DE1552742C3 - Verfahren zum Formschneiden der kreisbogenförmig längsgekrümmten sich in der Breite erweiternden Zahnlücken eines Kegel- oder Hyperboloidzahnrades - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Formschneiden der kreisbogenförmig längsgekrümmten sich in der Breite erweiternden Zahnlücken eines Kegel- oder Hyperboloidzahnrades, ausgehend von einem Werkstück mit äquidistant geschruppten Zahnflanken mit zwei Verfahrensschritten, nämlich einem Schlichtvorgang, bei dem die eine Zahnflanke durch Zerspanen einer Schicht von gleichbleibender Stärke bearbeitet wird, und einem Schrupp-Schlichtvorgang, bei dem die gegenüberliegende Zahnflanke durch Zerspanen einer Schicht von sich ändernder Stärke geschruppt und anschließend geschlichtet wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (USA.-Patentschrift 2 284,636) erfolgt der an erster Stelle genannte Schlichtvorgang vor dem an zweiter Stelle genannten Schrupp-Schlichtvorgang. Dabei wird ein Messerkopf verwendet, der nur einen Umlauf je Zahnlücke · ausführt und dessen Messerkranz mit einer Messergruppe zum Bearbeiten der einen Zahnlückenflanke und mit einer anderen Messergruppe zum Bearbeiten der gegenüberliegenden Zahnlückenfianke versehen ist, wobei die beiden Messergruppen in der Umfangsrichtung des Messerkopfes im Abstand voneinander angeordnet sind. Hat die erste Messergruppe die eine Zahnlücke geschlichtet, dann findet eine relative Verstellung zwischen Werkstück und Messerkopfachse statt und danach schruppt und schlichtet dann die zweite Messergruppe die gegenüberliegende Flanke.

Dieses Verfahren zum Formschneiden der Zahnlücken hat den Nachteil, daß die als erste geschlichtete Zahnflanke dadurch zerschrammt und eingefressen wird, daß beim Schruppen der gegenüberliegenden Zahnflanke die dort abgenommenen Späne über die bereits geschlichtete Zahnflanke gezogen werden Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel zu vermeiden oder doch zu mildern, ohne indessen den Wirkungsgrad der spanabhebenden Bearbeitung zu beeinträchtigen.

inäß ist diese Aufgabe dadurch szelöst, daß der Schrupp-Schlichtvorgang, bei dem die eine Zahnflanke durch Zerspanen einer Schicht von sich ändernder Stärke geschruppt und anschließend geschlichtet wird, vor dem Schlichtvorgang durchgeführt wird, in dem die gegenüberliegende Zahnflanke geschlichtet wird. Wenn die beim Schruppen entstehenden verhältnismäßig starken Späne die gegenüberliegende Zahnflanke zerschrammen, dann schadet das nichts, weil danach diese Zahnflanke ge-

schlichtet wird. Die beim Schlichten abgehobenen Späne sind aber so fein und dünn, daß sie an den Zahnflanken keinen Schaden anrichten können.

Der bei dem bekannten Verfahren verwendete Messerkopf hat außer den beiden oben erwähnten

is Messergruppen eine dritte Messergruppe, welche am Werkstück die Zahnlücken mit äquidistanten Zahnflanken in einem Schruppvorgang herausarbeitet. Zum Ausführen des Verfahrens nach der Erfindung empfiehlt sich jedoch die Verwendung zweier verschiedener Messerköpfe, deren einer die Zahnlücken herausarbeitet, während der andere lediglich der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dient, um die geschruppten Zahnlücken zu erweitern und zu schlichten.

Nunmehr sei mit Bezug auf die Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens und des zu seiner Durchführung bestimmten Messerkopfes beschrieben.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch ein Zahnrad-Werkstück etwa nach der Ebene 1-1 der Fig. 2 mit äquidistant geschruppten Flanken der Zahnlücken, die in vollen Linien dargestellt sind, während die beim Verfahren nach der Erfindung herausgearbeiteten Flanken strichpunktiert gezeigt sind,

Fig. 2 zeigt einen halben Axialschnitt durch das Zahnrad,

F i g. 3 ist eine schaubildliche Teildarstellung des geschlichteten Zahnrades, und

Fig. 4 ist eine Stirnansicht des Messerkopfes.

Bei Kegel- und Hyperboloidzahnrädern nimmt die Zahnteilung natürlich mit dem ^Abstand von der

. Zahnradachse zu. Die Zähne des Tellerrades oder diejenigen des Ritzels oder beide müssen sich daher in der Dicke nach außen hin erweitern. Vorzugsweise erweitern sich die Zähne des Tellerrades und diejenigen des Ritzels um ungefähr den gleichen Betrag, so daß sie über ihre ganze Länge hin etwa gleich stark ausfallen. Wird in der üblichen Weise das Tellerrad im Forrnschnitt mit Hilfe eines Stirnmesserkopfes verzahnt, dessen Messer die beiden Flanken jeder Zahnlücke bei demselben Bearbeitungsgang herausarbeiten, dann kann man die gewünschte Erweiterung der Zahnlücken dadurch erhalten, daß man die Zahnlücken sich auch in der Tiefe vergrößern läßt. Bei Zahnrädern solcher Baumuster, bei denen die Zahnlücken eine gleichbleibende Tiefe haben, ist das aber nicht möglich. Um dabei Zahnlücken zu. erhalten, die sich nach außen erweitern, gibt es nur einen Weg: Man muß der

fio Messerkopfachse beim Bearbeiten der einen Flanke einer jeden Zahnlücke eine andere Stellung mit Bezug auf das Zahnrad geben als beim Bearbeiten der gegenüberliegenden Zahnflanke jeder Lücke.

Die äquidistanten Flanken 11 und 13 der Zahnlücken 10 des in den F i g. 1 und 2 gezeigten Zahnrades sind mit Hilfe eines um die Achse 12 umlaufenden Messerkopfes in einem ersten Arbeitsgang herausgeschruppt. Die Achse 12 verläuft dabei par-

allel zu einer Linie 15, die auf der Kopfkegelfläche Wie die F i g. 4 zeigt, hat der Messerkopf, dessen 16 des Zahnrades senkrecht steht und durch einen Messer von seinem Körper aus in Achsenrichtung mittleren Punkt 17 der geschlichteten Zahnflanke 11 vorspringen, zwei Gruppen von Messern. Die eine hindurchgeht. Auf diese Weise wird eine gewölbte Gruppe zum Zerspanen der verhältnismäßig dicken Zahnflanke 18 geschruppt (F i g. 1), die sich der 5 sich verjüngenden Werkstoffschicht 22 (F i g. 1) umendgültigen Gestalt der geschlichteten Flanke 11 faßt zehn außen zum Schnitt kommende, Schruppdicht anschmiegt und von ihr nur durch eine dünne, messer 26 bis 35, ein Vorschlichtmesser 36 und ein gleichmäßig dicke Werkstoffschicht 19 getrennt ist. Schlichtmesser 37. Die andere Gruppe, die zum Zer-Die beim Schruppen herausgearbeitete hohle Zahn- spänen der dünnen, gleichmäßig dicken Werkstoffflanke 21 beläßt eine sich nach innen verjüngende io schicht 19 dient, besteht nur aus drei innen zum Werkstoffschicht größerer Stärke auf der Fläche 13. Schnitt kommenden Messern, nämlich einem zum Nch dem Schruppen aller äquidistanten Zahnflan- Schutz der anderen Messer dienenden, den Zahnken 11 und 13 des Werkstückes dient dem Schrupp- lückengrund bearbeitenden Messer 38, aus einem Schlichtvorgang und dem Schlichtvorgang Vorzugs- Vorschlichtmesser 39 und aus einem Schlichtmesweise ein anderer Messerkopf, wie er in F i g. 4 ge- 15 ser 40.

zeigt ist. Dieser Messerkopf läuft zunächst um die Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Achse 12 A (Fi g. 1), um und hebt dabei in einem Messerkopfes hat dieser dreißig Teilungen. Das be-Schrupp-Schlichtvorgang die sich nach innen ver- deutet, daß die Schneidkanten aufeinanderfolgender jungende Werkstoffschicht 22 ab, wobei die Fläche Messer einen Winkelabstand von 12° oder eines 13 geschlichtet wird. Danach wird beim Umlauf des 20 Vielfachen davon mit Bezug auf die Messerkopfachse Messerkopfes um die Achse 12 die Werkstoffschicht aufweisen. Wie man sieht, beläuft sich der Abstand 19 zerspant, wodurch die Zahnflanke 11 im Schlicht- der Messer 26 bis 36 und der Messer 38 und 39 auf Vorgang fertigbearbeitet wird. eine Teilung. Der Abstand der Messer 36 und 37 und Man muß die Messerkopfachse also ausgehend der Messer 39 und 40 beläuft sich auf drei Teilungen, von 12 A nach 12 versetzen. Das kann man prak- 25 also 36°. Das ist etwas mehr als es der Zahnbreite tisch dadurch bewerkstelligen, daß man die Achse 12 des Zahnrades entspricht. Die Messer 37 und 40 werin ein und derselben Lage mit Bezug auf das Gestell den daher beim Schlichten durch keine weiteren der Maschine beläßt und das Zahnrad-Werkstück Messer unterstützt. Der Abstand der Messer 26 und nach dem Schrupp-Schlichtvorgang um den Winkel A 40 beläuft sich auf sieben Teilungen und derjenige durch eine Teilschaltbewegung dreht, und zwar mit 30 der Messe 37 und 38 auf sechs Teilungen. Es ergeben Bezug auf F i g. 1 im Uhrzeigersinn um eine halbe sich daher Lücken im Messerkranz, die für die Teil-Zahnteilung. Infolgedessen gelangt die auf der Kopf- schaltung des Werkstückes ohne Rückzug und Stillkegelfläche senkrecht stehende Linie 15 (F i g. 3) in stand des Messerkopfes reichlich genügen. Die Lücke die Lage 15 A, in der sie durch den mittleren Punkt 26 bis 40 im Messerkranz ist etwas größer als die 17 A der Zahnflanke 13 hindurchgeht. Wie man aus 35 Lücke 37 bis 38. Denn nach dem Herausarbeiten der Zeichnung ersieht, laufen die Linien 15 und 15 A der letzten Zahnlücke muß der Stillstand der Maauseinander. Da die Messerkopf achsen 12 und 12 A schine zum Eintragen eines neuen Werkstückes stattden Linien 15 und 15 A parallel sind und da die finden, wenn sich das Werkstück in dieser Lücke des Messerenden in Ebenen umlaufen, die auf diesen Messerkranzes befindet. Dann wird die Maschine Linien senkrecht stehen, divergieren auch die Zonen 40 wieder in Gang gesetzt. Obgleich der Teilschaltwin-23 und 24 des Zahnlückengrundes, sofern sie mit kel gewöhnlich genau eine halbe Zahnteilung des derselben Messerkopfeinstellung wie die Flanken 11 Werkstückes beträgt, kann gewünschtenfalls die und 13 geschnitten werden. Erhalten die Zonen 23 Zahnstärke dadurch geändert werden, daß man auf- und 24 des Zahnlückengrundes dieselbe Tiefe in der einanderfolgende Teilschaltungen mit einem etwas Mitte der Zahnlücke, dann liegt daher am breiteren 45 kleineren oder etwas größeren Teilschaltwinkel als Ende der Zahnlücke die Zone 23 etwas tiefer als die eine halbe Zahnteilung durchführt. Denn es genügt Zone 24 und am engen Ende der Zahnlücke etwas natürlich, wenn die Summe zweier auf einanderfolgenweniger tief. der Teilschaltungen genau eine Zahnteilung beträgt. Der Verlauf der Senkrechten 15 und 15 A (die Wegen der unsymmetrischen Verteilung der Messerden Achsen 12 und 12 A parallel sind) durch die 50 kranzlücken um den Umfang des Messerkopfes ist mittleren Punkte 17 und 17 Λ hat noch eine weitere es nötig, daß die Teilschaltvorgänge in entsprechend Folge: Die Eingriffswinkel der Zahnradzähne ent- unsymmetrischer Weise dem Messerkopfumlauf zusprechen den Winkeln der Messer. Das ist nicht der geordnet sind.

Fall bei der gewöhnlichen Ausgestaltung des Ver- Bei dem veranschaulichten Beispiel erhalten die fahrens zum Verzahnen derartiger Tellerräder, bei 55 beiden Flanken einer jeden Zahnlücke die gleiche

dem die betreffenden Senkrechten durch einen mitt- Längskrümmung. Aus diesem Grunde haben die dem leren Punkt der Zahnlücke hindurchgehen, d. h durch Schlichten dienenden Messer 37 und 40 den gleichen einen in der Mitte zwischen den Punkten 17 und radialen Abstand von der Messerkopfachse an den- 17 A liegenden Punkt, und bei dem die Messerwin- jenigen Stellen ihrer Schneidkanten, welche an den kel sich daher etwas von den Eingriffswinkeln der 60 mittleren Punkten 17 und 17,4 der Flanken zum

Zähne unterscheiden. Schnitt kommen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Formschneiden der kreisbogenförmig längsgekrümmten sich in der Breite erweiternden Zahnlücken eines Kegel- oder Hyperboloidzahnrades, ausgehend von einem Werkstück mit äquidistant geschruppten Zahnflanken mit zwei Verfahrensschritten, nämlich einem Schlichtvorgang, bei dem die eine Zahnflanke durch Zerspanen einer Schicht von gleichbleibender Stärke bearbeitet wird, und einem Schrupp-Schlichtvorgang, bei dem die gegenüberliegende Zahnflanke durch Zerspanen einer Schicht von sich ändernder Stärke geschruppt und anschließend geschlichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der an zweiter Stelle genannte Schrupp-Schlichtvorgang vor dem an erster Stelle genannten Schlichtvorgang durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrupp-Schlichtvorgang unmittelbar nach dem äquidistanten Schruppen aller Zahnlücken des Werkstückes erfolgt.