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Anordnung zum Abfasen der Stirnkanten von Zahnrädern oder ähnlichen
gezahnten Werkstücken Die Erfindung bezieht sich auf das Abfasen der Stirnkanten
von Zahnrädern oder ähnlichen gezahnten Werkstücken.
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Beim Bearbeiten von Zahnrädern oder gezahnten Werkstücken entstehen
an den Kanten der Zähne Grate. Diese Grate werden durch Abfasen der Stirnkanten
der gebildeten Zähne entfernt, und für diesen Zweck ist die Verwendung von Schaftfräsern,
Schlagmessern, Abwälzschneidwerkzeugen, scheibenförmigen Profilfräsern, schneckenförmigen
Werkzeugen usw. vorgeschlagen worden. Es ist ferner bekannt, die Zähne dadurch zu
bearbeiten, daß zwei Zahnräder, von denen das eine das zu; bearbeitende Rad und
das andere das erzeugende Rad ist, aufeinander abrollen zu lassen, wobei das erzeugende
Rad auf seinen Zahnflanken mit Schneid- oder Schabkanten ausgerüstet ist.
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Gemäß der Erfindung ist eine Anordnung zum Abfasen der Stirnkanten
von Zahnrädern oder ähnlichen gezahnten Werkstücken, bei welcher ein Schneidwerkzeug
verwendet wird, dessen Zähne auf ihren Arbeitsflanken mit einer Vielzahl von Schneidkanten
versehen sind und bei der Bewegung des Schneidwerkzeuges durch ihren Eingriff in
die Zähne des Werkstückes dieses drehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeugund
das abzufasende Werkstück relativ zueinander so angeordnet, daß die Ebene der Stirnfläche
des verzahnten Werkstückes mit der Profilebene der Verzahnung des Schneidwerkzeuges
einen Winkel zwischen 15 und 75°, vorzugsweise von 45° bildet.
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Durch die Erfindung wird den bekannten Anordnungen gegenüber der Vorteil
erzielt, daß eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit möglich ist und die Erzeugung einer
sehr genauen und gleichmäßigen Fase gewährleistet wird, so daß sich die Erfindung
in wirtschaftlicher Weise zur Massenfabrikation eignet, insbesondere auch deshalb,
weil sie leicht bei üblichen Shapingmaschinen angewendet werden kann.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine schematische Wiedergabe einer Ausführungsform der
Anordnung gemäß .der Erfindung; Fig.2 veranschaulicht eine Abwandlung der Ausführungsform
gemäß Fig. 1; Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab die Ausbildung der Zähne des
in Fig. 2 dargestellten Schneidwerkzeuges; Fig. 4 ist eine schematische Ansicht
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; Fig. 5 veranschaulicht eine Abwandlung
der Ausführungsform gemäß Fig. 4; Fig.6 ist eine vergrößerte Teilseitenansicht des
`@7erkzeti;ges gemäß Fig. 5.
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Die in Fig. 1 wiedergegebene Anordnung umfaßt ein auf einem Schlitten
11 angeordnetes zahnstangenartiges Schneidwerkzeug 10 .mit einer Mehrzahl von Zähnen
12, deren Arbeitsflanken 13 eine Vielzahl von dicht beieinanderliegenden Schneid-
oder Schabekanten 14, welche durch Nute 15 getrennt sind (vgl. Fig. 3), aufweisen.
Zwischen den Zähnen 12 befinden sich quer verlaufende Rinnen 16 für die Verteilung
des Schmiermittels und das Abführen der Späne. Das Schnei.dwerkzeug kann mittels
des Schlittens 11 auf dem Träger einer geeigneten Vorrichtung, wie z. B. einer Shapingmaschine,
Stoßmaschine od, dgl., angeordnet und mit diesem Träger hin- und herbewegt werden.
Das abz.ufasende Werkstück 17 ist zur Ausführung einer Drehbewegung auf einem Aufsteckdorn
18 angeordnet und an diesem mittels einer Unterlagscheibe 19 und einer Mutter 20
befestigt. Ein genaues und gleichmäßiges Abfasen wird dadurch erzielt, daß der Dorn
18 mit Bezug auf den Schlitten 11 so angeordnet ist, daß die Ebene der Stirnflächen
22, der Zähne 22 des Werkstückes 17 mit der Profilebene der Zähne 12 des Schneidwerkzeuges
10 einen Winkel zwischen etwa 15 und 75°, vorzugsweise einen Winkel von etwa 45°
bildet.
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Das abzufasende Werkstück 17 ist hier als Stirnrad wiedergegeben,
jedoch kann es auch irgendein anderes gezahntes Werkstück sein. Die Stirnkanten
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weiden abgefast, wenn das Werkstück 17 und das Schneidwerkzeug
10 in Eingriff miteinander gebracht werden und der Schlitten 11 hin- und herbewegt
wird, wobei der Hin- und Hergang des Schneidwerkzeuges 10 die Drehung .des Werkstückes
17 auf Grund des Ineinandergreifens der Zähne bewirkt. Während des 1-Iin- und Hergehens
des Schneidwerkzeuges und der Drehung des \'erkstüclzes wird dem einen dieser Teile
eine Vorschubbewegung in senkrechter Richtung erteilt. Dieser Vorschub bestimmt
-die Breite der gebildeten Fase und demzufolge die Anzahl der benötigten Hin- und.
Hergänge. Um auf dem Schneidwerkzeug 10 die Bildung örtlicher Abnutzungsstellen
herabzusetzen, ist es erwünscht, entweder das Schneid-Werkzeug während des Schnei:dvorganges
mit einer ausreichenden Amplitude in waagerechter Richtung hin- und herzuführen
oder die waagerechte Lage des Schneidwerkzeuges periodisch zu ändern. Die Stirnkanten
21 können dadurch gleichmäßig mit einer Fase von der gewünschten Breite (z. B. 1,2
bis 1,6 mm) in ungefähr 15 bis 45 Sekunden versehen werden: dies ist drei- bis sechsmal
schneller, als es mit bekannten Vcrrichtungen erzeugt werden kann.
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In Fig.2 ist eine abgeänderte Ausführungsform des zahnstangenartigen
Schabewerkzeuges gemäß Fig. 1 %i-iedergegeben.
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Bei dieser Ausführungsform wird die gewünschte Winkellage zwischen
der Ebene der Stirnflächen 22ä der Zähne des Werkstückes 17' und der Profilebene
der Schnei-dzähne 12' dadurch erhalten, daß die Zähne 12' des Schneidwerkzeuges
10' in einer Ebene liegen, die unter dem gewünschten Winkel zwischen 15 und 75°,
vorzugsweise von 45°, zur Ebene des Schlittens 11' verläuft. Bei dieser Ausführungsform
ist es möglich, das Werkstück 17' auf einer Achse anzuordnen, die parallel zur Ebene
des Schlittens 11' verläuft. Die gewünschte Breite der Fase an den Endkanten 21'
kann wieder durch OOuervorschub des Schlittens 11' gegen das Werkstück 17' erhalten
werden, während die Abnutzung durch eine Auf- und Abbewegung oder eine periodische
Bewegung des Werkstückes 17' verteilt werden kann.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist ein umlaufendes Schneidwerkzeug
24 mit auf seinem Umfang angeordneten Zähnen 25 zur Ausführung einer Drehbewegung
auf einer zweckentsprechenden Antriebswelle 26 angeordnet und an dieser mittels
einer Unterlagscheibe 27 und einer Mutter 28 befestigt. Die Zähne 25 sind auf ihren
Arbeitsflanken 35 mit einer Vielzahl von Schneidkanten und Nuten versehen, wobei
die Ausbildung ähnlich ist, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist. Das Werkstück 29 ist
zur Ausführung einer Drehbewegung auf einem Aufsteckdorn 30 mittels einer Unterlagscheibe
31 und einer Mutter 32 befestigt. Dem Dorn 30 ist in bezug auf die Achse des Schneidwerkzeuges
24 eine Winkellage gegeben, die wieder zwischen 15 und 75° und vorzugsweise etwa
45° beträgt. Die Stirnkanten 33 des Werkstückes werden zweckmäßig durch Drehen des
Schneidwerkzeuges abgefast, welches das Werkstück 29 durch das Ineinandergreifender
Zähne 25 und 34 antreibt. Vorzugsweise ist das Schneidwerkzeug 24 das antreibende
und das Werkstück 29 das angetriebene Element.
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Eine abgeänderte Ausführungsform des umlaufenden Schneidwerkzeuges
ist in Fig.5 wiedergegeben und darin mit 24' bezeichnet. Seine Zähne 25' liegen
in einer Profilebene, die unter dem gewünschten Winkel zur Achse des Schneidwerkzeuges
24' verläuft. Die Zähne 25' sind auf dem Umfang des Schneidwerkzeuges 24' ähnlich
den Zähnen einesHyperboloidra.des angeordnet (Fig.6), um den Eingriff mit den Zähnen
34' des @@'erkstückes zu ermöglichen.
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Es ist zu beachten, daß bei der Erzeugung von 1ä asen an den Stirnkanten
von schräg verzahnten Rädern der Eingriffswinkel der Schneidzähne 12 bzw. 25 notwendigerweise
zu ändern ist, um einen geeigneten Eingriff zwischen den Werkstückzähnen und den
Zähnen des Schneidwerkzeuges zu ermöglichen. Irn Fall des zahnstangenartigen Schneidwerkzeüges
10 sind, wenn es zurr Erzeugung von Fasen auf den Stirnkanten von schräg verzahnten
Rädern verwendet wird, die Schneidzähne 12 unsymmetrisch, während die Schneidzähne
12 symmetrisch sind, wenn das Schneidwerkzeug zum Abfasen von Stirnrädern verwendet
wird. In ähnlicher Weise muß, während bei dem umlaufenden Schneidwerkzeug 24 das
Profil der Zähne von der allgemeinen Evo.lventenform ist, die Form in zweckentsprechender
Weise verändert werden, um eine Anpassung an schräg verzahnte Räder zu schaffen.