DE243514C - METHOD OF CUTTING VAN GEARS USING A GEAR-LIKE CUTTING TOOL WITH CUTTING EDGES ON THE FACE SURFACES OF THE TEETH - Google Patents

METHOD OF CUTTING VAN GEARS USING A GEAR-LIKE CUTTING TOOL WITH CUTTING EDGES ON THE FACE SURFACES OF THE TEETH

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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 243514 KLASSE 49«. GRUPPE- M 243514 CLASS 49 «. GROUP

GEORGE ADAMS in LONDONGEORGE ADAMS in LONDON

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. März 1910 ab.Patented in the German Empire on March 1, 1910.

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,The invention relates to a method for cutting gears, in which, according to Art the hobbing process a gear-like, on the front surfaces of the teeth with cutting edges provided cutting tool is used. With the known, after the paragraph by paragraph The gear-like tool guides the pusher devices operating with the hobbing process a back and forth movement

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.ίο being a progression of work thereby it is achieved that the tool and the workpiece after each working movement of the former are rotated by angles that behave inversely to the diameter of their reference circles. From the empty decline in the back and forth movement of the cutting tool This method results in a considerable loss of time.

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.It is true that methods for producing gearwheels are also known in which the operation is uninterrupted. This subheading includes milling using a worm cutter, which, with constant rotary movement, experiences a gradual advance parallel to the axis direction of the workpiece. However, this method has the significant shortcoming that it cannot be used for internal gears.
The method according to the present invention now combines the advantages of both known | Method and in particular also allows the production of internal gears in an uninterrupted operation, thus solving a task that has not yet been solved.

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.This is achieved in that, similar to the hobbing process, a gear-like cutting tool is used, which, however, receives a gradual advance in relation to the work piece and a steady rotary movement in gear-like engagement with it. The cutting effect is achieved by allowing the axis of the gear-like tool to cross the axis of the workpiece at such an angle that the cutting front edges of the teeth that fall at the point of engagement in the direction of the tooth gaps are in a plane inclined to the workpiece axis have to pass through different levels of the gear to be cut during the rotary movement of the tool, which results in an impact movement of the individual teeth through the tooth gaps. In general, the teeth of the tool must be inclined or helical. They can only run parallel to the tool axis in the special case of the manufacture of gears with oblique teeth , because the required inclination of the cutting edge plane to the wheel axis is obtained by setting the tool axis parallel to the direction of the respective teeth to be machined.

Das neue Verfahren hat, wie bereits erwähnt, eine besondere Bedeutung für Innenverzahnungen, weil es hier die Herstellung inAs already mentioned, the new process is of particular importance for internal gears, because it's manufacturing in

Claims (2)

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.uninterrupted operation with constant engagement of the tool with the workpiece which has not yet been achieved by any other method and is related thus a very significant acceleration of the production results. However, the process can also be used advantageously for production of external gears, which also have the advantage of acceleration of the operation offers. 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. Thereby the procedure stands in terms of the accuracy of the work and the quality of the cut in no way follow the known procedures. The new method is shown in Fig. Ι and 2 of the Drawing illustrated in its application in cutting an internal gear with straight teeth. 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). The gear α to be cut is mounted on a rotatable bed b . The tool c is rotatable in the holder d which is gradually advanced in the axial direction of the gear α to be produced. In the example shown, the back-turned teeth of the tool are inclined at 45 ° relative to its axis in the manner of helical gear teeth, so that the diametrically opposed teeth intersect at 90 °. Correspondingly, the axis of the tool also forms an angle of 45 ° with the axis of the toothed wheel, so that the tool teeth run perpendicular or parallel to the wheel plane in two specific diametrical positions (see also 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-The progress of the work of the tool in a tooth gap can be seen from FIGS. 3 to 7. Initially, the tool only attacks the edge of the ring gear, and only after some time does it penetrate to its full depth (Fig. 3). First, the tool cuts oblique grooves (see FIG. 4) according to the cutting edge movement. Only the edge e of the tooth gap, at which the tool tooth emerges from the tooth gap, receives from the front- . 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.. in her right straight shape. With further advance of the tool, the other edge f of the tooth gap also becomes straight over a greater part of its length (FIGS. 5 and 6). In Fig. 7, the edge e is completed over the entire width of the wheel. It is only necessary to advance the tool so far that the other edge f has also become completely straight. 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.Of course, the cutting teeth can also be inclined at angles other than 45 ° with respect to the tool axis. The tool axis in the. the same angle to the axis of the wheel to be cut - still provided that it is gear wheels with straight teeth - can be set. This is readily apparent from Fig. 8. In the view shown here in the direction of the contact radius, the direction of the cutting tooth χ at the point of contact of the pitch circles coincides with the wheel axis y , so the axis ζ of the tool is the same as χ and y Angle ~ 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.More generally, also for the production of inclined teeth, the rule applies that the tool axis must be inclined at the same angle to the teeth to be cut at the point of engagement that it forms with the tool teeth so that the wheel teeth and cutting teeth have the same direction at the point of engagement . So if you want to cut teeth with a certain inclination α , you have to incline the tool axis ζ (see. Fig. 9) against the wheel axis y at an angle g equal to the sum of the inclination angle β of the cutting teeth and the inclination angle α of the gear teeth to be produced # is. Hieraus ersieht man, daß mit ein und demselben Werkzeug Zahnräder mit verschieden geneigten Zähnen gefräst werden können.From this it can be seen that with one and the same tool gears with different inclined teeth can be milled. 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.The angle of inclination of the cutting teeth will generally be kept at 45 ° if possible, to ensure cheap work. At . wide internal gears will get you the angle Make it smaller, because here you have to attach importance to the axis of the tool in as much as possible to set a small angle to the wheel axis, so that the tool spindle does not hit the Ring gear pushes open. You can in this case with the inclination of the cutting teeth Cut straight teeth down to about 25 °. 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.To cut oblique teeth , however, the angle of the cutting teeth can be made even smaller; it can, if necessary, become zero if the tool also receives the inclination of the cutting edge plane with respect to the wheel plane necessary to enable the cutting. One has then a cutting tool of the form of a toothed wheel with straight teeth which has the advantage of particularly great simplicity and easier manufacturability. This case is illustrated in FIG. 10, which does not require any further explanation. 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.In all cases, the feed must take place in the direction of the wheel axis, because a Correct cooperation is only possible if the pitch circle of the cutting edges of the Cutting teeth to the plane of the wheel to be cut always retains the same position, and this The position is only preserved when feeding in the axial direction of the gear. 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-To cut gears with oblique teeth, the inevitable rotation of the gear to be cut compared to that of the tool are brought into a ratio 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.the one that does not quite correspond to the ratio of the number of teeth. The deviation is one Function of the angle of inclination of the gear teeth to be cut and the feed rate of the tool. It is to be added to the speed of the gear or the tool either additively or subtractively. To the Achieving the desired difference in speed is expedient in the drive of the rotatable bed receiving the gearwheel, a differential gear is placed which can be set with the help of a table. The setting happens independently of the Number of teeth of the tool and the gear. 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.Since the tool works like a gear with the gear to be cut, you can by means of one and the same tool both external and internal gears and with the corresponding Inclination of its axis also cut wheels with oblique teeth. With correct Choice of tooth shape and matching tooth inclination can cut anything with it Work with each other wheel, be it with internal or external toothing. Patent-Anspruch e:Patent claims: 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.ι. Method for cutting gears by means of a gear-like, to the End faces of the teeth with cutting tools provided with cutting edges, characterized in that, that according to the ratio of the number of teeth rotating tool with its axis opposite the Axis of the workpiece under such. Angle is set that the intersecting Front edges of teeth. with the orbital movement and with a gradual advance of the tool parallel to the axis of the workpiece at the point of engagement one in the direction of the teeth to be cut perform a falling push movement. 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. 2. The method according to claim 1, characterized in that (only for cutting oblique teeth) a tool with teeth running parallel to its axis is used, the axis of which is set parallel to the direction of the gear teeth at the point of engagement. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.1 sheet of drawings.
DE1910243514D 1910-03-01 1910-03-01 METHOD OF CUTTING VAN GEARS USING A GEAR-LIKE CUTTING TOOL WITH CUTTING EDGES ON THE FACE SURFACES OF THE TEETH Expired DE243514C (en)

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