-
Verfahren zum Schneiden von Zahnrädern, insbesondere Kegelrädern und
Fräswerkzeuge zur Ausführung dieses Verfahrens Es ist ein Verfahren zum Schnellen
von
-
rädern bekannt. bei welchem ein scheibenartiges \\Terkzeug ist einer
sich um einen Teil seines tmfanges erstreckenden llesserreilie verwendet «-ird.
Die Messer sind radial znr Achse des Werkzeugs angeordnet und haben hohle Schneidkanten.
Das «`erkzeug dreht sieh ün Eingrifl mit dein @\@ei-h stück um seine Achse. während
sich das @@'erlistiiclz nicht dreht. zwischen dem Werkzeug und jem Werkstück «-ird
eine relative IMchuhhewegun<g l;ings einer Zahnlücke des 1\1rkstücks herbeigeführt.
Diese Vorschubbeweg@un` ist @t_tf die Drehung der Messer zeitlich so ab,gestünmt,
daß verschiedene Messer an verschiedenen Stellen längs der Zahnlücke von ihrem einen
bis zum anderen Ende zum Schnitt gelangen _ Dadurch läßt sich erreichen, Mali die
Weite und Tiefe der lalinlücke von außen nach innen abnimmt und sich das Verzahnungsprofil
ändert, wie es bei Kegelrädern der Fall ist.
-
Auch die Erfindung bezieht sich auf ein der-,
-
artiges Verfa.mcn. Sie ist dadurch gekennzeichnet. daß das Werkzeug
als Fräser mit gleichbleibender Geschwindigkeit in derselben Richtung tunläuft und
das Werkstuch bei jedem Umlauf des Fräsers eine Teilbewegung erfährt, «-enn es sich
in der
Lücke zwischen dem ersten und letzten Messer der Messerreihe
befindet.
-
Bei dem bekannten Verfahren wird das Werkzeug wie ein Hobelstahl hin
und her bewegt und svnchron mit dieser Hinund'herbewegun.g einer hin und her verlaufenden
Drehung unterworfen. Um die Teilbewegung zu ermöglichen, ist der Hub des Werkzeugs
so lang bemessen, daß dieses am Hubende den Bereich der Zahnlücke verlassen hat.
-
Die relative Vorschubbewegung zwischen dem Werkzeug und Werkstück
längs der Zahnlücke des Werkstücks kann dadurch erfolgen, daß entweder die Werkzeugachse
oder das Werkstück oder beide relativ zueinander hin und her bewegt werden.
-
Zum Verzahnen von Spiralkegelrädern ist bereits ein Verfahren bekannt,
bei welchem das Werkzeug mit einer sich um einen Teil seines Umfanges erstreckenden
1Iesserreihe versehen ist und sich im Eingriff mit dem Werksdick um seine Achse
dreht, während das Werkstück feststeht. Dabei läuft das Werlzzeug als Fräser mit
gleichbleibender Geschwindigkeit in derselben Richtung um, und das Werksdick erfährt
bei jedem Umlauf des Fräsers eine Teilbewegung, wenn es sich in der Lücke zwischen
denn ersten und letzten Messer befindet. Diese Messer sind jedoch nicht radial zur
Achse des Werkzeugs angeordnet, sondern parallel zu dieser Achse, und es findet
auch keine Vorschubbewegung statt, so daß die Messer einfach-, Rotationsflächen
am Werkstück herausarbeiten und jedes Messer die Zahnflanken über die ganze Länge
vom einen Zahnende bis zum anderen bearbeitet, während das Verfahren nach der Erfindung
sich dadurch auszeichnet, daß verschiedene :Messer an verschiedenen Stellen längs
der Zahnlücke von ihrem einen zum anderen Ende zum Schnitt gelangen.
-
Das zur Ausführung des Verfahrens dienende Werkzeug hat nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung zwei nacheinander zum Schnitt gelangende Gruppen
von Messern, von denen die zuerst in Tätigkeit tretende Gruppe zum Schruppen dient
und infolge entsprechender Profilierung die zum Schlichten erforderliche Werkstoffmenge
stehenläßt, die dann von der folgenden zweiten Gruppe zerspant wird, welche daher
zum Schlichten dient.
-
Bei jedem Umlauf des Werkzeugs wird daher eine Zahnlücke geschruppt
und geschlichtet, und zwar auf beiden Flanken, ohne daß hierzu eine Abwälzbewegung
erforderlich ist. Nach Beendigung des Umlaufes beginnt unverzüglich die Herausarbeitung
der nächsten Zahnlücke, da inzwischen die Teilbewegung stattgefunden hat. Das Verfahren
nach der Erfindung zeichnet sich daher durch hohe Leistungsfähigkeit sowie durch
die Möglichkeit aus, mit Hilfe einer Fräsmaschine einfachster Bauart durchführbar
zu sein, bei welcher sich Werkzeug und Werkstück starr einspannen und führen lassen.
-
Die Fräsmesser sind so profiliert, daß sie die °rforderliche Zahnflankengestalt
'herausarbeiten, die sich bekanntlich bei einem Kegelrad von einem Ende des Zahnrads
zum anderen ändert. Zweckmäßig sind hierfür die seitlichen Schneidkanten der Messer
kreisbogenförmig profiliert, und ihre Krümmungsmittelpunkte liegen dann auf dreidimensionalen
Spiralen. Infolgedessen erhält der herausgearbeitete Kegelradzahn seine von einem
zum anderen Ende veränderliche Stärke und Höhe durch eine entsprechende Änderung
in der Gestalt der Messer.
-
Verläuft die Vorschubbewegung in bekannter Weise in der Richtung des
Zahnliickengrundes, so sind die Schlichtmesser alle gleich lang. Die Vorschubbewegung
kann aber auch geneigt zum Z_alinlückengrund verlaufen. In diesem Falle werden die
Schlichtmesser derart verschieden lang bemessen. daß ihre Enden auf einer Spirallinie
liegen und ihre Schneidkanten den Zahngrund über dessen ganze Länge hin mit der
erforderlichen Tiefe herausfräsen.
-
In den Zeichnungen sind mehrere verschiedene Ausführungsformen der
Erfindung veranschaulicht. In diesen zeigt
-
Fig. i schaubildlich den Längsvorschub des Messerkopfes bei der Verzahnung
eines zweier zusammengehöriger Kegelräder gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
-
Fig. 2 den Messerkopf beim Bearbeiten der Verzahnung an dem stärkeren
Ende der hegelzähn-,. wobei das Profil des an diesem Zahnende arbeitenden Messers
veranschaulicht ist,
-
Fig.3 eine entsprechende Ansicht des -Messerkopfes beim Bearbeiten
des schwächeren Endes des Kegelzahnes, wobei wiederum das Profil des an diesem Zahnende
arbeitenden Messers im Vergleich mit dem am anderen Zahnende arbeitenden Messer
veranschaulicht ist,
-
Fig.4 in einer der Fig. -2 entsprechenden Darstellung das Bearbeiten
der anderen Zahnflanke der Lücke, wobei das Messerprofil für das stärkere Zahnende
abgebildet ist, die
-
Fig. 5 und 6 eine andere Ausführungsform der Erfindung für die Verzahnung
von zusammengehörigen Kegelrädern,
-
Fig.7 eine Darstellung verschieden profilierter Messer, die für das
in den Fig. 5 und 6 dargestellte Verfahren Verwendung finden, und
-
Fig. 8 und 9 einen 3,Iesserkopf nach der vorliegenden Erfindung im
Aufriß und Querschnitt. Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen sei die
-
Erfindung nunmehr im einzelnen erläutert. Wie bereits erwähnt, kann
man mit dem Verfahren nach der Erfindung entweder jeweils nur eine Flanke oder aber
beide Flanken einer Zahnlücke gleichzeitig bearbeiten. Zunächst sei die erste Möglichkeit
näher erläutert.
-
Als Fräswerkzeug dient ein scheibenfö rmigur Messerkopf von verhältnismäßig
großem Durchrnesser, dessen Messer um seinen Umfang herum angeordnet sind, und zwar
derart, daß zwischen dem letzten und dem ersten Messer eine Lücke verbleibt, wie
es Fig.8 zeigt. Während :ich das @t'erkstück in dieser Lücke befindet, erfährt es
die Teilbewegung, ohne daß hierzu ein Rückzug des
Werkzeugs erforderlich
wäre. Vorzugsweise ist der Messerkopf so wohl mit Messern zum Schrappen als auch
mit Messern z11111 Schlichten versehen, so daß das Werkstück in eirein Arbeitsgang
aus dem rollen tierausgefräst werden 1a»11. In dieseln Falle sind die zum Schrappen
dienenden -Messer vor den zum Schlichten dienendetl angeordnet. Zwischen den, letzten
Schlichtmesser und dein erstell Schruppinesser liegt dann die für die Teil-Awegung
des Werkstücks vorgesehene Lücke. Die \lesser für den Schruppvorgang erhalten irgendeine
:geeignete Profilgestalt.
-
Zweckmäßig ist der Messerkopf so ausgebildet. dal3 :eine Umlaufachse
mit deal durch die Mitte der z11 fräsenden Zahnlücke verlaufenden @@Teri;-stückradius
einen rechten Winkel einschließt. Bein, Schrappet, steht dann die Ihnlaufachse des
Alesserl;opfes gegenüber den, Werkstück fest. und damit trinzdem jedes -Messer einen
Span fortniinnit, sind 111e Messer nicht gleich lang ausgebildet, sonderil sie haben
eine allmählich zunehmende Länge. so <1.a1.1 sie t>eiin Umlauf des Messerkopfes
die Zahle löcke tiefer und tiefer aus dem vollen Werkstück llorausarheiten. Das
letzte Schruppmesser bringt <1;11n die Zahnlücke allnähernd auf deren volle "Liefe.
Die Schlichtmesser hingegen sind vorzugsweise a11e gleich lang, ei 11a13 leim Schlichten
eine @'orschulll@ewegung erfolgen 1111113.
-
Diu Erfindung eignet sich zum Fräsen sowohl v@,li Kegeiriidcl-n als
auch von Stirnrädern. Doch soll sie itn nachstehenden in Anwendung auf
-er beschrieben werden.
-
lsel.;elrü( 11t F ig. z ist das zu verzahnulde Averkstück mit 'o bezeichnet,
Seine AChte nlit ?I 1n111 die Kegelapitzv illit =j. Die Leiden Zahlttlanl;en der
herauszuiräsenden Lücke dild in den Fig - und 3 bei 23
',lud .2d gezeigt ''@->rzu<gsweise
werrlell die Zähne ,les Zahtwades so gestaltet. daß sie #1C11 Zoll der größeren
zur kleineren 'Stirnfläche des Zahnrades hilf in Hölle und Breite verjüngen. Fig.
? zeigt eilte Ansicht der gAßeren Stirnflüche und F ig. 3 die Ansicht der kleineren
Stirnfläche des Zahnrades.
-
1)1e lleini Schlichten dieses Kegelrades 11 einander zum Scliititt
komnle11den Messe,- hahell einverschiedenes SChneidl;antent@r@@til. KAMM l;antc
ist nämlich i11 Abhäligigl;eit voll der Ste11C l@r@,liliert, all der sie längs des
Zahnes zum Schnitt lc,»nmt. #;c, hat das Schlielltmesser 30. das an den st;irl;er`n
lindes des Zahnes die Flanken =3 1narl@citet. eine seitliche Schnhdkamu
3" deren Kuunnlung sich eng des- ihrve ua_m11@@ic@t. te das Zahnlmtl
2 3 an flirser Stelle erdalten s@@1@. Zunl Scihisiten (res za_ines
,t11 @11szeit
-
(Hont eilt -las er ; @. @l__sc-n @chneidhante -.. dem Z#t,i .1 1 ,l
-.a# # in
-
;r@#:; r# # :; # e1
-
erti@l clit@l-#r#c'@len#l 11 .117a?:f#,la#r # #: n;un
-
c ceiut@tell LmI` des Zahnes gekrümmt ist. Eleisc: sitirl -___ Sc,lliciltlilcsser
zum13@t,rl@nitul der- gLl:-ül@rrli@,nden Za=ln@lanhen =1. clcr /ahn' itcl,ell in
Ah11)assullI a11 die @Tcr@ahnun:;@},rofile I@roüliert. (li,# sich an den Letl@hfen@l,_n
P,arl@tit_a _@ellell
-
dk.- Zahne: ei-gelieil. 1_t Fis..@t ,1<1s _\fes#.el 4; veranschaul:cht.
dessen Scareidkante 46 all dein stärkeren Zahnende die Zahnflanke ad bearbeitet.
Die anderen mehr nach der -litte des Zahnes 7t1 die F1,1111M1 =d bearbeitenden Schlichtmessur
sind etwas abweichend profiliert, entsprechend den an ihren Bearbeitungsstellen
herauszuarbeitenden Verzahnungskurven. Ihre Profile liegen also zwischen den Kurven
3t-33. Die ans dein Werkstück herausgearbeiteten Verzahrluligsl@ro1111 stellen also
das Frgellnis der Profilierung der Schlichtmesser und der Vorschuhbewegung des hiesserkopfm
längs der Zahnlücke dar.
-
Vorzugsweise sind die Schneidkanten der verschiedenen Schlichtmesser
des Messerkopfes kreishogenförnlig profiliert, wie dies in Fig3 veranschaulicht
ist. Dort sind die Profile der Messer ;2 und 3o auf dieselbe Fhene Projiziert dargestellt.
Die Schneidkante 31 des hiessen 3o stellt einen hreiOngen dar. dessen Mittelpunkt
hei 3; liegt und dessen Radius mit 3 6 bezeichnet ist. Die Schneidkante ,3 des Messers
3= hingegen bildet einen Iireisl@o@°en. desse11 Mittelr)unkt@bei 37 liegt und dessen
Radius finit 3` bezeichnet ist. Die zwischen den beiden Messern 30 1u111 3 2 liegenden
Schlichtmesser. die an mittleren Punkten längs der Zahndanke .23 Z112 Schnitt gelangen,
haben hrüllinlttn@r@ratli@_n. die zwischen denjenigen der Schneidkanten 31 und 33
liegen. So sind in Fig. 3 die 1littelnunhte 3c1. -1o und dl von verschiedenen Logenförnli<zen
Sc:iileidl;aliten der mittleren Schlichtmesser eiligezeichilet.
-
Die aufeinan,Ierfolgen den Schlichtmesser sind vorzugsweise so prohliei-t.
daß die Kriilnrnungsmittelpuakte der @chn eidl;anten gleichen Abstand 1=oneInander
haben. wie es zig. 3 zeigt. Die 1leesei-45 usw. welche die gegeniiherliegenden Flanken
24 der Zahnlücke bearbeiten. haben ebei,falls verschiedene hi-iinnnungsradieli entsprechend
denjenigen der 1Iesser 3o. 3= USW.
-
Beile veranschaulichten Ausführungsbeispiel haben die Wille der entsprechenden
Sehneidkanten geineinsaine Tangenten an den Punkten ;o und 57. die genau
oder annähernd an den hWerendet liegen, also die ZahAußpunUe bearbeiten. Info lgedessen
können die Profile auch an irgendwe@chen Binderen Punkten in der Höhe der Zahntlalll;@il
ta17"eiltial verlauteil.
-
Zum Schlichten der Zahnflanke 33 wird das Wehstück. veoi der «Ken
erläuterten Schruppstellung atis@elleild. u111 :eine Achse bis ill die Stelltu=s"
gedreht, in welcher der genau oder ailnihcrnd am Fußpunkt des N-Olils =3 liegende
Punkt ;o in 1e lad aWene ;! des Werkstücks :äilt. l@@l@lle le:an@inl@lig zur b1esselkopfachse
-
eine Ansicht hi1l@@ ;res L'tll.)-1- _s dcl '@-el@aallun@. als» eine
_lnsieht. l@ei der verlau>end@ eine ,, -_ -1e. -!U.ch rlie @ie:el@l>itze =2
-
als 1-unkt ;o ah"@el>ildet lteiin @Zc=1licht'n rühren das Werknöck
und das l @l a'_ii=cl 1e Werkzeug eine :,-g-enseitige VorSchubl@ct@c:,u@g längs
der @herausztllräseilden Zahillücke aus. Zu diesem Zweck kann die Vorschullbewegung
elitweder dem Werkzeug oder- dein Werkstück eiteilt
werden. Die
Vorschubbewegung erfolgt im Takt mit dem Umlauf des Messerkopfes, vorzugsweise mit
gleichförmiger Geschwindigkeit. Hierbei kommen die verschieden profilierten Schneidkan.ten
der Schlichtmesser nacheinander zum Schnitt und arbeiten auf diese Weise auf den
Zahnflanken ein Verzahnungsprofil heraus, dessen Krümmung von dem stärkeren zum
schwächeren Ende des Zahnes hin zunimmt.
-
In Fig. i sind die beiden verschiedenen Stellungen des Messerkopfes
dargestellt, die dieser bei der Bearbeitung der Enden der Zahnlücke einnimmt. Bei
der in vollen Linien gezeigten Stellung liegt die Achse des Messerkopfes bei 56
und der Umfang des Messerkopfes bei 55. Vorzugsweise ist dies die Lage, die das
Werkzeug beim Schruppen einer Zahnlücke einnimmt. Der Schruppvorgang erfordert etwas
weniger als eine halbe Umdrehung dies verhältnismäßig großen Messerkopfes, der hier
verwendet wird. Bei Beendigung dieses Schruppvorganges wird das Werkstück etwas
um seine Achse gedreht, bis es die in Fig. 2 gezeigte Lage einnimmt. Gleichzeitig
wird wahlweise eine der folgenden drei Maßnahmen getroffen: i. Der Messerkopf wird
in der Achsenrichtung bis in die in Fig. 2 gezeigte Lage verschoben; 2. das Werkstück
wird als Ganzes bis in die gezeigte Lage verschoben; 3. im Messerkopf ist zwischen
den Schruppmessern und den Schlichtmessern eine Lücke vorgesehen, und die Schlichtmesser
sind gegenüber den Schruppmessern derart seitlich versetzt angeordnet, daß ihre
Schneidkanten die in Fig.2 gezeigte Lage einnehmen. Wird eine der beiden Möglichkeiten
gewählt, so erfolgt die Bewegung im Takt mit dem Umlauf des Werkstücks um seine
Achse. Die Verstellung von Werkzeug und Werkstück stellt dann eine Abwälzbewegung
in der Richtung der Messerkopfachse dar, bei welcher der als Zahnstange wirkende
Messerkopf sich auf einem zylindrischen Ritzel abwälzt, das konzentrisch zur Werkstückachse
liegt.
-
Während des Schlichtens der Flanke 23 erfährt das Werkstück oder der
Messerkopf eine Vorschubbewegung in der Richtung der Fußlinie 50-22 (Fig. i) des
Werkstücks mit gleichförmiger Geschwindigkeit, wobei das Werkzeug die Zahnlücke
ihrer ganzen Länge nach überfährt. Bei diesem Vorgang kommen die einzelnen Schlichtmesser
nacheinander zum Schnitt, zunächst das Messer 30 am stärkeren Zahnende und schließlich
das Messer 32 am schwächeren Zahnende, wobei die Flanke 23 geschlichtet wird. Am
Ende der Vorschubbewegung erreicht der 'Messerkopf die in Fig. i bei 55' gestrichelt
dargestellte Lage, bei der sich seine Achse bei 56' befindet.
-
Während dann der Messerkopf in der gleichen Richtung weiter umläuft,
wird die Vorschubbewegung umgekehrt und gleichzeitig eine Umstellbewegung ausgeführt,
durch welche der genau oder annähernd am Fuß der gegenüberliegenden Zahnflanke 2.I
liegende Punkt 57 am stärkeren Zahnende in die Radialebene 58 des Werkstücks gelangt,
die senkrecht zur Messerkopfachse 56 verläuft. Hierbei erfolgt die Vorschubbewegung
zwischen Werkzeug und Werkstück mit gleichförmiger Geschwindigkeit in der entgegengesetzten
Richtung, bis der Messerkopf wieder die in vollen Linien 55 dargestellte Lage erreicht.
Während dieser rückläufigen Vorschubbewegungkommen die zum Bearbeiten der Zahnflanken
-2-. profilierten Messer nacheinander zum Schnitt und schlichten die Zahnflanke
24 derart, daß sich deren Verzahnungsprofil vom verjüngten zum stärkeren Ende des
Zahnes hin in der erforderlichen Weise ändert.
-
Nunmehr gelangt die im Messerkopf zwischen den Messern vorgesehene
Lücke an das Werkstück, und dieses wird dann um eine Teilung gedreht, ohne hierbei
von dem Werkzeug zurückgezogen zu werden. Nach Beendigung der Teilbewegung beginnt
der Messerkopf ein neues Arbeitsspiel, bei welchem eine neue Zahnlücke ausgefräst
wird. Das Werkstück ist also fertig bearbeitet, wenn der Messerkopf so viele Umdrehungen
ausgeführt hat. als es der Zähnezahl der herzustellenden Verzahnung entspricht.
-
Die Vorschubbewegung wird vorzugsweise durch eine Kurvenscheibe herbeigeführt,
die im Verhältnis i : i mit dem Messerkopf gekuppelt ist. Die Kurvenscheibe hat
eine sich über einen verhältnismäßig großen Winkel erstreckende Erhöhung. Während
diese wirksam ist, also keine Vorschubbewegung erfolgt, wird die Teilbewegung und
der Schruppvorgang ausgeführt. An diese Erhöhung schließen sich geneigt verlaufende
Kurven an, die eine gleichförmige Bewegung für den Vorschub in beiden Richtungen
erzeugen. Kreisbögen können auch noch an den Stellen vorgesehen sein, die zur Wirkung
gelangen, wenn die gegenseitige seitliche Verstellung von Messerkopf und Werkstück
erfolgen soll, um hierbei den Vorschub zu unterbrechen. Die verschiedenen Kurvenabschnitte
der Scheibe werden durch Übergangsbögen verbunden, um den stoßfreien Antrieb zu
ermöglichen.
-
Die beiden Zahnräder eines zusammengehörigen Paares lassen sich nach
dem mit Bezug auf die Fig. i bis 4. beschriebenen Verfahren verzahnen. Ist es hierbei
erwünscht, die tragende Fläche der Zahnflanke zu beschränken, werden die Messerköpfe
zum Verzahnen der beiden Räder so gestaltet, daß die Linien der Mittelpunkte 35
bis 37 (Fig.3) ihrer Schnittkanten unterschiedlich geneigt sind und auf dem Tellerrad
und dem Ritzel Kegelmantellinien erzeugen, die gegenüber den Kegelspitzen versetzt
verlaufen und zueinander geneigt sind.
-
In den Fig.5 bis 7 ist ein Verfahren veranschaulicht, das es ermöglicht,
beim Verzahnen jedes der beiden zusammengehörigen Räder die beiden Zahnflanken der
jeweils herausgefrästen Zahnlücke gleichzeitig zu bearbeiten, so daß sich eine noch
höhere Arbeitsgeschwindigkeit als bei jeweiliger Bearbeitung nur einer Zahnflanke
ergibt. In diesen Figuren sind das größere der beiden zusammengehörigen Zahnräder,
also das Tellerrad, mit 6o und das kleinere Ritzel mit 65 bezeichnet.
Die
Achse des Tellerrades ist bei 61 und die Kegelspitze bei 62 dargestellt. während
die Achse des Ritzels mit 66 und dessen IKegclspitze finit 67 bezeichnet sind.
-
Die Verzahnung erfolgt wiederum mit Hilfe eines scheibenförmigen grofeil
Messerkopfes. der eine Gruppe Voll Schruppniesseril und im Anscllluß daran eine
Gruppe Voll Schlichtmessern trägt. Die beiden Gruppen erstrecken sich nur über einen
Teil des Umfanges, so daß zwischen dein letzten Schlichtmesser und dem ersten Schruppinesser
eine Lücke verbleibt. Bei Fräsen des Tellerrades bleibt dieses gen eiliiber dein
Werkzeug in einer einzigen Lage, erfährt also keine Vorschubbewegung in der Längsrichtung
der "Zähne. Die Schlichtmesser des zum Bearbeiten des Tellerrades dienenden Werkzeugs
können entweder je zwei gegenüberliegende Sclineid'kanten haben, oder die Schlichtmesser
«erden abwechselnd rechts und links geschärft, uni die beiderseitigen Flanken einer
Zahnlücke zu bearbeiten. Die gestrichelte Linie 7 o gibt die Lage des Umfanges des
Messerkopfes wieder. Sie verläuft durch die äußersten Enden der Schlichtmesser dieses
-Messerkopfes. Die Achse des Werkzeugs ist bei 71 angedeutet. Während des Fräsens
einer Zahnlücke des Tellerrades läuft der Messerkopf um diese Achse 71 iln Eingriff
mit dein ortsfesten Werkstückkopf uin. Gelangt die Lücke zwischeil deal Messern
über das Werkstück, so ist die Zahnlücke all beiden Flanken fertiggeschlichtet.
Dann erfolgt die Teilbewegung des Werkstücks. Die einander entsprechenden seitlichen
Schilittkanteu der Schlichtmesser haben übereinstimmend hohle Schneidprofile. Infolgedessen
erhält die Verzahilung des Tellerrades hohl ge\cölbte Zahnlücken.
-
Auch bei der Verzahnung des Ritzels 65 «-erden jeweils clie beiden
Flanken der Lucke gleichzeitig geschlichtet. Aus diesem G=runde kann der zuin Verzahnen
des Ritzels dienende Messerkopf ebenso wie der zuin Verzahnen des Tellerrades dienende
Schlichtmesser finit gleichzeitig beiderseits arbeitenden Schneickanteii oder al>«-echseliid
rechts und links arbeitende Schlichtmesser hallen. Auf eine Gruppe von Schruppinessern
folgt eine Gruppe von Schliclituiessern und dann eine Lücke für die Teillxa@-egung.
Bei diesem @Verhzeug ändert sich jedoch die Profilgestalt der seitlichen Schlieidkailten
der aufeinailderfolgenden Schlichtmesser. wie dies in Fig. 7 veranschaulicht ist.
Hier sind die beiderseitigen Schneidkanten des Schlichillessers ; 7 bei 7 ; und
; 6 veranschaulicht. Es ist die; das Schlichtniesser, das an dein stärkeren Ende
der Zahnlücken zur Verwendung gelangt. -Mit So und 81 sind die Schilittl@rofile
des Messers ',-bezeichnet. das am Verjiingten Ende der Zahnlücke zuin Schnitt kommt.
Die zwischen den 1lesseri1 77 u11(1 liegenden -Messer haben Schneidkalitenprofile.
die zwischen (1e11 Profilen dieser beide]] Messer liegen.
-
Die Profile der Schlichtuiesser für das Ritze] haben «-lederuni @-orztlgsweise
(lic Gestalt eines Isreisl-@ogens. dessen Radius sich Volt -Messer zu Messer gleichmäßig
rindert. Die Punkte 85 und e;' sind die llittelptinlzte der Kreisbögen des -Messers
7, während 86 und 86' die zugehörigen Radien
-
bedeuten. Die -Mittelpunkte der Schneidkanten 8o und 81 des -Messers
82 sind bei 92 und 92' gezeigt, «-@ihrend 93 und 93' die Radien dieser Schneidkanten
sind. Die Krümmungsmittelpnakte der zwischen denMesser1177 und 82 liegendenSclilichtniesser
sind bei. 87. 88, 89. 90 und 91 für die eine Seite und bei 87', 88', 89',
9o' und 91' für die andere Seite der -Messer gezeigt. Die Krümmungsmittelpunkte
sind von -Messer zu =Messer gleich weit voneinander entfernt.
-
Die 1-erzahnung des Ritzels erfolgt in der#,N'eise, daß der -Messerkopf
im Eingriff mit dein Werkstück umläuft, ohne daß dieses eine Drehbewegung um seine
Achse ausführt, wobei jedoch gleichzeitig das Werkstück eine Vorschubbewegung gegenüber
dem -Messerkopf erfährt. Diese VorschubbewegUng erfolgt längs eines Kreisbogens
tnn die Achse 95, deren Abstand von der Zahnlücke im wesentlichen dem Abstand des
'\Mittelptinktes 71 von der Zahnlücke des Tellerrades entspricht. In Fig. 6 ist
bei 97 in ausgezogenen Linien eine mittlere Stellung des Messerkopfes Veranschaulicht,
während bei 97' die Stellung gezeigt ist, die der -Messerkopf am Ende des Schlichteils
einnimmt.
-
Das Schruppen des Ritzels kann ohne Vorschabbewegttng erfolgen, wie
oben erläutert, oder auch während einer Vorschubbewegung in einer bestimmten Richtung
längs der Zahnlücke. Im ersteren Falle erfolgt die Teilbewegung des Werkstückes
während des Rückzuges des ,Messerkopfes um die Achse 95. Denn eine Zahnlücke des
Ritzels wird während des Vorschubes in einer einzigen Richtung geschlichtet, weil
hierbei die beiden Zahnflanken der Zahnlücke gleichzeitig bearbeitet werden. Im
zweiten Falle erfolgt die Teilbewegung ain Ende des Schlichtvorschubes.
-
Der Vorschub uni die Achse 95 kann entweder vom Werkstück oder vom
1Verkzeug ausgeführt werden, und zwar vorzugsweise mit gleichförmiger Geschwindigkeit.
Eine Beschränkung des Tragens der Zahnflanken läßt sich dadurch erreichen, daß der
Abstand 95-96 oder der Radius der Schwingbewegung des Ritzelinesserkopfes etwas
kleiner bemessen wird als der Abstsand 7i-98 (Fig. 5), der den äußeren Radius des
Tellerradmesserkopfes darstellt. Die Bahn, die der Messerkopf während des Vorschulres
beschreibt. ist in Fig.6 bei 99 gestrichelt dargestellt. Wie ersichtlich, erhalten
die Zahnlücken des Ritzels einen gewölbt gefrästen Grund, so daß sie finit den Zähnen
des Tellerrades ordnungsgemäß kämmen. Bei der Vorschuhbewegung kommen die verschieden
profilierten aufeinanderfolgenden -Messer des Ritzelmesserkopfes nacheinander zuili
Schnitt und erzeugen daher längs der Ritze-Izähne ein sich änderndes Verzahnungsprofil.
Die Aliderung dieses Profils ist so bemessen, daß die Ritzelzähne ordnungs-@emä@
mit der Tellerradverzahnung kämmen, obgleich deren Profil über die Zahnlücke hin
unVer-<inclerlich ist.
Bei einer dritten Ausführungsform der
Erfindung werden ebenfalls die beiden Zahnflanken einer jeden Lücke gleichzeitig
bearbeitet, und zwar sowohl beim Tellerrad als auch beim Ritzel. Hierbei läuft der
Messerkopf im Eingriff mit dem Werkstück um, ohne daß dieses eine Drehbewegung um
seine Achse ausführt, wobei jedoch eine geradlinige 1,-orschubbetvegung zwischen
Werkstück und Werkzeug in der Längsrichtung der Zahnflanken erfolgt, ähnlich wie
dies oben für die einzelne Bearbeitung der Zahnflanken beschrieben wurde. Erfolgt
die Vorschubbewegung längs der Zaarifußlinie des Werkstücks, so müssen die Schlichtmesser
alle gleich lang bemessen sein. Wird jedoch die Vorschubbewegung geneigt zur Zahnfußlinie
ausgeführt. so werden die Schlichtinesser so angeordnet, daß sie dennoch den Zahngrund
in der erforderlichen -'eise bearbeiten. Zu diesem Zweck sind die 'Messerenden längs
einer Spirale angeordnet, also nicht im Kreise. Eine solche Anordnung der Messer
bietet auch den Vorteil. daß bei 'Verwendung eines sehr großen Messerkopfes ein
Einfräsen in die Flanken vermieden wird. Auch ist es möglich, gegebenenfalls die
Fußlinien der lierauszufräsenden Verzahnung abzuändern.
-
Die -Neigung der Verbindungslinie c85-92 und 85'-92' der Mittelpunkte
läßt sich um jeden gewünschten Betrag abändern, wenn die Vorschubrichtung des Messerkopfes
gegenüber dem Werkstück derart abgeändert wird, daß diese Linien parallel zur Messerkopfachse
verlaufen können.
-
In Fig. 8 und 9 ist ein 1lesserkopf veranschaulicht, der einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung entsprechend ausgeführt ist und dazu dient, jeweils die
beiden Flanken einer Zahnlücke gleichzeitig zu schnippen und zu schlichten. Der
Messerkopf hat eine Gruppe von Schruppinessern, deren erstes bei roo und deren letztes
bei 144 veranschaulicht ist. Auf die Reihe von Schruppmessern folgt eine Reihe von
Schlichtmessern, zunächst das Messer 145, zuletzt das 1lesser 164. Jedes Messer
liegt radial zum Umfang des 'Iesserkopfes 165. Die Messer sind paarweise am Messerkopf
durch einen Klemmring 166 und Schrauben 167 befestigt. Die Achse des ZTesserkopfes
ist bei 168 gezeigt. Die Messer erstrecken sich nur um einen Teil des Umfanges des
lless-erkopfes, wobei zwischen dem letzten Schlichtmesser 164 und dem ersten Schruppmesser
ioo eine Lücke 170 verbleibt.
-
Die Schruppmesser Ioo-I,44 einschließlich sind in der Länge so abgestuft,
daß sie Messer für Messer immer tiefer die Zahnlücke herausfräsen, wenn der Messerkopf
im Eingriff mit dem Werkstück umläuft. Auch die Schlichtmesser 145-r64 einschließlich
sind verschieden lang bemessen. Ihre seitlichen Schneid'kanten sind ebenfalls von
Messer zu Messer zunehmend gekrümmt, um an verschiedenen Stellen längs der Zahnlücke
verschiedene Profile herauszuarbeiten. Bei der dargestellten Ausführungsform liegen
die Enden der Schlichtmesser auf der Spirallinie 172. Ein Messerkopf dieser Bauart
gelangt zur Verwendung, wenn der Vorschub des 1lesserkopfes längs einer Linie erfolgt,
die geneigt zur Fußlinie des `@`erkstücks verläuft.
-
Ein solcher -Messerkopf kann während des Schruppens um eine ortsfeste
Achse umlaufen und nur während des Schlichten: eine Vorschubbewegung längs der Zahnlücke
erfahren. In diesem Falle erfolgt die Teilbewegung des Werkstücks während der Rücl;zugbewegung.
Hierbei befindet sich das Werkstück in der Lücke 170. Eine andere Möglichkeit besteht
darin, während des Schruppens den Messerkopf in der einen Richtung und während des
Schlichtens in der entgegengesetzten Richtung vorzuschieben. In diesem Fall erfolgt
die Teilbewegung des Werkstücks am Ende der Rückverschiebung, wobei sich das Werkstück
in der Lücke 170 befindet.
-
Die Erfindung läßt sich sowohl auf das Verzahnen von Stirnrädern mit
geraden Zähnen als auch solcher mit s.chraubenförinigen Zähnen anwenden.
-
Bei Stirnrädern mit gerader Verzahming erfolgt die Vorschubbewegung
zwischen Werkzeug und Werkstück gewöhnlich in der Richtung der Zähne, also parallel
zur Werkstückachse. Zur Erzeugung einer Schraubenverzahnung erfolgt der Vorschub
längs der schraubenförmigen Zähne. also läng einer schraubenförmigen Linie, die
sich mit der Steigung der Schraubenverzahnung um die Werkstückachse herumwindet.
-
Bei allen ihren Ausführungsformen ermöglicht die Erfindung einen wirtschaftlichen
und schnellen Schruppcorgang und ein genaues Schlichten. Die Schnitte beim Schruppen
erfolgen in der Längsrichtung, wobei sich die meisten Schnitte gewöhnlich längs
des ganzen Zahnes erstrecken. Da der 1lesserkopf je Zahnteilung nur eine einzige
Umd'rehting ausführt, ist nur ein beschränkter Vorschub erforderlich im Gegensatz
zu Verzahnungsverfahren mittels Schneckenfräsern, bei «-elchen ein zusätzlicher
Vorschub erforderlich ist. Dort muß der Vorschub nämlich bei einer Stellung des
Schneckenfräsers beginnen, bei der dieser noch vor dem einen Ende des Zahnes steht
und mit dein Werkstück noch gar nicht im Eingriff ist. DerVorschub muß dann so lange
fortgesetzt werden, bis der Schneckenfräser am entgegengesetzten Ende aus dem Bereich
des bearbeiteten Zahnes gelangt ist. Dieser zusätzliche Vorschub, der bei Verwendung
von Schneckenfräsern erforderlich ist, hängt vom Werkstückdurchmesser ab und nimmt
mit diesem erheblich zu,-wodurch die Verwendung von Werkzeugen mit großem Durchmesser
praktisch unmöglich gemacht wird.
-
Das Verfahren nach der Erfindung hat weiter den Vorteil, daß in vielen
Fällen, insbesondere beim Verzahnen von Kegelrädern unter gleichzeitigem Bearbeiten
der beiden Flanken der Zahnlücke während des Vorschubes, die Fräsmarkierungen sich
quer über die Zahnflanken erstrecken. Diese Markierungen geben die Richtung an,
in der die Schneid'kante beim Schlichten die Zahnflanke i überfährt. Diese allgemeine
Richtung verläuft vom
Kopf des Zahnes an dessen stiirl:erem Ende
Hach (Inn (-rund des Zahnes an dessen verjüngtem Ende. 1;(s L`1(erfahl'ell (ler
Zahlülanhe 1(11i11 Schlichten in (lei'en Längsrichtung längs einer bahn. die sich
üller einen erhel)lichell@Teil der @reitenalmlessung der Z-ZL1lil1lallke erstreckt.
gilt ci(lrn glatten und genauen Schlichtschnitt. Das gilt auch für Schraul@enscrzahnungen.
1(e1 (l@nen indessen die ft;illi@ ;nii den Beiden Zahnflanken entgegengesetzt geneigt
verläuft.