DE1124786B

DE1124786B - Doppelkegeliger, schraubenfoermiger Abwaelzfraeser oder -schleifkoerper zur Herstellung von gerad- und schraegverzahnten, evolventenfoermigen Innenzahnkraenzen

Info

Publication number: DE1124786B
Application number: DEK36487A
Authority: DE
Inventors: Fritz Kleinstueck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-12-16
Filing date: 1958-12-16
Publication date: 1962-03-01

Description

Doppelkegeliger, schraubenförmiger Abwälzfräser oder -schleifkörper zur Herstellung von gerad- und schrägverzahnten, evolventenförmigen Innenzahnkränzen Es sind Verfahren und Werkzeuge zur Herstellung von Innenzahnkränzen bekannt. Diese arbeiten jedoch meist mit einem Formfräser im Einzelteilverfahren. Außerdem gibt es noch die Herstellung durch Wälzstoßen mit Stoßrad und mit Stoßkamm und das Wälzfräsen mit einem zylindrischen, schneckenförmigen Abwälzfräser.
Der Aufwand an Kosten und Zeit bei den bekannten Verfahren und Werkzeugen ist verhältnismäßig hoch. Dazu kommt noch, daß die Werkzeugform schwierig herzustellen ist. Außer dem Stoßrad und dem Stoßkamm beim Wälzstoßen und dem Wälzfräser beim Wälzfräsen müssen alle Werkzeuge für jede Zähnezahl und Teilung des zu bearbeitenden Innenzahnkranzes die zugehörige Profilform besitzen, d. h., das Werkzeug ist jeweils nur für eine bestimmte Zähnezahl und .für eine bestimmte Teilung verwendbar, was einen außerordentlich hohen und teuren Werkzeugbestand erforderlich macht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zu schaffen, das diese Nachteile vermeidet und die Anwendungvon Innenzahnkränzen durch wirtschaftliche Herstellung in größerem Ausmaß ermöglicht, d. h., die Herstellung jeder gewünschten Zähnezahl kann mit einem billigeren Abwälzwerkzeug vorgenommen werden, das keine schwierig herzustellenden, evolventenförmigen Werkzeugschneiden haben muß, sondern die Evolventenfianken von Werkstücken mit verschiedenen Zähnezahlen durch Abwälzen herstellt.
Das Werkzeug nach der Erfindung ist zur Bearbeitung von Innenzahnkränzen als ein schraubenförmiger Abwälzfräser oder Schleifkörper und als Doppelkegel ausgebildet, wobei die größten Durchmesser der beiden Kegel auf der gemeinsamen Achse einander zugekehrt angeordnet sind, derart, daß die Zähne des einen Kegels die gegenüberliegende Zahnflanke erzeugen.
Dieser doppelkegelige Abwälzfräser oder Schleifkörper kann auch von geteilter Ausführung sein, wobei die beiden Einzelkegel mit ihrem größten Durchmesser auf einer gemeinsamen Achse einander zugekehrt angeordnet sind.
Es zeigt Abb.1 eine Draufsicht auf den Innenzahnkranz und auf die Abwälzwerkzeuge, Abb. 2 einen Längsschnitt durch den Innenzahnkranz mit gerader Verzahnung, Abb. 3 einen Längsschnitt durch den Innenzahnkranz mit schräger Verzahnung, Abb. 4 einen vergrößerten Ausschnitt von Abb. 1, Abb. 5 eine räumliche Darstellung des kegeligen Abwälzfräsers in bezug auf seinen Steigungswinkel, Abb. 6 eine Ansicht des kegeligen Abwälzfräsers in bezug auf seinen veränderlichen Steigungswinkel.
Die zwei schraubenförmigen, kegeligen Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 nach Abb. 1 bis 3, die, mit ihrem größten Durchmesser einander zugekehrt, auf einer gemeinsamen Antriebswelle 3 angeordnet sind, führen neben ihrer eigenen Drehbewegung 4 eine Abwälzbewegung 5 in dem zu bearbeitenden, um seine Achse drehenden Innenzahnkranz 6 aus.
Neben diesen beiden Drehbewegungen 4 und 5 führen die Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 eine geradlinige Vorschubbewegung 7 parallel zu der Innenzahnkranzachse 8 aus.
Bei der Herstellung von geradverzahnten Innenzahnkränzen 6 in Abb. 2 ist die Achse 9 der Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 um den Winkel 10 aus der senkrechten Achslage , zum Innenzahnkranz 6 herausgeschwenkt. Dieser Winkel 10 entspricht den mittleren Steigungswinkel 11 der beiden Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2.
Bei der Herstellung von schrägverzahnten Innenzahnkränzen 12 in Abb. 3 ist die Achse 9 der Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 um den Winkel 13 aus der senkrechten Achslage zum Innenzahnkranz 12 herausgeschwenkt.
Dieser Winkel 13 entspricht dem mittleren Steigungswinkel 11 der beiden Abwälzfräser oder Abwülzschleifkörper 1 und 2 plus oder minus des Schrägungswinkels 14 des schrägverzahnten Innenzahnkranzes 12. Plus oder minus ergibt sich aus der Gangrichtung der beiden Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 und des schrägverzahnten Innenzahnkranzes 12: Zu der Schwenkung der Achse 9 der Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 in Abb. 5 kommt noch ein kleiner Zusatzwinkel hinzu. Dieser Zusatzwinkel ergibt sich aus der Winkeldifferenz zwischen dem Winkel 15 in der Achsebene 16 und dem Winkel 17 in der Kegelmantelebene 18'.
Die Werkzeugdrehbewegung 4 steht. zur Werkstückdrehbewegung 5 bei geradverzahnten Innenzahnkränzen 6 im genauen Verhältnis wie die Werkzeuggangzahl zu der Werkstückzähnezahl.
Die Werkzeugdrehbewegung 4 steht zur Werkstückdrehbewegung 5 bei schrägverzahnten Innenzahnkränzen 12 im genauen Verhältnis wie die Werkzeuggangzahlzu der Werkstückzähnezahl plus oder minus einer kleineren oder größeren Zusatzdrehbewegung über ein Differentialgetriebe je nach Gangrichtung und Größe des Schrägungswinkels 14.
Zwischen den beiden schraubenförmigen, kegeligen Abwälzfräsern 1 und 2 in Abb. 1 ist ein schraubenförmiger, zylindrischer Abwälzvorfräser 19 angeordnet, der die Zahnlücke 20 vorarbeitet.
Statt der zwei Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2, die beide Zahnflanken 21, 22 gleichzeitig bearbeiten, kann auch die Bearbeitung der Zahnflanken 21, 22 einzeln hintereinander durch einzelne Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 erfolgen. Die Werkzeugschneiden bzw. die Schleifflächen 23 der Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 können als Radien 24 ausgebildet werden. Die Radiusmittelpunkte 25 in Abb. 4 dieser Werkzeugschneiden oder Schleifflächen 23 auf dem Kegelmantel 18' des Abwälzfräsers oder Abwälzschleifkörpers l und 2 müssen in ihrer Verlängerung genau durch den Grundkreis 26 des zu bearbeitenden Innenzahnkranzes 6 bzw. 12 gehen, bzw. auf der evolventenerzeugenden Eingriffslinie 18 liegen.
Bei dem schraubenförmigen, kegeligen Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 ist der Steigungswinkel 1l' bei gleichförmiger Axialsteigung 27 nicht konstant, und dadurch ist auch seine Normalsteigung 28 senkrecht zum Steigungswinkel 11' nicht konstant.
Die axiale Steigung 27 der Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 muß korrigiert werden, damit der Abstand 28 (bzw. die Grundkreisteilung 29) der Werkzeugschneidenberührungspunkte 30 senkrecht zum mittleren Steigungswinkel 11 in der Ebene des Kegelmantels 18' bzw. auf der evolventenerzeugenden Eingriffslinie 18 konstant wird.
Ebenfalls muß der Kegelmantel 18' der Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 korrigiert werden, damit die Werkzeugschneidenberührungspunkte 30 genau in einer geraden Linie bzw. auf der evolventenerzeugenden Eingriffslinie 18 liegen. i Diese Korrekturen müssen sich auf einen bestimmten angenommenen (in der Regel den mittleren) Steigungswinkel 11 beziehen. Der angenommene mittlere Steigungswinkel 11 liegt in der Kegelmantelebene 18' und ist für die Berechnung der Winkeleinstellung t 10 oder 13 der Werkzeugachse 9 zur Werkstückachse 8 zugrunde zu legen.
Der Abstand 31 der beiden Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 voneinander muß so gelegt werden, daß der Kegelmantel 18' mit der Eingriffslinie 18 genau zusammenfällt.
Bei dieser Einstellung ist der Kegelwinkel 32 und der mittlere Eingriffswinkel 11 des kegeligen Abwälzfräsers oder Abwälzschleifkörpers 1 und 2 und der Eingriffswinkel 33 des zu bearbeitenden Innenzahnkranzes 6 und 12 zugrunde zu legen. Bei schrägverzahnten Innenzahnkränzen 12 kommt noch der Schrägungswinkel 14 hinzu.
Neben dem Abstand 31 der beiden Abwülzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 müssen dieselben auf ihrer gemeinsamen Achse 9 gegeneinander so verdreht werden, daß die genaue Zahnstärke 34 erreicht wird.
Der schraubenförmige, zylindrische Abwälzvorfräser 19 muß in der Mitte zwischen den beiden Abwälzfräsern 1 und 2 auf der gemeinsamen Achse 9 so verdreht werden, daß er in der Mitte der Zahnlücke 20 schneidet.
Der Gegenstand des Anspruches 4 ist nicht selbständig geschützt, sondern nur in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptanspruchs.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schraubenförmiger Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper zur Herstellung von gerad-oder schrägverzahnten Innenzahnkränzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper (1, 2) als Doppelkegel ausgebildet ist, wobei die größten Durchmesser der beiden Kegel (1, 2) auf der gemeinsamen Achse (3) einander zugekehrt angeordnet sind; derart, daß die Zähne des einen Kegels (1) die eine Zahnflanke (21) und die Zähne des anderen Kegels (2) die gegenüberliegende Zahnflanke (22) erzeugen.
2. Fräser oder Schleifkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als zwei einfache Kegel (1, 2) zweiteilig ausgeführt ist.
3. Fräser oder Schleifkörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Kegeln (1, 2) ein zylindrischer, schraubenförmiger Werkzeugteil (19) angeordnet ist.
4. Fräser oder Schleifkörper nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den kegelförmigen Werkzeugteilen (1, 2) die Werkzeugschneiden bzw. die Schleifflächen (23) als Abschnitte von Kreisbögen (24) ausgebildet sind; deren Mittelpunkte (25) auf der Eingriffslinie (18) des herzustellenden Innenzahnkranzes (6, 12) liegen.
5. Fräser oder Schleifkörper nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks einer gleichförmigen Steigung (28) der Zähne bzw. der Schleifflächen (23) auf dem doppelkegeligen Werkzeugkörper (1, 2) die axiale Fräsersteigung (27) korrigiert ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 721841; USA.-Patentschrift Nr.1660 915.