DE915406C - Verfahren und Werkzeug zum Schneiden von Zahnraedern - Google Patents

Verfahren und Werkzeug zum Schneiden von Zahnraedern

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DE915406C
DE915406C DEP4265D DEP0004265D DE915406C DE 915406 C DE915406 C DE 915406C DE P4265 D DEP4265 D DE P4265D DE P0004265 D DEP0004265 D DE P0004265D DE 915406 C DE915406 C DE 915406C
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Description

  • Verfahren und Werkzeug zum Schneiden von Zahnrädern Die Erfindung bezieht sich auf das durch Abwälzen erfolgende Schneiden von Zahnrädern, insbesondere Kegel-, Hyperboloid- und Hypoidrädern.
  • Das Schneiden solcher Zahnräder ist sehr schwierig, denn es muß in solcher Weise durchgeführt werden, daß die erzielte Genauigkeit sehr groß ist. Außerdem müssen die Flankenoberflächen der Zähne der beiden im Eingriff stehenden Zahnräder trotz ihrer verwickelten Form genau zueinander passen.
  • Die zur Zeit angewendeten Verfahren und verwendeten Maschinen zum Schneiden von kegelförmigen, hyperboloidförmigen und hypoidförmigen Zahnrädern durch Abwälzen sind sehr kompliziert und beruhen im allgemeinen auf der unabhängigen Wirkung von verschiedenen Bewegungen, die zur Durchführung des Schneidens, des Abwälzens, des Vorschubes und der Teilung notwendig sind.
  • Die Abstimmung dieser verschiedenen Einzelbewegungen zueinander ist sehr schwierig durchzuführen, und die Schwierigkeiten werden noch durch die Notwendigkeit erhöht, die darin liegt, daß bestimmte Korrektionen in den Relativbewegungen und den Lagen des Werkzeuges und des Rades erforderlich sind, um eine einwandfreie Berührung zwischen den. Oberflächen. der Zahnflanken zu erhalten und um bestimmte besondere Schnitte, wie beispielsweise Hypoidräder, auszuführen. Aus diesen verschiedenen Gründen sind die zur Zeit verwendeten Maschinen. so kompliziert, umfangreich und empfindlich, daß ihre Verwendung in der Werkstatt viel Schwierigkeiten mit sich bringt. Die Berechnung der Abmessungen ihrer verschiedenen Teile im Konstruktionsbüro ist ebenfalls kompliziert und schwierig.
  • Es ist versucht worden, Schneidverfahren zu finden, die eine Vereinfachung der Maschinen ermöglichen, bei denen. das Schneiden der Zahnräder durch Abwälzen erfolgt. Es ist beispielsweise gelungen, die Teilungsbewegung ununterbrochen durchzuführen oder ohne Unterbrechung durchzuführen, jedoch sind im allgemeinen die wenigen Vorteile dieser Maschinen nicht groß oder wichtig genug, um einen wirtschaftlichen Erfolg zu bedeuten.
  • Der wesentlichste Zweck der Erfindung besteht darin, die Herstellungszeit der Verzahnung von Kegel-, Hyperboloid- und Hypoidrädern beträchtlich herabzusetzen. Ein weiterer Zweck ist darin zu sehen, die Verwendung von Schneidmaschinen zu ermöglichen, die eine erhöhte Produktion gegenüber bekannten Maschinen zulassen, dabei kräftiger und einfacher und infolgedessen weniger kostspielig sind als die bestehenden Maschinen.
  • Ein anderes Ziel der Erfindung ist darin zu sehen, das Arbeiten an. diesen Maschinen zu erleichtern, so daß ein weniger spezialisierter Arbeiter diese Maschinen auch zu bedienen vermag.
  • Schließlich soll auch die Arbeit im Konstruktionsbüro zur Berechnung der Einstellungen oder Abmessungen der verschiedenen Teile der Schneidmaschinen vereinfacht werden.
  • Ein erstrebtes und erreichtes Ziel ist es, zu ermöglichen, auf einer einzigen Maschine und mit einem einzigen Werkzeug gleichzeitig mehrere Zahnräder schneiden zu können.
  • Das wesentliche Kennzeichen der Erfindung ist ein Verfahren zum Schneiden von Zahnrädern, insbesondere Kegel-, Hyperboloid- und Hypoidrädern.
  • Ein weiteres Kennzeichen besteht in einer neuen Werkzeugform, die es ermöglicht, in Wirtschaftlicher Weise das neue Verfahren durchzuführen.
  • Andere Kennzeichen der Erfindung werden aus den nachstehenden Erläuterungen und Ansprüchen erkenntlich.
  • Das Verfahren ist mit wenigen Ausnahmen zum Schneiden aller Kegel-, Hyperboloid- und Hypoidräder verwendbar, ohne Rücksicht darauf, welche Längsrichtung der Zahn hat.
  • Die Universalität des Verfahrens ermöglicht unter anderem das Schneiden von Verzahnungen, deren Zahnflankenprofil in Höhenrichtung beliebig ist, so daß leicht dem zur Zeit vorwiegenden Bestreben Genüge geleistet werden kann, neue, besondere Verzahnungsprofile herzustellen, die von dem Oktoid und der üblichen Ausführung abweichen.
  • Ein nach dem Verfahren geschnittenes Zahnrad kann einwandfrei auch mit einem anderen Zahnrad kämmen, das durch andere Verfahren hergestellt ist. Das Herstellungsverfahren Das Verfahren kennzeichnet sich im wesentlichen darin, daß beim Schneiden eines Kegelrades, eines Hyperboloidrades od. dgl. durch ein versetztes Rad mit richtig zusammenarbeitenden Flanken die Zähnezahl des Schneidrades und die Zähnezahl des zu schneidenden Rades unter sich zwei Primzahlen sind und, allgemeiner ausgedrückt, der Gleichung N = kn ± a entsprechen, in welcher N die Zähnezahl des Schneidwerkzeuges; 7a die Zähnezahl des zu schneidenden Rades, k eine ganze Zahl oder der Quotient aus x bzw. der Einheit durch eine ganze Zahl und ä eine ganze Zahl ist, die entweder gleich z oder irgendeiner beliebigen, durch n nicht teilbaren Zahl sein kann. Unter versetzten Kegelrädern oder Rädern mit versetzten Achsen sind zwei Kegelräder zu verstehen, deren Achsen weder parallel noch gleichlaufend in der normalen Eingriffsstellung der Räder sind.
  • Das Schneidrad ersetzt also im wesentlichen in seinen Bewegungen und in seiner Lage das eine der beiden Zahnräder eines versetzten Zahnräderpaares, dessen zweites Rad dasjenige Rad ist, das geschnitten werden soll. Die Zähne des Schneidrades werden so ausgebildet, daß sie das fabrikmäßige Schneiden der Zahnräder ermöglichen; für die Erörterung des Schneidverfährens werden diese gleichen Zähne jedoch als von unendlich kleiner Länge angesehen.
  • Im Gegensatz werden die Schneid- und Nbwälzbewegungen beim Verfahren. gleichzeitig mittels einer einzigen Bewegung ausgeführt, indem man ganz genau durch das zu schneidende Rad und durch das Schneidrad die normalen Eingriffsbewegungen zweier Räder mit versetzten Achsen erzeugt, d. h. man läßt die Räder um ihre zugehörigen Achsen im geeigneten Geschwindigkeitsmaßstab umlaufen. Um beim Schneiden bis auf die gewünschte Tiefe zu kommen, genügt es, dieser Drehbewegung eine Vorschubbewegung in Tiefenrichtung zuzufügen, so daß man allmählich das Schneidrad und das zu schneidende Rad in Richtung der Tiefe ihrer Zähne einander nähert, bis man zur normalen Eingriffstiefe kommt.
  • Es ist leicht erkenntlich, daß der Aufbau von Maschinen, die dieses Verfahren durchzuführen vermögen, sehr einfach sein wird. Es gerügt, auf dem Gestell der Maschine einen Träger für die Achse des Schneidrades, einen zweiten Träger für die Achse des zu schneidenden Rades, eine Verbindung zwischen diesen beiden Achsen zum Synchronisieren ihrer Umlaufbewegungen sowie Mittel vorzusehen, um die Lage einer dieser Achsen oder auch der Träger dieser Achsen ändern zu können, damit die Vorschuhbewegung in Richtung der Zahntiefe möglich ist.
  • Um die Einzelheiten des Verfahrens zum Schneiden von Kegel-, Hyperboloid- und Hypoidrädern besser verständlich zu machen, werden nachstehend eine zusätzliche Erläuterung und Darstellungen zu den Zeichnungen gegeben. In den Zeichnungen ist Fig. z eine Seibenteilansicht zweier im Eingriff stehender Zahnräder mit versetzten Achsen, Fig. 2 eine Stirnansicht der beiden im Eingriff stehenden Zahnräder; Fig. 3, 4: und 5 zeig>> schematisch die. Relativbewegungen zwischen dem Schneidprofil eines Schneidrades und den Flanken eines zu schneidenden Rades; Fig.6 zeigt die Schnittspuren, die durch die Schneidzähne auf den Flanken eines zu schneidenden Zahnes ausgeführt werden; Fig. 7 ist die Draufsicht auf ein Ritzel, das eine Schnittspur eines Schneidzahnes zeigt; Fig. 8 ist die Draufsicht auf ein Ritzel, das die Schnittspuren von mehreren Schneidzähnen zeigt; Fig.9 zeigt schematisch die relative Lage des Schneidrades und des von ihm geschnittenen Ritzels; Fig. io, i i und 1a zeigen schematisch eine Schneidfläche, die auf ein Drittel, zwei Drittel und auf volle Tiefe der zu schneidenden Zähne eingearbeitet ist.
  • Wenn man die Relativbewegungen zwischen den zusammenarbeitenden Flanken von in Berührung tretenden Zähnen eines Rades und eines Ritzels mit versetzten Achsen betrachtet, so findet man eine komplizierte Gleitbewegung, die durch eine Verschiebung in der Richtung der Tiefe der Zähne und eine wesentliche Verschiebung in der Richtung der Länge der Zähne dargestellt werden kann.
  • Um diese Bewegungen genau festzulegen, sei in den Fig. i bis 6 ein Zahn b eines Rades x und insbesondere dessen durch den Schnitt einer Fläche a mit den Flanken und dem Scheitel des Zahnes b erhaltenes Profil h k n betrachtet. Das Rad x steht einem Ritzel g mit versetiter Achse gegenüber.
  • Bei der Umdrehung dieser beiden Zahnräder x und g mit versetzter Achse um ihre zugehörigen Achsen treten folgende charakteristische Relativbewegungen auf: Die Kante h tritt mit der Flanke c an einem rückliegenden oberen Punkt i (Fig. 3) in Berührung. Diese Kante gleitet nach vorwärts, wobei sie Tangente an der Flanke c bleibt, bis sie schließlich einen unteren Berührungspunkt j (Fig. q.) erreicht, der sich nicht nur auf einer Ebene, die unter derjenigen des Ausgangspunktes i, sondern auch an einer von dieser Stelle abweichenden Stelle auf der Länge der in Frage stehenden Flanke befindet. Die Kante h hat also eine Fläche s (Fig. 6) der Oberfläche der Flanke c bestrichen. Wenn man nun die gleiche Kante h als ein Schneidprofil ansieht, so muß man zustimmen, daß die Fläche s der Oberfläche der Flanke c durch das erwähnte Schneidprafil h in einfacher Weise dadurch geschnitten und erzeugt werden kann, daß man das Ritzel g und das Rad, zu dem der Zahn. b gehört, um ihre zugehörigen Achsen dreht. Ein Verfolgen der Bewegungen des gleichen Profilfis ergibt, daß die Kante k des Scheitels eine Fläche L des Bodens e der Lücke m des Ritzels g (Fig. q. und 6) bestreicht. Die zweite Seitenfläche n schließlich tritt in Berührung mit der zweiten Flanke c unter Bedingungen, die umgekehrt liegen zu den für die Kante h zutreffenden Bedingungen, d. h. die Berührung erfolgt an einem- unteren Punkt o und endet an einem oberen Punkt p (Fig. 5), wobei auf diese Weise auf der Flanke d eine Zone q (Fig. 6) bestrichen wird. Es gilt: deshalb für die zweite Flanke genau das gleiche wie für die erste Flanke. Durch das vorerwähnte Profil h k n kann also eine Zone slq (Fig.6), .die auf Teilen der beiden Flanken und des Bodens der gleichen Zahn lücke liegt, geschnitten werden.
  • Wenn man nun einen Zahm b eines Schneidrades nimmt und ihn durch eine Reihe Flächen, wie a, unterteilt, -die parallel und über die ganze Länge des Zahnes staffelförmig aufgestellt sind, so erhält man eine Reihe von Schneidprofilen h k n, h' k' n', h" k" n" . . . Für jedes Profil gilt das gleiche wie für das erste Schneildprofil h k n, d. h. jedes dieser Profile bestreicht eine andere Zone s' l' q', s"l"q" ... (Fig.6). Alle diese. Zonen grenzen aneinander -und verteilen ,sich über die ganze Länge des Ritzelzahnes.
  • Die Fig. 7 und 8 ermöglichen ein noch besseres Verständnis des Schneidverfahrens. Das zu schneidende Ritzel ist in Fig. 7 in. Draufsicht dargestellt und läßt,die einzige Schnittspur s1 q erkennen, die durch den Durchgang des einen Schnittprofils h k n erzeugt ist. Dieses Schnittprofil dreht sich um die Achse x, die diejenige des Zahnrades isst, von dem das Schnittprofil h k reinen Teil bildet. Das zu @schneidende Ritzel g dreht sich ebenfalls um seine Achse y-y. In Fig. 8 ist eine Reihe von Schnittspuren s l q, s' L' q', s" l" q" . . . dargestellt, die nacheinander durch die Schneidprofile h k n, .h' k' n' , h" k" n" . . . gefertigt sind.
  • Je größer die Zahl der bestrichenen Zonen (Schnittspuren) ist, um so kleiner ist das Ausmaß des durch jedes einzelne Werkzeug abgespanten Materials und um .so besser wird die fertiggestellte Oberfläche der Flanke dieses Zahnes sein. Wenn das Schneiden mittels eines einzigen Werk-; zeuges oder genauer mittels eines einzigen Schneid-Profils (Fig.7) erfolgen würde, so müßte dieses Werkzeug den Stoff oder das Material in einem solchen Ausmaß abspanen, @daß die Schneid- und Abspa-nwinkel unvereinbar mit den bekannten Prinzipien eines wirtschaftlichen; Schneidens sein würden. Gemäß der Erfindung erfolgt jedoch das Schneiden erstens durch aufeinand'erfolgende Bearbeitung und zweitens durch eine Reihe von Werkzeugen oder genauer durch eine Reihe von Schneidprofilen (Fig.8). Durch dieses zweifache Mittel kann man es leicht erreichen, daß jedes einzelne Werkzeug Material von sehr geringer Stärke abhebt, so daß die Schneid-, Anstell- und Brustwinkel in günstigen Grenzen gehalten werden. Im nachstehenden wird bei oder Beschreibung des Werkzeuges erläutert, wie man auf eine ziemlich einfache Art und Weise eine genügende Anzahl von Schneidspuren und Änderungen in den Anstell- und Brustwinkeln erhalten kann, ohne daß Nachteile auftreten.
  • Wenn man zwei zusammenarbeitende oder zusammengehörige versetzte Räder betrachtet und sich vorstellt, daß die Zähne des einen Rades entsprechend den vorerwähntem Ausführungen in einer Richtung zu schneiden vermögen, die im wesentlichen die Richtung der Zahnlänge ist, so ist klar, daß das zweite Rad mittels des :ersten Rades einfach dadurch hergestellt werden kann, daß die Räder um ihre Achsen in Umlauf gesetzt werden.
  • In den Fig. g, io, ii und I2 .sind die verschiedenen, mittels eines Schneidrades mit aufeinanderfolgenden Schneidflächen b', b", b` nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erzeugten Schneidstufen eines Ritzels dargestellt. Das Schneiden erfolgt fortschreitend, wobei sich das Werkzeug dem zu schneidenden Ritzel nähert, wobei sich alle beide um ihre zugehörige Achse drehen, bis der Eingriff die normale Tiefe erreicht hat. Sobald diese Stellung erreicht ist, ist das Ritzel fertiggeschnitten.
  • Fig. g zeigt schematisch einen Teil eines das Ritzel bearbeitenden Werkzeugkopfes und läßt die relative Stellung zwischen dem Schneidrad x und dem zu schneidenden Ritzel g erkennen.
  • Die Fig. io, ii und 12, stellen das Werkzeug bzw. -das Ritzel dar, sobald :das Werkzeug bis zu einem Drittel der Tiefe der zu schneidenden Zähne, bis zu zwei Dritteln dieser Tiefe und bis auf die normale Eingriffstiefe eingeschnitten hat.
  • In Fig. io, ii und 12 sind auch die .Späne eingezeichnet, um auf diese bildliche Weise darzustellen, wie das Schneiden in den in diesen Figuren dargestellten Abschnitten gerade vor sich geht.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht also darin, Zahnräder, insbesondere Kegel-, Hyperboloi:d- oder Hypoidräder, durch Bein richtig versetztes, mit dem zu schneidenden Zahnrad zusammenarbeitendes Rad, dessen Zähne zuschneiden vermögen, gleichzeitig zu schneiden und zu erzeugen.
  • Das Verfahren ist jedoch nicht auf das obenerwähnte Schneiden von versetzten Rädern begrenzt, sondern kann auch zum Schneiden von Zahnrädern mit gleichlaufenden Achsen verwendet werden. Es ist bekannt, daß ein mit .einem versetzten Zahnrad zusammenarbeitendes Zahnrad auch einem anderen, nicht versetzten Rad zugeordnet werden kann, wobei also :die Achsen der beiden Zahnräder gleichlaufend sind. Daraus folgt also, das ein nach dem Verfahren der Erfindung unter Anwendung des charakteristischen Nersatzglei.tens geschnittenes Zahnrad einwandfrei mit einem nicht versetzten Zahnrad in Eingriff treten kann.
  • Für ein gegebenes Ri.tzel, welches mit einem versetzten Rad zusammenarbeiten soll, kann man. also leicht ein Schneidrad herstellen, das dieses Ritzel zu schneiden vermag. Es sind jedoch zwei Bedingungen zu erfüllen, nämlich erstens das Schneidrad muß Schneidprofile aufweisen, die richtig zu dem zu schneidenden Zahnrad passen, und zweitens :das Schneidrad und das Zahnrad müssen sich um versetzte Achsen drehen, wobei die Herstellung der Flankenoberflächen durch einfachen Umlauf der beiden Zahnräder um ihre Achsen geschieht.
  • In der- Praxis muß man bei der Herstellung eines Schneidrades außer den oben aufgezählten Bedingungen noch besonders :die Schneidart, die gewünschte oder geforderte Genauigkeit, den gewünschten Oberflächenzustand und ähnliche andere Erfordernisse oder Forderungen berücksichtigen.
  • Ehe einige Ausführungen des zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung gezeigten Werkzeuges beschrieben werden, sollen die verschiedenen Schneidartendargelegt werden, da sie einen Einfluß auf die Herstellung des Werkzeuges haben.
  • Mit Hilfe des Verfahrens lassen sich mehrere Herstellungsarten von Zahnrädern sehr wirtschaftlich, wie nachstehend beschrieben, durchführen.
  • i. Das vollständige ,Schneiden in einem einzigen Arbeitsgang In diesem Falle verwendet man ein Schneidrad, dessen Zähne eine Stärke haben, d@,ie im wesentlichen gleich derjenigen der Zähne eines Rades ist, das vollkommen zu dem zu schneidenden Ri.tzel paßt und ohne Spiel reit Bezug auf das Ritzes ist. Sobald das ,Schneidrad die @endgültige Schneidtiefe- erreicht hat, werden die Stärken der Zähne genau die gewünschten Abmessungen haben, und das Schneiden des Ritzels ist damit beendet.
  • Infolge der großen Genauigkeit; mit der man das Schneidwerkzeug herzustellen vermag, und der großen. Festigkeit, die man der Maschine geben kann, wird in vielen Fällen die auf diese Weise erhaltene Genauigkeit genügend groß sein. 2. Das .Schneiden eines Vorschnittes, dem ein oder mehrere Fertigstellungsschnitte folgen Wenn eine größere Genauigkeit erzielt werden muß, kann man, diese zweite Schneidart anwenden, die darin besteht, einen Vorschnitt auszuführen, der später verbessert wird. Der eigentliche Vorschnitt wird mittels eines Schneidrades geschnitten, dessen Zähne etwas dünner .sind als die Zähne für den Schnitt in einem einzigen Arbeitsgang. Die auf diese Weise erhaltenem Zähne sind etwas stärker als erforderlich, und der Überschuß an Material auf jeder Seite wird :durch die -folgende oder die folgenden Fertigstellungsstufen abgespant.
  • Für diesen oder die Fertigstellungsschnitte kann man verwenden a) ein Werkzeug, dessen Zähne von .gleicher Stärke wie die Zähne eines richtig eingreifenden Zahnrades ohne Spiel sind, wobei man während des Schneidens das Ritzel und das den Fertigungsschnitt ausführende Schneidrad einander allmählich nähert, bis die normale Eingriffstiefe erreicht ist; b) ein Werkzeug, dessen Stärke geringer ist als die unter a) erwähnte Stärke, wobei, dann erforderlich ist, eine beliebige Einrichtung vorzusehen, damit dieses Werkzeug nacheinander jede Flanke zu bearbeiten vermag und dadurch dem Zahn die richtige Stärke gegeben wird.
  • Bei dieser Schneidart, bei der zuerst ein Vorschnitt durchgeführt wird, dem ein oder mehrere Fertigungsschnitte folgen, ist der Verschleiß des oder der Fertigungswerkzeuge geringer als bei dem Schneiden in einem Arbeitsgang. Außerdem sind: die von der Maschine aufzuwendenden Kräfte bei I-iersteltlung des Zahnrades nach .der letzterwähnten Art besonders klein. Die Wahl der Schneida,rten und Einrichtungen wird von. der endgültigen Genauigkeit abhängen, die erreicht werden soll.
  • 3.. Der Glättschnitt Besonders bei. hochbelasteten Zahnrädern, wie beispielsweise bei den Zahnrädern des Getriebes von Kraftfahrzeugen., ist es oft erwünscht, die Genauigkeit auf ein Höchstmaß zu steigern. Man kann außer dem Vorschnitt und den Fertigstellungsschnitten noch ernenn Glättschnitt ausführen, der im wesentlichen den Zweck hat, vor allem die Oberfläche des Materials zu glätten oder zu polieren, indem man von dieser Oberfläche die letzten Rauhigkeiten oder Unebenheiten, die sich nach den vorhergehenden Schnitten etwa noch finden könnten, zu entfernen. Das Schneidwerkzeug Um die wesentlichen Kennzeichen des Verfahrens gemäß der Erfindung noch besser erkenntlich zu machen, sind nachstehend bestimmte Ausführungsformen des Werkzeuges im einzelnen mit Bezug auf -die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt Fig. 13 schematisch ein Schneidrad, das ein Ritzel schneidet, Fig. 14 eine schematische Erläuterung des Aufbaues des Schneidrades, Fig. 15 eine Draufsicht und Fig. 16 ein Seitenansicht eines Schneidrades gemäß der Erfindung, Fig. 17 schematisch den Aufbau aufeinanderfolgender Schneidflächen vorm Schnei,dzähnen, Fig. 18 schematisch eine Draufsicht eines Schnei,drades zur Ausführung von au@feinanderfolgernäen,Schnittspuren, Fig. z9 schematisch eine Draufsicht auf ein Schneidra@d, bei welchem die Schneidflächen nach innen zu gerichtet sind, Fig. 2o einen Schnitt auf der Linie XX-XX der Fig. 19., Fig. 21 schematisch einen Schnitt eines Schneidra,des, Fig. 22 eine Teilansicht eines Schneidrades, bei welchem die Schneidzähne abnehmbar sind, Fig. 23 einen Schnitt, nach ;der Linie XXIII-XXIII der Fig.22. Fig.24 eine abgeänderte Ausführungsform der Anordnung rnitt abnehmbaren Zähnen, Fig. 25 einen Schnitt nach der Linie XXV-XXV der Fig. 24, Fig.26 bis 33 schematisch die verschiedenen Kennzeichen von Flankenberührungsflächen oder Zahndruckflächen von Zahnrädern, Fig. 34 einen Längsschnitt durch einen Schneidzahn mit abgeändertem Profil, um die Zahndruckfläche zu ändern, Fig.35 eine Seitenansicht eines Schneidzahnes mit einer konkaven Schneidfläche, Fig. 36 einen Schnitt nach der Linie XXXVI-XXXVI der Fig. 36, Fig.37 eine Vorderansicht des Schneidzahnes der Fig. 35, Fig. 38 und 39 schematisch Abänderungen des konkaven Profils der Schneidfläche des Schneidzahnes, Fig.4o schematisch eineDraufsicht eines Schneidrades, das im besonderen für das schnelle Schneiden des Vorschnittes bestimmt ist, Fig. 41 und 42 teilweise in Ansicht und in schaubildlicher Darstellung Schneidzähne eines Schneidrades zum Schneiden des Vorschnittes, wobei die Schneidflächen nach außen gerichtet sind, Fig.43 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Fig. 41 und 42, Fig. 44 und 45 schematisch eine den Fig. 41 und 42 ähnliche Ausführung, bei welcher jedoch die Schneidflächen nach innen zu gerichtet sind, Fig.46 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Fig. 44 und 45, Fig. 47 und 48 schematisch an dem Schneidprofil des Fertigstellungswerkzeuges vorgenommene Korrekturen; Fig. 49 und 5o ;sind eine Teildraufsicht bzw. eine schaubildliche Teilansicht einer Abänderung der Schneidzähne eines Fertigstellungsschneidrades für eine der Flanken, wobei die Schneidprofile nach außen gerichtet sind; Fig. 5 r und 52 sind eine Teildraufsicht bzw. eine schaubildliche Teilansicht eines dem vorhergehenden ähnlichen Schneidrades, das zum Schneiden der zweiten Flanke bestimmt ist; Fig. 53 und 54 sind. eine Teildraufsicht bzw. eine schaubildliche Teilansicht von Schneidzähnen eines Fertigstellungsschneidrades für eine der Flanken, wobei die Schneidzähne nach innen gerichtet sind; Fig. 55 und 56 sind eine Teildraufsicht bzw. eine schaubildliche Teilansicht eines dem vorhergehenden, ähnlichen Schneidrades, das zum Schneidenn der zweiten, Flanke bestimmt ist; Fig. 57 zeigt schematisch ein Glättschneidrad., das ein Ritzel bearbeitet; Fig. 58 ist eine schaubildliche Teildarstellung, die die Szhneidzähne des Glättwerkzeuges deutlicher erkennen läßt; Fig. 59' ist einte sahanbildliche Teilansicht einer Ausführungsform eines aus zusammengelegten Scheiben, bestehenden, Glättwerkzeuges, und Fig. 6o ist eine Teilansicht der in radialer Ebene geschnittenen Einrichtung nach Fig.59. Das Werkzeug zum Schneidern des Rades in einem einzigen Arbeitsgang Aus den Darstellungen der Fig. 7 und 8 ergibt sich, d.aß die aufeinanderfolgenden Schnittspuren a-b-c-d-e ... (Fig. 14) von dem Durchgang aanfeina.nderfolgender Schneidprofile herrühren können, die längs eines Schneidrades staffelförmig derart aufgekeilt sind, daß man aneinander anschließende Schnittspuren erhält. Man kann also annehmen, daß diese Schneidprofle längs einer Spirale 3 gestaffelt liegen. Wenn man also nach dem. Verfahren gemäß der Erfindung ein Ritze, g von n. Zähnen (Fig. 1, 2, 15 und 16) schneiden will, wählt man ein Rad x mit versetzter Achse von N Zähnen, deren. Zahnflanken richtig und ohne Spiel in das zu schneidende Ritze, g einpassen.
  • Zur Erleichterung der Erläuterung sei angenommen, daß die Zähne des Rades x länger sind als diejenigen des Ritzels g, besonders nach innen zu. Um das Werkzeug herzustellen, spant man; einen Teil jedes Zahnes ab, wobei man für alle Zähne einen, Zahnkörper i, i', i" . . . von gleicher Länge stehen,läßt (Fig. 15, 16 und 17). Vorteilhaft liegen die FläC,h,en 2, 2', 2". . ., welche diese Zahnkörper nach außen begrenzen, längs, einer Spiralkurve 3, deren Steigung ungefähr gleich der Zahnlänge des zu schneidenden, Ritzels g ist (Fig. 15 und 16).
  • Die erwähnten Flächen 2, 2, 2" ... sind die Schneidflächen des Schneidrades, und die Profile h k n, li k' n.', die sich aus dem Schnitt dieser Flächen mit den zusammenarbeitenden Flanken, ergehen, sind nach entsprechender Hinterdrehung die Schneidproflle des Werkzeuges oder genauer des Schneid.r-ades x. Jeder Zahn oder jeder Zahnkörper des Schneidrades wird also ein: Werkzeug- oder Schneidzahn.
  • Man erhält also auf- diese Weise eine Anzahl Werkzeuge, deren Zahl im Prinzip gleich der Zähnezahl, des Rades x ist. Jeder Schneidzahn hat eine andere Schneidfläche, und die verschiedenen: Schneidflächen, stellen jede einen Querschnitt des Zahnes des versetzten Rades x darr, welches mit dem zu schneidenden Rad zusammenarbeitet. Mit anderen Worten, wenn man einen Zahn 4 des Rades x (Fig. 17) nimmt und ihn durch eine Anr zahl Flächen 5, 5', 5"... unterteilt, die gleich der Zähnezahl dieses Rades x ist, wobei die Flächen unter sich parallel sind und auf der ganzen Länge des Zahnes 4 auf gleichem Abstand stehen, so erhält man durch die Schnittlinien des Scheitels und: der Flanken des Zahnes mit den erwähnten Flächen 5, 5', 5" . . . die Schneidprofile h k n, h.' k' n.', li'k"n" . . . der aufein@anderfolgenden Schneldzähne des Schneidrades x.
  • Das auf diese Weise ausgeführte Schneidrad ersetzt also das versetzte Rad, das mit dem zu schneidenden: Ritze, zu,sammenpaßt. Das Schneidrad hat die Form eines besonderen Zahnrades, dessen. Zahnkörper gleicher Länge längs einer Spirale gestaffelt sind und alle eine Schneidfläche aufweisen, die einen Querschnitt des Zahnes dieses Grundzahnrades darstellt. Das Schneidrad wird in die normale Eingriffslage des. Grundrades; das ihm als Vorbild gedient hat, gebracht und um seine !, Achse gedreht, während das zu schneidende Rad um seine Achse gedreht wird. Die Winkelgeschwindigkeit des Schneidrades bzw. des zu schneiderüden Ritzels wird so gewählt, daß sie umgekehrt proportional der Zähnezahl ist. Damit die Zahnfläche mittels einer möglichst großen Zahl von, Schneid:-zähnen und mittels eines einzigen ununterbrochenen Umlaufes des Schneidrades und des Ritzels urn ihre zugehörigen Achsen, hergestellt wird, ist es vorteilhaft, das. Verhältnis zwischen, der Zähnezahl des zu schneidenden Zahnrades und der Zähnezahl des versetzten Grundrades, das als Vorbild bei der Herstellung des Schneidradesgedient hat, mit Überlegung klug zu wählen.
  • Damit ein Sahneidzahn nicht wieder auf einer Schnittspur einer von ihm bearbeiteten: Flanke einen Span abhebt, ehe adle anderen Schneidzähne des Rades über die gleiche Flanke hinweggegangen sind, muß beispielsweise N = kn ± a sein. In dieser Gleichung ist N, wie vorerwähnt, die Zähnezahl des versetzten Rades x, welches dem zu schneidenden Ritze, g zugeordnet ist; n ist die Zähnezahl des Ritzels g; k ist eine ganze Zahl (oder der Quotient aus dem Einer durch eine ganze Zahl), und a ist eine ganze Zahl, die gleich sein kann dem Einer, oder eine beliebige, durch n nicht teilbare Zahl.
  • Man kann alsoi im Prinzip zahlreiche Verhältnisse wählen, beispielsweise für n= ia kann maal nehmen: N=3i, 47, 49 ... und für n=13 kann, man, nehmen;: N=27, 35, 40, 53 ... Unter diesen. Verhältnissen ist offensichtlich immer eins, das am besten für jedes gegebene Problem geeignet ist und das klugerweise gewählt wird, wobei man die allgemeinen Bedingungen oder Erfordernisse berücksichtigt, die ein Schneiden auf wirtschaftlicher Grundlage bedingen.
  • Bei Einhaltung dieser Vorschriften geht das Schneiden außerordentlich schnell und richtig vor sich, und. die Herstellung erfolgt durch Schnittspuren; die auf der ganzen Länge des Zahnes sehr nahe beieinander liegen.
  • Es ist selbstverständlich, dalli eine richtige Herstellung und ein vollkommener Schnitt auch erhalten werden können, wenn andere Verhältnisse als die durch die Gleichung N=k n,± a gegebenen angewendet werden. In diesem Falle genügt es, der Maschine eine zusätzliche Teilungsbewegung zu geben. Jedoch ist dieses Verfahren wesentlich verwickelter.
  • Mit einem. nach der Darstellung der Fig. 15 und 16 ausgeführten Schneidrad, bei welchem nur ein Werkzeug für jeden zu schneidenden Zahn vorgesehen ist, erfolgt die Herstellung der Flanken durch Schnittspuren (Facetten), deren Zahl gleich der Zahl der Zähne ist, was: im allgemeinen eine genügende Genauigkeit ergibt.
  • Bei dieser Ausführung liegen, wie ersichtlich, siebenundvierzig Schneidprofile fortschreitend gestaffelt längs einer Spirale 3.
  • Nimmt man beispielsweise an, daß dieses Schneidrad ein zugeordnetes Ritze, g von zehn Zähnen schneidet und da,ß der erste der mit i bis. 47 bezeichneten Schneidzähne als erster einen: Span aus der erster, Zahnlücke des Rades abhebt, so wird die erste Zahnlücke der Reihe nach von folgenden Schneidzähnen bearbeitet: 11, 24 31, 41, 4, 14, 24 34, 44, 7, 17, 27, 37, 47, 10, 20, 30, 40, 3, 13, 23, 33, 43, 6-" 16, 26, 36, 46, 9" i9, 29, 39, 2, 12, 22, 32, 42, 5, 15, 25, 35, 45, 8, 18, 28, 38.
  • Unter diesen Umständen, erfolgt also das Schneiden nicht fortschreitend durch nebeneinanderliegende Schnittspuren, sondern die Spuren liegen im Wechsel und nähern sich allmählich einander, um schließlich. einen ununterbrochenen Schnitt zu bilden. Während, des. Umlaufes des Schneidrades x und des zu schneidenden. Ritzels g um ihre zugeordneten Achsen werden sie allmählich einander genähert, damit die Schneidzähne die vorbestimmte Schneidtiefe erreichen.
  • Man kann diese abwechselnde Verteilung leicht. durch eine fortschreitende und regelmäßige Aufeinanderfolge von neben.einanderliegenden Schnittspuren ersetzen. Es genügt dazu, die Schneid zähne i, i', i". . ., wie es Fig. 18 schematisch erkennen läßt, so anzuordnen, da.ß sie mit dem zu schneidenden Material in ansteigender Größenordnung in Berührung treten. Unter Zugrundelegung des vorerwähnten Beispiels muß man zu diesem Zweck die Schneidzähne 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, io ... an der Stelle der Schneidzähne 11, 21, 31, 41, 4, 14, 24, 34, 44 ... vorsehen, wobei man der vorstehend aufgezählten Reihenfolge folgt. Auf Grund dieser neuartigen Anordnung kann jeder Zahn durch aufeinanderfolgende nebeneinanderliegende Abspannungen gebildet werden, die einen fortschreitend über die ganze Länge des Zahnes sich verlängernden oder erstreckenden Schnitt bilden, Bei dieser Ausführung ist die Spirale 3', längs welcher die verschiedenen Schnittflächen staffelförmig liegen, von sehr geringer Steigung, wie dies die gleiche Fig. 18 erkennen läßt.
  • Man kann selbstverständlich die Schneidflächen längs der Spirale 3' auf' verschiedene Weisen verteilen, aber dies würden nur Sonderfälle des vorher erwähnten Falles sein.
  • Bei den beschriebenen Beispielen liegen die Schneidflächen nach der Außenseite des Schneidrades zu. Selbstverständlich können diese Flächen auch nach der Innenseite zu gerichtet sein, in welchem Falle es genügt, die Drehrichtung des Schneidrades und, des zu schneidenden Ritzels umzukehren.
  • Ein Ausführungsbeispiel ist schematisch ins Fig. i9 dargestellt, aus welcher erkenntlich ist, dal3 die Schneidflächen 2, 2', 2" nach dem Innern des Grundrades zu gerichtet sind und daß man einfach die gleichen Charakteristiken wie die vorbeschriebenen angewendet hat, wobei diese SchneidfläChen 2, 2', 2" längs einer Innenspirale 3 staffelförmig verteilt sind.
  • Bei der Herstellung dieser Werkzeuge wird man auch die Änderungen berücksichtigen., die den Schneidzähnen durch wiederholtes Schleifen gegeben werden.
  • Wird beispielsweise das in Fig. 15 dargestellte Schneidrad x betrachtet, so ist erkenntlich, daß sich durch wiederholtes Schleifen die Stellung der längs der Spirale 3 gestaffelten Schneidfläcben ändert. Durch wiederholtes Schleifen nähern sich die Schneidflächen, wenn sie nach außen gerichtet sind, allmählich der Mitte des Rades, und umgekehrt entfernen sie sich von der Mitte, wenn sie nach innen zu gerichtet liegen. Schließlich werden sich die Schneidflächen 2, 2', 2" . . . längs einer anderen Spirale 3' befinden, die von der ersten Spirale 3 in einem Abstand liegt, der gleich der Dicke des durch Schleifen weggenommenen; Materials ist. Das Sch.neidrad entspricht dann, einem viel kleineren oder einem viel größeren Grundrad., je nachdem, ob die Schneidflächen nach der Außenseite oder nach der Innenseite des Schneidrades zh gerichtet sind.
  • Infolgedessen sind die Abmessungen des Ritzels g, das dieses Schneidrad x zu schneiden vermag, je nach dem durch das Schleifen: bewirkten. Zustand der Schneidzähne verschieden groß: Es läßt sich übrigens auf sehr einfa,dhe Weise erreichen, daß dieses Schneid,rad, selbst nach zahlreichen Schleifvorgängen, d. h. selbst nach einer wesentlichen Verkürzung seiner Schneidzahnlänge, die gleichen Ritzelabmessungen herzustellen vermag.
  • Eine dieser einfachen Lösungen, die schematisch in Fig. 21 dargestellt ist, besteht darin, einen Schneidzahnvorrat zu bilden, indem man beispielsweise der Spirale 3, längs welcher die Schne@idflächen gestaffelt liegen, eine viel größere Steigung gibt, als die Steigung ist, die bei den vorhergehenden Ausführungen vorgesehen wurde. Infolgedessen werden eine gewisse Zahl der letzten Schneidzähne 8, 8', 8" . . . vorübergehend nicht benutzt. Entsprechend dem Ausmaß des Abschleifens verlagert sich jedoch die Spirale 3 nach der Mitte zu und verkleinert sich ebenso wie die Schneidflächen der, zusätzlichen Schneidzähne, die schließlich die Größe der benutzbaren Schneidflächen erreicht. Gleichzeitig werden die zu klein gewordenem Schneidflächen des anderen Endes der Spirale außer Arbeit gesetzt für das Schneiden des Ritzels, zu dessen; Herstellung sie ursprünglich bestimmt waren..
  • Selbstverständlich kann ein Schneidrad; das infolge des. vielen Anschleifens zum Schneiden eines bestimmten Profils nicht mehr verwendet werden kann, noch gut zum Schneiden von Ritzeln gebraucht werden, deren Zähne weiter zur Mitte des Kegels oder von der Mitte des Kegels weg stehen, je nachdem die Schneidflächen des Schneidrades nach außen oder nach innen gerichtet sind: Zur Erzielung einfies guten Schnittes muß jeder Zahnkörper entsprechend den bekannten Prinzipien hinterdreht sein:. Dieses Hinterdrehen muß genau .ausgeführt werden, um wirksame Brustwinkel zu erhalten. Die Richtung der Hinterdrehung wird bestimmt durch das Schneidverfahren, die Richtung des Vorschubes, die Verzahnungsart; das beabsichtigte Schleifverfahren und durch die konstruktiven Eigenheiten des Werkzeuges. Die Größe der Hinterdrehung hängt von dein Abspanwinkel, der den allgemeinen Schneidbedngumgen am besten entspricht, dem Vorschub, der Schnittgeschwindigkeit, der Art des zu schneidenden Materials, der Einstellung des Werkzeuges, der Größe des Versatzes; der Anzahl der Schnittunterteilungen, der Stellung dieser aufeinanderfolgenden Unterbrechungen, oder Unterteilungen des Zahnes längs. dessen Zahnkörpers usw. ab.
  • Wenn auch die Richtung oder Lage und die Größe der Hinterdrehung veränderbar sind; so wird diese - orzugsweise so ausgeführt, daß die Schneidprofile auch nach wiederholtem Schleifen immer solche Profile sind, die mit den Flanken des Ritzels, dessen, Herstellung beabsichtigt ist, in richtiger Weise zusammenpassen.
  • Trotz des scheinbar verwickelten Aussehens der Hinterdrehung der Zähne des Schneidrades, kann diese Hinterdrehung industriell einfach hergestellt werden, wobei man: jedoch die größte Sorgfalt aufwenden, und mit größter Genauigkeit arbeiten müß.
  • Die Schneidräder gemäß der Erfindung sind industriell übrigens, an, sich sehr einfach herzustellen, erfordern jedoch, in derAnfertigung große Sorgfalt. Die Schneidzähne können mit dem eigentlichen Schneidra,d aus einem Stück bestehen o der auf dem letzteren aufgebracht sein, so daß das, Rad dann einen gemeinsamen Träger darstellt.
  • Im ersten Falle wird ein Schneideahn nach dem anderen sorgfältig durch eine zu diesem Zweck entsprechend ausgebildete Schleifmaschine berichtigt, wozu bemerkt wird, daß die Schneidflächen der Sch ,eidzähne leicht zugänglich sind.
  • Im zweiten Falle lassen sich zahlreiche konstruktive Formen erdenken, in deren Durchführung die Schneidzähne in ihrer richtigen Lage auf dem gemeinsamen, durch das eigentliche Rad gebildeten Träger befestigt werden. Die Schneidzähne können, einzeln oder in Gruppen aufgesetzt werden:.
  • Eine erste Ausführungsform eines Schneidrades mit einzeln aufgesetzten Zähnen ist in den Fig. 22 und 23 dargestellt. Die Schneidzähne i, i', 1" . . . werden. durch Einzelteile gebildet, von denen jeder Teil nach unten durch einen im Querschnitt im wesentlichen trapezfärmigen Fuß 9 verlängert ist. Der eigentliche Schneidzahnträger io besitzt eine kreisringfömige Ausnehmung i i, die nach außen durch einen Ring 12 und. nach innen, durch einen; Ring 13 begrenzt wird. Die Schneidzäh.ne i stützen. sich mit ihrem Fuß 9 in der Ausnehmung i i auf schräge Zwischenstücke 13' ab und: werden, zwischen den, äußeren Ring 12 und ein. Kulissenstück 14 fest einsgekeilt, das mittels einer durch. eine Gegenmatter 16 verriegelbaren Druckschraube 15 kräftig angedrückt werden kann. Gegen; die schrägen Seitenflächen des Fußes 9 des Schneideahnes legen sich die Schrägflächen des Außenringes 12 bzw. des Kulissenstückes 14. Der Außenring 12 und der Innenring 13 sind leicht abnehmbar und werden auf dem Träger io mittels der Schrauben 17 und 18 gehalten. Die Schneidzähne i lassen sich also schnell und leicht abnehmen und wieder aufsetzen. Der gleiche Träger io kann zur Bildung von Schneidrädern verschiedener Charakteristik benutzt werden. Durch diese einfache Anordnung werden nicht allein die Schneidzähne, i immer sicher in ihrer richtigen Lage festgehalten, sondern ihre Stellung kann auch jederzeit geregelt werdeni. Die Kulissenstücke 14 werden selbstverständlich in Kulissen geführt, die in der genauen Richtung liegen, die von dem entsprechenden Schneideahn eingenommen werden maß.
  • Eine andere Ausführungsform des Schneidrades mit abnehmbaren Zähnen ist schematisch in den Fig. 24 und 25 dargestellt, wobei in dieser Ausführung die, Schneidzähne. zu Gruppen von dreien verbunden sind. Jede aus drei Schneidzähnen i, i', 1" bestehende Gruppe ist auf einem gemeinsamen Fußstück i9 befestigt, das so profiliert ist, daß die Schneidzähne nach der Zusammenstellung aller Fußstücke längs einer Spirale liegen, wie dies bereits früher ausgeführt ist. Die Fußstücke i9 werden beispielsweise durch Schrauben 2o auf einem Rad 21 befestigt, das einen gemeinsamen Träger für alle Schneidzähn.e darstellt. Man kann also diese Schneidzähne leicht gruppenweise abnehmen, indem man einsfach die Schrauben 2o herausschraubt. Diese Ausführung ist also besonders einfach und ihre technische sowie industrielle Durchführung sehr leicht. Die Zahndruckfläche Die Berührung zwischen den Zähnen von zusammen,arbeitenden Zahnrädern ist ebenfalls von sehr großer Wichtigkeit. Betrachtet man ein nah dem Verfahren der Erfindung geschnittenes Ritzel, welches mit einem Zahnrad im Eingriff steht, das genau demjenigen Zahnrad entspricht, nach dem das Schneidrad ausgeführt worden ist, so erfolgt die Berührung zwischen den Flanken des Ritzels und des: Rades praktisch auf der ganzen Fläche der Flanken. Mit anderen Worten, die Zahndruckfläche solcher Verzahnungen erstreckt sich über die ganze Länge und über die ganze Tiefe der Flanken; wie bei 22 (Fig. 26). Um jedoch einen gewissen Spielraum bei der Aufstellung der Achsen zu haben. und auch zu erreichen, daß auch unterschiedliche Eingriffsstellungen noch richtig sind, wodurch eine weniger starre Montage der Achsen. möglich wird., zieht man in der Praxis. vor, die Berührung zwischen. den Zähnen zu lokalisieren., indem die Berührung auf eine Fläche 23 (Fig. 9) begrenzt wird, deren Ausdehnung und Lage von großer Wichtigkeit sind.
  • Das Schneidverfahren gemäß der Erfindung ermöglicht es, den Oberflächen der Flanken, verschiedene Formen zu geben, wodurch also ein Mittel vorhanden ist, um systematisch alle Erfordernisse einer guten Berührung zu erfüllen, indem man besonders die Länge, die Breite, die allgemeine Form sowie die Lage der Berührungsstelle oder Zahndruckfläche mit Bezug auf die ganze Flankenoberfläche abstimmt.
  • Schneidet man ein Zahnrad mittels eines Schneidrades, das hergestellt wurde, indem man von einem Zahnrad ausgeht, das theoretisch genau das gleiche wie, das zugehörige Grundrad ist, so wird das geschnittene Zahnrad genau zu dem Schneidrad und infolgedessen zu dem Grundrad passen. in diesem Falle wird sich die Berührung über die ganze Fläche der Flanke erstrecken. Um diese Berührung zu verändern, genügt es, zur Herstellung eines Schneidrades von einem Zahnrad auszugehen, das theoretisch, vollkommen zu dem Rad mit verminderter Berührung paßt. Das, theoretische Rad, das zur Herstellung des Werkzeuges dient, hat infolgedessen nicht die gleiche Verzahnung wie diejenige, mit welcher das zu schneidende Ritzel in Eingriff treten soll. Das bedeutet, daß man also an den Zähnen des theoretischen Zahnrades, das der Herstellung des Schneidrades zugrunde liegt, eine Korrektion mit Bezug auf die Zähne des Zahnrades vorzunehmen hat, mit welchem das zu schneidende Ritzel in Eingriff treten soll.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung und insbesondere die neuartige Konzeption des Schneidrades nach dem Verfahren ermöglichen jedoch die Erreichung des gleichen Ergebnisses mit anderen Mitteln, die gleichfalls sehr einfach sind. Es ist bereits, früher dargelegt worden, da,ß die verschiedenem aufeinanderfolgenden Schneidflä.chen längs einer Spirale 3 (Fig. 15) gestaffelt sind. Nimmt man im Gegensatz dazu an, daß die aufeinanderfolgenden Schneidflächen so ausgerichtet sind, daß sie nicht auf der erwähnten Spirale 3, sondern. längs einer Kurve 3' gestaffelt liegen, die nicht zur Spirale parallel verläuft, so kann; man sagen, da,B die verschiedenen aufeinanderfolgenden. Schneidflächeni nicht mehr vor dem Körper eines normalen Zahnes, wie er in Fig. 15 schematisch dargestellt ist, sondern beispielsweise von, einem korrigierten Zahn, 26, wie er in Fig. 34 dargestellt ist, gebildet werden. Die Kurve 3' verursacht nun Abänderungen in der aufeinanderfolgenden Lage der Schneidflä,chen.. Diese Änderungen in; dem theoretischen Zahn beruhen in; der Hauptsache darauf, daß der Schneidzahn hinterdreht ist. Würde der Schneidzahn nicht hinterdreht sein, so würde die durch das Schleifen hervorgerufene Korrektion nicht eine Änderung des theoretischen Zahnes, sondern; lediglich eine Verlagerung der Schnittspuren; längs des Zahnes beim Schneiden des, Ritzels zur Folge haben..
  • Je größer der Abstand, zwischen der Spirale 3 und der neuen Kurve 3' (Fig. 15) ist, um so größer wird die Verformung des theoretischen Zahnes-und infolgedessen um so, kleiner die Berührungsfläche sein. Die von den aufeinanderfolgen,den Schneidflächen erzeugten. Schnittspuren werden also korrigiert. Die abgehobenen, Späne werden nach der Mitte des geschnittenen Zahmes zu von geringerer Dicke sein als die Späne, die vom Arbeiten eines nicht korrigierten Schneidzahnes herrühren. Der auf diese Weise geschnittene Zahn wird also im mittleren Teil seiner Länge eine erhöhte Stärke aufweisen.
  • Ein Schneidrad, bei welchem die Spirale 3 durch die Kurve 3' ersetzt ist, wird also den Zahnrädern., die mit ihm geschnitten werden, eine Berührung geben, die sich über die ganze Höhe der- Flanke, jedoch nur über einer bestimmten, Teil der Zahnlänge erstreckt, wie dies bei 24 in Fig. 28 dargestellt ist.
  • Die Mitte dieser verkleinerten Berührungsfläche, d. h. der Teil, wo der Zahndruck oder die Berührung am größten ist, wird, bestimmt durch die Stelle, wo die Kurve 3' vom der Spirale 3 am weitesten entfernt liegt. Bei dem in Fig. 15 dargestellten Falle ist die Kurve 3' so geführt, daß der am weiteste, entfernte Punkt der Spirale sich in der Mitte des Zahnes befindet. Diese Lage kann jedoch nach Belieben geändert werden, und es ist wichtig, diese Veränderung jedem vorliegenden Falle anzupassen. Durch richtige Wahl der Kurve 3', längs welcher die au.feinanderfolgenden Schneidflächen der Schneidzähne sich stä,ffeln, kann man die Länge und die Lage der Zahndruckfläche mit bezug auf die ganze Flankenfläche selbsttätig ändern.
  • Bei der erwähnten Anordnung hat man, die Schneidflächen gewissermaßen einfach verlagert, indem man sie längs einer Kurve 3', die anders als die Spirale verläuft, staffelt. Diese Anordnung bringt keine merkbare Änderung in der Höhe der Za,hn;druckfläche mit sich, die weiterhin die ganze Höhe der Flanke einnimmt.
  • Manchmal ist es jedoch, erwünscht, daß die Berührungsstelle sich nur auf einem Teil 25 der Flankenhöhe erstreckt (Fig. 29).
  • Die Erfindung ermöglicht nun, die Höhe der Berührungsfläche ebenso wie die Lage derselben, auf der Flanke nach Belieben zu regeln. Zu diesem Zweck gerügt es, die Form der Schneidflächen des Schneidzahnes zu ändern, und die vorerwähnte flache Farm durch eine konkave Farm zu, ersetzen, deren; Krümmung übrigens entsprechend den gewünschten Charakteristiken. geändert werden: kann;.
  • Wenn man, wie Fig. 35 schematisch darstellt, der in gerader Projektion gezeigtem; flach Schneidfläche 27 beispielsweise das konkave Profil 28 gibt, so wird das Profil des theoretischen. Zahnes verändert oder korrigiert. Die Aushöhlung in der Mitte der Sahneidfläche des Schneidzahnes macht sich durch eine Krümmung der beiden Seitenflächen 29 und, 3o des Schneid,profils bemerkbar. Bei der mit einem solchen Schneidrad erfolgenden Herstellung des Ritzels ergibt sich also ein Überfluß an Material in der Mitte des geschrittenen Zahnes, und die Flankenberührung erstreckt sich über die ganze Länge des Zahnes, jethoch nur auf einem Teil der Höhe (Fig.29). Die Lage dieser Berührungsstelle längs der Höhe der Flanke kann gleichfalls geändert werden, indem man die Krümmung der Aushöhlung der Schneidfläche ändert.
  • Die Fig. 38 und 39 zeigen schematisch in gerader Projektion zwei Krümmungsforrnen3i und 32, die die Zahmdruckfläche nach dem Fuß bzw. der Krone der Zahnflanken hin. zu legen vermögen.
  • Durch Kombination: der beiden soeben; beschriebenen, Mittel, die die Verkleinerung der Länge bz.w. der Höhe der Zahndruckfläche bewirken, und auch durch genaues Festlegen der Lage kann man diese verkleinerte Berührungsstelle nach sozusagen mathematischen Gesichtspunkten oder Kennzeichen festlegen (Fig. 27, 30, 31, 32, 33). Es wird also damit möglich, nicht allein; die Größe. derZahndruckfläche, sondern auch die genaue Lage dieser Fläche auf der Flankenfläche des Zahnes genau festzulegen,.
  • Ein anderes einfaches Mittel zur Erreichung des gleichen Zieles besteht darin, zwischen dem Schneidrad und dem zu schneidenden Ritzel kleine relative Lageänderungen vorzunehmen, die gewissermaßen. die relativen Lageänderungen, die durch das geschnittene Ritzel und das mit ihm im, Eingriff stehende Rad. ausgeführt werden und die von den elastischen Verformungen herrühren!, die eintreten, sobald die Zahnräder unter voller Belastung arbeiten, reproduzieren,. Man kann diese Lageänderungen durch verschiedene Mittel herbeiführen. Insbesondere kann man auf der das Verfahren durchführenden Schaeidmaschine die notwendigen Einrichtungen vorsehen, damit, sobald die endgültige Schnittiefe erreicht ist, nach Belieben die relative Lage der Achsen des, Schneidrades und des zu schneidenden Rades um eine Größe geändert werden kann, die gleich groß der Verlagerung ist, die von den elastischen Deformationen; herrührt. Das, mittels der Schneidzähne erfolgende Schneiden erfolgt dann in der Weise, daß die geschnittenem Flanken selbsttätig im Verhältnis der erwähnten elastischen. Deformationen: korrigiert werden. Das Werkzeug zum Schneiden des. Vorschnittes Im Gegensatz zu dem Schneiden in einem einzigen Arbeitsgang, bei dem es vorteilhaft ist, eine mÖglichst große Anzahl von Schnittspuren herzustellen, um einen möglichst hohen Grad vors Glätte zu erhalten, muß man bei dem Schneiden des Vorschnittes vor allem die Herstellungsgeschwindigkeit in Betracht ziehen.
  • Macht man beispielsweise in der Gleichung N=kn±ad.enWert N=47,n=rounda=3. so ergibt sich, daß ein Schneidzahn die gleiche Schnittspur in einer bestimmten, Lücke. nur nach zehn Umdrehungen des N Zähne aufweisenden Ritzels wiederholt. Die Zahl der Schnittspuren wird deshalb 47 sein, unter der Voraussetzung, daß jeder Zahn nur ein einziges Schneidprofil aufweist.
  • Zur Herstellung des Vorschnittes kann man die Zahl der Schnittspuren vermindern, da es ja immer erforderlich ist, daß ein Überschuß an Material auf den Flanken für den: folgenden Fertigbearbeitungsr vorgang verbleibt. Wenn man also in der erwähnten Gleichung beispielsweise a = 2 macht, so, würde die Zahl der Zähne des Schneidrades kn ± 2 = 5 X I0-2 = 48 sein. Bei einem solchen Schneidrad von achtundvierzig Zähnen, das ein Ritzel von zehn Zähnen schneidet, wird, ein beliebiges Schneidprofil die gleiche Schnittspur in einer gegebenen Lücke nach fünf Umdrehungen anstatt zehn Umdrehungen wiederholen. Die Schnittspuren. überlagern sich; also zweimal schneller. Wenn; man. also die Zahl der Zähne des Schneidrades richtig wählt, kanni mann diesen eine doppelte Vorschubgeschwin:-digkeit geben, wobei die Spandicke die gleiche, die Spanlänge jedoch größer sein wird.. Ein solches Werkzeug ist schematisch in Fig. 42 dargestellt. Es ist in dieser Figur erkenntlich, daß die Schneidflächen längs zweier Spiralen. 3", 3"' gestaffelt sind, die annähernd parallel verlaufen. Aber diese beson: dere Anordnung der Schneidflächen, ist nicht unumgänglich notwendig. Sie hat vor allem: den, Zweck, auf zwei einander folgenden Zähnen des Ritzels Schnittspuren herzustellen, deren, Lage auf der Zahnlänge die- gleiche ist. Man hat- sozusagen zwei Schneidräder kombiniert, von denen das eine aus den mit den, arabischen Ziffern r bis 24 und. das andere aus den mit den römischen Ziffern I bis XXIV bezeichneten Zähnen besteht.
  • Ein anderer Schneidradaufbau, der zum Schneiden des Vorschnittes bestimmt ist, ist in den Fig, 41 bis 46 dargestellt. Das wesentliche Kennzeichen dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß die Schneidzähne einen Querschnitt haben, der lediglich eine Flanke und einen Teil der Krone des Grundzahnes wiedergibt. Die Fig. 41, 42 und 43 zeigen ein solches Werkzeug, dessen Schneidprofile nach außen gerichtet sind, während. die Fig.4q., 45 und 46 ein gleiches Werkzeug zeigen, dessen Schneidprofile nach, innen zu liegen.
  • Diese Schneidräder vermögen also nur eine einzige Flanke des Ritzels zu schneiden. Man muß demnach ein solches Schneidrad zum Schneiden der einen Flanke und ein zweites Schneidrad zum Schneiden der anderen Flanke des gleichen Ritzels haben.
  • Wie besonders aus der Fig.43 erkenntlich ist, sind die beiden benachbarten Schneidflächen unter einem Winkel einander entgegen,gerichtet.
  • In dein! Fig. 44, 45 und 46 finden sich die gleichem. Kennzeichen, jedoch sind die Schneidflächen nach innen gerichtet. In diesem Falle stehen die Schneidflächen gleichfalls abwechselnd in entgegengesetzter Richtung und in einem Winkel ß zueinander wie in dem vorerwähnten Falle.
  • Zur Herstellung des Vorschnittwerkzeuges geht man von einer theoretischen Verzahnung oder Zahnrad aus, das vorzugsweise vollkommen mit dem zu schneidenden Ritzel zusammenpaßt, dessen Zähne jedoch genügend dünn sind, damit für die nachfolgende Bearbeitung ein Überschuß an Material stehenbleibt. Es ist auch zulässig, daß das zum Schneiden des Vorschnittes bestimmte Schneidrad nicht vollkommen mit dem zu schneidenden Ritzel zusammenpaßt, da bei dieser Herstellungsstufe eine große Genauigkeit der Flanken nicht erforderlich ist. Man kann natürlich bei diesen verschiedenartigen, zum Schneiden des Vorschnittes bestimmten Werkzeugen die verschiedenen, bei der Beschreibung der insbesondere zum Schneiden in einem einzigen Arbeitsgang dienenden Schneidräder erläuterten Kennzeichen oder Charakteristiken zur Anwendung bringen. Das Fertigstellungswerkzeug Die Fertigstellung ist der Arbeitsvorgang, der dem Schneiden des Vorschnittes folgt und den Zähnen die richtige Form gibt. Die Fertigstellung kann entweder durch ein Werkzeug ausgeführt werden, dessen Zähne die gleiche Stärke haben wie die Zähne eines richtig passenden Rades ohne Spiel, oder durch ein Werkzeug, dessen Zähne eine geringere Stärke aufweisen.
  • Im ersten Falle erfolgt die Fertigstellung in einfacher Weise auf den beiden Flanken ein und derselben Lücke. Da man eine möglichst beste Fertigstellung erzielen muß, wendet man vorteilhaft, wie bei dem Schneidverfahren in einem einzigen Arbeitsgang, zum Aufbau dieses Werkzeuges die Gleichung N = kn ± a an.
  • Man könnte gleichfalls mehrere Schneidflächen auf jedem Werkzeugzahn vorsehen, um die Zahl der Schnittspuren noch zu vergrößern. Da es bei diesem Fertigstellungsverfahren vorteilhaft ist, daß das Werkzeug am Zahnlückenboden nicht arbeitet, macht man zu diesem Zweck die Höhe des Schneidzahnes etwas kleiner als die Höhe der Zahnlücke. Die Hinterdrehung der zur Fertigstellung bestimmten Schneidzähne kann im allgemeinen ge-,ringer sein als die Hinterdrehung der zum Schneiden eines Vorschnittes dienenden Schneidzähne.
  • Die vorstehend gemachten Darlegungen in bezug auf die Zahndruckfläche gelten auch vollständig für das Fertigstellungswerkzeug.
  • Sobald jedoch die Stärke der Schneidzähne gering ist, vermögen sie nicht, die beiden Flanken gleichzeitig zu schneiden, und es ist dann erforderlich, die Fertigstellung der beiden Flanken einzeln vorzunehmen. Man kann dann zwei verschiedene Werkzeuge benutzen, von denen jedes eine Seite der Verzahnung darstellt und von denen jedes zum Schneiden einer unterschiedlichen Flanke bestimmt ist. Diese Durchführung hat den Vorteil, daß man einen günstigen Schneidwinkel festsetzen kann, ohne in besonderer Weise die Schneidfläche profilieren zu müssen.
  • Bei der Durchführung kann man auch so vorgehen, daß das zum Schneiden der einen Flanke bestimmte Schneidrad nach außen gerichtete Schneidflächen und das andere Schneidrad nach innen gerichtete Schneidflächen aufweist. Diese Anordnung ist dann von Vorteil, wenn erreicht werden soll, daß die durch das Abspanen erzeugte Gegenkraft entgegengesetzt der Umlaufbewegung des Zahnrades gerichtet ist, denn das Spiel in den Antriebsorganen hat dann weniger Einfluß.
  • Ein solches Schneidrad kann aber trotzdem zahlreichen Abänderungen, sofern diese im Rahmen der Erfindung liegen, unterworfen werden.
  • Es ist leicht, auf ein und demselben Werkzeug bestimmte oder alle den vorerwähnten Stufen eigenen Charakteristiken vorzusehen. Die Anordnung kann aber auch so getroffen werden, daß alle oder bestimmte Schneidzähne nur eine Flanke schneiden oder daß ein Schneidprofil so ausgeführt wird, daß es gleichzeitig einen anderen Teil der zweiten Flanke erzeugt. Eine besondere Durchführung ist summarisch in den Fig. 47 bis 56 dargestellt. In diesem Falle werden zwei Schneidräder verwendet. Das eine Schneidrad besitzt Schneidzähne, deren Schneidprofil (Fig.47) begrenzt ist auf eine bestimmte Größe 35 der linken Kante, auf den rechten Teil 36 des Kopfes und den oberen Teil 37 der rechten Kante, während der Querschnitt der Schneidzähne des zweiten Schneidrades sich auf die Komplementärteile zu den ersten Teilen begrenzt, nämlich auf die Teile 38, 39 und 4o (Fig.48). Die schneidenden Teile dieser verminderten Profile stehen also frei.
  • Die Fig. 49 und 5o zeigen schematisch in Draufsicht bzw. in Ansicht schaubildlich ein solches besonderes Schneidrad, bei welchem die Schneidflächen nach außen gerichtet sind, wobei dieses Schneidrad zum Schneiden der einen Flanke des Ritzels bestimmt ist. Das Komplementärschneidrad ist in Draufsicht bzw. in Ansicht in den Fig. 51 und 52 dargestellt. In beiden Rädern finden sich Schneidzähne vor, deren arbeitende Teile auf eine bestimmte Größe der einen Kante, der Kopffläche und der zweiten Kante begrenzt sind.
  • Die Fig. 53, 54, 55 und 56 zeigen schematisch in Draufsicht und in Ansicht schaubildlich zwei Komplementärschneidräder, die ähnlich den vorhergehenden sind, bei denen aber die Schneidflächen nach innen zu gerichtet liegen.
  • Man kann auch auf ein und dem gleichen Schneidrad verschiedenartige Schneidprofile vorsehen sowie die verschiedenen vorerwähnten Kennzeichen unter sich kombinieren.
  • Bei allen diesen Werkzeugen, und zwar bei den Werkzeugen zum Schneiden in einem einzigen Arbeitsgang als auch zum Vorschneiden und zur Fertigstellung, erfolgt die Herstellung der Schneidflächen unter Beachtung aller beim Schneiden von Verzahnungen bekannten Vorschriften bzw. Erfahrungen. Es ist z. B. bekannt, daß die Form und die Stellung der Schneidfläche von dem gewünschten Schneidwinkel abhängen. Diese Schneidfläche kann eben, gekrümmt, teilweise eben und teilweise gekrümmt, zusammengesetzt od. dgl. sein.
  • Das Werkzeug zum Ausführen eines Glättschnittes Bei allen vorerwähnten Werkzeugen ist es unumgänglich notwendig, die Schneidzähne in passender Weise zu hinterdrehen, um schneiden zu können. Das Glätten setzt jedoch voraus, daß das Schneiden beendet ist und daß nur ein sehr kleiner Materialüberschuß wegzunehmen bleibt, wodurch manchmal der Glättvorgang zu einem Poliervorgang wird. Ein Glätten genügt deshalb. Wenn man nun die Hinterdrehung der an die Schneidkante angrenzenden Flächen vermindert, vermindert man die Schneidfähigkeit und erhält eine Glätt- oder Polierwirkung.
  • Ein nicht hinterdrehter Schneidzahn glättet und poliert also, ohne zu schneiden. Vorzugsweise bringt man möglichst viele Glättkanten zum Arbeiten, um die Zahl der Glättspuren zu erhöhen, wie dies beim Schneiden dargelegt ist. In der Praxis ist die Forderung, keine Hinterdrehung vorzusehen, leicht zu erfüllen, da es genügt, die Glättkanten durch einfache Nuten mit scharfen Kanten zu bilden. Die Ausführung eines solchen Glättwerkzeuges ist um so leichter, da man von einem Normalrad ausgehen kann, das richtig zu dem zu glättenden Rad paßt, und da es genügt, die Nuten längs einer Spirale zu staffeln, deren Steigung im wesentlichen gleich dem Abstand ist, den zwei benachbarte Nuten ein und desselben Zahnes voneinander haben.
  • Eine solche Ausführung ist als schematische Teilansicht schaubildlich in Fig. 57 dargestellt. Bei dieser Ausführung geht man von einem Rad 41 aus, das richtig mit dem zu glättenden Ritzel42 im Eingriff steht und dessen Achse weder konvergent noch parallel zur Achse des Ritzels verläuft. Die Flanken jedes Zahnes des Rades 41 weisen eine Folge von Nuten 43 auf. Diese Nuten sind vorzugsweise spiralförmig gestaffelt, d. h. alle Nuten aller Zähne des Rades 41 liegen längs einer Spirale; deren Steigung im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen benachbarten Nuten 43 des gleichen Zahnes ist. Das Profil, die Größe und die Lagenrichtung dieser Nuten sind in wesentlicher Weise veränderbar, jedoch ist es wichtig, daß sie scharfe und harte Kanten aufweisen. Diese Kennzeichen sind besser aus der schaubildlichen Teilansicht nach Fig.58 erkenntlich. Wenn man bei einem solchen Rad die Bewegung einer Arbeitskante prüft, so findet man, daß diese Kante, wenn das Rad 41 und das zu glättende Ritzel in normaler Weise im Eingriff stehen und jeder Teil sich um seine Achse dreht, eine Gleitverschiebung in Querrichtung ausführt. Um ein Zahnrad mittels eines solchen Glättrades zu glätten, genügt es, die beiden Räder in normaler Weise bis auf Zahntiefe in Eingriff zu bringen und sowohl das Glättrad 41 als auch das zu glättende Rad um die zugehörige Achse zu drehen.
  • Für das Glätten ist es nicht notwendig, eine mechanische Verbindung zum Synchronisieren des Umlaufes der Achse des Glättrades und der Achse des zu glättenden Rades zu haben, da das Glättrad das zu glättende Rad durch den normalen Eingriff seiner Zähne mitzunehmen vermag.
  • Ausgehend von den vorbeschriebenen Grundformen können verschiedene Konstruktionsabänderungen ausgeführt werden. Insbesondere kann man als Glättwerkzeug eine flache Ringkrone oder lediglich den Sektor einer flachen Ringkrone verwenden. Dem Werkzeugrad kann eine ununterbrochene oder eine Pendelbewegung gegeben werden. In bestimmten Fällen kann die normale Drehung von einer Druckwirkung in Richtung der Tiefe der Zähne begleitet sein. Man kann auch das zu bearbeitende Rad abbremsen, wobei man das Glättrad mittels einer Kraft verschiebt, die größer ist als diejenige Kraft, die die Bremskraft überwindet. Bei dieser Ausführung würde man einen bestimmten Druck senkrecht zur Flanke ausüben.
  • Was das eigentliche Rad anbetrifft, so kann man an ihm gleichfalls zahlreiche konstruktive Abänderungen vornehmen. Bei dem vorerwähnten Beispiel besteht das Glättrad aus einem einzigen Teil, dessen Nuten in die Zähne eingeschnitten sind. Man kann diese Nuten auch erhalten, indem man die Zähne aus Reihen einzelner Scheiben herstellt, die voneinander durch Zwischenstücke getrennt sind, deren Stärke beispielsweise gleich dem Abstand ist, der die Glättkanten voneinander trennt. Eine Ausführung dieser Art ist in den Fig. 59 und 6o schematisch dargestellt. Das eigentliche Werkzeugrad 4.4 wird von einem kreisförmigen Träger 45 gebildet, der einen Kranz darstellt, auf dem eine Reihe von Ringen oder Bändern 46 befestigt ist, die miteinander durch Verriegelungsbolzen 47 verbunden sind. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß durch Aneinanderreihen Glättkanten hergestellt werden können, ohne daß man eine sehr große Anzahl von Nuten schneiden oder abrichten muß, das bekanntlich eine eine große Genauigkeit erfordernde Arbeit ist.
  • Man kann auch ein Glättritzel verwenden. Fig. 61 zeigt schematisch ein solches Ritzel 48, von welchem jeder Zahn 49 eine Folge von Nuten 5o aufweist.
  • Fig.62 zeigt schematisch eine Ausführung aus nebeneinandergesetzten Platten. Diese Platten 5, werden fest zwischen eine Schulter 52 der Achse 53 und eine zugeordnete Gegenscheibe 54 mittels einer Verriegelungsschraube 55 gepreßt.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht also, die Zähne von Getrieben zu schneiden, fertigzustellen und zu glätten. Bei diesen drei Stufen werden die besonderen Gleitbewegungen zwischen den zusammenarbeitenden Flanken von Rädern mit versetzten Achsen benutzt. Die gleiche Schneidvorrichtung ermöglicht die vollständige Fertigstellung der Verzahnungen in einem einzigen Arbeitsgang oder in mehreren Arbeitsgängen.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht es, daß die kompliziertesten Schnitte mit gleicher Einfachheit hergestellt werden. Diese Einfachheit erstreckt sich sowohl auf die Schneidart als auch auf diese Schneidart anwendende Maschinen.
  • Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren ist das gemäß der Erfindung durchgeführte Schneiden äußerst wirtschaftlich, da es hervorgerufen wird durch die genaue Nachbildung der gewöhnlichen normalen Eingriffsbewegungen zwischen dem zu schneidenden Rad und dem Schneidrad, das an die Stelle des Rades .gesetzt wird, mit welchem das zu schneidende Rad zusammenarbeiten soll. Es ergeben sich hieraus große Vorteile hinsichtlich der technischen Durchführung des Schneidens. Was nun die wirtschaftliche Seite anbetrifft, so sind die erzielten Vorteile noch offensichtlicher. Die bekannten Verfahren erfordern zu ihrer Anwendung im allgemeinen eine Maschine oder eine Serie von Maschinen zum Schneiden einer Flanke und eine andere Maschine oder ,eine Serie von Maschinen zum Schneiden der zweiten Flanke. Gemäß der Erfindung können die beiden Flanken gleichzeitig geschnitten werden. Die durch Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung erzielte Schnittgeschwindigkeit ist beträchtlich. Als Beispiel sei angegeben, daß, wenn ein Ritzel von 83 mm Außendurchmesser mit zehn Zähnen von io mm Tiefe und 40 mm Länge mittels eines Schneidrades von siebenundvierzig Zähnen mit einem Versatz von 5o mm geschnitten werden soll und wenn weiter das Schneidrad Zoo n/min ausführt, was einer Schnittgeschwindigkeit von 6o m/min entspricht, und wenn schließlich der vorgesehene Vorschub 5/io mm auf allen zehn Umdrehungen des Schneidrades beträgt, das vollständige Schneiden eines Kegel-, Hyperboloid- oder Hypoidzahnrades in höchstens 5o Sekunden beendet sein wird. Wenn man dabei berücksichtigt, daß das Schneiden auf beiden Flanken mittels einer einzigen Maschine vollständig beendet ist, so läßt sich die industrielle Tragweite des Verfahrens gemäß der Erfindung ohne weiteres erkennen.
  • Der Nutzen erhöht sich noch durch die beträchtliche Verminderung der Einrichtungskosten im Vergleich zu denjenigen, die zur Zeit bei der Errichtung eines Unternehmens zum Schneiden von Zahnrädern erforderlich sind.
  • Von dem erläuterten allgemeinen Prinzip, welches sich auf die Ausnutzung der relativen Gleitbewegung zwischen den Zahnrädern mit versetzten Achsen zum Schneiden, Fertigstellen und/oder Glätten von Getrieberädern bezieht, ausgehend, kann man selbstverständlich zahlreiche konstruktive Abänderungen insbesondere an den Werkzeugen, an den Werkzeugteilen und an den Maschinen, die das Verfahren durchzuführen vermögen, treffen und vorsehen.
  • Die aus der Anwendung des Verfahrens sich ergebenden Vorteile sind gleichzeitig technischer, industrieller und wirtschaftlicher Art. Prüft man die Art und Weise, in welcher die Werkzeugzähne das Metall bearbeiten, so findet man, daß diese Arbeit, im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, ununterbrochen und konstant durchgeführt wird. Daraus folgt, daß die Werkzeugmaschinen wirtschaftlicher und mit einem geringeren Aufwand an Arbeitskraft arbeiten. Verglichen mit den bekannten Verfahren ist auch der technische Fortschritt gleichfalls besser. Vorn industriellen und wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen werden, wie dies schon durch ein Zahlenbeispiel bewiesen ist, höhere Arbeitsgeschwindigkeiten erreicht. Man kann gleichfalls auch zum ersten Male eine Maschine mit einem einzigen Schneidrad zum gleichzeitigen Schneiden mehrerer Ritzel herstellen. Diese Ritzel können gleichzeitig durch das gleiche Schneidrad bearbeitet werden und liegen zu diesem Zweck um das Schneidrad herum. Dieses Kennzeichen in Verbindung mit der großen Herstellungsgeschwindigkeit des Schnittes läßt den hohen und infolgedessen sehr wirtschaftlichen industriellen Fortschritt erkennen.
  • Im Gegensatz zu den zur Zeit verwendeten Maschinen sind die Maschinen gemäß der Erfindung sehr einfach und können verhältnismäßig leicht bedient werden.

Claims (22)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum gleichzeitigen Schneiden und Herstellen von Flach-, Kegel-, Hyperboloid-und Hypoidrädern, bei welchem die Gleitbewegung zwischen den zusammenarbeitenden Flanken zweier Zahnräder mit versetzten Achsen verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnezahl N des Schneidrades und die Zähnezahl n des zu schneidenden Rades der Gleichung N = kn ± a entsprechen.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zahn des Schneidrades nur eine einzige Schneidfläche aufweist, wobei die Schneidflächen auf einer spiralförmigen Kurve hintereinanderliegen.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß -als Werkzeug ein Rad (x) mit versetzter Achse verwendet wird, von dem jeder Zahn ein unterschiedliches Schneidprofil (hkn, h'k'n', h"k"ri' . . .) aufweist, von denen jedes einen Querschnitt (5, 5', 5" . . .) eines zu dem zu schneidenden Zahn richtig passenden Zahnes darstellt und alle Schneidprofile auf der ganzen Länge des Zahnes gestaffelt liegen. q..
  4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkzeug ein Rad (x) mit versetzter Achse verwendet wird, von dem jeder Zahn ein Schneidprofil aufweist, das durch den Querschnitt eines zusammenpassenden Zahnes gebildet wird, wobei das Schneidrad (x) und das -zu schneidende Rad (g) allmählich einander genähert werden, derart, d.aß jedes Werkzeug nur an einer Stelle schneidet, wobei die Gesamtheit der Schnittspuren aller Werkzeuge den Schnitt über die gesamte Länge der Zähne ergibt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken geschnitten und hergestellt werden durch aufeinanderfolgende, auf einer Stelle vor sich gehende Einwirkung von Schneidzähnen (i, i', i" ... ), deren Gesamtheit über die Länge der zu schneidenden Flanken gestaffelt ist, wobei die Tiefe des Schnittes durch eine allmähliche Annäherung zwischen dem Schneidrad und dem zu schneidenden Rad erzeugt wird.
  6. 6. Verfahren zum Glätten von nach Anspruch i hergestellten Zahnrädern, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbewegungen zwischen den zusammenpassenden Flanken von Getrieberädern mit versetzter Achse zur Durchführung des Glättens verwendet werden.
  7. 7. Werkzeug nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Schneidzähne längs einer Spirale (3) liegen, wobei die Schneidflächen durch die außenliegenden oder innenliegenden Stirnflächen (2, 2'; 2". . .) gebildet werden, wobei jede dieser Flächen (2, 2', 2" . . .) einen Querschnitt des Zahnes des Rades darstellt, das mit dem zu schneidenden Rad (g) zusammenarbeitet oder zusammenpaßt oder diesem zugeordnet ist. B.
  8. Werkzeug nach Anspruch i und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidflächen (2, 2', 2,". . .) der aufeinanderfolgenden Zahnkörper längs einer Spirale (3) gestaffelt liegen; deren Steigung annähernd gleich der Länge des zu schneidenden Zahnes ist.
  9. 9. Werkzeug nach Anspruch 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidprofile durch einen Querschnitt zwischen der Schneidfläche und den Flanken sowie dem- Kopf des zu schneidenden Zahnes gebildet werden, wobei das Schneidprofil immer so aufgestellt wird, daß es richtig zu den Flanken des zu schneidenden Rades paßt. io.
  10. Werkzeug nach Anspruch i und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Schneidflächen (2, 2', 2". . .) des Schneidzahnes längs einer Spirale (3) gestaffelt liegen, deren Steigung größer ist als die Länge des zu schneidenden Zahnes, um eine Schneidflächenreserve (8, 8', g". . .) zu schaffen, die zeitweise zwar nicht benötigt, aber durch wiederholtes Schleifen so abgeändert wird, daB sie zur Verwendung gelangt, sobald eine Anzahl von Schneidflächen nicht mehr zum Arbeiten kommt. ii.
  11. Werkzeug nach Anspruch 1, 7, 8, 9, 1o, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug durch ein zu dem zu schneidenden Rats richtig passendes Rad gebildet wird, dessen Zähne richtig geformt und hinterdreht sind, wobei das Schneidrad (x) aus einem einzigen Teil besteht.
  12. 12. Werkzeug nach Anspruch 1, 7, 8, 9, io, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidzähne (i, i'; i" . .) abnehmbar auf einem gemeinsamen Träger (to) befestigt sind.
  13. 13. Werkzeug nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet; daß die Schneidzähne längs einer Spirale (3') verminderter Steigung verteilt sind, so d@aß ihre Schnittspuren nebeneinanderliegen und auf diese Weise einen fortlaufenden Schnitt erzeugen, zu welchem Zweck die Zähne (2, 3; .4, 5, 6, 7, 8, 9 ... ) an die Stelle der Schneidzähne (11, 21, 31, 41, 4, 14, 24, 34 ... ) treten, wie deren Lage sich bei regelmäßiger Staffelung der Schneidflächen ergibt.
  14. 14. Werkzeug nach Anspruch i und 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Länge der Berührungsfläche zwischen dem geschnittenen Rad und demjenigen Rats, mit dem es gewöhnlich im Eingriff: stehen wird, die Schneidflächen längs einer von der Spirale (3) abweichenden Kurve (3') gestaffelt sind, wobei die Länge der Berührungsfläche durch die Größe der Entfernung zwischen dieser neuen Kurve (3') und der Spirale (3) bestimmt wird und die Mitte der Berührungsfläche von der Lage des Punktes der Kurve abhängt, der am weitesten von der Spirale entfernt liegt.
  15. 15. Werkzeug nach Anspruch i und 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidzähne eine konkave Schneidfläche (29, 30) aufweisen, um die Höhe der Berührungsfläche auf der Flankentiefe zu verändern.
  16. 16. Werkzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der verkleinerten Berührungsfläche (23) auf der Flankentiefe durch die Form der Aushöhlung der Schneidfläche der Schneidzähne bestimmt wird.
  17. 17. Werkzeug nach Anspruch i und 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe und die Lage der verkleinerten Berührungsfläche (23) durch richtige Wahl der Kurve, längs welcher die aufeinanderfolgenden Schneidflächen gestaffelt sind, sowie durch die Form der Aushöhlung dieser Schneidfläche geregelt werden.
  18. 18. Werkzeug nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die geradzahlige Zahl von Schneidzähnen in zwei Gruppen unterteilt ist, von denen die erste, alle geradzahligen Schneidzähne enthaltende Gruppe längs einer Spirale (3) und die zweite, alle ungeradzahligen Schneidzähne enthaltende Gruppe längs einer zweiten, parallel der ersten Spirale verlaufenden Spirale (3') gestaffelt liegt. ig.
  19. Werkzeug nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines Werkzeuges für schnelle Arbeiten, beispielsweise zum Schneiden eines Vorschnittes, schmale Schneidzähne verwendet werden, von denen bestimmte Zähne eine der Flanken und einen Teil des Bodens der Lücke und die anderen Zähne die zweite Flanke und den anderen Teil des Lückenbodens zu schneiden vermögen, wobei die Schneidflächen der ersten Zähne in der einen Richtung (33) und die anderen Zähne in der entgegengesetzten Richtung (34) liegen. 2o.
  20. Werkzeug nach Anspruch i, das insbesondere für Fertigstellungsarbeiten bestimmt ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidprofile teilweise unterbrochen oder weggelassen sind, so daß bestimmte, aus den Schneidteilen (35, 36, 37) bestehende Schneidzähne nur einen Teil einer Flanke, einen Teil des Lückenbodens und einen Teil der zweiten Flanke bearbeiten, während andere, einem zweiten Werkzeug zugehörende Schneidzähne Schneidflächen (38, 39,40 ) aufweisen, die so profiliert sind, daß sie Komplementärschnitte auszuführen vermögen, die Teile bearbeiten, die von dem ersten Werkzeug nicht bearbeitet worden sind.
  21. 21. Werkzeug nach Anspruch i, insbesondere zur Oberflächenbearbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug aus einem zu dem zu glättenden Rad (42) genau passenden Rad (41) besteht, dessen Zähne auf beiden Flanken mit scharfkantigen Nuten (43) versehen sind, so daß sie auf Grund der Gleitbewegung, die von den zwei gegeneinander versetzten Rädern ausgeführt wird, die Flanken des zu glättenden Rades zu bearbeiten vermögen.
  22. 22. Werkzeug nach Anspruch 2i, dadurch gekennzeichnet, däß zur selbsttätigen Herstellung der Glättnuten die Zähne (49) durch Aneinanderreihen von entsprechend geformten, durch Verschrauben miteinander verbundenen Platten oder Bändern (46 oder 51) gebildet werden. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 1 397 697, 1 398 039.
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