DE243514C - Verfahren zum schneiden van zahnrädern mittels eines zahnradartigen, an den stirnflächen der zähne mit schneidkanten versehenen schneidwerkzeuges - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 243514 KLASSE 49«. GRUPPE

GEORGE ADAMS in LONDON

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. März 1910 ab.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schneiden von Zahnrädern, bei dem nach Art des Abwälzverfahrens ein zahnradartiges, an den Stirnflächen der Zähne mit Schneidkanten versehenes Schneidwerkzeug verwendet wird. Bei den bekannten, nach dem absatzweise erfolgenden Abwälzverfahren arbeitenden Stoßvorrichtungen führt das zahnradartige Werkzeug eine hin und her gehende Bewegung aus,

ίο wobei ein Fortschreiten der Arbeit dadurch erzielt wird, daß das Werkzeug und das Werkstück nach jeder Arbeitsbewegung des ersteren um Winkel verdreht werden, die sich umgekehrt wie die Durchmesser ihrer Teilkreise verhalten. Aus dem leeren Rückgang bei der hin und her gehenden Bewegung des Schneidwerkzeuges ergibt sich bei diesem Verfahren ein erheblicher Zeitverlust.

Es sind nun zwar auch Verfahren zur Herstellung von Zahnrädern bekannt, bei denen der Arbeitsgang ein ununterbrochener ist. Hierher gehört das Fräsen mittels eines Schneckenfräsers, der bei stetiger Drehbewegung einen allmählichen Vorschub parallel zur Achsenrichtung des Werkstückes erfährt. Dieses Verfahren besitzt aber den erheblichen Mangel, daß es nicht für Innenverzahnungen verwendbar ist.
Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung j vereinigt nun die Vorzüge beider bekannten | Verfahren und gestattet insbesondere auch die Herstellung von Innenverzahnungen in ununterbrochenem Arbeitsgang, löst also eine bis jetzt noch ungelöste Aufgabe.

Dies wird dadurch erreicht, daß, ähnlich wie beim Abwälzverfahren, ein zahnradartiges Schneidwerkzeug verwendet wird, das jedoch einen allmählichen Vorschub gegenüber dem Werkstücke und eine stetige Drehbewegung in zahnradartigem Eingriff mit ihm erhält. Die Schneidwirkung wird hierbei dadurch erzielt, daß man die Achse des zahnradartigen Werkzeuges unter , solchem Winkel die Achse des ■Werkstückes kreuzen läßt, daß die in einer zur Werkstückachse geneigten Ebene liegenden schneidenden Stirnkanten der Zähne, die an der Eingriffsstelle in die Richtung der Zahnlücken fallen müssen, bei der Umlaufbewegung des Werkzeuges verschiedene Ebenen des zu schneidenden Zahnrades durchschreiten, woraus sich eine Stoßbewegung der einzelnen Zähne durch die Zahnlücken ergibt. Im allgemeinen müssen die Zähne des Werkzeuges schräg bzw. schraubenförmig stehen. Nur in dem Sonderfalle der Herstellung von Zahnrädern mit schrägen Zähnen können sie parallel zur Werkzeugachse verlaufen, weil man hier schon durch Einstellung der Werkzeugachse parallel zur Richtung der jeweils zu bearbeitenden Zähne die erforderliche Neigung der Schneidkantenebene zur Radachse erhält.

Das neue Verfahren hat, wie bereits erwähnt, eine besondere Bedeutung für Innenverzahnungen, weil es hier die Herstellung in

Claims (2)

1. ununterbrochenem Arbeitsgang bei ständigem Eingriff des Werkzeuges mit dem Werkstück ermöglicht, die bis jetzt durch kein anderes Verfahren erreicht worden ist und im Zusammenhange damit eine ganz erhebliche Beschleunigung der Herstellung ergibt. Das Verfahren läßt sich aber auch vorteilhaft zur Herstellung von Außenverzahnungen anwenden, bei denen es ebenfalls den Vorzug einer Beschleunigung des Arbeitsganges bietet.

   Dabei steht das Verfahren bezüglich Genauigkeit der Arbeit und Güte des Schnittes den bekannten Verfahren in keiner Weise nach. Das neue Verfahren ist in Fig. ι und 2 der Zeichnung in seiner Anwendung beim Schneiden eines Innenzahnrades mit geraden Zähnen veranschaulicht.

   Das zu schneidende Zahnrad α ist auf einem drehbaren Bett b befestigt. Das Werkzeug c ist im Halter d drehbar, der allmählich in der Achsenrichtung des herzustellenden Zahnrades α vorgeschoben wird. Die hinterdrehten Zähne des Werkzeuges sind in dem dargestellten Beispiel unter 45 ° gegen dessen Achse geneigt in der Art von Schraubenradzähnen, so daß die einander diametral gegenüberliegenden Zähne sich unter 90 ° kreuzen. Entsprechend bildet auch die Achse des Werkzeuges mit der Achse des Zahnrades einen Winkel von 45°, so daß die Werkzeugzähne in zwei bestimmten diametralen Stellungen senkrecht bzw. parallel zur Radebene verlaufen (vgl. auch Fig. 2).

   Der Fortgang der Arbeit des Werkzeuges in einer Zahnlücke ist aus den Fig. 3 bis 7 zu · ersehen. Zunächst greift das Werkzeug nur die Kante des Zahnkranzes an, und erst nach einiger Zeit dringt es bis zur vollen Tiefe ein (Fig. 3). Zunächst schneidet das Werkzeug schräge Nuten (vgl. Fig. 4) entsprechend der Schneidkantenbewegung. Nur die Kante e der Zahnlücke, an welcher der Werkzeugzahn aus der Zahnlücke austritt, erhält von vorn-

   . herein ihre richtige gerade Gestalt. Bei wei- -terem Vorschub des Werkzeuges wird auch die andere Kante f der Zahnlücke auf einen größeren Teil ihrer Länge gerade (Fig. 5 und 6). In Fig. 7 ist die Kante e über die ganze Radbreite vollendet. Man hat nur noch nötig, das Werkzeug so weit vorzuschieben, daß auch die andere Kante f vollständig gerade geworden ist.

   Selbstverständlich können die Schneidzähne gegen die Werkzeugachse auch unter anderem Winkel als 45 ° geneigt sein. Es muß nur für jeden Neigungswinkel die Werkzeugachse im . gleichen Winkel zur Achse des zu schneidenden Rades — immer noch vorausgesetzt, daß es sich um Zahnräder mit geraden Zähnen handelt — eingestellt werden. Dies ergibt sich schon ohne weiteres aus Fig.· 8. In der hier dargestellten Ansicht in Richtung des Berührungsradius fällt die Richtung des im Berührungspunkt der Teilkreise stehenden Schneidzahnes χ mit der Radachse y zusammen, die Achse ζ des Werkzeuges bildet also mit χ und y gleiche Winkel ~8.

   Allgemeiner gilt, auch für die Herstellung schräger Zähne, die Regel, daß die Werkzeugachse unter dem gleichen Winkel zu den zu schneidenden Zähnen an der Eingriffsstelle geneigt sein muß, den sie mit den Werkzeugzähnen bildet, damit an der Eingriffsstelle Radzähne und Schneidzähne die gleiche Richtung haben. Will man also Zähne von einer bestimmten Neigung α schneiden, so muß man die Werkzeugachse ζ (vgl. Fig. 9) gegen die Radachse y unter einem Winkel g neigen, der gleich der Summe des Neigungswinkels β der Schneidzähne und des Neigungswinkels α der herzustellenden Radzähne # ist.

   Hieraus ersieht man, daß mit ein und demselben Werkzeug Zahnräder mit verschieden geneigten Zähnen gefräst werden können.

   Den Neigungswinkel der Schneidzähne wird man im allgemeinen möglichst um 45° halten, um ein günstiges Arbeiten zu sichern. Bei . breiten Innenzahnrädern wird man den Winkel kleiner machen, weil man hier Wert darauf legen muß, die Achse des Werkzeuges in mögliehst kleinem Winkel zur Radachse einzustellen, damit die Werkzeugspindel bei dem notwendigen weiten Vorschub nicht auf den Zahnkranz aufstößt. Man kann in diesem Falle mit der Neigung der Schneidzähne beim Schneiden gerader Zähne bis zu etwa 25 ° heruntergehen.

   Zum Schneiden schräger Zähne kann man aber den Winkel der Schneidzähne noch weiter verkleinern; man kann ihn, gegebenenfalls zu Null werden lassen, wenn das Werkzeug auch ohnedies die zum Ermöglichen des Schneidens erforderliche Neigung der Schneidkantenebene gegen die Radebene erhält. Man hat dann ein Schneidwerkzeug von der Form eines Zahnrades mit geraden Zähnen, das den Vorzug besonders großer Einfachheit und leichter Herstellbarkeit besitzt. Dieser Fall ist in Fig. 10 veranschaulicht, die einer näheren Erläuterung nicht bedarf.

   In allen Fällen muß der Vorschub in der Richtung der Radachse erfolgen, denn ein richtiges Zusammenarbeiten ist nur möglich, wenn der Teilkreis der Schneidkanten der Schneidzähne zu der Ebene des zu schneidenden Rades stets die gleiche Lage behält, und diese Lage bleibt nur beim Vorschub in der Achsenrichtung des Zahnrades gewahrt.

   Zum Schneiden von Zahnrädern mit schrägen Zähnen muß die zwangläufig erfolgende Drehung des zu schneidenden Zahnrades gegenüber der des Werkzeuges in ein Verhältnis gebracht wer-

   den, das nicht ganz dem Verhältnis der Zähnezahlen entspricht. Die Abweichung ist eine Funktion des Neigungswinkels der zu schneidenden Radzähne und der Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeuges. Sie ist der Geschwindigkeit des Zahnrades oder des Werkzeuges additiv oder subtraktiv hinzuzufügen. Zur Erzielung der gewünschten Differenz in der Geschwindigkeit wird zweckmäßig in den Antrieb des das Zahnrad aufnehmenden drehbaren Bettes ein Differentialgetriebe gelegt, das mit Hilfe einer Tabelle eingestellt werden kann. Die Einstellung geschieht unabhängig von den Zähnezahlen des Werkzeuges und des Zahnrades.

   Da das Werkzeug wie ein Zahnrad mit dem zu schneidenden Zahnrad arbeitet, kann man mittels eines und desselben Werkzeuges sowohl Außen- als Innenzahnräder und mit entsprechender Neigung seiner Achse auch Räder mit schrägen Zähnen schneiden. Bei richtiger Wahl der Zahnform und übereinstimmender Zahnneigung kann jedes mit ihm geschnittene Rad mit jedem andern, sei es mit Innen- oder Außenverzahnung, arbeiten.

   Patent-Anspruch e:

   ι. Verfahren zum Schneiden von Zahnrädern mittels eines zahnradartigen, an den Stirnflächen der Zähne mit Schneidkanten versehenen Schneidwerkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß das nach Maßgabe des Verhältnisses der Zähnezahlen umlaufende Werkzeug mit seiner Achse gegenüber der Achse des Werkstückes unter solchem. Winkel eingestellt wird, daß die schneidenden Stirnkanten der Zähne . bei der Umlaufbewegung und bei einem allmählichen Vorschub des Werkzeuges parallel zur Achse des Werkstückes an der Eingriffsstelle eine in die Richtung der zu schneidenden Zähne fallende Stoßbewegung ausführen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (nur zum Schneiden schräger Zähne) ein Werkzeug mit parallel zu seiner Achse verlaufenden Zähnen verwendet wird, dessen Achse parallel zur Richtung der Zahnradzähne an der Eingriffsstelle eingestellt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.