DE692128C

DE692128C - ckenraedern

Info

Publication number: DE692128C
Application number: DE1937R0100603
Authority: DE
Inventors: Georg Preis
Original assignee: Rheinmetall Borsig AG
Current assignee: Rheinmetall AG
Priority date: 1937-10-27
Filing date: 1937-10-27
Publication date: 1940-06-13

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
13. JUNI 1940

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 49 d GRUPPE

R 100603 Ibj4pd

Georg Preis in Düsseldorf

ist als Erfinder genannt worden.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. Oktober 1937 ab Patenterteilung bekanntgemacht am 16. Mai 1940

Die Herstellung der Verzahnung von Schneckenrädern geschieht mittels schneckenartiger Wälzfräser, deren Grundform der im fertigen Schneckengetriebe mit dem Schnekkenrad zusammenarbeitenden Schnecke entspricht. In der Praxis haben sich zwei Arbeitsweisen für das Fräsen von Schneckenradzähnen herausgebildet, das Radialwälzverfahren und das Axial wälzverfahren.

Bei dem Radialwälzverfahren wird das Werkzeug während des Arbeitsvorganges allmählich in radialer Richtung an das Werkstück herangeführt. Die Leistungsfähigkeit dieses Verfahrens ist sehr gut, da der Fräser in einer immer größer werdenden und zuletzt ganzen Breite mit sämtlichen Schneidezähnen zugleich arbeiten kann. Dieses Verfahren kann j edoch nur angewendet werden, wenn es sich um Schneckenräder mit geringen Kopf- und Fußsteigungswinkelunterschieden ao handelt. Sind die Schrägungswinkel zwischen Kopf- und Kerndurchmesser der Schnecke größer, so werden beim Vorschub des Fräsers durch dessen Kopf schneidekanten Flankenteile am Kopf der Schneckenradzähne abgeschnitten, welche die Fußschneidekanten des Fräsers in der Endvorschublage nicht wegnehmen würden. Die dem Fräser entsprechende Schnecke berührt somit beim Zusammenarbeiten nicht mehr die ganze Flankenlänge der Schneckenradzähne.

Aus dem Grunde einer vollkommneren Zahnflankenausbildung bei Schneckenrädern mit größerem Schrägungswinkel, wie er insbesondere bei mehrgängigen Schneckengetrieben sich ergibt, ist daher eine Verzahnung durch

das Axialwälzverfahren üblich. Bei diesem ist von Anfang an die Achse des Werkzeugs zur Achse des Schneckenrades auf den Be,·» triebsachsenabstahd eingestellt. Durch wegung des Fräsers in Richtung

Längsachse, also eine tangential Vorschub-^ bewegung am Schneckenradumfang, wird die-Verzahnung in einem Fräserdurchgang fertig geschnitten. Das Axialverfahren gewährleistet eine vollkommene Zahnflankenausbildung bei Schneckenrädern mit großem Schrägungswinkel, hat jedoch den Nachteil der einseitigen Fräserabnutzung und geringen Leistung. ■ ' Die mit dem Tangentialvorschubverfahren erzielbare größere Genauigkeit in der Zahnflankenausbildung hat man schon mit der größeren Arbeitsleistung des Radialwälzfräsverfahrens vereinigt und dazu bei Beginn der Verzahnung die Schneckenräder naqh dem Radialvorschubverfahren grob vorgearbeitet und dann nach dem Tangentialvorschubverfahren fertiggestellt. Das Radialverfahren hat aber, wie schon eingangs erwähnt, den Nachteil, daß bei der Herstellung von Schneckenradzähnen mit großen Kopf- und Fußsteigungswinkelunterschieden von den Kopfschneidkanten des Fräsers Teile der Zahnköpfe des Schneckenrades weggeschnit-

ten werden, so daß das Eingriffsfeld der Schnecke nicht mehr in voller Tragfläche am Schneckenrad verbleibt. Die Erfindung zeigt zum Fräsen von Schneckenradverzahnungen ein wirtschaftliches und genau arbeitendes Verfahren auf, das die Vorteile des Radialverfahrens auch bei Schneckenrädern mit größeren Steigungswinkeln zwischen Kopf- und Kerndurchmesser der Schnecke ohne Verringerung des Eingriffsfeldes anwenden läßt. Der Fräser wird beim Arbeiten im wesentlichen radial zum Werkstück vorgeschoben und wandert durch eine mit dem Vorschub einhergehende Schwenkung seiner Längsachse schließlich in die Vorschubendlage beim Fertigschnitt. Erfindungsgemäß wird also der schneckenförmige Fräser geneigt zur Drehebene des Werkstücks mit zu dessen Zahnkopfsteigung übereinstimmender Steigungslage der Fräserzahnköpie angesetzt und dann im Verlauf der radial zur Werkstückachse gerichteten Vorschubbewegung durch Schwenken seiner Längsachse in die Drehebene des Werkstücks eingeschwenkt, so . daß bei BetriebsachsenaSstand des Fräsers seine Kopfsteigung mit der Fußsteigung der Schneckenradzähne übereinstimmt. Die Leistungsfähigkeit dieses Verfahrens ist um ein Bedeutendes größer als die des Axialwälzverfahrens und hat gegenüber dem Radialwälzverfahren den Vorteil ' der vollkommenen Zahnflahkenausbüdung.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Fräsverfahrens nach der Erfindung . schematisch dargestellt.

■M. Fig. ι veranschaulicht das Radialwälzfras- 6g verfahren und

ΐ 'Fig. 2 das Axialwälzfräsverfahren der bekannten Art.

Fig. 3 zeigt in größerem Maßstab ein zweigängiges Schneckengetriebe mit größeren Steigungswinkelunterschieden zwischen Kopf- und Kerndurchmesser der Schnecke,

Fig. 4 die Abwicklung des damit zusammenarbeitenden Schneckenrades, während

Fig. 5 und 6 das Fräsverfahren nach der Erfindung für ein solches Rad in der Anfangs- und Endstellung des Verzahnungsvorganges wiedergeben.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten bekannten Radialwälzfräsverfahren wird der Schneckenfräser α in der Drehebene des Schneckenrades b tangential an dessen Umfang angesetzt, so daß die Fräsermitte an dem zu verzahnenden Radkranz anliegt. Im Lauf der Herstellung der Verzahnung wird der Schneckenfräser α parallel zu sich selbst radial in Richtung des Pfeiles c bis zum erreichten Betriebsachsenabstand vorgeschoben bzw. gegebenenfalls umgekehrt das Werkstück b an den Fräser α herangeführt.

Bei dem Axialwälzverfahren nach Fig. 2 wird die Fräserschnecke U₁ im Betriebsachsenabstand an das zu verzahnende Werkstück b_t von der Seite herangeschoben und allmählich in Richtung der Fräserachse (Pfeilrichtung C₁) vorbewegt. Dieses Verfahren, das eine genaue Verzahnung mit vollkommener Flankenausbildung gewährleistet, leidet jedoch durch die aufeinanderfolgende Zahnfertigbearbeitung an dem Mangel einer geringen Spanleistung und einer ungleichen Abnutzung des Werkzeugs a_t, da nur ein geringer Teil der Fräsergänge und zur Hauptsache die in Vorschubrichtung liegenden Flanken der Fräserzahngänge zum Arbeiten kommen.

Für das Verfahren nach der Erfindung, das die Vorzüge der Leistungsfähigkeit des Radialwälzverfahrens und der genauen Flankenausbildung des Axialwälzverfahrens vereinigt, ohne deren Nachfeile zu haben, sei als Beispiel die Herstellung eines Schneckenrades gemäß Fig. 4 des in Fig. 3 dargestellten Schneckengetriebes zugrunde gelegt.

Die mehrgängige Schnecke d nach Fig. 3 weist große Steigungswinkelunterschiede zwisehen Kern- und Außendurchmesser der Schnecke auf. Das zugehörige Schneckenrad e muß demnach gleichfalls eine entsprechend unterschiedliche Gangsteigung zwischen Kopf/j und Fuß/₂ der Zähne/erhalten. Der Steigungswinkel« am Kopf des Schneckenganges muß mit dem Steigungs-

winkel α j am Zahnfuß/₂ des Schneckenrades e und. weiterhin der Steigungswinkel β _ am Kerndurchmesser der Schnecke d mit dem Steigungswinkel ß_t am Zahnkopf des Schnekkenrades e übereinstimmen.

Der Steigungswinkelunterschied' zwischen

Stirn und Fuß wird mit steigender Ganghöhe oder kleiner werdendem Verhältnis von Kern-

• durchmesser zum Außendurchmesser der

ίο Schnecke d größer. Im Radialwälzfräsverfahren wurden beim Vorfräsen durch den kleineren Steigungswinkel der Kopfschneidkanten des Fräsers Teile e_lt e₂ an den Schnekkenradzähnen f weggeschnitten, die von dem

is im Betriebsachsenabstand am Vorschubende angekommenen Fräser 'd an sich stehengelassen würden. Diese zuviel weggeschnittenen Teile e_lt e₂ sind dann beim fertigen Getriebe als Eingriffsfeld der Schnecke verloren. Aus diesem Grunde ist das Radialwälzverfahren mit seiner großen Spanleistung nur für die Verzahnung von Schneckenrädern anwendbar, bei denen der Steigungswinkel am Kerndurchmesser der Schnecke d etwa 8° nicht übersteigt.

Um diesen Mangel des Radialverfahrens zu beseitigen und dennoch dessen vorzügliche Leistungsfähigkeit auch bei der Verzahnung von Schneckenrädern mit größerer Schrägung beizubehalten, werden Schneckenräder mit größeren Steigungswinkelunterschieden nach dem aus Fig. 5 und 6 erkenntlichen Verfahren verzahnt.

Die Schrauben windungen g zeigen die Fräsergangsteigung an der Stirn und die Schraubenwindungen h am Fuß des Fräsers i. Die Linien f\, f₂ geben die Zahnschrägungen des Schneckenradzahnes f am Kopf und Fuß wieder.

In Fig. 5 ist die Stellung des Fräsers i beim Beginn des Arbeitens dargestellt. Der Fräser i ist hierbei gegen die Drehebene des Schneckenrades e so weit geneigt, daß die Stirnsteigung g des Fräsers % mit der Stirnschrägung Jf₁ des Schneckenrades e übereinstimmt. Wird dann der Fräser i bei der Verzahnung in radialer Richtung gegen das

Claims

Patentanspruch:

Werkstück e verschoben, so erfolgt zwangsläufig mit diesem Vorschub eine Schwenkbewegung des Fräsers i in die Drehebene des Werkstückes, bis in der Endstellung des Vorschubs die Betriebsachsenstellung erreicht ist (Fig. 6).

Nach dem neuen Verfahren wird also der Fräser i unter solcher Neigung gegen die Drehebene des Werkstücks e an diesen Umfang angesetzt, daß die Gangsteigung g des Fräserzahnkopfes mit der Steigung Z₁ der Zahnköpfe des Schneckenrades e übereinstimmt. Mit dem Vorschub wird dann allmählich der Fräser i in die Drehebene des Werkstücks eingeschwenkt; es laufen dann in der Endstellung die Steigungen g am Fräserzahnkopf parallel mit den Fußsteigungen f₂ der Zähne f des Schneckenrades e, wodurch eine genaue Verzahnung' sichergestellt ist. Durch die um den Steigungswinkelunterschied zwischen Kopf und Fußsteigung geneigte Anstellung des Fräsers i bleiben jetzt die im bekannten Radialwälzverfahren zuviel weggeschnittenen Flankenteile e_lt e₂ (Fig. 4) als tragende Flanken der Schneckenradzähne erhalten und damit volle Gleit- und Berührungsflächen zwischen den Schneckengängen und Schneckenradzähnen gewahrt.

Verfahren zur Herstellung der Verzahnung von Schneckenrädern, insbesondere mit größeren Steigungswinkelunterschieden zwischen Zahnkopf und -fuß mittels Schraubwälzfräser, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräser (i, Fig. 5 und 6) geneigt zur Drehebene des Werkstückes (e) in Übereinstimmung der Steigung- (g) der Fräserzahnköpfe mit der Steigung (Z₁) am Kopf der Schneckenradzähne (/) angesetzt und dann im Verlauf der radial zur Werkstückachse gerichteten Vorschubbewegung in die Drehebene des Werkstücks (e) eingeschwenkt wird, so daß am Ende der Vorschubbewegung die Kopfsteigung (g) des Fräsers (i) mit der Fußsteigung (^₂) der Schneckenradzähne (f) übereinstimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen