DE585776C - Herstellung von Verzahnungen an Kegelraedern und Hyperbelraedern mit gekruemmten Zaehnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Verzahnungen an Kegelrädern und Hyperbelrädern mit gekrümmten Zähnen mittels eines Schneidrades im Abwälzverfahren bei gleichförmiger Drehung von Werkstück und Werkzeug.

Kennzeichen der Erfindung ist, daß das Werkzeug eine Abwälzbewegung ausführt, bei welcher sich der Berührungspunkt des

ίο Schneidradteilkreises mit der Teilkegelmantelfläche des Werkstückes in der Schnittlinie der Werkzeugschneidebene mit dem Werkstückteilkegelmantel, also in einer Kegelschnittkurve, bewegt.

Ein vereinfachtes Herstellungsverfahren besteht darin, daß das Abrollen des Werkzeuges je nach der Art der Kegelschnittkurve (Ellipse oder Hyperbel) auf einem der Krümmung der Kegelschnittkurve entsprechenden Kreise oder auf einer geraden Linie erfolgt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist ein Schneidrad zur Ausübung¹ des zuvor gekennzeichneten Herstellungsverfahrens. Erfindungsgemäß sind die Zähne des Schneidrades in ihrer Längsrichtung dem Krümmungsverlauf der herzustellenden Zähne entsprechend gekrümmt.

Eine bevorzugte Maschine zur Ausführung des vereinfachten Herstellungsverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß für das Abrollen des Werkzeuges auf einem Kreisbogen das Schneidrad mit der Schneidradspindel schwenkbar angeordnet ist, so daß die Schwenkung des Schneidradmittelpunktes um einen Halbmesser erfolgt, der gleich der Summe der Halbmesser des Werkzeugteilkreises und des der Kegelschnittkrümmung angenäherten Kreises ist.

Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der Maschine zur Ausführung des vereinfachten Herstellungsverfahrens ist erfindungsgemäß für das Abrollen des Werkzeuges auf einer Geraden die Werkzeugspindel auf einem quer zur Werkstückspindel geradlinig bewegbaren Schlitten gelagert.

Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen nach der Erfindung sind auf den Zeichnungen dargestellt.

Fig. i, 2 und 3 zeigen aufeinanderfolgende Stellungen der mit der Verzahnung eines Rades in Eingriff stehenden Schneidvorrichtung.

Fig. 4 zeigt im Grundriß das in Fig. 1 dargestellte Rad mit der Schneidvorrichtung.

Fig. 5 zeigt ein ebenes Rad, auf das eine hyperbolische Schneidvorrichtung einwirkt.

Fig. 6 zeigt die Stellung einer Schneidvorrichtung beim Herstellen eines Ritzels und die Bahn der Schneidvorrichtung.

Fig. 7 und 8 zeigen ein konisches Ritzel, das auf einem ebenen Rade rollt.

Fig. 9 zeigt im Schnitt die Schneidvorrichtung und das Ritzel im Eingriff mit der angenommenen Zahnstange.

Die Fig. io, ii und 12 zeigen drei Stellungen der Schneidvorrichtung und des herzustellenden Ritzels in bezug auf den angenommenen ebenen Zahnkranz.

Die Fig. 13, 14 und 15 zeigen die Schneidvorrichtung.

Die Fig. 16 und 17 zeigen den Fräser zum Schneiden der Schneidvorrichtung.

Fig. 18 zeigt eine Maschine zum Schneiden der Schneidvorrichtung.

Die Fig. 19 und 20 zeigen eine Maschine, in der die Bahn der Schneidvorrichtung ein Kreisbogen ist.

Die Fig, 21, 2.2, 23 und 24 zeigen die Bewegungen der in den Fig. 19 und 20 dargestellten Maschine.

Die Fig. 25 und 26 zeigen eine Maschine, in der die Bahn der Schneidvorrichtung einen Kreisbogen mit veränderlichem Radius ist, der es ermöglicht, verschiedene Ritzel zu schneiden.

Fig. 27 stellt eine Maschine dar, bei der die Bahn der Schneidvorrichtung geradlinig ist, um Räder mit großem Öffnungswinkel zu schneiden.

Die Fig. 28 und 29 zeigen die Doppelzahnräder der in den Fig. 25,26 dargestellten Maschine.

Die Fig. 30 und 31 zeigen im Aufriß und im Grundriß eine Universalmaschine.

Die Fig. 1 zeigt die Schneidvorrichtung 1 im Augenblick des Beginns des Schneidens des Rades 2. Das Rad 2 und die Schneidvorrichtung ι drehen sich im Sinne der Pfeile mit Winkelgeschwindigkeiten, die umgekehrt proportional der Zahl der Zähne sind. Die Schneidvorrichtung 1 verschiebt sich während ihrer Drehung in Richtung des Pfeiles / auf einer Bahn in Richtung des Pfeiles g so, als ob ihr Grundkreis auf der Schnittlinie der Schneidebene mit dem Grundkegel des Rades 2 rollte.

Fig. 2 zeigt die Schneidvorrichtung im Eingriff mit dem zu schneidenden Rad etwa in der Mitte der Arbeit.

Die Fig. 3 zeigt die Schneidvorrichtung nach ihrem Austritt aus dem Rade nach beendigtem Schneiden.

Fig. 4 zeigt im Grundriß die in Fig. 1 dargestellte Schneidvorrichtung und das dort dargestellte Rad. Die Schneidvorrichtung 1 verschiebt sich in der Ebene a-a' und beginnt, die Verzahnung auf dem Rade 2 zu erzeugen. Rb ist der Radius des Fußkreises der die Ebene a-a' tangierenden. Evolvente; α ist der mittlere Winkel des Zahnrades, und Rm ist dessen mittlerer Radius.

Fig. 5 zeigt im Grundriß ein ebenes Rad mit hyperbolischem Schnitt bei der Bearbeitung durch die Schneidvorrichtung. Die Achse b-b' des Rades ist gegenüber der Achse c-c' des Ritzels verschoben.

Fig. 6 zeigt die Stellung der Schneidvorrichtung und des zu schneidenden Ritzels beim Beginn der Erzeugung der Verzahnung. Um das Verständnis der Zeichnung zu erleichtern, ist das Ritzel in fertiggeschnittenem Zustand dargestellt. Die Schneidvorrichtung und das Ritzel drehen sich um ihre eigenen Achsen im Sinne der Pfeile. Die Schneidvorrichtung erhält außer ihrer Drehbewegung eine krummlinige Bewegung auf der Bahn h. Diese Bahn ist im Prinzip parallel zur Schnittlinie des Grundkegels des zu schneidenden Ritzels mit der Schneidebene der Schneidvorrichtung. In der Praxis kann diese Linie durch eine angenäherte Kurve ersetzt werden oder durch einen Kreisbogen für die Herstellung von Ritzeln und eine gerade Linie für die Herstellung von Zahnkränzen mit großem Öffnungswinkel. Die teilweise dargestellte Verzahnung 4 zeigt die durch die Schneidvorrichtung hergestellte Verzahnung.

Fig. 7 zeigt ein Ritzel 7 und ein ebenes Rad S im Schnitt nach der in Fig. 3 dargestellten Arbeitsebene a-a' der Schneidvorrichtung.

Fig. 8 ist ein Grundriß nach Fig. 7. Die Verzahnung 6 des Zahnkranzes 5 hat gerade Zahnflanken bei Zahnrädern und Ritzeln, deren Zahnprofil nach einer Evolvente ver— läuft. Die Linie a-a' berührt den Fußkreis Cb der Evolvente, die die Krümmung des Zahnes bestimmt.

Fig. 9 ist ein Schnitt durch ein Ritzel 7 nach der Schneidebene der Schneidvorrichtung i. Die Schneidvorrichtung 1 steht im Eingriff mit einer angenommenen Zahnstange 8 und mit einem Ritzel 7.

Die Fig. 10, 11 und 12 zeigen verschiedene Stellungen der Schneidvorrichtung 1 und des Ritzels 7 in bezug auf den angenommenen ebenen Zahnkranz während des Schneidens. Die Schneidvorrichtung 1 verschiebt sich in der Ebene a-a' in Richtung des Pfeiles g. Das Ritzel 7 kämmt mit dem angenommenen Zahnkranz 9 in Richtung des Pfeiles /.

Fig. 10 zeigt die Schneidvorrichtung im Augenblick des Eingriffs des Ritzels 7. Der Berührungspunkt- des Grundkreises der Schneidvorrichtung mit dem Grundkegel des Ritzels befindet sich auf der Linie a-a'_t und auf der Erzeugenden 0 k des Ritzels, α ist der Winkel, der gebildet wird von der Erzeugenden 0 k und der Linie a-a'.

Fig. 11 zeigt die Schneidvorrichtung 1 in der Mitte der Verzahnung des Ritzels 7 und des angenommenen Kranzes 9. Der Beruh-

rungspunkt des -Grundkreises der Schneidvorrichtung mit dem Grundkegel des Ritzels liegt auf der Linie a-a' und auf der Erzeugenden ο k', der "Winkel a' ist der von der Erzeugenden σ k' und der Linie a-a' gebildete Winkel.

Fig. 12 zeigt die Schneidvorrichtung ι bei

. ihrem Austritt aus der Verzahnung des Ritzels 7 auf dem angenommenen Zahnkranz 9. Der Berührungspunkt des Grundkreises der Schneidvorrichtung mit dem Grundkegel des Ritzels befindet sich auf der Linie a-a' und auf der Erzeugenden 0 k" des Ritzels; der Winkel α" ist der von der Erzeugenden 0 k" und der Linie a-a' gebildete Winkel.

Die Schneidvorrichtung ist in Fig. 13 in Ansicht von vorn dargestellt.

Fig. 14 zeigt die Schneidvorrichtung in Seitenansicht in neuem Zustande. Ein Teil ist im Schnitt dargestellt. Die Schneidvorrichtung wird von einem gezahnten Rade 1 gebildet. Die Verzahnung des Rades 1 ist so geformt, daß die Zähne auf der schneidenden Fläche 10 der Schneidvorrichtung ein von der angenommenen Zahnstange erzeugtes Profil haben, mit der die Schneidvorrichtung bei der Arbeit in Eingriff steht. In der Längsrichtung nähert sich die Form des Zahnes 11 der Form der Evolvente, die die Schneidvorrichtung auf dem zu schneidenden Werkstück erzeugen soll. Diese Form der Evolvente kann indessen auch durch eine Kreisbogenform ersetzt werden, die der Form der Evolvente sehr angenähert ist. Um der Verzahnung der Schneidvorrichtung die beim Durchtritt zwischen den Zähnen des Ritzels oder des herzustellenden Rades nötige Wirkung zu geben, ist die Verzahnung zu-.

nächst auf dem Teil 12 seiner Breite in einem sehr schwachen Winkel α abgeschrägt und dann auf dem Teil 13 der Breite der Schneidvorrichtung um einen größeren Winkel ß. Fig. 15 zeigt dieselbe Schneidvorrichtung mit angeschärften Zähnen, wobei jeder Zahn senkrecht zur Krümmung des Kreises mit dem Radius Rc angeschärft ist.

Die Fig. 16 und 17 zeigen einen Glockenfräser, der zum Schneiden der Schneidvorrichtung dient. Dieser Fräser 14 trägt zwecks Schneidens jedes Zahnes der Schneidvorrichtung nach dem Abwälzverfahren an seinem Umfange eine Verzahnung 15, die ein Profil eines Zahnes einer Zahnstange hat, wie auf der Zeichnung dargestellt ist. Der Zahn des Fräsers 15 kann aber auch die Form annehmen, die zu der Form des Messers komplementär ist, wenn das Schneiden des Messers mittels hintereinanderfolgenden Eindringens durchgeführt wird. Jeder der Zähne 15 ist entsprechend angeschärft. Der Fräser kann auf der Welle einer Maschine befestigt sein, die zum Schneiden der Schneidvorrichtungen bestimmt ist, wie in Fig. 18 dargestellt ist. Die auf der Teilvorrichtung der Maschine angeordnete Schneidvorrichtung ist im Wirkungsbereich des Fräsers vor diesem so angeordnet, daß je nach der Art des beabsichtigten Schnittes das Schneiden der Schneidvorrichtung durch Eindringen oder durch Abwälzen erfolgen kann.

Fig. 18 zeigt die zum Schneiden der Schneidvorrichtung bestimmte Maschine.. Der Rahmen 16 trägt eine Konsole 17, auf der ein Tisch 18 verschoben werden kann. Ein den Fräser tragender Kopf 19 kann auf dem Rahmen 16 in senkrechter Richtung verschoben werden. Ein die Teilvorrichtung enthaltender Spindelkasten 20 ist auf dem Tisch 18 angeordnet. Eine zum Vorschub des Tisches dienende Schnecke 21 ist mit der Welle der Teilvorrichtung durch Zahnräder 22, 23, 24, eine Schnecke 25 und ein Schneckenrad 26 verbunden. Die Schneidvorrichtung 27 ist unterhalb des Fräsers auf der Welle der Teilvorrichtung 28 angeordnet.

Das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder muß so sein, daß die Schneidvorrichtung 27 sich so verschiebt, als wenn ihr Grundkreis auf der Grundlinie einer Zahnstange mit derselben Teilung rollte.

Die Berichtigung der Verzahnung der Schneidvorrichtung nach dem Härten kann auf einer Maschine vorgenommen werden, indem der den Fräser tragende Kopf und der Fräser durch einen eine Schleifscheibe tragenden Kopf ersetzt wird.

Die Fig. 19, 20, 21, 22, 23 und 24 stellen eine Maschine zum Schneiden einer einzigen Ausführungsform eines Ritzels dar nach dem Verfahren des Verschiebens der Schneidvorrichtung auf einem Kreisbogen, der die Schnittellipse des Grundkegels des Ritzels mit der Schneidebene der Schneidvorrichtung von innen berührt.

Die Fig. 19 stellt einen Längsschnitt nach der Drehachse der die Schneidvorrichtung tragenden Welle und nach der Achse der Welle, die das zu schneidende Ritzel trägt, dar.

Fig. 20 ist eine Ansicht auf das Äußere der Maschine im Grundriß.

Fig. 21 zeigt die Vorrichtung zum Antrieb der Schneidvorrichtung, die es ermöglicht, daß der Grundkreis der Schneidvorrichtung auf einem Kreisbogen rollt, der die Schnittellipse des Grundkegels des Ritzels mit der Schneidebene der Schneidvorrichtung während der Verschiebung der Schneidvorrichtung von innen berührt.

Augenscheinlich wird diese Bewegung mittels mehrerer Doppelzahnräder 37, 35 und

eines Zahnrades 34 erreicht, wie dieses in Fig. 19 dargestellt ist. Die Bewegung kann in einfacher Weise erreicht werden, wie dieses in den Fig. 22 und 23 dargestellt ist, und zwar mittels eines Zahnrades 34, dessen Grundkreis denselben Durchmesser hat wie die Schneidvorrichtung, die auf einem Ritzel 35 rollt, dessen Grundkreis denselben Durchmesser hat wie der Kreis, der die Schnittellipse von innen berührt. Mit e (Fig. 22) ist der Radius bezeichnet, mit dem die die Schneidvorrichtung tragende Welle schwingt. Fig. 24 zeigt eine Vorschubvorrichtung für die Schneidvorrichtung.

In. der in Fig. 19 dargestellten Maschine trägt der Spindelkasten 29 die Welle 30, die das zu schneidende Ritzel 32 trägt und mitnimmt. Dieser Spindelkasten ist auf dem Gehäuse 31 der Maschine so befestigt, daß ao das herzustellende Ritzel 32 in den Wirkungsbereich der Schneidvorrichtung 1 kommt mit den Neigungen, die der öffnungswinkel des Ritzels und der Winkel der Evolvente der zu erzeugenden Verzahnung verlangt. Die Schneidvorrichtung 1, die auf der Welle 33 befestigt ist, wird durch das Ritzel 34 mitgenommen, das auf der Welle befestigt ist und mit einem Doppelzahnrad 35 im Eingriff steht.

Das Doppelzahnrad 35 ist schematisch in Vorderansicht in Fig. 21 dargestellt. Um die Arbeit richtig durchzuführen, ist es, wie oben angegeben, erforderlich, daß der Grundkreis der Schneidvorrichtung 1 auf einem Kreisbogen rollt, der die Schnittellipse der Schneidebene der Schneidvorrichtung mit dem Grundkegl des Ritzels von innen berührt. Es muß daher die Schneidvorrichtung so angeordnet werden, daß sie bei ihrer Verschiebung in ihrer Schneidebene einem Kreisbogen folgt. Dieses Ziel wird bei der in Fig. 19 und 20 dargestellten Maschine dadurch erreicht, daß die von der die Schneidvorrichtung tragenden Welle 33, dem Ritzel 34 und dem Doppelzahnrad 35 gebildete Einheit um eine Achse 36 geschwenkt wird, deren Abstand von der Achse der Welle 33 so gewählt ist, daß er genau gleich dem Radius des Kreises ist, den die Schneidvorrichtung beschreiben soll. Aus diesem Grunde ist die Schneidvorrichtung 35 stets in Eingriff mit dem Ritzel 37, das auf der Achse 36 aufgekeilt ist, die ihrerseits durch die Antriebwelle 41 unter Vermittlung von Ritzeln 38, 39 und 40 mitgenommen wird. Die Antriebwelle 41 wird von einer Riemenscheibe 42 mittels einer Kupplungsvorrichtung 43 mitgenommen, und unter Zwischenschaltung von Zahnrädern 44, nimmt die Welle 41 ebenfalls die Welle 30 des das Werkstück tragenden Spindelkastens mit.

Die Zwischenzahnräder haben stets eine solche Zähnezahl, daß das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten der Welle 33 und 30 umgekehrt verhältnisgleich ist dem Verhältnis der Zahl der Zähne der Schneidvorrichtung ι und der Zahl der Zähne, die das zu schneidende Ritzel 32 erhalten soll.

Um auf dieser Maschine ein Ritzel herzustellen, genügt es, das Ritzel auf der Welle 30 des Spindelkastens 29 zu befestigen und die Schnittfläche der Schneidvorrichtung 1 zur Berührung mit dem inneren Rand des Ritzels zu bringen, die Maschine durch die Kupplung 43 in Gang zu setzen und mittels der Vor-Schubvorrichtung 46 das Messer quer über das Ritzel zu führen.

Der Vorschub kann mittels einer Vorrichtung erreicht werden, die in Fig. 24 dargestellt ist. Eine Schnecke 47, die auf der Welle 41 befestigt ist, kämmt mit einem Rad 48 auf einer Achse 49. Die Achse 49 hat eine zweite Schnecke 50, die mittels einer Hülse 51 mit Klauen auf ihr befestigt sein kann.

Die Schnecke 50 steht mit einem Zahnbogen 52 in Eingriff, der an einem Arm 53 befestigt ist, der um die Achse 36 des Ritzels 37 schwingen kann, das in Eingriff mit dem Doppelzahnrad 35 steht. Wie sich aus den Zeichnungen ergibt, kann durch Drehen des Rades 54 der Welle 49 die die Schneidvorrichtung tragende Welle 33 um die Achse 36 geschwenkt werden.

• Die Vorschubbewegung kann in jeder beliebigen anderen Weise durchgeführt werden, z. B. durch gerade Zahnräder, durch Nocken mit veränderlichem Profil, um den Vorschub beim Eintritt und beim Austritt der Schneidvorrichtung zu beschleunigen.

Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung können Maschinen gebaut werden, die es ermöglichen, eine große Zahl verschiedener Ritzel zu schneiden, d.h. es können Maschinen hergestellt werden, die dazu bestimmt sind, Ritzel zu schneiden, die verschiedene Zähnezähl haben und deren Winkel an der Spitze ebenfalls verschieden ist, indem man die Maschine so herstellt, wie es schematisch in den Fig. 25, 26 dargestellt ist.

In diesem Falle muß die Maschine unbedingt mit einem Spindelkasten versehen sein, der es ermöglicht, dem bearbeiteten Werkstück verschiedene Einstellungen in bezug auf die Schneidvorrichtung zu geben. Das Lager 55 der Schneidvorrichtung 1 ist so angeordnet, daß der Abstand d, der den Grundkreis der Schneidvorrichtung von der Schwingachse des Lagers trägt, veränderlich ist, um ihn gleich dem veränderlichen Radius des Kreises zu machen, der von innen die Ellipse oder die Hyperbel berührt, die sich

als Schnittlinie des Grundkegels des herzustellenden Stückes mit der Schneidebene der Schneidvorrichtung ergibt. Das Lager 55 hat daher eine Gleitfläche 56, auf der ein die Achse der Schneidvorrichtung 1 tragender Wagen 57 verschoben werden kann.

Bei einer derartigen Maschine kann die Mitnahme der Schneidvorrichtung auf Drehung in der Weise erfolgen, die in den Fig. 28 und 29 dargestellt ist, d. h. mittels eines Doppelzahnrades 58, das auf einem Arm 59 verschoben werden kann, der am Lager 55 befestigt ist. Die Welle 36 kann durch Zwischenschaltung eines Ritzels 38, das mit einem Doppelzahnrad 60 in Eingriff steht, gedreht werden, wobei das Doppelzahnrad auf einem Arm 61 gleiten kann, der ebenfalls ein Ritzel 65 trägt, dessen Stellung geregelt werden kann und in Eingriff mit dem Ritzel 66 steht, das seine Bewegung von der Antriebswelle 67 mittels einer beliebigen Kraftübertragung erhält.

Der Antrieb der Vorschubvorrichtung wird bei dieser Maschine dadurch bewirkt, daß eine Kette 68 vorgesehen ist, die einerseits mit dem Ritzel 69, das von der Antriebswelle 67 mitgenommen wird, und andererseits mit

* einem zweiten Ritzel 70 in Eingriff steht, das auf einer Mutter 71 befestigt ist, die mit einer Schraube 72 in Eingriff steht, deren Ende mittels eines Bolzens 73 mit dem Lager 55 der Schneidvorrichtung verbunden ist. Diese Vorschubvorrichtung kann auch in beliebiger anderer Weise, z. B. durch eine Welle mit einer Nut oder durch Ritzel, bewirkt werden.

Fig. 27 zeigt einen Schnitt durch die Achse der die Schneidvorrichtung tragenden Welle und durch die Achse des Spindelkastens einer Maschine zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung. Bei dieser Maschine erfolgt indessen die Verschiebung der Schneidvorrichtung in der Längsrichtung und nach einer geraden Linie. Die Verzahnttng des Messers rollt auf 'einer angenommenen' Zahnstange der gleichen Teilung ab.

Bei dieser Maschine wird der Träger 74 der Schneidvorrichtung nicht auf einem Kreisbogen verschoben, sondern nach einer geraden" Linie. Aus diesem Grunde ruht der Träger auf Gleitschienen 75, 76, die an einer Bank ¹J¹J angeordnet sind, die am Rahmen 31 der Maschine befestigt ist. Der Rahmen 31 trägt weiter den festen Spindelkasten 29.

Der Antrieb der Schneidvorrichtung geschieht mittels einer Schnecke 78, die von der Antriebwelle 41 unter Vermittlung von Kegelrädern 79, einer Schnecke 80 und eines 'So Schneckenrades 81 angetrieben wird. Die Schnecke 78 treibt wieder ein Rad 82 an, das auf einer Welle 83 aufgekeilt ist, die ein Ritzel 84 trägt, das mit einem Stirnrad· 85 in Eingriff steht, dag auf der Wellje 33, die 'die Schneidvorrichtung 1 trägt, festgekeilt ist.

Der Vorschub der Schneidvorrichtung wird durch Drehung einer Schnecke 86 bewirkt, die stets in Eingriff mit einer Mutter steht, die am Träger 74 befestigt ist. Die Schnecke 86 wird von der Motorwelle 41 durch Vermittlung eines Kegelradpaares 87, einer Schnecke 88 und eines Schneckenrades 89 mitgenommen.

Die Welle 30 des Spindelkastens 29 wird bei 'dieser Maschine in derselben Weise angetrieben wie bei der in den Fig. 19 und 20 dargestellten Maschine.

Die eben beschriebene Maschine kann auch in jeder anderen geeigneten Weise gebaut werden, z. B. mit einem senkrechten, den Spindelkasten tragenden Wagen und einem Vorschubgetriebe mittels Differentials oder durch eine Schnecke und eine feste Mutter.

Die in den Fig. 30 und 31 dargestellte Maschine ermöglicht das Schneiden von Kegelrädern mit spiraligen Zähnen entsprechend einer anderen Art des Verfahrens, bei dem die Schneidvorrichtung und das zu bearbeitende Werkstück auf einer angenommenen Zahnstange rollen, die von der Schneidvorrichtung während ihrer Längsverschiebung erzeugt wird und bei der die Schneidvorrichtung gedreht wird und dabei zwei Bewegungen ausführt: eine geradlinige Bewegung und eine andere im Winkel, die zwangsläufig derart verbunden sind, daß der Berührungspunkt des Grundkreises mit der waagerechten Erzeugenden des Grundkegels des herzustellenden Ritzels oder Rades sich waagerecht auf dieser Erzeugenden verschiebt und wobei die Schnittebene der Schneidvorrichtung senkrecht zur Evolvente bleibt, die auf dem angenommenen Rad angenommen wird.

Die Universalmaschine wird von einem Rahmen 90 gebildet, der den die Schneidvorrichtung tragenden Spindelkasten 125 und die einstellbare Platte 93 trägt, die ihrerseits den Spindelkasten 94 des zu schneidenden Ritzels trägt.

Der Spindelkasten 94 ist auf einem mit der Platte 93 verbundenen Wagen 92 angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht es, die Spitze des Grundkegels des Ritzels oder des Rades in die Ebene des angenommenen ebenen Rades zu fuhren. Diese Verschiebung geschieht mittels einer Schraube 95. Diese Anordnung wird zum Herstellen von hyperbolischen Verzahnungen benutzt.

Der Spindelkasten enthält eine Welle 96, auf der das herzustellende Ritzel 97 befestigt ist.

Zum Antrieb der Maschine dient eine Stufenscheibe 98, die auf einer Welle 99 aufgekeilt ist. Eine Hülse 100 mit Klauen ermöglicht, die das Vorschub- und das Zahnradgetriebe antreibenden Teile zu kuppeln. (Die Stufenscheibe 98 kann durch eine glatte Riemenscheibe und ein Geschwindigkeitswechselgetriebe ersetzt werden.)

Das Ritzel 97 und die Schneidvorrichtung 1 Xo laufen mit Winkelgeschwindigkeiten um, die umgekehrt proportional der Zahl ihrer Zähne sind. Sie, sind durch Zahnräder 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, durch . das Doppelzahnrad 111, 112, die Zahnräder X5 113, 114, 115, ii6, 117, 118, 119, I2O, die Schnecke 121 und das Zahnrad 122 miteinander verbunden, wobei die Zahl der Zähne der verschiedenen in Eingriff stehenden Teile so ist, daß die oben angegebenen Verhältao nisse der Winkelgeschwindigkeiten der Schneidvorrichtung und des Ritzels erreicht werden.

Ein Differential 123, das auf der Welle 124

angeordnet ist, ermöglicht eine Drehung des Spindelkastens 125 und des Ritzels 97 in der Weise, als wenn das Ritzel 97 auf einem angenommenen Planrade in einer Ebene eines ebenen Rades mit i8o° Öffnungswinkel rollte, wie es in den Fig. 10, 11 und 12 dargestellt ist.

Das Differential 123 wird durch eine Welle , 126 angetrieben, die eine Schnecke 127 trägt, die in Eingriff mit einem Schneckenrad 128 steht, das fest an dem Gehäuse des Differentials befestigt ist. Das Gehäuse des Differentials trägt die Planetenräder 108 des Differentials.

Die Welle 126 der Schnecke ist mittels eines Zahnradsatzes mit einer Welle 130 verbunden, die eine Schnecke 131 trägt, die in Eingriff mit einem Zahnkranz 132 steht, der fest mit dem die Schneidvorrichtung tragenden Spindelkasten 125 verbunden ist. Die zwangsläufige Verbindung zwischen den beiden Schneckenwellen 126 und 130 wird durch ein Zahnradpaar 133 ermöglicht, das zwischen dem auf der Welle 126 aufgekeilten Rad 134 und einem anderen Rad 135, das mit einem Ritzel 136 auf der Welle 130 in Eingriff steht, angeordnet ist. Die verschiedenen Zahnräder !33. !34» !35> !36 sind so gewählt, daß das endgültige "Übersetzungsverhältnis es ermöglicht, daß das Ritzel 97 eine solche Winkelgeschwindigkeit erhält, die zur Winkelgeschwindigkeit des Spindelkastens 125 im Verhältnis der Zahl der Zähne des Ritzels zur Zahl der Zähne des angenommenen Zahnkranzes, auf dem das Ritzel rollt, steht.

Der Vorschub der Schneidvorrichtung 1, die von einem Wagen 137 getragen wird, geschieht mittels einer Schnecke 138, auf der ein Ritzel 139 aufgekeilt ist, das in Eingriff mit dem Ritzel 140 steht, das mittels einer Welle fest mit einem Zahnrad 141 verbunden ist, das in Eingriff mit einem Rad 142 steht, das auf derselben Welle wie das Ritzel 143, das mit dem Ritzel 144 in Eingriff steht, befestigt ist.

Das Ritzel 144 ist auf eine Welle 145 aufgekeilt, auf der ein Rad 146 befestigt ist, das in Eingriff mit einer Schnecke 147 steht, mit der ein Zahnrad 148 verbunden ist, das unter Vermittlung eines Doppelzahnrades 149 mit einem Ritzel 150 kämmt, das durch eine Kette 151 mitgenommen wird, die mit einem Ritzel 152 auf einer Welle 153 in Eingriff steht, die ein Rad 154 trägt, das mit der Schnecke 155 auf der Welle 99 in Eingriff steht. Das Doppelzahnrad 149 kann durch ein Geschwindigkeitswechselgetriebe mit Ritzeln ersetzt werden.

Das Differential 156, das die Ritzel 116, 117 und 118 enthält, ist in den Antrieb der Schneidvorrichtung eingeschaltet und hat die Aufgabe, die Drehung der Schneidvorrichtung während des Vorschubes des Wagens 137 zu sichern, als wenn die Schneidvorrichtung 1 mit einer angenommenen festen Zahnstange in Eingriff stehen würde. Die Zahnräder 119 und 120 sind fortnehmbar und können so ausgewechselt werden, daß die Drehgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung 1 dem Vorschub des Wagens 137 entspricht. (Man kann auch die Zahnräder 119, 120 durch ein Doppelzahnrad ersetzen.)

Die Welle 126 der Schnecke 127, die die Mitnahme des Spindelkastens 125 besorgt, wird durch ein Doppelzahnrad 157 gedreht, das mit Ritzeln 158 in Eingriff steht, die selbst unter Vermittlung der Kette 157 von der Welle 153 mitgenommen werden.

Der Vorschub der Schneidvorrichtung und die Drehung des Ritzels 97 werden mittels Doppelzahnräder 133, 157 und 149 in der Weise geregelt, daß der Berührungspunkt des Grundkreises der schneidenden Schneide der Schneidvorrichtung und des Grundkegels des Ritzels immer in der Ebene bleibt, die durch die Achsen des Ritzels 97 und des Spindelkastens 125 geht.

Naturgemäß sind die beschriebenen Maschinen, die auf den Zeichnungen schematisch dargestellt sind, obwohl sie die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung ermöglichen, nicht die einzigen, die gebaut werden können, um dasselbe Ziel zu erreichen. Selbstverständlich können auch die beschriebenen Maschinen entweder in der Art der verschiedenen Teile, aus denen sie bestehen, oder in der Art der Verbindung oder des Antriebs dieser Teile oder auch hinsichtlich ihrer allgemeinen Anordnung geändert werden, ohne daß

diese Änderungen die oben angegebenen wesentlichen Kennzeichen beeinflussen können.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Herstellung von Verzahnungen an Kegelrädern und Hyperbelrädern mit gekrümmten Zähnen mittels eines Schneidrades im Abwälzverfahren bei gleichförmiger Drehung von Werkstück und Werkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß. das Werkzeug eine Abwälzbewegung ausführt, bei welcher sich der Berührungspunkt des Schneidradteilkreises mit der Teilkegelmantelfläche des Werkstücks in der Schnittlinie der Werkzeugschneidebene mit dem Werkstückteilkegelmantel, also in einer Kegelschnittkurve, bewegt.

2. Vereinfachte Herstellung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrollen des Werkzeugs je nach der Art der Kegelschnittkurve (Ellipse oder Hyperbel) auf einem der Krümmung der Kegelschnittkurve entsprechenden Kreise oder auf einer geraden Linie erfolgt.

3. Schneidrad zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne des Schneidrades in ihrer Längsrichtung dem Krümmungsverlauf der herzustellenden Zähne entsprechend gekrümmt sind.

4. Maschine zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das Abrollen des Werkzeugs, auf einem Kreisbogen das Schneidrad mit der Schneidradspindel schwenkbar angeordnet ist, so daß die Schwenkung des Schneidradmittelpunktes um einen Halbmesser erfolgt, der gleich der Summe der Halbmesser des Werkzeugteilkreises und des der Kegelschnittkrümnaung angenäherten Kreises ist.

5. Maschine zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das Abrollen des Werkzeugs auf einer Geraden die Werkzeugspindel auf einem quer zur Werkstückspindel geradlinig bewegbaren Schlitten gelagert ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen