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Verfahren und Werkzeug zum Schneiden von Zahnrädern Die Erfindung
bezieht sich auf das durch Abwälzen erfolgende Schneiden von Zahnrädern, insbesondere
Kegel-, Hyperboloid- und Hypoidrädern.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Schließlich soll auch die Arbeit im Konstruktionsbüro zur Berechnung
der Einstellungen oder Abmessungen der verschiedenen Teile der Schneidmaschinen
vereinfacht werden.
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Ein erstrebtes und erreichtes Ziel ist es, zu ermöglichen, auf einer
einzigen Maschine und mit einem einzigen Werkzeug gleichzeitig mehrere Zahnräder
schneiden zu können.
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Das wesentliche Kennzeichen der Erfindung ist ein Verfahren zum Schneiden
von Zahnrädern, insbesondere Kegel-, Hyperboloid- und Hypoidrädern.
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Ein weiteres Kennzeichen besteht in einer neuen Werkzeugform, die
es ermöglicht, in Wirtschaftlicher Weise das neue Verfahren durchzuführen.
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Andere Kennzeichen der Erfindung werden aus den nachstehenden Erläuterungen
und Ansprüchen erkenntlich.
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Das Verfahren ist mit wenigen Ausnahmen zum Schneiden aller Kegel-,
Hyperboloid- und Hypoidräder verwendbar, ohne Rücksicht darauf, welche Längsrichtung
der Zahn hat.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Mit Hilfe des Verfahrens lassen sich mehrere Herstellungsarten von
Zahnrädern sehr wirtschaftlich, wie nachstehend beschrieben, durchführen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Bei dieser Ausführung liegen, wie ersichtlich, siebenundvierzig Schneidprofile
fortschreitend gestaffelt längs einer Spirale 3.
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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.
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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.
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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.
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Man kann selbstverständlich die Schneidflächen längs der Spirale 3'
auf' verschiedene Weisen verteilen, aber dies würden nur Sonderfälle des vorher
erwähnten Falles sein.
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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.
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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.
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Bei der Herstellung dieser Werkzeuge wird man auch die Änderungen
berücksichtigen., die den Schneidzähnen durch wiederholtes Schleifen gegeben werden.
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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.
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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.
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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..
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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:.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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..
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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.
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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.
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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.
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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.
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Manchmal ist es jedoch, erwünscht, daß die Berührungsstelle sich nur
auf einem Teil 25 der Flankenhöhe erstreckt (Fig. 29).
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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;.
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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.
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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.
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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,.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Wie besonders aus der Fig.43 erkenntlich ist, sind die beiden benachbarten
Schneidflächen unter einem Winkel einander entgegen,gerichtet.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die vorstehend gemachten Darlegungen in bezug auf die Zahndruckfläche
gelten auch vollständig für das Fertigstellungswerkzeug.
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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.
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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.
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Ein solches Schneidrad kann aber trotzdem zahlreichen Abänderungen,
sofern diese im Rahmen der Erfindung liegen, unterworfen werden.
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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.
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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.
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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.
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Man kann auch auf ein und dem gleichen Schneidrad verschiedenartige
Schneidprofile vorsehen sowie die verschiedenen vorerwähnten Kennzeichen unter sich
kombinieren.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Im Gegensatz zu den zur Zeit verwendeten Maschinen sind die Maschinen
gemäß der Erfindung sehr einfach und können verhältnismäßig leicht bedient werden.