DE314021C - - Google Patents

Description

Um das Wesen der vorliegenden Erfindung zu erklären, soll zunächst der Begriff der Schneckengetriebe und der Schraubenrädergetriebe erläutert, gleichzeitig die Art ihrer Herstellung kurz beschrieben ■ und beide Qetriebearten gegeneinander abgegrenzt werden; da das neue Getriebe zwischen beiden Arten steht und gleichsam Teil an beiden hat. , Schneckengetriebe sind stark übersetzte

ίο Schraubenrädergetriebe, von denen das eine Rad eines Räderpaares, das Schneckenrad, mittels im rechten Winkel zu seiner Achse gestellten ,und im Vorschub auf das Radmittel zu arbeitenden Abwälzfräsers, Schnecken-

i'5 fräser, gefräst wird, wodurch dieses Rad ' hohle konkave Zähne erhält, während das andere Rad, die Schnecke, dem Abwälzfräser nachgebildet, also außen zylindrisch begrenzt ist. Das so entstandene Getriebe hat Linienberührung der Zähne, also ein Eingriffsfeld, wodurch es zur Übertragung größerer Zahndrücke, größere Kräfte, geeignet ist. Seine Herstellungsmöglichkeit liegt innerhalb der Grenzen, die durch die Ausbildung des einen Rades als Werkzeug gezogen sind. Es ist verwendbar für große Übersetzungen. Da sein Eingriffsfeld mit dem Fallen der Über-, setzung kleiner wird, sinkt damit auch seine Verwendbarkeit für Kraftübertragung, es wird bei einer Übersetzung von etwa 5 : 1 hierfür unbrauchbar.

Die kleinen Übersetzungen von 1 : 1 bis 5 : ι beherrschte bisher das geradzähnige Schraubenrädergetriebe, bei welchem beide Räder eines Paares mit einem Abwälzfräser hergestellt werden, der schräg zum Rade eingestellt wird und in stets geichbleibender Entfernung seines Achsenmittels von der Radachse im Vorschub über die Zahnbreite des Radkörpers geführt wird,- wodurch in ihrer ganzen Breite gleichgeformte gerade Zähne entstehen, die in Spiralen über einen Zylinder, den Zahngrundzylinder, des Rades laufen. Beim Zusammenarbeiten derartiger Schraubenräder berühren sich die Zähne der beiden Räder nur in einem Punkte, der sich durch das Ablaufen der Zähne bald zu einer kleinen Fläche ausbreitet. Infolge der kleinen Eingriffsfläche der Zähne sind solche Räder zur Übertragung größerer Kräfte ungeeignet, der spezifische Zahndruck wird hier zu groß.

Es liegt also ein Bedürfnis vor, nach Schneckengetrieben oder Schraubenrädergetrieben für die Übersetzungen von 1 : 1 bis 5:1, die die Eigenschaften der zuerst aufgeführten konkaven Schneckengetriebe besitzen. .

Durch vorliegende-Erfindung wird das angestrebte Ziel erreicht.

Die Räder des neuen Getriebes (s. Fig. 1) werden im allgemeinen auf dieselbe Weise gefräst, wie die Räder der im Eingang erwähnten Schneckengetriebe. Es wird also das eine Rad mittels eines im Vorschub auf das Radmittel zu arbeitenden Schneckenfräsers (s. Fig. 4) im Abwälzgang gefräst, wobei das Rad konkave Zähne erhält.

Der Unterschied in der Fräserei liegt nur

darin, daß der Abwälzfräser nicht wie gewohnlich rechtwinklig zur Radachse eingestellt wird, sondern im schiefen Winkel zu ihr (s. Fig. 2, 2a und 3), und was das Neue ist, beide Räder werden auf dieselbe Weise, gefräst. Man bringt also die Verzahnung zweier Räder zusammen in Eingriff, die beide • konkave Zähne besitzen. Infolgedessen erhält ein solches Getriebe ein großes, dem konkaven Schneckengetriebe ähnliches Eingriffsfeld. ' ".. .^; ' . .. '■'■■■' Zahnbegrenzungen und Zahnform der beiden Räder des neuen Getriebes passen zusammen, wenn folgende Voraussetzungen gegeben sind:

Der Fräser muß die gleiche Normalteilung wie das Räderpaar besitzen. Seine Zahnflanken sind, gerade und haben den üblichen . Sp.itzenwinkel von 3.0°. Beim Eindringen des schrägliegenden Fräsers in das Rad entsteht eine Durchdringung zweier Zylinder. Legt man einen.,Mittelschnitt quer durch das Rad in dessen Achsenrichtung und durchschneidet auch den eingedrungenen Fräser, so wird letzterer schief geschnitten, er zeigt eine Ellipsenfläche außen und am Zahngrunde (s. Stirnfläche des'Fräsers, Fig. 2 und 3).

'■'■■ Am Rad ergibt sich-durch den Abwälzgang eine^: konkave obere und untere Begrenzung 'der Rad'zahne. Die Begrenzungskurven der Zähne, die Größe der Konkavität, hängt teils von der Größe des Durchmessers des eindrin-

' - genden Fräserzylinders, . teils von dessen Schrägstellung zum Rade ab. Die Schrägstellung des Fräsers, der Einstellwinkel, ist aber durch den theoretischen Neigungswinkel des Rades und dem Steigungswinkel des Fräsers gegeben, liegt also fest; darum ist man nur mit ersterem, mits der Größe des Fräserdurchmessers in der Lage, die Größe des Aushöhlungsradius der Zähne, deren Konkavität zu beeinflussen. Die in den verschiedenen Schnitten a-b bis g-h (s. Fig. 2b) -sich ergebenden Kurven kommen für die Konkavität der Zähne insofern in Betracht, als die an denselben gezogene Tangente die Form der Zahnaushöhlung ergibt, welche der Fräser bei seinem Arbeitsgang hinterläßt (s. Fig. 2b). Bei den beiden Normalschnitten durch zwei zusammenlaufende Räder (s. Fig. 1) zeigt das eine -Rad diese konka\^re Aushöhlung der Zähne, das andere die Kreisfläche des Gegenfades. Daraus ergibt sich die Bedingung, daß die^; durch den Fräser erzeugten Krümmungshalbmesser mindestens so groß oder größer ("wie die Radien der zugehörigen Kreisflächen /in beiden Mittelschnitten -sein müssen. Es

'-·■■ ist also ein Miridestdurchmesser des Fräsers notwendig, der nicht unterschritten werden darf, wenn die Zähne beider Räder ineinander Platz liaben sollen. ■

Da man nicht für jedes Rad einen besonderen Fräser anfertigen kann, so wird man bei dieser Fräserei in den seltensten Fällen vollkommen anschließende Zahnbegrenzungen erreichen, sondern die Zähne werden zumeist flacher ausfallen, als wie sie nach ihrem Gegenrade sein müßten. Ein enges Anschließen der Zähne am die Radien der Gegemräder ist aber auch nicht sonderlich anzustreben, da bei einem Eingriffsfeld stets die im Mittelpunkte des Eingriffsfeldes und in der Nähe desselben liegenden \ Feldstücke die größte Übertragungsfähigkeit besitzen, während die übrigen Teile des Eingriffsfeldes, je weiter sie vom Feldmittelpunkte abliegen, ihrer größeren Gleitgeschwindigkeit und ihrer größeren Reibung halber, um so weniger fähig sind an der Kraftübertragung teilzunehmen.

Die Zahnflanken zweier auf die angegebene Art gefrästen Räder passen aus folgenden Gründen zusammen und wälzen sich richtig ab. I'''-

Der Längsschnitt des Fräsers zeigt als Arbeitsprofil eine geradflankige Evolventenzahnstange. Legt man in das fertiggefräste Rad und im eingedrungenen Fräser in Richtung der Normalteilung einen Schnitt (s. Fig. 2c), so zeigen die Zähne am Rade in dieser Schnittfläche das Negativ jener Fräserzahnstange, also wieder eine nahezu geradflankige Evolventenzahnstangenform. Beim Arbeitsgang vor und nach der charakteristischen Mittelschnittlage rollen sich Rad- und Fräserzähne scharnierartig aufeinander ab, wobei sich die nach außen liegenden Zahnflanken etwas runden. Unter der Voraussetzung, daß die Zähne des Fräsers seinen Zahnlücken kongruent sind, müssen dann auch die Zähne von zweien mit dem gleichen Fräserprofil gefrästen Rädern, in ihren Normalschnittlagen zusammengebracht, zwei aufeinanderliegende, zusammenpassende und zusammenkämmende Zahnstangen bilden.

Man bekommt also bei dem neuartigen Räderpaare in einer Schnittfläche, die schräg über die' ganze Zahnbreite läuft, zusammenpassende Zahnstangenprofile, die sich in der Mittelzone der Räder decken. Hier bilden die Teilzylinder, die für alle übrigen Zahn- no räder charakteristisch sind, gleichsam Hohlzylinder von der Stärke der Zahnhöhe.

Außer dieser Linienberührung in der Mittelzone des Normalschnittes . zeigen diese Räder auch noch eine regelrechte Punktberührung in den beiden Mittelschnittebenen, wie sie sich durch den Abwälzvorgang beim Fräsen eines gewöhnlichen' Schraubenrades ergeben. So liegen also in der Schnittebene der Normalteilung (s. Fig. 2c) und in den beiden Mittelschnittebenen (s. Fig. 1) — ferner infolge der konkaven Ausführung aucfi

in diesem Schnitt parallellaufender Ebenen — zusammenpassende Profile vor, so, daß das ganze Eingriffsfeld¹, soweit die Zähne ineinandertauchen, evolvent erscheint.

Geringe Abweichungen von der theoretischen Evolventenzahnform ergeben sich dadurch, daß das Schnittprofil des Fräsers in seiner Normalteilung mit dem Profil seiner Achsialteilung nicht vollkommen genau übereinstimmt. Der Unterschied der beiden Verzahnungsprofile ist aber bei den verhältnismäßig großen Fräsern, die 'aus den eben erläuterten Gründen zur Verwendung kommen müssen, sehr gering; so sind auch die Fehler in den erzeugten Zahnformen unwesentlich und treten praktisch gar nicht in die Erscheinung.

Claims (1)

1. Patent-An Spruch:

   Verfahren zur Herstellung von konkaven Schrauben- und Schneckenrädergetrieben, bei welchen das eine der beiden Räder mittels im schiefen Winkel zur Radachse gestellten und mit Vorschub in Richtung auf das Radmittel arbeitenden Abwälzfräsers erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man auch das andere Rad mit demselben Abwälzfräser oder einem Abwälzfräser gleicher Teilung nach dem gleichen Verfahren fräst, wobei die Schrägstellung des Fräsers zu jedem der beiden Räder so gewählt wird, daß deren Zähne sich in Linien berühren.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.