DE975164C - Verwendung eines Zahnrades mit konvex oder konkav gekruemmten Zahnflanken als Werkzeug zum Fertigbearbeiten eines anderen Zahnrades - Google Patents

Verwendung eines Zahnrades mit konvex oder konkav gekruemmten Zahnflanken als Werkzeug zum Fertigbearbeiten eines anderen Zahnrades

Info

Publication number
DE975164C
DE975164C DEF5525D DEF0005525D DE975164C DE 975164 C DE975164 C DE 975164C DE F5525 D DEF5525 D DE F5525D DE F0005525 D DEF0005525 D DE F0005525D DE 975164 C DE975164 C DE 975164C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
teeth
tool
gear
workpiece
helical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEF5525D
Other languages
English (en)
Inventor
Edward Whitney Miller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fellows Gear Shaper Co
Original Assignee
Fellows Gear Shaper Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fellows Gear Shaper Co filed Critical Fellows Gear Shaper Co
Priority to DEF5525D priority Critical patent/DE975164C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE975164C publication Critical patent/DE975164C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F19/00Finishing gear teeth by other tools than those used for manufacturing gear teeth
    • B23F19/02Lapping gear teeth
    • B23F19/04Lapping spur gears by making use of a correspondingly shaped counterpart
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H5/00Making gear wheels, racks, spline shafts or worms
    • B21H5/02Making gear wheels, racks, spline shafts or worms with cylindrical outline, e.g. by means of die rolls
    • B21H5/022Finishing gear teeth with cylindrical outline, e.g. burnishing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F19/00Finishing gear teeth by other tools than those used for manufacturing gear teeth
    • B23F19/06Shaving the faces of gear teeth
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F21/00Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F21/00Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F21/28Shaving cutters

Description

  • Verwendung eines Zahnrades mit konvex oder konkav gekrümmten Zahnflanken als Werkzeug zum Fertigbearbeiten eines anderen Zahnrades Die Erfindung bezieht sich auf ein zahnradförmiges Werkzeug zum Fertigbearbeiten von Zahnrädern, wobei unter Fertigbearbeitung Schaben, Läppen oder Preßglätten, d. h. Arbeiten nach dem sogenannten Burnish-Verfahren, zu verstehen ist.
  • Es ist bekannt, zur Fertigbearbeitung von Zahnrädern zahnradartige Werkzeuge zu benutzen, deren Zähne mit dem fertigzubearbeitenden Zahnrad gepaart sind,- so daß sie miteinander kämmen, wobei die Achsen von Werkstück und Werkzeug schräg zueinander verlaufen. Bei dieser bekannten Arbeitsweise ist die Berührung zwischen Werkstück-und Werkzeugzähnen auf den mittleren Teil der Zahnlänge begrenzt, so daß eine Anlage des Werkzeuges an das Werkstück nur an den Seitenflächen dieser Zähne stattfindet, nicht dagegen auf einer fortlaufenden Linie, d. h. bei einem Schabrad an den an den Berührungsstellen vorhandenen Schneidkanten. Die Erfindung bezweckt, bei zahnradartigen Werkzeugen der vorgenannten Art zwischen den miteinander kämmenden Zähnen eine vergrößerte Auflage und Oberflächenberührung zu schaffen.
  • Gemäß der Erfindung wird ein zahnradförmiges Werkzeug zum Fertigbearbeiters von Zahnrädern verwendet, bei dem die Zahnflanken in ihrer Längsrichtung symmetrisch zur Längsmittellinie der Zähne gekrümmt ausgebildet sind, wobei während der Abwälzbewegung zwischen dem zahnradförmigen Werkzeug und dein fertigzustellenden Zahnrad beim Schaben ein Axialvorschub in Achsrichtung des Werkstückes stattfindet. Ein solches Werkzeug ist sowohl zur Fertigbearbeitung -von. Innenzahn-. rädern als auch von Außenzahnrädern entweder mit schraubenförmigen oder : geraden Zähnen anwendbar. Im Falle des Schabens bearbeiten die an sich bekannten, auf den Werkzeügfla;nken-angeordneten Schneiden auf den Werkstückflanken parallele, in Radialebenen des Rades nahe zusammenliegende Streifen.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung an Beispielen erläutert.
  • Fig. i zeigt schematisch eine Ansicht einer Vorrichtung, bei welcher ein Werkzeug zum Fertigbearbeiters von Zahnrädern verwendet wird; die Vorrichtung ist für die Bearbeitung von Innenzahnrädern eingerichtet; Fig. 2, 3, 4 und 5 zeigen schematisch Merkmale eines Werkzeuges zum Fertigbearbeüten von Innenzahnrädern; Fig. 6 zeigt eine Ansicht eines Werkzeuges, das sich mit einem Zahnrad mit innerer Schraubenzahnung in wirksamem Eingriff befindet; Fig. 7 bzw. 8 zeigen, eine Aufsicht und eine Stirnansicht eines der Zähne des in Fig. 6 darge stellten Werkzeuges in vergrößertem Maßstabe und mit Übertreibung seiner Merkmale; Fig. 9, 1o und i i sind den Fig. 2 bzw. 3 bzw. 4 ähnliche Ansichten, welche ein Werkzeug zum Fertigbearbeiters von Außenzahnrädern wiedergeben; Fig. 12 ist eine- Aufsicht eines Werkzeuges zum Fertigbearbeiters von Außenzahnrädern, welches mit einem Zahnrad mit Schraubenzähnen kämmt; Fig. 13 und 14 sind Ansichten gleicher Art wie die Fig. 7 bzw. 8 eines der Zähne des in Fig. 12 dargestellten Werkzeuges; Fig. 15 ist ein Schema, welches ein anderes Werkzeug zum Fertigbearbeiters von Außenzahnrädern erläutert; Fig. 16 st ein Querschnitt nach der Linie 16-i6 des in Fig. 15 dargestellten Ringes; Fig. 17 zeigt einen Diametralschnitt eines innenverzahnten Werkzeuges - zum Fertigbeaxbeiten, welches sich auf die Fig. 15 und 16 bezieht und das den in Fig. 6 und i2 in bezug auf die in Fig. 4 bzw. i i schematisch dargestellten Werkzeugen gleichartig ist; Fig. i8 und i9 sind Seitenansichten eines Zahnradzahnes, welche die-Art der Auflage und der Wirkung der Fertigbearbeitung wiedergeben..
  • In der ---folgenden Beschreibung- bedeuten die Worte »Länge«, »die Länge betreffend«, »in Längsrichtung« und ähnliche Wörter, wenn sie mit Bezug auf eine Größenabmessung eines Radzahnes (und dementsprechend eines Zahnes eines Werkzeuges) benützt werden, das Maß von einem Ende nach dem anderen Ende des Zahnrades, d. h. über seine Breite (oder des Werkzeuges) oder die Zone seines Zahnauflagebereichs, nicht aber das Maß vom Zahnfuß bis zum Zahnkopf eines Zahnes. Bei einem schraubenförmigen Zahn ist seine Länge die Größe längs der Schraube.
  • Wenn Zahnräder so angeordnet sind, daß sie bei sich nicht schneidenden und parallelen Achsen miteinander kämmen, so gleiten ihre sich berührenden Zähne zufolge der Abweichung zwischen ihren bezüglichen Umdrehungswegen der Länge nach aufeinander. Die Schneidfähigkeit des Werkzeuges ist von dem Winkel zwischen den Achsen des Werkzeuges - und des Werkstückes in- dem Sinne abhängig, daß die Größe und die Geschwindigkeit des Längsgleitens während des Berührungsbogens und daher die Größe des Schneidweges im Verhältnis um so größer ist, als der Winkel zwischen den Achsen vergrößert wird, wobei andere Umstände gleichbleihen. Bei einem außenverzahnten Werkzeug, welches mit einem Innenzahnrad kämmt., oder umgekehrt, ist bekanntlich weder ein Schneiden noch eine Glättwirkung, ausgenommen an den äußersten Enden der gemeinsamen Länge von Werkzeug und Werkstück, möglich, wenn der Winkel zwischen den Achsen größer als nur sehr wenige Grade ist.
  • Diese Tatsache ist durch die Fig. 2 und 3 erläutert. In diesen Figuren hat der Ring r eine innere zylindrische oder konkave Oberfläche. Der massive Körper r' und c hat eine äußere oder konvexe zylindrische Oberfläche c'. Eine Linienführung zwischen den beiden Körpern kann nur .dann hergestellt werden, wenn ihre Achsen parallel zueinander liegen. Falls eine Achse schräg zur anderem angeordnet wird, wie in diesen Figuren dargestellt ist, tritt eine Berührung nur an den Punkten a und b auf, dort, wo die Enden des Zylinders c tangential zum Ring liegen (Fig. 3). Ein Zwischenraum von sich fortschreitend vergrößernder und verkleinernder Breite ist zwischen den nächstliegenden Punkten der zylindrischen Oberfläche zwischen diesen Berührungspunkten -vorhanden. Genau die gleiche Art einer begrenzten Berührung ist bei der Paarung eines Außen- mit einem Innenzahnrad vorhanden, wenn eines von ihnen schraubenförmige und das andere gerade Zähne hat oder wenn beide Zahnräder Schraubenzahnräder, aber mit verschiedenen Schraubenwinkeln sind und ihre Zähne in Übereinstimmung mit den bekannten Grundsätzen für Getriebe richtig gepaart sind.
  • Falls jedoch der Teil c (welcher in Analogie zu einem Außenzahnrad als äußerer Teil bezeichnet werden kann) mit einer in Längsrichtung seines Mantels verlaufenden Konvexität versehen wird, welche gleich der- Abweichung der inneren Oberfläche y' von der Linie a-b auf der äußeren zylindrischen Oberfläche ist, ergibt sich daraus eine gleichmäßige Auflage.- Diese Bedingung ist in Fig. 4 dargestellt. Die Größe und Krümmung einer solchen Längskonvexität hängt von dem Winkel zwischen den Achsen und der gemeinsamen Länge der Außen- und Innenteile ab. Der radiale Abstand von der Achse des äußeren Teiles nach der Tangentenlinie mit der inneren Oberfläche r' an der Längsmitte des äußeren Teiles ist am größten und wird nach den Enden zu fortschreitend kleiner; der Abstand verkürzt sich von Punkt zu Punkt längs der Länge des äußeren Teiles in. Übereinstimmung mit der Krümmung der Ta.ngemtenlinie. Es wurde nun gefunden, daß eine vergrößerte Berührungsfläche längs der Flanken der ineinander kämmenden Zähne von schräg zueinander angeordneten Innen- und Außenzahnrädern dadurch bewirkt werden kann, daß die Breite der Zähne des Außenzahnrades verändert wird, d. h. daß ihren Flanken eine in Längsrichtung verlaufende Krümmung gegeben wird, so daß die Zähne in der mittleren Zone eine maximale Breite und nach den Enden eine allmählich kleiner werdende Breite mit einer Krümmung haben, welche der in Längsrichtung verlaufenden konvexen Krümmung c2 ähnlich ist. Die Veränderung in der Breite ist auf gegenüberliegenden Seiten der Längsmittellinie oder -ebene des Zahnes gleichmäßig verteilt. Falls die Zähne gerade sind (womit gemeint ist, daß ihre mittleren Längsebenen gerade sind und die Achse des Zahnrades enthalten), sind die gegenüberliegenden Flanken der Zähne auf beiden Seiten der Mittelebene in Längsrichtung gleichmäßig konvex. Falls jedoch diese Zähne schraubenförmig sind, ist die Konvexität symmetrisch zu ihrer mittleren Schraubenfläche.
  • Das gleiche Zahnrad würde, falls es so hergestellt ist, daß es mit dem Innenzahnrad ohne irgendwelche Spielräume am Zahnfuß oder am Zahnkopf kämme, soll, ebenfalls notwendigerweise ähnlich der Krümmung c2 an den Köpfen seiner Zähne und am Zahnfuß in Längsrichtung konvex sein; gewöhnlich werden aber Zahnräder mit großen Spielräumen am Zahnfuß und am Zahnkopf hergestellt, weswegen Zahnrädern, welche solche Spielräume haben, die beschriebene seitliche Auflage durch gekrümmte Ausbildung nur ihrer Flanken in Richtung der Zahnhöhe oder mit einer geringen, in Längsrichtung verlaufenden Konvexität am Zahnfuß und am Zahnkopf gegeben werden kann.
  • Ein Zahnrad oder ein Werkzeug mit gekrümmten Zahnflanken, das auf diese Weise in genauer Übereinstimmung mit dem zu ihm gepaarten Zahnrade hergestellt ist, würde sich an den Seiten seiner Zähne gleichförmig und gleichmäßig an die zugeordneten Zähne über deren gemeinsame oder aneinanderliegende Länge anlegen. Wenn das Zahnrad aus einem geeigneten Material zum Bearbeiten nach dem Burnish-Verfahren oder Läppen oder aus einem geeigneten Material sowohl zum Schneiden als auch zum Bearbeiten nach dem Burnish-Verfahre hergestellt und mit Schneidkanten versehen ist, welche seine Zahnflächen unterbrechen, würde es über diese gesamte gemeinsame Länge läppen, nach dem Burnish-Verfahren arbeiten oder sowohl schaben als auch nach dem Burnish-Verfahren arbeiten, wenn es gegen einen genügend großen Widerstand als Antrieb des Werkstückzahnrades läuft.
  • Wenn man noch einen Schritt weitergeht und den Teil mit Außenverzahnung so, wie er in Fig. 5 dargestellt ist, mit einer verhältnismäßig größeren Konvexität c3 in Längsrichtung als die in Fig. 4 dargestellte Konvexität c2 herstellt, dann tritt die volle Auflageberührung nur an der Mitte dieses Teiles auf, von welcher sich die Berührung gegen die Enden zu allmählich verkleinert. Demgemäß wird ein mit Zähnen versehenes Rad oder Werkzeug mit gekrümmten Zähnen größerer Konvexität als diejenige, welche eine gleichmäßige Auflage von einem Ende zum anderen bewirkt, in die Zähne des mit ihm gepaarten Innenzahnrades mit voller Auflage in ihrer mittleren Zone und allmählichem Abnehmen der Auflage gegen die Enden zu eingreifen. Dies ist be-i einem fertigbearbeitenden Werkzeug außerordentlich erwünscht, weil es ermöglicht, daß zum wirksamen Schneiden ein genügend starker Flächendruck angelegt werden kann, ohne daß ein übermäßig hoher Gesamtdruck zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück ausgeübt wird. Gleichzeitig wird eine geeignete Berührungsfläche erhalten, um ein feines, durch das Burnish-Verfahren hergestelltes Enderzeugnis zu schaffen, wenn die Krümmungen der Zahnfläche des Werkzeuges nur wenig von den Zahnflächen des Zahnrad-Werkstückes abweichen.
  • Die Art der Auflage, welche durch eine solche Krümmung der Zähne erhalten wird, ist durch die Fig. 18 und i9 wiedergegeben. Wenn Zahnräder mit Außenverzahnung bisher bekannter Art miteinander kämmen, wobei ihre Achsen schief zueinander stehen, und die Zähne eines Zahnrades oder beider Zahnräder dementsprechend schraubenförmig sind, wandert der Berührungspunkt zwischen ihren ineinander kämmenden Zähnen in einer Linie, deren Art durch die Linie s-s in Fig. i8 dargestellt ist. Das heißt, die Linie läuft von nahe dem äußeren Ende bis nahe dem Fußende jeder Zahnflanke in schräger Richtung, deren Winkel von dem Grad der Abweichung der beiden Achsen und dem Schraubenwinkel oder den Schraubenwinkeln der betreffenden Radzähne abhängt.
  • Falls aber die Zähne eines der Zahnräder so gekrümmt werden, daß sie sich gleichmäßig über ihre ganze Länge an das andere Zahnrad anlegen, bildet die Berührung zwischen ihren Flächen in jeder festen Stellung eine Linie; und der Weitergang einer solchen Linie beim Lauf der Zahnräder bildet eine Fläche, auf der die Auflage stattfindet und welche die gleiche Ausdehnung wie die gemeinsame Länge der Zahnradzähne hat; diese Fläche ist durch die schraffierte Fläche u in Fig. i9 graphisch dargestellt. Sie bedeckt die Fläche des dort dargestellten Zahnes von ihrem äußersten Ende bis zu dem Spielraum nahe seines Fußes. Die Differenz zwischen der Linie s-s der F ig. 18 und der Fläche u der Fig. i9 ist das Maß der Differenz zwischen der Auflage ungekrümmter Zähne und gekrümmter Zähne mit einem zugeordneten Zahnrad. Die Art der Auflage, wie sie durch Fig. i9 dargestellt ist, tritt bei einer Paarung Außen-Innen-Zahnrad sowohl als auch bei zwei Außenzahnrädern auf. Die Abänderung der Art der gebogenen Krümmung wird später erläutert.
  • Wenn schließlich die Zähne mit einer Krümmung versehen sind, welche die Länge ihrer Berührung auf die mit Bezug auf Fig. 5 beschriebene Weise begrenzt, kann die sich ergebende Auflagefläche als die zwischen den gestrichelten Linien w-w in Fig. i9 befindliche dargestellt werden, wo diese Linien die Aufeinanderfolge von Punkten darstellen, an welchen die gekrümmten Zähne mit den ungekrümmten Zähnen außer Berührung kommen; diese Linien können von der Mitte der Zähne mehr oder weniger entfernt sein und im Umriß mehr oder weniger unregelmäßig oder zu den oberen und unteren Begrenzungen der Auflagefläche geneigt sein.
  • Das in den Fig. i und 6 dargestellte Werkzeug T, von dem ein Zahn in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, ist in Übereinstimmung mit den oben erläuterten Gedanken hergestellt. Seine Zähne t sind an gegenüberliegenden Seiten der in Längsrichtung verlaufenden Mittelebene e-e gleichmäßig konvex und mit einer Krümmung ausgebildet, welche eine vollständige Auflage auf dem zugeordneten Zahnrad in der Mitte und eine allmähliche Abnahme der Auflage gegen die beiden Enden zu verursacht, bis an ihren äußersten Enden mit den Zähnen des Werkstückes keine Berührung mehr vorhanden ist, nachdem das Werkstück fertigbearbeitet worden ist. Die Zeichnungen geben diese Konvexität in stark übertriebenem Maßstabe wieder. Dieses Werkzeug, ein Schabrad, und seine verschiedenen Zähne sind, wie dargestellt, durch Ausnehmungen f unterbrochen, deren Schnittpunkte mit den Seitenflächen der Zähne scharfe Schneidkanten g bilden, wobei die Kanten in einem Winkel von etwa 9o° zueinander stehen können.
  • Fig.6 zeigt das Werkzeug mit der äußeren Mantelfläche ähnlich der Krümmung c3 der Fig. 5. Die Krümmung muß jedoch in jedem Falle in größerem oder kleinerem Grade vorhanden sein, wo der schräge Winkel oder die Länge des Werkzeuges genügend groß sein würde, um eine Störung der äußersten Zahnenden an den Zahnköpfen des Werkzeuges am Grunde der Zahnlücken in dem Werkstück zu verursachen.
  • Bei einem Werkzeug mit veränderlicher Auflage, wie beispielsweise dem zuletzt beschriebenen, ist eine relative Hinundherbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück in Längsrichtung der Achse des letzteren notwendig, um die Zähne des Werkstückes von einem Ende zum anderen gleichmäßig zu gestalten. Wo aber die Auflage über die ganze Länge des Werkstückes gleichmäßig ist, ist eine solche Hinundherbewegung mit Ausnahme des Schabens nicht notwendig.
  • Die nach der erfindungsgemäßen Anwendung eines an sich bekannten Zahnrades als-Schabewerkzeug geschabten Zahnflanken von Zahnrädern weisen zwar parallel zu Radialebenen des Rades verlaufende Streifen auf, die darauf zurückzuführen sind, daß beim Schaben nahe zusammenliegende Streifen der Flanken bearbeitet werden. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß Zahnräder mit so beschaffener Oberfläche im Gebrauch, verglichen mit geschabten Rädern, deren Zahnflanken keine Streifen haben, hinreichend gute Laufeigenschaften aufweisen und mit Erfolg verwendbar sind. Der technische Fortschritt wird im einfacheren Aufbau der Schabemaschine durch den Fortfall des beim Schaben üblichen Axialvorschubes und der daraus resultierenden kürzeren Bearbeitungszeit erblickt.
  • Eine Maschine zum Tragen eines Werkzeuges T und eines Werkstückes W und die Mittel, um ihnen die notwendigen Bewegungen zu erteilen, sind in Fig. i dargestellt. Hier wird das Werkstück W von einem Futter i getragen, welches drei Backen hat und welches an einer in einem Werkstückträger 2 drehbar angeordneten Werkstückspindel befestigt ist. Das Werkzeug T ist an einer Werkzeugspindel befestigt, welche aus einem Spindelstock vorragt und die durch geeignete (nicht dargestellte) Mittel angetrieben werden kann; diese können ein unmittelbar mit der Spindel verbundener Elektromotor oder ein von irgendeiner geeigneten Energiequelle angetriebener Riementrieb sein. Der Spindelstock ist, wie dargestellt, auf einem Querschlitten. q. winklig einstellbar, der von einem längsbeweglichen Schlitten 5 auf einem in senkrechter Richtung einstellbaren Traglager oder Knie 6 getragen wird, wodurch das Werkzeug in jede beliebige Stellung gebracht werden kann, um mit dem Werkstück in irgendeinem gewünschten Winkel zu kämmen. Mittel zum Hinundherbewegen des Werkstückes in axialer Richtung sind durch eine Welle 7 dargestellt, die mit einer geschlitzten Kurbelscheibe 8 und einem einstellbaren Kurbelzapfen 9 versehen ist, der durch eine Verbindungsstange io mit einem Arm i i auf einer Welle 12 gekuppelt ist, auf welcher ein Zahnrad 13 befestigt ist, das mit einer auf dem Werkstückträger angeordneten Zahnstange 14 kämmt. Durch Einstellen des Bolzens 15 der Verbindungsstange längs des Armes i i und des Kurbelzapfens 9 im Verhältnis zu der Achse der Welle 7 nach innen und außen kann jede beliebige gewünschte Länge einer hin und her gehenden Bewegung des Werkstückträgers erhalten werden. An die Werkstückspindel können beliebige geeignete Brems- oder Verzögerungsmittel angelegt werden, um den erforderlichen Druck zwischen den ineinander kämmenden Zähnen des Werkzeuges und des Werkstückes zu erhalten.
  • Beim Arbeiten der Maschine werden das Werkzeug und das Zahnrad vorzugsweise bei einer Hinundherbewegung viele Male gedreht. Beispielsweise ist eine Umfangsdrehgeschwindigkeit von etwa 213 m je Minute zweckmäßig, während das Werkstück in etwa drei vollständigen Rück- und Vorwärtsbewegungen je Minute hin und her bewegt werden kann; gegebenenfalls kann es mit wirkung erzielt wird, gleichgültig, wie groß der Schraubenwinkel der Werkstückzähne zwischen dem Maximum und Null ist.
  • Aus einem Vergleich der Fig. 15 und 16 mit den Fig. a, 3 und 4 ist ersichtlich, daß die vergrößerte Berührung in Längsrichtung zwischen den innen-und außenverzahnten Rädern dadurch erhalten werden kann, daß die Oberfläche y2 des innenverzahnten Rades in Längsrichtung gekrümmte Gestalt mit Konvexität nach der Achse zu erhält, während der außenverzahnte Teil tatsächlich zylindrisch gelassen wird. Dieses bei einem Innenzahnrad verkörperte Prinzip bewirkt eine fortlaufende Auflage mit einem normalen Außenzahnrad, wenn die Zähne des Innenzahnrades bei in Längsrichtung gekrümmten . Flanken symmetrisch zu ihren Längsmittellinien gekrümmt sind. Ein innenverzah`$tes Werkzeug, wie das in Fig. 17 dargestellte Werkzeug T2, welches solche gekrümmten Zähne und seine Zahnoberflächen schneidende, Schneidkanten bildende Zwischenräume oder Nuten f hat, kann ein Außenzahnrad auf ähnliche Weise wie das Arbeiten des Werkzeuges T der Fig. 6 auf ein Innenzahnrad fertigbearbeiten. Das Werkzeug T2 hat genügend Konvexität der in- Längsrichtung laufenden Zahnflächenkrümmung, um in der mittleren Zone eine größte Auflage und eine allmähliche Verkleinerung gegen die Enden zu zu erhalten. Die Innenzähne dieses Werkzeuges haben, da sie an ihren Flanken an den Zahnköpfen oder -in der Abmessung vom Zahnfuß bis zum Zahnkopf konkav sind, eine verhältnismäßig enge Annäherung an die Zahnkurven eines Außenzahnrades und daher in diesem Teil ,eine größere. Berührungsausdehnung als ein Außenwerkzeug.
  • Die beschriebenen Werkzeuge können aus einem beliebigen Stahl hergestellt sein, der entsprechend hart und zäh für das Schabschneiden und das Bearbeiten nach dem Burnish-Verfahren, d. h. für das Preßglätten ist, und können gehärtet und geschliffen werden, nachdem die Zähne geschnitten und mit Nuten oder Ausnehmungen versehen sind. Die Nuten, welche die Schneidkanten herstellen, sind in den Zeichnungen nur in Ebenen senkrecht zu den Achsen -der betreffenden- Werkzeuge dargestellt, weil die dargestellten. Werkzeuge nicht schraubenförmige Zähne haben. Bei - Verwendung von schraubenförmig gezahnten Werkzeugen können die Nuten zusätzlich schraubenförmig sein, d. h., sie verlaufen senkrecht zu den - Zahnschrauben. Auch können die Nuten in die Seiten der Zähne nur über ein begrenztes Maß statt durch die ganzen Zähne hindurchgehend und auf irgendeinen gewünschten Abstand begrenzt geschnitten sein. Die letztgenannte Ausbildung ist .dort vorzuziehen, wo eine große Anzahl von Schneidkanten ohne Schwächen der Zähne gewünscht wird.
  • Wenn ein mit geraden Zähnen versehenes Werkzeug mit einem schraubenförmigen Zahnradwerkstück oder umgekehrt zusammenläuft, -ist der .Winkel zwischen ihren Achsen gleich de-in Schraubenwinkel des Zahnradwerkstückes oder-des Werkzeugfis,- . je... ..nachdem, welches- . von ihnen die schraubenförmigen Zähne hat. Falls beide schraubenförmig sind, ist die Neigung zwischen den Achsen gleich der Differenz zwischen ihren bezüglichen Schraubenwinkeln oder der Summe ihrer Schraubenwinkel, was davon abhängt, ob beide die gleiche Gangrichtung oder entgegengesetzte Gangrichtungen haben und ob das eine ein Innenzahnrad ist oder beeide Außenzahnräder sind. Es kann angenommen werden, daß grade Zähne die Endbedingung von schraubenförmigen Zähnen sind, d. h. solche, bei denen der Schraubenwinkel gleich Null ist. Daher umfaßt die Darstellung, daß der Winkel zwischen den Achsen gleich der Summe oder der Differenz der Schraubenwinkel der betreffenden Zähne des Werkzeuges und des Werkstückes ist, alle Bedingungen. Diese Summe oder Differenz ist natürlich gleich dem Schraubenwinkel nur des einen Zahnrades, wenn der Winkel des anderen Null ist.
  • Werkzeugzähne, bei denen die Berührung mit den kämmenden Radzähnen des Werkstückes in ihrer mittleren Länge am größten ist und sich allmählich verringert, wenn sie durch Nuten oder Ausnehmungen unterbrochen sind, welche Schneidkanten herstellen, sind zum Schaben und zum Bearbeiten nach dem Burnish-Verfahren außerordentlich wirksam, oder falls sie mit fortlaufenden Flächen versehen sind, sind sie zum Bearbeiten nach dem Burnish-Verfahren oder Lappen -wirksam. Natürlich ist eine relative axiale Hinundherbewe= gung notwendig, um die Schneidwirkung durchzuführen und um diese Wirkung zu verteilen und um das Bearbeiten nach dem Burnish-Verfahren oder Läppwirkungen über die ganze Länge des Zahnradwerkstückes durchzuführen, da zufolge der Abweichung zwischen den Wegen, in welchen die kämmenden Zahnräder wandern, kein Gleiten in Längsrichtung vorhanden ist. Deshalb kann die Hinundherbewegung verhältnismäßig viel schneller im Verhältnis zur Umfangsgeschwindigkeit sein, als oben mit Bezug auf das schräg zueinander angeordnete Werkzeug und Zahnradwerkstück beschrieben wurde. Jedoch ermöglicht die gekrümmte Ausbildung der Zahnradzähne des Werkzeuges eine verhältnismäßig große Intensität des Flächendruckes; welcher an der Berührungsfläche erhalten werden kann, ohne daß ein großer Gesamtdruck benötigt wird.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verwendung eines an sich bekannten Zahnrades mit in Längsrichtung symmetrisch zur Längsmittelebene der Zähne konvex oder konkav gekrümmten Zahnflanken als Werkzeug zum Fertigbearbeeiten (Lappen, Prägepolieren oder Schaben) eines mit ihm als Werkstück kämmenden Gegenrades unter Kreuzung. der Achsen beider Räder, unter relativem Vorschub zwischen Werkzeug und Werkstück in Richtung der Achse des Werkstückes und wobei das Werkzeug je nach seiner -Paarung mit ;einem einer langsameren oder schnelleren Geschwindigkeit laufen. Diese hin und her gehenden Bewegungen werden vorzugsweise in dem Ausmaße durchgeführt, daß jedes Ende des Werkstückes abwechselnd nach der Mitte des Werkzeuges gebracht wird, d. h. bis zum Punkt j in Fig. 6. Durch eine um einen Zahn als beim Werkstück größere Zähnezahl am Werkzeug und dadurch, daß eine Drehbewegung und eine Hinundherbewegung vorgenommen wird, werden alle Zähne des Werkstückes wiederholt von allen Zähnen des Werkzeuges behandelt und über ihre ganze Länge geschliffen bzw. bei Anwendung des Preßglättens, d. h. des Burnish-Verfahrens mit durch einen Ausgleich der bei den einzelnen Zähnen auftretenden Oberflächenunregelmäßigkeiten, der Teilfehler und der Werkzeugmarkierungen und einer Verkleinerung der übrigen Abweichungen von den Sollabmessungen, von. der Sollform und einer Verkleinerung der Exzentrizität auf eine im wesentlichen genaue Gleichförmigkeit bearbeitet. Innenzahnräder mit schraubenförmigen Zähnen beliebigen Schraubenwinkels können auf diese Weise durch das Arbeiten eines Werkzeuges mit geraden Zähnen fertigbearbeitet werden (d. h. gerade in dem Sinne, daß ihre Längsmittellinien parallel zur Achse des Werkzeuges und ungeachtet der gekrümmten oder konvexen Zahnflanken verlaufen). In dem Falle jedoch, in dem der Schraubenwinkel zu klein ist, um eine genügende Abweichung der Bahn zwischen. dem Schneidwerkzeug und dem Zahnrad zu ergeben, kann das Werkzeug mit schraubenförmigen Zähnen eines genügend großen Schraubenwinkels versehen werden, um die gewünschte Abweichung zu erhalten. Gleichfalls können Innenzahnräder mit geraden Zähnen auf die gleiche Art mit einem schraubenf örmig gezahnten Werkzeug fertighearbeitet werden. Weiterhin ist die Umkehr des oben erläuterten Vorschlages, nämlich das Fertigbearbeiten von Außenzahnrädern mit einem außenverzahnten Werkzeug mit konkav gekrümmten Zähnen und das Fertigbearbeiten mit einem innenverzahnten Werkzeug mit konvex gekrümmten Zähnen möglich. Der erste Weg ist in den Fig. 9 bis 1q. dargestellt. Aus den Fig.9 und io ist ersichtlich, daß zwei Außenzylinder, beispielsweise k und 1, wenn sie bei schräg zueinander angeordneten Achsen miteinander in Berührung gebracht werden, nur an einem einzigen Tangentenpunkt ne miteinander in Berührung stehen. Wenn aber einer der Zylinder, z. B. k, in einem konkaven Körper mit einer in Längsrichtung verlaufenden Krümmung in seiner Mantelfläche o in Übereinstimmung mit der Abweichung des Teiles L von der ursprünglichen Oberfläche von k abgeändert wird, wird er mit der Oberfläche des Teiles l über den Bogen von p bis q fortlaufend in Berührung stehen. Wenn der Teil k oder ein entsprechender Körper mit einer geringeren Konkavität, als für eine Auflage auf voller Länge notwendig ist, hergestellt wird, wird er sich an seiner Mitte auf dem. Zylinder Z auflegen und nach seinen Enden zu allmählich außer Berührung kommen, im wesentlichen so, wie es mit Bezug auf den konvexen Teil in Fig. 5 beschrieben wurde. Eine solche weniger konkave Krümmung ist der mehr konvexen Krümmung, wie sie mit Bezug auf Fig.5 erläutert wurde, im wesentlichen gleichwertig. Wenn außenverzahnte Teile winklig zueinander angeordnet werden wie die Zylinder k und l und der eine oder der andere von ihnen hat schraubenförmige Zähne, welche mit den Zähnen des anderen gepaart sind, oder die Zähne beider Teile haben Schraubenform, welche sich zu der Abweichung zwischen ihren. Achsen ergänzen, aber keine Konkavität haben, wird die Auflage zwischen den ineinander kämmenden Zähnen auf eine Punktberührung oder auf so kleine Flächen begrenzt, wie sie sich aus dem Abflachen des Metalls unter Druck ergibt. Wenn aber die Zähne des einem. oder des anderen eines solchen Zahnrades in Längsrichtung konkav gemacht oder in ihren einander gegenüberliegenden Flanken mit Bezug auf die Mittelebenen oder die mittlere Schraubenfläche der Zähne gekrümmt sind und in dem Ausmaß gekrümmt sind, daß ein volles Eindringen in die Zähne des anderen Zahnrades über ihre gemeinsame Länge ermöglicht wird, dann wird sich über diese gemeinsame Länge eine gleichmäßige Auflage ergeben. Oder falls die symmetrische Längskonkavität kleiner (negativ ausgedrückt konvexer) als diese gemacht wird, wird die Auflage von der vollen Auflage an der mittleren Zone gegen die Enden zu allmählich abnehmen, wobei die Auflage weit größer ist als bei nicht gekrümmten Zähnen. Auf diese Weise wird das in Fig. ia dargestellte Werkzeug T', welches dem zuletzt beschriebenen konkaven Zahnrad entspricht und welches konkave, bei f zur Herstellung von Schabkanten g unterbrochene oder ausgeschnittene Zähne t' mit konkaven Flanken hat, mit einem Außenzahnrad W' kämmen und eine Schneid- und Burnishwirkung ausüben, welche im wesentlichen gleich der des Werkzeuges T mit Bezug auf das innenverzahnte Werkstück Wist. Die Köpfe der Zähne und der Grund der Zahnlücken können, wie dargestellt, in Längsrichtung ebenfalls konkav oder gerade sein; dies hängt davon ab, ob das Spiel am Zahnlückengrund des Zahnradwerkstückes genügend groß ist, um eine Berührung mit den Punkten der Werkzeugzähne in ihrer mittleren Länge und umgekehrt zu vermeiden. Auch bei dieser Ausführungsart kann entweder ein gezahntes Werkzeug mit geraden Zähnen zur Fertigbearbeitung eines Schraubenrades oder ein schraubenförmig gezahntes Werkzeug vorgesehen sein, um entweder ein Zahnrad mit geraden Zähnen oder ein Schraubenzahnrad mit einem anderen Schraubenwinkel als der des Werkzeuges fertigzubearbeiten. Die Zähne des Werkzeuges in Schraubenform können mit irgendeiner Winkelstellung hergestellt werden, welche notwendig ist, um ein Kämmen mit einem Werkstück bei einem beliebigen Grad axialer Winkelstellung zu ermöglichen, damit eine gewünschte Art einer Schneidaußen - oder innenverzahnten Rad konvex oder konkav gekrümmte Zahnflanken trägt und wobei es im Falle des Schabens die an sich bekannten, auf den Werkzeugflanken angeordneten Schneiden aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 649 163; schweizerische Patentschrift Nr. 93 344; britische Patentschrift Nr. 4o6 730.
DEF5525D 1936-10-31 1936-10-31 Verwendung eines Zahnrades mit konvex oder konkav gekruemmten Zahnflanken als Werkzeug zum Fertigbearbeiten eines anderen Zahnrades Expired DE975164C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEF5525D DE975164C (de) 1936-10-31 1936-10-31 Verwendung eines Zahnrades mit konvex oder konkav gekruemmten Zahnflanken als Werkzeug zum Fertigbearbeiten eines anderen Zahnrades

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEF5525D DE975164C (de) 1936-10-31 1936-10-31 Verwendung eines Zahnrades mit konvex oder konkav gekruemmten Zahnflanken als Werkzeug zum Fertigbearbeiten eines anderen Zahnrades

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE975164C true DE975164C (de) 1961-09-07

Family

ID=7084625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEF5525D Expired DE975164C (de) 1936-10-31 1936-10-31 Verwendung eines Zahnrades mit konvex oder konkav gekruemmten Zahnflanken als Werkzeug zum Fertigbearbeiten eines anderen Zahnrades

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE975164C (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE975817C (de) * 1936-04-16 1962-10-04 Fellows Gear Chaper Company Zahnradfoermiges Werkzeug zum Fertigbearbeiten von Zahnraedern
WO2018130260A1 (de) * 2017-01-12 2018-07-19 Gleason-Pfauter Maschinenfabrik Gmbh Verfahren zur hartfeinbearbeitung von verzahnungen, insbesondere innenverzahnungen und dazu geeignete werkzeugmaschine
DE102019134924A1 (de) * 2019-12-18 2021-06-24 Präwema Antriebstechnik GmbH Verfahren zum feinbearbeiten eines mit einer verzahnung versehenen werkstücks

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH93344A (de) * 1919-11-19 1922-03-01 Skf Svenska Kullagerfab Ab Verfahren zur Herstellung von Zahnrädern.
GB406730A (en) * 1931-08-28 1934-02-26 Gustav Adolf Klingelnberg Improvements in the method of, and apparatus for, cutting toothed gears
DE649163C (de) * 1931-08-29 1937-08-19 Klingelnberg Soehne Ferd Waelzfraesverfahren zur Herstellung von Stirn- und Schraubenraedern mit in Laengsrichtung ballig geformten Zaehnen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH93344A (de) * 1919-11-19 1922-03-01 Skf Svenska Kullagerfab Ab Verfahren zur Herstellung von Zahnrädern.
GB406730A (en) * 1931-08-28 1934-02-26 Gustav Adolf Klingelnberg Improvements in the method of, and apparatus for, cutting toothed gears
DE649163C (de) * 1931-08-29 1937-08-19 Klingelnberg Soehne Ferd Waelzfraesverfahren zur Herstellung von Stirn- und Schraubenraedern mit in Laengsrichtung ballig geformten Zaehnen

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE975817C (de) * 1936-04-16 1962-10-04 Fellows Gear Chaper Company Zahnradfoermiges Werkzeug zum Fertigbearbeiten von Zahnraedern
WO2018130260A1 (de) * 2017-01-12 2018-07-19 Gleason-Pfauter Maschinenfabrik Gmbh Verfahren zur hartfeinbearbeitung von verzahnungen, insbesondere innenverzahnungen und dazu geeignete werkzeugmaschine
CN110121393A (zh) * 2017-01-12 2019-08-13 格里森-普法特机械制造有限公司 用于对齿形齿轮装置、具体来说内部齿形部分进行硬表面加工的方法和适合该方法的机床
US11097364B2 (en) 2017-01-12 2021-08-24 Gleason-Pfauter Maschinenfabrik Gmbh Method for hard finishing toothed gearing, particularly internally toothed portions and machine tool suitable therefor
DE102019134924A1 (de) * 2019-12-18 2021-06-24 Präwema Antriebstechnik GmbH Verfahren zum feinbearbeiten eines mit einer verzahnung versehenen werkstücks
US11819935B2 (en) 2019-12-18 2023-11-21 Präwema Antriebstechnik GmbH Method for precision machining a workpiece provided with gearing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004057596B4 (de) Profilierzahnrad und Verfahren zum Profilieren einer Schleifschnecke
DE69735631T2 (de) Apparat und verfahren zum präzisionsschleifen von kronenrädern
CH650183A5 (de) Verfahren zur bearbeitung eines zahnrades mittels eines rotierenden werkzeuges.
DE896905C (de) Zahnraeder und Verfahren sowie Werkzeuge zum Schneiden von Zahnraedern
DE3142384A1 (de) Waelzverfahren zur spangebenden bearbeitung evolventenfoermiger zahnflanken mit profil- und laengskorrekturen
EP0311778B1 (de) Verfahren zum Feinbearbeiten von balligen Zahnflanken an insbesondere gehärteten Zahnrädern
EP2929970A1 (de) Verfahren zum hartfeinbearbeiten eines werkstücks mit einem schneckenförmigen bearbeitungswerkzeug
DE3734828C1 (de) Verfahren zum Teilwaelzschleifen von Zahnraedern sowie eine dafuer geeignete Maschine
CH633983A5 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von zahnraedern.
DE60025792T2 (de) Bearbeitungsvorrichtung und Bearbeitungsverfahren
DE2641554A1 (de) Waelzverfahren und vorrichtung zum schleifen zylindrischer zahnraeder
DE750679C (de) Verfahren zur Nachbearbeitung von vorgeschnittenen Stirnraedern mit gerade oder schraubenfoermig verlaufenden Zaehnen
DE975164C (de) Verwendung eines Zahnrades mit konvex oder konkav gekruemmten Zahnflanken als Werkzeug zum Fertigbearbeiten eines anderen Zahnrades
DE2721164A1 (de) Vorrichtung zum schleifen von spiral- bzw. bogenverzahnten kegelraedern
DE821146C (de) Scheibenfoermiger Fraeskopf und Fraesverfahren zum Verzahnen von Zahnraedern
DE2922038A1 (de) Fraeser bzw. zahnformfraeser und verfahren zu seiner herstellung
EP4028215B1 (de) Verfahren zur herstellung eines rotors eines schraubenverdichters oder eines werkstücks mit schneckenförmigem profil
EP4066974A1 (de) Verfahren zum erzeugen von verschränkungen an den zahnflanken eines innenverzahnten werkstücks
EP0761357B1 (de) Verfahren zum Schaben oder Schabschleifen zylindrischer, insbesondere flankenlinienmodifizierter Zahnräder bzw. zum Profilieren der zum Schabschleifen benötigten Werkzeuge
DD279627A1 (de) Verfahren und einrichtung zum erzeugen von gerad- oder schraegverzahnten stirnraedern mit laengs- und hoehenballig modifizierten zahnflanken
DE2811932A1 (de) Profilfraeser sowie verfahren zur herstellung eines schraubenrotors
DE682360C (de) Verfahren zum Einlaufen von Kegelraedern mit laengs gekruemmten Zaehnen
DE2556170B2 (de) Schleif- bzw. Poliervorrichtung für ein Zahnrad
DE102019134924A1 (de) Verfahren zum feinbearbeiten eines mit einer verzahnung versehenen werkstücks
DE852029C (de) Messerkopf zum Schneiden von Zahnraedern mit gekruemmten Zaehnen