DE394080C - Verfahren und Werkzeug zur Herstellung von Zahnraedern mit geraden oder schraubenfoermigen Zaehnen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN
AM 12. APRIL 1924

REICH S PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVr 394080 -KLASSE 49 b GRUPPE 6

(A35959 1149 b¹)

Aktiebolaget Svenska KuUagerfabriken in Göteborg.

Verfahren und Werkzeug zur Herstellung von Zahnrädern mit geraden
oder schraubenförmigen Zähnen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Juli 1921 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund
der Anmeldung in Schweden vom 2. September 1920 beansprucht.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bei dem ersterwähnten Verfahren muß das

Hobeln oder Stoßen von Zahnrädern mit ge- Werkzeug außer der hin und her gehenden

raden und schraubenförmigen Zähnen nach Schneid- und Leerlaufbewegung auch noch

dem Abwälzprinzip. Bei den bisher bekann- eine Seitenbewegung rechtwinklig zur Schnitt-

ten Ausführungsarten des Wälzverfahrens hat richtung und mit einer Geschwindigkeit aus-

das Werkzeug das Profil der theoretischen führen, die der Umfangsgeschwindigkeit des

Zahnstange. Es ist auch bekannt, mehrere Teilkreises des Radwerkstückes gleich ist.

solcher Schneidwerkzeuge nebeneinander anzu- Diese Seitenbewegung ist bekanntlich die dem

ordnen, so daß das ganze Werkzeug wie eine Werkzeug zukommende geradlinige Kom-

Zahnstange aussieht. Ferner ist es bekannt, ponente der Abiwälzbewegung. Bei Verwen-

als Stoßwerkzeug ein mit schneidenden Kan- dung von zahnradähnlichen Schneidwerkzeu-

ten versehenes Zahnrad zu benutzen (Fellows- gen wird die erwähnte Seitenibewegung durch

Verfahren). . eine Drehbewegung um ihre Achse ersetzt,

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so daß der Teilriß des Werkzeuges und derjenige des Werkstückes gleiche Geschwindigkeit haben.

Bei allen diesen bekannten Schneidverfahreu führt das Werkstück eine absatzweise Drehbewegung aus, und zwar entweder jedesmal um eine ganze Zahnteilung, in welchem Falle das Radwerkstück mehrere Umdrehungen vollziehen muß, um das ganze Zahnprofil ίο zu erzeugen, oder jedesmal um einen kleineren Betrag, so daß eine Zahnlücke fertig geschnitten wird, bevor die benachbarte Zahnlücke durch die eigentliche Teilbewegung in ilen Bereich des Schneidwerkzeuges gelangt. Hierzu muß noch eine weitere unentbehrliche Bewegung treten, um das Werkzeug während der Leerlaufbewegung mit den Zahnlücken des Werkstückes außer Eingriff zu bringen (Abheben des Werkzeuges).

ao Alle diese Umstände machen die zur Durchführung der erläuterten Verfahren dienenden Maschinen außerordentlich verwickelt und teuer. Da ferner, um ein genaues Zahnprofil zu erhalten, das Schneidwerkzeug für jede Zahnlücke mehrfach zum Schnitt gebracht werden muß und jeder Schneidbewegung notwendigerweise eine Leerlaufbewegung entspricht, so ist es klar, daß die bekannten Verfahren außerdem sehr zeitraubend sind.

Zweck der Erfindung ist, die Maschine zu vereinfachen, und zwar hauptsächlich durch Beseitigung der bisher notwendigen Schalt- und Teilvorrichtungen und der zahlreichen Leerlauf bewegungen. Dies geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß das Radwerkstück stetig mit gleichförmiger Geschwindigkeit umläuft und die Zahnlücken durch eine Gruppe mehrerer hintereinanderliegender Zahnstangen geschnitten werden, deren Schnittrichtung unter einem Winkel gegen die Radachse geneigt ist. Das Werkzeug besitzt also mehrere Reihen von Zähnen, die parallel zur Schnittrichtung und winkelrecht dazu angeordnet sind.

Der Vorschub des Werkzeuges in Richtung auf die Achse des zu erzeugenden Rades bis zur gewünschten Zahntiefe kann entweder durch ununterbrochene Vorbewegung während eines Schneidvorganges oder aber durch absatzweise Vorbewegung während mehrerer Schnitte erfolgen: in letzterem Falle dringt das Werkzeug bei jeder vollen Umdrehung des Werkstückes tiefer ein, so daß beispielsweise der tiefste Schnitt ausgeführt wird, wenn das Radwerkstück seine letzte Umdrehung vollführt. Diese Vorschublxnvegung kann natürlich statt durch das Werkzeug auch durch das Werkstück selbst bewirkt werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt Abb. ι das neue Schneidwerkzeug für die Erzeugung gerader Zähne in der Ansicht, Abb. 2 seine Seitenansicht, AbI). 3 seinen Grundriß,

Abb. 4 ein Werkzeug zur Erzeugung von Zahnrädern mit schraubenförmigen Zähnen, Abb. 5 seinen Grundriß,

Abb. 6 die schematische Darstellung der Herstellung eines Rades mit geraden Zähnen.

Abb. 7 die schematische Darstellung der Erzeugung eines Zahnrades mit linken Schraubcnzähneu,

Abb. 8 die schematische Darstellung der Erzeugung eines Rades mit rechten Schraubenzähnen.

Zur Vereinfachung sind in den Abb. 6 bis 8 die Zähne des Werkstückes und des Rades 1 lurch einfache gerade Linien dargestellt.

. Das in den Abb. 1 bis 3 dargestellte Werkzeug besteht aus einer Platte 1, in welche parallel zur Schnittrichtung Längsnuten 2 eingeschnitten sind, die den Zahnlücken der theoretischen erzeugenden· Zahnstange entsprechen. Quer zu diesen Nuten sind ferner Nuten 3 eingeschnitten, so daß das Werkzeug eine Gruppe hintereinanderliegender, also nacheinander zur Wirkung kommender Zahnstangen bildet. Jeder einzelne Zahn 4.hat. ein Schneidprofil und ist am Rücken und an den Flanken nach den entsprechenden Anstellwinkeln hinterschnitten. Wie aus Abb. 3 hervorgeht, sind so viel Zähne nebeneinander angeordnet — im vorliegenden Falle sieben —. daß der von der Kopflinie der Zahnstange aus dem zu erzeugenden Rad ausgeschnittene Teil des Umfanges von Schneidflächen bestrichen wird. Die Anzahl der hintereinanderliegenden Zahnreihen hängt davon ab, mit welcher Genauigkeit das aus kleinen Flächen bestehende Polygon sich der theoretischen Evolvente anschmiegen soll.

Das Schneidwerkzeug für Schraubenzähne nach Abb. 4 und 5 unterscheidet sich von dem für gerade Zähne nach Abb. 1 bis 3 nur dadurch, daß die Zahngruppen unter lern Steigungswinkel V (gemessen im Teilriß des Rad-Werkstückes) schräg auf der Platte angeordnet sind. Beiden Werkzeugen ist die Vorschrift gemeinsam, daß die Brustflächen der Schneidzähne jeder Ouerreihe in der gleichen Ebene liegen, wodurch die Herstellung und das Nachschleifen des Werkzeuges erleichtert wird.

In dem Arbeitsschema nach Abb. 6 ist mit 1 das Werkzeug bezeichnet, mit 4 seine Zahnlängsreihen und mit 5 das zu schneidende Rad. Der Abstand zwischen den einzelnen Zähnen, d. h. die Teilung, ist mit D bezeichnet. Der Hub des Werkzeuges ist durch die Linie T dargestellt, die zwischen den Linien L und L₁ liegt. Das Radwerkstück dreht sich um die Achse (1 im Sinne des Pfeiles P, und zwar um eine Zahnteilung in der gleichen Zeit.

während welcher das Werkstück eine Hin- und Herbewegung auf dem Wege T ausführt. Diese Drehbewegung ist in der Weise unterteilt, daß die erste Hälfte derselben während der Schnittlbewegung des Werkzeuges und die zweite Hälfte während der Rückbewegung desselben sich vollzieht. Infolgedessen muß das Werkzeug außer in Richtung der Geraden T sich noch seitlich bewegen, es muß ίο also eine resultierende Bewegung in Richtung der Linie 7? ausführen, die mit der Achse 6 des Rades einen Winkel V₁ bildet, dessen Größe bestimmt ist durch das Verhältnis zwischen der halben Teilung — und dem senk-

rechten Vorschub T. Das Werkzeug, welches von Anfang an gleich auf die richtige Zahntiefe eingestellt ist, vollzieht in diesem Falle den Schnitt mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Rückbewegung. Hat also das Werkzeug einen Hub ausgeführt, dann hat sich das Rad um eine halbe Teilung D gedreht, d. h. das Profil des Zahnes ist nur halbfertig geschnitten. Während des Rückganges des Werkzeuges, wo es wie üblich mit der Zahnlücke außer Eingriff gebracht ist, hat das Rad sich um eine weitere halbe Teilung gedreht, so daß bei dem nächsten Schnitthub des Werkzeuges der nächste Zahn wiederum halbfertig geschnitten wird. Hat also das Rad eine volle Umdrehung ausgeführt, so sind alle Zähne halbfertig geschnitten. Jetzt wird das Rad um eine halbe Teilung vorgeschaltet und das Werkzeug um einen gleichen Betrag seitlich verschoben, so daß bei Wiederholung des ganzen Arbeitsganges nunmehr die Zähne fertig geschnitten sind, wenn das Rad seine zweite Umdrehung vollendet hat. Diese Einstellung· des Werkzeuges gegenüber dem Werkstück kann auch in der Weise erfolgen, daß das Werkzeug um einen der halben Teilung ' entsprechenden Betrag seitlich verschoben wird und gleichzeitig die Hübe vertauscht werden, so daß das Werkzeug statt eines bisherigen Schnitthubes eine Rückbewegung und statt einer bisherigen Rückbevvegung einen Schnitthub ausübt. Bei dieser Einstellung entfällt natürlich die Vorschaltung des Werkstückes, um den der halben Teilung entsprechenden Betrag.

Diese Hubvertauschung am Werkzeug kann in sehr einfacher Weise beispielsweise dadurch herbeigeführt werden, daß der das Werkzeug aufnehmende Werkzeugschlitten durch eine Kurbel, ein Exzenter o. dgl. in hin und her gehende Bewegung versetzt wird, wobei die Rückbewegung erfolgt, sobald die Antriebswelle einen Winkel von i8o° durchlaufen hat.

Das Schema nach Abb. 7 unterscheidet sich von dem nach Abb. 6 nur durch den Winkel zwischen der Schnittrichtung R des Werkzeuges ι und der Drehachse 6 des Werkstückes. Beim Schneiden von Schraubenrädern ist dieser Winkel noch abhängig von dem Steigungswinkel V des Schraubenrades; der in Betracht kommende Winkel ist gleich dem Unterschiede zwischen dem Winkel V und dem Winkel V₁, wobei der letztere, wie in dem Beispiel nach Abb. 6, lediglich abhängig ist von dem Verhältnis zwischen T und —.

In dem Schema nach Abb. 8 hat das Rad rechtsgewundene Schraubenzähne. Die Drehrichtung P verläuft in diesem Falle in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen des Werkzeuges 1 gegenüber der Darstellung nach Abb. 7. Im übrigen aber entspricht das Verfahren dem nach Abb. 6 und 7.

Bei dem durch die Abb. 6 bis 8 erläuterten \"erfahren ist angenommen, daß die Radachse senkrecht steht und daß das Werkzeug in einem Winkel schräg dazu bewegt wird. Es ist aber selbstverständlich, daß diese Richtungen beliebig sein können, beispielsweise derart, daß die Bewegung des Werkzeuges senkrecht verläuft, während die Achse des Rades schräg steht.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Zahnrädern mit geraden oder schraubenförmigen Zähnen nach dem Wälzverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß das Radwerkstück stetig mit gleichförmiger Geschwindigkeit umläuft und die Zahnlücken durch eine Gruppe mehrerer hintereinanderliegender Zahnstangen geschnitten werden, deren Schnittrichtung unter einem Winkel gegen die Radachse geneigt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Gruppe von Zahnstangen bildende Werkzeug die Schnitt- und Rücklaufbewegung in gleichen Zeiträumen vollzieht, während das Werkstück während jedes Schnitt- oder Rückwärtshubes um einen Betrag gedreht wird, der der halben Teilung oder einem Mehrfachen dieses Betrages entspricht.

3. Werkzeug zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Platte mit neben- und hintereinanderliegenden Reihen von Zähnen, bei welchen die Stirnflächen der nebeneinanderliegenden Zähne in einer Ebene quer zur Schnittrichtung liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.