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Kegeliger Wälzfräser Die Erfindung bezieht sich auf einen Wälzfräser
zur Herstellung des Schneckenrades von Untersetzungsgetrieben. Die in Rede stehenden
Untersetzungsgetriebe bestehen aus einer ein- oder mehrgängigen konischen Schnecke,
die mit einem Zahn- oder Kegelrad zusammenwirkt. Die Aclisen von Schnecke und Zahnrad
sind gegeneinander versetzt angeordnet, wodurch wesentliche Vorteile erzielt werden.
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Das mit der Verzahnung des Zahnrades zusammenwirkende Schneckengewinde
weist ungleiche Flankenwinkel auf. Demgemäß muß auch der zur Herstellung des Zahnrades
erforderliche -Wälzfräser entsprechende ungleiche Flankenwinkel aufweisen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines
Wälzfräsers zur Herstellung des in Rede stehenden Zahnrades, welcher sich durch
verbesserte Schneideigenschaften und vergrößerte Standzeit auszeichnet.
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Die Erfindung besteht darin, daß das Zahnprofil an der Zahnbrust symmetrisch
zu derjenigen durch die Zähne verlaufenden Schraubenfläche ist, welche jeweils rechtwinklig
zur Wälzebene des erzeugenden Plan- oder Kegelrades steht und daß das Zahnprofil
auch im ganzen übrigen Längsverlauf des Zahnes etwa symmetrisch zu der besagten
Schraubenfläche bleibt.
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Durch die Erfindung wird ein Zahnrad erhalten, welches nach einer
Einlaufzeit eine saubere Passung und ein einwandfreies Kämmen mit der Schnecke gewährleistet.
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Ebenso, wie das Zahnrad ein Planrad oder ein leicht kegeliges Rad
sein kann, kann auch eine konische Schnecke mit konkav gekrümmter Mantelfläche vorgesehen
sein. Dann wird auch ein erfindungsgemäßer Wälzfräser verwendet, dessen Mantelfläche
konkav gekrümmt ist.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Dabei zeigt F i g. 1 die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Wälzfräsers, F i g. 2 einen mittigen Längsschnitt durch den Wälzfräser längs der
Linie 2-2 in F i g. 1 sowie die Anordnung von Zerspannungswerkzeugen bei der Bearbeitung
des Wälzfräsers, F i g. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 1, Fig.
4 einen Schnitt durch die Zähne des Wälzfräsers längs des Kreisbogens 4-4 in F i
g. 3 und die Anordnung gleicher Freiwinkel auf einander gegenüberliegenden Schneidezahnflanken,
F i g. 5 einen Teilschnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 3 und F i g. 6 eine teilweise
Draufsicht auf ein Zahnrad, hergestellt mit Hilfe des erfindungsgemäßen Wälzfräsers,
mit einer gewöhnlichen konischen Schnecke kämmend.
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Mit Hilfe des in F i g. 1 dargestellten Wälzfräsers 20 kann in an
sich bekannter Weise das in F i g. 6 dargestellte Zahnrad 22 gefräst werden, welches
dazu bestimmt ist, mit einer konisch verjüngten Schnecke 24, deren Achse versetzt
zur Planradachse angeordnet ist, zusammenzuwirken. Planrad und Schnecke bilden so
ein Untersetzungsgetriebe. Das mit Hilfe des Wälzfräsers 20 hergestellte Planrad
22 weist eine verbesserte Raumform auf, welche nach einer Einlaufzeit eine saubere
Passung und ein einwandfreies Kämmen mit der Schnecke 24 gewährleistet.
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Die Schnecke 24 kann mit einem ein- oder mehrgängigen Gewinde
26 ausgeführt werden. Die Steigung des Gewindes ist konstant: Die beiden
Flankenwinkel des Gewindes sind einander nicht gleich. Aus der nachfolgenden Beschreibung
des erfindungsgemäßen Wälzfräsers 20, der zur Herstellung des Zahnrades 22 dient,
wird dies ersichtlich. Die Schnecke 24 kennzeichnet sich also durch eine konisclhe
Verjüngung, durch konstante Steigung des Gewindes und durch ungleiche Flankenwinkel
eines Gewindeganges.
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Bei den nachfolgenden Ausführungen wird angenommen, daß der in F i
g. 1 dargestellte und zur Herstellung des Zahnrades 22 bestimmte Wälzfräser 20 ein
einfaches Gewinde hat. DieErfindung kann jedoch gleichfalls auf einen mehrgängigen
Wälzfräser zur
Herstellung eines Zahnrades, welches mit einer mehrgängigen
Schnecke zusammenwirken soll, Anwendung finden.
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Der Wälzfräser 20 wird aus dem in F i g. 2 gestrichelt angedeuteten
Rohling gefertigt. Dieser hat die Form eines Kegelstumpfes. Mittels des in F i g.
2 schematisch angedeuteten Zerspannungswerkzeuges 34 wird in den Rohling 28 ein
Schneckengewinde 30 eingeschnitten, aus welchem die Schneidzähne des Wälzfräsers
gefertigt werden. Die Zähne 32 des Wälzfräsers haben, wie aus F i g. 2 ersichtlich,
einen dem mittels des Werkzeuges 34 eingeschnittenen Gewinde 30 entsprechenden Querschnitt.
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Wichtige Merkmale des Wälzfräsers 20 seien im Zusammenhang mit der
Fertigung des Gewindes 30, aus welchem nach Einschneiden von Quernuten die Schneidzähne
des Wälzfräsers entstehen, beschrieben.
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Zur Herstellung des Gewindes 30 wird der Wälzfräserrohling 28 in Drehbewegung
um seine Achse 38 versetzt. Das Gewindeschneidwerkzeug 34 wird in Arbeitsstellung
vorgefahren und entsprechend der gestrichelt angedeuteten und mit 36 bezifferten
Kurve am Rohling entlang geführt. Der durch die Kurve 36 dargestellte Weg des Gewindeschneidwerkzeuges
34 ist um einen kleinen Winkel zur Rotationsachse 38 des Wälzfräserrohlings
geneigt und, wie dargestellt, geringfügig nach innen gekrümmt.
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Hierdurch wird der Hüllfläche des Wälzfräsers eine zur Achse hin leicht
konvexe Ausbildung verliehen. Es können mehrere Schneidwerkzeuge verwendet werden,
um das Gewinde 30 zu schneiden. Die einzelnen Werkzeuge werden dann entsprechend
entlang der Kurve 36 geführt, wobei sich der Wälzfräserrohling in Drehbewegung befindet.
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Der Wälzfräserrohling, in welchen das Gewinde nunmehr eingeschnitten
ist, weist also eine im großen und ganzen konische Hüllfläche auf, die jedoch, wie
gesagt und wie aus dem Längsschnitt ersichtlich, eine zur Achse hin leicht konvexe
Krümmung aufweist.
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Das Gewinde 30 des Wälzfräsers wird alsdann in bekannter Weise durch
Nuten in die einzelnen Schneidzähne unterteilt. Die so hergestellten Zähne bilden
also Teile eines zusammenhängenden Schnekkengewindes und besitzen folglich sämtlich
dieselbe Querschnittsform und -größe.
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Die Reihen der Zähne 32 erstrecken sich über einen beträchtlichen
Teil des Wälzfräsers. Sie sind, wie in F i g. 2 dargestellt, um den Betrag der Gewindesteigung
L voneinander entfernt. Diese Steigung ist über die Länge des Wälzfräsers konstant.
Diejenigen Winkel, welche die Schneidkanten 41 und 43 auf beiden Seiten jedes
Schneidzahnes 32 mit der in F i g. 2 dargestellten und mit 40 bezifferten
Senkrechten einschließen, seien als Flankenwinkel bezeichnet. Diese entsprechen
den Flankenwinkeln des Gewindes 26 der Schnecke 24, die mit dem in F i g. 6 dargestellten
Zahnrad kämmt. Die beiden Flankenwinkel eines Schneidzahnes 32 sind in F i g. 2
mit 42 bzw. 44 beziffert. Die dem Fräserende kleineren Durchmessers zugewandte Schneidkante
bildet einen wesentlich kleineren Winkel 42 mit der Senkrechten 40, als die entgegengesetzte
Schneidkante, die mit der Senkrechten den Winkel 44 einschließt. Die einzelnen Schneidezähne
32 werden hinterschnitten und zwar derart, daß, wie in F i g. 4 und 5 dargestellt,
im wesentlichen gleiche Freiwinkel 46, 48 an einander gegenüberliegenden
Zahnflanken entstehen.
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Die im wesentlichen gleichen Freiwinkel werden dadurch erzielt, daß
jeder einzelne Schneidzahn für sich symmetrisch zur Winkelhalbierenden 54 des aus
den beiden Flankenwinkeln 42 und 44 zusammengesetzten Gesamtflankenwinkels
hinterschnitten wird. Aus der F i g. 2 wird dies ersichtlich. Der Gesamtflankenwinkel
ist mit 50 beziffert. Das Hinterschneiden wird mit einem in F i g. 2 in radial
ausgefahrener Stellung dargestellten und mit 52 bezifferten Werkzeug ausgeführt.
Der Wälzfräser wird in Drehbewegung relativ zum Werkzeug 52 versetzt und das Werkzeug
52 wird in für den Fachmann bekannter Weise in Richtung des Pfeiles 54 zur Rotationsachse
38 hin bewegt. Die Richtung des Pfeiles 54 fällt mit der Winkelhalbierenden des
Gesamtflankenwinkels 50 zusammen. Mit anderen Worten erfährt das Werkzeug 52 seinen
Vorschub in einer Richtung, die um den halben Differenzwinkel der Winkel 42 und
44 zu der Senkrechten 40 geneigt ist. Der Winkel, um den die Vorschubrichtung zur
Senkrechten geneigt ist, ist in F i g. 2 mit 56 beziffert.
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Wie gesagt, bewirkt der Hinterschnitt der Schneidzähne mit gleichen
Freiwinkeln 46 und 48 ehre beachtliche Verbesserung der Schneidleistung
und der Standzeit des Wälzfräsers, wenn er fortlaufend zum Fräsen der in der F i
g. 6 dargestellten Zahnräder benutzt wird.
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Der Wälzfräser nach der Erfindung führt jedoch nicht nur zu verbesserten
Schneidleistungen und vergrößerter Standzeit, sondern außerdem zu einem Zahnrad
mit verbesserten Eigenschaften (siehe F i g. 6).
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In F i g. 6 ist beispielsweise ein mittels des Wälzfräsers 20 hergestelltes
Zahnrad 22 dargestellt. Dieses weist eine verbesserte Raumform auf, welche eine
gute Passung und gutes Kämmen mit der Schnecke 24 gewährleistet.