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Zahnradabwälzfräser Die Erfindung verbessert die Gestalt der Zahnflanken
von Zahnradabwälzfräsern. Die Schneidkanten der Fräserzähne verlaufen annähernd
in -einer Fläche senkrecht zur mittleren Steigung der Fräsergänge und zeigen etwa
ein Zahnstangenprofil. Damit die Schneidkanten schneiden können, sind die Zahnflanken
hinterarbeitet, hinterdreht oder hinterschliffen.
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Das Hinterarbeiten wurde bisher so ausgeführt, daß der Fräser in einer
Hinterdrehbank eingespannt und um seine Achse langsam gedreht wurde, während das
Werkzeug, Drehstahl oder Schleifscheibe, im Rhythmus des Vorbeigleitens der Zähne
des Fräsers mit dem Hinterdrehsupport langsam vor- und rasch zurückbewegt wurde,
und zwar in Richtung senkrecht oder schräg auf die Fräserachse zu. Bild i veranschaulicht
dies. Die Drehstahlschneide beschreibt Kurven h- in der Zahnflanke F, und eine solche
Kurve h liegt nicht auf einem Zylinder um die Fräserachse A-A, sondern der Abstand
ihrer Punkte von der Achse A-A nimmt von einem größten Werte im Schneidenpunkte
I( ab bis zu -einem kleinsten Werte im Endpunkte Z.
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Die Zahnbrustfläche Bi wird von einer Schraubenfläche gebildet, die
die Schraubenlinien der nur gedachten Frässchraube mit der Fräserachse A A und der
mittleren Steigung des Fräsers möglichst senkrecht schneiden soll. Wird der Fräser
nachgeschliffen, so wird an der Zahnbrustfläche B, Material. weggenommen, d. h.
die die Zahnbrustfläche bildende Schraubenfläche wird etwas um ihre Achse, d. i.
die Fräserachse A-A, gedreht. In, dieser neuen Lage schneidet sie die Zahnflanke
F in der Linie S2 der neuen Schneidkante und bildet die neue Zahnbrustfläche B2.
Auch diese neuen Linien S2 zeigen in ihrer Gesamtheit etwa ein Zahnstangenprofil
wie die Linien S1. Dieses neue Profil. liegt aber näher der Fräserachse als das
frühere. Da die Zahnflächen F durch ein Hinterarbeiten in radialer Richtung entstanden
sind, die Fräserzähne somit, in Richtung der Fräserachse gesehen, nach einer Spirale
verlaufen, so gehört das neue von den Linien S2 gebildete Profil einer Frässchraube
mit kleinerem mittlerem Durchmesser und darum größerem mittlerem Steigungswinkel
an, als die frühere Frässchraube aufwies. Dieser mittlere Steigungswinkel wird aber
als Einstellwinkel des Fräsers gebraucht, und durch diesen neuen Einstellwinkel
wird dem zu fräsenden Zahnrade eine neue Teilung gegeben. -Um diese Nachteile zu
vermeiden, sollen nach der Erfindung die Zähne des Fräser s in Richtung der Achse
des Fräsers hinterarbeitet werden. Der Werkzeugsupport muß dabei nicht schräg oder
senkrecht, sondern parallel der Achse des Fräs:ers vor- und zurückgeschoben werden.
Die Kurven k, die beispielsweise die Schneide eines Drehstahles
auf
der Fläche F dabei beschreiben würde und von denen eine in Bild 2 eingezeichnet
ist, sind sämtlich Schraubenlinien. Die Abstände ihrer einzelnen Punkte von der
Achse A-A haben für jede dieser Schraubenlinien einen konstanten Wert. Dadurch ergibt
sich auch ein äußerlich leicht zu erkennender Unterschied zwischen der alten und
der neuen Fräsergestalt: Der Zahngrund in Bild i muß infolge der radialen Komponente
der Hinterarbeitungsrichtung ebenfalls hinter dreht bzw. hinterschliffen sein, der
des neuen Fräsers dagegen ist, wie Bild 2 zeigt, zylindrisch. Und er ist auch dann
noch zylindrisch, wenn die die Zahnbrustflächen erzeugenden Nuten des Fräsers tiefer
gefräst sein sollten als gezeichnet.
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Die Zahnbrustfläche Bi der neben Fräsergestalt ist dagegen gleicher
Art wie bisher und wie sie in Bild i dargestellt ist. Ebenso wird das Nachschleifen,
wie bisher üblich, vorgenommen. Die Zahnbrustflächen Bi und B., vor und nach dem
Nachschleifen, gehören somit, genau wie in Bild i, zwei einander kongruenten Schraubenflächen
an, die nur um die gemeinsame Schraubenachse A-A etwas gegeneinander verdreht sind.
Die Schneidkanten S1 und S., vor und nach dem Nachschleifen, entstehen als ihre
Schnittlinien mit der Schraubenfläche F.
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Der Vorteil der neuen Bearbeitungsart beruht nun darauf, daß die Flächen
F, wie schon erwähnt, durch die neue Art ihrer Bearbeitung Schraubenflächen geworden
sind. Infolgedessen sind die Linien S, und S. einander kongruent und haben die gleiche
Entfernung von der Achse des Fräsers. Sie gehören somit zwei einander gleichen Frässchrauben
an, und die ihnen zugeordneten Fräser haben die gleichen Einstellwinkel. Kann insbesondere
die ursprüngliche Frässchraube durch gerade Linienerzeugt gedacht werden, die sämtlich
von der Schraubenachse einen bestimmten gleichen Abstand besitzen, so ergibt sich
der Einstellwinkel "" aus der bekannten Gleichung cos Y" = cos ye/cos a, wobei go-γe
der Kreuzungswinkel dieser erzeugenden Geraden mit der Schrauben- bzw. Fräserachse
und a der Eingriffswinkel der zu fräsenden Verzahnung ist. Da nun S1 und S., zwei
gleichen Frässchrauben angehören, so sind für beide sowohl, die Winkel,-, als auch
die Winkel a, damit aber auch die Einstellwinkel", einander gleich.
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Die Herstellung der Hinterarbeitung der Köpfe der Fräserzähne kann
weiter in der bisher üblichen Weise erfolgen. Insbesondere kann das Maß der Hinterarbeitung
stets so gewählt werden, daß bei beliebiger Nachschleifdicke stets die richtige
Kopfbreite der Zähne zustande kommt.
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Sinngemäß läßt sich die Erfindung auch auf konische Fräser anwenden:
Die Bewegung der Werkzeuge hat hier parallel der Richtung der dem Werkzeug zugekehrten
Mantellinie des konischen Grundkörpers des Fräsers zu erfolgen. Die Bilder 3 und
q. veranschaulichen die Verhältnisse im Schema. Dargestellt sind die vorgefrästen
Werkstücke für einen zylindrischen und einen konischen; Sehneckenfräser im Schnitt
durch die Achsen A-A. Bisher erfolgten beim Hinterarbeiten der Fräserzähne die Bewegungen
der Werkzeuge in den Richtungen i, 2 oder 3, senkrecht oder schräg zu den Mantellinien
M-M. Nach der Erfindung hat die Bewegung der Werkzeuge in Richtung der Pfeile 4.
oder 5 parallel zu den Mantellinien M-M zu erfolgen.