DE69503385T2 - Kronenradgetriebe, kronenrad und verfahren und werkzeug zur herstellung des kronenrades - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Ein derartiges Getriebe ist beispielsweise aus dem "Technical Paper No. 93 FTM7", verfaßt von den Anmeldern und veröffentlicht von der "American Gear Menufacturers Association (AGMA)" bekannt und in diesem beschrieben.
• Nach Seite 6 dieser Veröffentlichung läßt sich das für erforderlich gehaltene Zahnspiel durch Ballig-Drehen des Ritzels erreichen. Dieses Verfahren, ein Zahnspiel zu erreichen, hat den Nachteil, daß die Einstellung des Kronenrades und des zylindrischen Ritzels durch die axiale Positon des zylindrischen Ritzels beeinflußt wird, was dazu führt, daß ein Hauptvorteil des Kronenradgetriebes, nämlich die Möglichkeit, das Ritzel in axialer Richtung frei zu positionieren, entfällt.
• Das andere in dieser Veröffentlichung beschriebene Verfahren zur Erzielung eines Zahnspieles ist die Verwendung eines zylindrischen Ritzels, welches maximal drei Zähne weniger als das theoretische Ritzelprofil aufweist. Das Zahnspiel, welches in Richtung der Zähne als Folge hiervon entsteht, ist jedoch nicht über die volle Zahnhöhe hinweg konstant und läßt sich durch den Konstrukteur nicht beeinflussen. Auch kann die Krümmung in Richtung der Zähne durch den Konstrukteur nicht beeinflußt werden, da diese Krümmung sich direkt aus der Anzahl der Zähne des zylindrischen Ritzels und dem theoretischen Ritzelprofil ergibt.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Getriebe zu schaffen, bei welchem durch einfach und billig auszuführende Maßnahmen der Konstrukteur das auftretende Zahnspiel so wählen kann, daß sich das vorteilhafteste Lastmuster ergibt, wobei das Zahnspiel unabhängig von der axialen Position des zylindrischen Ritzels ist, derart, daß der Zusammenbau eines zylindrischen Ritzels und eines Kronenrades einfach durchgeführt werden kann.
• Hierzu wird die Form der Zahnung des Kronenrades entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ausgeführt.
• Das Ballig-Drehen der Zahnung des Kronenrades, bei welchem am theoretisch korrekten Winkel δ zwischen den Achsen die Flanken des zylindrischen Ritzels und des Kronenrades bei einem definierten Durchmesser des Kronenrades in Berührung stehen, stellt sicher, daß die Einstellung des Getriebes durch die axiale Position des Ritzels nicht beeinflußt wird. Dies bedeutet auch, daß das gewünschte Zahnspiel an jedem Durchmesser der Kronenradzahnung erreicht werden kann und daß Abweichungen im Winkel zwischen Achsen so wenig Einfluß wie möglich auf das Zahnspiel haben. Außerdem ist es einfacher, die Zahnung beim Zusammenbau im Getriebegehäuse einzustellen.
• Eine weitere Verbesserung wird dadurch erzielt, daß ein Zahnspiel geschaffen wird, welches nicht von der speziellen Form der Zahnung des Kronenrades abhängt und insbesondere nicht vom Druckwinkel. Auf diese Weise wird es möglich, den Verlauf des Zahnspieles über die Breite der Zahnung auf einfache Weise zu definieren, insbesondere, indem die Form des Profiles und die Zahnspiele beim maximalen und minimalen Durchmesser spezifziert werden.
• Zu diesem Zwecke wird das Profil des Kronenrades gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 2 konstruiert.
• Es zeigt sich, daß die Bewegung unter rechtem Winkel zur Richtung der Drehachse des Ritzels mit dem theoretischen Profil, welche zur Erzielung eines Zahnspieles os notwendig ist, außerdem von dem Druckwinkel des Profiles des Kronenrades abhängt. Für denselben Wert des gewünschten Zahnspieles ist diese Bewegung am inneren Durchmesser des Kronenrades beispielsweise das Vierfache derjenigen am Außendurchmesser Dies stellt sicher, daß das Zahnspiel in vorhersehbarer Weise über die Breite des Kronenrades verteilt ist, beispielsweise symmetrisch.
• Die Erfindung betrifft außerdem ein Kronenrad nach dem Oberbegriff des Anspruches 5. Derartige Kronenräder sind bekannt und in der oben erwähnten Veröffentlichung beschrieben.
• Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kronenrad zu schaffen, welches in einfacher Weise mit einem zylindrischen Ritzel zusammengebaut werden kann, wobei die axiale Position des Ritzels keinen Einfluß auf das Kämmen hat und wobei Adaptionen je nach den Wünschen des Konstrukteurs durchgeführt werden können.
• Zu diesem Zweck wird das Profil nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 5 konstruiert.
• Das Ballig-Drehen der Zahnung des Kronenrades stellt sicher, daß die Einstellung des Getriebes nicht durch die axiale Position des Ritzels beeinflußt wird. Dies bedeutet, daß das gewünschte Zahnspiel an jedem Durchmesser der Kronenradzahnung erzielt werden kann.
• Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 8. Kronenräder können auf diese bekannte Weise hergestellt werden, wobei die bekannten Werkzeuge zu diesem Zwecke geeignet sind.
• Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren os bereitzustellen, mit dem in einem Kronenrad Korrekturen einfach durchzuführen sind, die sicherstellen, daß das Kronenrad in einem Getriebe in optimaler Weise mit einem zylindrischen Ritzel kämmt.
• Zu diesem Zweck wird das Werkstück gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 8 bearbeitet.
• Das Werkstück nimmt die gewünschte Form, die vom Konstrukteuer bestimmt ist, an, wenn die Position der Mitte, welche dem theoretischen Ritzelprofil der bearbeitenden Werkzeugfläche, die in Berührung mit dem Werkstück ist, entspricht, während des Bearbeitungsvorganges auf das Werkstück zu bewegt wird, während sich das Werkzeug von einem definierten Durchmesser zum minimalen oder maximalen Durchmesser bewegt.
• Die Erfindung betrifft außerdem ein Werkzeug entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 11.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Werkzeug zu schaffen, mit dem es möglich ist, eine einfache Wälzfräsmaschine zur Herstellung von Kronenrädern einzusetzen, die mit Korrekturen versehen sind, welche sicherstellen, daß das Kronenrad in einem Getriebe in optimaler Weise mit einem zylindrischen Ritzel kämmt.
• Zu diesem Zweck ist das Werkzeug entsprechend dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 11 konstruiert.
• Indem das gewünschte Zahnspiel in das Profil des Werkzeuges eingebracht wird, ist es möglich, das Werkzeug einen geraden Weg entlang des Werkstückes folgen zu lassen. Als Ergebnis hiervon können ballig-qedrehte Kronenräder auf einfachen und daher häufig billigen Wälzfräsmaschinen os hergestellt werden, was eine attraktive Lösung insbesondere dann sein kann, wenn eine große Serie von Kronenrädern herzustellen ist.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in welcher ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben ist.
• Die Zeichnung umfaßt die folgenden Figuren, wobei soweit wie möglich in jeder Figur entsprechenden Teilen dieselbe Bezugszahl gegeben wurde.
• Figur 1 zeigt ein Getriebe zwischen einer Welle, die mit einem zylindrischen Ritzel versehen ist, und einer Welle, die mit einem Kronenrad versehen ist, wobei die Wellen unter einem rechten Winkel zuemanderstehen und einander schneiden.
• Figur 2 zeigt die Draufsicht auf das Getriebe von Figur 1.
• Figur 3 zeigt ein Getriebe, welches der Figur 1 entspricht und bei dem sich die Wellen unter einem Winkel schneiden, der kleiner als 90º ist.
• Figur 4 zeigt perspektivisch einen Zahn eines Kronenrades gemäß den Figuren 1 bis 3.
• Figur 5 zeigt den Querschnitt eines Zahnzwischenraumes eines Kronenrades am inneren und äußeren Durchmesser und in der Mitte des Zahnzwischenraumes.
• Figur 6 zeigt die Berührungssituation zwischen einem Kronenrad und dem theoretischen Profil des mit diesem kämmenden zylindrischen Ritzels.
• Figur 7 zeigt eine Adaption das Zahnprofil des Ritzels, welches mit dem Kronenrad kämmt, gegenüber dem theoretischen zylindrischen Ritzel, welches in Figur 6 gezeigt ist.
• Figur 8 zeigt in Draufsicht die Bearbeitung eines Kronenrades durch ein Werkzeug mittels eines Wälzfräsverfahrens.
• Figur 9 zeigt in der Seitenansicht die Bearbeitung eines Kronenrades durch ein Werkzeug mittels eines Wälzfräsprozesses.
• Figur 10 zeigt einen Kronenradzahn im Schnitt, wobei außerdem die Variation des gewünschten Zahnspieles über die Zahnbreite angedeutet ist.
• Figur 11 zeigt die Bewegung des Wälzfräswerkzeuges, durch welches das in Figur 10 gezeigte Zahnspiel erzielt werden kann.
• Figur 12 zeigt den Schnitt durch einen Zahn des Bearbeitungsprofiles eines angepaßten Wälzfräswerkzeuges.
• Figur 1 zeigt ein Getriebe 13 mit einer Ritzelwelle 8, die sich um eine Drehachse 3 dreht, sowie eine Kronenradwelle 7, die sich um eine Drehachse 4 dreht. Die Ritzelwelle 8 ist in Lagern 5 montiert und die Kronenradwelle 7 ist in Lagern 6 montiert.
• Das Getriebe 13 umfaßt außerdem ein zylindrisches Ritzel 1, welches einen Teil der Ritzelwelle 8 bildet, sowie ein Kronenrad 2, welches auf der Kronenradwelle 7 befestigt ist. Die Zahnsysteme des Kronenrades 2 und des zylindrischen Ritzels 1 kämmen miteinander. Die Zahnung des Kronenrades 2 ist durch einen maximalen Durchmesser Dmax und einen minimalen Durchmesser Dmin begrenzt. In dem Gebiet, in welchem die Zahnung des zylindrischen Ritzels 1 und das Kronenrad 2 kämmen, gibt es einen definierten Durchmesser Dd
• Dieser Durchmesser Dd wird durch den Konstrukteur festgelegt und liegt, beispielsweise, auf halbem Wege entlang der Zahnung; es sind jedoch auch andere Durchmesser möglich. Es kann auch eine definierte Zone zwischen zwei definierten Durchmessern geben. Dies wird je nach den Montage- und Lastsituationen, die auftreten, bestimmt.
• Die Drehachsen 3 und 4 der kämmenden Zahnräder 1 und 2 schneiden einander in einem Schnittpunkt 12. Die Drehachsen bilden miteinander in diesem Schnittpunkt 12 einen Winkel δ.
• Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf das Getriebe 13, welches in Figur 1 dargestellt ist.
• Das in den Figuren 1 und 2 gezeigte Getriebe ist mit einander schneidenden Drehachsen 3 und 4 konstruiert, bei denen der Winkel δ zwischen den Achsen 90º beträgt. Es ist auch möglich, ein derartiges Getriebe so zu konstuieren, daß die Drehachsen 3 und 4 einander kreuzen, oder daß der Winkel δ größer oder kleiner als 90º ist.
• Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das zylindrische Ritzel 1 mit einer Geradverzahnung versehen, deren Zähne parallel zur Drehachse 3 sind. Es ist jedoch auch möglich, das Ritzel mit einer helixförmigen Zahnung in bekannter Weise mit einem Zahnungswinkel β herzustellen.
• Das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel des Getriebes 13 ist mit der Ritzelwelle 8 und dem zylindrischen Ritzel 1 aus den Figuren 1 und 2 ausgestattet. Die Drehachse 3 des Ritzels und eine Kronenradwelle 11, die sich um eine Drehachse 10 dreht, schneiden einander unter einem Winkel, der kleiner als 90º ist. Ein konisches Kronenrad 9, welches teilweise durch den Winkel δ begrenzt ist, kämmt mit dem zylindrischen Ritzel 1.
• Figur 4 zeigt perspektivisch einen Kronenradzahn 16 des Kronenrades 2 aus den Figuren 1 oder 2 bzw. des Kronenrades 9 aus Figur 3. Der seitliche Rand des Kronenradzahnes 16 besteht aus einer aktiven Flanke 14 und einer Kehlung 15. Die Grenze zwischen der Kehlung 15 und der aktiven Flanke 14 ist durch eine Linie 28 angedeutet.
• Figur 5 zeigt einen Zahnzwischenraum 17 zwischen zwei Zähnen 16 der in Figur 4 gezeigten Art im Schnitt unter rechtem Winkel zur Zahnrichtung. Der Mittelpunkt des Zahnzwischenraumes ist durch eine strichpunktierte Linie 18 angedeutet. Der Querschnitt des Zahnzwischenraumes 17 an der Stelle des minimalen Durchmessers Dmin ist durch eine Linie 19 angedeutet; der Querschnitt des Zahnzwischenraumes 17 an der Stelle eines definierten Durchmessers Dd ist durch 20 angedeutet und der Querschnitt an der Stelle des maximalen Durchmessers Dmax ist durch 21 angedeutet.
• Wie aus den Figuren 4 und 5 zu erkennen ist, unterscheidet sich der durchschnittliche Neigungswinkel der aktiven Flanke 14, beispielsweise gegenüber der Richtung einer Ebene durch die Mitte des Zahnzwischenraumes 17, bei den verschiedenen Durchmessern des Kronenrades. Dieser durchschnittliche Neigungswinkel entspricht einem durchos schnittlichen Druckwinkel α, unter dem die Zahnung des Kronenrades 2 bzw. 9 in Berührung mit der Zahnung des Ritzels 1 gelangt. An der Stelle des minimalen Durchmessers Dmin ist der durchschnittliche Druckwinkel αmin, an der Stelle des definierten Durchmessers Dd ist der durchschnittliche Druckwinkel αd und an der Stelle des maximalen Durchmessers Dmax ist der durchschnittliche Druckwinkel αmax Der Druckwinkel α läuft beispielsweise von 0º bis 50º, wobei 10º bis 45º gebräuchlich sind.
• Der Übergang von der aktiven Flanke 14 zu der Kehlung 15 ist ebenfalls in den Figuren 4 und 5 gezeigt. In diesem Falle ist die Kehlung an dem minimalen Durchmesser Dmin am größten.
• Figur 6 zeigt die Berührungssituation zwischen einem theoretischen Ritzelprofil 22 und einem Kronenradzahn. In diesem Falle zeigt die Ansicht 23 auf der linken Seite der Figur 6 die Berührung zwischen dem theoretischen Ritzelprofil und einem hiervon abgeleiteten Kronenradzahn, wogegen die Ansicht 24 die Berührung zwischen dem theoretischen Ritzelprofil 22 und einem angepaßten Kronenradzahn darstellt.
• Zur besseren Verdeutlichung ist das theoretische Ritzelprofil 22 so gezeigt, daß die Mitte des Ritzels in der Mitte des Zahnzwischenraumes plaziert ist und somit auf der Linie 18 liegt. Der Querschnitt 25 ist der Schnitt durch den Kronenradzahn, wo die Zahnflanke einen durchschnittlichen Druckwinkel α1 aufweist. Der Querschnitt 26 ist der entsprechende Schnitt an der Stelle des definierten Durchmessers und der Querschnitt 27 ist der Schnitt durch den Kronenradzahn bei einer Zahnflanke mit einem durchschnittlichen Winkel α&sub2;.
• In der Ansicht 23 von Figur 6 ist zu erkennen, daß die Zahnflanken 25', 26', 27' das theoretische Ritzelprofil 22 berühren. Eine nähere Untersuchung ergibt, daß bei einer Drehung des theoretischen Ritzels 22 unter gleichzeitiger Drehung des Rades entsprechend dem Zahnzahlverhältnis von Ritzel und Rad diese Flanken immer in Berührung mit dem theoretischen Profil 22 bleiben.
• Aus Ansicht 24 von Figur 6 ist zu erkennen, daß die Adaptionen an dem Kronenradzahn derart sind, daß nur an der Position des Querschnittes 26" eine Berührung zwischen dem Kronenradzahn und dem theoretischen Profil 22 vorliegt. Es gibt eine Lücke mit der Breite a&sub1; zwischen dem Querschnitt 25" und dem theoretischen Profil 22 und eine Lücke mit Breite a&sub2; zwischen dem Querschnitt 27" und dem theoretischen Profil 22. Um sicherzustellen, daß zwischen dem theoretischen Profil 22 und den Kronenradzahnquerschnitten 25" und 27" wiederum eine Berührung vorliegt, muß das Profil nach unten über eine Entfernung p&sub1; bzw. p&sub2; bewegt werden, die umgekehrt proportional zum Sinus des Druckwinkels α in dem entsprechenden Querschnitt und proportional zu einer gewünschten Spaltbreite a ist. Hieraus folgt, daß p&sub1; = a&sub1;/sinα&sub1; und p&sub2; = a&sub2;/sinα&sub2;.
• Da im Falle eines Kronenrades der durchschnittliche Druckwinkel α für jeden Querschnitt annähernd bekannt ist, ist es möglich, jede gewünschte Spaltbreite dadurch zu erzielen, daß das theoretische Profil 22, welches eine bei der Herstellung des Kronenrades verwendete Referenz ist, während des Herstellungsprozesses in Richtung der Mitte 18 des Zahnzwischenraumes bewegt wird, derart, daß für jeden Querschnitt des Kronenrades die gewünschte Zahnform erzeugt wird. Zu diesem Zwecke wird die Mitte des theoretischen Profils 22 in einer Ebene V bewegt, in welcher die Drehachse des theoretischen Ritzels liegt und die parallel zur Drehachse des Kronenrades ist. In Figur 6 schneidet die Ebene V die Zeichenebene in der Linie 18.
• Figur 7 zeigt Korrekturen, die an dem mit dem Kronenrad kämmenden Ritzel gegenüber dem theoretischen Profil 22 vorgenommen werden können. Als deren Folge verbessert sich das Verhalten des Getriebes unter Last. Ein korrigiertes Ritzelprofil 29 wird dadurch aus dem theoretischen Ritzelprofil 22 abgeleitet, daß eine Wurzelkorrektur 30 und eine Spitzenkorrektur 31 durchgeführt wird. Es können beide Korrekturen 30 und 31 durchgeführt werden. Zuweilen wird jedoch entschieden, nur eine der beiden Korrekturen durchzuführen. Ein Teil 32 der Zahnflanke hat weiterhin das ursprüngliche Ritzelprofil.
• Die Korrekturen 30 und 31 sind für jeden Schnitt in Richtung der Drehachse des Ritzels identisch, wodurch das Ritzel einfach herzustellen bleibt. Diese Korrekturen sind auch im Falle von helixförmig gezahnten Ritzeln einfach zu bewerkstelligen. Die Durchführung von Spitzenund Wurzelkorrekturen stellt sicher, daß die Last auf dem Zahn zu Beginn und am Ende des Kämmens angehoben und abgesenkt wird und Beanspruchungsspitzen vermieden werden.
• Die Figuren 8 und 9 zeigen ein Kronenrad 37, welches mittels eines Wälzfräswerkzeuges 36 bearbeitet wird. Das Wälzfräswerkzeug 36 besitzt eine Drehachse 35, einen Mittelpunkt 38, der auf der Drehachse 35 liegt, und einen Radius des Außendurchmessers Rfr. Das Werkzeug 36 ist mit einem Bearbeitungsprofil 45 versehen, welches Schneidkanten aufweist und dessen Form von der Form des theoretischen Ritzelsprofiles 22 abgeleitet ist, welches mit dem Kronenrad 37 kämmen kann und dessen Mitte auf einem Kreis 39 um den Mittelpunkt 38 liegt.
• Wenn während der Bearbeitung des Kronenrades 37 dieses um eine Drehachse 45 dreht und das Werkzeug 36 um die Drehachse 35 dreht, bewegt sich das Werkzeug 36 derart, daß der Kreis 39, auf dem die Mittelpunkte des Bearbeitungsprofiles 45 liegen, in Berührung mit einer Drehachse 41 des Ritzels, welches mit dem Kronenrad 37 kämmt, ist. Die genannte Drehachse 41 liegt in der Ebene V, die parallel zur Drehachse 46 des Kronenrades 37 ist. In Figur 9 entspricht die Ebene V der Zeichenebene.
• Um das Kronenrad 37 mit der erfindungsgemäßen Zahnung zu versehen, wird der Weg des Werkzeuges angepaßt. Der Kreis 39, auf dem die Mittelpunkte des Bearbeitungsprofiles 45 liegen, schneidet die Ebene V entlang des Weges 42. An der Position des definierten Durchmessers Dd ist der Weg 42 in Berühung mit der Drehachse des zylindrischen Ritzels 41 und besteht aus einem Kreisbogen mit einem Mittelpunkt M&sub1; und einem Radius Rb1 für denjenigen Teil der Zahnung, für welchen der Durchmesser größer als der definierte Durchmesser Dd ist, und aus einem Kreisbogen mit einem Mittelpunkt M&sub2; und einem Radius Rb2 für denjenigen Teil der Zahnung, für welchen der Durchmesser kleiner als der definierte Durchmesser Dd ist.
• Da die Veränderung der Druckwinkel der Zahnflanken des Kronenrades 37 bei dem kleineren Durchmesser viel größer als bei dem größeren Durchmesser ist und da der Einfluß der vertikalen Bewegung auf den Innendurchmesser des Kronenrades kleiner als auf den Außendurchmesser des Kronrades ist, ist der Radius Rb1 größer als der Radius Rb2.
• Im Falle eines Kronenrades 37 mit Dmin = 146mm, Dd - 182mm und Dmax = 202mm, bei welchem die Druckwinkel α von 10º bis 45º laufen und bei dem das Zahnspiel auf dem minimalen Durchmesser Dmin gleich 0,030mm und auf dem maximalen Durchmesser Dmax gleich O,020mm ist, mit einem Modulwert des mit dem Kronenrad kämmenden Ritzels von 3mm und bei einem Kronenrad mit 51 Zähnen ist Rb1 1,860m und Rb2 0,910m.
• Figur 10 zeigt einen Schnitt durch ein Kronenrad 34, über dem sich ein Graph 33 der gewünschten Kurve des Zahnspieles a&sub1; bzw. a&sub2; zwischen den Flanken des Kronenrades 34 und einem mit dem Kronenrad kämmenden theoretischen Ritzel befindet. Die Zahnung des Kronenrades 34 besitzt einen minimalen Durchmesser Dmin und einen maximalen Durchmesser Dmax. Von Dmin. bis zu einem definierten Durchmesser Dd2 läuft das Zahnspiel gemäß dem Wert a&sub1; und von einem definierten Durchmesser Dd1 bis zum maximalen Durchmesser Dmax läuft das Zahnspiel gemäß dem Wert a&sub2;. Zwischen den beiden definierten Durchmessern Dd1 und Dd2 gibt es theoretisch kein Zahnspiel.
• Figur 11, in welcher ebenso wie in Figur 9 die Zeichenebene der Ebene V entspricht, zeigt, wie die gewünschte Kurve des Zahnspieles in Figur 10 erreicht werden kann. Zu diesem Zweck wird der Mittelpunkt 38 des Wälzfräswerkzeuges 39 mit dem Radius Rfr und einem Umfang 44 entlang des Weges 43 bewegt. Wo es kein Zahnspiel gibt, zwischen den beiden definierten Durchmessern Dd1 und Dd2, entspricht der Weg 43 dem unangepaßten Weg 40. Während der Bearbeitung der Zahnung auf einem Durchmesser, der kleiner als ein definierten Durchmesser Dd2 ist, folgt der Mittelpunkt 38 einem Bogen mit dem Radius Rfr + Rb2, an welchen sich der gerade Weg 40 anschließt. Entsprechend folgt der Mittelpunkt 38 bei der Bearbeitung der Zahnung auf einem Radius, der größer als der definierte Durchmesser Dd1 ist, einem Bogen mit dem Radius Rfr + Rb1, an welchen sich der gerade Weg 40 anschließt. Jeder Bogen hat einen Mittelpunkt M&sub2; bzw. M&sub1;.
• Bei der Bearbeitung eines Kronenrades mit 51 Zähnen, das mit einem Ritzel mit einem Modulus von m = 3mm, Dmin = 146mm, Dmax = 202mm, kämmt, wird ein Werkzeug mit Rfr = 133mm eingesetzt. Es ist wünschenswert, ein maximales Zahnspiel von 0,03mm beim minimalen und maximalen Durchmesser aufzubringen. Zwischen dem Durchmesser Dd1 = 185mm und dem Durchmesser Dd2 = 156mm ist das Zahnspiel 0. Es zeigt sich nun, daß zum Erreichen des gewünschten Zahnspieles für die Bogenradien die folgenden Werte eingehalten werden müssen: Rb1 = 860mm und Rb2 = 77mm.
• Die Bearbeitung mit einem Wälzfräswerkzeug umfaßt sowohl ein spanabhebendes Wälzfräsen als auch ein schleifendes Wälzfräsen. Die Erfindung läßt sich auch bei Kronenrädern verwenden, die mit zylindrischen Ritzeln mit Geradverzahnung oder mit helixförmig gezahnten Ritzeln kämmen. Die Form der Kronräder, die durch die Anzahl von Zähnen des Ritzels und die Anzahl von Zähnen des Kronenrades bestimmt ist, der axiale Winkel zwischen den Drehachsen von Ritzel und Kronenrad und die Entfernung zwischen den Achsen haben ebenfalls keinen Einfluß. Die Erfindung läßt sich immer in einer entsprechenden Weise einsetzen.
• Außer der oben beschriebenen Methode zur Herstellung eines Kronenrades nach der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, die Form des Wälzfräswerkzeuges anzupassen. Dies führt zu einer Methode, bei welcher die Mitte des Werkzeuges auf einem geraden Weg bewegt wird, beispielsweise entsprechend dem Weg 40, der in Figur 11 gezeigt ist. Die gewünschte Form des Kronenrades wird dann dadurch erzielt, daß man dem Bearbeitungsprofil des Werkzeuges, wie dies beispielsweise durch 45 in Figur 8 angedeutet ist, eine derartige Form gibt, daß die gewünschte Zahnung erzeugt wird.
• Die Form des Werkzeuges ist hier derart adaptiert, daß die gewünschten Korrekturen für jeden Druckwinkel in die Form der Schneidkante inkorporiert sind. Da jeder Punkt des Werkzeuges nur einen Punkt auf jedem Kronenradzahn erzeugt, können die notwendigen Korrekturen errechnet und in bekannter Weise in das Werkzeug eingearbeitet werden.
• Figur 12 zeigt, welche Korrekturen an dem dargestellten Zahn beispielsweise eines Schneidwerkzeugprofiles durchgeführt werden müssen. Hier ist ein mittlerer Zahn des bearbeitenden Profiles des Wälzfräswerkzeuges dargestellt, in diesem Falle die Mitte des theoretischen Ritzelprofiles 22, die auf der Achse 18 des Zahnes liegt. Das theoretische Ritzelprofil 22 ist auf der linken Seite dargestellt; ein Bearbeitungsprofil 47, welches durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, ist von diesem theoretischen Profil abgeleitet. Dieses Bearbeitungsprofil 47 entspricht grob dem theoretischen Profil 22, besitzt jedoch eine größere Spitzenhöhe und hat einen Kehlungsradius 48 an der Spitze. Ein adaptiertes Bearbeitungsprofil 49 ist der Art adaptiert, daß bei einem kleinen Druckwinkel zusätzliches Material mit einer Dicke von a&sub1; durch das Werkzeug entfernt wird und bei einem großen Druckwinkel zusätzliches Material mit einer Dicke von a&sub2; entfernt wird.

Claims (11)

1. Getriebe (13) zum Koppeln der Drehung einer ersten

Drehachse (3) in einem festen Verhältnis an die Drehung einer zweiten Drehachse (4; 10), wobei die erste Drehachse (3) und die zweite Drehachse (4; 10) miteinander einen Winkel δ bilden, und zwar mittels eines zylindrischen Ritzels (1), welches auf der ersten Drehachse angeordnet ist und einen Zahnungswinkel β aufweist, sowie mittels eines Kronenrads (2; 9), welches auf der zweiten Drehachse angeordnet ist, mit dem zylindrischen Ritzel (1) kämmt und mit einer Zahnung versehen ist, die von einem minimalen Durchmesser (Dmin), wo die Zahnung ein Profil mit einem minimalen Druckwinkel (αmin) aufweist, bis zu einem maximalen Durchmesser (Dmax), wo das Profil einen maximalen Druckwinkel (αmax ) aufweist, läuft, wobei die Zahnung aus einem theoretischen Profil (22) unendlich dünnen Querschnittes dadurch abgeleitet ist, daß ein Mittelpunkt dieses Profils (22) entlang einer imaginären Drehachse (41), welche der ersten Drehachse (3) entspricht, in einer Ebene (V) bewegt wird, welche die imaginäre Drehachse (41) enthält und die parallel zur zweiten Drehachse (4; 10; 46) ist, und daß gleichzeitig dieses Ritzelprofil (22) entsprechend einem Winkel, der sich aus dieser Bewegung und dem Zahnwinkel β des Ritzels ergibt, verdreht wird, wobei dann, wenn die Zahnung des Ritzels und die Zahnung des Kronenrades in der Position eines definierten Durchmessers (Dd) des Kronenrades aneinander anliegen, ein erstes Zahnspiel (a&sub1;) zwischen den Zahnungssystemen an der Position des minimalen Kronenraddurchmessers (Dmin) und ein zweites Zahnspiel (a&sub2;) an der Position des maximalen Kronenraddurchmessers (Dmax) auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnspiel sich aufgrund der Tatsache einstellt, daß die Form der Zahnung des Kronenrades (2; 9; 37) derart adaptiert ist, daß dann, wenn das unendlich dünne theoretische Ritzelprofil (22), welches in Eingriff mit der Zahnung des Kronenrades steht, in Richtung der imaginären Drehachse (41), beginnend an dem definierten Durchmesser (Dd) bewegt wird, der Mittelpunkt des theoretischen Ritzelprofiles (22) gleichzeitig in der Ebene (V) unter rechtem Winkel zur imaginären Drehachse (41) in Richtung auf die Zahnung des Kronenrades eine Verschiebung (p&sub1;, p&sub2;) erfährt.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung (p&sub1;, p&sub2;) des theoretischen Ritzelprofiles (22) während der Bewegung von dem definierten Durchmesser (Dd) zum maximalen Durchmesser (Dmax ) des Kronenrades (2; 9; 37) ungefähr 1/sin(αmax) mal dem zweiten Zahnspiel (a&sub2;) und während der Bewegung zum minimalen Durchmesser (Dmin) des Kronenrades ungefähr 1/sin (αmin) mal dem ersten Zahnspiel (a&sub1;) ist.

3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Zahnspiel (a&sub1;) ungefähr dasselbe wie das zweite Zahnspiel (a&sub2;) ist.

4. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnung des zylindrischen Ritzels (1), welches mit dem Kronenrad (2; 9) kämmt, in Richtung seiner Drehachse (3) ein konstantes Profil (29) aufweist, welches von dem theoretischen Ritzelprofil (22) abgeleitet ist und an welchem u. a. eine Spitzenkorrektur (31) und/oder eine Wurzelkorrektur (30) durchgeführt wurde.

5. Kronenrad (2; 9; 37), welches mit einem zylindrischen Ritzel (1) mit einem Zahnwinkel β kämmen kann und mit einer Zahnung versehen ist, die von einem minimalen Durchmesser (Dmin), wo die Zahnung ein Profil mit einem minimalen Druckwinkel (αmin) aufweist, bis zu einem maximalen Durchmesser (Dmax) läuft, wo die Zahnung ein Profil mit einem maximalen Druckwinkel (αmax) aufweist, wobei die Zahnung von einem theoretischen Ritzelprofil (22) abgeleitet ist, welches sich um eine imaginäre Drehachse (41) dreht, und entsprechend der Zahnung des zylindrischen Ritzels (1), mit dem das Kronenrad (2; 9; 37) kämmen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Zahnung des Kronenrades (2; 9; 37) derart ist, daß ein unendlich dünner Querschnitt des theoretischen Ritzelprofiles (22) in Eingriff mit der Zahnung bleibt, wenn die Mitte dieses theoretischen Ritzelprofiles (22), die auf der imaginären Drehachse (41) liegt, sich in einer Ebene (V) bewegt, in welcher die imaginäre Drehachse (41) liegt und die parallel zur Drehachse (4; 10; 46) des Kronenrades ist, und zwar aus der Position, in welcher das Kämmen an einem definierten Durchmesser (Dd) am Kronenrad (2; 9; 37) in Richtung der imaginären Drehachse (41) auftritt, und sich währenddessen um einen Winkel verdreht, welcher dieser Bewegung entspricht, wobei dieser Winkel durch die Bewegung und den Zahnungswinkel β bestimmt ist, und sich gleichzeitig über eine Entfernung (p&sub1;, p&sub2;) in Richtung auf die Zahnung des Kronenrades unter rechtem Winkel zur imaginären Drehachse (41) bewegt.

6. Kronenrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung (p&sub1;, p&sub2;) während der Bewegung vom Kämmen an dem definierten Durchmesser (Dd) zu dem minimalen Durchmesser (Dmin) ungefähr 1/sin(αmin) mal einem gewünschten Zahnspiel (a&sub1;) an dem minimalen Durchmesser (Dmin) ist, und wärend der Bewegung zum maximalen Durchmesser (Dmax) des Kronenrades ungefähr 1/sin(αmax) mal einem gewünschten Zahnspiel (a&sub2;) am maximalen Durchmesser (Dmax) ist.

7. Kronenrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das gewünschte Zahnspiel (a&sub1;) am minimalen Durchmesser (Dmin) ungefähr dasselbe wie das gewünschte Zahnspiel (a&sub2;) am maximalen Durchmesser (Dmax) ist.

8. Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstückes (37), welches sich um eine zweite Drehachse dreht, mittels eines umlaufenden Werkzeuges (36), welches sich um eine erste Drehachse (35) dreht, in die Form eines Kronenrades (2; 9), welches mit einem zylindrischen Ritzel (1) kämmen kann, bei welchem das Kronenrad mit einer Zahnung versehen wird, die von einem minimalen Durchmesser (Dmin), wo die Zahnung ein Profil mit einem minimalen Druckwinkel (αmin) aufweist, zu einem maximalen Durchmesser (Dmax) läuft, wo die Zahnung ein Profil mit einem maximalen Druckwinkel (αmax) aufweist, und von einem theoretischen Ritzelprofil (22), welches sich um eine imaginäre Drehachse (41) dreht, und entsprechend der Zahnung des zylindrischen Ritzels (1), mit dem das Kronenrad (2; 9; 37) kämmen kann, abgeleitet wird, wobei das Werkstück (37) durch Schneidkanten bearbeitet wird, die sich an einer äußeren Peripherie (45) des Werkzeuges (36) befinden, aus dem theoretischen Ritzelprofil (22) abgeleitet und derart angeordnet sind, daß ein Mittelpunkt der Schneidkanten, welcher dem Mittelpunkt des theoretischen Ritzelprofiles (32) entspricht, auf einem Kreis (39) um den Mittelpunkt (38) des Werkzeuges, der auf der ersten Drehachse (35) liegt, liegt, wobei das Werkzeug einem derartigen Weg (42) entlang des Werkstückes (37) folgt, daß dann, wenn das Werkstück bis zu einem definierten Durchmesser (Dd) bearbeitet wird, der Kreis (39) mit den Mittelpunkten der Schneidkanten eine Ebene (V) schneidet, in welcher die imaginäre Drehachse (41) liegt und die parallel zur zweiten Drehachse (46) ist, dadurch gekennzeichnet, daß während der Bewegung aus der Position, in welcher das Werkzeug (36) vom definierten Durchmesser (Dd) zum minimalen Durchmesser (Dmin) oder zum maximalen Durchmesser (Dmax) arbeitet, der Schnitt der Ebene (V) und des Kreises (39) eine wachsende Verschiebung (p&sub1;, p&sub2;) in Richtung auf die Zahnung gegenüber der imaginären Drehachse (41) erfährt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß während der Bewegung von einem definierten Durchmesser (Dd) zum minimalen Durchmesser (Dmin) oder zum maximalen Durchmesser (Dmax) der Mittelpunkt (38) des Werkzeuges (36) eine mehr oder weniger konstante Entfernung (Rfr + Rb1, Rfr + Rb2) von einem imaginären Kreis (M&sub1;, M&sub2;) um die zweite Drehachse (46), unter der zu bearbeitenden Oberfläche liegend, einhält.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß während der Bewegung zum minimalen Durchmesser (Dmin) die mehr oder weniger konstante Entfernung (Rfr + Rb1, Rfr + Rb2) kleiner als während der Bewegung zum maximalen Durchmesser (Dmax) ist.

11. Werkzeug, welches bei einer Drehung um eine erste Drehachse mittels eines Wälzfräsverfahrens ein Werkstück (37), welches sich um eine zweite Drehachse dreht, unter Ausbildung eines Kronenrades (2; 9) bearbeitet, welches mit einem zylindrischen Ritzel (1) kämmen kann und das mit einer Zahnung versehen ist, die von einem theoretischen Ritzelprofil (22), welches sich um eine imaginäre Drehachse (41) dreht und der Zahnung des zylindrischen Ritzels (1) entspricht, mit dem das Kronenrad (2; 9; 37) kämmen kann, abgeleitet ist, wobei das Werkzeug mit Schneidkanten (45) versehen ist, die auf einer äußeren Peripherie des Werkzeuges (36) angeordnet, von dem theoretischen Ritzelprofil (22) abgeleitet und derart angeordnet sind, daß ein Mittelpunkt der Schneidkanten (45), welcher der Mitte des theoretischen Ritzelprofiles (22) entspricht, auf einem Kreis (39) um den Mittelpunkt (38) des Werkzeuges, der auf der ersten Drehachse (35) liegt, liegt, und wobei das Werkzeug einem derartigen Weg (42) entlang des Werkstückes (37) folgt, daß der Kreis (39) immer die imaginäre Drehachse (41) mit den Mittelpunkten der Schneidkanten schneidet, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Punkt der Schneidkanten (45) des Werkzeuges, der einen speziellen Punkt der Zahnung des Kronenrades (2; 9; 37) erzeugt, in Richtung unter rechtem Winkel zur Oberfläche der Schneidkante gegenüber dem theoretischen Profil (22) entsprechend einem gewünschten Zahnspiel (a&sub1;, a&sub2;) an dem speziellen Punkt der Zahnung korrigiert ist.