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Vorrichtung zum Entgraten oder Brechen der Kanten an den Zahnenden
von Zahnrädern Zusatz zu Patent... Pat.Anm.P 23 19 060.5 Die Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschrieben ist.
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Eine derartige Vorrichtung hat gegenüber anderen Vorrichtungen zum
Entgraten und Brechen der Stirnkanten von Zahnrädern den Vorzug, daß die zu verwendenden
Werkzeuge einfach herstellbar sind.
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Auch arbeiten derartige Vorrichtungen sehr schnell.
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Bei den bisherigen Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art konnte
es vorkommen, daß an der inneren Kante der erzeugten Fase, d.h. an der Kante zwischen
der erzeugten Fase und dem aktiven Zahnprofil ein weiterer Grat, in diesem Zusammenhang
"Grat zweiter Ordnung" genannt, entsteht, der bein Abwälzen im Getriebe oder bei
der nachfolgenden Feinbearbeitung stört.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Grat zweiter Ordnung zu vermeiden.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit einer Vorrichtung
gelöst, die die Merkmale des Anspruch 1 aufweist. Wenn in diesem Anspruch ausgesagt
ist, daß die Zähne des Führungsrades im wesentlichen mit den inneren Kanten abschließen
sollen, so soll damit zum Ausdruck gebracht werden, daß Abweichungen in den Grenzen
von Werkstattoleranzen noch unter das Schutzbegehren fallen.
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Die Werkzeuge entsprechend der Erfindung sind einfach herzustellen,
wenn die Erfindung nach Anspruch 2 ausgestaltet wird.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung hervor.
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Die Erfindung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele erläutert.
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Fig. 1 zeigt die Ansicht der Stirnseite von zwei Werkstück zähnen,
deren Kanten an den Zahnenden (Stirnkanten) mit der Vorrichtung nach der Erfindung
zu brechen sind.
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Fig. 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung nach
der Erfindung und zwar einen Schnitt durch die im Eingriff befindliche Verzahnung.
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Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig.2 und
zwar abgewickelt.
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Fig. 4 zeigt schematisch die Ansicht auf die Stirnseite einiger Zähne
eines Schneidwerkzeugs nach der Erfindung.
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Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4.
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Fig. 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 4.
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Fig. 7 zeigt schematisch die Ansicht auf die Stirnseite einiger Zähne
einer anderen Ausführungsform eines Schneidwerkzeugs nach der Erfindung.
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Fig. 8 zeigt schematisch und abgewickelt einen Schnitt durch die im
Eingriff befindliche Verzahnung eines Werkstück5 und eines Schneidwerkzeugs,wobei
die Schneidräder relativ zum Führungsrad erfindungagemäß einstellbar sind.
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Fig. 9 zeigt eine Stirnseite der Vorrichtung nach Fig. 8.
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Fig. 10 zeigt die Stirnseite eines weiteren Ausführungsbeispiels der
Erfindung.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung soll die Stirnkanten 1 und/ oder
die Grundkanten 2 an den Zahnenden der Zähne 3 eines Werkstücks 4 abschrägen, brechen
oder entgraten. Zu diesem Zweck ist eine Vorrichtung (Fig. 2) vorgesehen, bei der
das Werkstück 4 und ein spanabhebendes Werkzeug, ein verzahntes Schneidwerkzeug
5, mit parallelen Achsen, die nicht gezeichnet sind, so aufeinander abwälzen, daß
die Zähne dabei kämmen. Das Werkzeug besteht im wesentlichen aus einem nicht spanenden
verzahnten Führungsrad 6, an dessen beiden Stirnseiten je ein Schneidrad 7, 8 befestigt
ist. Die Schneidräder sind am Umfang mit Zähnen 9 versehen, die ähnlich denen von
Kegelrädern geformt sein können. Die Wirkung der Kegel kann auch in vorteilhafter
Weise dadurch erzielt werden, daß als Werkzeug ein schrägverzahntes Stirnrad verwendet
wird, wie im Zusammenhang mit den Figuren 8 bis 10 beschrieben ist. Die Zähne der
Schneidräder dringen von den Stirnseiten her in die Zahnlücken des Werkstücks ein,
so daß die Flanken der Schneidradzähne die Kanten an den Flanken und im Grund der
Zahnlücke an den Enden der Zähne bearbeiten können. Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang
der Linie III-III in Fig. 2.
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Stirnseitig greifen in die Zahnlücken des Werkstücks die Zähne 10,
11 der Schneidräder ein. Die Ausführungsform der Schneidräder in Fig. 3 unterscheidet
sich von der in Fig. 2 dadurch, daß in Fig. 2 voll ausgebildete Zähne 9 und Lücken
vorhanden sind, während in Fig. 3 die Lücken 12 als Kerben ausgebildet
sind,
wodurch die Schneidräder starrer sind. Die Zähne des Führungsrades 6 sind so breit
ausgebildet (Maß 40) wie die Breite des aktiven Profils der Werkstückzähne 41. Da
die Schneidräder 7, 8 unmittelbar an den Stirnflächen des Führungsrades befestigt
sind, schließen die Zähne 6 des Führungsrades mit den inneren Kanten 42 der zu erzeugenden
Fase 1 ab, d.h. also die Stirnflächen des Führungsrades bzw. die daran anschließenden
Stirnflächen der Schneidräder liegen in einer Ebene mit den inneren Kanten der Fasen,
wodurch vermieden wird, daß sich in der Nachbarschaft der Fase auf der aktiven Flanke
des Werkstücks ein Grat bildet oder sich Material anstaucht.
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Das Werkzeug wird relativ zum Werkstück radial zugestellt, dabei drücken
die Flanken 13 der Schneidräder auf die Kanten an den Enden der Werkstückzähne und
nehmen dabei Späne ab.
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Zum Zwecke der Spanabnahme sind die Flanken der Zähne 9 oder 10, 11
mit Nuten 14 versehen, die zur Wälz- oder Rotationsebene geneigt sind. Die Wände
der Nuten bilden mit den Zahnflanken scharfe Schneidkanten 15, die auf den Kanten
der Zahnenden des Werkstücks abwälzen und durch die sogenannte Höhengleitung Späne
abnehmen und dadurch die Flankenkanten am Werkstück brechen, Fasen bilden oder entgraten.
Die Köpfe der Werkzeugzähne sind ebenfalls mit Nuten 16 oder Absätzen 17 versehen,
welche Schneidkanten bilden, die die Kanten am Lückengrund des Werkstücks brechen,
entgraten oder auf andere Weise bearbeiten.
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Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die Nuten eines Schneidradzahnes
und zwar in einer Ebene, die parallel liegt zur Ratationsachse oder genauer, die
rechtwinkelig liegt zum Radius~
vektor auf der Rotationsachse.
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Fig. 6 zeigt einen radialen Schnitt durch einen Schneidradzahn und
gleichzeitig durch eine Nute 16 am Kopf.
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Werden schrägverzahnte Werkstücke bearbeitet, wie beispielsweise in
Fig. 3 schematisch dargestellt ist, so sind die Schrägungswinkel CC und ß auf beiden
Seiten des Schneidradzahns 9 verschieden, damit sich am Werkstückzahn Fasen mit
gleichen Winkeln ergeben. Der Winkel zu , den der Schneidradzahnkopf mit der Stirnfläche
bildet, richtet sich nach der gewünschten Fase am Lückengrund des Werkstücks.
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Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform eines Schneidrades 18 nach der Erfindung,
bei dem die Zähne 19, 20, 21 verschieden hoch ausgebildet sind. Die Kopfflächen
bilden mit den Zahnflanken Schneidkanten 22 bis 28, mit denen die Flankenkanten
an der Stirnseite des Werkstücks bearbeitet werden. Außerdem ist das Schneidrad
an seinen höchsten Köpfen mit Absätzen versehen, die mit den Kopfflächen Schneidkanten
29, 30 bilden, die die Kanten am Lückengrund des Werkstücks bearbeiten.
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Die Zahnschrägen an den Schneidrädern, wie sie bisher beschrieben
wurden, sind etwas unbequem herstellbar, wenn sie zum Bearbeiten schrägverzahnter
Werkstücke dienen und daher auf den beiden Zahnseiten mit verschiedenen Winkeln
versehen sein müssen, wie in Fig. 5 schematisch dargestellt ist. In der Ausführungsform
nach Fig. 8 und 9 sind die Schneidräder 43,44 als schrägverzahnte Stirnräder ausgebildet,
deren eine Zahnflanke 45,46 die Fase an einer Seite der Werkstückzähne 47 bearbeitet.
Zum Erzeugen der Fase auf der anderen Seite der Werkstückzähne sind
die
Stirnkanten auf der anderen Zahnseite der Werkzeugzähne gebrochen oder abgeschrägt
(Fase 48). Da das Schneidrad ein rechtssteigendes Stirnrad und das andere ein linkssteigendes
ist, die Fasen an den Stirnkanten des Werkstücks aber gleiche Winkel haben, sind
im Ausführungsbeispiel die Zähne des einen Schneidrads dicker als des anderen.
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Die Schneidräder sind relativ zum Führungsrad 49 in Umfangsrichtung
einstellbar und feststellbar. Zu diesem Zweck ist gemäß den Figuren 8 und 9 folgende
Vorrichtung vorgesehen. Die Schneidräder sind mit je einem Ansatz 50, 51 versehen.
Beiderseits dieser Ansätze ist das Führungsrad 49 mit zwei Bolzen 52, 53 ausgerüstet,
die so lang sind, daß sie etwa dem Maß von der Außenfläche des einen Ansatzes 50
zur Außenfläche des anderen Ansatzes 51 entsprechen. Für den Durchtritt durch die
Schneidräder sind Durchgangslöcher 54, 55 vorhanden, so daß eine Bewegung in Umfangsrichtung
der Schneidräder relativ zum Führungsrad möglich ist. Die Enden der Bolzen sind
mit in Umfangsrichtung durchgehenden Gewindelöchern verstehen, in die Einstellschrauben
56 bis 59 geschraubt sind, welche gegen die Ansätze 50, 51 drücken.
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Durch Verstellen dieser Einstellschrauben kann die besagte Verstellung
vorgenommen werden, wodurch die Fase auf der einen Seite der Werkstückzähne relativ
zur Fase auf der anderen Seite eingestellt werden kann. Sind die Schneidräder relativ
zum Führungsrad eingestellt, dann werden sie zu einer Einheit mit achsparallelen
Befestigungsschrauben 6O zusammengespannt.
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In der Ausführungsform nach Fig. 10 besteht das Schneidrad 3i erfindungsgemäß
aus zwei Hälften 32, 33. Jede Hälfte ist mit
Zähnen 34, 35 eines
schrägverzahnten Zahnrads versehen und zwar mit jeweils entgegengesetzter Steigung.
Jede Hälfte 32, 33 des Schneidrades ist zur Bearbeitung der Fasen auf einer Zahnseite
des Werkstücks bestimmt. (Siehe hierzu auch die deutsche Patentanmeldung P 23 19
o60.5).
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Die Herstellung solcher Schneidräder ist einfacher, weil pro Schneidwerkzeug
zwei volle Schneidräder mit jeweils einer einzigen Zahnschräge hergestellt werden
können, die jeweils einer Zahnseite des Werkstücks entsprechen. Diese Schneidräder
werden dann auseinander geschnitten. Auf jeder Seite des Führungsrades werden dann
zwei verschiedene Hälften befestigt. Allerdings muß die Zähnezahl des Schneidwerkzeugs
dann so gewählt werden, daß nach einer gewissen Anzahl von Umdrehungen alle Zähne
des Werkstücks mit den Zähnen beider Hälften in Berührung gekommen sind.
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Das tritt beispielsweise ein, wenn die Zähnezahl des Schneidwerkzeugs
mit der des Werkstücks keinen gemeinsamen Faktor hat.
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Zwischen den Schneidradhälften ist eine Teilfuge 61 vorgesehen, damit
eine Einstellung jeder Schneidradhälfte relativ zum Führungsrad und damit auch relativ
zum Werkstück möglich ist. Für jede Schneidradhälfte ist eine Verstellvorrichtung
62, 63 vorgesehen, wie im Zusammenhang mit den Figuren 8 und 9 beschrieben wurde.
In Fig. 10 sind die Schneidradhälften wie Hälften üblicher Schrägstirnräder gezeichnet.
Selbstverständlich sind die Zähne mit Schneidkanten versehen, wie beispielsweise
in den Figuren 4 bis 7 gezeigt ist.
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Jeder Schneidradzahn bearbeitet jeweils mit einer Flanke nur die iase
auf einer einzigen Seite der Werkstückzähne (abweichend
von beispielsweise
Fig. 8, wo jeder Schneidradzahn die Fasen beider Zahnseiten der Werkstückzähne bearbeitet).
In Verbindung mit der Einstellvorrichtung 62, 63 wird das Schärfen der Schneidräder
dadurch sehr einfach, weil sie nur stirnseitig geschliffen zu werden brauchen. Die
bearbeitenden Schneidradflanken können dann mit der Einstellvorrichtung 62, 63 jeweils
in die richtige Position zu den zu bearbeitenden Fasen gebracht werden.
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Begriffsliste 1 Stirnkanten 2 Grundkanten 3 Zähne 4 Werkstück 5 Schneidwerkzeug
6 Führungsrad
9 Zähne der Schneidräder
| 10) |
| ii) Zähne der Schneidräder |
12 Lücken 13 Flanken 14 Nuten 15 Schneidkanten 16 Nuten 17 Absätze 18 Schneidrad
| 19) |
| 20) Zähne |
| 21 |
| 22 |
| 23) |
| 24) |
| 25) Schneidkanten |
| 26) |
| 27) |
| 28> |
| 29) |
| 30) Schneidkanten |
31 Schneidrad
36 37 38 39 40 Zahnbreite 41 Werkstückzähne 42 Kanten
| 43) |
| 44) Schneidrad |
| 44) Schneidrad |
| 45) |
| 46) Zahnflanke |
47 Werkstückzähne 48 Fase 49
| 50) |
| 51) Ansatz |
| 52) |
| 53) Bolzen |
| 54) |
| 55) Durchgangslöcher |
| 56) |
| 57) |
| 58) Einstellschrauben |
| 59) |
60 Befestigungsschrauben 61 Teilfuge 62 Verstellvorrichtung 63 64 65 66