DE625373C - Zahnrad mit gekruemmten Zaehnen und Verfahren sowie Maschine zur Herstellung desselben - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung-betrifft ein für rasch laufende Zahnradgetriebe an Kraftwagen, Kraftmaschinen-, Werkzeugmaschinen und anderen, besonders schnellaufenden Getrieben verwendbares Zahnrad und ein Verfahren sowie eine Maschine zur Herstellung desselben. Bei einem Kegel- oder Stirnzahnrad oder einer Zahnstange wird die konische, zylindrische oder ebene Fläche, auf welcher die Teilkreise liegen, als Teilfläche und die Schnittlinie einer Zahnflanke mit der Teilfläche als Flankenspur bezeichnet, während eine Flankenspur, welche in der auf eine Ebene abgewickelten Teilfläche gekrümmt ist, als gekrümmte Flankenspur und ein Zahn, dessen Flankenspuren gekrümmt sind, als gekrümmter Zahn bezeichnet wird. Die Höhe des Bogens der Flankenspur, nämlich die Projektion der Flankenspur von dem Schnitt-

äo punkt der Teilfiäche mit der Zahnradachse aus auf einen Teilkreis, wird Pfeilhöhe oder Gesamtkrümmung genannt, und die Projektion der Eingriffsstrecke von dem Mittelpunkt des Teilkreises auf den Teilkreis selbst wird als Eingriffsbogen bezeichnet.

Es sind bereits Zahnräder mit gekrümmten Zähnen bekannt sowie Verfahren und Maschinen für deren Herstellung, doch haben die bekannten Zahnräder entweder kein längs des Zahnes konstantes Zahnprofil, oder sie können nicht mit brauchbarer Genauigkeit hergestellt werden- Folglich entstehen beim Zusammenarbeiten solcher bekannter Zahnräder hohe Reibungsverluste, die Zähne nutzen sich ab und verursachen viel Geräusch; außerdem ist es nicht möglich, Zähne mit großer Gesamtkrümmung herzustellen, denn entweder überschneiden sich Köpft und Fußlinien der Zähne (s. Abb. 1), oder es werden die Zahnflanken allzu ungenau geschnitten, so daß ein unerwünschtes Stufenprofil entsteht (Abb. 2).i Weiter ist es nicht möglich, genau konjugiert gekrümmte Zähne zu schneiden, so daß der Eingriff solcher Räder unrichtig erfolgt und die Arbeitsübertragung ungleichmäßig und rauh ist.

Bei den bekannten Verfahren, Zahnräder mit gekrümmten Zähnen herzustellen, müssen nämlich, wenn große Gesamtkrümmungen erhalten werden sollen, für die Bearbeitung des konjugierten Rades die Schneidstähle (Messer) von ihren Haltern (Messerköpfen) gelöst und wieder eingespannt oder durch neue Schneidstähle (bzw. Messer) ersetzt werden. Dies ist mit einem großen Zeitaufwand verbunden, wenn sehr genaue Zahnprofile und -krümmungen erhalten werden sollen, und es ergeben sich keine befriedigende Resultate. ■

Es sind andererseits Zahnräder mit kurz ausgebildeten Zahnprofilen bekannt, welche einen Eingriffsbqgen kleiner als die Teilung^r aufweisen, so daß die stete Übertragung der Bewegung durch besondere Maßnahmen gesichert werden muß. Diese Maßnahmen bestehen entweder in der stufenförmigen Ausbildung der Zähne, wodurch die abgestuften .Zahnprofile nacheinander.in Tätigkeit treten, oder aber in der Anwendung einer Schraubenoder Pfeilverzahnung mit so langen und -so

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schrägen. Zähnen, daß wenigstens zwei davon ständig mit· den-Zähnen·'des Gegenzahnrädes

im Eingriff stehen. .„

Es ist bisher nie daran gedacht worden,, daß die Anwendung eines geringen Eingriffsbogens bei Zahnrädern mit gekrümmten Zähnen den großen Vorteil der Möglichkeit einer viel genaueren Herstellung der Zahnprofile ergeben würde, und es war andererseits mit ίο den bekannten Verfahren nicht möglich, die durch diese Maßnahme bedingte große Gesamtkrümmung bei genügend genauem Zahfrprofil -zu erzeugen. Es muß nämlich, wenn der Eingriffsbogen kleiner als die Teilung ist; ünr einen beständigen Eingriff zu -sichern, was an der Eingriffsstrecke bis zur Länge der .Teilung fehlt, durch die Pfeilhöhe der gesamten Zahnkrümmung ergänzt werden. Bei so großer Pfeilhohe tritt a"ber wieder der in Abb. ι dargestellte Nachteil in Erscheinung, Gegenstand- der vorliegenden Erfindung ist nun eben ein Zahnrad mit gekrümmten Zähnen, "welches ein sehr" genaues,- aber kurzes Profil und eine verhältnismäßig große Gesamtkrümmung hat, so daß die Stetigkeit des Eingriffes gewahrt bleibt und ein rascher, ruhiger:^:Muf erzielt wird. Ejn Zahnrad mit so genauem Profil und. so großer Gesamtkrümmung kann .jedoch mit^ den. bekannten Methoden nicht hergestellt werdeü, und es ist ebenfalls Gegenstand der Erfindung, ein besonderes Verfahren sowie eine. Maschine zur Herstellung solcher besonderer: Zahnräder. Nach 'dem .erfindungsgemäßen Verfahren werden die Zähne derart geschnitten, daß ihre verschiedenen, senkrecht. zur ;Zah_nradachse genommenen Querschnitte untereinander vollkommen, kongruent, sind, denn. nur. dadurch wird das Überschneiden der Kopf- und Fußprofile; _ der Zähne und die Stufenbildung: an. den Zahnflanken nach Abb. 1 und 2 vermieden; ·-

Pas Verfahren zur Herstellung- hochgekrümmter,, genau konjugierter, rasch laufender Zahnräder besteht .erfindungsgemäß darin, daß jede Zahnflanke durch.zwei.rotierende Messer bearbeitet .wird,, .deren Schnittkanten, je die volle Hohe der. Zahnflanke!! beaibeiten, jedoch die ;eine hauptsächlich den mittleren Teil und die andere hauptsächlich die_;gegen die beiden, seitlichen Endflächen der Zahne zu gelegenen Randteile der Zähne schneidet. Die Schnittkanten; dieser Messer sind gegen· ihren Drehachsen, ^verschieden geneigt.und folgen einander beim Schneiden der betreffenden Zahnflanke in gewissem Phasenabstande, wobei sie sich in bekannter Weise auf dem Zahnradumfang auf- und abrollen. Die verschiedenen Schnittkanten sind in. ihrem . Phasenabstande einstellbar. Um das konju-,-'■_ gierte Rad mit genau konjugiert, gekrümmten Zähnen zu schneiden, werden erfindungsgemäß die beiden für ein und dieselbe Zahnflanke bestimmten Messer nicht auf demselben Messerkopf, sondern auf zwei gegeneinander drehverstellbare und gegebenenfalls als doppelte Messerköpfe ausgebildete Messerköpfe befestigt, so daß der Phasenabstand der Messer zweckmäßig verändert werden kann. Die Schnittkanten können auch parallel zu ihren Drehachsen« aufgestellt sein, und in solchem FaJIe können je zwei Messer in einem einzigen vereinigt werden, wobei also je ein Messer fortfallen kann. Dann werden die zwei zum Schneiden der beiden Zahnflanken dienenden Messer, um das konjugierte Rad zu schneiden, gegeneinander um einen gewiesen, der Veränderung der Zahndicke entsprechenden Winkel verdreht. Die Messerköpfe können mit gleichförmiger, mit ungleichförmiger oder mit periodisch veränderlicher Geschwindig-. keit angetrieben werden.

Für die Herstellung von Kegelrädern erhält die Maschine wenigstens eine zur Pianradebene parallele und zur Planradachse gleichachsige Kreisführung für die die Messer tragenden Schlitten.

Die-. Maschine- zur Durchführung des Verfahrens . besteht aus einer Aufspannspindel und wenigstens zwei, gegebenenfalls als doppelte Werkzeugspindel ausgebildeten und gegeneinander drehverstellbaren. Werkzeug-Spindeln, welche miteinander und mit der Aüfspannspindel in bestimmter Weise, drehverkuppelt sind, so daß die mittlere Drehgeschwindigkeit der ersteren mit der der letzteren in einem bestimmten Verhältnis steht, wobei jedoch die Werkzeugspindeln außerdem auch einzeln eine periodisch veränderliche Geschwindigkeit erhalten können. Die Messer werden auf den Werkzeugspindeln zweckmäßig mittels Messerköpfen derart befestigt, daß jede Spindel ein Messer für den mittleren Teil .einer; Zahnflanke und eines für die Randteile der. anderen Zahnflanke trägt. Die Werkzeugspindeln· besitzen außerdem eine Vorschubbewegung bezüglich der Aufspannspindel. Auf diese Weise werden die miteinander eingreifenden . Räder mit denselben Werkzeugen geschnitten, ohne daß diese von ihren Haltern abgenommen öder auch nur darauf verstellt zu werden brauchen. Um das konjugierte Rad zu schneiden, ist es nämlich bloß erforderlich, die Bewegung der Aufspannspindel umzukehren, die zwei Werk- zeugspindeln um einen gewissen Winkel gegeneinander zu verdrehen und dieselben mit Bezug auf das Rad etwas zu verschieben.

Der durch die Erfindung, erzielte technische Fortschritt besteht erstens darin, daß selbst bei Zahnrädern mit sehr stäfk gekrümmten Zähnen· das Zahnprofil nut beliebiger Annähe-

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rung an das theoretische, längs des Zahnes konstante ausgeführt werden kann; zweitens besteht er in der Möglichkeit, auf beiden zueinander konjugierten Rädern vollkommen genau konjugiert gekrümmte Zähne zu erhalten, so daß die Räder trotz der hohen Gesamtkrümmung tadellos miteinander eingreifen können. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine bisher unerreicht hohe Schneidegeschwindigkeit erreicht, so daß eine Maschine nach der Erfindung bedeutend billiger als jede andere der bisher bekannten Bauarten zu arbeiten imstande ist. Weiter ist es nach der Erfindung möglich, Zähne mit anderer Krümmung als die rein cycloidale zu schneiden; zu diesem Zwecke werden auf der Maschine besondere Getriebe vorgesehen, welche es ermöglichen, den- Werkzeugspindeln periodisch veränderliche Drehgeschwindig-

ao keiten zu verleihen. Durch diese Maßnahme wird es auch ermöglicht, Kegelräder mit gekrümmten Zähnen und beliebig genauem Profil zu schneiden.

Im folgenden sind das Zahnrad und das

β5 Verfahren sowie die Maschine zur Herstellung desselben eingehend beschrieben, und dargestellt. Die beiliegenden Zeichnungen stellen in den Abb. 1 und 2 die Nachteile der bekannten Zahnformen, in den Abb. 3 bis 7 das Zahnrad nach der Erfindung, in den Abb. 8 bis 19 das erfindungsgemäße Verfahren, in den Abb. 20 bis 23 einige Äusführungsformen der Maschine nach der Erfindung· zum Schneiden von Stirnzahnrädern und in den Abb. 24 bis 26 das Verfahren und eine Maschine zum Schneiden von Kegelrädern nach der Erfindung dar. Es versteht sich, daß alle Angaben nur als Beispiele angesehen werden sollen und die Erfindung auch auf verschiedene andere

Weisen ausgeführt werden kann.

Abb. ι und 2 stellen zwei bekannte Zahnarten dar.

Abb. 3 ist ein Querschnitt eines mit einer Zahnstange kämmenden Zahnrades nach der Erfindung.

Abb. 4 ist eine Draufsicht auf dasselbe Zahnrad.

Abb. 5 und 6 sind zwei verschiedene Querschnitte desselben Zahnrades in größerem Maßstab.

Abb. 7 ist ein Teilquerschnitt durch eine andere Ausführungsform des. Zahnrades nach der Erfindung.

Abb. 8 ist eine schematische perspektivische

Ansicht eines Zahnes nach der Erfindung und der denselben schneidenden Messer.

Abb. 9 und 10 stellen die Messer in ihren Stellungen um die betreffenden Drehachsen dar.

Abb. 11 stellt einen Zahn einer Zahnstange nach der Erfindung dar.

Abb. 12 veranschaulicht die Eigenschaften eines Zahnes eines Zahnrades mach der Erfindung.

Abb. 13 ist ein Teilquerschnitt durch ein Zahnrad.

Abb. 14 ist eine schematische Darstellung der Phasenbeziehungen zwischen den. Schnittkanten.

Abb. 15 und 16 .stellen die Entstehung zweier konjugierter Zahnräder dar.

Abb. 17 und 18 veranschaulichen die Stellungen der Messer beim Schneiden der beiden konjugierten Zahnräder.

Abb. 19 stellt eine cycloidale und zwei abgeänderte Flankenspuren dar.

Abb. 20 ist eine schematische Darstellung einer Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.

Abb. 21 und 22 sind Auf- und Grundriß einer Maschine nach der Erfindung zum Schneiden von Stirnzahnrädern.

Abb. 23 stellt eine besondere Ausführungsform eines Messerkopfes dar,

Abb. 24 erklärt die Eigenschaften der 8g Kegelräder nach der Erfindung.

Abb.25 und 26 sind Seiten- bzw. Draufsicht auf eine Maschine zum Schneiden von Kegelrädern 'nach der Erfindung.
0 Gemäß den Abb. 3 bis 6 haben die Zähne Z eines Zahnrades^ nach der Erfindung ein Evolventenprofil p, dessen wirksamer Teil c d so kurz ist, daß der dazugehörige Eingriffsbogen e g das Bogenmaß t der Teilung nicht erreicht und der dazugehörige Zentriwinkel β kleiner ist als der Teilungswinkel r, so daß er für sich allein eine stete Übertragung der Bewegung nicht bewirken kann. Was" aber am Eingriffsbogen e g zur Teilung t fehlt (Strecken, Abb.4), ist erfindungsgemäß durch die Pfeilhöhe k der Gesamtkrümmung der Zähne ergänzt, so daß schließlich die stete Übertragung der Bewegung dennoch gewahrt bleibt, und zwar durch die gemeinsame Mitwirkung des Eingriffsbogens e g des Zahnprofile c d und der Pfeilhöhe k der gesamten Längskrümmung der Zähne. Bei der dargestellten Ausführüngsform übertrifft die Gesamtkrümmung k die Teilung t um die Strecke k_1} so daß der Eingriffsbogen e g be- no liebig klein gemacht werden kann.

Das Zahnrad ist im Eingriff mit einer Zahnstange A₁ dargestellt, und es ist angenommen worden, daß sich die Gegenzähne in einem gewissen Augenblick im Punkte P des mittleren Querschnittes Q Q berühren. Bei dieser Annahme, stellt die Abb. 5 einen Bruchteil des Querschnittes Q Q und die Abb. 6 einen Bruchteil des Querschnittes Q₁ Q₁ dar. Es ist ersichtlich, daß im ersteren Berührung stattfindet, aber im zweiten nicht. Nachdem sich das Zahnrad um einen gewissen Winkel

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■gedreht hat ^prt,..die„Berührung im Querschnitt QsQauf;,-und- sie-stellt sich im Querschnitt Qi₁XOi ein,:,so.:daffnach dieser Drehung --■■' die Abb., 5 den Querschnitt Q₁Q₁ darstellt, während die Abb. 6 den Querschnitt Q Q, allerdings Von der anderen; Seite ^:her gesehen, darstellt. Nachdem sich das Rad Ä noch etwas gedreht hat, stellt dieselbe Abb. 5 einen " noch mehr gegen den Randteil des Rades zu gelegenen Querschnitt Q₂ Q₂. dar usw. Der BerührungspunktP der -Flankenspuren wandert längs den Flankenspuren selbst von der Mitte nach den Randteilen der Zähne, oder umgekehrt, je nach dem Drehsinn der -Räder. Wenn der Gründkreis K_g der Evolvente p bei gleichbleibendem Teilkreis T größer wird, so wird der Neigungswinkel α der Eingriffsstrecke R entsprechend, kleiner, und wenn \ gleichzeitig auch die Höhe der Zähne entsprechend vermindert wird, so wird auch die Länge der Eingriffsstrecke R '■■ herabgesetzt. Im Grenzfalle, wenn der Grundkreis K_g mit dem Teilkreis T übereinstimmend und α gleich Null ist, schrumpft die Eingriffsstrecke R zu " 25 einem Punkt P zusammen. In diesem Falle muß selbstverständlich die Gesamtkrümmung k der Teilung ί (Abb. 4) wenigstens gleich sein. ., '--- " --■- ·

Die- Abb. 7 zeigt den Querschnitt durch einen Zahn einer anderen Ausführung eines Rades A₂ nach der Erfindung,'"-bei--welchem .- die. Eingriffsstrecke ebenfalls auf einem -Punkt beschränkt -ist, obwohl· hier die Eingriffslinie eine endliche Neigung besitzt.-Das"-ProfilJ>₂ dieses Zahnes stimmt-mit der Evolvente^ nur in- dem unteren Teil c P₂ überein, während es oberhalb des auf dem-Teilkreis liegenden Punktes P₂ gänzlich innerhalb: der Evolvente p liegt, so daß die Strecke P$ d₂-des -Zahnprofils mit derjenigen des Gegenzahnrades nicht in Berührung kommt. Wenn ein; solches Zahnrad A₂ " mit-. einem anderen· 'Zahnrad A₃ mit gleichem Zahnprofil p₃ eingreift, dann kommen nur die - auf den Teilflächen liegenden Punkte P₂, P₃ in Berührung, so daß die Eingriffsstredce und -mit ihr die Reibung der Zähnprofile* verschwinden. - Bei solchen Zahnrädern, -bei welchen die Eingriffsstrecke. zu einem Punkte beschränkt ist, muß die Pfeilhöhe k der -Gesamtkrümmung der Zähne, wie in der Abb. 4 dargestellt, wenigstens der vollen-Teilung ί gleich sein, um eine beständige Kraftübertragung ■ zwischen den Rädern zu gewährleisten. ■".- '-'"-"·-.■■

-Heu den Zahnrädern gemäß der, Erfindung, welche : hochgekrümmte Flankenspuren -besitzen, bietet die Einschränkung der Berührung auf eine winzige Zone, beiderseitig der Flankenspur- keine Schwierigkeiten, -denn beim Pressen der Zahnflanken aufeinander unter der übertragenen Kraft·.wird'"dank der gebogenen Form der Zahnflanken gleich eine verhältnismäßig große Fläche zur Kraftübertragung, herangezogen; so daß allzu hohe spezifische Flächendrücke, vermieden werden. Die Zähne solcher Zahnräder sind außerdem verhältnismäßig niedrjg.und breit, so daß sie eine äußerst hohe mechanische Biegungsfestigkeit besitzen: und dies ohne zu einer Vergrößerung des- Eingriffswinkels α schreiten zu müssen. Bei· der Ausführungsform nach der Abb. 7 sowohl als bei derjenigen mit α gleich Null ist die· Eingriffsstrecke ebenfalls zu Null herabgesetzt, 'so daß jede Reibung ausgeschlossen ist, während auch bei jeder anderen Ausführungsf orm der Erfindung die Reibung mit · Bezug .auf diejenige der gewöhnlichen Zahnräder bedeutend vermindert ist,

•Gemäß den Abb. 8 bis 12, welche das Verfahren nach der Erfindung erläutern, werden das Zahnrad und die Messer in an sich bekannter Weise derart bewegt, daß sich einerseits die Messer= mit Bezug auf den Zahnradkörper nach Cycloidallinien s, s* bewegen und sieh andererseits das Zahnrad längs der durch die Messer gebildeten idealen Zahnstange abrollt, so daß das sogenannte Abrollschnei dverfähren durchgeführt wird. Dabei ' dreht sich der Zahnradkörper^ um· seine Drehachse D₈ (Abb·. 2q), und die Messer drehen sich ebenfalls um zur Zahnradachse, senkrechte Achsen D₁, D₂, die sich parallel zu sich selbst und längs einer Tangente zur Teilfläche des Zahnrades, etwa in" Richtung ^₃, verschieben. Der Sinn dieser Vorschubbewegung kann ein beliebiger sein, aber er ist von dem Drehsinn- der Messer abhängig.

Damit sämtliche Querschnitte Q_n des Zahnfades A (Abb. 4) untereinander kongruente Zahnprofile haben und folglich die Interferenz zwischen den Kopf- C_k und Fußlinien C_f der Zahne (Abb. 1), welche sich bei manchen bekannten Verfahren schädlich fühlbar macht, selbst bei hoher Gesamtkrümmung der Zähne vermieden werde, ist es nötig, daß die Flanken/', h' der ZähneZ₁ einer Zahnstange, die als durch die Messer geschnitten gedacht werden kann, in allen senkrecht zur Zahnradachse - -genommenen - Querschnitten die gleiche Neigung α haben. Im besonderen soll diese Bedingung auch für den mittleren QuersehnitfrQ- und für beide Randflächen Q_e, Q/ des Zahnes Z₁ erfüllt sein. Die gesamten Profile Qi bilden· einen ZahnZ,- (der gedachten Zahnstange, von welcher ein kleines Stück in der Abb. 8 dargestellt ist. In derselben Abbildung^st auch ein größeres Stück eines entsprechenden Zahnes Z --eines Zahnrades dargestellt,- welches mit der gedachten Zahnstange den Eingriffswinkel α gemeinsam hat.

Wenn sich .ein—Messer F₂ einfach in der Richtung V₃, (Abb. 8 und 20) parallel zu einer

Tangente an die Teilläche des Zahnrades bewegte, während sich der Zahnradkörper Aj₁ um seine Achse D₃ (Abb. 20) umdrehte, dann würde das Messer F₂, in der mittleren Zahn-S radebene Q gedacht, mit der Strecke K₂ L₂ seiner Schnittkante^ auf dem Profil c d des Zahnes Z abrollen. Dabei würde Punkt L₂ der Schnittkante den Kopf d und Punkt K₂ den Fuß c des Zahnprofils auf der Flanke f berühren. Wenn sich dagegen das Messer F₂ an- der seitlichen Fläche des Zahnrades befindet, nämlich mit seiner die Schnittkante S₂ und die Drehachse' D₂ enthaltenden Schnittfläche Is₂ in der Stellung E₂', dann würde zwar sein Punkt L₂ in der seitlichen Fläche Q/ der gedachten Zahnstange liegen und

■ PunktP₃ berühren, aber, seine Schnittfläche E₂ würde nicht in der genannten Ebene Q/ liegen, sondern damit den Winkel φ₂ bilden. Win-

kel φ₂ hängt von der axialen Breite B des Zahnradesi und von der Krümmung der Flankenspur s- ab und kann aus diesen Größen ermittelt werden. Die Fläche E₂ seimeidet die Flanke/' des Zahnes Z₁ der gedachten Zahnstange in einem Winkel Ot₁, welcher stets kleiner als « ist. In der Tat ist die Fläche E₂ annähernd eine Radialebene zur Flanke/', und als solche schneidet sie dieselbe angenähert längs einer Linie größter Neigung, wobei mit Neigung die Tangente des Ergänzungswinkels von Oi₁ bezeichnet ist; es ist somit % der kleinstmögliche Winkel, und folglich ist er auch kleiner als «. Dasselbe könnte für die andere Randfläche Q_e gesägt

werden, welche einen Winkel φ_χ mit der

. Schnittfläche in Stellung E₁ bildet. Es würde also die unter Winkel α geneigte Schnittkante .S₂ des Messers F₂ an den seitlichen Randflächen Q_e, Q/ des Zahnrades eine fehlerhafte Zahnflanke schneiden. Um daselbst eine richtige Flanke zu schneiden, müßte ,eine Schnittkante mit der Neigung a_t kleiner als α verwendet werden, aber eine solche. Schnittkante S₁ eines Messers F₁ würde wieder in dem mittleren Querschnitt Q eine fehlerhafte Flanke erzeugen. Dies oder jenes geschieht tatsächlich bei den bekannten Verfahren.
Demgegenüber werden erfindungsgemäß, um eine Zahnflanke / zu schneiden, zwei Schnittkanten^, S₂ (Messer F₁, F₂), und um die andere Zahnflanke h zu schneiden, zwei andere Schnittkanten. S₁*, S₂* (Messer F₁*, F₂*) benutzt. Die mit τ bezeichneten Schnittkanten sind unter dem Winkel Ot₁ geneigt und schneiden richtig die in der Nähe der Endflächen Q_e und Q'_e' gelegenen Randteile der Zahnflanken, während die mit 2 bezeichneten unter dem Winkel α geneigt' sind und die um die Mittelebene Q gelegenen mittleren; Zonen der Zahnflanken· richtig schneiden.

Alle Schnittkanten sind genügend lang, um die volle Profilhöhe cd zu bearbeiten, und sie sind um senkrecht zur Zahnradachse D₃ liegende Achsen. L\, D₂ drehbar. Diese Schnitt- 6g kanten befinden sich in bestimmten Entfernungen von· den betreffenden Drehachsen, und zwar mit den Punkten L₂, L₂*, die die Kopflinien C₂, C_k, sowie mit den Punkten K₁, K₁*, die die Fußlinien C₁, Cf der Zähne erzeugen sollen, alle in derselben Entfernung / von den genannten Achsen D₁, D₂. Die Schnittkanten bleiben somit dort, wo sie nicht schneiden sollen, außerhalb des Zahnes und verderben dadurch die Arbeit der anderen¹ Schnittkanten nicht.

Die Punkte L₂ und K₁, welche von· den Drehachsen um gleiche Strecken/ abstehen, beschreiben auf der Zahnflanke/' des Zahnes Z₁ der gedachten Zahnstange A₁ (Abb. 11) zwei kongruente Bogen C₂, C₁ von verlängerten Cycloiden, deren erster die Kopflinie und der zweite die Fußlinie des Zahnes bildet. Punkte L₁ und K₂ beschreiben auch an derselben Zahnflanke/' Bogen von· verlängerten Cycloiden C₁", C₂", aber ihre Entfernungen /' bzw. j von den Drehachsen sind größer bzw. kleiner als T, so daß diese Linien weder untereinander noch mit den Cycloiden C₂'., C₁ übereinstimmenj sie gehen zwar durch Punkte ,P₃ und P₇ bzw. P₄ der Kopf- bzw. Fußlinie C₂', C₁ des Zahnes hindurch, sonst aber stehen sie von den genannten Linien ab. Es schneidet also die Schnittkante S₁ (welcher Punkte L_x und K₁ angehören) eine theoretisch richtige Fußlinie C₁ und ebenfalls theoretisch richtige Profile P₁P₃ und P₆ P₇ an den seitlichen Rändern der Zähne, während die SchnittkanteSa (welcher Punkte L₂ und ,K₂ angehören) die Kopfljnie C₂ und ■ das mittlere Profil P₄ P₅ theoretisch richtig schneidet. Die zwischen diesen Linien liegenden Zonen der Zahnflanke werden teils von der einen und teils von der anderen Schnittkante geschnitten, wobei sie von der theoretisch richtigen Form etwas abweichen. Diese Abweichung kann jedoch auf verschiedene Weise herabgesetzt werden, erstens durch Verminderung von α (und folglich von A₁), zweitens durch Verschiebung der theoretisch richtigen PrOnIeP₁P₃, P₆P₇ von den Rändern Q_e, Q/ weg mehr nach dem mittleren Teil des Zahnes, drittens durch Verschiebung des richtigen Profils-P₄ P₅ von der mittleren Zahnradebene Q weg etwas nach den Randzonen zu, so daß es sich in zwei mittlere richtige Profile spaltet, viertens durch Versetzung der richtigen Cycloidenbogen C₁, C₂ von der Fuß- bzw. Kopflinie weg mehr nach der Flankenspur s- zu.

Es entsteht somit ein Zahn Z eines Zahnrades A (Abb. 12), welcher auf jeder Flanke ■ zwei Höhenschichtenlinien und vier Profil-

linien-besitz^ beispielsweise C₁, £₂, c'd', ■(■"■ d"] -c''''■&",;_ C'V. d'^v für Flanke- f, die theö- ¥eiisßn -ricittig sind, •wah-rend-älle ^anderen " P-ik»kte seiner Oberfläche von der richtigen Form-sehr wenig abweichen. Die am meisten äbweiGheriiden Punkte- befinden .sich- auf einer Grenzlinie &j und ihre Abweichimg.'von der richtigen Lage kann-wieder durch Vermiiide^ - Ttiög-von-a iöäerhälKbelfeb-igenger,Grenzen gezwungeiivWerden.-Dabei wird· die auf der Abbildung punktierte- Zone- durch .die Schnittkante',S₁ und die idaselbst schraffierte, durch

die Sehnittliante^₂ geschnitten. -- -

' ;. ---Bie ändere Zahnflanke-/^ iwind-auf ähnliche ¹S Weise durch, zwei andere Schnittkanten. S₁*,. S?* geschnitten,: wovon-die,-.erstehim .Winkel· % geneigt, und mit'-dem Punkt i£_t*. im Abstande/ von -der; Drehachse; jD_s."Befestigt, hauptsächlich - die' seitlichen :Rändzpnenl und -die.-zweite, im .Winkel or..geneigt und"jmit PunktL₂* im Abstande/ von .der. Drehachse Di -befestigt, hauptsächlich■■ die' .mittlere ■Zone def-Zahnflanke.bearbeitet,:..j ... ■ * ... Eis sei hier bemerkt, daß mit-denr.;Verfahren ^a5 nach der Erfindung die ideale, durch die Messeigebildete.-Zahnstange,.. auf_ welche, der Zahnradkörper: '.w.ährenid,· des, ,Schneidens, abrollt,, weder durch die mit ;i.noch .durch:die mit. 2 bezeichneten. Messer ^gebildet wird; sie würd-viermehr. zum Teil durch_die. .einen, und zum.3üeil;_durch die, anderen gebildet,, denn :beiäe, verkörpern nur bestimmte, beschränkte Teile/der Zahnflanken dieser idealen! Zahn-

- An.;BC4n,d der. Abb. J3 und.14 werden im ■folgenden; die .Phasenbeziehungen, ^zwischen den.y.eis.cMedenenjStbnittkantea^erklärt. Die Schnittkanten,., welche.-; sieh _um_-die; .Achsen ... D₁ D^./(Abb.S₁, 20) drehen,, habenreine bestimmte Phasenverschiebung. ,untereinander-Uta diese. Phasenverschiebung zu. bezeichnen, muß aber zuerst ein/besonderes. Maßsystem eingeführt werden. Es sei .dies aus z;wei je um eine der genannten Achsen mit derselben Geschwij3,digkei.t wie die Schnittkanten drehbare .P.olarkoorditiatensysteme gebildet,. Als Nullirüen dieser Systeme werden z_wef Linien gewählt, _ welche sich in einem bestimmten -_u Augenblick während der λ Drshurig um die Achsen.P^ in "entsprechender Lage ,beflnden* Dabei könnenl-die Drehachsen" um; den Zahnradumfailg beliebig verteilt sein. Vöji diesen Jiullinien^ aus- werden die Phasen' der"Schnittkäntefl·im Wiftkeimaß_:gemessen.. Dabei wird die Anzahl der zwischen; beiden Werkzeugdrehachsen liegenden Zähne tnitg' bezeichnet. "„Sind ;die. Ntiilinien beispielsweis.e.mit Ü, die Phase der Schnittkante^₁- des Messers .F₁ -; .(bezügkch der ihr. gehörigen KFulHnie), mit 6°· Q₁ un;d dLe Phase der Schnittkante 5₂.des Messers F_z (bezuglich der ihr gehörigen Nullinie) mit ρ~₂ bezeichnet (Abbi 14):," dann ist der Phasenunterschied zwischen den beiden Schnittkanten vS"_t und .S₂

Die.beiden Schnittkanten, welche ein und dieselbe Zahnflanke bearbeiten, haben also, obwohl sie um verschiedene Achsen drehbar sein können, eine relative Phäsenverschiebung ψ, und im besonderen. eilt die Schnittkante S₁ des tim die Achse D₁. drehbaren Messers. F₁ der Schnittkante S_s des um die Achse D₂ drehbaren Messers F₂ voraus. In der Tat ist aus den Abb. 8 und 11 klar ersichtlich, daß die Drehachse D₁ bzw. D₂ bei ihrer Relativbewegung v_a mit Bezug· auf das Zahnrad zuerst zu der Cyclöide C₁ und erst nach ' einer gewissen Strecke zu der Cycloide C₂' den Abstand/ erhält. Da sich aber indessen die.'Schnittkanten um die betreffenden Aehsengedreht haben, so muß eben die .SchnittkanteS& welche die Fußlinie C₁' schneidet, der.Schnittkante^, die die Kopflinie C₂' schneidet, voreilen. '

Die . Schnittkanten vollführen eine ganze Umdrehung; (Zentriwinkel 2?e) um ihre Achsen, wenn sich der 2ahnradkörper um σ Teilungen gedreht hat (Zetitriwinkel στ), wobei σ eine beliebige ganze Zahl und der zur Teilyng t gehörige Zentriwinkel mit τ bezeichnet; ist. .Auf diese Weise kommen die Schnittkanten" bei jeder.Umdrehung auf einem neuen. Zahn zum Schneiden, wobei jeweils (σ-—1) "Zähne; übersprungen" werden. Es sind daher σ ganze Umdrehungen des .Zahnradkörpers nötige damit alle -Zähne einmal· von denselben Schnittkanten bearbeitet werden, oder es müssen,; wenn sämtliche Zähne in;einer einzigen'Umdrehung beärbei- «o tet werden sollen, σ Sätze Schnittkanten vorgesehen, beispielsweise dadurch, daß ebenso viele Messer auf jedem'Messerkopf befestigt werden. ·.

Es sei*jetzt angenommen, "daß sich in einem gewissen Augenblick die Drehachse D₁ des Messers F₁ im Abstande/ von der Fußlinie der- einen Zahnflanke/ eines Zahnes befinde, so daß Punkt K₁ diese Fußlinie im Punkte c berühre (Abb. ί3). Nach einer Drehung der Messer um den Winkel ψ wird sich die Drehachse D₂ des Messers F₂ .in der genannten " Entfernung/ von der Kopf linie derselben Zahnflanke desselben (oder ,eines anderen, um σ' Teilungen verschobenen) Zahnes befinden, so daß Eunkti₂ diese Kopf linie im Punkte ti berühren wird. Gleichzeitig wird der Zahnradkörper eine Drehung um den dem Zahnprofil c d entsprechenden Zentriwinkel Ip₁ um die eigene Achse D₃ vollführt haben. Nach einer weiteren ^Drehung des Zahnradkörpers um den zur Kopf dicke d d_h des Zahnes gehöri-

gen Zentriwinkel y_k' wird die Drehachse D₁ des Messers F₂* in der richtigen Entfernung J von der Kopflinie der anderen Zahnflanke h desselben (oder des erstgenannten) Zahnes gelangt sein, und Punkt L₂* wird diese Kopflinie im Punkte <2_ft berühren. Gleichzeitig werden sich die Messer um einen gewissen Zentriwinkel y_k gedreht haben. Nach einer weiteren Drehung der Messer um

ίο Winkel·?/; und folglich des Zahnrades um den entsprechenden Winkel ^₁ wird die Drehachse D₂ im Abstande / von der Fußlinie der Zahnflanke h gelangt sein, und es werden sich Punkte K₁* der Schnittkante und c_h der Fußlinie berühren. Endlich nach einer weiteren Drehung des Zahnradkörpers um den zur Lückenweite c_h c der Zähne gehörigen Zentriwinkel γ/ wird sich die Drehachse D₁ wieder im Abstande / von der Fußlinie der erst-

ao genannten Zahnflanke eines anderen Zahnes befinden. Dabei werden sich die Messer um einen gewissen Winkel y_f gedreht haben.

Wenn nun σ = 1 ist, so· wird dabei Punkt .K₁ wieder mit Punkte des nächsten Zahnes in Berührung gekommen sein. Wenn dagegen σ verschieden von 1 ist, so wird jetzt das vorhergenannte Messer .F₁ keinen Zahn berühren und erst nachdem σ Zähne vorbeigegangen sind wieder in Wirksamkeit treten. Wenn

aber eine andere, mit — Phasenverschiebung

aufgestellte Schnittkante vorhanden, ist, dann wird diese mit ihrem Punkt K₁ die Fußlinie c des nächsten Zahnes berühren. Nach dem Vorhergehenden stehen die verschiedenen Zentriwinkel des Zahnradkörpers und der Schnittkanten in dem Verhältnis

^άτ _Ψι _ Vk' _ γ/
2π ψ Yk YJ- '

Aus dieser Gleichung geht unter anderem hervor, daß die Phasenverschiebung ψ zwischen den beiden Schnittkanten ein und derselben Zahnflanke bei unveränderter Form der Zahnflanken, also bei gleichem %p_t, zu dem zur Teilung gehörigen Zentriwinkel τ in umgekehrtem Verhältnis steht. Wenn also der Teilungswinkel des Zahnrades bei gleichbleibendem IjJ₁ kleiner gemacht wird, so muß die Phasenverschiebung ψ zwischen den Schnittkanten entsprechend! vergrößert werden. Wenn die Teilung negativ wird, so wird ψ auch negativ, und die Reihenfolge der Schnittkanten kehrt sich um.

Nun bedeutet eine negative Teilung ohne Veränderung von ^₁ bei Zahnrädern mit nach Cycloiden gekrümmten Zähnen, daß der Sinn der Cycloide ein entgegengesetzter ist, wie aus den Abb. 15,. 16 klar hervorgeht. Hier drehen sich die Schnittkanten stets in demselben durch die Pfeile angedeuteten. Sinne, und^: sie schneiden stets nach rechts hin, wäh> rend der Drehsinn des Zahnradkörpers in den beiden Abbildungen 'entgegengesetzt ist. Es entsteht in dem einen Falle eine rechte und in dem anderen eine linke Cycloide, und die beiden sind miteinander konjugiert und können durch Umklappung um die Mittellinie M in Übereinstimmung gebracht werden, so daß die entsprechenden Zähne-Z_e bzw. Z₆ miteinander kämmen können. Es folgt daraus, daß es bei dem Verfahren nach der Erfindung möglich ist, Paare konjugierter Räder, zu schneiden, ohne die Messer aus den Messerhaltern lösen zu müssen. Zu diesem Zweck sind erfindungsgemäß. die verschiedenen Schnittkanten in ihrem Phasenunterschied verstellbar. Im besonderen sind bei einer Maschine zur Durchführung dieses Verfahrens die beiden Messer ein und derselben Zahnflanke auf zwei verschiedenen Messerköpfen befestigt,, die zur Erzeugung des Gegenzahnrades um den Winkel 2 ψ gegeneinander verdreht werden.

Aus den Abb, 17, 18 ist die relative Lage sämtlicher Messer ersichtlich, und zwar sowohl zum Schneiden des einen als des anderen damit konjugierten Rades. Die MesserF₁ und F₂* sind auf dem einen und die Messer F₁* und F₂ auf dem anderen· Messerkopf befestigt. Auf diese Weise ist es möglich, bei einer Verdrehung der Messerköpfe um den Winkel 2*ψ gleichzeitig beide Schnittkanten'-paare gegenseitig zu verdrehen. Bei diesen Abbildungen ist die Annahme gemacht worden, daß σ = iy daß sämtliche Flankenspuren auf dem Umfang des Teilkreises gleichmäßig verteilt und daß sämtliche Zahnflanken gleich geneigt seien, daß also die zur Kopf dicke der Zähne und zur Fuß weite der Lücken gehöri- j.00 gen Zentriwinkel y_h' und γ/ (Abb. 13) untereinander gleich seien und ebenso die dein entgegengesetzten Profilen entsprechenden Winkel·¹!/;].. Unter solchen Umständen sind nämlich auch die zwischen beiden Messerpaaren bestehenden Phasenunterschiede.j^ und y_f (Abb. 14) gleich, und derPhasenünterschied zwischen Messern, welche bei der Verände- rung der Teilung keiner Phasenveränderung unterworfen sind, wie z.B. F₁* und F₂, be- _11Q trägt m,\ die Schnittflächen sind in diesem Sonderfalle Schnittebenen.

Eine andere Auffassung der Tatsache, daß bei der Umkehrung des Sinnes der Cycloide, also des Drehsinnes des Zahnradkörpers bei gleichbleibendem Drehsinn der Schnittkanten, auch die Phasenverschiebung·)/; zwischen den Schnittkanten ein und derselben Zahnflanke umgekehrt werden muß, kann aus den Abb. 8 und 12 gewonnen werden. Bei dem beschriebenen Drehsinn kommt bei der Drehung des : Zahnradkö.rpers zuerst die Linie C₁ und dann

die linie C₂ in der .richtigen Schnittweite / von der Drehachsei) d'erbetreffenden'Schnittlcante, undres' ziehen demgemäß zuerst die Schnittkante S₁; und alsdann,- um den Winkel-y; versetzt, die Schnittkante S₂ "vorüber. Wenn nun beim Umkehren des Drehsinnes des Zahnradkörpers die Cycloidällinien in umgekehrter Reihenfolge, also zuerst C₂ und nachher C₁ kommen, so muß auch diejenige . to Schnittkante, welche zum Schneiden der ersten Linie C₂ geeignet ist, also S₂, zuerst und diejenige, welche zum Schneiden der zweiten Linie C₁ dient, also S₁, nachher vorüberziehen. Da nun der Drehsinn der Schnittkanten unverändert geblieben ist, so muß, um diese verkehrte Reihenfolge zu erzielen,, ihr gegenseitiger Phasenabstand ψ umgekehrt werden. Aus der oben angeführten Gleichung geht weiter hervor, daß der Phasenunterschied ψ bei unverändertem Teilungswinkel τ zu dem dem Zahnprofil· entsprechenden Zentriwinkel Af)₁ in direktem Verhältnis steht. Wenn alsp (bei einer Verkleinerung von ψΐ) -das Zahnprofil steiler und der -Neigungswinkel a der Eingriffslinie der Zähne kleiner- wird, so wird auehder Phasenunterschied ψ zwischen den. Schnittkanten derselben Zahnflanke geringer. Im Grenzfalle,, wenn α (und damit ^₁) gleich Null wird, wird auch ψ gleich Null; in diesem Falle sagt many daß die beiden Schnittkanten in Phase sind; sie können demnach durch eine dritte Schnittkante ersetzt werden, oder es kann eine davon fortfallen. Daß die beiden Schnittkanten gleichgeneigt sind und' in eine einzige übergehen können, geht auch aus der Bemerkung 'hervor, daß die Neigung % der einen Schnittkante,-wie mit Bezug auf Abb. 8 erklärt worden, geringer als die Neigung α der? anderen, jedoch gieichnamig mit ihr sein muß.' Wenn also α gleich Null-ist, so· muß auch ^₁ -gleich Null sein, denn kleiner kann er nicht werden. In- diesem Grenzfalle sind also die beiden Schnittkanten gleich geneigt, und zwar parallel zu den Drehachsen D₁ bzw> D₂. :

Wenn Räder mit α = ο geschnitten -werden, so können die zwei überflüssigen Schnittkanten verschiedenartig - weggelassen werden. Wenn die Räder auch mit α = ο arbeiten sollen, also der Teilkreis Γ (Abb; 5) mit dem Grundkreis K_g der Evolvente übereinstimmt, so daß .ff und y_k' (und somit auch y_t und y_&) gleichgemacht werden können, dann können die Schnittkanten S₁ und S₂*, also die Messer F₁ und F₂* (Abb. 14)., welche auf ein und demselben Messerkopf befestigt sind, weggelassen werden. In diesem Falle wird die Maschine einfacher, da sie auch mit einem einzigen Messerkopf auskommt; Wenn jedoch die Räder mit einem Teilkreis T, welcher von dem Grundkreis J^., der Evolvente verschieden ist, miteinander kämmen'sollen, dann müssen, •üniidies zu ermöglichen, "die DiQke der Zähne und die Weite der Lücken verändert, und zwar müssen die Zähne dicker und die Lücken enger gehalten werden. Dies wird sehr einfach dadurch erreicht, daß die Schnittkanten^ und -..Sy, also die Messer .F₁ und F₁', -weggelassen werden, -so daß auf jedem der . beiden lyiesserkÖpfe ein einziges Messer P₂ bzw. F₂* übrigbleibt und diese gegeneinander verdreht-wer den können. Nun-ist der Phasenunterschiedzwischen F₂ und .F₂* gleich γ^, welcher laut der obengenannten Gleichung mit dem zur -Kopfdicke der Zähne gehörigen Winkel y_k' in-direktem Verhältnis steht. Eine ' Verdrehung- der Messerköpfe hat daher in diesem F- alle eine Veränderung der Zahndicke zur Folge.^: Da in diesem Falle α und daher ψ gleich Null ist,-so ist der Phasenunterschied zwischen F₂* und F₂ gleich γρ und da dieser zu dem zur~Lückenweite gehörigen Winkel γ/ in direktem Verhältnis steht, so hat die genannte Verdrehung gleichzeitig eine umgekehrte und gleichwertige Veränderung der Zahnlückenweite zur Folge. Auf diese Weise werden die Zahnfianken theoretisch richtig geschnitten, und es ist sehr leicht und einfach, die Lage und Größe des Teilkreises T oder die Teilung t zu verändern, denn es genügt zu diesen Zwecken, die Phasenverschiebung zwischen den beiden Schnittkanten zweckentsprechend zu verändern. Um die Phasenbeziehungen der Schnittkanten) nach dem Vorhergehenden je nach der auszuführenden Arbeit richtig einstellen zu können, sind die Schnittkanten· erfindungsgemäß, ohne auf ihren Messerköpfen verschoben zu werden, gegeneinander verdrehbar.

In der Abb. 24 sind zwei Räder mit gleicher Zähnezahl aber verschiedenem Durchmesser und ungleicher Zahnhöhe dargestellt. Damit beide Zahnräder mit denselben Messern und ohne daß solche von den Messerköpfen abgenommen zu werden brauchen geschnitten werden können, ist außer einer Verschiebung der Messerköpfe selbst und-der Veränderung ihrer Geschwindigkeitsverhältnisse bloß eine Veränderung des Phasenunterschiedes ψ zwischen den Schnittkanten der Messer ein und derselben Zahnflanke erforderlich.

Es sei angenommen, daß das Profil c d des größeren Rades bei der Zahnhöhei den Zentriwinkel IjJ₁ nabe. -Dann werden bei beiden Zahnrädern die-Punkte c bzw. C₁ durch die Punkte if der Schnittkanten- (s. Abb. 9, 10) geschnitten, während Punkte L derselben Schnittkanten einmal den Kopfpunkt ei des größeren Zahnes Z; und das andere Mal einen Punkt (I₁ außerhalb des kleineren Zahnes Z/ -iao berühren, derart, daß ein Profil C₁ (I₁ denselben Zentriwinkel ^₁ und dieselbe Zahnhöhe i wie

das Profil c d haben würde. Wenn nun aber ein Profil C₁' d_t' geschnitten werden soll, welches bei einer kleineren Zahnhöhe i' denselben Zentriwinkel ^₁ wie das größere Rad· habe, dann müssen die Messer derart eingestellt werden, daß ihre Punkte L durch einen Punkt d{' hindurchgehen, welcher bei der Zahnhöhe i _ einem Zentriwinkel %pi größer als -^₁ entspricht, derart, daß das- durch sie erzeugte Profil C₁' (I₁"

ίο durch Punkt d_±' hindurchgehe, welcher bei einer Zahnhöhe ϊ einem Zentriwinkel ^₁ entspricht. Aus der oben angeführten Gleichung geht aber hervor, daß einer gegebenen. Veränderung von ^₁ eine im. festen, Verhältnis dazu stehende Veränderung von ψ entsprechen muß, so daß um den gewünschten Effekt zu erzielen die Phasenverschiebung zwischen den Messern ein und derselben Zahnflanke von dem Werte ψ auf einen neuen Wert ψ' ge-

2o' bracht werden soll, welcher zu dem ersteren in dem Verhältnis ψί : ψ_χ steht.

Das oben Gesagte hat für die Erzeugung von Kegelrädern eine ausschlaggebende Wichtigkeit. Bei solchen Rädern ist nämlich der Teilkreisdurchmesser längs der Zähne stetig veränderlich, und auf dieselbe Weise sind auch die Zahndicke und -höhe veränderlich. Es muß also zum Schneiden solcher Zähne der Winkel ψ während des Schneidens stetig verändert werden. Dies wird einfach dadurch erzielt, daß den beiden ein und dieselbe Zahnflanke bearbeitenden Schnittkanten, wenigstens in dem wirksamen Teil ihrer Bahn, verschiedene ungleichförmige Geschwindigkeiten erteilt werden. Zu diesem Zweck erhält wenigstens der eine Messerkopf eine ungleichförmige, , periodisch veränderliche Geschwindigkeit.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

können auch Verzahnungen mit anders als nach gemeinen verlängerten Cycloiden gekrümmten Flankenspuren geschnitten werden. In der Abb. 19 sind beispielsweise neben einer verlängerten Cycloides noch zwei abgeänderte Cycloiden dargestellt, und zwar eine Sk mit kleinerer Schleife und einei_ff mit größerer Schleife, welche in der als Flankenspur benutzten Strecke, die mit dickerer Linie dargestellt ist, eine kleinere bzw, größere Krümmung aufweisen. Solche und andere. Kurven können dadurch erhalten werden, daß den Schnittkanten eine periodisch veränderliche Drehgeschwindigkeit erteilt wird, dessen Periode etwa eine Umdrehung oder ein Vielfaches oder einen ganzen Bruchteil davon beträgt.

Die Geschwindigkeiten der Schnittkantensysteme sind' gegeneinander um ψ verschoben, derart, daß jeweils beim Durchgange der Schnittkanten durch eine bestimmte Drehlage mit Bezug auf die Zähne die Geschwindigkeit für alle Systeme- ein und denselben Wert hat. Diese" ist die Bedingung, damit die beiden zu einer »Flanke gehörenden Schnittkanten, die um den Winkel ψ versetzt einander nacheilen, längs der Zahnflanke dieselbe Bahn beschreiben. Die Kurve s_g bietet den Vorteil, daß die,Pfeilhöhe k der Gesamtkrümmung bei gegebener Zahnbreite B größer ist, so daß die Zahnräder enger ausfallen und deshalb weniger Platz in Anspruch nehmen und also für mannigfache Anwendungen viel wertvoller sind.

Gemäß den Abb. 20 bis 22 besteht eine Maschine zur Durchführung "des Verfahrens nach der Erfindung aus einem Gestell G, auf welche'm eine Aufspannspindel W_s drehbar und zwei Werkzeugspindeln W₁ und W₂ drehbar und gleitbar gelagert sind. Die Werk- · zeugspindeln sind miteinander und mit der 8p Aufspannspindel -derart drehverbunden, daß verschiedene Übersetzungsverhältnisse und das Umkehren des Drehsinnes der Aufspannspindel möglich sind. Die Werkzeugspindeln sind bei dieser Ausführungsform mit Messerköpfen H₁, H₂ versehen, welche je ein Messer F₂* bzw. F₂ mit stark geneigter und ,eines, F₁ bzw. F₁*, mit weniger geneigter Schnittkante tragen. Sie könnten aber auch mit je nur einem Messer mit parallel zur Drehachse des Messerhalters liegenderSchnittkante versehen sein. Für die Längs- und Quereinstellung sowie für die Vorschubbewegung sind die Werkzeugspindeln in an sich bekannter Weise auf Schlitten S_h gelagert, und diese sind wiederum auf Schlitten S_w lotrecht gleitbar befestigt, welche sich waagerecht auf den Führungen F_w des GestellsG verschieben können, so daß das Abrollen des Zahnradkörpers auf der idealen,' durch die Schnittkanten gebildeten Zahnstange ausgeführt wird. Das Getriebe zur Durchführung dieser Bewegungen wurde auf den Abbildungen nicht dargestellt, da es von beliebiger, wohlbekannter Art sein kann und mit dem Erfindüngsgegenstand nichts zu tun hat.

Um die charakteristische Veränderung des Phasenunterschiedes ψ zwischen den Schnittkanten ein und derselben Zahnflanke oder derjenigen y_k und 3// zwischen den Schnittkanten verschiedener Zahnflanke»» bewirken zu können, werden erfindungsgemäß die Messerköpfe gegeneinander verdreht. Zu diesem Zweck ist in dem die Messerköpfe H₁ and H₂ miteinander und mit der Auf spannspindel W₃ verbindenden Getriebe eine Drehkupplung u_u U₂ eingeschaltet, welche eine beliebige Verdrehung zwischen den beiden Messerköpfen und insbesondere das Umkehren ihres Phasenunterschiedes gestattet. Da sich nämlich entsprechende Messer, wie F₁ und F₂ (Abb. 14)., auf verschiedenen MesserköpfenH₁

Claims (1)

1. bzw. H₂ befinden, so können, siejganz wohl auch in Phase gebracht -werden, ..ohne; daß sie ■gegeneinan'derstöBen.. :^:'· '*.■».>:-..■ -._« -.-'.

   "Das die Messerköpfe:mit der 'Aufspann-S spindel für den Zahnradkörper verbindend⁶ - Getriebe kann, um Zähne mit nach veränderten Cyclonen etwa nach Äbbt. ig .geformten oder auf einem Kegelmantel liegenden Flankenspuren zu erzeugen,' eiae mit periodisch ίο veränderlichem Übersetzungsverhältnis arbeitende. Übertragung aufweisen*. Diese kann beispielsweise aus unrunden, etwa elliptischen Rädern^ A_s, A_T*, A_s* bestehen (Abb. 20) ^N oder irgendwie'an'ders ausgeführt seih." Selbstverständlich ist .die Maschine noch mit zahlreichen anderen Getrieben .und!' Teilen versehen/ die, wiev dasjenige die. Vorschub-■ bewegung der Messerköpfe tangential zum Zahnradkörper zurHersiellung des: RoHver- * 20 fahrens bewirkende, als für die Durchführung des erfindungsgemäßen.: Verfahrens nicht charakteristisch.und bereits auf mehrfache Weise ausgeführt und..bekannt,.weder dargestellt nach beschrieben „wurden, j Auf der» Abb. 23.ist eine -besondere. Werk- - zeugs.pindel .dargestellt, durch welche es" möglich ist, die Veränderung des Phasenunterschieds zwischen den/^ Schnittkanten- .und ; selbst die Umkehrung desselben, zu bewirken, -ohne daß; es erforderlich sei, zwei -getrennte Werkzeugspindeln zu. gebrauchen. Diese besondere doppelte Werkzeugspindel besteht, aus ' einer höhlen Spindel W₁, welche "einen ebenfalls hohlen Messerkopf ·Ϊ£φ trägt, .und. einer -darin, liegenden und damit.konaxialen Spindel W₂',. weiche einen anderen, innerhalb des ersteren liegenden Messerkopf Ji₂'' trägt. Die beiden Spindeln können durch irgendeine; VorrichtungM₃ in einer beliebigen" gegenseitigen Winkelstellung oder Phase aneinander be-' festigt werden. Die . Doppelspindel. könnte auch in "mannigfachen anderen Ausführungsformen hergestellt werden. . ,.,.".

   Die Abb. 25 und, 26 .stellen eine zum Schneiden von Kegelrädern bestimmte Maschine nach der Erfindung, dar. Diese ist mit; einer doppelten. Werkzeugspindel W₁, W₂ nach, der Abb. 23 ausgerüstet, die 'auf _;einem Schlitten: .Sy befestigt und, mit diesem längs der.; Kreisführung. F_w' ^: drehbar} -_ igt.. Diese .Ereisfühfung. Hegt in einer Ebene, i^.. welche der Plänradebene (tangentiale Ebenexur Teil- ₍ fläche des Kegelrades) parallel.; ist.;;; Die Ke-, wegung des Schlitteiis ^', d· h. die Vorschub- · -'bewegung der Messer,. biegteht 'aus ' einer Drehung: in der: RichtungV .um- eine die Spitzeo_* .der ..Teilfläche:..■ enthaltende, zur Ebene R_t senkrechte Planrädaehsg.. Die Drehachse, der Werkzeugspindeln, ist.Jm rechten Winkel zu .einer. Tangente zur Grundfläche der:.Zähnlücken,..denn'.auf diese .Weise bekommen die Zähnejohne weiteres ihre richtige, veränderliche Höhe.. Die Einstellung, des Zahnradkörpers wird durch Verschiebung der Aüfspännspindel W₃ längs derKTeisführung F₂ und der Werkzeugspindeln in der Richtung I" parallel, zur' Ebene Bf bewirkt. . .

   Um :.aüf. derselben .Maschine . wahlweise Kegel- und Stirnzahnräder nach der .Erfindung schneiden, zu. können, wird zweckmäßig "wenigstens-noch eine Gerädeführung F_w" vorgesehen. ... ■...."-, . ".

   -Es· versteht sich, daß das beschriebene Verfahren, nur als-Beispiel anzusehen, ist. und dasselbe im Rahmen^ .der Erfindung mehrfach verändert und auf mannigfache. Weise durchgeführt werden kann. Auch, das¹ Zahnrad und die Maschine sind nur als.Beispiele anzusehen, und ■ sie können mehrere- Abänderungen erfahren :uhd von. den. beschriebenen Ausfuhrungsformen abweichend hergestellt werden.

   - PATliNTANSPR&CHE:

   .1. Zahnrad mit gekrümmten Zähnen, 8g , dadurch, gekennzeichnet, daß der der Ein-.-" griffsstrecke. entsprechende Zentriwinkel beliebig kleiner als der zur. Teilung gehörige Zentriwinkel ist und daß der zur Gesamtlcrümmung dex Zähne gehörige Zentriwinkel dem. Unterschied zwischen dem zur Teilung gehörigen und dem der Eingriffsstrecke entsprechenden Zentriwinkel .wenigstens. gleich ist, .. .

   '.Ζ- Zahnrad nach Anspruch 1 mit. verschwindend kleiner Emgriffsstrecke, da-" durch gekennzeichnet, daß die Gesamt-. krümmung (k) der Teirung (t) wenigstens gleich ist.

   3. Verfahren "zur Herstellung von Zahn- 1Ό0 rädern mit gekrümmten Zähnen, bei denen der der" Eingriff sstrecke entsprechende Zentriwinkel beliebig kleiner als der zur Teilung gehörige Zentriwinkel sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß eine, jede Zahnflanke.(/) durch zwei rotierende Messer (Ρχ, F₂) geschnitten wird, deren Schnittkanten (S₁, S₂) die volle Profilhohe (i) bearbeiten können und von denen die eine hauptsächlich die mittleren und no die andere hauptsächlich, die äußeren Teile der Zahnflanke bearbeitet, und daß die Neigung (α) der ersteren zur Drehachse des Messerkopfes größer als diejenige ((X₁) , der letzteren ist und; daß die Schnittkan- ng ten (S₁, S₂) in verschiedenen Entfernungen (/', J) γοϋ den Drehachsen. (D₁, D₂) . der; Messerköpfe befestigt" sind.

   4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet," daß" die verschiedenen iao Schnittkanten, ohne auf ihren Messerköpfen verschoben zu werden, in ihrem

   Phasenunterschied gegeneinander beliebig einstellbar sind.

   5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4 zum Schneiden von Paaren konjugierter Zahnräder, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichbleibendem Drehsinn der Messerköpfe (H₁, _t H₂) der Drehsinn des Zahnradkörpers' (A_k) umgekehrt wird und die Messerköpfe derart · gegeneinander verdreht werden, daß sich nach erfolgter Verdrehung die zwei Schnittkanten (S₁, S₂) ein und derselben Zahnflanke in einem gleich großen, aber entgegengesetzt gerichteten Phasenabstande (— ψ) befinden.

   6. Verfahren nach Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittkanten (S₁, S₂; S₁*, S₂*) zu ihren Drehachsen (D₁D₂) parallel und die beiden zum Schneiden einer Flanke dienenden Schnittkanten (S₁, S₂ bzw. S₁*, S₂*) miteinander in Phase sind, so daß je eine (S₂* bzw. S{) fortfallen kann.

   7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schnitt-■ kanten (S₂ und S₂*) zum Schneiden zweier verschiedener Zahnflanken(fbzw. K) gegeneinander verdrehbar sind.

   8. Verfahren nach Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ein und dieselbe Zahnflanke (f) bearbeitenden Schnittkanten (,S₁, S₂) wenigstens in den wirksamen Teilen ihrer Bahn verschiedene ungleichförmige Geschwindigkeiten haben.

   9. Verfahren nach Ansprüchen 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeiten der Messerköpfe periodisch veränderlich sind und daß jede Schnittkante beim Durchgehen durch die gleiche Drehlage mit Bezug auf die Zähne die gleiche Geschwindigkeit hat.

   10. Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 3 bis 9, gekennzeichnet durch wenigstens zwei mit der Aufspannspindel (W_s) drehverkuppelte und¹ gegeneinander verdrehbare Werkzeugspindeln (W₁, W₂), deren jede eine Schneide (F₁ bzw. F₂) für die eine (f) und eine Schneide (F₂* bzw. F₁*) für die andere Qi) Zahnflanke trägt.

   11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Werkzeugspindeln in einer einzigen- doppelten Werkzeugspindel vereinigt sind, welche beispielsweise aus einer hohlen (W₁) und einer därinliegenden, gegenüber der ersteren verdrehbaren Spindel (W₂) besteht.

   ^ 12. Maschine nach Anspruch 10 oder 11 zur Herstellung von Kegelrädern, dadurch gekennzeichnet, daß eine zur Planfadebene parallele und zur Plänradachse gleichachsigeKreisführung (F_xJ) für jeden die Messerköpfe tragenden Schlitten (S_w ^f) vorgesehen ist. ■

   13. Maschine nach Ansprüchen 10 .bis 12 zum Herstellen von Stirn- und Kegelrädern, dadurch gekennzeichnet, daß sie sowohl Geradeführungen als auch Kreisführungen für die Werkzeuge hat.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen