DE751310C

DE751310C - Verfahren zum Fertigbearbeiten von Zahnraedern

Info

Publication number: DE751310C
Application number: DEN40961D
Authority: DE
Inventors: Robert Samuel Drummond
Original assignee: National Broach and Machine Co
Current assignee: Nachi Machining Technology Co
Priority date: 1936-07-13
Filing date: 1937-07-14
Publication date: 1952-10-13
Also published as: US2157981A; FR824306A; GB503952A

Description

Verfahren zum Fertigbearbeiten von Zahnrädern Die Erfindung betrifft dias Fertigbearbeiten von Zahnrädern mit dem Ziel,. edne@n hohen Grad von Genauigkeit zu erlangen, und bezieht sich, genauer gesagt, auf diel Herstellung von bestimmten arbgeändeirten Zahnformen. Es werden Verfahren und Vorrichtungen angegeben, mit deren Hilfe das Fertigfräsen von Zahnrädern so durchgeführt werden kann, daß die Zahnflanken gallig gestaltet oder nach den Enden hin verjüngt bzw. gebrochen werden, um im Betrieb einen leiseren und weicheren Gang zu erhalten.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand mehrerer Ausfü'hrungsI>e@ispiele beschrieben, die in den Zeichnungen dargestellt sind.
In älteren Vorschlägen des Erfinders waren die- verschiedensten. Wege beschrieben worden, auf denen man genau fertigbearbeitete Zahnräder durch Polieren, Hochglanzpolieren, Fräsen oder Schneiden usw. erhält. Im weitesten Sinn gesehen, können die vorliegenden Verfahren zum Abrunden von Zahnrädern für irgendeine der obenerwähnten Fertigliearbeitungsarten angewendet werden, gleichgültig ob das FertigbearLeiten mit Hilfe eines Werkzeuges geschieht, das sich im Eingriff mit dem Werkstück bei sich kreuzenden Achsen befindet, oder ob das F,ertigbearbeiten auf irgendeine andere Weise erfolgt..
Vorzugsweise wird die Erfindung zum Abrunden der Zahnköpfe im Zusammenhang m;it umlaufenden Zahnra@d!schabwerkzeugen benutzt, bei denen die Seiten der Zähm mit einer Folge von Lücken oder sägeförmigen Auszackungen versehen sind, die sich' vom hopf bis zum Fuß der Zäjline erstrecken und eine Folge von Schneidkanten bilden, die, wenn das Werkzeug unter Andruck an das Werkstück läuft, ehre ungewöhnliche Schneidwi,rk(ung hervorrufen. Im Rahmen .der Erfindung werden Verfahren und Vorrichtung beschrieben, mit denen man das Abrunden von Zahnradzähnen mittels derartigen umlaufenden Schneidwerkzeugen oder mittels abgeänderter Formen solcher V@erl:zeuge durchführen kann. Zu diesem Zweck wurden die nadhfolgend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Werkzeuge entwickelt.
Fig. i ist eine teilweise geschnittene Vo.rderansicht einer Fertigbearbeitungsmaschine nach der Erfindung;.
Fig.2 ist eine ebenfalls teilweise geschnittene Seitenansicht; Fig. 3 "ist eine Draufsicht auf dien Arbeitstisch, wobei oinige Teile weggebrochen sind; Fig. 3 A ist eine-perspektivische Darstellung eines Teils der -Maschine und veranschaulicht die hin und her schwingende Plattform ; Fig. 4. ist eine: teilweise geschnittene vordere Teilansicht einer abgeänderten Ausführungsform; Fig. 5 zeigt in gleicher Ansicht eine dritte Ausführungsform; Fig. 5 A ist ein Schnitt längs Linie 5 A-5 A der Fig. 5 ; Fig. 6 und 7 zeigen je weitere Auisführungsformen für die betreffendeZVerl:zeugmaschine; Fig. 8 stellt schematisch das Verfahren zum Abrunden der Zä9rne des zu bearbeitenden Zahnradee-s mit Hilfe einer abgeänderten Form von umlaufenden Zahnradächneidweirkzeugen dar; Fig.9 stellt schematisch und in übertriebenem Maßstab einen nach dem Verfahren der Fig.8 hergestellten abgerundeten Zahnradzahn dar; Fig. io zeigt in einer der Fig. 8 entsprechenden Darstellung eine anidere Ausführungsform für das umlaufende Schabzahnrad; Fig. i i ist eine Draufsicht auf einen Zahn des Werkzeuges nach Fig. io; Fig. 12 ist eine schematische Darstellung eines nach dem Verfahren der Fig. io hergestellten Zahnes; Fig. 13 ist eine der Fig. 8 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausfüh,.rungäform für ein =laufendes Scliabza;hnrad; Fig. 14 ist eine Draufsicht auf einen Zahn des 4N'erl:zeuges nach Fig. 13; Fig. 15 ist eine schematische Darstellung eines nac'll dem Verfahren der Fig. 13 geschnittenen Zahnes Fig. 16 veranschaulicht einen auf der Maschine nach Fig. i bis 3 hergestellten Stirnradzahn; Fig. 17 ist eine abgeänderte Ausführungsform eines Stirnrad!-r_ahnes, die ebenfalls auf der Maschine nach Fig. i bis 3 leergestellt werden kann; Fig. i8 zeigt schematisch das Profil der Zähne eines Schabzahnrades, das auf der Maschine nach Fig. i bis 3 benutzt wird, um den in Fig. 17 dargestellten Zahnradzahn herzustellen; Fig. i9 ist eine schematische Darstellung eines allgeänderten Verfahrens zur Herstellung der Abrundungen.
Die Fig. i bis 3 stellen eine Ausführungsform einer umlaufenden Zahnradfertigbearbeitungsmaschine gemäß der Erfindung dar. Auf dem oberen Ende des Maschinengestells 25 sitzt ein drehbarer, mit Bezug auf eine senkrechte Achse einstellbarer Säulenkopf. In dem hopf ist eine waagerechte Welle 27 gelagert, auf der das umlaufende Schabwerkzeug 28 sitzt. Das Schali@verlczeug wird durch einen Elektromotor 29 in Drehung versetzt, der oberhalb des Säulenkopfes auf dem Gestell angeordnet ist und dessen -1,ntriebs%velle' 30 sich in den Säulenkopf erstreckt und mit dem Werkzeug über eine Zahnradübertragung beliebiger Bauart in Verbindung steht.
Unterhalb des Kopfes 26 befindet sich der Werktisch 3i, der mittels des senkrechten Schraubent.riebeS 32 in seiner Hölwnlage einstellbar ist. Die Sehraube greift in eine auf dem Maschinengestell sitzende -Mutter 33 ein und verstellt den Tisch senkrecht Tiber das Drucklager 34. Über eine Zahnradübertragung steht der senkrechte Schraubentripel) mit einem Handrad 35 in Verbindung, durch welches der Werktisch von Hand gehoben werden kann.
Am unteren Ende des Werktisches sitzt ein El.elaromotor 36, der über Zwischenräder lnit einem waagerechten Schraubentrieb 37 in Verbindung stellt, der zum Hinundh.erliewegeli des auf Schienen 39 laufenden Supports 38 dient. Wird der Elektromotor unter Strom gesetzt, so bewegt sidli der Support 38 seitlich in einer Richtung und nach Umschalten des -Motors in der entgegengesetzten Ridlitung. Die Umschaltvorrichtung umfaßt einen an dein Werktisch angelenkten Hebel 4.o mit einem zwischen zwei auf dem Support 38 einstellbaren Anschlägen .t2 und .M3 arbeitenden Kloben .4i. An dem Hebel 40 eist ein zweiter Hebelarm 44 befestigt, der in einen einen elektrischen Umschaltschalter üblicher Bauart enthaltenden Kasten 45 hineinragt. Auf diese Weise bewegt sich der Support 38 zwischen .den durch das Einstellen der Anschläge 423 und ,1 .3 festgesetzten Grenzen hin und her.
Im folgenden werden die Einrichtungen besc'hrieb'en, mftels deren das Abrunden der Zahnköpfe hervorgerufen wird. In dem hin und her gehenden Support 38 sitzt eine Plattfarm 46 für das Werkstück. D,ie Plattform sitzt auf einem. ungefähr in der Mitte des Supports und in der Mitte der Plattform vorgesehenen Drehzapfen.. Auf der Plattform sitzen einstellbar dar Spindelstock 48 und der Reitstock 49, die in. ihrer Stellung durch Klemmbolzen 50 festgehalten werden, welche mit der Plattform durch den T-Schlitz 51 in Eingriff kommen, der sndh längs der Plattform erstreckt. Zwischen den Spitzen 52 des Spindelstocks und des Reitstocks wird eine Spindel 53 mit dem zu bearbeitenden Zahnrad 54 enngespannt. An einem Ende der Plattform 46 sitzt eine Platte 55 mit einer waagerecht vorspringenden Führungswalze 56. Diese Walze. greift in einen in einem einstellbaren Führungsblock 58 vorgesehenen Schlitz 57 ein. Block 58 sitzt an einer auf dem Werktisch 31 befestigten Platte 59. Der Führungsblock 58 kann mit Bezug auf die Platte 59 durch Drehung eingestellt werden, um den Neigungswinkel .des Schlitzes 57 mit Bezug auf die Ebene ,der Hinund'herbewegung des Supports 38 zu verändern. Es empfiehlt ,sich, auf dem Führungs-. block eine passende Teilung anzubringen, an der man den eingestellten Winkel ablesen kann. Ist die gewünschte Stellung eing,-stell.t, so wird der Block an der Platte durch die Klemmbolzen 6o befestigt, .die durch die se agmentförmigen Schlitze 61 des Führungsblocks hindurchgehen.
Es ist ersichtlich, daß die Plattform 46 während! des Hinundhergehens des Supports um ihren Drehzapfen schwingen muß, wenn der Führung sblack 58 so eingestellt ist, daß eine vorbestimmte Winkelbeziehung zwischen dem Führungsschlitz 57 und der Ebene der IIinundberbewegu.ng besteht. Wenn man annimmt, daß das Schabwerlkzeug 28 im Eingriff mit dem zu bearbeitenden Z.alm,rad 54 steht und daß diese beiden Teile unter Andruck zusammen umlaufen, während die Achse des Werkstücks die Achse des Werkzeuges kreuzt, so ist ersichtlich, d2,ß, wenn das Werkstück in Richtung seiner Achse vorgeschoben wird, dieser Achse eine leichte Neigung oder Kippbewegung in einer senkrechten Ebene erteilt werden wird, wenn !die Enden der zu bearbeitenden Zähne in wirksame Schneidverbindung mit dem Schabwerkzeug gelangen. Hierdurch werden die Enden der zu bearbeitenden Zähne abgerundet. Wird der einstellbare Block 58 so eingestellt, d'äß der Schlitz 57 parallel zu der hin und ber gehenden Bewegung des Supports verläuft, so ergibt sich keine Abrundwirkung. Es ist also leicht einzusehen, daß durch passende Einstellung der Winkellage des Führungsblocks der gewünschte Grad der Abrundung für jedes beliebige zu bearbeitende Zahnrad hervorgerufen werden kann.
Die in den Fi:g. i bis 3 dargestellte Maschinen ist ferner mit einer Vorrichtung versehen, mittels deren am Ende jedes Hinundherganges des Supports der Tisch senkrecht so lange verstellt wird, bis soviel Metall wie erforderlich entfernt ist.
Für das Arbeiten mit der Maschine, soweit sie bisher beschrieben ist, benutzt man ein umlaufendes Werkzeug 28 zum Fertigbearbeiten von Zahnrädern, dessen Schraubenwinkel so gewählt ist, daß bei richtigem Einsgriff ödes Werkzeuges mit -dem Werkstück 54 die Achsen des Werkzeuges und des Werkstücks sich unter eineue Winkel zwischen 3 und 3ö° kreuzen. Das Einstellen der Achsen wird,durch eine --entsprechende Winkeldrehung des Kopfes 28 bewirkt. Der Führungsblock 58 wird um den für das gewünschte Abirund-en e.rforrderlichen Wink e1 verstellt. Der Werktisch 31 wird mittels des Handrades 35 so -eingestellt, daß das Werkstück den vorbestimmten Andruck an das Werkzeug hat. Die einstellbaren Anschläge 42 und 43 werden so eingestellt, daß die Hinundherbe:wegung des Supports um den gewünschten Betrag -erfolgt, derart, daß das Werkstück sich um einen nicht wesentlich kleineren Betrag hin und her bewegt, als seiner Zahnflank enbreite entspricht. Die Maschine wird dann durch Einschalten der Motoren, 29 und 36 in Betrieb gesetzt, wodurch das Werkzeug 28 umläuft und seinerseits wegen des Ineinandergreifens der Zähne das zu bearbeitende Zahnrad 5.1. antreibt. Die Schneidkanten des Werkzeuges müssen daher die Zahnseiten des zu bearbeitenden Zahnrades bearbeiten, und infolge des Hinundherganges des Supports erstreckt sich die Schnei-dwirkung von einem Ende des Werkstückzahnes bis zu dem anderen Ende.
Während der Support 31 sich, in einer Richtung bewegt, wird die in der Nut 57 laufende Walze 56 in einem Winkel zu der Ebene des Supporthinundherga.nges bewegt, wodurch die Plattform 46 veranlaßt wird, um zwei Drehzapfen zu schwingen und die Werkstückspindel 53 in einer senkrechten Ebene zu neigen. Hierdurch werden-die Sdlineidkanten veranlaßt, an dem einen Ende der Werkstückzähne eine größere Menge Metall abzunehmen als in der Mitte. Am Ende eines Hinganges wird der Drehsinn des Werkzeuges umgekehrt, und Während .des Rückganges des Supports schwingt die Walze die Werkstückspindel in die entgegengesetzte Richtung, wodurch ein Abrunden der anderen Enden der Werkstückzähneerzielt wird. Am Ende jedes Hinundherganges oder in vorbestimmtem. Abständen wird der Werktisch 31 um einen kleinen Betrag angehoben, um das Werkzeug tiefer in das Werkstück einzuführen. Dies kann mittels des.Handrades 35 von Hand geschehen o:de@r auch durch die vorerwähnte selbsttätige Vorrichtung. Ist die Aufwärtsführung des Werktisches soweit vorgeschritten, daß die gewünschte Menge Metall von dem Werkstück abgenommen ist, so läßt man in der Regel die Maschine ohne weitere Aufwärtsbewegung noch ein paarmal hin und her gehen, um auf diese Weise die Zaihnflanlen des Zahnrades ganz fertig zu bearbeiten.
Benutzt man eine Bauart des Schab,za;hnrades mit einem Zahnprofil, welches eine echte Evolvente auf dem betreffenden Werkstück ergibt, so ergibt sich durch die Abrundarbeit der vorliegenden Maschine eine in Fig. 16 veranisc'haulichte Zahnform. Es sei darauf hingewiesen, daß in Fig. 16 das Abrunden übertrieben dargestellt ist, um ein klareres Bild über die Wirkungsweise zu geben. Fig. 16 zeigt eine QuerQ#:rümmung des Zahnradzahnes, die im wesentlichen einer Evolvente entspricht, während in Längsrichtung :.des. Zahnes das Profil eine ILonvexkrümmung aufweist.
Es ist ein wichtiger Punkt der Erfindung, daß die Herstellung von Zahnradzähnen mit neuartigen Merkmalen ermöglicht wird. 1i Benutzt man anstatt der obenerwähnten !, üblichen Form des Werkzeuges ein Schab- j zahnrad, dessen Zahnprofil abgeändert ist, und wendet man gleichzeitig die oben beschriebene Abrunldwirkung der Maschine an, so kann man Zähne herstellen, die sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung so weit gekrümmt sind, daß die Hauptlager- oder -eingriffsfläche nur in dem Mittelteil des Zahnes liegt. Dies ist in Fig. 17 veranschaulicht, wodurch die Schattierung der Bereich des hauptsächlichen Eingriffs bei einem Stirnrad angedeutet wird. Für die Herstellung einer Zahnform nach Fig. 17 wird vorzugsweise ein Schabrad benutzt, dessen Profil von einer wahren Evolvente (in Fig. i8 gestrichelt angedeutet) so abweicht, daß an der Spitze und an der Wurzel eine etwas größere Zahnbreite vorhanden ist. Die ausgezogene Linie in Fig. 18 entspricht dieser abgeänderten Krümmung des Werkzeuges. Wird ein solches Werkzeug zum Fertigbearbeiten eines Werkstücks benutzt, so erhält man an :der Spitze und der Wurzel der Zähne des Werkstücks. eine Verjüngung des Zahnes, wie in Fig. 17 angedeutet ist.
Das Abrunden der Zahnköpfe kann im Rahmen der Erfindung auch noch auf andere IV eise geschehen. In Fig. d. ist eine abgeänderte Ausführungsform dargestellt. Die dort veranschaulichte :Maschine stimmt in ihrem Aufbau im allgemeinen mit der @laschine nach Fig. i bis 3 überein, doch ist der hin und her gehende Support 65 nicht mit der vorher beschriebenen hin und her schwingenden Plattform ausgerüstet, sondern der Spindelstock .18 und der Reitstock .I9 sind einstellbar unmittelbar auf dem Support befestigt. Der Support 65 geht jedoch nicht in einer Ebene hin und her, sondern besitzt eine konkav gekrümmte Lagerfläche 66, die mit einer konvex gekrümmten Führungsfläche 6; auf dem Tisch 31 zusammenwirkt. Durch diese Bauart wird die gleiche Abrundwirkung erzielt, vorausgesetzt, daß die Wölbung der gekrümmten Flächen 66 und 67 so gewählt wird, daß das Abrunden in dem gewünschten Maß erfolgt.
Ein anderes Verfahren zum Abrunden von Zahnrädern besteht darin, daß man während des Hinundherganges des Werkstücks die Entfernung zwischen den Achsen des Werkzeuges und des Werkstücks verändert. Werden die Achsen näher aneinandergebraclit, wenn das Werkzeug die Enden der Zähne - des 'Werkstücks bearbeitet, so wird an,den Enden mehr Metall abgenommen, woraus sich ein Abrunden oder ein Abkanten der Enden ergibt. Die Maschine nach Fig. 5 entspricht im dem Aufbau der Maschine nach Fig. i bis 3, doch ist die verschwenkbare Plattform fortgelassen. An der früher erwähnten Hubschraube 32 Sitzt ein Schneckenrad 68, welches durch eine Schnecke getrieben wird, die auf der Welle 69 eines Me'ktramotors 70 sitzt. Der :Motor wird durch einen passenlden Schalter 71 eingeschaltet, der unter Einwirkung eines zwischen den auf dem Support 75 einstellbaren Anschlägen 73 und 74 liegenden Hebels 72 stellt. Für gewöhnlich wird der Hell durch die Federn 71a in der Nullstellung gehalten. Wenn er aber durch die Anschläge entweder in der einen oder in der anderen Richtung verschoben wird, so wird der Schalter betätigt und der Motor 70 eingeschaltet. Wenn der Support sich dem Ende eines Hinganges nähert, so ergibt sich also eine Aufwärtsbewegung des Werktisches, wodurch das `NTerkstück in den Fräser hineinbe wegt wird. Am Ende des Hinganges schaltet die den Hauptmotor 36 umschaltende Vorrichtung auch den Motor 70 um, so daß beim Rückgang der Tisch in seine normale Lage herunterbewegt wird. Iin Wege eines auf dem Schneckenrad 68 einstellbaren Anschlags Ida liegt ein Arm 73" eines Abschalters 72a. Der Anschlag wird so eingestellt, daß er den Arm 7311 betätigt, wenn das Werkstück in seine Normallage zurückgekehrt ist, worauf sowohl der Nlotor al>ge:schaltet als auch die elel;trischon Zuleitungen so umgeschaltet werden, daß beim nächsten Einschalten der Motor in seiner ursprünglichen Richtung arbeitet. Nähart sich der Support nunmehr dein anderen Ende seines Herganges; so ergibt sich eine entsprechende Folge von Schritten.
Das Heben und Senken des Werktisches mit Bezug auf das Werkzeug am Ende der Hinundhergänge kann auch mechanisch anstatt elektrisch bewirkt werden. Dementsprechend steht in Fig. 6 die auf der Hubschraube 32 sitzende Schnecke 76 im Eingriff mit einem Schneckenrad 77 auf einer Welle 78. Die Welle 78 ist durch einen Hebel 79 und ein Gelenk 8o mit dem unteren Ende °in.°s in der Stütze 82 an dem Maschinengestell an gelenkton Heibele 81 verbunden. Das obere Ende 83 dieses Hebels Liegt zwischen den einstellbaren Anschlägen 84 und 85. Irbzn@d@welc'i:"e Vorrichtungen, die schematisch als einander entgegenwirkende Federn 86 und 87 dargestellt sind, halten den Hebel für gewöhnlich in einer Nullstellung und führen ihn in diese zurück, wenn dies nicht durch die Wirkung der Anschläge verhindert wird. An einem Ende des Supporthinundherganges kommt der Anschlag 84 in Kontakt mit dem Ende 83 des Hebels und dreht über das Hebelgestänge die Hubschraube um einen vorbestimmten Betrag. Beim Rückgang bewirken die Federn ein Senken der Hubschraube und das Aufrechterhalten eines bestimmten Abstandes zwischen dem Werkstück und dem Fräser so lange, bis am anderen Ende des Hinundherganges der andere Anschlag 85 in entsprechender Weise das Heben des Tisches .durch die Hubschraube bewirkt.
Fig. 7 zeigt noch eine andere Ausführungsform. Hier ist der Schrau#benantrieb 37 für das Hinundherbewegen des Tisches durch Kegelräder 88 und 89 mit einer biegsamen Welle 9o verbunden, welche über Kegelräder 9i und 92 eine drehbare Kurve 93 bedient. Die Kurve liegt an einem Hebel 94 an, der eine die gesamte Tischvorrichtung hebende Hülse 95 trägt. Der Umriß der Kurve ist so gewählt, daß in. der Mitte des Hinundherganges eine normale Höhe der Tischenri.chtung gehalten wird, während die erhöhten Teile edier Kurve nur geigen Ende des Hinundhergänges zur Wirkung kommen bzw. während derjenigen Abschnitte des Hinundherganges, die die gewünschte Aibrundwirkung hervorrufen.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, das Abrunden oder Verjüngen der Zahnköpfe des Zahnrades durch passende Gestaltung des umlaufenden Zahnformschneidwerkzeuges selbst zu bewirken, ohne daß es irgendwelcher besonderer Einstellungen der Zahnradfertigbearbeitungsmaschine bedarf. Mit anderen Worten: die Abrundwirkung kann auch dann erzielt werden, wenn das Schneidwerkzeug im Eingriff mit dem zu bearbeitenden Zahnrad umläuft und gleichzeitig in Richtung der Werkstückachse ihin und her geht, während der Abstand zwischen der Werkzeug- und Werkstückachse unverändert aufrechterhalten wird, wenn man nur -abgeänderte Formen für die Zahnradfertigbearbeitungswerkzeuge benutzt.
Fig. 8 veranschaulicht ein Zahnrad ioo, welches im Eingriff mit einem zusammengesetzten umlaufenden Zahnrad,schnei,dwerkzeug sich dreht, woibei das Werkzeug einen Mittelteil ioi in der üblichen Ausführung und, zwei Hilfsschneidwerkzeuge 102 und 103 an jeder Seite umfaßt. Im vorliegenden Fall haben die Zähne io4 des mittleren Schabzahnrades den gleichen Schraubenwinikel wie die Zähne 105 und io6 der äußeren Werkzeuge. Jeder der Zähne ist mit einer -Anzahl von sägeartigen Aus :ackungn 107 versehen, die vom Zahnkopf bis zum Zahnfuß durchgehen und Schneidkanten bilden. Die äußeren Schabzahnräder 102 und 103 sind derart kegelig gestaltet, daß sie an den von dem mittleren Werkzeug ioi am weitesten entfernten Flanken io8 -und iog einen größeren äußeren Durdhmesser'haben. Der Betrag der Kegeligkeit isst durch das Bezugszeichen i io gekennzeichnet und wird so gewählt, daß den Zähnen des Werkstücks die gewünschte Abrundüng oder Verjüngung erteilt wird. Fig.8 veranschaulicht, ,daß der Abstand zwischen dem mittleren Werkzeug und den äußeren Werkzeugen so gewählt ist, daß die äußeren Werkzeuge in Berührung mit dem Werkstück kommen, ehe der normale Hinund'hergan@g zur Fertigbearbeitung des Zahnrades mittels des mittleren. Werkzeuges beendet ist. Die Größe des Abstandes der verschiedenen Werkzeuge hängt von dem gewünschten Betrag der Verjüngung oder Abrundung ab.
Fig. 9 zeigt, in übertriebenem Maßstab einen abgerundeten Zahnradizahn, wie er durch das in Fig. 8 dargestellte Werkzeug geformt wird. Der mittlere Teil i i i des Zahneis hat die übliche Form, während die Enden 112 in der Längsrichtung des Zahnes verjüngt oder abgerundet sind.
Fig. io zeigt eine ähnliche Anordnung von Werkzeugen wie Fig. B. In diesem Fall jedoch besitzen die äußeren Werkzeuge 113 und 114 einen anderen Schraubenwinkel als das mittlere Schabzahnrad ioi.
InFig. i i ist derUnterschied der Schraubenwinkel bei, den Bezugszeichen 115, 116, 117 und 118 veranschaulicht. Ein auf diese Weise geschnittener Zahnradzahn ist in Fig. 12 dargestellt. Man sieht, daß sich auf beiden Seiten der Zähne abgerundete Teile iig befinden, Das Abrunden erfolgt aber auf jeder Seite nur an einem Ende, und die beiden abgerundeten oder abgeschrägten Teile liegen auf dem Zahn in zueinander diagonaler Lage.
Fig.13 veranschaulicht noch eine andere ,.',usführungsform für das Werkzeug. Hier haben die äußeren Schnittwerkzeuge 120 und 121 den gleichen Durchmesser wie das mittlere Werkzeug ioi.
Fig. 14 zeigt, daß die äußeren Werkzeuge auf nur einer Seite der Zafnra@dzähne mit Schneiidzähnen versehen sind, während die gegenüberliegende Seite des Zahnradza:hne,s nur als eine Führung dient. Es können jedoch auch in den Führungsflächen Schnei,dzähne vorgesehen sein, wenn dies aus irgendwelchen Gründen erwünscht sein sollte. Es ist jedoch erforderlich, die Sc:hrauben.winkel auf den äußeren Werkzeugen i2o und 121 sowohl für das Führen als auch für das Schneiden zu ändern, weil sie so weit entfernt von dem Mittelpunkt der sieh kreu:zend"n Achsen 1 ieg en.
Ein durch das in Fig. 13 dargestellte Schnei-diverkzeug geschnittener Zahnradzahn ist in Fig. 15 dargestellt. Das Bezugszeichen 122 verweist auf die schräg gekanteten oder abgerundeten Enden der Zähne.
Ein weiteres. Verfahren, mittels @dessen das Verjüngen oder Abrunden der Zahnköpfe erreicht werden kann, ist in Fig. i9 veranschaulicht. Hier wird während des Hinundherganges des Arbeitstisches der Säulenkopf gedreht, um den Winkel der sich kreuzenden Achsen von Werkzeug und Arbeitsstück zu verändern. 125 bezeichnet das zu bearbeitende Zahnrad, 126 das Schabzahnrad, das gestrichelt in verschiedenen Winkelstellungen dargestellt ist. Diese Veränderung der Winkelstellung bewirkt ein Abkeh.len oder Abrundender Zahnenden des Werkstücks.
Vorstehend sind sehr verschiedene Verfahren zur Erzielung,des Abrunid@ens der Zahnköpfe von Zahnrädern beschrieben worden, doch weisen die verschiedenen Verfahren eine Reihe gemeinsamer Merkmale auf. In jedem Fall läuft dasWerkstück im Eingriff mit dem umlaufenden Zahnradschneidwerkzeug um,-welch letzteres in den Seiten seiner Zähne Sohneidkanten hat; in jedem Fall liegen Werkstück und Werkzeug unter Druck aneinander, und es wird eine Vorschulbewegung in Richtung der Achse des Werkstücks durchgeführt. Die Abrundung der Zahnköpfe erfolgt gesagt dadurch, daß an den Enden der Zähne ein vergrößerter. Druck angewendet wird. Wie vorstehend ausgeführt wurde, kann dieser erhöhte Druck durch Kippen der Werkstückspindel, durch Einstellen des Abstandes zwischen, den Achsen des Werkzeuges und des Werkstücks Oder durch abgeänderte Formgebung des Werkzeuges selbst bewirkt werden. Es wurden ferner die für die Durchführung des neuen Verfahrens geeigneten Maschinen eingehend beschrieben.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Erfindung nicht nur die Herstellung von Zahnrädern mit vollständig in sich gerundeten Flankenkurven ermöglicht (Fig. 17), sondern a c!li die Herstellung von Zahnrädern mit deutlich abgeschrägten Zahnflanken (Fig.9). Vollständigkeitshalber sei ferner darauf hingewiesen, daß bei denjenigen Verfahren, bei denen vorstehend ein Heben des W erktisches oder eine Bewegung des Werkstücks auf dem Werktisch erwähnt wurde, diesen Schritten eine entsprechende Bewegung des Maschinenkopfes vollkommen äquivalent ist und zu den gleichen Ergebnissen führt.
Die Veränderung der Zahnformenprofile kann nach Wunsch entweder an beiden Enden des Zahnes oder an der betreffenden Zahnflanke auch nur an einem Ende erfolgen, so daß dann der Rest des Zahnes die Form einer echten Kurve beibehält.

Bei den oben geschilderten Verfahren zur Abrundung der Zahnköpfe von Zahnrädern ist man für die verschiedenen Zahnradtypen 'hinsichtlich der Einstellung der gekreuzten Achsen an engere Grenzen gebunden als bei einer üblichen spanabhebenden Bearbeitung entsprechender Teile in Fällen, in denen kein Abrunden der Zahnköpfe erfolgen soll. Wenn die Achsen sich unter großem Winkel kreuzen, ergibt sich nämlich eine beträchtliche Relativbewegung zwischen dem Zahn des Werkzeuges und dem damit kämmenden Zahn des Werkstücks auf dem Weg von dem einen zum anderen Ende des Zahnes, wodurch die Abrundwirkung weitgehend ausgeschaltet «-erden würde. Ein Anhalt für die richtige Einstellung der gekreuzten Achsen ergibt sich aus der folgenden Tabelle, die für Werkzeuge und Zahnräder verschiedener Schraubenwinkel den Normalbereich und den günstigsten Wert der Winkeleinstellung angibt.

Schrauben- Normalbereich für die Günstigster

winkel des Einstellung der gekreuzten Winkel

Zahnrades Achsen beim Abrunden

Grad Grad Grad

Stirn 7 bis 30 15

io 6 - 25 13

20 5 - 20 1i

30 4 - 20 9

40 3 - i5 7

45 3 - =5 5

Für Stirnräder ist der Normalbereich für die Einstellung der gekreuzten Achsen beim Abrunden der Zahnköpfe von Zahnrädern also 7 bis 30°', und die günstigste Einstellung liegt bei 150. Bei Zahnrädern mit einem Schraubenwinkel von 2o°' ist es ratsam, für die gekreuzten Achsen einen. Bereich zwischen 5 bis 2o° einzuhalten, während die günstigste Stellung bei i i` liegt. Für Zahnräder mit großem Winkel, wie beispielsweise q:5°, liegt der Bereich für die gekreuzten Achsen, wenn man ein Abrunden der Zahnköpfe erzielen will, zwischen 3 und 15°, und die günstigste Stellung liegt bei ungefähr 5°.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Fertigbearbeiten von Zahnrädern mittels eines radähnlichen Schabwerkzeuges, wobei das Werkzeug in Drehung versetzt wird .und seinerseits das Werkstück dreht oder umgekehrt, das Werkzeug in einer zur Werkstückachse parallelen Ebene bzw. das Werkstück in einer zur Werkzeugachse parallelen Ebene vorgeschoben wird und die Achse des Schabwerkzeuges zur Achse des Werk-Stücks gekreuzt liegt, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck des Abrundens der Zahnflankenenden oder Zahnköpfe wähnend der Bearbeitung des Zahnrades die Schneidwirkun.g des Werkzeuges zeitweise durch eine weitere R-lativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück in der Nähe der Zahnflankenenden erhöht wird, insbesondere durch ein während der Vorschubbeewegung durchgeführtes Kippen der Achse des Werkstücks mit Bezug auf die Achse des Werkzeuges, wobei vorzugsweise der Grad des Kippens wahlweise einstellbar ist. .
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß gegen Ende jedes Hin-oder Herganges die Entfernung zwischen den Achsen von Werkzeug und Werkstück verringert wird.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Hinundhergang des Werkstücks oder Werkzeuges auf einer Kurvenbahn erfolgt.
4.. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des letzten Teils jedes Hin- oder Herganges der Werktisch gehoben wird, was elektrisch oder mechanisch, vorzugsweise unter selbsttätiger Steuerung durch die hin und her gehende Bewegung, erfolgen kann.
5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß während des Hinundherganges der Winkelbetrag der sich kreuzenden Achsen von Werkstück und Werkzeug verändert wird, vorzugsweise indem der Säulenkopf während des Hinundherganges gedreht wird.
6. Verfahren nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die nach den Enden hin verstärkte Schneidwir'kung schon an der Mitte der jeweilig bearbeiteten Zahnflanke einsetzt.
7. Verfahren nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die verstärkte Schneidwixkung jeweils nur gegen Ende entweder des Hinganges oder des Herganges angewendet wird. B.
Werkzeugmaschine zum Fertigbearbeiten von Zahnrädern, insbesondere Fräsmaschine mit einem das Zahnrad oder das .umlaufende radähnliche Schabwerkzeug tragenden hin und her gehenden Support, gekennzeichnet durch eine während ödes Supporthinundhergan.ges wirksam werdende selbsttätige Einrichtung zum allmäfhlichen Kippen der Werkstückspindel mit Bezug auf die Werkzeugspindel oder umgekehrt. g.
Maschine nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine in dem Support (38) schwenkbar gelagerte Plattform (d.6), auf der die Werkstücks.pindel (53) sitzt. io.
Maschine nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine an der Plattform (46) sitzende Führungsrolle (56) und einen mit der Rolle zusammenwirkenden Führungsschlitz (57), dessen Neigungswinkel zur Ebene derSupportbewegungverstellbarist. i i.
Maschine nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch gekrümmte Führungsflächen (66, 67) für den die Werks,tückspindel tragenden Support (65),
12. Weiü@zeugmaschine zum Fertigbearbeiten von Zahnrädern mit einem das Zahnrad oder das umlaufende. radähnliche Schabwerkzeug tragenden hin und her gehenden Support, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zum Anheben des hin und her gehenden Supports (75) gegen Ende und zum Senken des Supports während des mittleren Teils jedes Hinundherganges.
13. Maschine nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Stange (72 bzw. 83), die zwischen den auf dem Support verstellbaren Anschlägen (73, 7-1 bzw. 84, 85) liegt, und eine durch die Stange jeweils gegen Ende jedes Supporthin- oder -herganges selbsttätig bediente Schaltanordnung (71 bzw. 77 bis 81) für die Supporthebeednrichtung. 1d..
Maschine nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine das Heben des Werktisches. samt Support bewirkende Kurve (g3), ,die durch den Schraubentrieb (37) des Supporthinundherganges in Drehung gehalten wird. '
15. Werkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i mit einem vorzugsweise drehbaren Säulenkopf, einem hin und her gehenden Support und zwei Spindeln mit sich kreuzenden Achsen, deren eine das umlaufende radähnliche Schneidwerkzeug, deren andere das zu bearl),eitende Zahnrad trägt und von denen die eine im Säulenkopf, die andere auf dem Support befestigt ist, gekennzeichnet durch eine in zeitlicher Abhängigkeit von dem Supporthinundhergang arbeitende Einrichtung zur Veränderung des `'Winkels, den die sich kreuzenden Achsen des Zahnrades (125) und des Schabzahnrades (126) bilden,. vorzugsweise durch einen in dieser zeitlichen Abhängigkeit sich während jedes Hin- oder Herganges drehenden Säulenkopf.
16. Mehrteiliges radähnliches Schneidwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit Abstand von dem Hauptwerkzeug (ioi) ein oder mehrere seitliche Werkzeuge (1o2, 103; 113, 11:1. bzw. 12o, 121) angeordnet sind, die andere Zähnungsmerkmale, vorzugslveiise andere Schraubenwinkel, besitzen als das Hauptwerkzeug (ioi).
17. Sclineidw-er!hzettg nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Abstand von dm mittleren Werkzeug (ioi) angordnetenäußerenWerkzeuge(io2, 1o3) ktgelig gestaltet sind und größere Außendurchmesser (ioS, io9) als das mittlere Werkzeug, jedoch gleiche Schraubenwinkel wie das 'Werkzeug (ioi) aufweisen. 18. nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne des Werkzeuges an jeweils einer oder an beiden Zahnflankenmit sägeartigenAuszackungen versehen sind. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogenworden: Britische Patentschrift \r. 392 3S5.