Schneidwerkzeug zum Herstellen von Verzahnungen im Abwälzverfahren. Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Schneidwerkzeug zum Herstellen von Verzah nungen im Abwälzverfahren, insbesondere Zykloidenverzahnungen kleinster Module.
Die Zahnprofile solcher Schneidwerkzeuge für die kleinsten Module waren bis heute nicht schleifbar, da die Zahnlücken zwischen zwei im Abstand der herzustellenden Teilung von einander angeordneten Zähnen zu eng sind und zu spitz gegen den Zahngrund hin ver laufen.
Das Schneidwerkzeug gemäss der Erfin dung (Erfinder: Hans Haidegger, Solothurn) ist dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Schneidzähne in Abstand von mindestens der doppelten herzustellenden Teilung zueinander angeordnet sind. Nun kann der Zwischen raum zwischen zwei Zähnen so gross sein, dass ein Schleifen in den Zahnlücken möglich wird, wobei diese nicht mehr spitz, sondern in sanfter Kurve gegen den Zahngrund verlaufen können. Je kleiner der Modul der mit dem Werkzeug herzustellenden Verzahnungen ist, um so grösser kann man den Abstand zwischen benachbarten Zähnen des Werkzeuges wählen. Anstatt nur das Zweifache, kann dieser Ab stand daher auch das Drei-, Vier- und Mehr fache der Zahnteilung der mit dem Werkzeug herzustellenden Verzahnung betragen.
Es können Werkzeuge für alle Zahnformen vor gesehen sein, mit denen das betreffende Profil jeweils komplett herstellbar sein kann.
Man kann die Zähne des Werkzeuges in zwei und mehr - Gruppen anordnen. Diese Gruppen können in Richtung der Zahnteil linie um einen durch die Teilung der herzu stellenden Verzahnung ganzzahlig teilbaren Betrag gegeneinander verschoben sein, welcher Betrag aber durch den Abstand benachbarter Zähne ein und derselben Gruppe nicht ganz- zahlig teilbar ist. Man kann die Gruppen in Schneidvorschubrichtung der Zähne des Werk- zeuges hintereinander oder nebeneinander an ordnen.
Im letzteren Falle wird man die eine Zahngruppe von der andern in Richtung der Zahnteillinie um ein ganzes Vielfaches der Teilung verschieben, welches ein nichtganz- zahliges Vielfaches des Abstandes benach barter Zähne der gleichen Gruppe ist.
Das Werkzeug kann ein Hobelstahl mit einer oder mindestens zwei in der erwähnten Weise hintereinanderliegenden Zahnstangen, ein Hobelschneidrad mit einem oder mit min destens zwei gegeneinander versetzt hinterein anderliegenden Zahnkränzen, oder ein Abwälz- fräser sein. Ist das Schneidwerkzeug ein beim Arbeiten rotierendes Werkzeug, z. B. ein Abwälzfräser, so können zwei Gruppen Zähne in bezug auf die Werkzeugdrehachse diametral zueinander liegen, und die eine Gruppe gegenüber der andern in Richtung der Teillinien unversetzt sein.
Das Werkzeug kann ein solches zur Her stellung von Stirnrädern, von Zahnstangen, von Kegelrädern oder von Schneckenrädern sein.
Beiliegende Zeichnung zeigt einige bei spielsweise Ausführungsformen des Erfin dungsgegenstandes. Darin ist Fig. 1 eine schematische Darstellung einiger benachbarter Zähne einer gleichen Schneid zahngruppe für Zykloidenverzahnung; Fig.2 zeigt je einige Zähne zweier Grup pen gemäss der Fig.1, mit einer Versetzung der Gruppen gegeneinander in Richtung der Teillinie; Fig. 3 ist eine Ansicht eines Hobelstahls für Zahnradhobelmaschinen, in der Schneid richtung, mit zwei hintereinanderliegenden Zahngruppen oder Kämmen; Fig. 4 ist eine Draufsicht zu Fig. 3; Fig. 5 zeigt einen Hobelstahl für Zahnrad hobelmaschinen, bei welchem zwei bezüglich der Schneidrichtung nebeneinander liegende Zahngruppen eine einzige Zahnstange bilden; Fig. 6 ist ein Grundriss zu Fig. 5;
Fig. 7 zeigt einen Hobelstahl für Zahnrad hobelmaschinen, mit zwei nebeneinander lie genden Zahngruppen, von denen jede eine eigene Zahnstange bildet; Fig. 8 ist ein Grundruss zu Fig. 7; Fig. 9 zeigt ein Schneidrad für Zahnrad hobelmaschinen, mit zwei in der Schneidrich tung hintereinander liegenden, die Zahngrup pen bildenden Zahnkränzen; Fig. 10 ist eine Seitenansicht zu Fig. 9; Fig.11 ist eine Ansicht eines Schneidrades für Zahnradhobelmaschinen, dessen Zahn gruppen in Schneidvorschubrichtung der Zähne nebeneinander liegen und zusammen einen einteiligen Zahnkranz bilden; Fig.12 ist eine Seitenansicht zu Fig.11; Fig.13 und 14 sind den Fig.11 und 12 entsprechende Darstellungen eines Schneid rades gleicher Art, aber mit zweiteiligem Zahn kranz;
Fig.15 ist eine Stirnansicht eines Abwälz- fräsers für Zahnradfräsmaschinen; Fig.16 zeigt zwei je als Kamm ausgebil dete benachbarte Gruppen von Zähnen des Fräsers der Fig.15, in zueinander richtiger Lage; Fig.17 und 18 sind den Fig.15 und 16 entsprechende Darstellungen eines weiteren Abwälzfräsers für Zahnradfräsmaschinen; Fig. 19 ist ein Längsschnitt durch den Fräser der Fig.17;
Fig. 20, 21 und 22 sind den Fig.17 bis 19 entsprechende Figuren eines dritten Ab- wälzfräsers und Fig. 23, 24 und 25 solche eines vierten Ab- wälzfräsers; Fig. 26 ist eine Seitenansicht eines weiteren Abwälzfräsers und Fig. 27 eine Stirnansicht zu Fig. 26, wäh rend Fig. 28 und 29 bzw. 30 und 31 zwei weitere Varianten des Fräsers der Fig. 26 und 27 die sen Figuren entsprechend darstellen.
Je zwei benachbarte der in Fig.1 darge stellten Schneidzähne 1 haben einen Abstand voneinander, der gleich der doppelten Tei lung t der mit dem Werkzeug herzustellen den Verzahnung, also gleich 2t ist. Die Lücke zwischen zwei benachbarten Zähnen ist in ihrem Grund sanft gekrümmt, so dass ein in strichpunktierten Linien angedeutetes Schleif werkzeug zwischen zwei benachbarte Zähne bequem eingeführt werden kann. Stellt man sich z. B. einen Fräser für ein Modul gleich 0,06 vor, so wäre die Zahnlücke zwischen zwei Zähnen, wenn diese nur im Abstand der Tei lung voneinander entfernt wären, so klein, dass es unmöglich wäre, ein Schleifwerkzeug herzustellen, das zwischen diese beiden Zähne eingeführt werden könnte.
Die Herstellung des Schleifwerkzeuges wäre auch unmöglich, da die Zahnlücke im Zahngrund dann so spitz zulaufen würde, dass ein entsprechend zuge spitztes Schleifwerkzeug zu wenig Festigkeit hätte.
Wollte man nun eine Verzahnung mit einem Werkzeug herstellen, dessen sämtliche Zähne um das Doppelte oder Mehrfache der herzustellenden Teilung voneinander entfernt sind, so würde man in den meisten Fällen (eine Ausnahme bilden die Werkzeuge von der Art der Fig. 26 bis 30) eine Verzahnung mit der vorgeschriebenen Teilung t gar nicht er halten, sondern nur eine solche mit der Tei lung 2t bzw. einem grösseren Vielfachen von t.
Man ordnet daher in diesen Fällen die Zähne mit Abstand 2t oder einem grösseren ganz- zahligen Vielfachen von t in zwei bzw. mehr Gruppen an, die in Richtung der Zahnteil- linien um einen durch die herzustellende Tei lung ganzzahlig teilbaren Betrag gegeneinan der verschoben sind, welcher Betrag aber durch den Abstand benachbarter Zähne ein und derselben Gruppe nicht ganzzahlig teilbar ist. Ein solches Beispiel ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Die Zähne 1 der ersten Gruppe haben voneinander den Abstand 2t.
Die Zähne 2 der zweiten Gruppe haben zwar voneinander auch den Abstand 2t, sind aber gegenüber den Zähnen 1 der ersten Gruppe um die Teilung t verschoben, so dass die Zähne 1 am Werkstück Zahnlücken im Abstande von 2t voneinander herausarbeiten, während die Zähne 2 der zwei ten Gruppe die zwischen diesen Lücken lie genden Zahnlücken herstellen. Der Betrag t, um welchen die beiden Zahngruppen gegenein ander in Richtung der Zahnteillinie 3 vonein ander verschoben sind, ist also durch die Tei lung ganzzahlig teilbar. Dieser Betrag t ist aber durch den Abstand 2t benachbarter Zähne ein und derselben Gruppe nicht ganz- zahlig teilbar, denn dieser Quotient beträgt 0,5.
Genügt bei kleinsten Modulen, z. B. für m - 0,05, der herzustellenden Verzahnungen ein Abstand benachbarter Zähne der gleichen Gruppe des Werkzeuges von 2t für die Her stellung der Schneidzähne nicht, so kann man ihn z. B.<I>3t, 4t,</I> 5t usw. machen. Wäre der Abstand 3t, dann würde man die zweite Gruppe gegenüber der ersten um den Betrag t verschieben und müsste noch eine dritte Gruppe Zähne wählen, die gegenüber der zweiten Gruppe wiederum um den Betrag t versetzt wäre.
Dann würde die erste Gruppe aus dem Werkstück Zahnlücken herausschnei den, die um den Abstand 3t voneinander ent fernt sind, die zweite Gruppe Zahnlücken, die voneinander wiederum um den Betrag 3t, von den von der ersten Gruppe hergestellten Lük- ken hingegen um den Betrag t bzw. 2t ver setzt sind, während die Zahnlücken, die die dritte Gruppe herstellt, wiederum unter sich den Abstand 3t, von den durch die erste und die zweite Gruppe hergestellten, jeweils be nachbarten Zahnlücken hingegen nur noch den Abstand t hätten. Man erhält also auch hier eine Verzahnung, deren Zähne alle unter sich den Abstand t haben.
In diesem Falle wäre dann die zweite Zahnlücke von der ersten und die dritte von der zweiten um t, also um einen durch die Teilung ganzzahlig teilbaren Be trag (Quotient = 1) gegeneinander verscho ben, während die dritte von der ersten um den Betrag 2t, also ebenfalls um einen durch die Teilung ganzzahlig teilbaren Betrag (Quo tient = 2) verschoben ist. Diese Abstände t bzw. 2t sind aber durch den Abstand 3t be nachbarter Zähne der gleichen Gruppen nicht ganzzahlig teilbar (Quotient = 1/3 bzw. 2/3). Man könnte natürlich auch die zweite Gruppe um 2t von der ersten, und die dritte dafür nur um t von der ersten Gruppe verschieben.
Die nun folgenden Beispiele von Schneid werkzeugen zeigen alle Zahngruppen, bei denen der Abstand benachbarter Zähne 2t ist, und die in den Beispielen der Fig.3 bis 25 um den Betrag t (Fig. 3, 4, 9, 10, 15 bis- 25) bzw. 3t (Fig. 5 bis 8 und 11 bis 14) verscho ben sind. Es versteht sich aber, dass alle die folgenden Beispiele Zahngruppen haben könn ten, deren benachbarte Zähne einen Abstand von<I>3t, 4t, 5t</I> und mehr aufweisen könnten, wie dies im Zusammenhang mit der Fig. 2 be schrieben wurde.
Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Hobelstahl für im Abwälzverfahren arbeitende Zahnrad hobelmaschinen. Eine Gruppe mit den Zäh nen 1 ist auf einer Zahnstange 4 und eine Gruppe von Zähnen 2 auf einer Zahnstange 5 angeordnet. Wie Fig. 4 zeigt, liegen die Zahn stangen 4 und 5 breitseitig aneinander und sind zweckmässig aneinander befestigt. Der Abstand zwischen benachbarten Zähnen 1 und entsprechend zwischen benachbarten Zähnen 2 beträgt 2t, und die Gruppe mit den Zähnen 1 ist gegenüber der Gruppe mit den Zähnen 2 in Richtung der Teillinie 3 um die Teilung t des herzustellenden Werkstückes verschoben.
Der Hobelstahl bewegt sich gegenüber dem in strichpunktierten Linien in Fig. 3 angedeu teten, in Richtung des Pfeils A rotierenden Werkstück 6 in der sogenannten Abwälzrich- tung B und in der Schneidevorschub- oder Hobelrichtung der Zähne in der dazu senk rechten und zur Werkstückachse - parallelen Richtung des Pfeils C. Diese Bewegungen sind an sich bekannt, und der Schneidevorgang wird daher nicht weiter erläutert. Die Zahn stangen 5 und 4 liegen, wie Fig.4 zeigt, in der Schneidvorschubrichtung C hintereinan der.
Beim Hobelstahl gemäss den Fig. 5 und 6 bilden zwei Gruppen mit den Zähnen 1 bzw. 2 eine einzige Zahnstange 7. Benachbarte Zähne in jeder Gruppe haben unter sich einen Ab stand von zweimal der Teilung t der herzu stellenden Verzahnung eines Werkstückes, das gegenüber dem Stahl der Fig.5 und 6 die gleiche Lage hat wie das Werkstück 6 der Fig.3 und 4.
Hier liegen aber die beiden Gruppen von Zähnen 1 bzw. 2 in der Schneid vorschubrichtung C der Zähne des Werkzeuges nicht mehr hintereinander, sondern nebenein ander, und zwar sind die beiden Gruppen in Richtung der Teillinie 3 um den Abstand 3t voneinander entfernt, also um einen Betrag, der zwar durch die Teilung t ganzzahlig (Quotient = 3), aber durch den Abstand 2t benächbarter Zähne 1 bzw. 2 ein und der selben Gruppe nicht ganzzahlig teilbar ist (Quotient = 1,5). Anstatt die Gruppen um den Betrag 3t voneinander zu distanzieren, könnte man sie auch um den Betrag<I>5t, 7t</I> usw. voneinander entfernt anordnen. Wäre der Abstand benachbarter Zähne der gleichen Gruppe z. B. 3t, dann wäre der Abstand zwi schen den Gruppen<I>4t, 5t, 7t,</I> 8t, 10t usw. zu wählen.
Macht man den Abstand benachbar ter Zähne der gleichen Gruppen, z. B. 4t, dann könnte der Abstand zwischen den Grup pen kleiner als 4t, z. B. 3t, oder grösser als 4t, z. B.<I>5t, 6t, 7t, 9t, 10t</I> usw. gewählt wer den, wobei immer wieder darauf zu achten ist, dass dieser Betrag durch den Abstand benach barter Zähne ein und derselben Gruppe nicht ganzzahlig teilbar ist.
Der Hobelstahl gemäss den Fig.7 und 8 unterscheidet sich von dem vorangehenden nur dadurch, dass die beiden Zahngruppen je eine eigene Zahnstange 8 bzw. 9 bilden und in einem nicht dargestellten, an sieh bekann ten Stahlhalter so eingespannt sind, dass der Abstand zwischen den beiden Gruppen 3t be trägt. Alles übrige zu den Fig. 5 und 6 Ge sagte gilt entsprechend auch für das Beispiel der Fig. 7 und B.
Das Schneid- oder Stossrad für im Ab- wälzverfahren arbeitende Zahnradhobelmaschi nen gemäss Fig. 9 und 10 hat zwei Zahngrup pen mit den Zähnen 1 bzw. 2. Die Zähne jeder Gruppe haben unter sich den Abstand 2t und bilden einen Zahnkranz 9. Sie sind in Richtung der jetzt kreisförmigen Teillinie 3 um die Teilung t gegeneinander verschoben und liegen in der Hobel- oder Schneidvor schubrichtung C der Zähne hintereinander. Die Kränze liegen, wie Fig. 10 zeigt, seitlich aneinander und könnten aneinander befestigt sein, und die Schneidkanten 10 ihrer Zähne liegen in Schneidvorschubrichtung C vorn. Der Pfeil B der Fig. 9 deutet die Richtung der kontinuierlichen Abwälzdrehung des Schneidrades an.
Der Schneidvorgang von Schneidrädern ist an sich bekannt und braucht daher nicht erläutert zu werden. Man könnte ' auch hier anstatt einem Ab stand 2t benachbarter Zähne der gleichen Gruppen den Betrag 3t, 4t, 5t, je nach der Grösse des Moduls der herzustellenden Verzah nungen, geben. Dann sind aber im ganzen drei, vier oder fünf in Richtung C hinterein ander liegende Zahnkränze notwendig, wobei in Richtung des Teilkreises 3 die zweite ge genüber der ersten um den Betrag t, die dritte gegenüber der ersten um den Betrag 2t usw. verschoben ist. Natürlich könnte man z. B. bei drei Zahnkränzen die zweite Gruppe ge genüber der ersten um 2t und die dritte Gruppe gegenüber der ersten um t verschie ben usw.
Das Schneidrad gemäss Fig.11 und 12 ent spricht in seiner Art dem Hobelstahl der Fig. 5 und 6. Es liegen also hier zwei Zahn gruppen mit den Zähnen 1 bzw. 2 in der Hobel- oder Schneidvorschubrichtung C der Zähne nebeneinander, und während die Zähne in jeder Gruppe einen Abstand von 2t zuein ander haben, sind die Gruppen selbst um einen Betrag 3t gegeneinander verschoben. Auch hier sind die gleichen Variationen möglich, wie sie im Zusammenhang mit den Fig. 5 und 6 an gedeutet wurden. Der Zahnkranz der Fig.11 und 12 ist einteilig.
Das Schneidrad der Fig.13 und 14 unter scheidet sieh von demjenigen der Fig.11 und 12 nur dadurch, dass es aus zwei auf nicht dargestellte Weise aneinander befestigten Tei len 11 und 12 besteht, die je eine Zahngruppe mit 2t-Zahnabstand aufweisen. Anstatt nur zwei, könnte der Kranz auch drei oder mehr Zahngruppen aufweisen und entsprechend mehrteilig sein.
Der Abwälzfräser für Zahnradfräsmaschi nen gemäss Fig. 15 und 16 hat im ganzen acht Zahngruppen, wovon vier mit Zähnen 1 und vier mit Zähnen 2. Wie Fig.16 zeigt, bilden die einzelnen Zahngruppen je einen Kamm 13, die mit einem den Fräskörper bildenden Teil 14 aus einem Stück bestehen. Alle Gruppen mit Zähnen 1 bilden für sich in Umfangs richtung des Werkzeuges eine bei Fräsern be kannte Schraubenlinie und alle Gruppen mit Zähnen 2 eine zweite Schraubenlinie. Der kreisförmige Schneidvorschub der Zähne ist durch den Pfeil I3 angegeben.
Die benach barten Zähne 1 bzw. 2 jeder Gruppe haben unter sich den Abstand 2t, und die in Um fangsrichtung des Fräsers abwechselnd auf einanderfolgenden Gruppen oder Kämme 1 und 2 sind gegeneinander in Axialrichtung des Werkzeuges je um den Abstand t gegen einander verschoben. Auch hier könnte ein grösserer Abstand zwischen benachbarten Zäh nen in jeder Gruppe gewählt werden, so z. B. 3t, <I>4t, 5t,</I> je nach der Kleinheit des Moduls der herzustellenden Verzahnung des Werkstückes 6, Fig.15, das beim Verzahnen um die Achse 6' rotiert wird. Im Falle eines Abstandes 3t wären dann mindestens drei gegeneinander verschobene Zahngruppen vorgesehen, wobei die zweite von der ersten Gruppe um t oder 2t und die dritte von der ersten um 2t bzw.
t in Axialrichtang verschoben sein müssten. Auch könnte man hintereinander zwei und mehr Gruppen von Zähnen 1 abgesehen von der Schrauberisteigung unversetzt und her- nach zwei und mehr Gruppen von Zähnen 2 entsprechend gegeneinander unversetzt, wohl aber gegenüber den Gruppen der Zähne 1 um t versetzt anordnen. Die Zähne 1 arbeiten aus dem Werkstück Zahnlücken im Abstande 2t voneinander heraus, und die Zähne 2 die da zwischenliegenden Zahnlücken, so dass also am Schluss des Fräsvorganges ein Zahnrad erhal ten wird, dessen Zähne alle zueinander die vorgeschriebene Teilung t haben. An Stelle von acht Kämmen, könnten auch weniger oder mehr Kämme vorgesehen .sein.
Der Abwälzfräser gemäss Fig.17 bis 19 unterscheidet sich vom vorangehenden nur da durch, dass die Kämme 13 mit den Zähnen 1 aus einem Stück mit einem ringförmigen Teil 15 bestehen und von diesem Teil 15 axial ab stehen, während die Kämme 13 mit den Zäh nen 2 ein Stück: mit einem entsprechenden ringförmigen Teil 16 bilden, von dem sie in axialer Richtung abstehen. Die Teile 15, 13 und 16, 13 sind so zusammengebaut, dass je ein Kamm des einen Teils zwischen zwei Käm men des andern Teils liegt. Die beiden Teile können unter Presssitz ineinandergeschoben oder durch nicht dargestellte Mittel mitein ander verbunden sein.
Der Abwälzfräser gemäss Fig.20 bis 22 unterscheidet sich von demjenigen der Fig.15 und 16, bei dem die Kämme 13 aus einem Stück mit dem sie tragenden Teil 14 des Frä sers bestehen, dadurch, dass die Kämme 13' in Nuten 17 eines Fräserkörpers 14' eingesetzt sind und durch Ringe 18 in radialer und durch Ringe 19 in axialer Richtung auf dem Teil 14'-festgehalten werden.
Der Abwälzfräser gemäss Fig.23 bis 25 hat entsprechend dem Fräser der Fig. 20 bis 22 in Nuten 17 eines Fräserkörpers 14' ein gesetzte Kämme 13' mit den Zähnen 1 bzw. 2. Anstatt der Ringe 18 und 19 sind aber in Ausnehmungen 20 des Teils 14' Keile 21 ein gesetzt, die durch Schrauben 22 am Teil 14', festgeschraubt sind und die sie berührenden Kämme 13' an die Seitenwände 23 der Nuten 17 anpressen.-- # Der- Abwälzfräser gemäss Fig. 26 und 27 hat.- =zwei . -einander diametral- :
gegenüberlie- , gende, mit dem Fräserkörper 14 aus einem Stück bestehende Kämme mit Zähnen 1 bzw. 2, wobei der Abstand benachbarter Zähne bei jedem Kamm 2t ist. Dieser Fräser unter scheidet sich von den vorangehenden Beispie len aber dadurch, dass die Gruppe mit den Zähnen 2 gegenüber der Gruppe mit den Zähnen 1 in Axialrichtung des Fräsers nicht mehr verschoben ist. Jeder Zahn der einen Gruppe liegt also mit dem entsprechenden Zahn der andern Gruppe gegenüber ein und derselben Querschnittsebene des Fräsers genau gleich. Soll z. B. mit einem solchen Fräser ein Zahnrad mit hundert Zähnen hergestellt werden, so wählt man zwischen Werkstück und Fräser ein Übersetzungsverhältnis von z. B. 1 :50.
Während nun der Fräser eine halbe Drehung macht, dreht sich das Werk stück um den Betrag einer Teilung der her zustellenden Verzahnung. Während also die Gruppe mit den Zähnen 1 aus dem Werkstück Zahnlücken herausarbeitet, die einen Abstand von 2t voneinander haben, so arbeiten die nachkommenden Zähne 2 der andern Gruppe, da sich inzwischen das Werkstück um eine Teilung gedreht hat, die zwischen den von den Zähnen 1 herrührenden Lücken liegenden Zahnlücken heraus, die von den vorangehen den genau den Abstand t haben.
Anstatt wie in Fig. 26 und 27 nur zwei Gruppen von Zähnen, die übrigens nicht mehr wie bei den vorangehenden Abwälzfräsern auf Schraubenlinien liegen, vorzusehen, könnte man z. B. vier Gruppen anordnen, von denen je zwei diametral einander gegenüberliegen und benachbarte Gruppen unter einem Winkel von 90 zueinander stehen. Will man dann z. B. ein Zahnrad mit hundert Zähnen ver zahnen, so müssen benachbarte Zähne in jeder Gruppe einen Abstand von 4t vonein ander haben, und das Übersetzungsverhältnis zwischen Werkstück und Fräser muss 1 :25 gewählt werden. Die Zahl der Gruppen kann man beliebig variieren.
So. kann man auch acht unter einem Winkel von 45 zueinander stehende Gruppen vorsehen, einen Abstand von 8t zwischen benachbarten Zähnen in jeder Gruppe wählen und ein- Übersetzungsverhält- nis zwischen Werkstück und Fräser von 1 :12,5 vorsehen. Will man Räder mit mehr oder weniger als 100 Zähnen herstellen, so hat man die Zahl der Gruppen, den Zähneabstand in jeder Gruppe und das Übersetzungsverhältnis zwischen Werkstück und Fräser einfach ent sprechend zu wählen. Bei allen diesen Varia tionen sind die einzelnen Gruppen gegenein ander unversetzt, und die Zähne sind nicht auf Schraubenlinien angeordnet.
Der Fräser gemäss Fig.28 und 29 unter scheidet sich von demjenigen der Fig. 26 und 27 nur dadurch, dass die Zähne jeder Gruppe einen Kamm 13' bilden, die in Nuten 17 eines Fräserkörpers 14' eingesetzt und darin in nicht gezeichneter Weise befestigt sind.
Der Abwälzfräser gemäss Fig. 30 und 31 unterscheidet sich von demjenigen der Fig. 26 und 27 lediglich dadurch, dass zwei Zahn gruppen 1 und 2 an den freien Enden einer in der Mitte mit Lagerzapfen versehenen Platte gebildet sind. Auch die Ausführungsformen der Fig. 28 bis 31 können auf die gleiche Weise variiert werden, wie dies im Zusammenhang mit dem Fräser der Fig. 26 und 27 angegeben wurde.
Schliesslich sei noch erwähnt, dass die Frä ser zur Herstellung von Stirnrädern, Kegel rädern oder Schneckenrädern ausgebildet sein können.
Cutting tool for producing gears using the hobbing process. The present invention relates to a cutting tool for producing gears using the hobbing process, in particular cycloid gears of the smallest modules.
The tooth profiles of such cutting tools for the smallest modules could not be sanded until today, since the tooth gaps between two teeth arranged at a distance from the pitch to be produced are too narrow and too pointed against the tooth base.
The cutting tool according to the invention (inventor: Hans Haidegger, Solothurn) is characterized in that adjacent cutting teeth are arranged at a distance of at least twice the pitch to be produced from one another. Now the space between two teeth can be so large that grinding in the tooth gaps is possible, whereby these can no longer run pointed, but in a gentle curve against the tooth base. The smaller the module of the toothing to be produced with the tool, the larger the distance between adjacent teeth of the tool can be selected. Instead of just twice, this stand can be three, four and more times the pitch of the toothing to be produced with the tool.
There can be seen tools for all tooth shapes, with which the profile in question can be completely produced.
The teeth of the tool can be arranged in two or more groups. These groups can be shifted from one another in the direction of the tooth part line by an amount that can be divided as an integer by the division of the toothing to be produced, but this amount cannot be divided as an integer by the distance between adjacent teeth in one and the same group. The groups can be arranged one behind the other or next to one another in the cutting feed direction of the teeth of the tool.
In the latter case, one group of teeth will be shifted from the other in the direction of the tooth pitch line by a whole multiple of the pitch, which is a multiple of the distance between adjacent teeth in the same group.
The tool can be a planing steel with one or at least two toothed racks arranged one behind the other in the aforementioned manner, a planing cutting wheel with one or at least two toothed rims offset one behind the other, or a hobbing cutter. Is the cutting tool a rotating tool when working, e.g. B. a hob, two groups of teeth can be diametrically opposed to one another with respect to the tool axis of rotation, and one group can be unshifted in relation to the other in the direction of the partial lines.
The tool can be one for the manufacture of spur gears, racks, bevel gears or worm gears.
The accompanying drawing shows some example embodiments of the invention. 1 is a schematic representation of some adjacent teeth of the same cutting tooth group for cycloid teeth; FIG. 2 shows some teeth of two groups according to FIG. 1, with the groups being offset from one another in the direction of the partial line; Fig. 3 is a view of a planing steel for gear planers, in the cutting direction, with two groups of teeth or combs lying one behind the other; Fig. 4 is a plan view of Fig. 3; 5 shows a planing steel for gear planing machines, in which two groups of teeth lying next to one another with respect to the cutting direction form a single toothed rack; Fig. 6 is a plan view of Fig. 5;
Fig. 7 shows a planing steel for gear planing machines, with two adjacent groups of teeth, each of which forms its own rack; Fig. 8 is a plan view of Fig. 7; Fig. 9 shows a cutting wheel for gear planing machines, with two in the cutting direction one behind the other, the Zahngrup pen forming ring gears; Fig. 10 is a side view of Fig. 9; 11 is a view of a cutting wheel for gear planing machines, the groups of teeth of which lie next to one another in the cutting feed direction of the teeth and together form a one-piece ring gear; Figure 12 is a side view of Figure 11; 13 and 14 are representations corresponding to FIGS. 11 and 12 of a cutting wheel of the same type, but with a two-part toothed ring;
FIG. 15 is an end view of a hob cutter for gear milling machines; FIG. 16 shows two adjacent groups of teeth of the milling cutter of FIG. 15, each formed as a comb, in the correct position to one another; 17 and 18 are representations corresponding to FIGS. 15 and 16 of a further hobbing cutter for gear milling machines; Figure 19 is a longitudinal section through the milling cutter of Figure 17;
20, 21 and 22 are figures corresponding to FIGS. 17 to 19 of a third hobbing cutter and FIGS. 23, 24 and 25 are figures of a fourth hobbing cutter; 26 is a side view of a further hobbing cutter and FIG. 27 is an end view of FIG. 26, while FIGS. 28 and 29 and 30 and 31 show two further variants of the milling cutter of FIGS. 26 and 27 correspondingly to these figures.
Every two adjacent cutting teeth 1 shown in FIG. 1 have a distance from one another which is equal to twice the pitch t of the toothing to be produced with the tool, that is to say is equal to 2t. The base of the gap between two adjacent teeth is gently curved, so that a grinding tool indicated in dash-dotted lines can be easily inserted between two adjacent teeth. If you imagine z. B. before a milling cutter for a module equal to 0.06, the tooth gap between two teeth would be so small that it would be impossible to manufacture a grinding tool between these two teeth if they were only at the distance of the Tei ment could be introduced.
The manufacture of the grinding tool would also be impossible, since the tooth gap in the tooth base would then be so pointed that a correspondingly tapered grinding tool would have too little strength.
If one wanted to produce a toothing with a tool, all of the teeth of which are separated from each other by twice or more times the pitch to be produced, then in most cases (the tools of the type shown in FIGS. 26 to 30 are an exception) a toothing would be used with the prescribed division t is not obtained at all, but only one with the division 2t or a greater multiple of t.
In these cases, the teeth are therefore arranged at a distance of 2t or a larger integer multiple of t in two or more groups, which are shifted relative to one another in the direction of the tooth sub-lines by an amount that can be whole-numbered by the division to be produced. which amount is not divisible as an integer by the distance between adjacent teeth in the same group. Such an example is shown schematically in FIG. The teeth 1 of the first group are spaced 2t apart.
The teeth 2 of the second group are also at a distance of 2t from one another, but are shifted by the pitch t compared to the teeth 1 of the first group, so that the teeth 1 on the workpiece work out tooth gaps at a distance of 2t from one another, while the teeth 2 of the two th group produce the tooth gaps between these gaps. The amount t by which the two groups of teeth are shifted against one another in the direction of the tooth pitch line 3 vonein other is therefore divisible by the division as an integer. However, this amount t is not divisible by the distance 2t between adjacent teeth in one and the same group, because this quotient is 0.5.
Sufficient for the smallest modules, e.g. B. for m - 0.05, the teeth to be produced a distance between adjacent teeth of the same group of the tool of 2t for the Her position of the cutting teeth not, so you can z. B. make <I> 3t, 4t, </I> 5t etc. If the distance were 3t, the second group would be shifted by the amount t compared to the first, and a third group of teeth would have to be selected, which would again be offset by the amount t compared to the second group.
Then the first group would cut out tooth gaps from the workpiece that are spaced 3t apart, the second group would cut out tooth gaps from each other by the amount 3t, while the gaps produced by the first group would cut them by the amount t or 2t are ver, while the tooth gaps that the third group produces, in turn, would have the distance 3t below them, from the tooth gaps produced by the first and the second group, however, only the distance t. Here, too, one obtains a toothing whose teeth all have a distance t below them.
In this case, the second tooth gap would then be shifted from the first and the third from the second by t, i.e. by an amount (quotient = 1) that is divisible by the division, while the third of the first by the amount 2t, is also shifted by an amount (quotient = 2) that can be divided as a whole number by the division. However, these distances t and 2t are not divisible as an integer by the distance 3t between neighboring teeth in the same group (quotient = 1/3 or 2/3). Of course, you could also move the second group by 2t from the first, and the third by just t from the first group.
The following examples of cutting tools show all tooth groups in which the distance between adjacent teeth is 2t, and those in the examples in FIGS. 3 to 25 by the amount t (FIGS. 3, 4, 9, 10, 15 to 25 ) or 3t (Fig. 5 to 8 and 11 to 14) are shifted ben. It is understood, however, that all of the following examples could have groups of teeth whose adjacent teeth could have a distance of <I> 3t, 4t, 5t </I> and more, as was described in connection with FIG. 2 .
3 and 4 show a planing steel for gear planing machines operating in the hobbing process. A group of teeth 1 is arranged on a rack 4 and a group of teeth 2 on a rack 5. As Fig. 4 shows, the tooth rods 4 and 5 are broadly against each other and are conveniently attached to each other. The distance between adjacent teeth 1 and, accordingly, between adjacent teeth 2 is 2t, and the group with teeth 1 is shifted relative to the group with teeth 2 in the direction of partial line 3 by the pitch t of the workpiece to be produced.
The planing steel moves in relation to the dotted lines in Fig. 3 indicated, rotating in the direction of arrow A workpiece 6 in the so-called rolling direction B and in the cutting feed or planing direction of the teeth in the perpendicular and parallel to the workpiece axis Direction of arrow C. These movements are known per se and the cutting process is therefore not explained further. The toothed rods 5 and 4 are, as Figure 4 shows, in the cutting feed direction C behind one another.
When planing steel according to FIGS. 5 and 6, two groups with the teeth 1 and 2 form a single rack 7. Neighboring teeth in each group have a stand from twice the pitch t of the toothing of a workpiece to be produced, which compared to the The steel of Figures 5 and 6 has the same position as the workpiece 6 of Figures 3 and 4.
Here, however, the two groups of teeth 1 and 2 are no longer one behind the other in the cutting feed direction C of the teeth of the tool, but next to one another, namely the two groups are in the direction of the partial line 3 by the distance 3t apart, i.e. by one Amount that can be divided as an integer by the division t (quotient = 3), but not as an integer by the distance 2t between adjacent teeth 1 or 2 in the same group (quotient = 1.5). Instead of spacing the groups apart by the amount 3t, they could also be arranged at a distance of <I> 5t, 7t </I> etc. If the distance between adjacent teeth of the same group were z. B. 3t, then the distance between the groups <I> 4t, 5t, 7t, </I> 8t, 10t etc. would have to be selected.
If you make the distance between neighboring teeth of the same groups, z. B. 4t, then the distance between the groups could pen less than 4t, z. B. 3t, or greater than 4t, e.g. B. <I> 5t, 6t, 7t, 9t, 10t </I> etc. who is chosen, whereby it must be ensured that this amount is not divisible by the distance between neighboring teeth in the same group.
The planing steel according to FIGS. 7 and 8 differs from the previous one only in that the two groups of teeth each form their own rack 8 or 9 and are clamped in a not shown, well known steel holder so that the distance between the both groups 3t. Everything else said about FIGS. 5 and 6 also applies accordingly to the example of FIGS. 7 and B.
9 and 10 has two tooth groups with teeth 1 and 2, respectively. The teeth in each group have a distance of 2t between them and form a ring gear 9. They are in. The cutting or pusher wheel for gear planing machines according to FIGS Direction of the now circular sub-line 3 shifted by the pitch t against each other and are in the planing or Schneidvor thrust direction C of the teeth one behind the other. As FIG. 10 shows, the rims lie side by side and could be fastened to one another, and the cutting edges 10 of their teeth lie in front in the cutting feed direction C. The arrow B in FIG. 9 indicates the direction of the continuous rolling rotation of the cutting wheel.
The cutting process of cutting wheels is known per se and therefore does not need to be explained. Instead of a distance of 2t between adjacent teeth in the same groups, you could give the amount 3t, 4t, 5t, depending on the size of the module of the toothing to be produced. But then a total of three, four or five sprockets lying one behind the other in the direction C are necessary, with the second ge compared to the first by the amount t, the third compared to the first by the amount 2t etc. is shifted in the direction of the pitch circle 3. Of course you could z. B. with three sprockets, the second group ge compared to the first by 2t and the third group compared to the first by t, etc.
The cutting wheel according to FIGS. 11 and 12 corresponds in its type to the planing steel of FIGS. 5 and 6. So there are two groups of teeth here with the teeth 1 and 2 in the planing or cutting feed direction C of the teeth next to one another, and while the Teeth in each group are 2t apart, the groups themselves are shifted against each other by an amount 3t. Here, too, the same variations are possible as they were interpreted in connection with FIGS. 5 and 6. The ring gear of FIGS. 11 and 12 is in one piece.
The cutting wheel of FIGS. 13 and 14 differs from that of FIGS. 11 and 12 only in that it consists of two parts 11 and 12 fastened to one another in a manner not shown, each having a tooth group with a 2t tooth spacing. Instead of just two, the rim could also have three or more groups of teeth and accordingly be made up of several parts.
The hobbing cutter for Zahnradfräsmaschi NEN according to FIGS. 15 and 16 has a total of eight groups of teeth, four of which with teeth 1 and four with teeth 2. As FIG 14 consist of one piece. All groups with teeth 1 form for themselves in the circumferential direction of the tool a helical line known from milling cutters and all groups with teeth 2 form a second helical line. The circular cutting feed of the teeth is indicated by the arrow I3.
The neigh barten teeth 1 and 2 of each group have the distance 2t under them, and the circumferential direction of the cutter alternately on successive groups or combs 1 and 2 are shifted against each other in the axial direction of the tool depending on the distance t. Again, a larger distance between adjacent teeth could be selected in each group, so z. B. 3t, <I> 4t, 5t, </I> depending on the small size of the module of the toothing to be produced on the workpiece 6, FIG. 15, which is rotated about the axis 6 'during the toothing. In the case of a distance of 3t, at least three tooth groups shifted against each other would then be provided, the second from the first group by t or 2t and the third from the first by 2t or
t would have to be shifted in the axial direction. It would also be possible to arrange two or more groups of teeth 1 one after the other, not offset from the screwdriver pitch, and after two or more groups of teeth 2 correspondingly offset from one another, but offset from the groups of teeth 1 by t. The teeth 1 work out of the workpiece tooth gaps at a distance of 2t from each other, and the teeth 2 the tooth gaps between them, so that at the end of the milling process a gear is obtained whose teeth all have the prescribed pitch t. Instead of eight combs, fewer or more combs could be provided.
17 to 19 differs from the previous one only in that the combs 13 with the teeth 1 consist of one piece with an annular part 15 and are axially from this part 15, while the combs 13 with the teeth NEN 2 one piece: form with a corresponding annular part 16 from which they protrude in the axial direction. The parts 15, 13 and 16, 13 are assembled in such a way that a comb of one part lies between two combs of the other part. The two parts can be pushed into one another with a press fit or connected to one another by means not shown.
The hobbing cutter according to FIGS. 20 to 22 differs from that of FIGS. 15 and 16, in which the combs 13 consist of one piece with the part 14 of the milling cutter that carries them, in that the combs 13 'are in grooves 17 of a milling cutter body 14 'are inserted and are held by rings 18 in the radial direction and by rings 19 in the axial direction on the part 14'.
The hobbing cutter according to FIGS. 23 to 25 has, corresponding to the cutter of FIGS. 20 to 22, in grooves 17 of a cutter body 14 ', a set of combs 13' with teeth 1 and 2, respectively. Instead of rings 18 and 19, however, recesses 20 of the Part 14 'wedges 21 are set, which are screwed by screws 22 on part 14' and press the combs 13 'that touch them against the side walls 23 of the grooves 17. - # The hobbing cutter according to Fig. 26 and 27 has. = two. -diametrically-:
opposing combs with teeth 1 and 2, consisting of one piece with the cutter body 14, the distance between adjacent teeth being 2t for each comb. This milling cutter differs from the preceding Beispie sources but in that the group with the teeth 2 is no longer shifted relative to the group with the teeth 1 in the axial direction of the milling cutter. Each tooth of one group is exactly the same as the corresponding tooth of the other group opposite one and the same cross-sectional plane of the milling cutter. Should z. B. with such a cutter a gear with a hundred teeth are made, so you choose between workpiece and cutter, a gear ratio of z. B. 1:50.
While the milling cutter now makes half a turn, the workpiece rotates by the amount of a division of the toothing to be produced. So while the group with the teeth 1 is working out tooth gaps from the workpiece that are 2t apart, the following teeth 2 of the other group are working, since the workpiece has meanwhile rotated by a pitch that was between the teeth 1 resulting gaps lying tooth gaps that have exactly the distance t from the previous ones.
Instead of providing only two groups of teeth, as in FIGS. 26 and 27, which incidentally no longer lie on helical lines as in the previous hobbing cutters, one could e.g. B. arrange four groups, two of which are diametrically opposed to each other and adjacent groups are at an angle of 90 to each other. If you want to z. B. To tooth a gear with a hundred teeth, the adjacent teeth in each group must have a distance of 4t vonein other, and the transmission ratio between the workpiece and the milling cutter must be 1:25. The number of groups can be varied as desired.
You can also provide eight groups at an angle of 45 to one another, choose a distance of 8t between adjacent teeth in each group and provide a gear ratio between workpiece and milling cutter of 1: 12.5. If you want to produce wheels with more or less than 100 teeth, you simply have to choose the number of groups, the tooth spacing in each group and the gear ratio between workpiece and milling cutter accordingly. In all of these variations, the individual groups are not offset from one another and the teeth are not arranged on helical lines.
The milling cutter according to FIGS. 28 and 29 differs from that of FIGS. 26 and 27 only in that the teeth of each group form a comb 13 'which is inserted into grooves 17 of a milling cutter body 14' and fastened therein in a manner not shown .
The hobbing cutter according to FIGS. 30 and 31 differs from that of FIGS. 26 and 27 only in that two tooth groups 1 and 2 are formed at the free ends of a plate provided with bearing journals in the middle. The embodiments of FIGS. 28 to 31 can also be varied in the same way as was indicated in connection with the milling cutter of FIGS. 26 and 27.
Finally, it should be mentioned that the milling ser for the production of spur gears, bevel gears or worm gears can be designed.