DE1167628B

DE1167628B - Worm-shaped hobbing cutter with straight or screw-shaped chip grooves for milling gears with tooth flanks that are crowned in the longitudinal direction of the teeth

Info

Publication number: DE1167628B
Application number: DE1958P0021640
Authority: DE
Inventors: Dr Ing Arno Budnick; Werner Poske
Original assignee: Hermann Pfauter GmbH and Co
Current assignee: Hermann Pfauter GmbH and Co
Priority date: 1958-11-03
Filing date: 1958-11-03
Publication date: 1964-04-09

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: B23fBoarding school Class: B23f

Deutsche KI.: 49 d-14/03German AI .: 49 d-14/03

Nummer: 1 167 628Number: 1 167 628

Aktenzeichen: P 21640 I b / 49 dFile number: P 21640 I b / 49 d

Anmeldetag: 3. November 1958Filing date: November 3, 1958

Auslegetag: 9. April 1964Opening day: April 9, 1964

Die Erfindung betrifft einen schneckenförmigen Wälzfräser mit geraden oder schraubigen Span-Nuten zum Fräsen von Zahnrädern mit in Längsrichtung der Zähne balligen Zahnflanken, dessen Zähne an den Spanflächen in demselben Abstand von der Fräserachse im mittleren Teil der Länge des Wälzfräsers eine kleinere Dicke haben als an den Enden, sowie eine Einrichtung zum Herstellen von hohlgeschliffenen Spanflächen und ein Verfahren zur Herstellung von Zahnrädern der genannten Art mittels eines solchen Wälzfräsers.The invention relates to a worm-shaped hob with straight or helical chip grooves For milling gears with tooth flanks that are crowned in the longitudinal direction of the teeth, the teeth of which are attached to the Rake faces at the same distance from the cutter axis in the middle part of the length of the hob have a smaller thickness than at the ends, as well as a device for producing hollow ground Rake faces and a method for producing gears of the type mentioned by means of such Hob.

Zahnräder mit in Längsrichtung der Zähne balligen Zahnflanken haben wesentliche Vorteile. Wenn die Achsen von zwei ineinandergreifenden Zahnrädern nicht genau parallel zueinander sind, sei es infolge kleiner Ungenauigkeiten der Lagerung oder infolge von Belastungen oder Abnutzungen, so entstehen größere örtliche Drücke, besonders an den Enden der Zahnräder, und damit größere Abnutzungen derselben. Ferner werden die Geräusche beim Lauf der Zahnräder vergrößert. Diese Nachteile werden durch eine geringe Balligkeit der Zahnflanken in Längsrichtung der Zähne vermieden.Gears with tooth flanks that are crowned in the longitudinal direction of the teeth have significant advantages. If the Axes of two interlocking gears are not exactly parallel to each other, be it as a result minor inaccuracies in storage or as a result of loads or wear and tear greater local pressures, especially at the ends of the gears, and thus greater wear and tear on the same. Furthermore, the noise is increased when the gears run. These disadvantages are due to a slight crowning of the tooth flanks in the longitudinal direction of the teeth is avoided.

Derartige ballige Verzahnungen können mittels gewöhnlicher Wälzfräser nur hergestellt werden, wenn die Wälzfräsmaschin so eingerichtet ist, daß der Abstand zwischen der Achse des Fräsers und der Achse des Zahnradrohlings während des Fräsens so verändert werden kann, daß dieser Abstand beim Fräsen der Enden des Zahnradrohlings in bestimmter Weise geringer ist als beim Fräsen des mittleren Teiles des Zahnradrohlings. Dies erfordert jedoch Wälzfräsmaschinen mit verhältnismäßig teuren Sondereinrichtungen. Such convex teeth can only be produced using conventional hob cutters if the hobbing machine is set up so that the distance between the axis of the milling cutter and the axis of the gear blank can be changed during milling so that this distance during milling the ends of the gear blank is in a certain way less than when milling the middle part of the Gear blank. However, this requires hobbing machines with relatively expensive special equipment.

Es ist ferner bekannt, für die Erzeugung balliger Verzahnungen besondere Wälzfräser zu benutzen, bei denen das Profil der Zähne an den Enden des Fräsers dicker ist als das der Zähne in seinem mittleren Teil. Hierbei wird der Wälzfräser quer oder schräg relativ zur Achse des Zahnradrohlings vorgeschoben, so daß sein mittlerer Teil den mittleren Teil des Zahnradrohlings und seine Endteile die Endteile des Zahnradrohlings bearbeiten. Dies kann durch eine kombinierte Quer- und Längsverschiebung des Wälzfräsers gegenüber dem Zahnradrohling erreicht werden (Diagonalverfahren). Bei einem anderen bekannten Verfahren wird ein derartiger besonderer Wälzfräser, der in schräger Stellung über die ganze Breite des Zahnradrohlings sich erstreckt, nur quer, also tangential über den Zahnradrohling verschoben. Auch hierbei erhält man durch die verschiedene Dicke der Zähne des Wälzfräsers in seinem mittleren Teil und an seinen Schneckenförmiger Wälzfräser mit geraden oder schraubigen Span-Nuten zum Fräsen von
Zahnrädern mit in Längsrichtung der Zähne
balligen ZahnflankenIt is also known to use special hob cutters for producing crowned teeth, in which the profile of the teeth at the ends of the cutter is thicker than that of the teeth in its central part. Here, the hob is advanced transversely or obliquely relative to the axis of the gear blank, so that its central part machine the central part of the gear wheel blank and its end parts machine the end parts of the gear wheel blank. This can be achieved by a combined transverse and longitudinal displacement of the hob with respect to the gear blank (diagonal method). In another known method, such a special hob, which in an inclined position extends over the entire width of the gear blank, is only displaced transversely, that is to say tangentially, over the gear blank. Here too, the different thicknesses of the teeth of the hob in its central part and on its worm-shaped hob with straight or screw-shaped chip grooves for milling
Gears with in the longitudinal direction of the teeth
crowned tooth flanks

Anmelder:Applicant:

Fa. Hermann Pfauter,Hermann Pfauter,

Ludwigsburg (Württ.), Schwieberdinger Str. 87Ludwigsburg (Württ.), Schwieberdinger Str. 87

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Werner Poske, Hamburg-Schneisen,Werner Poske, Hamburg aisles,

Dr. Ing. Arno Budnick, Lüdwigsburg (Württ.) - -Dr. Ing.Arno Budnick, Lüdwigsburg (Württ.) - -

Enden eine in Längsrichtung bällige Form der Flanken der Zahnradzähne. Die Herstellung solcher besonderer Wälzfräser ist jedoch verhältnismäßig teuer und erfordert besondere Maschinen.The ends of the flanks have a spherical shape in the longitudinal direction the gear teeth. However, the manufacture of such special hobs is relatively expensive and requires special machines.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wälzfräser zum Herstellen von längsballigen Zähnen an Zahnrädern, dessen Fräserzähne an den Spanflächen in demselben Abstand von der Fräserachse im mittleren Teil der Länge des Wälzfräsers eine kleinere Dicke haben als an den Enden, auf eine einfache und billige Art herzustellen.The invention is based on the object of a hob for producing longitudinally crowned teeth on gears whose cutter teeth on the rake faces at the same distance from the cutter axis have a smaller thickness in the middle part of the length of the hob than at the ends, on a simple one and cheap way to manufacture.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Spanflächen eines schneckenförmigen Wälzfräsers mit geraden oder schraubigen Span-Nuten in deren Längsrichtung eine Hohlkrümmung aufweisen, derart, daß die Spanflächen auf einer und derselben jeder einzelnen Span-Nute zugeordneten gekrümmten Fläche liegen, die über deren ganze Länge verläuft.This object is achieved in that the rake faces of a helical hob cutter with straight or helical chip grooves in their longitudinal direction have a hollow curvature such that the rake faces on one and the same curved face associated with each individual chip flute lie, which runs over its entire length.

Da die Zähne des Wälzfräsers hinterdreht oder hinterschliffen sind, ergibt sich durch das Hohlschleifen der Spanflächen in Längsrichtung der Span-Since the teeth of the hob are back-turned or relief-ground, the result is hollow grinding of the rake faces in the longitudinal direction of the rake

Nuten, daß das Zahnprofil an den Spanflächen im mittleren Teil der Länge des Fräsers einen etwas kleineren Abstand von der Fräserachse hat als an den Enden des Wälzfräsers.Groove that the tooth profile on the rake faces in the middle part of the length of the milling cutter a little has a smaller distance from the cutter axis than at the ends of the hob.

Dieses bietet den Vorteil, daß zur Herstellung balliger Verzahnungen einerseits gewöhnliche Wälzfräsmaschinen benutzt werden können und andererseits von gewöhnlichen Wälzfräsern ausgegangen werden kann.This offers the advantage that, on the one hand, conventional hobbing machines are used to produce crowned gears can be used and on the other hand can be assumed from ordinary hobs.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigtThe invention is illustrated in the drawing, for example. It shows

Fig. 1 eine Vorderansicht der oberen Hälfte eines Wälzfräsers gemäß der Erfindung,Fig. 1 is a front view of the upper half of a hob according to the invention,

409 558/150409 558/150

Fig. 2 eine linke Seitenansicht zu Fig. 1, F i g. 3 eine schematische Darstellung der relativen Bewegung des Wälzfräsers gegenüber einem zu fräsenden Zahnrad bei Anwendung des Diagonal Verfahrens.FIG. 2 shows a left side view of FIG. 1, F i g. 3 shows a schematic representation of the relative movement of the hob with respect to one to be milled Gear when using the diagonal method.

Der Wälzfräser 1, dessen Längsachse mit 2 bezeichnet ist, hat schneckenförmig angeordnete Zähne 3. Beim Wälzfräsen, also bei gleichzeitiger Drehung des Fräsers 1 und des Zahnradrohlings 4, fräsen die Zähne 3 die Zahnlücken aus der Mantelfläche des Zahnradrohlings 4 und erzeugen so das Profil der Flanken der Zähne des Zahnrades.The hob 1, the longitudinal axis of which is denoted by 2, has teeth 3 arranged in the shape of a helix. When hobbing, so with simultaneous rotation of the cutter 1 and the gear blank 4, the mill Teeth 3, the tooth gaps from the outer surface of the gear blank 4 and thus generate the profile of the Flanks of the teeth of the gear.

In F i g. 3 ist das Fräsen eines Zahnrades 4 mittels eines Wälzfräsers 1 im Diagonalverfahren dargestellt, wobei der Wälzfräser relativ zum Zahnradrohling bzw. einem sonstigen mit einer Verzahnung zu versehenden Werkstück 4 in dessen Achsrichtung und gleichzeitig tangential zum Zahnradumfang vorgeschoben wird. Der Wälzfräser 1 wird so eingestellt, daß an der einen Stirnseite 5 des Werkstücks 4 begonnen wird. Die Zähne an dem einen Ende des Wälzfräsers 1 schneiden am Punkt 6 in voller Tiefe in das Werkstück 4 ein. Während das Werkstück 4 um seine Achse 4 a gedreht wird, findet gleichzeitig ein Vorschub entweder des Werkstücks 4 in Richtung des Pfeiles 4 b relativ zum Wälzfräser 1 statt, oder der Wälzfräser 1 wird relativ zum Werkstück 4 entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles 4 ft vorgeschoben. Gleichzeitig wird der Wälzfräser 1 tangential zum Zahnradumfang, z. B. in Richtung seiner Längsachse 2, wie der Pfeil \b zeigt, relativ zum Werkstück 4 verschoben. Der Wälzfräser 1 bewegt sich hierbei diagonal über das Werkstück 4 bis zu der in F i g. 3 in gestrichelten Linien dargestellten Stellung, in welcher er mit seinem Punkt 8 die andere Stirnseite 7 des Zahnrades 4 erreicht hat. Hierdurch wird also der mittlere Teil des Zahnrades 4 von den Zähnen im mittleren Teil des Wälzfräsers 1 bearbeitet, während die Endteile des Zahnrades 4 von den Endteilen des Wälzfräsers 1 bearbeitet werden.In Fig. 3 shows the milling of a gear 4 by means of a hob 1 in the diagonal process, the hob being advanced relative to the gear blank or another workpiece 4 to be provided with a toothing in its axial direction and at the same time tangentially to the gear circumference. The hob 1 is set in such a way that one begins at one end face 5 of the workpiece 4. The teeth at one end of the hob cutter 1 cut into the workpiece 4 to their full depth at point 6. While the workpiece 4 is rotated about its axis 4 a , at the same time either the workpiece 4 is advanced in the direction of the arrow 4 b relative to the hob 1, or the hob 1 is advanced relative to the workpiece 4 opposite to the direction of the arrow 4 ft. At the same time, the hob 1 is tangential to the gear circumference, for. B. in the direction of its longitudinal axis 2, as the arrow \ b shows, moved relative to the workpiece 4. The hob 1 moves diagonally over the workpiece 4 up to the position shown in FIG. 3 position shown in dashed lines, in which it has reached the other end face 7 of the gear 4 with its point 8. As a result, the middle part of the gear 4 is machined by the teeth in the middle part of the hob 1, while the end parts of the gear 4 are machined by the end parts of the hob 1.

Die in Längsrichtung der Zähne ballige Form der Zahnflanken ist in Fig. 3 in einem parallel zur Achse Aa des Zahnrades 4 gelegten Schnitt durch einen Zahn durch die strichpunktierte Linie 9 beispielsweise veranschaulicht, wobei zur größeren Deutlichkeit die Balligkeit sehr stark vergrößert dargestellt ist.The spherical shape of the tooth flanks in the longitudinal direction of the teeth is illustrated in FIG. 3 in a section through a tooth parallel to the axis Aa of the gear 4, for example by the dash-dotted line 9, the crowning being shown greatly enlarged for greater clarity.

Um eine solche Balligkeit der Zahnradzähne mittels eines Wälzfräsers zu erzielen, sind gemäß der Erfindung die Spanflächen 3 a des Wälzfräsers 1 in Längsrichtung der Span-Nuten 10 mit einer Hohlkrümmung geschliffen, die in F i g. 1 durch die strichpunktierten Linien 11 unter starker Vergrößerung der Krümmung schematisch veranschaulicht ist. Hierdurch wird die Spanfläche 3 a' eines im mittleren Teil des Wälzfräsers 1 liegenden Zahnes 3 gegenüber den Spanflächen 3 α der an den Enden des Wälzfräsers 1 liegenden Zähne 3 in Richtung des Umfanges des Wälzfräsers versetzt, wie Fig. 2 mit starker Vergrößerung zeigt.In order to achieve such a crowning of the gear teeth by means of a hob cutter, the rake faces 3 a of the hob cutter 1 are ground with a hollow curvature in the longitudinal direction of the chip grooves 10 according to the invention, as shown in FIG. 1 is illustrated schematically by the dash-dotted lines 11 with a strong enlargement of the curvature. As a result, the rake face 3 a 'of a tooth 3 located in the middle part of the hob 1 is offset in the direction of the circumference of the hob 1 relative to the rake faces 3 α of the teeth 3 located at the ends of the hob 1, as shown in greatly enlarged form.

Infolge des Hinterschliffs der Zähne 3, wie in F i g. 2 gezeigt ist, befindet sich das Zahnprofil an der Spanfläche 3 a' der mittleren Zähne etwas näher an der Achse 2 des Wälzfräsers 1 als das Zahnprofil an der Spanfläche 2>a der äußeren Zähne. Dementsprechend greifen die mittleren Zähne des Wälzfräsers 1 weniger tief in die Mantelfläche des Zahnradrohlings 4 ein als die Zähne an den Enden des Wälzfräsers 1. Da nun der mittlere Teil der Verzahnung des Zahnrades 4 von den mittleren Zähnen 3 des Wälzfräsers 1 gefräst wird, ergibt sich die gewünschte leicht ballige Form der Verzahnung des Zahnrades 4.As a result of the relief grinding of the teeth 3, as shown in FIG. 2, the tooth profile on the rake face 3 a 'of the central teeth is somewhat closer to the axis 2 of the hob 1 than the tooth profile on the rake face 2> a of the outer teeth. Accordingly, the middle teeth of the hob 1 engage less deeply into the outer surface of the gear blank 4 than the teeth at the ends of the hob 1. Since the middle part of the toothing of the gear 4 is now milled by the middle teeth 3 of the hob 1, this results the desired slightly convex shape of the toothing of the gear 4.

Der in der Zeichnung dargestellte Wälzfräser 1 hat zur Achse 2 parallele, also gerade Span-Nuten 10. Die Span-Nuten können jedoch auch schräg, also schraubig angeordnet sein. Auch bei Wälzfräsern mit schraubigen Span-Nuten können gemäß der Erfindung die Spanflächen 3 α in Längsrichtung der Span-Nuten eine Hohlkrümmung aufweisen.The hob 1 shown in the drawing has chip grooves 10 parallel to the axis 2, that is to say straight. The chip grooves can, however, also be arranged obliquely, that is to say helically. Also with hobs helical chip grooves can according to the invention, the rake faces 3 α in the longitudinal direction of the chip grooves have a hollow curvature.

Die jeweils gewünschte Größe und Form der Balligkeit des Zahnrades 4 kann dadurch erzielt werden, daß ein entsprechender Hohlschliff der Spanflächen 3 a, 3 a' über die ganze Länge des Wälzfräsers 1 angebracht wird.The respectively desired size and shape of the crowning of the gear 4 can thereby be achieved be that a corresponding hollow grinding of the rake faces 3 a, 3 a 'over the entire length of the hob 1 is attached.

Eine jeweils gewünschte verschiedene Balligkeit der zu fräsenden Verzahnung kann bei Anwendung des Diagonalverfahrens mittels eines bestimmten Wälzfräsers mit hohl geschliffenen Spanflächen dadurch erhalten werden, daß der Tangentialvorschub des Wälzfräsers 1 z. B. senkrecht zur Mantellinie des Zahnradrohlings 4 oder in Richtung der Achse 2 des Wälzfräsers 1 und der Axialvorschub des Wälzfräsers 1 in Richtung der Achse 4 a des Zahnrades 4 in einem bestimmten Verhältnis zueinander eingestellt werden. Hierbei wird ein größerer oder kleinerer Teil der Länge des Wälzfräsers 1 beim Fräsen des Zahnrades 4 zwischen dessen Stirnseiten 5 und 7 ausgenutzt. Infolgedessen kommt nur ein größerer oder kleinerer Teil der gesamten Länge des Wälzfräsers 1 und somit nur die auf diesem Teil vorhandene Hohlkrümmung zur Wirkung.Any desired different crowning of the toothing to be milled can be achieved when using the diagonal method by means of a specific hob with hollow ground rake faces be obtained that the tangential feed of the hob 1 z. B. perpendicular to the surface line of the Gear blank 4 or in the direction of the axis 2 of the hob 1 and the axial feed of the hob 1 set in the direction of the axis 4 a of the gear 4 in a certain ratio to each other will. Here, a larger or smaller part of the length of the hob 1 is used when milling the gear 4 between the end faces 5 and 7 used. As a result, only a bigger or comes smaller part of the entire length of the hob 1 and thus only the hollow curvature present on this part to the effect.

Zur Herstellung von in Längsrichtung der Span-Nuten 10 hohl gekrümmten Spanflächen 3 a, 3 a' gemäß der Erfindung kann eine Wälzfräser-Schärfmaschine benutzt werden, wobei jedoch statt eines geraden Leitlineals (Sinuslineal) ein der gewünschten Hohlkrümmung 11 der Spanflächen entsprechend kurvenförmig gestaltetes Leitlineal verwendet wird. Mit Hilfe eines solchen kurvenförmigen Leitlineals werden auf einer Wälzfräser-Schärfmaschine die Spanflächen 3 a, 3 a' eines gewöhnlichen Wälzfräsers mit der jeweils gewünschten Hohlkrümmung 11 geschliffen, und man erhält so einen Wälzfräser gemäß der Erfindung, mit welchem Zahnräder mit in Längsrichtung der Zähne balligen Zahnflanken hergestellt werden können.To produce chip surfaces 3 a, 3 a 'that are hollowly curved in the longitudinal direction of the chip grooves 10 according to the invention a hob sharpening machine can be used, but instead of one straight guide ruler (sine ruler) a corresponding to the desired hollow curvature 11 of the rake faces Curved guide ruler is used. With the help of such a curved guide the rake faces 3 a, 3 a 'of an ordinary hob cutter are on a hob sharpening machine ground with the respective desired hollow curvature 11, and a hob according to FIG of the invention, with which gears are produced with tooth flanks that are crowned in the longitudinal direction of the teeth can be.

Claims

Patent claims:

1. Worm-shaped hob with straight or screw-shaped chip grooves for milling Gears with crowned tooth flanks in the longitudinal direction of the teeth, the teeth of which are on the rake faces at the same distance from the cutter axis in the middle part of the length of the hob have a smaller thickness than at the ends, characterized in that the rake faces (3 α, 3 α ') of the cutter teeth (3) in In the longitudinal direction of the chip flutes (10) have a hollow curvature (11) such that the chip surfaces (3 a, 3 a ') on one and the same of each individual chip groove (10) assigned curved Area that runs over its entire length.

2. Hob according to claim 1, characterized in that the hollow curvature (11) of the

Rake faces (3 α, 3 "') according to the desired Crowning (9), d. H. depending on their shape and size, the toothing to be milled is designed.

3. Device for producing hollow-ground rake faces according to claim 1 helical hobs with pre-machined straight or screw-shaped chip grooves by means of a hob sharpening machine with sine ruler for tool movement in the direction of the slope the chip grooves, characterized by a guide ruler shaped to match the hollow curvature (11) of the chip surfaces (3 a, 3 a ') in place of the mentioned sine ruler.

4. Process for the production of gears with tooth flanks that are crowned in the longitudinal direction of the teeth by means of a hob according to claim 1, wherein the hob is relative to the gear blank is advanced in the axial direction and at the same time tangentially to the gear circumference, thereby characterized in that the size of the crown (9) by the ratio of the two feed sizes is set.

Considered publications:
German Patent No. 649 163;
U.S. Patent Nos. 2,511,964, 2,027,621;
DIN sheet No. 8000.

1 sheet of drawings