DE506901C - Vorrichtung zur Herstellung von Stirn- und Kegelraedern mit gekruemmten Zaehnen, insbesondere mit pfeilfoermigen Zaehnen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AH
19. SEPTEMBER 1930

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 506901 KLASSE 49 d GRUPPE

J. E. Reinecker, Akt-Ges. in Chemnitz-Gablenz

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. März 1926 ab

Vorliegende Erfindung betrifft einen Werkzeugträger für solche Maschinen zur Herstellung von gekrümmten Zahnflanken an Stirn- und Kegelrädern, bei welchen eine oder mehrere Werkzeugschneiden in fortlaufend gleicher oder wechselnder Richtung durch entsprechende Bewegung des Werkzeugträgers entlang den Flanken eines gedachten Zahnes der zugehörigen Planverzahnung (Zahnstange oder Plankegelrad) bewegt werden, während durch entsprechende Abwälzbewegung zwischen dem Radkörper und dem Werkzeugträger eine allmähliche Entwicklung oder Bearbeitung der Zahnflanken im zu verzahnenden Radkörper nach dem bekannten Abwälzverfahren erfolgt. Die genaue Form der Kurve, nach welcher die Zahnflankenlinien gekrümmt werden, ist dabei von untergeordneter Bedeutung. Der Einfachheit halber werden die Grundlagen der Erfindung zunächst für die einfachste Form gekrümmter Zähne, die kreisbogenförmige Zahnform, dargestellt, um später auch in Anwendung auf kompliziertere Zahnkurven entwickelt zu werden. Da die Art der Radaufspannung, die Einstellbewegungen zwischen Rad und Werkzeugträger, sowie die Abwälz- und Teilbewegung von den bekannten Maschinen dieser Art unverändert übernommen werden können, und das wesentlich Neue sich ausschließlich auf die Konstruktion des Werkzeugträgers und seine Bewegungen im Werkzeugträger bezieht, so sind die folgenden Ausführungen auf die Besonderheiten dieses Werkzeugträgers beschränkt.

Die theoretische Grundlage für alle abgewälzten Verzahnungen der erwähnten Art bildet die sogenannte Planverzahnung (BiI-gramsches Abwälzverfahren), deren Zahnflanke durch die Bewegung der Schneide des vom Werkzeugträger getragenen Werkzeuges umhüllt werden muß. Zwei verschiedene nach dieser Methode verzahnte Radkörper können nur korrekt miteinander kämmen, wenn ihre zugehörigen Planverzahnungen ebenfalls korrekt zueinanderpassen, was für Planverzahnungen so viel bedeutet, als daß sie aufeinandergelegt sich über alle Flankenflächen vollkommen berühren oder wie Form und Abguß ineinanderpassen.

Um diese wichtigste Grundlage für jede abgewälzte Verzahnung besser zu erläutern, sind in Fig. 1 (Ansicht) und in Fig. 2 (Draufsicht) zwei derartige, zu zwei bogenförmigen Stirnrädern gehörige Planverzahnungen (Zahnstangen) aufeinandergelegt dargestellt. Über der Zahnstange 1 ist in schematischer Weise ein Werkzeugträger 2 (Messerkopf) gezeigt, der mit seiner geneigt liegenden, geradlinigen Schneidkante 3 eine konvex gekrümmte, kreisbogenförmige Zahnflanke 4 umhüllt. In ähnlicher Weise ist unterhalb der Zahnstange 5 ein Werkzeugträger 6 gezeigt, welcher mit seiner geneigt

liegenden, geradlinigen Schneidkante 7 eine konkav gekrümmte, kreisbogenförmige Zahnflanke 8 umhüllt. Wie die Figur weiter zeigt, umhüllt Schneidkante 3 bei der Drehbewegung des Werkzeugträgers ein Stück von einer Hohlkegelfläche, während Schneidkante 7 ein Stück von einem Vollkegelmantel umhüllt. Die konvexe Zahnflanke 4 der Zahnstange ι kann nur dann genau in die konkave Zahnflanke 8 der Zahnstange 5 passen wenn die Vollhohlkegelmäntel, von welchen sie Ausschnitte darstellen, vollkommen gleich sind und beim Aufeinanderlegen der Planebenen auch mit ihren Achsen vollkommen zusammenfallen. Hieraus ergibt sich die unbedingte Notwendigkeit, die Schneidkante 3 an Werkzeugträger 2 bei \^rerzahnung des einen Radkörpers und die Schneidkante 7 an Werkzeugträger 6 bei Verzahnung des damit so später korrekt zusammenkämmenden Gegenrades derart anzuordnen, daß beide vollkommen gleiche Hohl- bzw. Vollkegelmantelflächen umhüllen, während die Achsen der Werkzeugträger senkrecht zur Ebene der Planverzahnung oder, was wichtiger ist, untereinander genau parallel liegen müssen. Die bei Stirnrädern leicht einzuhaltende Grundregel gilt sinngemäß auch für Kegelräder, wo ihre genaue Einhaltung jedoch größeren Schwierigkeiten begegnet. Fig. 3 (Ansicht) und Fig. 4 (Draufsicht) zeigen in ähnlicher Weise die Verhältnisse bei Kegelrädern, wo also die der Verzahnung zugrunde liegenden Planverzahnungen (Planräder) sich beim Aufeinanderlegen ebenfalls wie Form und Abguß vollkommen decken müssen. Der Einfachheit wegen ist zunächst angenommen, daß die Zähne in der Höhe nicht nach der Mitte des Plankegels ziisammenlaufen, sondern daß sie überall wie Stirnräder die gleiche Höhe besitzen. In diesem Sonderfall erfolgt die kreisförmige Bewegung der Schneidkanten parallel zur Ebene der Plankegelräder. Die Achsen der Werkzeugträger 9 bzw. 10 stehen daher beide senkrecht zur Planradebene. Infolgedessen umhüllen die Schneidkantenil bzw. 12 der Werkzeugträger 9 bzw. 10 an den Planrädern 13 bzw. 14 konvexe bzw. konkave Zahnflanken 15 bzw. 16, die als vollkommen ineinanderpassende Voll- bzw. Hohlkegelmäntel sich beim Aufeinanderlegen der Planräder genau so vollkommen decken wie diejenigen in Fig. ι und 2.

Schwierigkeiten treten jedoch auf, sobald die Zähne in der bei Kegelrädern üblichen Weise veränderliche, nach der Kegelspitze zu abnehmende Zahnhöhe erhalten sollen. Bei Verwendung der bisherigen einfachen Werkzeugträger mit festen Werkzeugschneiden wird es notwendig, den Werkzeugträger um den Zahnfußwinkel oder um den Winkel, um welchen der Zahngrund nunmehr zur Ebene des Planrades geneigt liegt, schräg zu legen, wie dies in Fig. 3 punktiert angegeben ist. Bei einer derartigen Schrägstellung liegt nach dem Aufeinanderlegen der Planräder Werkzeugträger 9 gerade in umgekehrtem Sinn geneigt zur Planradebene, wie AVerkzeugträger 10. Die Achsen der von ihren Schneidkanten umhüllten Voll- bzw. Hohlkegelmäntel liegen daher nicht mehr parallel, sondern um die Summe beider Zahnfußkegelwinkel geneigt zueinander. Die diesen Kegelmänteln angehörigen Zahnflanken 15 bzw. 16 beider Planräder 13 bzw. 14 können sich infolgedessen beim Aufeinanderlegen nicht mehr in der früheren Weise decken. Ein vollkommenes Ineinanderpassen von schief zueinanderliegenden Kegelmänteln ist undenkbar. Aus diesem Grunde ist die Herstellung korrekt miteinander arbeitender Kegelräder durch Zusammenwälzen mit derartigen Planverzahnungen unmöglich. Alle nach diesem System arbeitenden Maschinen können nur angenäherte, unvollkommen aufeinanderpassende Zahnflanken herstellen, was durch die Praxis auch bestätigt wird.

Will man diesen Übelstand beseitigen, so muß man unbedingt auf die Schrägstellung der Werkzeugträger als Ursache aller Fehler verzichten. Vorliegende Erfindung geht daher einen völlig anderen Weg und behält zunächst auch für Kegelräder die senkrechte Stellung der Werkzeugträger auf der Ebene der Planverzahnung (wie in Fig. 3 und 4 ausgezogen gezeichnet) unverändert bei, da nach früher Gesagtem nur unter dieser Bedingung vollkommen ineinanderpassende Kegelmantelflächen umhüllt werden können. Die geradlinige schräge Schneidkante auf dem AVerkzeugträger in Fig. 3 schneidet, wenn man sie sich entsprechend verlängert denkt, die Drehachse des Werkzeugträgers. Sie stellt daher, wie bereits erwähnt, zusammen mit ihrer Verlängerung die Erzeugende eines Kegelmantels dar, von welchem sie infolge ihrer beschränkten Länge allerdings nur einen kleinen zur Verkörperung der gedachten Planverzahnung genügenden Ausschnitt tatsächlich umhüllt. Um nun die Schneidkante in einer um den Zahnfußwinkel geneigt liegenden Ebene zu bewegen, um der Linienführung der nach der Kegelspitze zu allmählich ansteigenden Zahngrundlinie folgen zu können, ohne die vorstehend festgelegte Kegeloberfläche zu verlassen, werden der Erfindung gemäß die Schneidstähle in besonderen, in bezug auf die Werkzeugträger beweglichen Stahlhaltern angeordnet, um die Schneidkante während der Drehbewegung des Werkzeugträgers in ihm längs verschie-

ben zu können, d. h. in Richtung der Erzeugenden des Kegelmantels, und zwar muß von dieser Verschiebung die Drehachse des Werkzeugträgers und damit auch die imaginäre Spitze des Kegelmantels unbeeinflußt bleiben. Geschieht diese Verschiebung tatsächlich jederzeit genau in Richtung der Schneidkanten oder der Kegelmantel Erzeugenden, so wird nach wie vor genau derselbe Kegelmantel umhüllt, nur erscheint der tatsächlich zur Zahnerzeugung benutzte, durch die Länge der Schneide begrenzte Ausschnitt auf diesem Kegelmantel etwas verschoben. Diese Verschiebung der Werkzeugschneide erfolgt derart, daß die Schneide jedem zur Planradebene nicht mehr parallelen \^erlauf des Zahngrundes während der Drehbewegung des Werkzeugträgers folgen kann.

Zwei derartige Werkzeugträger zeigt in schematischer Weise Fig. 5 (Schnitt), Fig. 6 (Seitenansicht), Fig. 7 (Schnitt durch die Achse XY). In dieser Figur sind zwei Werkzeugträger der beschriebenen Art, wie sie zur Erzeugung miteinander kämmender, konvex und konkav gekrümmter Zahnflanken benutzt werden, derart aufeinandergelegt dargestellt, daß ihre Drehachsen genau zusammenfallen, und die von ihren Schneidkanten umhüllten Voll- bzw. Hohlkegelmäntel sich nach früher Gesagtem genau decken. Die Werkzeugträger 17, 18 tragen Bolzen 21, 2.2 mit .Schneidkanten 19, 20. Diese Bolzen sind gegen axiale Verschiebung gesichert in Büchsen 23, 24 gelagert, die ihrerseits wieder in entsprechenden Ausbohrungen der Werkzeugträger 17, 18 axial verschiebbar angeordnet sind. Diese Verschiebbarkeit der Büchsen 23, 24 zusammen mit ihren Bolzen 21, 22 in den Werkzeugträgern 17, 18 wird gesteuert durch Nasen 25. 26, welche sich bei einer Drehung der Werkzeugträger in entsprechenden Kurvennuten 27, 28 am festen Lagerkörper führen.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, fallen die Ach-

*5 sen der Bolzen 21, 22 sowohl als der Büchsen 23, 24 genau mit der Richtung der verlängerten Schneidkanten 19, 20 oder der Erzeugenden der Kegelmantelfläche zusammen. Die umhüllten Flächen werden daher stets Ausschnitte der gleichen Kegelmantelflächen darstellen, ganz unabhängig von diesen axialen Verschiebungen der Büchsen 23, 24 während der Drehung des Werkzeugträgers. Es wird also möglich, jeden beliebig geformten Zahngrund herauszuschneiden, wenn man die Kurven 27, 28 für die axiale Verschiebung der Büchsen 2^, 24 entsprechend formt, ohne an der notwendigen, genau ineinanderpassenden Form und Lage der Kegelmäntel

θο selber das geringste zu ändern.

Handelt es sich beispielsweise um Kegelräder, bei welchen die Zahnfußlinien derart geneigt zueinander verlaufen, wie in Fig. 7 durch die punktierten Linien Jp₁, F., bzw. F₃, F₄ angedeutet, so ist eine Bewegung der Spitzen der Schneidstähle 19, 20 entlang diesen schrägen Fußlinien möglich, wenn während der Drehung der Werkzeugträger die Büchsen 23, 24 mit ihren Nasen 25, 26 sich in entsprechend zusammenlaufenden Kurvennuten 27, 28 führen und axial zueinander in Richtung der Schneidkanten verschieben. Der Zahngrund kann aber ebensogut nach einer anderen geraden oder gekrümmten Linie ausgeschnitten werden, sobald man entsprechende Kurven 27, 28 vorsieht. Dies kann auch bei Stirnrädern von Bedeutung werden, wenn durch einen gewölbten Zahngrund eine geringere Zahntiefe und damit größere Festigkeit der Zähne an den Rändern der Räder erzielt werden soll.

Die gleiche Verschiebung der Schneidstähle auf ihrem Werkzeugträger in Richtung ihrer eigenen Schneide kann ohne weiteres gleichzeitig dazu benutzt werden, in denjenigen Fällen, wo bei fortlaufender Drehbewegung des Werkzeugträgers (Messerkopf) die Schneide während des zur Zahnbildung nicht benutzten Teiles ihrer Kreisbahn in den Radkörper einschneiden würde, dieses Einschneiden zu verhindern. Ein derartiges vollständiges Zurückziehen der Büchsen 23, 24 mit den Schneidkanten 19, 20 auf gewissen Teilen der Kreisbahn ist durch entsprechende Ausbildung der Kurven 2y, 28 ohne weiteres möglich. Erfolgt dieses Zurückziehen, wie gezeigt, in Richtung der Schneide selber, so wird es unempfindlich gegen kleine Ausführungsfehler. Geringe Abweichungen beim Wiedervorschieben in die Arbeitsstellung haben keinen Einfluß auf die umhüllte Kegelfläche, da die Verschiebung innerhalb dieser Kegelfläche selbst erfolgt, sie würde höchstens die Form des herausgearbeiteten Zahngrundes beeinflussen. Dieser ist für das genaue Zusammenarbeiten der Räder ohne Bedeutung.

Von besonderem Vorteil ist die Verschiebbarkeit der Schneidstähle auf dem Werkzeugträger in Richtung ihrer Schneidkanten noch in denjenigen Fällen, wo man- sie als no Vorschubbewegung in Richtung der Tiefe der auszuschneidenden Zahnlücke benutzen kann. Eine solche Vorschubbewegung der Schneidstähle auf dem Werkzeugträger in Richtung der Tiefe der Zahnlücke wird ohne weiteres möglich, wenn die Führungskurven 27, 28 nicht fest am Lagerkörper, sondern durch beliebige Mittel während des Betriebes langsam in Richtung der Achse des Werkzeugträgers verschiebbar angeordnet werden. Ein Beispiel für eine derartige Ausführung wird später in Fig. 14, 15 gezeigt werden. Es ist

ohne weiteres klar, daß gleichzeitig mit dem langsamen Vorschieben dieser Führungskurve in Richtung der Drehachse der Werkzeugträger ein allmähliches Eindringen der Werkzeugschneiden in die Tiefe der zu schneidenden Zahnlücke in Richtung der Schneidkante selber oder in Richtung der schrägliegenden Zahnflanke dieser Zahnlücke erfolgt.

ίο Eine derartige Vorschubbewegung hat besondere Bedeutung in denjenigen Fällen, wo es sich darum handelt, trapezförmige Zahnlücken oder geradlinige Zahnflanken ohne Abwälzbewegung durch direktes Indietiefestechen herauszuarbeiten. Ein derartiges Einstechen einer trapezförmigen Zahnlücke ohne Abwälzbewegung wird häufig beim Vorschruppen der Zahnlücke aus dem vollen Radkörper benutzt. Ferner besitzt es große Bedeutung, bei der in neuerer Zeit bekannt gewordenen Abänderung bzw. Vereinfachung des Abwälzverfahrens für die Herstellung von Getrieben mit größerer Übersetzung, bei welchem von zwei zusammenarbeitenden Rädem jeweils das größere ohne irgendeine Abwälzbewegung mit der geradflankigen Planverzahnung von trapezförmigem Querschnitt der Zahnlücken versehen wird, während das dazugehörige kleine Gegenrad gegenüber dem Werkzeugträger nicht mehr wie gegenüber einer Planverzahnung, sondern wie gegenüber einem Erzeugungsrad, welches genau dem ersterwähnten großen Rad mit dem trapezförmigen Lückenquerschnitt entspricht, bewegt wird. Zur näheren Klarstellung der Unterschiede zwischen dem eingangs erwähnten, als reines Bilgramverfahren allgemein bekannt gewordenen und diesem neueren vereinfachten Wälzverfahren ist in Fig. 8 in schematischer Weise die übliche Wälzbewegung eines kleinen Kegelrades 33 auf dem zugehörigen Planrad 34, welches durch den Werkzeugträger dargestellt wird, gezeigt. Diese Bilgramsche Wälzbewegung besteht also im Abwälzen des Kegelrades auf einem ebenen Planrade (Werkzeug) oder in einer gleichzeitigen Drehung dieses kleinen Rades um die eigene Achse XX₁ und um die Achse YY₁ des zugehörigen Planrades, wobei beide Drehachsen in einem Winkel gleich dem halben Kegelwinkel zueinander geneigt liegen. Im Gegensatz hierzit zeigt Fig. 9 die vereinfachte Wälzbewegung, bei welcher das gleiche kleine Kegelrad 33 nicht mehr in einem vollkommen ebenen, sondern stumpfkegeligen Planrad 3 5 abgewälzt wird. Dieses stumpfkegelige Planrad 35 entspricht genau dem zum kleinen Kegelrad 33 gehörigen Gegenrad und wird in derselben Weise wie So bei Bilgram das ebene Planrad durch die Werkzeugbewegung dargestellt. Die Achsen für die Wälzbewegung stehen daher, falls es sich um Kegelräder von 90⁰ Achsenwinkel handelt, stets ebenfalls im rechten Winkel zueinander. Die Wälzbewegung bei Verzahnung des kleinen Kegelrades 33 besteht also in diesem Falle aus gleichzeitiger Drehung um die eigene Achse .YX₁ und um die dazu senkrechte Achse ZZ₁ des an Stelle des ebenen Planrades getretenen stumpfkegeligen Gegenrades. Die Zwischenschaltung eines ebenen Planrades nach Bilgram erübrigt sich also bei diesem vereinfachten Verfahren vollkommen. Da die Entwicklung der Zahnflanken des kleinen Rades unmittelbar an denjenigen des mit trapezförmigen Zahnlücken versehen gedachten, stumpfkegeligen Gegenrades erfolgt, braucht letzteres selber nur mit diesen trapezförmigen Zahnlücken versehen zu werden, kann also durch einfaches Einstechen der Zahnlücken mittels geradflankigen Schneidstähle ohne jede Wälzbewegung fertig verzahnt werden. Wenn in der Einleitung von Wälzbewegung mit der zugehörigen Planverzahnung gesprochen wurde, so bezieht sich alles in dieser Patentschrift Angeführte ebensogut auf ein derartiges vereinfachtes Wälzverfahren, bei dem die ebene Planverzahnung durch die stumpfkegelige Planverzahnung des Gegenrades er- setzt wird.

Bewirkt man, wie bisher üblich, das Eindringen der Schneidstähle in Richtung der Tiefe der Zahnlücke durch allmähliche Annäherung zwischen Radkörper und Werk-zeugträger, so entstehen infolge der Trapezoder Keilform der Zahnlücken Späne von unangenehmer Breite. Fig. 10 zeigt in schematischer Weise einzelne aufeinanderfolgende Spanquerschnitte beim Einstechen in die Tiefe einer trapezförmigen Zahnlücke unter der Voraussetzung, daß, wie üblich, mehrere trapezförmige Schneidstähle auf dem Werkzeugträger oder Messerkopf derart angeordnet sind, daß sie abwechselnd mit ihren rechten und linken oder äußeren und inneren Schneidkanten zum Schnitt gelangen. Die hierbei nach Erreichung größerer Lückentiefe entstehenden, verhältnismäßig sehr breiten und dabei dünnen Späne bedingen außerordentlich hohe Drücke und Beanspruchungen der Maschine und der Werkzeuge, beeinträchtigen daher die Leistung im Verhältnis zum tatsächlich abgehobenen Spanquerschnitt außerordentlich.

Im Gegensatz hierzu zeigt Fig. 11 dasjenige Bild, welches sich ergibt, wenn das Eindringen der Werkzeugschneiden in Richtung ihrer schrägen Schneidkanten selbst durch entsprechende Verschiebung auf dem Werkzeugträger in Richtung der Kegelerzeugenden erfolgt. In diesem Falle arbeiten

die Schneidkanten seitlich überhaupt nicht, sondern schneiden nur am Grunde mit ihrer Spitze und heben dabei Späne von bedeutend günstigerem Querschnitt und von bedeutend geringerer größter Spanbreite ab. Die größte auftretende Spanbreite ist in diesem Falle von der Breite des Grundes der Zahnlücke allein abhängig und wird von der Tiefe der Zahnlücke überhaupt nicht beeinflußt.

ίο Während in Fig. ii angenommen wurde, daß die Werkzeugschneiden auf dem Werkzeugträger abwechselnd außen und innen oder rechts und links schneiden und dementsprechend auch abwechselnd in den diesen in bezug auf Schräglage entgegengesetzt geneigt liegenden Flanken, entsprechend den Schräglagen, verschoben werden, zeigt Fig. 12 dasjenige Bild, welches entsteht, wenn zwischen einem aufien- und einem innenschneidenden Stahl noch ein Mittelstahl eingeführt wird, der auf beiden Flanken und im Grunde gleichzeitig schneidet und deshalb auch nicht parallel zu seiner Seitenflanke, sondern einfach senkrecht zum Zahngründe oder in Richtung der Symmetrieachse seines trapezförmigen Querschnittes vorgeschoben wird. Bei derartiger Anordnung der Schneidstähle auf dem Werkzeugträger, also abwechselnd schräger äußerer Stahl, gerader Mittelstahl, schräger innerer Seitenstahl usw. ergibt sich eine besonders feine Spanzerteilung. Die einzelnen trapezförmigen Schneidstähle können schmäler gehalten werden, ohne daß deswegen die Gefahr bestände, daß im Zahngrunde irgendwelche Rippen stehenbleiben. Das Hauptmaterial der Zahnlücke wird von dem Mittelstahl fortgenommen, welcher die fertigen Zahnflanken niemals direkt berührt. Die Seitenstähle, welche die wirklichen Zahnflanken bearbeiten, werden auf diese Weise außerordentlich geschont und liefern daher besonders saubere Arbeit. Werkzeugträger, bei welchen hintereinander zur Arbeit kommende Schneidstähle im Werkzeugträger abwechselnd schräg in Richtung der Außenflanken, gerade in Richtung der mittleren Linie des trapezförmigen Profils und schräge in Richtung der Innenflanken vorgeschoben werden, ergeben daher die beste Spanzerteilung, die geringste Beanspruchung der Maschine oder der Werkzeugschneiden und daher größte Leistung und Sauberkeit des Schnittes beim direkten Einstechen von Zahnlücken mit trapezförmigem Querschnitt oder mit einfachen, geradlinigen Zahnflanken.

Oben war angenommen, daß bei kreisförmiger Bewegung der Schneidstähle oder einfache Drehbewegung des Werkzeugträgers einfache kreisbogenförmig gekrümmte Zahnflanken erzeugt werden. Dies ist der Fall, wenn der Radkörper selbst während des Schneidvorganges, abgesehen von der Wälzbewegung, relativ zum Werkzeug stillsteht. Es sind nun aber auch Maschinen bekannt, bei welchen der Radkörper während des Schneidvorganges nicht stillsteht, sondern dauernd in zwangsläufiger Verbindung mit der Bewegung des Werkzeugträgers rotiert (s. für geradlinige Schnittbewegung Monneretverfahren, für kreisförmige Schnittbewegung Böttcherverfahren D. R. P. 312859, zweites Ausführungsbeispiel). Bei kreisförmiger Bewegung des Werkzeugträgers entstehen hierbei Zahnflanken, die nicht mehr nach einfachen Kreisbogen, sondern nach zyklischen Kurven gekrümmt sind. In diesem Fall ändert sich während des Beschreibens dieser Kurve der Schnittwinkel der Werkzeugschneide in bezug auf den Verlauf dieser zyklischen Kurve. Um trotzdem konstante Schnittwinkel und korrekte Zahnformen zu erhalten, wird es daher erforderlich, die Schneidstähle während des Beschreibens dieser zyklischen Flankenlinien auf dem Werkzeugträger derart hin und her zu drehen, daß konstante Schnittwinkel in bezug auf jeden Punkt der beschriebenen Zahnflanken erhalten bleiben. Die Führungsflächen der Schneidstahlhalter müssen hierzu die Form von Rotationskörpern erhalten.

Zu diesem Zwecke sind in Fig. 5, 6, 7 die Schneidstahlbolzen 21, 22 gegen axiale Verschiebung gesichert, aber sonst um ihre Achse frei drehbar in als Stahlhalter dienenden besonderen Büchsen 23, 24 gelagert, welche innen kreiszylindrisch sind. Diese sind, wie obenerwähnt, im Werkzeugträger axial verschiebbar gelagert. Die Schneidstahlbolzen 21,22 besitzen an ihrem hinteren Ende besondere Daumen 29,30, welche auf entsprechenden, am Lagerkörper fest angebrachten Schablonenkörpern 31, 32 gleiten und je nach der Form dieser Schablonen während der Drehbewegung der Werkzeugträger jedes beliebige Hinundherpendeln der Schneidstahlbolzen 21,22 zwecks Erzielung dauernd konstanter Schnittwinkel bei jeder beliebig gekrümmten Zahnform ermöglichen. Da die Achse, um welche die pendelnde Drehbewegung erfolgt, gleichzeitig die Achse der Schneidstahlbolzen ist, und deren Achse, wie früher erwähnt, genau mit den verlängert gedachten schrägen Schneidkanten zusammenfällt, so ändert sich durch eine solche Pendelbewegung nur der Schnittwinkel, nicht aber die Lage der Schneidkanten selber auf dem Werkzeugträger. Infolgedessen bleibt der umhüllte Kegelmantel von dieser Pendelbewegung vollkommen unbeeinflußt, es kann hierdurch keine Fehlerquelle in die entstehende Verzahnung hineingebracht werden,

auch etwaige Ungenauigkeiten der Schablonen 31, 32 bewirken keine Fehler in der umhüllten Kegelfläche und dementsprechend in der entwickelten Verzahnung, sondern haben nur Einfluß auf die mehr oder minder genaue Einhaltung konstanter Schnittwinkel. Wie bereits erwähnt, gelten alle bisher erwähnten Verhältnisse nicht nur für kreisbogenförmige Zahnflanken, sondern ebensogut für solche, die nach irgendwelchen anderen Kurven gekrümmt sind. Bisher war angenommen, daß der Werkzeugträger eine einfache Drehbewegung ausführt, daß seine Achse also, abgesehen von der Wälzbewegung, während des Schnittvorganges im Räume feststeht. Es ist nun möglich, durch verschiedenartige Zusatzbewegungen die Achse des rotierenden Werkzeugträgers derart zu bewegen, daß die Schneidkanten nicht

ao mehr Kreislinien, sondern mehr oder weniger davon abweichende Kurven beschreiben. Sinngemäß gilt alles bisher Gesagte auch für diesen komplizierten Fall der Schneidstahlbewegung.

Eine derartige Zusatzbewegung oder Eigenbewegung der Achse des Werkzeugträgers während seiner Drehbewegung um diese Achse kann in verschiedenster Weise durch Schablonen oder Kurbeltriebe herbeigeführt werden. So kann die Zusatzbewegung selber wieder eine einfache Kreisbewegung sein oder von einer solchen abgeleitete, oszillierende Bewegung auf einer geraden Linie oder auf einem Kreisbogen. Nimmt man für folgendes Ausführungsbeispiel den ersten Fall, die einfache Kreisbewegung der Achse des Werkzeugträgers, um eine zweite Achse im Räume als Zusatzbewegung während seiner Drehbewegung um seine eigene Achse an, so ergibt sich eine Zusammensetzung der Schnittbewegung aus zwei gleichzeitig erfolgenden Kreisbewegungen zu einer Bewegung entlang einer zyklischen Kurve. Da der Werkzeugträger zur gleichen Zeit um seine Achse rotiert, während seine Achse um eine zweite Achse im Kreise umläuft, so führt er eine sogenannte Planetenbewegung aus, mittels welcher beispielsweise pfeilartige Zahnformen für Stirn- und Kegelräder herstellbar sind (s. Patent 482514).

Für das Schneiden derartiger, vom Kreisbogen wesentlich abweichender Zahnkurven besitzt die eingangs für die einfache Kreisbewegung dargestellte Beweglichkeit der einzelnen Werkzeugschneiden auf dem Werkzeugträger ganz besondere Bedeutung und darf daher nicht fehlen. Eine für praktische Verzahnungsarbeit geeignete Ausführungsform eines Werkzeugträgers mit Planetenbewegung wird in Fig. 13 (Ansicht von vorn) Fig. 14 (Seitenansicht) und Fig. 15 (Seitenschnitt durch die Ebene F-F₁) in einer beispielsweisen Ausführung gezeigt.

Auch diese Ausführungsform besitzt einen die Schneidstähle aufnehmenden Werkzeugträger, der um seine eigene Achse rotiert, während seine Achse gleichzeitig eine Kreisbewegung um eine zweite Achse ausführt. Die erste Rotation des Werkzeugträgers erfolgt in einem Lagergehäuse. Die zweite Kreisbewegung der Achse des Werkzeugträgers um eine zweite Achse wird erzielt durch kreisförmige Schwingbewegung dieses ganzen Lagergehäuses mitsamt des in ihm gelagerten Werkzeugträgers. Zu diesem Zwecke ist das ganze Gehäuse wie eine Kuppelstange auf den Kurbelzapfen zweier paralleler Kurbelwellen gelagert, so daß jeder Punkt auf dem Kuppelglied^ oder auf dem Gehäuse und somit auch die in letzterem gelagerte Achse des Werkzeugträgers Kreisbahnen, entsprechend den Kreisbahnen der Kurbelzapfen, beschreibt. Die Planetenbewegung wird also durch zwei parallele Kurbelwellen mit einem das Kuppelglied darstellenden Gehäuse, in welchem der Werkzeugträger drehbar gelagert ist, bewirkt. In bezug auf die von den Schneidstählen beschriebenen zyklischen Kurven und die dabei umhüllte, pfeilartige Planverzahnung tritt durch diese Konstruktion keine grundsätzliche Änderung gegenüber der Wirkungsweise der im Patent 482514 dargestellten Anordnung ein.

Im Lagergehäuse 47, Abb. 14, ist das Kuppelglied auf den Kurbelzapfen 49, 50 zweier paralleler Kurbelwellen 51, 52 gelagert, führt also als Ganzes bei gleichzeitiger Drehbewegung beider Kurbelwellen zusammen mit dem Kurbelzapfen entsprechende Kreisschwingungen aus. In dem schwingen- <°° den Lagergehäuse 47 ist ein Werkzeugträger 53 in Kugellagern 54, 55 unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines hinteren Verschlußflansches 56 drehbar gelagert. Werkzeugträger S3 ist am hinteren Ende verbunden mit einem Antriebszahnrad 57, welches in zwei Zahnräder 58, 59 auf den Kurbelzapfen 49, 50 eingreift. Bei Antrieb der Kurbelwelle 52 durch das Zahnrad 60 wird also infolge der Zahnräder 59, 57, 58 auch no der Werkzeugträger 53 und Kurbelwelle 51 zwangsläufig zusammen rotieren. Da beide Kurbelwellen 51, 52 hierbei in gleichem Takt rotieren, so wird die Achse des Werkzeugträgers 53 gleichzeitig zusammen mit dem ganzen Lagergehäuse 4.7 Schwingungen im Kreise vom Durchmesser der Kurbelkreise und somit die gewünschte Planetenbewegung ausführen. Im Werkzeugträger 53 sind zunächst zwei einander gegenüberliegende, um den Flankenwinkel der zu umhüllenden Planverzahnung zur Drehachse geneigt liegende,

zylindrische Stahlhalter 6i, 62 frei drehbar und axial verschiebbar gelagert. Diese Stahlhalter 61, 62 sind zur Aufnahme der rechten und linken oder äußeren und inneren Seitenstähle 63, 64 mit entsprechenden Ausbohrungen versehen. Diese Ausbohrungen sind derart angeordnet, daß die geraden Schneidkanten der Seitenstähle 63, 64 nach Befestigung in den Stahlhaltern 61, 62 genau mit deren Drehachsen zusammenfallen. In ähnlicher Weise sind auf dem Werkzeugträger 53 in gleichem Abstande von seiner Drehachse, aber um 90⁰ gegenüber den Seitenstählen versetzt einander gegenüberliegend die Stahlhalter 65, 66 für die Aufnahme von Mittelstählen vorgesehen. Die Achsen dieser Stahlhalter 65, 66 sind jedoch nicht (s. auch Vorschubrichtung für den Mittelstahl in Fig. τ 2) um den Flankenwinkel der zu umso hüllenden Planverzahnung geneigt, sondern parallel zur Achse des Werkzeugträgers 53 angeordnet (Fig. 15). Im übrigen sind sie ebenfalls frei drehbar und axial verschiebbar im Werkzeugträger gelagert und mit entsprechenden Ausbohrungen 67, 6S zur Aufnahme entsprechender Mittelstähle versehen. Diese Ausbohrungen 67, 68 sind derart angeordnet, daß die Symmetrielinie des trapezförmigen Schneidprofils der Mittelstähle mit der Drehachse ihrer Stahlhalter 65,66 zusammenfällt.

L^m nun das axiale Verschieben sämtlicher Stahlhalter durch eine gemeinsame Kurve (s. auch die früher beschriebene axiale Verschiebung der Büchse 21, 22 durch die Kurven 27, 28 in Fig. 5 bis 7) steuern zu können, ist folgende Einrichtung getroffen. Neben jedem Stahlhalter liegen besondere Schienen 69, die in Nuten des Werkzeugträgers in Richtung parallel zu seiner Achse geführt sind. Eine an ihrem vorderen Ende angebrachte Nase greift in eine Ringnute 70 des Stahlhalters ein. Schiene 69 und Stahlhalter können infolge dieser losen Verkupplung durch die Nase und Nute 70 nur gemeinsame Längsbewegungen ausführen. Während die vier Stahlhalter in unregelmäßiger Weise teils schräg, teils parallel zur Achse des Werkzeugträgers liegen, sind die vier zugehörigen Schienen 69 parallel zur Achse des Werkzeugträgers 53 und konzentrisch zu ihr angeordnet. Jede Schiene 69 trägt auf festem Bolzen 71,72 zwei Führungsrollen 73, 74, die zwischen den Rändern zweier zu einem Gehäuse 75 verschraubten Stirnkurven 76, 77 geführt werden. Diese Stirnkurven 76, 77 steuern durch Vermittlung der Schiene 69 gleichzeitig sämtliche Stahlhalter in ihrer axialen Verschiebung. Sie können jede gewünschte Form besitzen, in der gezeigten Ausführung sind sie ebene Kreisflächen, bis auf einen in Fig. 14 mit 78 bezeichneten Teil. Während des Passierens dieses Teils 78 werden die einzelnen Stahlhalter aus dem zu verzahnenden Radkörper in axialer Richtung gänzlich zurückgezogen, um bei fortlaufender Drehbewegung des Stahlhalters auf dem Rückwärtswege über die Radbreite nicht die im Entstehen begriffene Verzahnung zu zerschneiden.

Im übrigen ist das Kurvengehäuse 75 vermittels Drehzapfen 79, 80 in einer Kurvenbüchse 81 um eine zur Drehachse des Werkzeuges senkrechte Achse frei drehbar gelagert. Durch Stellschrauben 82, 83 (Fig. 15) läßt sich die schräge Lage des Kurvengehäuses 75 in beliebigem Winkel einstellen und festhalten. Während diese Schrägstellung hA Stirnrädern im allgemeinen nicht benutzt wird, bewirkt sie beim Schneiden von Kegelrädern mit in der Höhe nach der Kegelspitze zu verjüngten Zähnen ein mehr oder weniger schnelles Vor- oder Zurückschieben der Schienen 69 und der damit verbundenen Stahlhalter während des Schnittes (s. Zahnfußlinien F-Fl an dem zu verzahnenden Radkörper in Fig. 15).

Die gleichen Stirnkurven 76, 77 sind auf diese Weise für alle Fußwinkel einstellbar und zu verwenden.

Die Kurvenbüchse 81 ist mit einem Innengewinde 84 versehen und in einer Ausbohrung im Werkzeugträger 53 parallel zu dessen Drehachse axial verschiebbar gelagert. Ihr Innengewinde 84 greift in ein entsprechendes Außengewinde einer Vorschubbüchse 85 ein, die gegen axiale Verschiebung gesichert auf dem Verschlußflansch 56 frei drehbar gelagert ist. Diese Vorschubbüchse 85 trägt einen Zahnkranz 86, der \^ron einem Zahnrad 87 in Drehung gesetzt werden kann. Zahnrad 87 (Fig. 15) steht in nicht näher gezeigter Weise mit dem Vorschubgetriebe der Maschine in zwangsläufiger Verbindung.

Dreht sich Vorschubbüchse 85, so schiebt sich die als Mutter dar übergreif ende gegen i°5 Drehung gesicherte Kurvenbüchse 81 langsam im Werkzeugträger in Richtung seiner Achse vor. Hierbei nimmt sie das Kurvengehäuse 75, die Schienen 69 und die damit verkuppelten Stahlhalter mit. Dieser axiale no Tiefenvorschub der Stahlhalter im Werkzeugträger tritt natürlich nur in Tätigkeit, solange trapezförmige Zahnlücken ohne Abwälzbewegung in Richtung der Lückentiefe eingestochen werden sollen (s. auch die Ausführungen zu Fig. 11, 12). Beim Arbeiten nach dem Abwälzverfahren erübrigt sich ein derartiger Tiefenvorschub naturgemäß, und die Verstellbarkeit der Vorschubbüchse 85 dient in diesem Falle nur für die einmalige Einstellung der Stahlhalter und Schneidstähle in axialer Richtung.

Zur Steuerung der pendelnden Drehbewegung der Stahlhalter um ihre Achsen zwecks Einhaltung konstanter Schnittwinkel für jeden Punkt einer beliebigen Zahnflankenkurve ist ein Teil des Umfanges jedes Stahlhalters mit einer Stirnradverzahnung 88 versehen, welche in Zahnstangen 89 eingreifen. Die Zähne der Verzahnung 88 des Stahlhalters sind so breit bemessen, daß sie die ganze

to axiale Verschiebung des Stahlhalters zulassen, ohne daß der Eingriff gegenüber den an der axialen Verschiebung nicht teilnehmenden Zahnstangen 89 dabei gestört würde. Jede der vier Zahnstangen 89 ist in entsprechenden Gleitnuten am Werkzeugträger längsverschieblich gelagert und trägt an jedem Ende Führungsrollen 90, 91 (Fig. 13). Sämtliche Führungsrollen 90, 91 laufen in einer Innenschablone 92 um, die im schwingenden Lagergehäuse 47 konzentrisch zur Achse des Werkzeugträgers angeordnet ist. Sämtliche vier Zahnstangen 89 führen daher bei der Drehbewegung des Werkzeugträgers geradlinig oszillierende Bewegungen aus und

*5 übertragen diese infolge ihres Eingriffs in die Verzahnungen 88 in entsprechend pendelnde Drehbewegungen der Stahlhalter um ihre Achsen. Bei entsprechender Form der Schablonen 92 wird es daher möglich, diese Pendelbewegung derart zu bemessen, daß während des Bestreichens jedes Punktes der pfeilartigen Zahnflankenkurve ein konstanter Schnittwinkel zwischen Werkzeugschneide und Zahnflanke erhalten bleibt.

Auf diese Weise verkörpert der in Fig. 13 bis 15 gezeigte Werkzeugträger zur Herstellung kurvenförmiger Zahnformen alle eingangs als wesentliche Grundlagen für deren fehlerfreie Entwicklung aufgestellten Prinzipien. Da diese Prinzipien in gleicher Weise für alle gekrümmten Zahnflankenlinien verschiedenster Art gelten, so erscheint es für den Erfindungsgegenstand unwesentlich, ob das Lagergerhäuse 47 die gezeigte kreisförmige Schwingbewegung wie ein Kuppelglied avisführt oder ob diese kreisförmige Zusatzbewegung beispielsweise durch eine auf einer Geradführung oder auf einem Kreisbogen hin und her pendelnde Zusatzbewegung von entsprechendem Hub und Frequenz ersetzt wird.

Verzichtet man auf jede Zusatzbewegung des Lagergehäuses überhaupt, indem man es nicht auf Kurbelwellen, sondern fest an den entsprechenden Maschinenteilen anordnet, so ergibt sich wieder der frühere, einfache Kreisbewegungen ausführende Werkzeugträger, da seine Achse nunmehr wieder, abgesehen von der Drehbewegung um diese Achse, im Räume feststeht. In diesem Falle kann die Zusatzbewegung mit gleicher Wirkung auf den Radkörper übertragen werden, da es für die relative Bewegung zwischen Werkzeugschneide und Radkörper gleichgültig bleibt, welcher Teil die Bewegung wirklich ausführt. Dann wird also der Radkörper nebst seiner ganzen Aufspannung entsprechend kreisförmige oder oszillierende Schwingbewegungen ausführen oder auch um seine eigene Achse während des Schnittes entsprechend hin und her pendeln. In jedem Falle bleiben die Anforderungen an den Werkzeugträger selbst von einer derartigen Verteilung der Bewegungen unberührt, und es entstehen unter sonst gleichen Verhältnissen die gleichen pfeilartig gekrümmten Zahnflanken der beschriebenen Art im Radkörper.

Die fortlaufende Drehbewegung des Werkzeugträgers im Lagergehäuse kann auch durch eine entsprechend kreisförmig hin und 8c her pendelnde ersetzt werden, wie dies auch bei kreisbogenförmigen Zähnen bekannt ist. In diesem Falle wird der Schneidstahl nicht mehr die ganze Polygonkurve, sondern nur ein Stück davon in der Ausdehnung der zu erzeugenden Zahnflanken bestreichen. Um dies auszuführen, müssen nur die Antriebsorgane des Werkzeugträgers für fortlaufende Drehbewegungen in solche für oszillierende Drehbewegungen geändert werden. Die Zahl der Stahlhalter steht in enger Beziehung zu der Anzahl der Ecken des beschriebenen Polygons. Genau wie letztere kann auch die Anzahl der Stahlhalter sowie auch ihre Unterteilung in Außen-, Innen- und Mittelstähle für verschiedene Arbeitsweisen und Zahnformen beliebig gewählt werden. Damit im Zusammenhang kann die Größe der Exzentrizität der Kurbelzapfen oder der Durchmesser des Kreises für die Zusatzbewegung im Verhältnis zum Durchmesser des von den Schneidstählen auf dem Werkzeugträger beschriebenen Kreises sowie die Übersetzung zwischen den Zahnrädern 57, 58, 59 als maßgebend für die Gestalt der entstehenden Zahnkurve jeden gewünschten Wert annehmen.

Da es wichtig ist, daß später zusammenarbeitende, konkav und konvex gekrümmte Zahnflanken zusammengehöriger Radkörper im Teilkreis nach genau der gleichen Zahnflankenkurve gekrümmt sind, so kann man beispielsweise zunächst mit einem nur außenschneidenden Werkzeugträger alle konkav gekrümmten Zahnflanken fertig bearbeiten, hierauf ein Verdrehen des Radkörpers um eine halbe Zahnteilung vornehmen und dann mit einem nur innenschneidenden Werkzeugträger alle konvexen Zahnflanken fertigstellen. Wird dabei dafür gesorgt, daß die äußeren wSchneiden des ersten Werkzeugträgers und die inneren Schneiden des zweiten Werkzeugträgers mit ihren den Teilkreis der entstehenden

zahnung berührenden Punkten in genau gleichem Abstand von der Drehachse des Werkzeugträgers liegen, so werden die erzeugten Zähne konkave und konvexe Zahnflanken von genau gleichen Zahnflankenkurven erhalten.

Wird im Interesse gleichzeitiger Bearbeitung benachbarter Zahnflanken ein Werkzeugträger der beschriebenen Ausführung mit

ίο abwechselnd außen- und innenschneidenden Werkzeugschneiden benutzt, so erhält man für konkave und konvexe, gleichzeitig bearbeitete, benachbarte Zahnflanken einen Flankenlinienverlauf nach Kurven, die nicht mehr gleich, sondern parallel, ähnlich wie konzentrische Kreisbogen, ineinanderliegen und daher verschiedene Krümmungshalbmesser aufweisen. Ist bei einem Rad die konvexe Zahnflanke nach der Kurve von größerem Krümmungshalbmesser gekrümmt, so ist darauf zu achten, daß beim Gegenrad in umgekehrter Weise die konkave Zahnflanke nach der gleichen Kurve von größerem Krümmungshalbmesser geformt wird, um beim späteren Zusammenarbeiten der Räder aufeinanderliegende konvexe und konkave Zahnflanken verschiedener Räder mit paarweisem gleichen Zahnflankenverlauf sicherzustellen.
Der in Fig. 13 bis 15 gezeigte Werkzeugträger besitzt eine Anordnung der Seiten- und Mittelstahlhalter, wie sie dem in folgendem beschriebenen kontinuierlichen Arbeitsverfahren für Pfeilräder entsprechen. Oben war bereits die Rede davon, daß Abwälzmaschinen sowohl mit geradliniger als auch mit kreisförmiger Schnittbewegung bekannt sind, bei welchen der Radkörper neben der Wälzbewegung während der ganzen Dauer der Bearbeitung eine mit der Werkzeugbewegung in zwangsläufiger Verbindung stehende, fortlaufende, gleichförmige Drehbewegung um die eigene Achse ausführt (kontinuierliche Teilbewegung). In diesem Falle treffen die nacheinander in den Radkörper eintretenden und dabei zum Schnitt gelangenden Werkzeugschneiden nicht die gleiche, sondern infolge der ununterbrochenen Weiterdrehung des Radkörpers während des Schnittes stets benachbarte Zahnflanken. Letztere werden während einer gemeinsamen, entsprechend langsamer erfolgenden Abwälzbewegung zwischen Werkzeug und Radkörper alle gleichzeitig angeschnitten, weiterentwickelt und fertiggestellt, ohne daß irgendeine absetzende Teilbewegung erforderlich wäre. Für den in Fig. 13 bis 15 beschriebenen neuartigen Werkzeugträger, der eine Schnittbewegung entlang einer Polygonkurve an Stelle der einfachen Drehbewegung besitzt, läßt sich eine derartige, zusätzliche fortlaufende Drehbewegung des Radkörpers mit gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit ohne Schwierigkeiten anwenden.

Wird die fortlaufende Drehbewegung des Radkörpers beispielsweise derart bemessen, daß einer vollen Umdrehung des Werkzeugträgers eine Drehung des Radköipers um eine Zahnteilung entspricht, so werden die in Fig. 13 und 14 einander genau gegenüberliegenden außen- bzw. innenschneidenden Seitenstähle 63,64, welche abwechselnd nach jeder halben Umdrehung des Werkzeugträgers zum Schnitt gelangen, die jeweils in einer halben Zahnteilung voneinander entfernten benachbarten konkaven und konvexen Zahnflanken sämtlicher Zähne des Radkörpers fortlaufend bestreichen. Hierbei sind die Seitenstähle 63, 64 durch entsprechende Einstellung in axialer Richtung vermittels der Vorschubbüchse 85 so zu regulieren, daß die in der Höhe des Teilkreises der zu schneidenden Verzahnung liegenden Punkte auf beiden Schneiden gleichen Abstand von der Drehachse des Werkzeugträgers besitzen und somit auch genau gleiche konkave und konvexe Zahnflankenlinien umhüllen. Von den Stahlhaltern 65, 66 für die Mittelstähle 65« und 66" darf jeweils immer nur einer, und zwar der unter Berücksichtigung des Drehsinnes und der Schnittfolge zwischen den Seitenstählen auf die Mitte der Zahnlücke treffende, mit einem Mittelstahl versehen werden, während der zweite Mittelstahlhalter leer mitläuft. Erfolgt der Schnitt des Mittelstahls zwischen dem Schnitt des äußeren und inneren Seitenstahls, so wird er, ebenso wie in Fig. 12 schematisch dargestellt, jeweils das Material aus der Lückenmitte entfernen und somit die Seitenstähle entlasten und für die eigentliche Flankenbearbeitung schonen. Ein too gleichzeitig im zweiten Mittelstahlhalter angeordneter Mittelstahl würde bei weiterlaufendem Radkörper genau auf die Mitte des Materials des stehenbleibenden Zahnes stoßen. Die durch die fortlaufende Rotation des Radkörpers bedingte Verzerrung der entstehenden Zahnflankenlinien ist praktisch unbedeutend, auf das korrekte Zusammenpassen der Zahnflanken hat sie keinerlei Einfluß, da diese Verzerrung für zusammenarbeitende Zahnflanken in genau gleichem Maße auftritt. Um ihren Einfluß auf den Schnittwinkel auszugleichen, kann diese Verzerrung bei Formung der Schablone 91 von Anfang an berücksichtigt werden.

Zur besseren Erläuterung der Entstehung der Zahnflankenlinien aus einer zusammenhängenden, schleifenartigen Kurve von etwas verzerrter Gestalt ergibt Fig. 16 in schematischer Weise ein Bild von der Lage der Bahn der Schneidstähle relativ zum Stirnradkörper oder genauer zu dessen Abwicklung

IO

auf die ebene oder zugehörige Zahnstangenverzahnung. Letztere muß in einer Abwicklung infolge der fortlaufenden Drehbewegung des Radkörpers, als geradlinig gleichförmig in der Pfeilrichtung bewegt, angenommen werden, um die. durch das Zusammenwirken der Schnitt- und Zahnstangenbewegung entstehende Zahnkurve in ihrer Entwicklung betrachten zu können.
ίο Die beiden Werkzeugschneiden D, E entsprechen den Seitenstählen 63, 64 in Fig. 13 bis 15. Schneide F entspricht dem Mittelstahl der gleichen Figur. Sämtliche Werkzeugschneiden D, E, F werden in der vorstehend beschriebenen Weise durch den Werkzeugträger in der gestrichelt gezeichneten zyklischen Fünfeckkurve I bewegt. Dabei sind sind sie derart auf ihrem Werkzeugträger angeordnet, daß die innenschneidende Schneidkante von D mit ihrem den Teilkreis der zu schneidenden Verzahnung berührenden Punkt genau die gleiche Fünfeckkurve beschreibt, wie die außenschneidende Schneidkante von E. Einer vollen Umdrehung des Werkzeugträgers oder einem vollständigen Durchlaufen der Fünfeckkurve entspricht ein geradliniges Vorwärtsschreiten der Zahnstange Z um eine Zahnteilung t. Dann beschreibt D relativ zur Zahnstange Z die strichtpunktiert gezeichnetete, schleifenartig von der Fünfeckkurve abweichende Kurve II. Diese relative fünfeckige Schleifenkurve kann in ähnlicher Weise wie die von der Werkzeugschneide tatsächlich beschriebene Fünfeckkurve zur Zahnformung benutzt werden.

Wie Abb. 16 zeigt, schneidet D mit seiner innenliegenden Schneidkante die konvexe Zahnflanke a-a in die Zahnstange; E bestreicht, da die Zahnstange sich während einer halben Umdrehung des Werkzeugträgers um eine halbe Zahnteilung vorwärts bewegt hat, mit seiner außenliegenden Schneidkante die benachbarte konkave Zahnflanke b-b derselben Lücke, nach der nächsten halben Umdrehung bestreicht D die konvexe Zahnflanke c-c und nach einer weiteren halben Umdrehung E die konkave Zahnflanke d-d der benachbarten Zahnlücke usw. Sämtliche konkaven und konvexen Zahnflanken werden also nach genau der gleichen Schleifenkurve geformt. Da der Mittelstahl F genau zwischen D und E zum Schnitt gelangt, trifft er genau in die Mittellinie der Zahnlücke, bestreicht daher niemals eine Flankenfläche, sondern räumt das Material aus der Lücke heraus. Auf diese Weise werden sämtliche Zahnlücken gleichzeitig angeschnitten, infolge der in bekannter Weise erfolgenden langsamen Abwälzbewegung allmählich vertieft und schließlich gleichzeitig fertiggestellt.

Genau das gleiche zeigt Abb. 17 für die Verzahnung von Kegelrädern. In diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch im Gegensatz zu Fig. 16 eine Verzahnung gezeigt, welche sich auf einer zyklischen Viereckkurve aufbaut. Der zur Herstellung solcher Viereckkurven benutzte Werkzeugträger besitzt nur drei Stahlhalter, und zwar je einen für die Seitenstähle A und B und dazwischenliegend einen für den Mittelstahl C. Im übrigen bewegen sich die Schneidstähle A₁ B, C in ähnlicher Weise in der Viereckkurve wie diejenigen in Fig. 16 in der entsprechenden Fünfeckkurve. An die Stelle der in Abb. 16 gezeigten geradlinigen Zahnstangenbewegung um eine Teilung während einer Umdrehung des Werkzeugträgers tritt eine Drehung des in der Abwicklung auf die Ebene dargestellten Plankegelrades P um eine Zahnteilung /. Da bei Dreiteilung des Werkzeuges der Stahl B erst zum Schneiden kommt, nachdem das Rad sich um ²/₃ Teilung weitergedreht hat, so wurden Zahnlücken entstehen, welche ²/_:i der Zahnteilung weit sind. Um auch in diesem Falle gleiche Stärken der Zähne und Zahnlücken zu erhalten, sind daher die Schneidstähle nicht mehr derart auf den Stahlhalter eingestellt, daß ihre in der Höhe des Teilkreises der zu schneidenden Verzahnung liegenden Punkte auf beiden Schneiden gleichen Abstand von der Drehachse des Werkzeugträgers besitzen. Sie sind absichtlich derart verstellt, daß der innenschneidende Stahl A eine Kurve von größerem Durchmesser bestreicht als der außenschneidende Seitenstahl B. Durch entsprechende Wahl des Unterschiedes für diese beiden Kurven 1 und 2 wird es möglich, trotz Dreiteilung des Werkzeuges jede beliebige Zahnstärke zu erhalten. Um jedoch für später zusammenarbeitende konkav und konvex gekrümmte Zahnflanken genau gleiche Kurvenform sicherzustellen, wird es erforderlich, bei Verzahnung des Gegenrades in genau umgekehrter Weise zu verfahren und den innenschneidenden Seitenstahl A die kleinere Kurve und den außenschneidenden Seitenstahl B die größere Kurve bestreichen zu lassen. Werden derart die Schleifenkurven 3 und 4, nach denen sämtliche konkave und tio konvexe Flanken gekrümmt erscheinen, für zusammenarbeitende Zahnräder genau in entgegengesetzter Weise gleich ausgeführt, so werden paarweise zusammenarbeitende konkave und konvexe Zahnflanken verschiedener Räder trotz Unterschiedes konkaver und konvexer Flanken des gleichen Rades in vollkommenerer Weise aufeinanderpassen.

Claims (8)

1. Patentansprüche :■

   i. Vorrichtung zur Herstellung von Stirn- und Kegelrädern mit gekrümmten

   Zähnen, insbesondere mit pfeilförmigen Zähnen, nach dem Abwälzverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem die Schnittbewegung parallel zur Ebene der imaginären Planverzahnung ausführenden Werkzeugträger (53) besondere in Richtung der Zahntiefe verschiebbare Stahlhalter (61, 62, 65, 66) angeordnet sind zwecks Beeinflussung der Zahnlückentiefe ohne irgendeine Änderung der Lage des Werkzeugträgers (53) gegenüber der Planverzahnung.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der besonderen Stahlhalter (61, 62, 65, 66) auf dem Werkzeugträger (53) zwecks Erzielung eines beliebig geformten Zahngrundes in Richtung der Werkzeugschneide erfolgt.

   2ö
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2,

   dadurch gekennzeichnet, daß der besondere Stahlhalter (61, 62, 65, 66) durch selbsttätig wirkende Steuermittel zusätzlich zu der Bewegung nach Anspruch 1 und 2 periodisch eine Rückzugsbewegung in Richtung seiner Achse erhält, um ihn nach Beendigung jeden Schnittes außer Schneidberührung mit dem Werkstück zu bringen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Vorschubbewegung beim Schruppen die Stahlhalter (61, 62, 65, 66) in Richtung der Zahntiefe zusätzlich zu der Ver-Schiebung nach Anspruch 1 von Hand oder mechanisch (Mutter 98) verschiebbar sind, z. B. durch Verschiebung einer die Bewegung nach Anspruch 1 steuernden Steuerfläche (j6, Jj) in Richtung senkrecht zur Ebene (F, F₁) der Planverzahnung.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch τ, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche des besonderen Stahlhalters (61, 62, 65, 66) als Rotationskörper (Kreiszylinder) ausgebildet ist und zwecks Aufrechterhaltung eines konstanten Schnittwinkels auf dem Schnittwege der Stahlhalter selbsttätig eine pendelnde Drehbewegung um seine vorzugsweise in der Schneidkante des Stahles liegende Achse ausführt.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung des Werkzeughalters (6i, 62, 65, 66) eine senkrecht zur Ebene der Planverzahnung im Werkzeugträger (53) geführte, in eine Ringnut (70) des Halters (61, 62, 65, 66) eingreifende und von einer Kurve (j6, Jj, 78) gesteuerte Schiene (69) dient und die Drehung des Werkzeughalters (61, 62, 65, 66) durch eine im Werkzeugträger (53) geradlinig parallel zur Ebene der Planverzahnung geführte, in eine Verzahnung (88) des Halters (61, 62, 65, 66) eingreifende und durch eine Kurve (92) gesteuerte Zahnstange (89) erfolgt.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von mehreren Schneidflächen (63, 64, 65^s, 66«) des Werkzeugträgers (53) einer oder einige (65° bzw. 66") zum Vorschneiden der Zahnlücken und andere (63, 64) zum Bearbeiten der beiden Flanken eines Zahnes dienen und daß ihre Halter (61, 62 und 65 bzw. 66) gemeinsam durch eine ihre Längsbewegung und eine zweite ihre Drehbewegung steuernde Kurve (76, Jj, 92) beeinflußt werden.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Erzeugung der Stahlhalterlängsbewegung dienende Steuerfläche (76, Jj) als um einen seiner Durchmesser schwenkbarer ebener Kreisring (75) ausgebildet ist, der auf einem Teil (78) seiner Fläche ausgebuchtet sein kann, letzteres, um die periodische Bewegung nach Anspruch 4 zu erzeugen.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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