DE656423C - Vorrichtung zum Fertigbearbeiten von vorgeschnittenen Stirnraedern mit gerade oder schraubenfoermig verlaufenden Zaehnen durch Abrollen auf einem Werkzeug, das als Zahnstange oder als Stirnrad ausgebildet ist - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Fertigbearbeiten von vorgeschnittenen Stirnrädern mit gerade oder schraubenförmig verlaufenden Zähnen, durch Abrollen auf einem Werkzeug, das als Zahnstange oder als Stirnrad ausgebildet ist.

Es sind derartige Vorrichtungen bekannt, bei denen die Achsen von Werkstück und Werkzeug zueinander" geneigt angeordnet

ίο sind. Die bekannten Vorrichtungen wurden jedoch nur in der Weise benutzt, daß die zuvor fertiggeschnittenen Räder poliert wurden. Dabei wurde durch die gegenseitige Achsenneigung neben der Rollbewegung eine Gleitbewegung in Richtung der Zahnflanken erzeugt, um den Angriff des Werkzeuges wirksamer zu gestalten.

Es ist ferner bekannt, gerade verzahnten Kegelräder aus dem Vollen mit Hilfe eines planradartigen Fräsers · zu schneiden, dessen Zähne durch spiralige Nuten erzeugt sind, die senkrecht zur Längsrichtung der Zahnflanken eines entsprechenden Planrades durch dessen Zähne hindurchgelegt sind. Durch diese Nuten erhalten die Fräserzähne eine senkrecht zur Längsrichtung der Zähne des entsprechenden Zahnrades stehende Schneidbrust. Die hier vorhandene schräge Kreuzung der Achsen des Planfräsers und des zu erzeugenden Kegelrades ergab beim Abwälzen des zu schneidenden Kegelrades auf dem Planfräser eine Gleitbewegung in der Längsrichtung der Zahnflanken, zu der die Schneidbrust der Fräserzähne senkrecht stand und die die Schneidbewegung beim Schneiden der Kegelräder darstellte. Diese Gleitbewegung ist bei derartigen hyperbolischen Räderpaaren stets vorhanden.

Demgegenüber ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zum Fertigbearbeiten von vorgeschnittenen Stirnrädern mit gerade oder schraubenförmig verlaufenden Zähnen durch Abrollen auf einem verzahnten'Werkzeug, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sich die Achsen von Werkstück und Werkzeug willkürlich schräg kreuzen, um jene Gleitbewegung in Richtung der Zahnflanken während der Rollung zu erzeugen,· und daß in die Zahnflanken des Werkzeugs im wesentlichen rechtwinklig zur Längsrichtung der Zahnflanken verlaufende, flache Nuten eingeschnitten sind.

Es wird also die bekannte Vorrichtung zum Fertigbearbeiten von vorgeschnittenen Ver-

zahnungen für die Fertigbearbeitung von Stirnrädern mit gerade oder schraubenförmig verlaufenden Zähnen dadurch geeigneter und wirkungsvoller gemacht, daß sie durch die flachen Nuten in den Zahnflanken mit einer erheblichen Zahl von Schneidkanten an jeder Flanke versehen wird, welche eine schabende Wirkung auf die Zahnflanken der vorgeschnittenen Räder in der. Längsrichtung dieser to Flanken ausüben. Die Schabwirkung kommt dadurch zustande, daß an den Zahnflanken nicht etwa hinterschnittene Fräskanten, sondern nur einfache mehr oder minder scharfe Schabkanten erzeugt werden. Außerdem verhindern die große Zahl der gleichzeitig eingreifenden Kanten und die stehenbleibenden Flankenteile zwischen den Nuten ein tieferes Eindringen der Schabkanten. Ein weiterer Unterschied gegenüber dem bekannten Fräser liegt darin, daß die Schabkanten beim Abrollen des Werkstückes vor- und rückwärts schneiden und ein besonderer Antrieb für die Rollbewegung in der Regel entbehrlich ist. Durch die besondere Lage der Schabkanten bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird erreicht, daß die Rollbewegung lediglich dazu dient, die Zähne von Werkstück und Werk^ zeug entsprechend ihrem Eingriff bei ihrer späteren tatsächlichen Verwendung aneinander abzurollen, ohne daß jedoch in Richtung der Rollbewegung ein Schneiden stattfindet. Als Schnittbewegung kommt nur die Relativbewegung der Berührungspunkte von Werkzeug und Werkstück in Richtung der Zahn- SS flanken in Betracht. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Schnittbewegung in jedem Augenblick des Abrollens mit gleicher Relativgeschwindigkeit erfolgt. Es ist bekanntlich beim Abwälzen zweier Verzahnungen unmöglieh, die Zahnform so zu wählen, daß die Verzahnungen rein aufeinanderwälzen oder in allen Punkten mit der gleichen Geschwindigkeit gegeneinandergleiten, denn im Teilkreise der Zähne zweier ineinandergreifender Verzahnungen findet kein relatives Gleiten statt, während das Gleiten progressiv einwärts und auswärts vom Teilkreis nach dem Fuß und dem Kopf der Verzahnungen zunimmt. Eine Schneidbewegung in Richtung der Rollbewegung würde deshalb zu einer ungleichförmigen Bearbeitung der Zahnflanken führen, d. h. zu einer Verzerrung der erzeugten Profile. Wird dagegen die Schneidbewegung durch die gekennzeichnete Lage der Schneidkanten, in die Richtung der Zahnflanken verlegt, so ist die Schnittgeschwindigkeit für jede Relativlage von Werkstück und Werkzeug konstant, so daß auf diese Art die größtmögliche praktische Annäherung an die theoretisch richtige Zahnform erreichbar' ist, d. h. mit einer Vorrichtung nach der Erfindung können die Zähne von Zahnrädern oder Zahnstangen mit einem Genauigkeitsgrad fertiggestellt werden, wie er zuvor .niemals erreichbar gewesen ist. Die Abweichungen beschränken sich auf die unvermeidlichen Fehlergrenzen jeder Werkzeugmaschine. ■

Die geschilderten Wirkungen konnten bei der vorbekannten Einrichtung zum Schneiden von Kegelrädern nicht eintreten, weil der Erfinder der bekannten Einrichtung zur Herstellung seiner Planfräser einen Kegelradfräser benutzte, dessen schneidende Kanten zur Längsrichtung der Fräserzähne geneigt lagen, so daß ungenaue Profile erzeugt wurden. Hat aber das Werkzeug ungenaue Profile, so muß auch das Werkstück ungenaue Profile erhalten. .

Ferner sind Gegenstand der Erfindung einige weitere Ausbildungen und Abänderungen der Zahnform und der Zusammensetzung des Werkzeuges, die im folgenden näher beschrieben werden.

Hervorgehoben sei an dieser Stelle nur, daß die Schneidflanken des Werkzeuges zwecks Erzeugung abgeänderter Zahnprofile in gegen die Zahnflanken geneigten Ebenen angeordnet werden können und daß das Flankenprofil der Werzeugzähne unstetig gestaltet werden kann, insbesondere an der Zahnwurzel verstärkt sein kann, um geschwächte Zahnköpfe zu erzeugen, wodurch im Betriebe in bekannter Weise eine Geräuschbildung vermieden wird. , Die roh vorbearbeiteten Zähne des Rades können ebenfalls durch das Vorschneidwerkzeug teilweise fortgeschnitten sein, derartig, daß sich dieser fortgeschnittene Teil der vorge-.schnittenen Zahnflanke an den genau bearbeiteten Hauptteil der fertigen Flanke anschließt, d. h. die fertig -bearbeitete Flanke hat einen too genauen, arbeitenden Teil und einen unbearbeiteten, nichtarbeitenden Teil an der Stelle des ersten Eingriffs der Zähne.

Weitere Merkmale der Erfindung und deren Zweck sind im nachstehenden noch besonders beschrieben oder aber an Hand der Zeichnungen erläutert. . _ ■

In den Zeichnungen sind eine Reihe von Ausführungsbeispielen des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.

Fig. ι ist eine Draufsicht eines zahnstangenartig ausgebildeten Schneidwerkzeuges gemäß der Erfindung.-

Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstabe einen Schnitt durch das Werkzeug nach Fig. 1.

Fig. 3 gibt in vergrößerter Darstellung eine Ansicht eines bei dem Werkzeug nach Fig. 2 benutzten Schneidblattes oder -klinge wieder. Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3. ·

Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform des Schneidwerkzeuges.

Fig. 6 veranschaulicht eine dritte Ausführungsform des Schneidwerkzeuges.

Fig. 7 gibt in Teilansicht eine geänderte Ausführungsform des in Fig. ι dargestellten Werkzeuges wieder.

Fig. 8 zeigt in Ansicht eine Klinge, die zum Schneiden und Polieren oder Glätten dient.

Fig. 9 stellt in Ansicht ein dem in den Fig. ι und 2 dargestellten ähnliches Werkzeug ίο dar, bei dem aber die in Fig. 8 dargestellte Schneidklinge benutzt ist.

Fig. io zeigt in Teilansicht ein dem in Fig. 9 dargestellten ähnliches Werkzeug, bei dem die Schneidblätter von den Polier- oder Glättklingen getrennt sind.

Fig. 11 ist in vergrößerter Darstellung eine Ansicht der Klingen, die bei dem in Fig. io dargestellten Schneidwerkzeug Verwendung finden.

Fig. 12 veranschaulicht in Draufsicht eine Klinge mit ebenen Seiten, die zur Ausführung eines Polier- oder Glättvorganges benutzt wird.

Fig. 13 gibt eine abgebrochene Ansicht eines Schneidwerkzeuges ähnlich dem in Fig. ι dargestellten wieder, wobei die in Fig. 12 dargestellten Klingen verwendet sind, die zu der Seite des Schneidwerkzeuges schräg angeordnet sind.

Fig. 14 stellt in Draufsicht ein Schneidwerkzeug ähnlich dem in Fig. 13 dargestellten dar, das zum Polieren oder Glätten dient, wobei die Klingen zu den Seiten des Schneidwerkzeuges nornial angeordnet sind.
Fig. 15 ist eine Ansicht einer Maschine zur einstellbaren Lagerung eines Zahnrades in bezug auf das Schneidwerkzeug, das so angeordnet ist, daß es relativ zu den Schneidzähnen des Werkzeuges drehbar ist.
· - Fig. 16 zeigt einen Teil schnitt nach der Linie 16-16 in Fig. 15.

Fig. 17 veranschaulicht in Seitenansicht ein

Paar von Schneidwerkzeugen, das an der Umfläche des Zahnrades angeordnet ist, welches senkrecht verstellbar und drehbar zu den Werkzeugen gelagert ist.

Fig. 18 gibt in vergrößertem Maßstabe einen Schnitt nach der Linie 18-18 in Fig. 17 wieder.

Fig. 19 ist ein abgebrochener Grundriß einer Bauart, die der in Fig. 16 dargestellten ähnlich ist und für Maschinen zur Bearbeitung mehrerer Zahnräder dient.

Fig. 20 stellt eine abgebrochene Ansicht einer Maschine zur Fertigbearbeitung der Räder dar, ähnlich der in Fig. 19 dargestellten, wobei die unbearbeiteten Zahnräder nebeneinander angeordnet sind.

Fig. 21 zeigt teils im Schnitt, teils in Ansieht zwei kreisförmige Schneidwerkzeuge bei der ,Bearbeitung eines Rades.

Fig. 22 ist ein Schnitt nach der Linie 22-22 in Fig. 21.

Fig. 23 veranschaulicht teils in Ansicht, teils im Schnitt eine Maschine, bei der drei kreisförmige Schneid- und/oder Polierwerkzeuge zur Herstellung von Zahnrädern gemäß der Erfindung verwendet sind.

Fig. 24 ist ein Schnitt nach der Linie 24-24 in Fig. 23.

Fig. 25 stellt in Ansicht und in vergrößertem Maßstabe einen Zahn mit Schneidkanten dar, die an dessen Seiten durch eingeschnittene Schlitze gebildet sind.

Fig. 26 zeigt vergrößert einen Teilschnitt eines Zahnes mit Schneidkanten, die sich auf entgegengesetzten Seiten einer zwischen ihnen befindlichen Nut erheben.

Fig. 27 veranschaulicht einen Teil schnitt durch einen Zahn, der ähnlich dem in Fig. 6 dargestellten ist und" die Art zeigt, in der die Zähne durch Aussparung des Materials zwischen den Schneidkanten reliefartig ausgebildet sind.

Fig. 28 ist einTeilscfenitt durch einen Zahn, ähnlich dem in Fig. 27 dargestellten, der eine weitere Art zur Erzeugung erhöhter Schneidkanten zeigt, wenn sich die Bewegungskomponente zwischen dem Zahnrad und dem Zahn rechts bzw. links befindet.

Fig. 29 gibt im Schnitt einen Zahn wieder, ähnlich dem in Fig. 28 dargestellten, der eine Ausbildung zeigt, die benutzt wird, wenn die Bewegungskomponente zwischen dem Zahnrad und den Schneidkanten von rechts nach links bzw. verläuft.

Fig, 30 stellt in vergrößertem Maßstabe einen Schnitt durch eine geänderte Ausführungsform eines Zahnes dar, die zur Ausbildung der Zähne der Zahnräder in einer vor- >oo her bestimmten Weise benutzt wird.

Fig. 31 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch einen Zahn, der durch die Zahnform gemäß Fig. 30 geschnitten ist und den relief artigen T.eü des Zahnes zeigt.

Fig. 32 veranschaulicht vergrößert einen Schnitt durch einen Zahn, der nach einer Evolvente gebildet ist.

Fig. 33 ist ein Schnitt durch den Zahn eines Randes, ähnlich dem in Fig. 3 dargestellten, der die gewünschte abgeänderte Form zeigt.

Fig. 34 gibt im Schnitt den Zahn eines unbearbeiteten Zahnrades wieder, bei dem der in Fig. 4 dargestellte Zahn gemäß der Erfindung, hergestellt ist.

Fig- 35 zeigt abgebrochen einen Schnitt durch einen Zahn eines Schneidwerkzeuges zur Erzeugung der in Fig. 34 dargestellten Zahnform.

Fig. 36 ist eine abgebrochene Darstellung im Schnitt eines Schneidwerkzeuges nach

Art eines Fräswerkzeuges, das auch zur Erzeugung einer rohen Zahnform gemäß Fig. 34 benutzt werden kann.

Fig. 37 veranschaulicht ein kreisförmiges Schneidwerkzeug gemäß der Erfindung.

Fig. 38 ist ein Schnitt nach der Linie 38-38 in Fig. 37.

Fig.'39 stellt in Ansicht einen der Einzel- * teile dar, die zum Aufbau des in Fig. 37 und 38 veranschaulichten Schneidwerkzeuges dienen.

Das Schneidwerkzeug gemäß der Erfindung besteht aus einem länglichen Körper· 41 mit einer mittleren Aussparung 42, die von .15 den aufwärts gerichteten Seitenwänden 43, 44 begrenzt ist, zwischen denen eine Gruppe von Schneidklingen angeordnet ist. Der Boden der Aussparung 42 hat eine Reihe von Auflagerleisten 46, die so genau hergestellt sind, daß die Klingen 45 in der richtigen Höhenlage relativ zueinander und zu dem Körper 41 gehalten werden. Quer zu den Enden der Seitenwände 43, 44 sind Schlitze 47 angebracht, die zur Aufnahme von Endplatten dienen, die in den Schlitzen durch Bolzen 51 ■ gehalten werden.

Nachdem mehrere Klingen 45 in die Aussparung 42 eingesetzt worden sind, wird ein Bolzen 52 durch Löcher 53 hindurchgezogen, die in dem Mittelteil der Klingen 45 und.in den Endplatten 48, 49 vorgesehen sind, um die Endplatten in fester Lage zu dem Körper 41 zu erhalten. Die eine Seite der Klinge 45 hat eine schräge Kante 54, die sich gegen eine Schrägfläche 55 eines Keiles 56 legt, der zwi-* sehen den Seiten der Wand 44 und den Klingen 45 von oben nach unten eingesetzt wird. Die Einstellung des Keiles 56 erfolgt durch mehrere Schrauben 57, die in die aufwärts gerichteten Wände 44 eingeschraubt sind und deren Köpfe in Aussparungen 58 des Keiles eingreifen, um den Keil abwärts gegen den Boden der mittleren Aussparung 42 zu drücken. An Stelle der schrägen Kanten 54 der Schneidklinge können die Seiten auch parallel zueinander ausgebildet und an der oberen Kante unter den Schneidzähnen kann eine Schulter vorgesehen sein. An der Oberseite der Wände 43, 44 wird dann eine Schiene eingezogen, die sich über die Klingen erstreckt und in Eingriff mit den Schultern steht, wodurch die Schneidklingen fest in ihrem Halter gesichert sind. Um die Klingen 45 in der Längsrichtung des Körpers 41 in fester Lage zueinander einzustellen, ist ein Keil 61 vorgesehen, der mit einer Schrägfläche gegen eine Schrägfläche 62 an der End-, platte 48 wirkt.

In den Fig. 1 bis 14 sind verschiedene Arten von Schneidwerkzeugen und Klingen dargestellt, die· erfindungsgemäß zur genauen Herstellung der Zahnflanken nach zuvor bestimmten Abmessungen benutzt werden. Gemäß Fig. 3 bis 6 'besteht die Klinge 45 aus einem mittleren Körper 67, an dessen oberer 65' Kante ein Zahn 68 ausgebildet ist, der eine Reihe von Erhöhungen und Vertiefungen 69 hat, die eine Reihe von Schneidkanten an den Flanken des Zahnes bilden. Die Flanken des Zahnes 68 sind gerade und liegen im Winkel zu der Seite des Körpers 67. Sie werden zur Erzeugung von Evolventenverzahnungeii benutzt. Selbstverständlich kann jede Klinge eine abgeänderte Form der Zahnflanken haben, um von der Normalform abweichende "Verzahnungen zu erzeugen.

Gemäß Fig. 1 sind die Zähne senkrecht zu den Seiten des Werkzeuges angeordnet, das zum Schneiden von Rädern mit schrägen oder schraubenförmigen Zähnen benutzt werden soll, d. h. Zahnrädern, deren Zähne schräg auf der Umfangsfiäche des Rades liegen. Das rohe Werkstück ist vorzugsweise durch Hobeln oder eine ähnliche Schneidoperation vorgeschruppt, um an der Umfläche des Werkstückes Zähne mit rohen Umrissen zu bilden. Das rohe Werkstück wird auf eine Achse 65 (Fig. 15) gesetzt, die im Winkel zur Schneidvorrichtung angeordnet ist, um im Winkel angeordnete Zähne des Zahnrades mit den Zähnen des Schneidwerkzeuges in Eingriff zu bringen. Das Werkstück wird einem Druck unterworfen, um die noch unbearbeiteten Zahne in innige Berührung mit den Zähnen des Schneidwerkzeuges zu bringen. Das Schneidwerkzeug wird z.B. mittels eines Schlittens 66 in der Längsrichtung bewegt, um eine Drehung des Zahnrades zu bewirken. Das Zahnrad ist in einer Gabel 60 drehbar gelagert, deren oberes Ende Gewinde trägt, auf dem ein Handrad 70 aufgesetzt""¹ ist, wodurch das Zahnrad in festen Eingriff mit dem Schneidwerkzeug gebracht werden kann. -Durch die relative Winkelstellung des Zahnrades und des Schneidwerkzeuges wird ein seitliches Gleiten längs der Zahnflanken zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Werkstück erzeugt, welches die Schnittbewegung ergibt. Wenn die Mitte der Achse 65 während des Schneidvorganges abwärts bewegt worden ist, bis sie sich mit einem.vorher bestimmten Punkt oberhalb des Schneidwerkzeuges deckt, dann ist die Arbeit be- :ndet, die Zähne des Zahnrades sind nach zuvor bestimmten Abmessungen fertiggestellt und das Zahnrad hat den zuvor bestimmten Durchmesser. Durch Einstellung der Tragachse 65 für die Zahnräder im Winkel können Zahnräder mit irgendeiner Winkellage der Zähne mit dem Werkzeug nach der Erfindung entweder von rechts oder von links geschnitten werden.

In den Fig. 3, 4 und 6 sind Schneidklingen dargestellt, bei denen die Nuten in den Flanken der Zähne senkrecht angeordnet sind, um ein Schneiden der Zähne des Zahnrades zu ermöglichen, das nur durch die seitliche Bewegungskomponente zwischen dem Stirnrad und dem Schneidwerkzeug oder umgekehrt erfolgt, wobei das Schneiden gleichmäßig von der Wurzel nach der Krone ίο der Zähne vor sich geht. Wenn die Schneidkanten waagerecht auf den Seiten der Zähne angeordnet wären und ein Zahnrad relativ dazu gedreht würde, dann würde die Längskomponente der Bewegung kein gleichmäßiges Schneiden der Zahnflanken ergeben, weil beim Abwälzvorgang in der Teilkreislinie überhaupt kein Schneiden zwischen den Zähnen des Rades und des Schneidwerkzeuges erfolgen könnte, während eine erhöhte ?.o Schneidwirkung von dieser Linie sowohl nach der Zahnkrone hin als auch nach der Zahnwurzel zu eintreten würde. Infolgedessen würde keine genaue Wälzform der Zahnradflanken; erreicht werden. Für bestimmte Zwecke, z. B. wenn eine geringe Abweichung der Zahnform an der Wurzel oder Krone erwünscht ist, können die Schneidkanten im Winkel zur Senkrechten angeordnet sein, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Indessen ist zur Erzielung sehr genauer Ergebnisse die senkrechte Anordnung der Schneidkanten vorzuziehen.

Gemäß Fig. 6 erstrecken sich die Sohneidkanten über die obere Kante des Werkzeuges hinaus, damit die Zähne auch die Wurzel der Zähne des Zahnrades schneiden, wenn Zahnräder aus leicht bearbeitbarem Material geschnitten werden, so daß im wesentlichen die ganze Herstellung durch das Werkzeug erfolgen kann. Mit anderen* Worten, bei Zahnrädern aus weichem Material wird nur eine geringe rohe Vorbearbeitung nötig sein, wenn eine solche überhaupt notwendig ist. Wenn die Zahnräder indessen aus Stahl oder ähnlichen Werkstoffen bestehen, dann wird es notwendig oder zumindest erwünscht sein, die Zähne bis auf wenige Tausendstel vor der Endform roh vorzubearbeiten. Bei Benutzung des Verfahrens nach der Erfindung können jetzt bis zu 200 Zahnräder für Übersetzungsgetriebe in einer Stunde genau fertig bearbeitet werden.

In Fig. 7 ist ein Schneidwerkzeug dargestellt, das dem in Fig. 1 dargestellten ähnlich ist, jedoch mit der Ausnahme, daß die Klingen 74 im Winkel zur Werkzeugachse angeordnet sind. Die Löcher 53 in den Klingen sind in gleicher Weise im Winkel angeordnet, um einen Hindurchgang der Bolzen 52 zu ermöglichen. Die Druckflächen 7.5 des Endklotzes 76, der die Klingen in inniger Berührung in der Längsrichtung hält, sind in ähnlicher Weise schräg angeordnet in Übereinstimmung_r mit der Schräglage, die den Klingen 74 gegeben ist. Das Schneidwerkzeug findet Verwendung, wenn ein Stirnrad herzustellen ist, dessen Zähne parallel zu der Achse des Rades verlaufen. Auch hier ergibt die zeitliche Verschiebung zwischen den Klingen und den Radzähnen die Schnittbewegung mit gleichmäßiger Bearbeitung der Zähne von der Wurzel bis zur Krone.

Selbstverständlich kann der mit Zähnen versehene Teil der Klingen 45 oder 74 in der Breite dünner als der Körper 67 sein, so daß Lücken zwischen den Schneidezähnen geschaffen werden, die breiter sind als die zu schneidenden Zähne des Zahnrades. Die Zähne des Werkstückes werden roh vorbearbeitet und dann, wie beschrieben, mit den Zähnen des Schneidwerkzeuges in Eingriff gebracht. Das Zahnrad wird einer Bremsung unterworfen, damit während der Bewegung in einer Richtung nur die Flanken an einer Seite des Zahnrades, während in der umgekehrten Bewegung nur die anderen Flanken der Zähne, des Zahnrades bearbeitet werden. Die .Hinundherbewegung des Schneidwerkzeuges zur abwechselnden Bearbeitung der Flanken der Zähne des Zahnrades wird fort- go gesetzt, bis ein gewünschter Betrag des Materials entfernt ist.

Obgleich bisher zwei Schneidwerkzeuge flacher oder zahnstangenartiger Ausbildung dargestellt und beschrieben worden sind, ist es selbstverständlich, daß an deren Stelle als gleichwertiges Mittel ein kreisförmiges Werkzeug treten kann, das später beschrieben und dargestellt werden wird. Natürlich kann auch an Stelle der bisher beschriebenen ioo und noch zu beschreibenden Werkzeuge zusammengesetzter Bauart das Werkzeug aus einem einzigen Materialstück hergestellt sein. Bisher werden indessen Werkzeuge benutzt, die von zusammengesetzter Bauart sind, da sie leicht hergestellt und geschärft werden können. Die Erfahrung hat gezeigt, daß mit einem Schneidwerkzeug mehrere Tausend Zahnräder fertiggestellt werden können, bevor, es für die Arbeit zu stumpf wird. Durch Schärfen der Seiten der Zähne werden dann die Schneidkanten erneuert, so daß die gleiche Zahnform wie ursprünglich hergestellt wird.

Fig. 15 und 16 zeigen ein Schneidwerkzeug mit schrägen Zähnen, das mit einem Stirnrad in Eingriff steht, dessen Achse parallel zu den Zahnflanken des Schneidwerkzeuges verläuft. Die Bewegung des Schneidwerkzeuges verursacht eine Drehung des Zahnrades, und infolge der Winkelstellung des Rades tritt in der beschriebenen Weise

ein Gleiten zwischen den Zähnen des Schneidwerkzeuges und des Zahnrades ein.

Fig. 17 und 18 zeigen eine weitere Ausführungsform der Einrichtung zur Herstellung der Zahnräder, bei- der zwischen dem Zahnrad und dem Schneidwerkzeug auch eine seitliche Bewegung vorgesehen ist. Dies geschieht durch eine Leitspindel 79, die den einen Teil seitlich zu dem anderen bewegt zu dem Zwecke, eine Abnutzung irgendeiner seitlichen Stelle des Schneidwerkzeuges zu verhindern. Die Schnittbewegung indessen erfolgt jedoch vorzugsweise durch den Win-. kelversatz zwischen Zahnrad und Schneidwerkzeug. In den Zeichnungen sind in den Fig. 17 und 18 zwei entgegengesetzt .angeordnete zahnstangenförmige Schneidwerkzeuge 80 angeordnet, welche gegenüber der Einrichtung nach den Fig. 15 und 16 den doppelten Betrag an Schneidleistung erzeugen. Eines der Schneidwerkzeuge wird angetrieben und bewirkt die Drehung des Zahnrades und die Bewegung des anderen Werkzeuges, wobei auf eines der beiden Schneidwerkzeuge ein Druck ausgeübt wird, um diese während des Schneidvorganges gegeneinander zu bewegen.

Die Schneidklingen 45 in Fig. 18 sind von ,der zuvor beschriebenen Art. Es sind ihnen 31. aber in einer Linie, mit ihnen liegende zusätzliche Klingen 81 ähnlicher Ausbildung zugeordnet, bei" denen indessen die Schneidkanten an den Zahnflanken weggelassen sind, zu dem Zwecke, eine Glatt- oder Polierwir-(5 kung auszuüben. Bei dieser Ausführungsform wird nach der Vollendung des Zahnrades in den genau gewünschten Abmessungen dem Zahnrade eine weitere Seitenbewegung erteilt, wodurch es in den Bereich der Klingen 81 ,-. gelangt, so daß erforderlichenfalls die Seiten der Zähne poliert werden können. Nach einem Härtevorgang können die glatten Schneidzähne durch Einführung einer geeigneten Poliermasse zwischen den Zähnen des Schneid-Werkzeuges und denen des Zahnrades zum Polieren benutzt werden.

Die Zahnform und die. Zusammensetzung der Zähne des Schneidwerkzeuges ist in Fig. 8 bis 12 dargestellt, bei denen eine Klinge 82 (Fig. 8) eine Kombination der vorgenannten Klingen 45 und 81 ist, wobei ein Teil der Klinge mit Schneidkanten versehen ist, während der verbleibende Teil leer gelassen ist, zu dem Zwecke der Erzeugung einer Polierwirkung, Derartige Klingen sind in Fig. 9 in einem Halter zusammengesetzt gezeigt, durch den ein einzelner Bolzen 52 hindurchgesteckt ist. In den Fig. 10 und 11 ist das zuvor in bezug auf Fig. 18 beschriebene Schneidwerkzeug dargestellt, bei dem in der Verlängerung der Klinge 45 eine Klinge 81 liegt. Die Klingen werden in dem Halter durch Verwendung zweier Bolzen 52 zusammengehalten, wodurch im wesentlichen die gleiche Art Werkzeug erzielt ist, die in Fig. 9 veranschaulicht ist.

In Fig. 12 ist ein glatter Zahn 83 dargestellt, der in dem Halter an die Stelle des Zahnes 45 treten kann, um das Schneidwerkzeug in ein Polier- oder Glättgerät umzuwandeln. Beim Polieren werden mit Hilfe der Poliermasse die Zähne des Werkstückes auf genaue Formen abgeschliffen.

In Fig. 19 ist eine Gruppe von Schneidwerkzeugen nebeneinander angeordnet, über die sich im Abstande dazu eine Welle 84 erstreckt, auf der mehrere roh vorbearbeitete Zahnräder sitzen, die mit den Schneidwerkzeugen in Eingriff stehen. Diese Ausführungsform erhöht weiter die Zahl von Zahnrädern, die in einer bestimmten Zeit mit der Maschine nach der Erfindung fertiggestellt werden können.

In Fig. 20 ist eine Ausbildungsart der Einrichtung nach Fig. 19 dargestellt, bei der ein Schneidwerkzeug großer seitlicher Abmessungen aus einzelnen Klingen oder aus einer Reihe von in einer Linie liegenden Klingen zusammengesetzt ist, wobei eine größere Zahl von Zahnrädern nebeneinanderliegend angebracht ist, um mit dem Schneidwerkzeug gleichzeitig eine größere Zahl von Zahnrädern zu bearbeiten. Eine solche Bauart erhöht weiter die Zahl der Zahnräder, die mit der Maschine in bestimmter Zeit fertiggestellt werden können. Obwohl in Fig. 19 und 20 nur eine einzige Gruppe von "Schneidwerkzeugen veranschaulicht ist, ist es ohne, weiteres klar, daß auch noch eine gegenüberliegende Schneidwerkzeuggruppe Verwendung finden kann. *

In Fig. 21 ist eine Bauart dargestellt, bei der die Schneidwerkzeuge kreisförmige Gestalt haben und einander -gegenüberliegend angeordnet sind. Eines der Schneidwerkzeuge 86 ist mit einem geeigneten Antrieb 87 versehen, um das oder die fertigzustellenden Werkstücke und auch die zusätzlichen Schneidwerkzeuge 85 in Drehung zu setzen. Das Schneidwerkzeug 85 ist zweckmäßig abwärts bewegbar, während das zu bearbeitende Werkstück auf einer in senkrechter Richtung beweglichen Welle 88 gelagert ist, die zwischen zwei Federn 89 liegt und dem Schneidwerkzeug 85 die Möglichkeit gibt, das zu ,bearbei- tende Zahnrad nach unten in Eingriff mit dem Schneidwerkzeug 86 zu bringen. Bei dieser Bauart werden Schneidwerkzeuge mit Schraubenzähnen zur Fertigstellung von Stirnrädern verwendet. Selbstverständlich können auch in ähnlicher Weise mit Schraubenzähnen versehene Zahnräder durch Ver-

wendung von Schneidrädern mit geraden Zähnen hergestellt werden. In jedem Falle sind die Schneidwerkzeuge mit Schneidkanten versehen, die die gleichen wie die zuvor beschriebenen sind. Werden kreisförmige Werkzeuge benutzt, dann ist es zweckmäßig, mehr als ein Werkzeug für die Fertigbearbeitung zu verwenden, ob nun für die Schneid-, Glättoder Polierarbeit.

ίο In Fig. 23 und*24 ist eine geänderte Ausführungsform der Einrichtung nach Fig. 21 dargestellt, bei der drei Schneidräder 85, 86, 91 verwendet¹ sind. Durch die Bewegung des Werkzeuges 86 mittels des Antriebes 87 werden sämtliche Werkzeuge und auch das zu bearbeitende Zahnrad in Drehung versetzt. Obgleich nach der Zeichnung die Werkzeuge 85, 86 und 91 den gleichen Durchmesser haben, können unter bestimmten Voraussetzungen auch Werkzeuge verschiedenen Durch-• messers mit Zähnen gleicher oder verschiedener Druckwinkel vorgesehen sein. -Insbesondere gilt dies für die Ausführung von Polierarbeiten, um die Zähne eines jeden Schneidwerkzeuges mit den Zähnen des Zahnrades an verschieden weit von der Achse liegenden Punkten in Eingriff zu bringen.

In Fig. 25 ist eine weitere Art der Ausbildung der Schneidkanten an den Flanken der Zähne dargestellt, bei der durch die Zähne Schlitze 92 vollständig hindurchgehen, wodurch Schneidkanten gebildet sind, die in, etwa der gleichen Weise als die nach Fig. 6 ausgebildet sind. Gemäß der Zeichnung ist an der Wurzel des Zahnes eine Schulter 93 vorgesehen, um mit der Schulter des benachbarten Zahnes einen Kanal zu bilden, in dem die Schneidspäne gesammelt werden, die mittels des Kühlöles leicht herausgeschwemmt werden können.

In den Fig. 26 bis 29 sind die verschiedenen Methoden dargestellt, nach denen die Seiten der Zahnt hinterschnitten sein- können, um scharfe Schneidkanten zu erzeugen. In Fig. 26 sind in den Seitenflächen der Zähne Aussparungen 94 vorgesehen, um scharfe Schneidkanten zu erzeugen. In Fig. 27 sind auf der Oberseite der Vorsprünge zwischen den Schneidkanten Aussparungen 95 vorgesehen, um Schneidkanten zu bilden, deren Seiten sich unter einen Winkel von weniger als 90⁰ schneiden. In Fig. 28 sind die Oberseiten 96 der Vorsprünge abgeschrägt. Diese Ausführungsform wird benutzt, wenn die seitliche Komponente der Bewegung zwischen den Zähnen und dem Zahnrad von rechts nach links verläuft. In Fig. 29 sind abgeschrägte Oberseiten 97 dargestellt, deren schräge Richtung zu der der Flächen 96 entgegengesetzt verläuft, um Schneidkanten zu bilden, die Verwendung finden, wenn die seitliche Komponente der Bewegung von links nach rechts verläuft.

In den Fig. 30 und 31 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die erzeugenden Schneidkanten des Schneidwerkzeuges so abgeändert sind, daß eine Zahnform entsteht, die von der üblichen durch Abwälzen erzeugten Zahnform abweicht. In Fig. 30 ist ein Schneidwerkzeug dargestellt, das eine Schrägfläche 98 hat, welche die üblichen Zahnformen erzeugt. Am Fußteil des Zahnes ist eine erzeugende Schneidkante 99 vorgesehen, die schräger als die Fläche 98 verläuft, welche den Kopfteil des zu erzeugenden Zahnes des Zahnrades von der üblichen Wälzform nach innen abweichend herstellt, wie bei 100 dargestellt ist. Eine oder beide Seiten der Zähne können mit den schrägen Schneidkanten 99 versehen werden, je nachdem, ob eine oder beide Seiten der erzeugten Zähne über die übliche Form hinaus fortgeschnitten werden sollen. Obwohl nach der Zeichnung die Schneidflächen 99 beiderseits die gleiche Neigung haben, ist es selbstverständlich, daß sie auch verschieden geneigt sein können. Die Schwächung des *Zahnkopfes verhindert bekanntlich ein Klappern der Zähne, wenn diese unter Belastung laufen.

Bei einer weiteren Ausführungsform können die Schneidklingen 45 so beschaffen sein, daß die Zähne eine verschiedene Teilung haben, so daß die Zähne mit normaler Teilung die vorherbestimmten Konturen erzeugen, während die Zähne mit abweichender Teilung die Konturen am Kopfteil der Zähne oder auch an anderen Stellen abändern, z. B. die Zahnköpfe schwächen. Die Zähne verschiedener Teilung können abwechselnd angeordnet oder in Gruppen vorgesehen sein, so daß ein einziger Arbeitsgang zur Herstellung der gewünschten, am Kopf geschwächten Fertigform der Zähne ausreicht.

In den Fig. 32 bis 36 ist eine weitere Ausführurigsform der Methode dargestellt, nach der die Zahnköpfe abgeschnitten sind. In Fig. 32 ist ein Zahn 101 gezeigt, der genau die Form einer Evolvente hat, während in Fig. 33 der gleiche Zahn 102 veranschaulicht ist, der am Kopfteil in der gewünschten Weise geschwächt ist. In Fig. 34 ist ein roh vorbearbeiteter Zahn 103 dargestellt, der durch den Schneidzahn 104 gemäß Fig. 35 oder den Schneidzahn 105 gemäß Fig. 36 hergestellt ist. Der Zahn 104 ist so ausgebildet, daß er bei der Herstellung des Rohstückes für das Zahnrad die in Fig. 34 dargestellte Zahnform ergibt. Die gestrichelte Linie 106 veranschaulicht die genaue Evolventenform des Zahnes. Es sei hierbei darauf hingewiesen, daß außerhalb der gestrichelten Linie das Material 107 stehengeblieben ist, während der Teil 100 an

der* Oberseite nach innen von der genau geschnittenen Kurve 106 abweicht. • Die Schneidkante 109 des Zahnes 104 läßt das zusätzliche Material 107 außerhalb der Evolventen form stehen, während die Schneidkante in, die im Winkel zur Kante 109 verläuft, den zurückstehenden Teil am Kopf der Zähne bearbeitet. In der gleichen Weise ist der Zahn 105 eines zahnradförmigen Werkzeuges mit einer erzeugenden Schneidkante 112 einwärts einer genauen evolventen Schneidkante versehen, die das Material 107 außerhalb der gewöhnlichen evolventen Form am Zahn 103 stehenläßt. Der Zahn 105 ist mit einer Schneidkante 113 ausgestattet, die den Kopfteil des Zahnes des Zahnrades einwärts der üblichen evolventen Form bearbeitet. ' Fig. 35 zeigt, daß auf der rechten Seite des Zahnes 104 die Schrägfläche 114 einen größeren Neigungswinkel als die Fläche 111 hat. In Fig. 36 ist die Schrägfläche 115 mit einem größeren Winkel als die Schrägfläche 113 angeordnet, die verwendet werden kann, wenn es erwünscht ist, auf der einen Seite des erzeugten Zahnes mehr Material fortzuschneiden als auf der anderen.

Nachdem ein Zahnrad bis zu der in Fig. 34 dargestellten Zahnform roh vorgeschnitten ist, wird bei der Fertigbearbeitung mit der zuvor beschriebenen Maschine nach der Erfindung das überstehende Material 107 des Zahnkörpers bis zu der gestrichelten Linie 106 entfernt, so daß die fertigbearbeiteten Zähne am Kopf in der' dargestellten Weise geschwächt sind, wie sie zuvor mittels des Zahnes 104 eines Zahnstangen Werkzeuges oder dem Zahn 105 eines Schneidrades geschnitten worden sind. Die roh bearbeitete Fläche am Zahnkopf braucht nicht mehr bearbeitet zu werden, weil dieser nur verwendet wird, um den Eingriff des Kopfteiles zusammenarbeitender Zähne, zu sichern.

In den Fig. 37, 38 und 39 ist eine weitere Ausführungsform eines Schneidwerkzeuges dargestellt, das eine kreisförmige Ausbildung hat und aus einer Mehrzahl von Teilen zusammengesetzt ist. Eine mit einem Flansch 116 versehene Nabe trägt an einem Ende Gewinde 117, auf das ein Ring 118 aufgeschraubt wird, zu dem Zweck, einen Gleitring 119 gegen die einzelnen Teile zu drücken. In der Umfläche der Nabe 116 befindet sich eine Nut 121, in'die ein Keil 122 eingesetzt ist, damit die Teile in einer Linie liegen. Auf die Nabe wird zuerst ein Abstandhalter 120 aufgesetzt, dem dann die in Fig. 39 dargestellte - gezahnte Scheibe 123 folgt, deren Zähne eine vorher bestimmte Gestalt haben. Dann wird eine der gezahnten Scheibe 123 ähnliche Ab-Standscheibe 123 aufgesetzt, deren Zähne eine geringere Breite und gewünschtenfalls auch geringere Höhe -als die Zähne der Scheibe 123 haben. Dann werden auf die Nabe wieder abwechselnd Scheiben 123 und 124 aufgesetzt.

Bei dieser Bauart sind die Zahnreihen in der gleichen Weise angeordnet als die Zähne der Klinge 45, die zuvor für das zahnstangenartig ausgebildete Werkzeug beschrieben worden ist. Es ist selbstverständlich, daß auch die anderen Zahnformen und deren verschiedene Arten der Wirkungsweise, die zuvor für das hin und her gehende Schneidwerkzeug beschrieben worden sind, für das drehbare Werkzeug Anwendung finden können.

Nachdem sämtliche Scheiben 123, 124 auf der Nabe aufgereiht sind, wird der Preßring aufgesetzt, der durch den Keil 122 geführt wird, worauf dann der Ring 118 auf das Gewinde 117 geschraubt wird, um das Ganze zusammenzupressen. Dieses Schneidwerkzeug ist von einfacher Bauart, bei der alle Scheiben nach der Abnutzung erneuert werden können, ohne daß der Grundkörper des Werkzeuges, beschädigt wird. Ein solches Werkzeug hat erhebliche Vorteile gegenüber aus einem Stück hergestellten Schneidrädern kreisförmiger Ausbildung.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Fertigbearbeiten von vorgeschnittenen Stirnrädern mit gerade oder schraubenförmig verlaufenden Zähnen durch Abrollen auf einem Werkzeug, das als Zahnstange oder als Stirnrad ^ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Achsen von Werkstück und Werkzeug schräg kreuzen und daß in die Zahnflanken des Werkzeugs imwesent-

* liehen rechtwinklig zur Längsrichtung der Zahnflanken verlauf ende flache Nuten eingeschnitten sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkanten durch parallele Nuten auf den Zahnflanken erzeugt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, .dadurch gekennzeichnet, daß für die Bearbeitung von geradverzahnten Stirnrädern das Werkzeug schräg verzahnt ist und umgekehrt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug zum Teil mit Schneidkanten versehen, zum Teil glatt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis.4, dadurch gekennzeichnet, · daß die Schneidkanten zwecks Erzeugung abgeänderter Profile in gegen die Zahnflanken geneigten Ebenen liegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Flanken-

profil der Werkzeugzähne uns/ig verläuft, insbesondere an der Z*iwurzel verstärkt ist, um geschwächte ümköpfe zu erzeugen.

7· Vorrichtung nach Ansptfh 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ie Zähne des Werkzeuges stetig oder g;5penweise versetzt verschiedene Teilungiaben, um von der Normalform abweiclade Zahnprofile zu schneiden. /

8. Schneidwerkzeug für efe Vorrichtung nath Anspruch 1 bis 7, ekennzeichnet durch einen Rahmen, in welchem die einzelnen Schneidzähne, gegebenenfalls unter Einlegung von zahnlosen Zwischenstücken, zahnstangenartig zusammengesetzt sind.

9. Werkzeug für eine Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an Schneidrädern die Schneidkanten 'der Werkzeugzähne .dadurchgebildet sind, daß Scheiben mit stärkeren und Scheiben mit schwächeren Zähnen abwechselnd angeordnet sind (Fig. 37 und 38).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen