-
Die Erfindung betrifft ein gerade- oder schrägverzahntes zahnrad-
oder zahnstangenartiges Schabwerkzeug, das im wesentlichen aus einem Grundkörper
und daran befestigten Bauteilen besteht, die Zähne mit Schneidkanten tragen, zum
Feinbearbeiten von Zahnrädern.
-
Der Zweck der Zahnradschabwerkzeuge ist ein Feinbearbeiten der Flanken
von Zahnrädern. Das Schabwerkzeug ist mit einer Anzahl von vom Zahnkopf zum Zahnfuß
verlaufenden Nuten und Rippen versehen, welche die zur Spanabnahme dienenden Schneidkanten
bilden. Das Werkzeug, z. B. das Schabzahnrad, und das Werkstück wälzen unter gekreuzten
Achsen ab, wobei eine Längsgleitung entsteht, unter deren Wirkung die Schneidkanten
die Späne abnehmen.
-
Üblicherweise werden Schabräder benutzt, die aus einem Stück gefertigt
sind. Es sind auch Schabräder bekannt, die aus einem verzahnten Grundkörper und
in die Zähne des Grundkörpers eingesetzten Schneidplatten bestehen; hierbei weist
jede Schneidplatte die Schneidkante der Rechts- und Linksflanke der Werkzeugzähne
auf.
-
Es ist bereits ein Schabzahnrad bekannt, dessen als Werkzeug dienender
Radkörper aus einzelnen Scheiben zusammengesetzt ist, wobei die Scheiben zwischen
zwei Endscheiben auf einem Tragkörper paketartig eingespannt sind. In diese Scheiben
sind die Schneidnuten eingeschliffen, so daß jede Scheibe pro Zahnflanke eine Nut
und einen Steg aufweist.
-
Es ist auch ein Schabzahnrad bekannt, dessen als Werkzeug dienender
Körper aus einem Paket die Werkzeugflanken bildenden Schneidlamellen und relativ
zu diesen zurückspringenden Abstandslamellen besteht. Die Abstandslamellen bilden
dabei die Schneidnuten und die Schneidlamellen die Schneidkanten, und zwar stellt
jede Lamelle einen vollständigen Zahnkranz dar, auf dem jeder Zahn sowohl eine Rechts-
als auch eine Linksflanke aufweist. Dieses Lamellenpaket kann gerade- oder schrägverzahnt
sein.
-
Schließlich ist auch ein aus Schneidlamellen und Abstandslamellen
zusammengesetztes Schabzahnrad bekannt, bei dem das Lamellenpaket zwischen zwei
schrägen Endscheiben eingespannt ist, so daß das Lamellenpaket bei der Drehung des
Schabzahnrades eine taumelnde Bewegung ausführt. Es soll hiermit gewissermaßen ein
natürlicher Vorschub erzielt werden, um einen Längsvorschub des Werkstücks relativ
zum Werkzeug an der Maschine zu ersparen.
-
Bei allen beschriebenen Schabrädern ändert sich wie bei den Schabrädern,
die aus einem Stück hergestellt sind, die Zahndicke beim Nachschleifen.
-
Die Praxis hat gezeigt, daß ein befriedigendes Schabergebnis, d. h.
eine Zahnflanke mit keinen oder kleinen Flankenformfehlern, nur erzielt werden kann,
wenn die Profilverschiebung und der Außendurchmesser des Schabrades in einer bestimmten
Richtung zur Werkstückverzahnung stehen (siehe hierzu deutsche Patentschrift 970
027). Beim Nachschleifen zum Schärfen der Schneidkanten an den Schabradzahnflanken
ändert sich die Profilverschiebung, was entweder ein Nachschleifen der Schabradzahnköpfe
notwendig macht oder, wenn man darauf verzichtet oder wenn das nicht möglich ist,
weil sonst z. B. das Schabzahnrad nicht weit genug in die Werkstückzahnlücke hineinragt,
vergrößern sich die Flankenformfehler
Aufgabe der Erfindung ist, die Mängel
der bekannten Schabräder zu vermeiden, insbesondere durch die Erfindung die Möglichkeit
zu geben, die Veränderung der Zahndicke bzw. Profilverschiebung beim Schärfen zu
vermeiden oder auszugleichen.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß
die Schneidzähne im Sinne einer Zahndickenänderung im Grundkörper verstellbar angeordnet
sind.
-
Zur Verwirklichung der Erfindung können grundsätzlich zwei Wege beschritten
werden, und zwar können die Schneidzähne erfindungsgemäß radial, d. h. in Richtung
der Zahnhöhe, nachstellbar sein, oder sie können nach einer anderen Ausgestaltung
der Erfindung in Umfangsrichtung nachstellbar und feststellbar sein.
-
Das Schabrad nach der Erfindung hat über die obige Aufgabenstellung
hinausgehend noch Vorteile. Durch das Einstellen der Schneidzähne kann für ein bestimmtes
Werkstück die günstigste Profilverschiebung innerhalb weiter Grenzen gesucht werden.
Hierbei können die Einzelteile, insbesondere die Schneidzähne, bereits vorgefertigt
auf Lager gelegt werden. Die Nachschleifbarkeit ist je nach Zahnteilung bis zu 5mal
größer als bei den bekannten Schabrädern.
-
Schabwerkzeuge, deren Radkörper aus mindestens zwei scheibenförmigen
Schneidkanten bildenden Zahnkränzen besteht, sind nach der Erfindung so gestaltet,
daß die Zahnkränze in Umfangsrichtung gegeneinander verstellbar und feststellbar
sind. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, daß mindestens nach einigen Scharfschliffen
jeder Schneidzahnkranz nur jeweils einer Zahnflanke (rechts oder links) zugeordnet
ist. Die Erfindung ist weiterhin günstig dahingehend ausgestaltet, daß in an sich
bekannter Weise zwischen jeweils zwei Schneidzahnkränzen mindestens eine Abstandslamelle
eingelegt ist.
-
Die zuletzt beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung haben den
weiteren Vorteil, daß die Spanflächen, das sind die die Werkzeugzahnflanke schneidenden
Flächen der Schneidnuten, geschliffen sein und beim Schärfen nachgeschliffen werden
können.
-
Erfindungsgemäß werden die Schneidzähne mit einer Verstelleinrichtung
ausgestattet. Werden die Zähne nach der Verstellung geschliffen, dann kann die Einrichtung
verhältnismäßig grob sein. Wird dagegen die Verstellbarkeit der Zähne dazu benutzt,
für das Schabrad ein günstiges Eingriffsverhältnis zum Werkstück zu suchen, d. h.
also, die geeignetste Zahndicke zu ermitteln, dann muß die Verstelleinrichtung verhältnismäßig
genau sein, insbesondere bezüglich der Stellung der Zähne oder Flankenteile zueinander.
-
Ist das Schabrad aus mehreren Lamellen zusammengesetzt, dann wird
die Erfindung zweckmäßig dahingehend ausgestaltet, daß die jeweils der gleichen
Zähnflanke (links bzw. rechts) zugeordneten Schneidlamellen durch mindestens einen
Paßstift od. dgl. zusammengefaßt sind. Zum Zwecke des Verstellens und Messens wird
diese Bauform erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die Paßstifte od. dgl. mit einem
Verstell- und/oder Meßmittel für die Zahndickeneinstellung versehen sind.
-
Wie eingangs bereits erwähnt, richtet sich die Erfindung nicht nur
auf zahnradähnliche, sondern auch auf zahnstangenähnliche Werkzeuge. Auf diese sind
die vorstehend ausgeführten Gedanken sinngemäß zu übertragen. Insbesondere kann
die Schabzahnstange erfindungsgefäß so ausgebildet werden, daß die Werkzeugzähne
von Lamellenpaketen gebildet werden und
daß die einzelnen Lamellen
tangential zum Werkstückrad einstellbar sind.
-
Die Erfindung ist an Hand der F i g. 1 bis 8 erläutert.
-
F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit radial, d.
h. in Richtung der Zahnhöhe, nachstellbaren Zähnen; F i g. 2 zeigt ein Detail aus
F i g. 1 in vergrößertem Maßstab (Stirnschnitt); F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit einem aus Lamellen zusammengesetzten Körper; F i g. 4 zeigt einen
Schnitt entlang der Linie IV-IV in F i g. 3; F i g. 5 zeigt einen Schnitt entsprechend
F i g. 3, und zwar ein Ausführungsbeispiel mit Abstandslamellen zwischen den Schneidlamellen;
F i g. 6 zeigt eine Verstelleinrichtung für die Schneidzahnkränze (Schneidlamellen)
von der Stirnseite des Rades aus gesehen; F i g. 7 zeigt einen Schnitt entlang der
Linie VII-VII in F i g. 6; F i g. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
Die F i g. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Mit
F i g. 1 ist eine Hälfte eines Schabzahnrades 1 im Schnitt schematisch dargestellt,
das von einer Werkzeugspindel 2 aufgenommen ist. Relativ zur Werkzeugspindel ist
das Schabzahnrad mit einer bekannten nicht gezeichneten Vorrichtung gegen Drehung
gesichert. Zur axialen Befestigung ist das Schabzahnrad zwischen einem Bund 3 und
einer Mutter 4 gehalten. Das Schabzahnrad bzw. die Werkzeugspindel sitzt
in einer bekannten Zahnradschabmaschine, auf der Zahnräder dadurch feinbearbeitet
werden, daß Werkstück und Werkzeug mit gekreuzten Achsen aufeinander abwälzen. Das
Schabrad nach der Erfindung ist an keine bestimmte Schabmaschine gebunden; aus diesem
Grunde ist die Schabmaschine nicht gezeichnet und beschrieben.
-
Das Schabzahnrad 1 besteht im wesentlichen aus einem Grundkörper 5,
der am Umfang mit einer Anzahl radialer Schlitze 6 versehen ist. In den Grundkörper
ist innerhalb der Schlitze, einen ringförmigen Körper 7 stehenlassend, eine Ringnut
8 eingedreht. An der einen Stirnseite ist eine Stirnscheibe 9 mit einem Gewinde
10 und/oder mit Hartlötung oder Schweißung oder auf eine andere geeignete Weise
befestigt. Der Grundkörper 5 und die Stirnscheibe 9 können auch aus einem Stück
gefertigt sein. Die Stirnscheibe ist mit Stützzähnen 11 zur Abstützung der später
beschriebenen Schneidzähne 16 versehen. Der Grundkörper ist mit einem zweiten Gewinde
12 versehen, auf das eine Stirnmutter 13 aufgeschraubt ist. Diese ist ebenfalls
mit Stützzähnen 14 versehen. Außerdem ist eine Anzahl von Schlitzen 15 zum Ansetzen
eines Schlüssels zum Anziehen der Stirnmutter vorgesehen.
-
In die Schlitze 6 sind Schneidzähne 16 eingesetzt. Die
Schneidzähne bestehen aus einem Schaftteil 17,
der in den Schlitzen sitzt,
und einem Arbeitsteil 18, der radial aus dem Grundkörper herausragt. Die Schneidzähne
16 sind in bekannter Weise mit einer Anzahl die Schneidkanten bildenden Schneidnuten
19 versehen. Die Schneidzähne sind radial mit Gewindestiften 20 abgestützt
und zwischen der Stirnscheibe 9
und der Stirnmutter 13 eingespannt.
-
Die Schneidzähne können so auf einen gewünschten Außendurchmesser
22 eingestellt und mit einer gewünschten Profilverschiebung geschliffen werden.
Sind die Zähne stumpf, dann werden sie mit einem auf die Vierkante 20' aufgesetzten
Schlüssel mittels der Gewindestifte 20 radial etwas herausgeschoben, wie mit dem
gestrichelten Linienzug 21 angedeutet ist, und danach auf die gewünschte Form nachgeschliffen.
So wird erreicht, daß die Zähne stets auf ganz bestimmte Verzahnungsgrößen, die
den optimalen Eingriffsverhältnissen entsprechen, gehalten werden können.
-
Die F i g. 3 und 4 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das Schabrad besteht im wesentlichen aus einem Grundkörper 30, der von einem Aufnahmezylinder
31 und einer Stirnscheibe 32 gebildet wird. Die Stirnscheibe ist wie beim vorherigen
Ausführungsbeispiel mit Stützzähnen 33 versehen. Auf den Aufnahmezylinder ist ein
Paket von zahnkranzartigen Schneidlamellen 34, 35 aufgeschoben, die zwischen der
besagten Stirnscheibe 32 und einer Klemmscheibe 36 mittels Schrauben 37 festgespannt
werden. Zum Durchführen der Schrauben 37 sind in den Schneidlamellen so große Bohrungen
38 vorgesehen, daß sie ohne Behinderung wahlweise in Umfangsrichtung verschoben
werden können. Die Schneidlamellen werden erfindungsgemäß abwechselnd nach rechts
und nach links verschoben und mit den Schrauben 37 festgespannt, so daß die einen
Schneidlamellen 34 die eine Zahnflanke des Schabrades und die anderen Schneidlamellen
35 die gegenüberliegende Zahnflanke darstellen. Nach Stumpfwerden des Schabrades
werden die Schrauben 37 gelöst, die Schneidlamellen nach rechts und links um die
Schleifzugabe verschoben und die Schrauben 37 wieder angezogen. Danach kann das
Schabrad auf das ursprüngliche Maß scharfgeschliffen werden.
-
Durch das Verstellen der Schneidlamellen kann die günstigste Zahndicke
auch versuchsweise festgestellt werden.
-
Ein ähnliches Ausführungsbeispiel zeigt F i g. 5, das sich von dem
Beispiel nach F i g. 4 nur dadurch unterscheidet, daß zwischen die Schneidlamellen
34',
35' Abstandslamellen 39 eingelegt sind. Hierdurch ist es möglich, zunächst
jeder Schneidlamelle 34' und 35' beide Zahnflanken zuzuordnen und erst im
Verlauf der Nachschliffe die Schneidlamellen nach links bzw. rechts zu verstellen.
-
F i g. 6 und 7 zeigen ein Ausführungsbeispiel für die Verstell- und
Meßeinrichtung für die Ausführungsform nach F i g. 4. Die einen Schneidlamellen,
z. B. 34, sind mit einem Paßstift 40 miteinander verbunden, der durch
eine verhältnismäßig weite Bohrung 41 der Stirnscheibe 32 hindurchragt. Auch die
anderen Schneidlamellen 35 haben für den Durchtritt des Paßstiftes verhältnismäßig
weite Bohrungen 42.
In den anderen Schneidlamellen 35 ist ebenfalls ein Paßstift
45 a eingepaßt und durch entsprechende weite Bohrungen 43, 44 in den zuerst
genannten Lamellen und der Stirnscheibe hindurchgeführt.
-
Mittels eines Meßwerkzeugs, das zwischen die Paßstifte geschoben wird
oder über diese hinweggreift, kann die Verstellung der Zähne 34, 35 gemessen
werden. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist auf einem der Paßstifte
(z. B. 40) ein Exzenter 45 drehbar gelagert, der mit seinem Umfang 46 den
anderen Paßstift berührt. Der Exzenter ist zum Zwecke des Verstellens mit einem
Vierkant 47 od. dgl. versehen. Durch Drehen des Exzenters können die Paßstifte auseinandergerückt
und die
Zähne 34, 35 verstellt werden. Mit einer Skala 48, die sich
auf dem Exzenter befindet, und einer Marke 49 auf dem gegenüberliegenden Paßstift
kann die Verstellung gemessen werden.
-
Die Stellung der Zähne 16, 34, 35 kann auch beispielsweise mit einer
Zahnweitenmeßeinrichtung gemessen werden.
-
F i g. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Der Grundkörper 70
bildet mit einem Schneidzahnkranz 71 ein Stück und weist beiderseits des Zahnkranzes
Nabensitze 72, 73 auf, auf die je ein weiterer Schneidzahnkranz 74, 75 aufgesetzt
ist. Die Schneidzahnkränze sind mit Schrauben 76 zusammengespannt. Die Durchgangslöcher
77, 78, 79 sind so weit, daß eine erfindungsgemäße seitliche Verstellung der Zahnkränze
möglich ist. Im Beispiel sind die Zähne jeweils auf der Rechts- und Linksflanke
mit je einer Schneidnute 80, 81, 82 versehen. An sich brauchten die Zähne jedes
Zahnkranzes nur jeweils auf einer Seite eine Schneidnute aufweisen, da ja immer
nur eine Flanke des Zahnes schneidet. Dadurch, daß die Schneidnuten beiderseits
des Zahnes angeordnet sind, erhält das Schabrad eine doppelte Lebensdauer, da wahlweise
jeweils mit der rechten und der linken Flanke gearbeitet werden kann.