NL8901745A - Afwikkelgereedschap voor het vervaardigen van tandwielen en tandwielachtigen, zoals spievertandingen, kettingwielen en dergelijke. - Google Patents

Description

Titel: Afwikkelgereedschap voor het vervaardigen van tandwielen en tandwielachtigen, zoals spievertandingen, kettingwielen en dergelijke

De uitvinding heeft betrekking op een afwikkelgereed¬schap voor het vervaardigen van tandwielen en tandwielachtigen,zoals spievertandingen, kettingwielen en dergelijke, welkgereedschap is voorzien van een om een hartlijn roteerbaaromwentelingslichaam met een omtreksvlak waarop ten minste eenschroeflijnvormige gang is aangebracht, waarvan het oppervlak isvoorzien van bewerkingsmiddelen, die door het verspanend ofslijpend laten afwikkelen van het gereedschap op het werkstuk indit laatste de gewenste vertanding aanbrengen.

Een dergelijk gereedschap voor het frezen respectie¬velijk slijpen van tandwielen is algemeen bekend onder de naamwormfrees respectievelijk wormslijpsteen. Het omwentelings¬lichaam van de bekende wormfrees heeft de vorm van een cilinder,waaromheen zich schroeflijnvormig een worm met een loodrecht opde schroeflijn trapeziumvormige dwarsdoorsnede uitstrekt. Ditgereedschap is te zien als een verdere ontwikkeling of verbete¬ring van een steekheugel, waarmee middels een intermitterendesnijbeweging en een intermitterende afwikkelbeweging een tand¬wiel is te steken. Door de tandheugel te vervangen door de worm¬frees is een continu verspaningsproces te verkrijgen met eendienovereenkomstige toename van de vervaardigingssnelheid. Aldusis op geschikte wijze een cilindrisch tandwiel met rechte ofschuine uitwendige vertanding te produceren, althans indien hettandwiel een voldoend groot aantal tanden dient te krijgen.

Zoals bekend treedt er bij de tandvoet ondersnijding op, indienhet aantal tanden van het tandwiel te klein wordt, doordat bijhet afwikkelen de top van het afwikkelgereedschap materiaal aande voet van de tand wegsteekt bij het bewerken van de flanken.Een dergelijke ondersnijding, die de tand verzwakt en de in-grijplijn verkort, is tot op zekere hoogte te voorkomen door eenprofielverschuiving toe te passen, welke mogelijkheid echter weer wordt beperkt door de als gevolg daarvan optredende vermin¬dering van de tandtopdikte in omtreksrichting. Daarnaast is hetmet een dergelijk gereedschap niet mogelijk een inwendige ver-tanding te frezen. Voor het vervaardigen van een inwendige ver-tanding dient gebruik te worden gemaakt van een steekwiel, datechter op zijn beurt weer de continuïteit van een worm tijdenshet vervaardigingsprocédé ontbeert.

Met de uitvinding wordt beoogd een gereedschap van dein de aanhef omschreven soort universeel te maken, dat wil zeg¬gen het gereedschap zodanig te verbeteren, dat dit onder behoudvan de gunstige eigenschappen van zowel snijheugel, wormfreesals steekwiel in staat is in een continu proces alle bekendetandvormen tot stand te brengen. Als mogelijke tandvormen kandaarbij gedacht worden aan zowel uitwendige als inwendige cilin¬drische tandwielen met rechte en schuine vertanding, kegelwielenmet rechte, schuine en gebogen vertanding^ kettingwielen alsmedeassen en naven met in het bijzonder evolvente spievertanding.

Dit wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt, alshet omtreksvlak de vorm heeft van een vlak ontstaan door hetlaten roteren van een gebogen lijnstuk om de hartlijn. Door dezemaatregel wordt een gereedschap verkregen, waarvan de hoofd- ofbasisvorm is af te stemmen op de gewenste toepassing met alsdoorslaggevend voordeel de mogelijkheid elk gewenst tandprofielte vervaardigen in een proces waarbij zowel continue verspaningals continue afwikkeling mogelijk is.

In geval het gebogen lijnstuk een zodanige krommingheeft, dat het omwentelingslichaam een convex of bolrondomtreksvlak heeft, is bijvoorbeeld als gevolg van de terug¬wijkende randgebieden van het gereedschap op de wijze van eenwormfrees een binnenvertanding te frezen, waarbij het uiteraardvoorwaarde is, dat het gebogen lijnstuk een maximale kromte¬straal heeft die kleiner is dan of gelijk is aan die van debinnenvertanding. Bedoelde terugwijkende randgebieden hebbentevens het voordeel, dat de toppen van het gereedschap bij hetvervaardigen van cilindrische tandwielen met rechte of schuine,uitwendige vertanding alsmede een relatief klein aantal tandenminder snel ondersnijding tot gevolg zullen hebben. Zodoende is met het gereedschap volgens de uitvinding een combinatie vantandtopdikte, niet-ondersnijding en kleine tandenaantallen moge¬lijk, die met de bekende gereedschappen niet is te halen.

Afwijken van de cilindervorm, dat wil zeggen afwijkenvan de rechte vorm voor het uitgangslijnstuk bij het vastleggenvan het omtreksvlak voor het omwentelingslichaam en daarbij kie¬zen voor een omwentelingslichaam met een convex of bolrond om¬treksvlak levert derhalve een oplossing voor de problemen inhe¬rent aan de bekende stand van de techniek zonder de voordelendaarvan prijs te geven. Evenwel is verrassenderwijs gebleken,dat de uitvindingsgedachte, die tot deze oplossing leidde, meeromvattend is dan het alleen maar oplossen van de bestaande pro¬blemen, hoe voordeelbiedend dat op zich ook reeds is. Immersuitgaande van de hoofdgedachte, afwijken van de rechte lijn alsuitgangspunt voor het omtreksvlak van het omwentelingslichaamimpliceert evenzeer de mogelijkheid, dat het gebogen lijnstukeen zodanige kromming heeft, dat het omwentelingslichaam eenconcaaf of holrond omtreksvlak heeft. Een dergelijke basisgeo-metrie blijkt nu de mogelijkheid te bieden bij het vervaardigenvan een uitwendige vertanding een groter ingrijpquotiënt tussengereedschap en werkstuk te bewerkstelligen, waardoor de verspa-ningscapaciteit van het gereedschap is op te voeren oftewel devervaardigingssnelheid is te verhogen.

Bij zowel inwendige als uitwendige cilindrische tand¬wielen zal er uit vervaardigingstechnische overwegingen veelalvoor worden gekozen het gebogen lijnstuk ten opzichte van eenlijn loodrecht op de hartlijn een spiegelsymmetrische vorm tegeven. In geval, uitgaande van dezelfde overwegingen een kegel-wiel moet worden vervaardigd, is dit overeenkomstig een verdereuitvoeringsvorm van de uitvinding te realiseren, als het gebogenlijnstuk zich uitstrekt aan beide zijden van een lijn, die dehartlijn niet loodrecht snijdt. Op deze wijze wordt het overeen¬komstig de uitvinding voor het eerst mogelijk gemaakt volgenseen continu afwikkelprocédé kegelwielen met rechte, schuine,maar vooral ook gebogen vertanding te fabriceren.

Het kiezen van een van een cilinder afwijkende vormvoor het omwentelingslichaam, waarmee de diverse besproken voor¬ delen zijn te verkrijgen, heeft consequenties voor de vorm vande schroefvormige gang op het omwentelingslichaam, welke gangimmers dusdanig moet zijn, dat door het verspanend of slijpendlaten afwikkelen van het gereedschap op het werkstuk in ditlaatste de gewenste vertanding wordt verkregen. Hierbij kan diegang niet meer, zoals bij de bekende wormfrees een trapeziumvor¬mige dwarsdoorsnede hebben. De gewenste ganggeometrie is over¬eenkomstig ëen verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding opvoordeelbiedende wijze uiterst nauwkeurig te verkrijgen, alselke schroeflijnvormige gang een zodanige vorm heeft, dat hetprofiel van de gang op de plaats van samenwerking met een op hetwerkstuk vorm te geven tand overeenkomt met het profiel van eenvertanding die, indien aangebracht op een steekcirkel met eenstraal gelijk aan de kromtestraal van het gebogen lijnstuk opdie plaats van samenwerking, volgens de algemene vertandings-regel kan samenwerken met de voor het werkstuk gewenste vertan¬ding. Als op deze aangepaste wijze de algemene vertandingsregel,dat wil zeggen dat de normaal in het raakpunt van twee tandflan-ken steeds is gericht naar het punt, dat de verbindingslijn dermiddelpunten verdeelt in twee delen, die zich omgekeerd evenre¬dig verhouden met de hoeksnelheden, wordt toegepast, is voor elkpunt van de schroeflijnvormige gang exact de configuratie te be¬palen die nodig is voor het verkrijgen van de gewenste geometrieHet vervaardigen van een dergelijke schroeflijnvormigegang in een steek- of freesgereedschap is gezien de bijzonderegeometrie als uiterst gecompliceerd te beschouwen. Derhalve ver¬dient het overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uit¬vinding de voorkeur, dat de bewerkingsmiddelen worden gevormddoor snijranden aangebracht op een aantal messen, waarbij elkmes is ondergebracht in een in het omwentelingslichaam aange¬brachte groef, die zich radiaal en in langsrichting van hetomwentelingslichaam uitstrekt, dan wel in een in het omwente¬lingslichaam aangebrachte groef, die zich loodrecht op deschroefgang uitstrekt. Zodoende is het probleem van het vervaar¬digen van een gecompliceerde schroefgang teruggebracht tot hetaanbrengen van een profielrand in een in principe vlakke, platteplaat, hetgeen vervaardigingstechnisch als een dramatische ver¬ eenvoudiging kan worden gezien. Immers alsdan is het op relatiefeenvoudige wijze mogelijk de messen uit gehard materiaal middelseen draadvonkwerkwijze te vervaardigen.

Bedoelde messen zullen in een aantal gebieden tot eenzekere hoogte boven het omtreksvlak van het omwentelingslichaamuitsteken. Om in die gebieden de optredende spanningen in demessen tijdens het steken van een tandwiel op te vangen, ver¬dient het overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm.van deuitvinding de voorkeur, dat de messen gesteund worden door eenschroeflijnvormige hulpgang op het omwentelingslichaam, welkehulpgang in hoofdzaak eenzelfde configuratie, zij het metkleinere afmetingen, heeft dan die waarvan de snijranden deeluitmaken.

Voor het verkrijgen van een gunstige verspaning ver¬dient het overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uit¬vinding de voorkeur, dat de messen zijn voorzien van snij- envrijloophoeken gevormd door telkens evenwijdig aan het snijvlakeen continu met de dikte veranderende profielverschuiving toe tepassen. Een verdere verbetering van de verspanende bewerking isdaarbij nog te verkrijgen, indien alle messen met hun snijvlakzuiver radiaal zijn geplaatst, doch tevens ten opzichte van deradiaal verdraaibaar zijn rond een as evenwijdig aan de hartlijndan wel loodrecht op de schroefgang, waarbij die draaiing zoda¬nig is te kiezen, dat de top van de messen het eerst met hetwerkstuk in aanraking komt, waardoor het aangrijpen op het werk¬stuk gelijkmatiger plaatsvindt. Als daarbij verder alle messeneen gelijke dikte hebben, zijn de messen op relatief eenvoudigewijze naslijpbaar door van alle messen evenveel af te slijpen.

In het voorgaande zijn bij het toelichten van de uit¬vinding in hoofdzaak begrippen als steken en frezen gehanteerd.Uitdrukkelijk zij echter vermeld, dat het gereedschap evenzeereen slijpgereedschap voor bijvoorbeeld het nabewerkingen vanvoorbewerkte tandwielen kan zijn. In dat geval verdient hetuiteraard de voorkeur, dat de bewerkingsmiddelen worden gevormddoor een slijpsteenoppervlak. Met een dergelijk gereedschap ishet voor het eerst mogelijk volgens een continu afwikkelprocédébinnenvertandingen alsmede kegelwielen met gebogen vertanding, dat wil zeggen spiraalkegelwielen na te slijpen. De huidigetechnieken bieden slechts een intermitterend slijpproces, waar¬bij kuil voor kuil moet worden behandeld.

Onder verwijzing naar in de tekening weergegevenuitvoeringsvoorbeelden zal het afwikkelgereedschap volgens deuitvinding thans nader worden besproken en toegelicht. Daarbijtoont: fig. 1 schematisch de vervaardiging van een cilin¬drisch tandwiel met behulp van een bekende wormfrees;fig. 2 een onderaanzicht van fig. 1;fig. 3-6 elk de vervaardiging van een tandwiel metbehulp van een afwikkelgereedschap volgens de uitvinding; fig. 7 de vervaardiging van een tandwiel met binnen-vertanding met behulp van een afwikkelgereedschap volgens deuitvinding; fig. 8 een kegelwiel vervaardigd met een afwikkel¬gereedschap volgens de uitvinding; fig. 9 een afwikkelfrees met messen evenwijdig aan de hartlijn; fig. 10 een afwikkelfrees met messen loodrecht op deschroeflijn; fig. 11 de opstelmogelijkheden van de messen;fig. 12 de naslijpmogelijkheden van de messen;fig. 13 en 14 elk het nabewerken van een tandwiel metbehulp van een afwikkelslijpsteen volgens de uitvinding; fig. 15 een schema van de ingrijpquotiënten bij dediverse afwikkelgereedschappen; en fig. 16 een toelichting op de te hanteren regel voorhet berekenen van de vertanding van het afwikkelgereedschap.

In de figuren 1 en 2 is schematisch het op bekendewijze vervaardigen van een cilindrisch tandwiel 1 met rechtetanden middels een afwikkelwormfrees 2 weergegeven. Het gewensteprofiel wordt daarbij in het werkstuk 1 aangebracht door dewormfrees 2 te laten roteren en het werkstuk te laten afwik¬kelen, dat wil zeggen te laten roteren op de wijze zoals hetgewenste tandwiel na vervaardiging zal samenwerken met eenelement voorzien van een overeenkomstige vertanding. Teneinde de wormfrees 2 op de juiste wijze op het werkstuk te laten aangrij¬pen dient de hartlijn daarvan in fig. 1 over een dusdanige hoek δuit het vlak van tekening te worden gedraaid, dat de schroef¬gangen 3 van de wormfrees 2 zich evenwijdig uitstrekken aan dein het werkstuk 1 aan te brengen tanden 4, welke stand blijktuit fig. 2. Daartoe dient bedoelde hoek δ te voldoen aan de vol¬gende relatie Φ = ± β ± γ + 90° = δ + 90° waarbij φ = kruisingshoek tussen de hartlijn van de wormfrees endie van het werkstukβ = tandhoek van het tandwiel γ = spoedhoek van de schroeflijngang op de wormfreesδ = hoek waarover de hartlijn van de wormfrees uit hetvlak van tekening van figuur 1 is gedraaid± heeft betrekking op linkse of rechtse tandhoeken enschroeflijngangen.

Op soortgelijke wijze als in figuur 1 zijn in de figu¬ren 3-6 afwikkelgereedschappen volgens de uitvinding getoond.Opgemerkt zij, dat ook deze en alle hierna volgend besprokengereedschappen een hoek insluiten met het vlak van tekening,hetgeen echter uit overzichtelijkheidsoverwegingen niet isweergegeven. Om soortgelijke redenen zijn in de figuren 3-6bij bedoelde afwikkelgereedschappen de schroefgangen en bij dewerkstukken de te vormen tanden niet weergegeven. Bij de afwik¬kelgereedschappen volgens de uitvinding wordt steeds uitgegaanvan een rotatielichaam ontstaan door het roteren van een gebogenlijnstuk rond de hartlijn, oftewel een van een cilinder afwij¬kend rotatielichaam.

Bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 3 is voor hetvormen van het rotatielichaam uitgegaan van een cirkelboog 5waarvan het middelpunt 6 op de hartlijn 7 van het afwikkel-gereedschap 8 is gelegen, waardoor als rotatielichaam eenboloïde is verkregen. Een variant hierop is het afwikkelgereed-schap 9 weergegeven in figuur 4. Ook dit is gevormd door hetroteren van een cirkelboog 10 om de hartlijn 11, doch het mid¬delpunt 12 van deze cirkelboog 10 ligt voorbij de hartlijn 11 enkan, zoals weergegeven, buiten het rotatielichaam zelf liggen.

Een aldus verkregen rotatielichaam kan worden aangeduid met denaam "cirkel-ton". Het afwikkelgereedschap 13 weergegeven infiguur 5 heeft een rotatielichaam in de vorm van een cirkel-globoïde, welke is verkregen door het om de hartlijn 14 roterenvan een cirkelboog 15 waarvan de kromming naar de hartlijn 14toe is gericht, oftewel het middelpunt 16 van de cirkelboog 15ligt gezien ten opzichte van de hartlijn 14 voorbij de cirkel¬boog 15. In figuur 6 is een deel van een ellips gehanteerd alsgebogen lijnstuk, dat geroteerd is om de hartlijn In figuur 6is onder hartlijn 17 een afwikkelgereedschap 18a aangeduid, datis verkregen door het roteren van een ellipsdeel 19a, datspiegelsymmetrisch is ten opzichte van de korte as 20a van deellips. Soortgelijke spiegelsymmetrische gebogen lijnstukkenzijn ook gehanteerd bij de uitvoeringsvormen volgens de figuren3-5. Evenwel kan ook een asymmetrisch gebogen lijnstuk alsuitgangspunt worden gekozen. Bij het hanteren van een ellipsdeelis dan een afwikkelgereedschap 18b, zoals getoond boven dehartlijn 17 in figuur 6, te verkrijgen door het om de hartlijn17 laten roteren van het gebogen lijnstuk 19b. De lange as 20bvan de ellips ligt versprongen ten opzichte van de hartlijn 17en binnen het afwikkelgereedschap 18; het bij deze configuratieverkregen omwentelingsvlak is aan te duiden als een holronde ofconvexe ellips-toroïde. Vallen de lange as 20b en de hartlijn 17samen, dan wordt een ellipsoïde verkregen. Een derde mogelijk¬heid is een holronde of concave ellips-toroïde. Deze wordtverkregen als de lange as 20b van de ellips versprongen tenopzichte van de hartlijn 17 en buiten het afwikkelgereedschap 18ligt, dat wil zeggen gezien vanaf de hartlijn 17 voorbij hetomwentelingsvlak.

De boven besproken en in de figuren 1-6 weergegevenuitvoeringsvormen zijn nog met zeer vele varianten uit te brei¬den, Zo kan het gebogen lijnstuk bijvoorbeeld een deel zijn vaneen parabool of een hyperbool voor het vormen van een convex ofbolrond dan wel een concaaf of holrond omwentelingsvlak.

In de figuren 1-6 zijn steeds situaties weergegevenwaarin een tandwiel met uitwendige vertanding wordt vervaardigd.Met een afwikkelgereedschap volgens de uitvinding is het echter ook mogelijk een inwendige vertanding te verwezenlijken. Eenvoorbeeld hiervan is weergegeven in figuur 7. Daartoe is binnenhet ringvormige werkstuk 21 een afwikkelgereedschap 22 geplaatstmet een omwentelingsvlak in de vorm van een cirkel-torolde, datwil zeggen een omwentelingsvlak verkregen door een cirkelboog 23waarvan het middelpunt 24 niet op de hartlijn 25 is gelegen omde hartlijn te laten roteren. Bij de samenwerking tussen hetafwikkelgereedschap 22 en het werkstuk 21 zijn schematisch hetprofiel van de schroefgang'van het afwikkelgereedschap 22 en dedaardoor gevormde tanden weergegeven. Uit deze weergave iszichtbaar dat door het bolronde omwentelingsvlak en de daardoornaar beide zijden toe terugwijkende schroefgang het mogelijk ismet een continu werkzaam en afwikkelend gereedschap een binnen-vertanding te vervaardigen. Tevens zal uit deze figuur duidelijkzijn, dat een cilindrisch afwikkelgereedschap op die plaats nietis toe te passen. Met dit gereedschap is uiteraard ook een uit¬wendige vertanding te vervaardigen.

In figuur 8 is een gereedschap weergegeven voor hetvervaardigen van een kegelwiel met gebogen of schuine tanden.

Het afwikkelgereedschap 26 heeft een omwentelingsvlak verkregendoor het roteren van een gebogen lijnstuk 27 in de vorm van eendeel van een ellips. Evenwel is het lijnstuk zodanig ten opzich¬te van de hartlijn 28 geplaatst, dat de lange as 29 niet, zoalsin figuur 6 evenwijdig loopt aan de hartlijn 28, doch daarmeeeen hoek insluit, welke hoek correspondeert met de gewensteschuinte van het kegelwiel. In tegenstelling tot bij de in hetvoorgaande besproken afwikkelgereedschappen waarbij de schroef¬gangen een vrij steil verloop kennen, zoals bijvoorbeeld zicht¬baar in de figuren 1 en 2, heeft een schroefgang op het afwik¬kelgereedschap 26 een vrij vlak verloop; ter gedachtenbepalingeen hoek van 20° è. 30° met het vlak van tekening. Volledigheids¬halve zij nog vermeld, dat ook het afwikkelgereedschap 26 ondereen zodanige hoek met het vlak van t-ekening en het werkstuk 30staat opgesteld, dat de schroefgang evenwijdig loopt aan de tevervaardigen tand. Deze hoek zal in het algemeen aanzienlijkgroter zijn dan die bij de in het voorgaande besproken uitvoe-ringsvoorbeelden.

Het vervaardigen van een schroeflijnvormige gang ineen steek- of freesgereedschap is te beschouwen als uiterstgecompliceerd; zeker als de vorm van de schroefgang zoals bijhet onderhavige afwikkelgereedschap ook nog afhankelijk is vanzijn plaats op het omwentelingsoppervlak. Dit probleem is aan¬merkelijk te vereenvoudigen door het snijprofiel aan te brengenin messen, die in groeven in het omwentelingslichaam wordengeplaatst. Daarbij verdient het dan weer de voorkeur, dat degeometrie van de messen zo eenvoudig mogelijk blijft. Dit is tebereiken door lange plaatvormige messen te kiezen, die zich inhoofdzaak in de richting van de hartlijn van het afwikkelgereed¬schap uitstrekken. Een eerste mogelijke uitvoeringsvorm van ditprincipe is weergegeven in figuur 9, waarin een afwikkelgereed¬schap 31 is weergegeven. In het omwentelingslichaam 31 zijn eenaantal groeven aangebracht, die zich radiaal en in langsrichtinguitstrekken. In elke groef is een lang plaatvormig mes 32 gesto¬ken, dat langs zijn vrije bovenrand is voorzien van het gewenstesnijprofiel. In de figuur is dit snijprofiel niet weergegeven,doch dit zal gezien het doorsnijden van drie schematisch weerge¬geven schroefgangen 33 vergelijkbaar zijn met het in figuur 7 indwarsdoorsnede weergegeven profiel. De onderrand van het mes 32kan recht zijn, zoals weergegeven in figuur 9, doch kan uiter¬aard ook elke andere gewenste vorm hebben.

In figuur 10 is een tweede opstellingsmogelijkheidvoor de messen 34 weergegeven, namelijk in rechte groeven lood¬recht op de schroefgangen 35. Opgemerkt zij, dat in figuur 10het afwikkelgereedschap 36 uit duidelijkheidsoverwegingen in devorm van een cilinder is weergegeven. Bij het weergegeven vaneen omwentelingslichaam volgens de uitvinding treden er bijprojectie in een plat vlak dusdanige vervormingen op, dat deweergave van de wijze waarop de messen zich uitstrekken eerderaanleiding zou kunnen geven tot verwarring dan verduidelijking.Uiteraard dient het omwentelingslichaam overeenkomstig deuitvinding een van een cilinder afwijkende vorm te hebben.

Door een dergelijke opstelling en uitvoering van demessen is het probleem van het vervaardigen van een gecompli¬ceerde schroefgang teruggebracht tot het aanbrengen van een profielrand in een in principe vlakke, platte plaat, hetgeen devervaardiging in zeer aanmerkelijke mate vereenvoudigd. Immersdan is het op relatief eenvoudige wijze mogelijk de messen uitgehard materiaal middels een draadvonkwerkwijze te vervaardigen.

Bedoelde messen zullen in een aantal gebieden, in hetbijzonder de gebieden die in het werkstuk een tandkuil moetenvormen tot relatief grote hoogte boven het omtreksvlak van hetomwentelingslichaam uitsteken. Om in die gebieden de optredendespanningen in de messen tijdens het steken van een tandwiel opte vangen, is een schroeflijnvormige hulpgang op het omwente¬lingslichaam aan te brengen, welke hulpgang in hoofdzaak een¬zelfde configuratie, zij het met kleinere afmetingen, heeft dande eigenlijke tijdens het vervaardigingsproces werkzame schroef¬gang. Aldus is te bereiken dat het mes overal even ver bovenzijn ondersteuning uitsteekt.

Voor het verkrijgen van een gunstige verspaning ver¬dient het de voorkeur, dat de messen zijn voorzien van snij- envrijloophoeken gevormd door telkens evenwijdig aan het snijvlakeen continu met de dikte veranderende profielverschuiving toe tepassen. Een optimale verspanende bewerking is te verkrijgen,indien alle messen, zoals het in figuur 11 getoonde mes 37, methun snijvlak zuiver radiaal zijn geplaatst. Daarnaast verdienthet tevens de voorkeur, dat de messen, zoals het in figuur 11getoonde mes 38, ten opzichte van de radiaal verdraaibaar zijnrond een as evenwijdig aan de hartlijn dan wel loodrecht op deschroefgang, zodat de top van de messen het eerst met hetwerkstuk in aanraking kan komen, waardoor het ingrijpen in hetwerkstuk gelijkmatiger plaatsvindt.

Als alle messen een gelijke dikte hebben, zijn deze oprelatief eenvoudige wijze naslijpbaar door van alle messen even¬veel af te slijpen, zoals moge blijken uit de weergave in figuur12. Van het aldaar getoonde mes 39 zijn de buitenbegrenzingsrand40, die overeenkomt met de top, en de binnenbegrenzingsrand 41,die overeenkomt met de voet van een te vormen tand, weergegeven.De punt 41 van de rand 40 en de punt 43 van de rand 41 makendeel uit van een snijrand van het mes 39, die resulteert in eentand 44, van welke tand de topbreedte overeenkomt met de mini- male gewenste tandtopbreedte. De punt 45 van de rand 40 en depunt 46 van de rand 41 maken deel uit van een (fictieve) snij-rand van het mes 39, die resulteert in een tand 47, een tand dieop de grens van ondersnijding bij de tandvoet zit. Tussen debuitenomtreksprofielen van de beide tanden 44 en 47 zijn nog eengroot aantal verdere buitenomtreksprofielen te tekenen, welkeprofielen alle gemeen hebben, dat deze toebehoren aan tanden dieop de gewenste wijze onderling kunnen samenwerken, daar het hierin principe dezelfde, doch verschoven profielen betreft. Is nuna het werken met het mes 39 de snijrand waartoe de punten 42 en43 behoren, te bot geworden, dan is het mes 39 na te slijpendoor er een evenwijdig plakje, bijvoorbeeld tot de streeplijn48, af te slijpen. Daardoor wordt een nieuwe snijrand gevormdwaartoe de punten 49 en 50 behoren. Deze nieuwe snijrand leverteen tand met een buitenomtreksprofiel behorend tot de bovenbe¬doelde verdere buitenomtreksprofielen. Het zal duidelijk zijn,dat na het te bot worden van de nieuwe snijrand een verdereslijpgang, waarbij wederom van alle messen evenveel wordt afge¬slepen, kan plaats hebben, in theorie totdat de punten 45 en 46zijn bereikt.

In het voorgaande zijn met betrekking tot de figuren9-12 afwikkelgereedschappen voor het frezen van vertandingenbesproken. De in de figuren 3-8 weergegeven basisvormen zijnechter evenzeer geschikt voor afwikkelgereedschappen voor hetslijpen of nabewerken van vertandingen De figuren 13 en 14geven voorbeelden van een dergelijk concaaf of holrond afwikkel-gereedschap 51 resp. convex of bolrond afwikkelgereedschap 52.Wellicht ten overvloede wordt opgemerkt, dat ook deze gereed¬schappen kunnen zijn uitgevoerd voor toepassing bij binnenver-tandingen, kegelwielen en tandwielachtigen, zoals spievertan-dingen en kettingwielen.

In figuur 15 is schematisch een werkstuk 53 weerge¬geven met een topcirkel 53a, een steekcirkel 53b en een voet-cirkel 53c. Het werkstuk wordt bewerkt door een bolrond afwik¬kelgereedschap 54, een wormfrees 55 of een holrond afwikkelge¬reedschap 56. De top-, steek- en voetcirkel zijn wederom voor¬zien van de toevoegingen a, b of c. De ingrijpweg tussen het werkstuk 53 en het bolronde afwikkelgereedschap 54, de wormfrees55 resp. het holronde afwikkelgereedschap 56 is AB, AC, resp.

AD. Het werkzame deel van het bolronde afwikkelgereedschap 54 opde steekcirkel 53b van het werkstuk 53 is a-a. Het werkzame deelvoor de wormfrees 55 is b-b, terwijl dat voor het holrondeafwikkelgereedschap 56 c-c is. Reeds eerder is vermeld welkevoordelen het bolronde, relatief korte werkzame deel a-a van hetbolronde afwikkelgereedschap 54 heeft. Uit deze figuur blijktverder het grotere ingrijpquotiënt dat het holronde afwikkel¬gereedschap 56 heeft. De voordelen daarvan zijn een grotereverspanende werkzaamheid en daardoor sneller, goedkoper enefficiënter werken.

Figuur 16 geeft in het extreme een voorbeeld voor deregel, dat elke schroeflijnvormige gang een zodanige vorm heeft,dat het profiel van de gang op de plaats van samenwerking meteen op het werkstuk vorm te geven tand overeenkomt met het pro¬fiel van een vertanding die, indien aangebracht op een steek¬cirkel met een straal gelijk aan de kromtestraal van het gebogenlijnstuk op die plaats van samenwerking, volgens de algemenevertandingsregel kan samenwerken met de voor het werkstuk gewen¬ste vertanding. In deze figuur representeert de ellips 57 hetgebogen lijnstuk, dat geroteerd dient te worden voor het ver¬krijgen van het omwentelingsvlak. Op de plaats waar het werkstuk58 samenwerkt met het afwikkelgereedschap dient overeenkomstigbovenstaande regel te worden gekeken naar de kromtestraal vanhet gebogen lijnstuk op de plaats van samenwerking. Voor hetwerkstuk 58a is dat de cirkel 59a; voor het werkstuk 58b decirkel 59b. In de praktijk zal een dusdanig groot verschiltussen kromtestralen zich nagenoeg niet voordoen. In de figuuris deze extreme situatie gekozen om het verschil in te kiezenkromtestraal duidelijk tot uitdrukking te brengen.

Ter toelichting op de bovenvermelde voordelen hetnavolgende voorbeeld.

Een tandwiel gemaakt met een cilindrische afwikkel-wormfrees met een drukhoek van 20°, een module m van 8 mm en eenkophoogtefactor ha = l.m (volgens DIN 867, NEN 1629) moet bijeen profielverschuivingsfactor x = 0, ten minste 18 tanden hebben om ondersnijding in de tandvoet te voorkomen. De tand-dikte op de kop van de vertanding is dan Sa = 0,68.m. Eentandwiel met 9 tanden gemaakt met dezelfde afwikkelwormfreesmoet om ondersnijding te voorkomen een profielverschuivings-factor x t 0,532 hebben. De tandtopdikte wordt nu echter Sa =0,04,m.

Zoals bekend zijn de gebruikelijke minimale waardenvoor de tandtopdikte: voor geharde stalen wielen Sa k 0,2.m voor niet-geharde stalen wielen Sa £: 0,4.m wielen uit kunststof 0,35.m ^ Sa ^ 0,45.m

Indien echter een tandwiel met 9 tanden wordt gemaaktmet een toroïde afwikkelfrees en/of nageslepen wordt met eentoroïde slijpschijf volgens de uitvinding en het tandenaantalvan de snijmessen Zs = 17 (gemeten over de gehele cirkel met eenstraal gelijk aan de kromtestraal van het gebogen lijnstuk op deplaats van samenwerking), dan wordt bij overigens gelijke gelij¬ke parameters van het werkstuk (drukhoek 20° en ha = l.m) deprofielverschuivingsfactor xs = 0,15, en wordt om geen onder¬snijding in de tandvoet te krijgen de profielverschuivingsfactorvan het werkstuk x = 0,45, en de tandtopdikte Sa = 0,2.m.

Het spreekt vanzelf, dat er binnen het kader van deuitvinding nog vele wijzigingen en varianten mogelijk zijn naastde reeds in het voorgaande besproken en aangeduide uitvoerings¬mogelijkheden.

Claims (14)

1. Gereedschap voor het vervaardigen van tandwielen entandwielachtigen, zoals spievertandingen, kettingwielen endergelijke, welk gereedschap is voorzien van een om een hartlijnroteerbaar omwentelingslichaam met een omtreksvlak waarop tenminste een schroeflijnvormige gang is aangebracht, waarvan hetoppervlak is voorzien van bewerkingsmiddelen, die door hetverspanend of slijpend laten afwikkelen van het gereedschap ophet werkstuk in dit laatste de gewenste vertanding aanbrengen,met het kenmerk, dat het omtreksvlak de vorm heeft van een vlakontstaan door het laten roteren van een gebogen lijnstuk om dehartlijn.

2. Gereedschap volgens conclusie 1, met het kenmerk, dathet gebogen lijnstuk een zodanige kromming heeft, dat hetomwentelingslichaam een convex of bolrond omtreksvlak heeft.

3. Gereedschap volgens conclusie 1, met het kenmerk, dathet gebogen lijnstuk een zodanige kromming heeft, dat hetomwentelingslichaam een concaaf of holrond omtreksvlak heeft.

4. Gereedschap volgens een der voorgaande conclusies, methet kenmerk, dat het gebogen lijnstuk ten opzichte van een lijnloodrecht op de hartlijn een spiegelsymmetrische vorm heeft.

5. Gereedschap volgens een der conclusies 1-3, met hetkenmerk, dat het gebogen lijnstuk zich uitstrekt aan beidezijden van een lijn, die de hartlijn niet loodrecht snijdt.

6. Gereedschap volgens een der voorgaande conclusies, methet kenmerk, dat elke schroeflijnvormige gang een zodanige vormheeft, dat het profiel van de gang op de plaats van samenwerkingmet een op het werkstuk vorm te geven tand overeenkomt met hetprofiel van een vertanding die, indien aangebracht op eensteekcirkel met een straal gelijk aan de kromtestraal van hetgebogen lijnstuk op die plaats van samenwerking, volgens dealgemene vertandingsregel kan samenwerken met de voor hetwerkstuk gewenste vertanding.

7. Gereedschap volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat debewerkingsmiddelen worden gevormd door snijranden aangebracht opeen aantal messen, waarbij elk mes is ondergebracht in een inhet omwentelingslichaam aangebrachte groef, die zich radiaal enin langsrichting van het omwentelingslichaam uitstrekt.

8. Gereedschap volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat debewerkingsmiddelen worden gevormd door snijranden aangebracht opeen aantal messen, waarbij elk mes is ondergebracht in een inhet omwentelingslichaam aangebrachte groef, die zich loodrechtop de schroefgang uitstrekt.

9. Gereedschap volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk,dat de messen gesteund worden door een schroeflijnvormigehulpgang op het omwentelingslichaam, welke hulpgang in hoofdzaakeenzelfde configuratie, zij het met kleinere afmetingen, heeftals die waarvan de snijranden deel uitmaken.

10. Gereedschap volgens een der voorgaande conclusies 7-9,met het kenmerk, dat de messen zijn voorzien van snij- en vrijloophoeken gevormd door telkens evenwijdig aan het snijvlakeen continu met de dikte veranderende profielverschuiving toe tepassen.

11. Gereedschap volgens een der voorgaande conclusies 7 - 10,met het kenmerk, dat alle messen een gelijke dikte hebben.

12. Gereedschap volgens een der voorgaande conclusies 7 - 11,met het kenmerk, dat alle messen met hun snijvlak zuiver radiaalzijn geplaatst, doch tevens ten opzichte van de radiaalverdraaibaar zijn rond een as evenwijdig aan de hartlijn dan welloodrecht op de schroefgang, waarbij die draaiing zodanig is tekiezen, dat de top van de messen het eerst met het werkstuk inaanraking komt.

13. Gereedschap volgens een der voorgaande conclusies 7-12,met het kenmerk, dat de messen uit gehard materiaal middels eendraadvonkwerkwijze zijn vervaardigd.

14. Gereedschap volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat debewerkingsmiddelen worden gevormd door een slijpsteenoppervlak.