図４（ａ）と図４（ｂ）の間、または図５Ｂの領域に概略的に示されるように）ジャンプ幅ΔＳで定義される。このジャンプ動作は、常に研削ウォーム２のトポロジー修整されたウォーム領域５において生じる。すなわち、そのようなジャンプ動作は、トポロジー修整されたウォーム領域５が次の歯車ワークピースを研削するために使用される場合にのみ実行されることが好ましく、相対的ジャンプ動作は、トポロジカル研削が、修整されたウォーム領域５を出ないように実行される。

【0041】

相対的ジャンプ動作を特定および実行することで、次の歯車ワークピースの創成研削操作は、研削ウォーム２のトポロジー修整されたウォーム領域５において、異なる領域で始まり、図５Ｂに示されるように、異なる理論上の接触線ｔＫｌをたどることが保証される。しかしながら、それはトポロジー修整されたウォーム領域５を備える研削ウォーム２であるので、相対的ジャンプ動作に起因して、第１の歯車ワークピース１０．１は、第２の歯車ワークピース１０．２と幾何学的に最小限に異なる。しかし、これらの違いは極僅かであるため、研削された歯車ワークピース１０．１，１０．２，１０．３，１０．４のそれぞれの動作挙動に影響を及ぼさない。

【0042】

少なくともいくつかの実施形態において、相対的ジャンプ動作は、接触密度ＥｇＤによって定義される。接触密度ＥｇＤは、工具特有のパラメータであってよい。すなわち、異なる寸法および／または異なる設計の（例えば、異なるコーティングを施された研削ウォーム）研削ウォーム２に対して、接触密度ＥｇＤもまた異なってよい。

【0043】

少なくともいくつかの実施形態において、接触密度ＥｇＤは、上限値の尺度とされる。当該上限値は、歯車ワークピースの創成研削のための最小有効半径ｄ０を有する研削ウォーム２の使用において、成功が示されている。２０１８年４月１７日にＫｌｉｎｇｅｌｎｂｅｒｇ ＧｍｂＨを代理して出願された欧州特許出願公開第１０２０１８１０９０６７．６号明細書を参照されたい。本明細書と特許請求の範囲に記載されるように、相対的ジャンプ動作によれば、研削ウォーム２のトポロジー修整されたウォーム領域５を使用するとき、当該上限よりも大きい集積された（ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ）接触密度がないように、研削ウォーム２の歯面を使用することが保証可能である。しかしながら、そのような上限値は、他の方法で（例えば実験的に）決定されてもよい。

【0044】

接触密度ＥｇＤは、前述の欧州特許出願公開第１０２０１８１０９０６７．６号明細書に記載されているように、らせん線路または歯の長手方向に沿って考えられ、研削ウォーム２の工具１回転あたりのねじ経路（図５Ａにおいて、この工具１回転あたりのねじ経路は、ΔＣで示されている）に対する逆数として定義される。すなわち、接触密度ＥｇＤは、ねじ移動量（ｓｃｒｅｗ ｔｒａｖｅｌ）あたりの干渉回数を定義することを意味している。

【0045】

欧州特許出願公開第１０２０１８１０９０６７．６号明細書に記載されているように、最大研削ウォーム直径に対する接触密度ＥｇＤは、研削ウォーム２の複数回のドレッシング後に達する最小研削ウォーム直径に対する接触密度ＥｇＤよりも著しく低い。

【0046】

少なくともいくつかの実施形態において、相対的ジャンプ動作のジャンプ幅ΔＳは、準備方法段階（ａ ｐｒｅｐａｒａｔｏｒｙ ｍｅｔｈｏｄ ｓｔｅｐ）において、例えばソフトウェアまたはソフトウェアモジュールＳＭを使用して計算される。これらの実施形態において、ステップ幅ΔＳは、複数の歯車ワークピース１０．１，１０．２，１０．３および１０．４のトポロジカル研削における回転線（あるいは図５Ｂにおける理論上の接触線ｔＫｌ）の相対的な位置を定義する。

【0047】

少なくともいくつかの実施形態において、相対的ジャンプ動作は、当該ジャンプ動作が、シフト動作やトポロジー修整されたウォーム領域から出る動作を含む次のトポロジカル創成研削操作を引き起こさないように、選択される。

【0048】

好ましくは少なくとも一部の実施形態において、経路長は、工具１回転あたりのシフト経路のごく一部に対応する。好ましくは、少なくとも一部の実施形態において、経路長は修整されたウォーム領域５の幅の１％未満である。

【0049】

ジャンプ動作を工具回転軸Ｂに平行な経路長によって定義する代わりに、別の変数によって（例えば、研削ウォーム２のらせん状の歯すじに平行な経路によって）定義することもできる。

【0050】

少なくともいくつかの実施形態において、工具回転軸Ｂに平行である相対的ジャンプ動作は、トポロジー修整されたウォーム領域５の範囲内でのみ次のトポロジカル創成研削操作が行われるように定義され、および／または実行される。この目的のために、例えば、トポロジー修整されたウォーム領域５の限界は、研削機械１００の制御装置１１０および／またはソフトウェアもしくはソフトウェアモジュールＳＭにおいて、相対値または絶対値によって定義可能である。

【0051】

研削機械１００は、少なくともいくつかの実施形態において、図６の例に示されるように使用される。研削機械１００は、工具スピンドル１を備え、工具スピンドル１は、研削ウォーム２をピックアップして、研削ウォーム２を工具回転軸Ｂの周りに回転駆動するように設計される。研削機械１００は、ワークピーススピンドル３も含み、ワークピーススピンドル３は、一連の歯車ワークピース１０．１，１０．２から歯車ワークピース１０をピックアップして、歯車ワークピース１０を回転駆動するように設計される。

【0052】

研削機械１００は、ドレッシング装置１１２を含んでもよい。ドレッシング装置１１２は、ドレッサ４をピックアップして、ドレッサ４を回転駆動するように設計される。さらに、研削機械１００は、研削ウォーム２と歯車ワークピース１０との間における相対運動を実行するためのいくつかのＮＣ制御軸を有する。当該相対運動は、歯車ワークピース１０のトポロジカル創成研削およびドレッシングのために必要である。加えて、研削機械１００は、制御装置１１０を備える。制御装置１１０は、一連の歯車ワークピースにおける第１の歯車ワークピース１０．１の創成研削後、一連の歯車ワークピースにおける第２の歯車ワークピース１０．２の創成研削前に、相対的ジャンプ動作が実行可能なように、研削機械１００に（例えば内部または外部通信リンク１１１を通して）接続できる。既に説明されたように、このジャンプ動作は、ワークピーススピンドル３と工具スピンドル１との間、またはワークピース１０．２と研削ウォーム２との間の小さな相対運動である。ジャンプ動作は、原則的に、工具回転軸Ｂに平行または斜めに延びる方向に行われる。

【0053】

研削機械１００は、少なくともいくつかの実施形態において、ユーザ入力のために、手段３０（例えば、ポータブル装置）および／またはソフトウェアモジュールＳＭを含んでもよい。それらは、ユーザがパラメータを、好ましくは接触密度ＥｇＤを、選択または入力することを可能にする。相対的ジャンプ動作は、相対的な動作が当該パラメータに基づいて、好ましくは接触密度ＥｇＤに基づいて、実行される。

【0054】

研削機械１００は、少なくともいくつかの実施形態において、ユーザ入力のために、手段３０（例えば、ポータブル装置）および／またはソフトウェアモジュールＳＭを含んでもよい。それらは、ユーザが相対的ジャンプ動作のジャンプ幅ΔＳを選択または入力することを可能にする。

【0055】

図４（ａ）と図４（ｂ）は、相対的ジャンプ動作が、歯車ワークピースの位置に対する研削ウォーム２の位置を変化させることを示す。加えて、当該相対位置は、第１の歯車ワークピース１０．１の固定と、第２の歯車ワークピース１０．２の固定とに起因して、変化している場合がある。このため、好ましくは、歯車ワークピース１０．１および１０．２の創成研削前に、センタリングＳｅ１またはＳｅ２が実行される。

【0056】

図５Ａは、冒頭で既に説明したように、研削ウォーム２の歯面６の非常に概略化された展開図を拡大された形式で示す。ここでは、理論上の接触線ｔＫｌが概略形で示され、当該接触線ｔＫｌは、ワークピース１０．１，１０．２，１０．３および１０．４の従来の創成研削から生じる。

【0057】

一方、図５Ｂは、本発明の詳細を示す。図５Ｂは、トポロジカル研削ウォーム２の非常に概略化された展開図を拡大された形式で示している。ここでは、理論上の接触線ｔＫｌ１，ｔＫｌ２，ｔＫｌ３，ｔＫｌ４が概略形で示される。接触線ｔＫｌは、歯車ワークピース１０．１，１０．２，１０．３および１０．４の創成研削中に、本発明による相対的ジャンプ動作が、各場合において各々次の歯車ワークピースの研削前に実行されるときに生じる。工具１回転あたりのねじ移動量は、図５ＢにΔＤで示される。工具１回転あたりのねじ移動量ΔＤは、図５Ａに示された従来の創成研削のための工具１回転あたりのねじ移動量ΔＣより、著しく大きい。

【0058】

図５Ａと図５Ｂに関して最後に、離散的に示された接触線は、理論上の線であることが言及されるべきである。現実には力の相互作用により、接触域は実際には重複する。

【符号の説明】

【0059】

１ 工具スピンドル
２ 研削工具／研削ウォーム
３ 第１ワークピーススピンドル
４ ドレッサ
５ ウォーム領域
６ 歯面／ウォーム歯面
１０；１０．１，１０．２，１０．３，１０．４ 歯車ワークピース
３０ 操作要素
３１ 通信リンク
１００ 研削機械
１１０ 制御装置
１１１ 通信リンク
１１２ ドレッシング装置
Ａ 旋回軸
Ｃ ワークピース軸
Ｂ 工具（回転）軸
ｂ０ ウォーム幅
ｂｍ 修整された領域の幅
ｂ２ 歯幅
ΔＣ 工具１回転あたりのねじ移動量
ΔＤ 工具１回転あたりのねじ移動量
ｈ０ 歯の高さ
ΔＳ ジャンプ距離
ＥｇＤ 接触密度
ＬＦ 左歯面
ｌ０＊ 基準ねじ（線）長
ＲＦ 右歯面
ＳＭ ソフトウェア／ソフトウェアモジュール
ｔＫｌ 接触線
Ｘ 垂直軸
Ｙ 水平直線軸
Ｚ 水平直線軸／ストローク軸
Ｓａ１、Ｓａ２ 軸送り／軸送り運動
Ｓｅ１、Ｓｅ２ センタリング
Ｓｒ１、Ｓｒ２ 引き込み運動
Ｓｚ１、Ｓｚ２ 送り運動
ＺＧ 歯基部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】