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sich drehenden Kegelrades arbeitenden Messers.
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stellen, dass sich das Kegehad (Werkstück) drehte während sich das Schneidwerkzeug (Messer) geradlinig zur Kegelspitze hin bewegt. Die Zahnflanke ergibt sich dabei als Relativbewegung des Schneidwerkzeuges auf dem Kegelrad. Um die folgenden Betrachtungen zu vereinfachen,
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rad 2'untereinander nicht mehr parallel (Fig. 4), sondern schliessen bloss mit den von entsprechenden Punkten der jeweiligen Messerstellung (z. B. von den Punkten X der Teilrissfläche) zur Kegelspitze hin gezogenen Geraden gleiche Winkel a ein (siehe auch CG in Fig. 12). Die Zahnflanke des Planrades wird, falls die Schneidkante des Messers eine'Gerade ist, aus geraden Linien zusammengesetzt sein.
Die Schneidkante des Werkzeuges (in Fig. 10 und loa als gerade Linien angenommen) bewegt sich aus der Stellung a in die Stellung b derart,
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falls durch die Kegelspitze geht, so dass sich die Messerkante in der Têilrissfläche längs der Geraden Ta'Tb zur Kegelspitze hin bewegt. Das Messer hebt sich somit aus dem Kegelkörper heraus, wodurch die Zahnlücken zur Kegelspitze hin proportional kleiner werden.
Legt man um die Spitze S als Mittelpunkt eine Kugel und bringt diese mit der Zahnflanke z. B. des Planrades zum'Schnitt, so erhält man eine Kurve, deren Tangente in der Teilrissfläche -mit dieser einen Winkel einschliesst, der Evolventenwinkel genannt wird und der mit dem entsprechenden Winkel des Gegenrades gleich gross sein muss, daher bezüglich des Gegenrades vorgegeben ist. Für jeden vorgegebenen. Evolventenwinkel im Teilkreis lässt sich in der Tangentialebene 16 (Fig. 3) an die windschiefe Zahnnäche eine beliebige Gerade als Schneidkante herausgreifen.
Der Erfindung gemäss wird nun'von den vielen möglichen Stellungen der Schneidkante des Messers eine ganz bestimmte Stellung herausgegriffen. Schraubenkegelräder haben eine Eingriffslinie, die auf der Kugel betrachtet, nicht zentrisch symmetrisch liegt, weil das eine Rad eine linke, das andere Rad eine rechte Spirale besitzt. Man kann daher zwei ineinander laufende Schraubenkegelräder nicht von ein'und derselben Seite eines Planrades herstellen lassen, sondern man muss das eine Kegelrad mit dem Planrad auf dessen Seite A (Fig. u) im Eingriff abwälzen, das zugehörige Gegenrad aber mit demselben Planrad auf der Seite B.
Im folgenden seien bloss die Planräder als geometrisches Gebilde untersucht, die durch die Bewegung des Messers entstehen und mit welchem die Kegelräder im Eingriff befindlich gedacht werden können. Das Planrad nimmt an der drehenden Bewegung des Werkstückes teil, und zwar derart, dass die Teilrissebene des Planrades, die den Teilrisskegel des Werkstückes berührt, mit letzterem gleiche Umfangsgeschwindigkeit besitzt (fortwährend sich mitdreht). Die Schneidkante des Werkzeuges erzeugt nun auf dem umlaufenden Planrad eine Fläche, längs welcher sie sich immer wieder von neuen bewegt. Ausser der Eingriffsbewegung während des Drehens ist zur Erzeugung der Zahnflankenform eine zusätzliche Abwälzung erforderlich, damit der Eingriff des Planrades mit dem Kegelrad (Werkstück) in relativ anderen Stellungen erfolgt.
Um dies zu erreichen, können alle bekannten Abwälz- mechanismen an Kegelradmaschinen herangezogen werden.
Der Gegenstand der Erfindung besteht nun darin, die Messerstellung derart zu wählen, dass die Planräder für das links-und rechtsgängige Rad die obenangeführte Bedingung erfüllen, dass nämlich beide miteinander übereinstimmen, wenn man das eine von oben, das andere von unten betrachtet, so dass beim Schnitt ein-und dasselbe Planrad nur von verschiedenen Seiten zur Wirkung kommt. In Fig. 12 bedeutet p q den Messerhub, Winkel p'S q'
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Hat man nämlich zwei ineinanderlaufende Räder zu, schneiden, bei welchen die Fusstiefe des eines Rades gleich der Fusstiefe des anderen'ist, so stellt p", p/'.. t-diejenige Relativbahn dar, die von.'Spitze ;'des. Schneidwerkzeuges beim Schneiden des Gegenrades
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Änderung, der Bewegungsrichtung des Werkstückes und mit demselben Bewegungsgesetz des Schneidwerkzeuges wie für p', \, q1', q' hergestellt werden soll, folgt, dass entsprechende Punkte wie Pi', i", ql', ql" untereinander gleiche Abstände von der Kegelspitze S haben müssen.
Ist dies der Fall, dann ist Punkt , der-von p/und Pi"gleich weit entfernt ist, der Fusspunkt der Normalen von der'Kegelspitze aus auf die Messerschneide und fällt in die Teilrissfläche des Planrades. Daraus ist zu ersehen, dass bei diesem Verfahren die Schneidkante /, i, i"des Werkzeuges senkrecht zur Geraden P1 S in der Teilrissebene verläuft, längs welcher sich das, Messer zur Kegelspitze hin bewegt, während das'Kegelrad verdreht wird. Wie man bei einer korrigierten Verzahnung einer einzigen bestimmten Teilung, bei welcher die Zahnhöhe auf'Kopf und Fuss für beide Räder ungleich aufgeteilt ist, vorzugehen hat, ist leicht einzusehen.
Die Punkte der Messerschneide, in welchen hintereinander die Messerspitzen zu liegen kommen, haben wieder gleiche Entfernung von der Spitze des Kegelrades zu besitzen. Da die Summe der Fusswinkel zweier ineinanderlaufender so korrigierter Räder sich von derselben Summe normaler Abmessungen nicht unterscheidet, erfolgt somit auch bei ungleicher Za : hnhöhenaufteilung die Messereinstellung genau so, wie wenn es sich um normale Zähne mit für beide Räder gleicher. Zahntiefe handeln würde.
Es bildet daher den Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Hobeln von genauen Schraubenzahnformen an Kegelrädern, bei dem in bekannter Weise das Messer zur Kegelspitze arbeitet und dabei das Kegelrad gedreht wird, bei dem aber neuartigerweise das Messer in der Weise zur Wirkung kommt, dass dessen Schneidkante schräg zu ihrer Schnittrichtung und genau oder annähernd senkrecht zur Geraden in der Teilrissebene verläuft, längs welcher sich das Messer'zur Kegelspitze hin bewegt. Die Fig. 13 ist eine schaubildliche Darstellung der Fig. 10 und 10 a.
In dieser Figur steht die Messerschneide a in ihrem Teìlrisspunkt Ta senkrecht auf die Gerade Ta S, längs welcher sie sich. zur Kegelspitze S hinbewegt (p==90"), während sie mit der Teilrissebene 2' des Planrades den Winkel @, der gleich dem Evolventenwinkel ist, einschliesst. Schneidet man die Zahnflanke a Ma, Mb', b' mit einer Kugel mit dem Mittelpunkte im S, so erhält man die Zahnkurve Z, für welche a im Punkte Ta eine Tangente ist.
Bei den bis jetzt bekanntgewordenen Verfahren zur Erzeugung von Schraubenzähnen an Kegelrädern wurde diese bestimmte Stellung des Messers nicht ermittelt, sondern das Werkzeug als gewöhnlicher Hobelstahl in der Weise eingestellt, dass es um die Achse des Hobelstahlschaftes bloss in eine passend erscheinende Stellung gedreht wurde, Bei der Stellung der Messerschneide nach der Erfindung genügt eine solche Einstellung nicht, da man für t einen bestimmten Evolventenwinkel bei derselben Einstellungsmöglichkeit dem Messer vorher einen ganz bestimmten Schliff geben und dann das Messer wieder in eine ganz bestimmte Stellung bringen muss. Der Vorteil der Einstellung des Messers nach der
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Abwälzung des Kegels auf dem Planrade geschnitten wird.
Ist das Messer nicht in der bestimmten Stellung, so wird eine, in einer zur Erzeugenden senkrechten Ebene gelegene Flanke von verschiedenen Messerstellungen geschnitten, da die geraden Linien 6,7, 8 (Fig. 6), die durch die Stellungen der Messerschneide bestimmt werden, mit der geraden Linie, die zur Kegelspitze S hingeht, einen von 900 verschiedenen Winkel einschliessen. Bei einer solchen Ausbildung der Zahnflanken kann nur scheinbar von einer geeigneten Form die Rede sein, während bei der Wirkung des Schneidstahles nach der Erfindung sowohl der Evolventenwinkel, da er gleich dem Schneidstahlwinkel ist, genau eingestellt werden kann, als auch die Flankenform dieser Schraubenkegelräder ebenso genau wird, wie bei Kegelrädern mit geraden Zähnen.
Die Fig. 7 und 8 veranschaulichen ein mit einer Schneide wirksames Seitenmesser, das gemäss dem vorliegenden Verfahren zur Wirkung kommt, indem die Schneidkante 9 schräg zu ihrer Schnittrichtung. M und genau oder annähernd senkrecht zur Bewegungsrichtung 11 des Messers, d. h. zur Geraden in der Teilrissebene des Planrades verläuft, längs welcher sich das Messer zur Kegelspitze hin bewegt. Der Schneidstahl ist prismen
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förmig ausgebildet, um,-ihn durch einfachen-, Nachschliff der Fläche I2 gebrauchsfähig zu erhalten.
In diesen Figuren ist auch gezeigt, dass die Prismenkanten ausser der Neigung 8 gegen die Tangentialebene an den Fusskegel des Werkstückes, welche parallel zur Messerbewegung ist, noch eine Neigung A gegen die Bewegungsrichtung des Messers haben, um auf einfache Art einen Anstellwinkel ss gegen die Schnittrichtung zu erhalten. Da sich die
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Bei Rädern. mit verschiedenen Fusstiefen, die durch verschiedene Teilungen (oder Module) bedingt sind, muss die Lage der schneidenden Messerkante, da sie in der Teilrissebene senkrecht zu jener Geraden sein muss, die zur Kegelspitze hingeht (Teilrisserzeugenden), eine verschiedene sein, wodurch für jeden Fusswinkel eigene Messer notwendig wären. Der
Erfindung, gemäss'aber ist dies nicht notwendig, da ein und dasselbe Messer bei verschiedenen Fusswihkeln. auf die Weise in die richtige Lage gebracht wird, dass der Winkel e und mit ihm der Winkel # geändert wird. Das Messer wird dabei um eine (z. B. durch die Messerspitze hindurchgehende) Achse senkrecht zur obgenannten Tangentialebene an den Fusskegel gedreht, wobei der Winkel 8 (Fig. y und 8) ungeändert bleibt.
Der Winkel, À ergibt sich aus der Bedingung, dass, die Senkrechte aus der Kegelspitze auf die Messerkante in der Teilrissebene liegen muss, die mit der obigen Tangentialebene an den Fusskegel den Fusswinkel einschliesst. Doch ist bei dieser Änderung des Winkels e. zu beachten, dass der Anstellwinkel ss (Fig. 9) grösser als Null bleibt. Zum besseren Verständnis veranschaulicht Fig. o den wirksamen Teil des Messers nach Fig. 7 und 8 während des Schnittes.
Aus den obigen Ausführungen ist zu ersehen, dass die Messerstellung, um theoretische Genauigkeit der Zahnnanken an Schraubenkegelrädern zu erzielen, den verschiedenen Fusswinkeln entsprechend geändert werden muss und nicht, wie bei der Erzeugung von geraden Zähnen ungeändert bleiben darf ; die Einstellung der Maschine dagegen auf Fusstiefe, Zahnstärke und Teilkegelwinkel erfolgt genau so wie bei Kegelradhobelmaschinen für gerade
Zähne PATENT-ANSPRÜCHE:
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zur Spitze des sich drehenden Kegelrades arbeitenden Messers, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkante bzw. Kanten schräg zur Schnittrichtung und genau oder annähernd senk- recht zur Geraden in der Teilrissebene verläuft bzw. verlaufen, längs welcher sich das Messer zur Kegelspitze hin bewegt.