DE112082C

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Publication number: DE112082C
Application number: DE1897112082D
Authority: DE
Filing date: 1897-09-01
Anticipated expiration: 1917-09-02

Description

KAISERLICHES Jf PATENTAMT.

KLASSE 49«.

Nach dem Verfahren werden, in gleichartiger Weise wie Stirnräder, Schraubenräder mit beliebiger Steigung der Zähne mittelst Schneckenradfräsers hergestellt und kann das Verfahren als eine weitere Ausbildung der Herstellung von Stirnrädern mittelst Schneckenradfräsers angesehen werden. In der nachstehenden Beschreibung des Verfahrens soll daher auch zum besseren Verständnisse der Arbeitsvorgänge zunächst das Fräsen eines Stirnrades, und zwar mittelst eines eingängigen Schneckenradfräsers erläutert werden.

Bei dem Fräsen der Zähne eines Stirnrades mittelst eingängigen Schneckenradfräsers werden letzterem während einer Umdrehung des Stirnradkörpers so viel Umdrehungen ertheilt, als Zähne gefräst werden sollen. Wird nun der Fräser — dessen Achse bei der Fräsarbeit, um axial verlaufende Zahnlücken einfräsen zu . können, zur Achse des Stirnradkörpers um den Steigungswinkel des Gewindeganges geneigt stehen mufs — in der Richtung der Achse des Stirnradkörpers geradlinig vorbewegt, so beginnt er mit seinen Schneidezähnen einige Zahnlücken in dem Radkörper anzuschneiden, fräst während einer Umdrehung des Radkörpers sämmtliche Zahnlücken an und setzt diese Fräsarbeit bei seinem, weiteren geradlinigen axialen Vorschub und bei jeder weiteren Umdrehung des Radkörpers stufenweise fort, bis er über die ganze Breite des Radkörpers vorgeschoben ist und die Zahnlücken in ihrer ganzen Länge geradlinig und in axialer Richtung durchgefräst sind. Hiermit sind gleichzeitig die Zähne in ihrer ganzen Länge fertiggefräst, d. h. es ist ein Stirnrad, also ein Zahnrad mit geradlinigen, axial gerichteten Zähnen erzeugt.

In den Fig. 1 bi*s 4 der Zeichnung ist diese Fräsarbeit zur Anschauung gebracht.

Fig. ι zeigt die Stellung des Fräsers und Radkörpers vor Beginn der Arbeiten,

Fig. 2 zeigt die Fräserstellung und das Rad nach der ersten Umdrehung und

Fig. 3 nach etwa der Hälfte der erforderlichen Umdrehungen des letzteren, während endlich

Fig. 4 das fertig gefräste Stirnrad und den ganz vorgeschobenen Fräser bereits aufser Eingriff mit dem Rade zeigt.

Das vorliegende Verfahren zur Herstellung von Schraubenrädern unterscheidet sich von dem vorbeschriebenen bekannten Verfahren im Wesentlichen dadurch, dafs die Vorschubbewegung des Fräsers nicht mehr geradlinig, sondern in einer Spirallinie um die Achse des Radkörpers erfolgt, wie dies Fig. 6 und 7 der Zeichnung darstellen sollen.

Eine dirccte Bewegung des Fräsers in dieser Weise führt zu praktischen Schwierigkeiten, indirect aber kann sie leicht als Resullirende aus einer geradlinigen Vorschubbewegung (wie beim Stirnrad) und einer Voreilung des Fräsers oder des Radkörpers bei der Rotation erhalten werden. Solcher Art wird nach dem vorliegenden Verfahren ein Schraubenrad dadurch hergestellt, dafs die Umdrehungszahl des Schnecken- ■ radfräsers, welche zur völligen Durchfrüsung obigen Stirnradkörpers erforderlich ist, um z. B. eine Umdrehung vermehrt wird, während die Umdrehungszahl des zu fräsenden Radkörpers

dieselbe bleibt. Diese Mehrumdrehung des Fräsers in Verbindung mit seiner Vorschubbewegung ergiebt als Resultirende die Schraubenlinie (Spirallinie) der zu erzeugenden Zähne des Schraubenrades. Diese Fräsarbeit ist durch die Fig. 5 veranschaulicht.

Selbstverständlich kann in kinematischer Umkehrung die Schraubenlinienbewegung auch dem Arbeitsstück zuertheilt werden, oder es können die nach Vorstehendem vom Fräser allein ausgeführten beiden Einzelbewegungen auch beide vom Arbeitsstück ausgeführt werden, und es kann die eine Bewegung vom Fräser (Vorbewegung oder Mehrumdrehung), die andere vom Arbeitsstücke vollführt werden. Denn in allen diesen Fällen wird das gleiche Endresultat, die relative Ortsveränderung zwischen Fräser und Arbeitsstück, erzielt, welche zur Erzeugung spiraliger Zähne vorgenommen werden nnifs.

Im Vorstehenden ist der Einfachheit halber davon ausgegangen, dafs die Umdrehungszahl des Schneckenradfräsers gegenüber einer bestimmten Umdrehungszahl des Werkstückes um z. B. eine Umdrehung vermehrt werden müsse. Selbstverständlich kann auch jede anderweite Vermehrung der Umdrehungszahl eine zwei-, drei und mehrfache oder eine einen Bruchtheil einer Vermehrung, oder eine oder mehrere Vermehrungen nebst einem Bruchtheil u. s. w. der Umdrehungszahl des Schneckenradfräsers eingeführt werden, je nachdem eine stärkere oder geringere Steigung der «piraligen Zähne des betreffenden Schraubenrades erzeugt werden soll. Anderntheils kann die Umdrehungszahl des Schneckenradfräsers auch um eine oder mehrere Umdrehungen bezw. Bruchtheile solcher (wie oben) vermindert werden, wodurch bei entsprechender, d. h. entgegengesetzt geneigter Achsstellung des Schneckenradfräsers zum Radkörper entgegengesetzt gerichtete spiralige Zähne erzeugt werden.

Auch können statt eingängiger ebenfalls zwei- und mehrgängige Schneckenradfräser nach vorbeschriebenem Verfahren Anwendung finden. In solchen Fällen ermäfsigt sich die Umdrehungszahl des Fräsers entsprechend seiner Gangzahl um das Zwei-, Dreifache u. s. w., da bei jeder Umdrehung des Werkstückes je zwei, drei u. s. w. Zahnlücken angeschnitten bezw. Zähne fertig gefräst werden.

Auf diese Weise können (mit ein und demselben Schneckenradfräser) Schraubenräder von o° bis i8o° Steigung erzeugt werden, je nachdem dem Fräser eine oder mehrere Mehr- bezw. Minderumdrehungen ertheilt werden. In den • Grenzfällen o° und i8o° geht das Schraubenrad in die gewöhnliche Schnecke über, bei 90⁰ entstehen Stirnräder. In allen Fällen mufs der Schneckenradfräser selbstverständlich die entsprechende, mehr oder minder starke Neigung zur Zahnradachsc erhalten, derart, dafs stets die Gangrichtung der Zähne des Fräsers und die Richtung der Zahnlücken sich decken.

In den Fig. 8 bis Ji der Zeichnung ist eine Maschine dargestellt, mittelst welcher das Verfahren in dem Falle ausgeführt werden kann, bei welchem die Relativbewegung des Schneckenradfräsers zum Arbeitsstück in einer Schraubenlinie um dasselbe herum durch eine axiale Vorschubbewegung und die obenbeschriebene Mehr- (bezw. Minder-) Umdrehung des Fräsers erzeugt wird.

Der Schnecken rad fräser ist mit a, der mit spiraligen Zähnen zu versehende Radkörper mit b bezeichnet. Beide bewegen sich um ihre Achsen wie ein gewöhnliches Schneckenradgetriebe, und zwar in zwangläufiger gegenseitiger Abhängigkeit im Verhältnisse von Gangzahl des Fräsers zur Ziihnezahl des Rades mit Hülfe eines zwischengeschaltelcn Wechsel rikiergetriebes. Der Antrieb des Radkörpers b und des Schneckenradfräsers α erfolgt von einer Welle c bezw. den Stufenriemscheiben d aus, und zwar werden im vorliegenden Falle die Umdrehungen des Radkörpers b durch die Wechselrädere, konischen Räder/ und das Schneckenradgetriebe g auf die Welle h, auf welcher das Werkstück sitzt, übertragen (Fig. 9, 10 und 11), während die Umdrehung des Schneckenradfräsers durch Zwischenmechanismen bewirkt wird, welche eine geradlinige Bewegung des Fräsers zum Werkstücke hin und die Erzielung einer gewissen Voreilung oder Nacheilung der Umdrehungen desselben zu den Umdrehungen des Arbeitsstückes gestatten. Aufserdem ist der Fräser derart angeordnet, dafs seine Achse im Kreise in jeder gewünschten Richtung zur Achse des Werkstückes eingestellt werden kann (Fig. 8, 9, 10 und 11).

Die zur Bewegung des Schneckenradfräsers a bei der vorliegenden Maschine angewendeten Zwischenmechanismen, welche die Relativbewegung des Fräsers, d. h. also die geradlinige Bewegung und das Voreilen bei der kreisförmigen Bewegung des Fräsers ^ bewirken sollen, sind folgende:

Die von der Antriebswelle c auf den Fräser übertragene Umdrehungsbewegung wird durch ein Getriebe i k η bewirkt, welches die Umdrehungen der Welle c auf die Welle q und von dieser mittelst des konischen Rädergetriebes r und s und der Stirnräder t auf die Fräserwelle« überträgt. Das Getriebe/Ar« ist derart angeordnet, dafs das Zahnrad/ fest auf der Welle c, das Zahnrad k aber drehbar auf einem Zapfen m sitzt, welcher senkrecht auf. der Welle q befestigt ist. Das Getriebe η schliefslich ist fest mit einem Schneckenrad ο verbunden und mit diesem drehbar auf der Welle q angeordnet.

Das Schneckenrad ο kann durch eine Schnecke ρ und durch Wechselräder ^, sowie konische Rädery mittelst einer Spindel ν eine besondere Drehung erhalten. Diese besondere Drehung bringt die Voreilung der kreisförmigen Belegung des Fräsers zum Werkstücke mit sich. Die Spindel ν ist als Schraubenspindel ausgeführt, deren Schraube dazu bestimmt ist, den den Fräser tragenden Schlitten in der Richtung der das Werkstück b tragenden Achse h zu verschieben, zu welchem Zwecke der Arm χ des Schlittens als Mutter für die Spindel ausgebildet ist. Diese Verschiebung bewirkt die geradlinige Bewegung des Fräsers zum Werkstücke hin.

Der Fräser α nebst zugehörigem Gestell und dem Antrieb t ist auf einer um eine aufrechte Achse drehbaren Scheibe gelagert, wobei die Achse gleichzeitig als Achse für das waagrechte Zahnrad dient, so dafs der Antrieb des Fräsers von der Welle q aus bei jeder Stellung der Scheibe bezw. des Fräsers zum Werkstücke stattfinden kann.

. Der Arbeitsvorgang beim Fräsen spiraliger Zähne ist nun folgender:

Soll ein Rad mittelst eines eingängigen Schneckenradfräsers spiralige Zähne· eingefräst erhalten, so mufs der letztere eine gewisse gröfsere (oder kleinere) Umdrehungszahl machen, als das Werkstück Zähne erhalten soll. Zu dem Zwecke wird der Achse q durch entsprechende Drehung des Schneckenrades ο unter Vermittelung der Wechselräder % und der Kegelräder y von der Spindel ν aus eine der Steigung der Schraubenlinie der zu erzeugenden Zähne entsprechende Vor- oder Nacheilung gegeben.

Wird z. B. ein eingängiger Fräser mit 20 mm Steigung, eine Schraubenspindel ν mit 5 mm Steigung und ein zu schneidendes Rad mit 20 mm Breite benutzt, das 30 Zähne mit 45⁰ Spiralsteigung erhalten soll, so sind zunächst Wechselräder einzuschalten, welche bei einer Umdrehung des Werkstückes 30 Umdrehungen des Fräsers herbeiführen. Um den Fräser über einen 20 mm breiten Werkstückkörper hinwegzuführen, sind bei 5 mm Steigung der Schraubenspindel vier Umdrehungen derselben erforderlich, wodurch der den Fräser tragende Schlitten um 20 mm verschoben wird. Gleichzeitig soll aber der Fräser zum Werkstücke Spirallinien von 45 ° Steigung beschreiben. Zu dem Zwecke wirken die vier Umdrehungen der Schraubenspindel f mit, Hülfe der Wechselräder ^ und des Differentialrädergetriebes ilen so auf den F^rä'^sei'i dafs er eine Umdrehung mehr (oder weniger) macht. Diese Mehr- (oder Minder-) Umdrehung geht also während der Verschiebung des Schlittens um 20 rrim vor sich und wirkt mm drehend auf das Werkstück ein. Die Resultirende dieser beiden 20 mm grofsen Einzelbewegungen bildet die 45 ° gegen die Arbeitsstückachse geneigte Relativbewegung zwischen Fräser und Werkstück.

Nach diesem Verfahren können Satzräder der verschiedensten Zähnezahlen mit nur einem einzigen Schneckenradfräser hergestellt werden. Diese Einheitlichkeit des Werkzeuges bedingt, dafs nur eine aus diesem selbst fliefsende Fehlerquelle in Frage kommen kann. Die Arbeit ist von der Sorgfalt und Intelligenz des bedienenden Arbeiters unabhängig gemacht und kann schnell und billig ausgeführt werden, da die persönliche Handhabung auf das Einsetzen eines neuen Rades und auf das Entfernen desselben nach Fertigstellung beschränkt ist.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Schraubenrädern mittelst Schneckenradfräsers, dadurch gekennzeichnet, dafs Fräser und Radkörper aufser der rotirenden Bewegung eine Relativbewegung gegen einander in Form einer Schraubenlinie erhalten.

2. Eine Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs zwecks Erlangung der Relativbewegung zwischen Fräser und Radkörper einer derselben eine entsprechend zu bemessende Voreilung gegen den anderen bei der Rotation erhält.

3. Eine Maschine zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dafs die schraubenförmige (spiralige) Bewegung des Fräsers mittelst einer geradlinigen, axial zum zu fräsenden Radkörper gerichteten und einer kreisförmigen Ditferentialbewegung desselben in

. der Weise bewirkt wird, dafs bei Drehung der den Vorschub des Fräsers gegen den Radkörper bewirkenden Schraubenspindel mittelst Differentialgetriebes (i k η o) dem Antriebe des Fräsers Vor- oder Nacheilung gegeben wird.

4. Eine Maschine nach Anspruch 3, bei welcher der Fräser seinen Antrieb vom Differentialgetriebe her bei jeder Stellung des Fräsers zum Radkörper durch eine Welle erhält, deren Achse gleichzeitig als Drehachse für die Schrägstellung des Fräsers zum Radkörper dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.