DE838092C

DE838092C - Kegelrad mit in der Längsrichtung gekrümmten Zahnen sowie Verahren und Werkzeug zu semer Herstellung

Info

Publication number: DE838092C
Application number: DENDAT838092D
Authority: DE
Inventors: Huckeswagen Erich Kotthaus (RhId)
Original assignee: W Ferd Klmgelnberg Sohne, Remscheid
Publication date: 1952-03-27

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kegelräder mit zykloidenförrnig gekrümmten Zahnlängslinien. Von diesen bekannten Kegelrädern unterscheidet sich das Kegelrad gemäß dieser Erfindung dadurch,, daß seine Zahnlängslinien Perizykloiiden sind. Der Vorteil dieser Räder liegt darin, daß sie wesentlich günstiger herzustellen sind. Bei der Herstellung von Kegelrädern mit einer solchen Zahnlängskrümmuiig können nämlich mehr profilgestaltende Werkzeugschneidkanten zum gleichzeitigen Schneiden gebracht werden als bei den bisher als Zahnlängslinien Ixenutzten Zykloidenformen; daraus resultieren günstige Herstellungszeiten. Die vorgeschlagene Form fördert al>er auch die Genauigkeit, weil mit ihr die hohlen und erhabenen Zahnflanken leicht genau zur Deckung zu bringen sind.

Bevor diese Zusammenhänge und weitere Merkmale der Erfindung an Hand eines Beispiels näher erläutert werden, sei eine allgemeine Erklärung ao vorausgeschickt.

Läßt man nach Bild ι einen größeren Kreis α auf einem feststehend gedachten Kreis b abrollen, so beschreibt jeder Punkt des größeren Kreises eine Perizykloide. Die Bahn eines außerhalb oder innerhalb »5 des Kreises liegenden Punktes ist, wenn er seine Stellung zum Kreis ο unverändert beibehält, eine verlängerte oder verkürzte Perizykloidle.

In Bild 1 beschreibt z. B. der Punkt c eine verlängerte Perizykloide d. Dieser Vorschlag schließt alle Arten der Perizykloiden ein, er stellt die verlängerte Perizykloide als besonders günstig heraus.

e ist ein Teil des Planrades, auf das begrifflich jede Verzahnung eines Kegelrades bezogen wird.

Die Zahnlängslinien/ dieses Planrades sind Tei'le der verlängerten Perizykloiden d.

Bevor nun auf die Vorteile der Perizykloiden näher eingegangen wird, soH die Herstellungsweise erklärt werden. In der Regel erklärt man die Entstehung einer Zykloide mit dem Abrollen von zwei Kreisen aneinander, wol>ei ein Kreis feststeht, und mit dem Weg, den ein Punkt des abrollenden Kreises zurücklegt.

ίο Zur Erklärung des Herstellungsverfahrens für Kegelräder mit Perizykloiden als Zähnilänigslinien geht man l>esser von der folgenden Vorstellung aus: Xach Bild ι ist e das Planrad, auf welches das zu verzahnende Kegelrad 1>ezogen wird, g ist ein zum Planrad konzentrischer Kreis, der in so viele gleiche Teile geteilt ist, wie das Planrad Zähne hat. Exzentrisch dazu zeigt Bild 1 einen zweiten größeren Kreis /( mit der gleichen Teilung. Die Teilpunkte c versinnbildlichen die Werkzeugschneidkanten in der Teilel>ene.

Dreht man nun das Planrad e mit seinem Teilkreis g in der gleichen Richtung wie den Werkzeugschneidkantenkreis h, so beschreibt jeder Punkt des Werkzeugschneidkantenkreises auf der El>ene des I'lanrades eine perizyklofdenförmige Zahnlängslinie, und zwar in diesem Beispiel eine verlängerte Pe ri zykloide.

Der Beweis ist einfach: Zu den sich mit gleicher Geschwindigkeit drehenden Kreisen g und h lassen sich leicht zwei gleichmütige Kreise finden, die nicht nur gleiche Geschwindigkeit haben wie g und h, sondern auch aufeinander abrollen. Das sind die Wälzkreise der Perizykloide. Man kann sie zeichnerisch finden oder auch durch die Formeln

r, =

—^ro

Die taiutzten Kurzzeichen sind in Bild 1 eingetragen. Sie bedeuten: T₁ der gesuchte Wälzkreishalbmesser des Planrades mit seinem Teilkreishalbmesser r₀, R₁ der gesuchte Wälz'kreishalbmesser zum Halbmesser R₀ des Wefkzeugschneidkantenkreises, A ist der Mätitenabstand der beiden Kreispaare. Es ergibt sich nun, daß in diesem Beispiel die gesuchten Kreise die schon eingangs erwähnten Kreise α und b sind.

Man kann die Vorschrift zur Herstellung der beschriebenen Kegelräder durch die Kreisbewegungen der Werkzeugschneidkanten und des Planrades auch so formulieren: Die Schneidkanten müssen wie ein kreisförmig gekrümmtes Zahnband quer zu dem Längsverlauf der Zähne so über das Planrad fortbewegt werden, daß die Drehbewegungen der Schneidkanten und des Planrades in bezug zueinander Zahnlängslinien beschreiben.

Das Zahnband der Schneidkanten verläuft quer zu den Zahnlängslinien. Der Winkel, unter dem sich l>eide schneiden, verändert sich mehr oder weniger vom Innendurchmesser des Planrades aus nach seinem Außendurchmesser hin. Zweckmäßig werden Werkzeug und Planrad so zueinander eingestellt, daß das Zahnband der Schneidkanten die Zahnlängslinien in ihrem mittleren Teil rechtwinklig kreuzt. Man erreicht das durch eine entsprechende Wahl des Achs abs tan de s A.

Bild 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Wälzfräsmaschine zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens, i ist das zu verzahnende Kegelrad, im Reitstock der Maschine drehbar gelagert, k ist das Werkzeug mit seinen auf einem Kreis angeordneten Schneidkanten /. Es ist drehbar an einer Planscheibe m gelagert. Werkrad, Werkzeug und Planscheibe drehen sich in den durch Pfeile angedeuteten Richtungen. Die Drehzahlen von Werkrad und Werkzeug sind umgekehrt proportional ihrer Zähnezahlen, wenn man einmal vereinfacht die Ausgleichbewegung außer Betracht läßt, welche durch die Drehbewegung der Planscheibe, welche zugleich Wälzbewegung ist, erforderlich wird. Weitere Einzelheiten des Verfahrens brauchen nicht erklärt zu werden, weil es im übrigen mit den bekannten Verfahren übereinstimmt.

Die Bilder 3 und 4 zeigen Werkzeuge η zur Ausübung des besclhriebenen Verfahrens. Die Werkzeugzähne sind durch ihre trapezförmigen Querschnitte ο angedeutet, p sind die'Schneidkanten, die in Bild ι den Punkten c entsprechen. Die zwischen den Schneidkanten p liegenden Flächen der Werkt zeugzähne sind die Spanflädben, also die Flächen, über die die Späne abrollen. Sowohl in Bild 3 wie auch in Bild 4 sind die Spanflächen auf einem Kreis angeordnet, nach Biild 4 sind sie nach der Werkzeugachse 9 hin gerichtet. Das hat den Vorteil, daß die Spanflächen hohl geformt sind; es ergeben sich guns t ige Schni t tbedi ngungen.

Eine Betrachtung der Bilder 1, 3 und 4 lehrt, daß sämtliche Schneidkanten, die auf dem Teül des Zahnkranzes liegen, die von der Bahn der Schneidkanten überkreuzt wird, Schneidarbeit leisten, und zwar erzeugen alle Schneidkanten, ob sie nun auf der einen oder anderen Seite des Fräserzahns liegen, genau gleiche Zähnlängslinien. Man erreicht so ohne weiteres eine einwandfreie Deckung der hohlen und erhabenen ZaJhnflanken mit der gleichen Werkzeugform bei Planrädern mit kleiner und großer Zähnezahl. Daß gleich mehrere die genauen Längslinien erzeugenden Schneidkanten zur Arbeit herangezogen werden, verkürzt die Verzahnungiszeiten.

Die Anordnung der Spanflächen auf einem Kreis u₀ ist auch im Hinblick auf die Unterhaltung dies Werkzeugs äußerst günstig. Das Schärfen geschieht durch ein einfaches Rundschleifen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: U5

1. Kegelfrad mit in der Längsrichtung gekrümmten Zähnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnlängslinien (/) Perizykloiden, Vorzugsweise verlängerte Perizykloiden (ß) sind.

2. Wälzverfahren zur Herstellung von Kegelrädern nadh Anspruch 1, wol>ei durch die Kreisbewegung der Werkzeugseihneidkanten und des ideellen WerkzeugplanTades zykloidenförmige Zalhnlängsliinien entstehen, dadurch gekenmzeiich-

net, daß die Schneidkanten (c) wie ein kreisförmig gekrümmtes Zahnband' (Zi) quer zu dem Längsverlauf der Zähne (/) so ül>er das Planrad O) fortl>e\vegt werden, daß die Drehl>eweguii'gen der Schneidkanten und des Planrades in l>ezug zueinander Zahnlängslinien (d) beschreilxMi.

3. Wälzverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkzeug verwendet wird, dessen sämtliche Schneidkanten auf einem Kreis angeordnet sind (Bild 3 und 4).

4. Wälzverfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkzeug verwendet wird, dessen Zäihnezahl größer ist als die größte ihm zugeordnete Planradzähinezahl. ·

5. Wälzverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsabstand (A) zwischen Werkzeug (h) und Planrad (g) so groß ist, daß das Zaihnband der Schneidkanten (c) die Zahnlängslinien (f) in ihrem mittleren Teil recht- ao winklig kreuzt (Bild 1).

6. Werkzeug zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß seine Spanflächen auf einem Kreis liegen (Bild 3 und 4) und vorzugsweise nach der Werk- »5 zeugachse hin gerichtet sind (Bild 4).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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