DE821146C

DE821146C - Scheibenfoermiger Fraeskopf und Fraesverfahren zum Verzahnen von Zahnraedern

Info

Publication number: DE821146C
Application number: DEP725A
Authority: DE
Inventors: Ernest Wildhaber
Original assignee: Gleason Works
Current assignee: Gleason Works
Priority date: 1942-01-19
Filing date: 1948-12-11
Publication date: 1951-11-15
Also published as: US2392278A

Description

Scheibenförmiger Fräskopf und Fräsverfahren zum Verzahnen von Zahnrädern Es ist ein Verfahren zum Verzahnen von Zahnrädern mit geraden Zähnen, insbesondere von Kegelr 1 ädern, bekan 11 t , -e w orden, bei welchem ein scheibenartiger Fräskopf verwendet wird, dessen Umfang mit Messern besetzt ist. Diese Messer, die radial zur Achse des `Werkzeugs angeordnet sind, sind unterschiedlich profiliert und bemessen. Insbesondere unterscheiden sie sich durch die Länge ihrer Spitzenschneiden, also durch die Breite der Schneidspitze. Während das Werkstück mit Bezug auf seine Achse feststeht, wird eine relative Vorschubbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück längs der zu erzeugenden Zahnlücke in einer solchen zeitlichen Abhängigkeit vom Umlauf des Fräskopfes herbeigeführt, daß verschiedene.-ÄIesser an verschiedenen Stellen längs der Zahnlücke zum Schnitt gelangen.
In der Messerreihe, mit der der Umfang des Fräskopfes besetzt ist, kann eine Lücke vorgesehen sein, damit das Werkstück eine Teilbewegung erfahren kann, wenn es sich in dieser Lücke befindet, ohne daß dazu der Fräskopf angehalten zu werden braucht.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf einen Fräskopf für ein derartiges Verzahnungsverfahren sowie auf die durch den neuartigen Fräskopf bedingte Ausgestaltung des Fräsverfahrens bzw. der Fräsmaschine. , Erfindungsgemäß haben die Spitzenschneiden, die, wie erwähnt, in bekannter Weise verschieden lang bemessen sind, denselben radialen Abstand von der Fräskopfachse. Dadurch unterscheidet sich die Erfindung von dem bekannten Fräskopf, bei welchem die Zähne eine verschiedene Höhe aufweisen und die Zahnspitzen daher auf einer Kurve liegen, die von einem zur Fräskopfachse konzentrischen Kreis abweicht. Vorzugsweise nimmt die Länge der Spitzenschneiden der Messer um den Umfang des Fräskopfes herum fortschreitend zu oder ab, so daß der Fräskopf nach Art eines Räumwerkzeugs zur Wirkung gelangt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das Messer mit der längsten Spitzenschneide, also der größten Breite der Messerspitze, eine mindestens um die Hälften längere Schneide als das schmalste Messer.
Am besten erhalten die Messer alle dieselbe Höhe, die geringer bemessen ist als die Zahnhöhe der zu fräsenden Verzahnung. Infolge ihrer geringen radialen Abmessungen werden die Messer nicht so stark auf Biegung beansprucht, wie es bei den eingangs erwähnten bekannten Fräsköpfen der Fall ist, deren Messer mindestens ebenso hoch sind wie die zu erzeugenden Zähne. Infolgedessen lassen sich die Abmessungen der einzelnen Messer in Umfangsrichtung verringern und mehr Messer auf einem Fräskopf gegebenen Durchmessers unterbringen.
Weitere Merkmale der Messer des Fräskopfes ergeben sich aus den Patentansprüchen. i Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der .Möglichkeit, die Lagerhaltung zu vereinfachen. Denn man braucht nur Messer ein- und derselben Größe vorrätig zu halten, die ihre unterschiedliche Profilierung nach dem Einsetzen in den Fräskopf durch Schleifen erhalten.
Erfindungsgemäß wird nun das mit Hilfe des neuartigen Fräskopfes durchgeführte Verzahnungsverfahren in einer besonderen Weise ausgestaltet, was eine entsprechende Bauart der Fräsmaschine erfordert. Während nämlich bei dem eingangs erläuterten bekannten Verfahren der gegenseitige Vorschub von Fräskopf und Werkstück lediglich in der Längsrichtung der zu fräsenden Zahnlücke erfolgte, ist erfindungsgemäß die Maschine so ausgestaltet, daß die gegenseitige Vorschubbewegung während des Fräsens einer Zahnlücke in der Richtung der Zahnlückentiefe erfolgt. Eine Maschine dieser Art eignet sich besonders zum Schruppen von Stirnrädern. Die Messer mit großer Spitzenbreite beginnen die Zahnlecke auszufräsen, und es folgen dann fortlaufend Messer mit geringer Spitzenbreite, bis schließlich die schmalsten Messer den Zahngrund herausarbeiten.
Indessen kann die Maschine, welche mit den neuartigen Fräsköpfen arbeitet, auch so ausgebildet werden, daß die gegenseitige Vorschubbewegung zunächst geneigt zum Zahnlückengrund in der einen Richtung erfolgt, worauf die Vorschubbewegung rückwärts in der entgegengesetzten Richtung längs der Grundlinie der Zahnlücke wiederholt wird. Auf diese Weise kann eine Zahnlücke gefräst werden, deren Tiefe die radiale Länge der verhältnismäßig kurzen Fräsmesser übertrifft. Wird derselbe Fräskopf mit Schruppmessern und mit Schlichtmessern i ausgerüstet, so wird das Verfahren vorzugsweise derart durchgeführt, daß die Schruppmesser in der ersten Phase zum Schnitt gelangen, während welcher der Vorschub geneigt zum Zahnlückengrund j erfolgt, und daß die Schlichtmesser in der zweiten Phase schneiden, wenn der Vorschub rückwärts längs der Grundlinie der Zahnlücke vorgenommen wird. Einige unterschiedliche .\usführungsformen der Irrfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.
Fig. 1 bis 3 sind schematische Ansichten, die die aufeinanderfolgenden Stellungen des Fräskopfes in Längsrichtung zeigen, wenn dieser in voller Tiefe im Eingriff mit dem Radkörper steht, entsprechend den bekannten Verzahutingsverfahren für Kegelräder; Fig. .4 ist eine Draufsicht und Fig. 5 ein Schnitt durch einen Fr<iskopf, der entsprechend einer Ausführungsart dieser Erfindung konstruiert ist, zur Verwendung in diesem Verfahren-, Fig. 6 ist eine Abwicklung ini Schnitt dieses Fräskopfes; Fig. 7 ist eine schematische Darstellung der Beziehungen zwischen Fräskopf und Radkörper, wenn der Fräskopf auf der Mitte seines Vorschubweges in voller Tiefenstellung ist; Fig. 8 ist eine schematische Darstellung, die einen Weg zeigt, auf welchem die Profilform der Messerseitensc''hneiden dieses Fräsers bestimmt werden können; Fig. 8 ist eine schematische Darstellung, die einen die in größerer Ausführlichkeit die kinematischen Beziehungen zwischen Friskopf und Radkörper offenbart und weiterhin zeigt, wie die Profilform der Messerseitenschneiden des Friiskopfes bestimmt werden können; Fig. 1o ist ein Schnitt durch den Fräskopf und Radkörper durch einen mittleren Punkt des Radkörpers im rechten Winkel zur Linie 69; Fig. 11 ist eine schematische Ansicht, die die Stellungen der verschiedenen Fräskopfmesser während der Verzahnung eines Zahnes im Radkörper zeigt; Fig. 12 ist eine schematische Darstellung, die die verschiedenen Messer in einer radialen Ebene des Fräskopfes übereinandergelegt zeigt; Fig. 13 ist eine schematische Darstellung einer Art der Erzeugung der radialen Vorschubbewegung des Fräskopfes hei der Verstellung des Fräskopfes; Fig. 14 und 15 sind schematische Draufsichten und Schnitte, die eine Art des Ilinterdrehens bzw. Hinterschleifens der Seiteiiflächeii der Messer dieses Fräsers (Fig. 4 und 5) zeigen; Fig. 16 ist eine Draufsicht einer anderen Ausführungsart eines 1, räskopfes entsprechend der vorliegenden Erfindung; Fig. 17 ist eine schematische Teilansicht mit (lern Blick auf die Seite einer Zahnlücke; Fig. 18 ist eine scheniatisclie Teilansicht mit dem Blick auf das Ende einer 7-aliiilücl;e, wobei gezeigt wird, wie der Fräskopf (Fig. 16) zum Verzahnen eines Stirnrades entsprechend der gegenwärtigen Erfindung angewendet wird; Fig:19 ist eine schematische Teilansicht von einigen Messern dieses Fräskopfes, die in einer radialen Ehene des Frä s1;opfes ühereinandergelegt sind; Fig.2o ist eine Teilabwicklung dieses Fräskopfes; 1# ig. 2 i ist eine schematische Darstellung mit dem Blick auf das Ende einer Zahnlücke in einem Stirnrad, die zeigt, wie eine abgeänderte Form des Fräskopfes entsprechend dieser Erfindung zum Verzahnen dieses Rades verwendet wird; Fig.22 ist eine schematische Ansicht, die eine Anzahl Messer dieser letzteren Ausführungsform des Fräskopfes in einer radialen Ebene des Fräskopfes übereinandergelegt zeigt; Fig. 23 ist eine Teilabwicklung dieser letzteren Ausführungsform des Fräskopfes; Fig. 24 ist eine schematische Darstellung eines Verzahnungsverfahrens für Kegelräder entsprechend dieser Erfindung, bei welchem der Fräskopf einen Vorschub in einer Richtung, und zwar in der 1-ängsrichtung der Zahnlücke erhält; Fig. 25 ist eine schematische Darstellung einiger übereinandergelegter Schneidmesser einer abgeändertem Fräskopfausführung, die entsprechend dieser Erfindung konstruiert ist. Dieser Fräskopf wird verwendet bei dem in Fig. 24 gezeigten Verfahren; Fig. 26 ist eine schematische Darstellung eines weiterhin abgewandelten Verfahrens zum Verzahnen von Kegelrädern entsprechend dieser Erfindung mit einem Längsvorschub des Fräskopfes in einer Richtung; F ig. 27 ist eine schematische Darstellung eines Verzahnungsverfahrens für die Zahnflanken eines Kegelrades entsprechend dieser Erfindung, bei welchem der Fräskopf zuerst in einer Richtung vorgeschoben und dann in der entgegengesetzten Richtung in Längsrichtung der Zahnlücke zurückgeschoben wird; F ig. 28 ist eine schematische Darstellung der 11'icikel, um welche der Fräskopf während der verschiedenen Perioden des Verzahnungszyklus für eine Zahnlücke rotiert wie bei dem Verfahren, das in Fig. 27 offenbart ist; Fig. 29 ist eine schematische Darstellung eines anderen Verzahnungsverfahrens für Kegelräder entsprechend dieser Erfindung, bei dem eine Zahnlücke durch Verschiebung des Fräskopfes in Längsrichtung der Zahnlücke in einer Richtung geschruppt wird und auf dem Rückwärtsvorschubwegdes Fräskopfes geschlichtet wird; Fig. 30 ist eine schematische Ansicht der Winkel, um welche der Fräskopf während der verschiedenen Perioden des Verzahnungszyklus für eine Zahnlücke rotiert, entsprechend dem Verfahren in Fig.29; l' ig. 31 ist eine schematische Darstellung, die ein weiteres abgewandeltes Verzahnungsverfahren für Kegelräder entsprechend dieser Erfindung zeigt; Fig. 32 ist eine Abwicklung eines Fräskopfes entsl@rechend dieser Erfindung, und sie zeigt, wie ein Fräskopf aus verschiedenen lagermäßigen Segmenten hergestellt werden kann; Fig. 33 ist eine Seitenansicht eines dieser Seginente; Fig. 34 und 35 sind radiale Schnitte von verschie-<1ciieii seginenteii dieses 1,i- äskopfes; F ig. 36 ist ein radialer Schnitt eines Segmentes von abgewandelter Form.
Fr äsköpfe, die entsprechend diesen Ausführungsarten dieser Erfindung hergestellt sind, werden in dem Verfahren verwendet, bei denen der rotierende Fräskopf im Eingriff mit dem Radkörper ist, während gleichzeitig eine relative Vorschubbewegung zwischen Fräskopf und Radkörper in Abstimmung mit der Fräskopfrotation gebracht wird. Die Vorschubbewegung kann eine Bewegung in Längsrichtung der Zahnlücke des Radkörpers oder auch eine Bewegung in die Tiefe des Radkörpers sein. Diese kann aber auch eine kombinierte Bewegung in Längsrichtung und in Tiefe sein. Fig. 4 und 5 zeigen einen Fräskopf entsprechend dieser Erfindung zum Verzahnen von Rädern, bei dem ein Vorschub in Längsrichtung und in Tiefe in Abstimmung mit der Fräskopfrotation angewendet wird.
Der Fräskopf C in den Bildern 4 und 5 hat eine Mehrzahl radial angeordneter eingesetzter Messer 5o, die in Schlitzen rund um die Peripherie des rotierenden Fräskopfes 51 eingesetzt sind. Die Messer werden mit den Schrauben 52 und der Klemmscheibe 53 befestigt. Die Schneidmesser 5o sind an ihren Spitzen und Seiten hinterdreht bzw. hinterschliffen, wodurch sie Spitzen- und Seitenschneiden erhalten. Die Seitenschneidkanten der Messer haben gekrümmte Profile, vorzugsweise von konkaver kreisbogenförmiger Art. Die Profilkrümmung der entsprechenden Seitenschneidkanten der Messer ist vorzugsweise gleichförmig, die Krümmungsmittelpunkte der entsprechenden Seitenschneidkanten der aufeinanderfolgenden Schneidmesser sind vorzugsweise voneinander abweichend, wie noch ausführlich beschrieben wird. Die Messer haben auch eine sich fortschreitend verändernde Spitzenbreite, wie ebenfalls noch ausführlich beschrieben wird.
In dem gezeigten Beispiel haben die Schneidmesser Doppelschneidkanten. Sie werden so geschärft, daß jedes Messer zwei Seitenschneidkanten hat, und zwar an den gegenüberliegenden Seiten der Messer. Es versteht sich jedoch, daß die Schneidmesser nur mit einer Sehneidkante angeschärft werden können, um auf einer Seite der Zahnlücke zu schneiden, und wechselseitig das nächste Schneidmesser auf der gegenüberliegenden Seite geschärft werden kann, um mit dieser Seite die entgegengesetzte Zahnlückenflanke zu schneiden.
Fig. i bis 3 zeigen schematisch ein bekanntes Verfahren zum Verzahnen von Kegelrädern. Es werden die einzelnen in Längsrichtung aufeinanderfolgenden Stellungen des Fräskopfes C gezeigt, nachdem der Fräskopf auf volle Zahntiefe vorgeschoben ist. Das zu verzahnende Rad ist mit 57 bezeichnet, seine Achse mit 58 und der Kegelscheitelpunkt mit 59. Während der Fräskopf um seine Achse 54 rotiert, wird er gleichzeitig in Längsrichtung der Zahnlücke und in Abstimmung mit seiner Rotation vorgeschoben, wobei die Achse 54 entlang einer Linie 55 wandert, die parallel zur Zahngrundlinie 56 liegt. Fig. i zeigt die Stellung des Fräskopfes, wenn er am schwachen Ende der Zahnlücke des Kegelrades 57 schneidet. Fig. 2 zeigt die Fräskopfstellung, nachdem er um einen bestimmten Winkel rotiert und in Längsrichtung von seiner Stellung aus Fig. i weiter geschoben ist und in der ,litte der Zahnlücke schneidet. Fig.3 zeigt die Stellung des Fräskopfes, nachdem er um einen weiteren Winkel seiner Rotation gedreht wurde und auch «-eiter in Längsrichtung der Zahnlücke vorgeschoben wurde und nunmehr am starken Ende der Zahnlücke schneidet.
In diesem bereits bekannten Verfahren, auf das sich dies bezieht, wird die Vorschubbewegung des Fräskopfes in Längsrichtung erzeugt durch exzentrische Lagerung des Fräskopfes auf die Werkzeugspindel der Maschine und Rotation der Werkzeugspindel, die hierdurch die Vorschubbewegung so erzwingt, daß der Mittelpunkt des Fräskopfes sich parallel zu der Zahngrundlinie der Zahnlücke bewegt. Infolge der exzentrischen Lage des Fräskopfes wird die Bewegung in Längsrichtung eine harmonische Bewegung. Darüber hinaus wiederholt sie sich bei jeder Fräskopfumdrehung. Der Tiefenvorschub geschieht während einer Anzahl von Fräskopfumdrehungen und kann durch eine entsprechende Vorschubkurve gesteuert werden. Nachdem eine Zahnlücke im Radkörper geschnitten ist, wird der Fräskopf aus dem Radkörper zurückgezogen, dieser zum nächsten Zahn weiter geteilt, und der Verzahnungszyklus beginnt von neuem.
Fig. 7 zeigt einen arbeitenden Fräskopf, entsprechend dem bekannten Verfahren, der in der Mitte seines Längsvorschubes und auf voller Zahntiefe steht. Die Schneidfläche des Fräskopfes, d. h. die Fläche, die alle Schneidkanten enthält, berührt die erzeugte Zahnfläche an dem Radkörper 57 entlang einer Linie 6o, die in der Hauptsache diagonal über die Zahnseite verläuft.
Wie bereits bemerkt, wandert bei seiner Bewegung in voller Zahntiefe der Fräskopf mit seinem Mittelpunkt 54 in Richtung der Zahngrundlinie 56 des Radkörpers 57. Der Fräskopfmittelpunkt wandert dann zwischen den Endstellungen 54 und 54'. Durch die harmonische Bewegung des Fräskopfes infolge seiner exzentrischen Lage ist die Geschwindigkeit der Vorschubbewegung in Längsrichtung auf der Mitte des Weges am größten und an seinem Ende, wo er umkehrt, gleich null. In irgendeiner Zwischenstellung 541 ist die Ordinate 541 bis 62 ein iblaß der augenblicklichen Geschwindigkeit des Fräskopflnittelpunktes auf seiner Wanderung. Der Punkt 62 ist auf einem Kreis 63 festgelegt, der um den Mittelpunkt 54 des Fräsers durch die Mittelpunkte 54' und 54" geschlagen ist. Der Winkel O, der gleich ist dem Dreieck 62', 54 und 62, ist der Rotationswinkel des Fräskopfes, während der Fräskopfmittelpunkt von der Stellung 54 zur Stellung 541 wandert. Es ist ersichtlich, daß die durchlaufene Strecke zur Rechten des Punktes 54 proportional zum Sinus 0 ist, und daß die augenblickliche Geschwindigkeit proportional zum cosinus 0 ist. Bei der Konstruktion dieses Fräskopfes für das angeführte bekannte Verfahren ist die erste Aufgabe die Bestimmung der Schneidflächenprofile, die zum Schneiden eines gegebenen Kegelrades notwendig sind. Wie aus den Fig. 9 und io ersichtlich, schneiden sich die Tangenten 65 und 65' zu den gegenüberliegenden Seiten 66 und 66' einer Zahnlücke des Kegelrades 57 an den mittleren Punkten 67 und 67' an einem Punkt 68. Die Tangentialebenen der Zahnseiten an den Punkten 67 und 67' enthalten die besagten Tangenten 65 und 65' und gehen außerdem durch den Kegelscheitelpunkt 59 des Kegelrades. Sie schneiden daher in einer geraden Linie, die den Kegelscheitelpunkt 59 mit dem Punkt 68 verbindet und die senkrecht zur Zeichnungsebene in Fig. io liegt. Diese Tangentialebenen berühren außerdem die Zahnflanken des Kegelrades entlang einer geraden Linie 7o, die radial vom Kegelscheitelpunkt 59 verläuft und die mittleren Punkte 67 und 67' schneidet.
Wir wollen nunmehr die Punkte der Schneidflächen analysieren, die mit der tangierenden Linie 7o konjugieren. Dies sind Punkte, die während der Fräskopfrotation und des Längsvorschubes die besagte gerade Linie beschreiben.
Es hat sich gezeigt, daß die Fräskopffläche, die konjugierend zu einer Tangentialebene 67-59-68 liegt, eine konische Fläche ist mit einem Mittelpunkt 75 (Fig.9), die eine Achse hat, die parallel und versetzt -vom Fräskopfmittelpunkt 54 liegt. Diese konische Fläche beschreibt die gesamte Tangentialebene 67-59-68 innerhalb der Länge einer Zahnseite während der relativen Rotations- und Längsvorschubbewegung des Fräskopfes und enthält daher auch die gesuchte Schneidenkrümmung.
In der in Fig. 9 gezeigten Stellung und in irgendeiner anderen Stellung berührt die Tangentialebene mit ihrer konjugierenden konischen Fläche eine gerade Linie, die die Projektion der augenblicklichen Achse der relativen Bewegung der besagten Ebene ist. In Fig. 9 geht diese gerade Linie durch die momentane Achse 62' und den mittleren Punkt 67 und deckt sich mit der Tangente 65 (Fig. io). Ist der Fräskopfmittelpunkt bei 541, dann ist die momentane Achse bei 62. und die Eingriffslinie mit der Tangentialebene erscheint als eine Linie 62-76. Die Ebene enthält die besagte 1?ingriffslinie, und die momentane Achse ist von der Fräskopfachse 54 um eine Entfernung (5,41-62) X sinus Ab versetzt. In der Mittelstellung, die weiterhin als k bezeichnet ist, ist diese Entfernung gleich dem _\11stand (54-62')'X Sinus 4.S. 4b bezeichnet den Winkel zwischen der Vorschubrichtung und der Linie 69.
Mit dem Abstand (54-62) ist gleich E, haben wir k = E Sinus 48.
Die Versetzung der Ebene 62-76 von der Fräskopfmitte 541 ist daher gleich E cosinus 0 X Sinus Ab = k - cosinus 0.
Drehen wir den Fräskopf durch den Winkel 0 zurück, dann deckt sich sein Mittelpunkt wieder mit 54, und die Versetzungsebene 62-76 erscheint als eine Linie 77, die um den Winkel 0 zur Ebene 62'-67 geneigt ist. Diese Ebene muß durch den Punkt 75 laufen, der eine Projektion des Mittelpunktes 54 zur Ebene 62'-67 ist, denn sie schneidet die Linie 54-75 in einem Abstand von 54, gleich seiner Versetzung k - cosillus 0 von der Fräskopfachse, dividiert durch den cosinus 0. Sein Abstand ist daher gleich k, also gleich 54-75 Punkt 78 ist der Schnittpunkt der Eingriffslinie der Ebene62-76 mit derZentralebene und erscheint als Punkt 78 nach Umkehrung der Fräskopfrotation um den Winkel0. Seine Entfernung von Punkt 75 ist gleich dem Abstand des Punktes 78 zur Projektion des Punktes 541 minus k Sinus 0 oder: Abstand (75-68) + (Abstand 54-54i) saus Ab - k Sinus 0 nun ist Abstand (54-54i) Sinus Ab = Abstand (54-62') Sinus 0 - Sinus Ab = E Sinus 0 sinus Ab = k Sinus 0 daher Abstand (75-78') = Abstand (75-68).
Dies zeigt, daß die geradlinigen Elemente den Punkt 75 passieren und die Zentralebene in einer konstanten Entfernung vom Punkt 75 schneiden, d. h., daß sie in einem Kreis um den Mittelpunkt 75 liegen. Die geradlinigen Elemente konstituieren daher eine konische Fläche, deren Achse durch 75 geht und die parallel zur Fräskopfachse 54 liegt. Für die Neigung der geradlinigen Elemente zur Zentralebene besteht ein konstanter Winkel i (siehe Fig. 1o).
Betrachten wir nun den Punkt 76' der Linie 77, der dem Punkt 76 der Linie 7o entspricht und sich mit dem Punkt 76 vor der beschriebenen Rückwärtsdrehung des Fräskopfes deckt. Abstand 78'-76' ist gleich dem Abstand 78-76, der wieder gleich ist dem Abstand (68-67) +Abstand (68-78) tangente b, wobei b den Winkel 67-59-68 (Fig. 9) bezeichnet.
Aus Fig. 9 ist ersichtlich, daß Abstand (68-78) = E [sinus (O-@@cS) + Sinus Ab], wobei E gleich ist zu 54-62'. Weiterhin ist ersichtlich, daß der Abstand des Punktes 76' zum Punkt 78' gleich ist: = Abstand (68-67) + E Sinus Ab - tangente b + E Sinus (0-4b) # tangente b, wobei nur der letzte Wert variabel ist.
Die einzelnen Punkte 76', die den verschiedenen Rotationswinkeln Oentsprechen, konstituieren die konjugierende Kurve zu der geraden Linie 59-67 der Zahnflanke. Diese Kurve kann durch einen Punkt beschrieben werden, der auf einem geradlinigen Element der konischen Fläche entlangläuft, die einen Mittelpunkt bei 75 hat, während das besagte Element um die Kegelachse 75 rotiert. Punkt 76' erreicht den kürzesten Abstand vom Kegelscheitelpunkt, wenn O gleich ist (9o°+db) und Sinus (19-4b) ist gleich i. Der Punkt 76' erreicht seinen größten Abstand, wenn O ist gleich (-9o°+48).
Der nächste Schritt ist die Bestimmung der Profile 8o und 8o' des Fräskopfes, die vorzugsweise als Kreisbogen ausgeführt werden. Jedes dieser Profile, wie z. ß. das Schneidprofil 8o', hat einen größeren Radius 67'-8i (Fig. io) als den Krümmungsradius 67'-82 des entsprechenden Zahnprofils 66' infolge der diagonalen Lage der Eingriffslinie 6o (Fig. 7) zwischen dem Kegelrad und der Schneidkante des Fräskopfes.
Der Radius des Fräskopfprofils 8ö kann leicht errechnet oder auch experimentell bestimmt werden, wie in Fig. 8 gezeigt. Ein Messer 79, das zum Schneiden auf der Mitte der Zahnbreite des Zahnrades vorgesehen ist, kann durch einen Hilfskörper aus verhältnismäßig weichem Material ersetzt werden, das an Stelle der wirklichen Schneidmesser in dem gleichen Platz eingesetzt wird.
Die gleichen relativen Bewegungen, nämlich Rotation und Längsvorschub, werden dann zwischen dem Stück 85 und einem fertig bearbeiteten gehärteten Rad 57 angewendet, wie sie zwischen dem Fräskopf und dem Radkörper während des Verzahnens einer Zahnlücke auftreten würden. Auf diese Weise wird eine Schneidkante mit der erforderlichen Profilkrümmung an dem Körper 85 erzeugt. Die höchste Genauigkeit wird hierbei erzielt, indem dieses Verfahren einige Male wiederholt wird, nachdem die Vorderseite des Körpers 85 durch Schleifen oder andere Nacharbeit wieder in Ordnung gebracht wird, so daß so wenig wie möglich Deformation bei dem endgültigen Formschnitt Platz greift.
Nachdem das mittlere Profil der Schneidfläche, d. h. der mittleren Schneidkante, die durch den Punkt 67 geht, bestimmt ist, kann die Schneidfläche selbst beschrieben werden durch Verschiebung des Profils entlang der Tangente 65 oder 65' (Fig. io), je nach Zahnseite, während der Drehung des Fräskopfes um die Achse 75 der oben bestimmten konischen Fläche.
Anstatt den Fräser um die Achse 75 zu drehen, kann er auch um seine eigene Achse 54 unter Verschiebung dieses Mittelpunktes in einem Kreis um die Achse 75 gedreht werden. Diese Verschiebung bringt den Fräskopfmittelpunkt 54 vorwärts und zurück von der Schnittlinie 68-59 der mittleren Tangentialebene und auch in Längsrichtung dieser Linie. Es wurde dabei gefunden, daß die Bewegung in Längsrichtung in bezug auf ihre Wirkung vernachlässigt werden kann.
Die Ein- und Ausbewegung kann leicht durch einen Exzenter 83 (Fig. 13) erzeugt werden. Der Exzenter ist an der Fräskopfachse mit einem Mittelpunkt 75 angeordnet, der um einen Abstand k von der Fräskopfachse 54 versetzt ist. Dieser Exzenter berührt eine ebene Anlage 84 deren ebene Berührungsfläche parallel zu der Linie 59-68 liegt.
Die Seitenschneidfläche für die eine Seite des Fräskopfes kann daher beschrieben werden durch Verschiebung des Fräsprofils 8ö (Fig. io) entlang der Tangente 65', während der Fräskopf um seine Achse dreht und sein Mittelpunkt sich entlang einer Linie parallel zu der Linie 75-68 (Fig. 9) bewegt, wobei die Bewegung als Linie 54-54a in Fig. 13 erscheint. Diese Ein- und Ausbewegung ist eine harmonische Bewegung, bestimmt durch eine Ordinate, die gleich k sinus O ist. Die Bewegung entlang der Tangente 65' ist ebenfalls eine harmonische Bewegung, die in der Projektion (Fig.9) bestimmt wurde als: E tangente b [Sinus (19-4b) + sinusdb], was in Wirklichkeit ist: Die Endstellungen des Schneidprofils zur Zeit ihrer Schneidarbeit sind in Fig. 12 gezeigt. Das Messer 87 schneidet an einem Ende der Zahnlücke und das Messer 88 an dem entgegengesetzten Ende der Zahnlücke. Die Messer haben Seitenprofile, die durch Verschiebung des Schneidprofils 8o und 8ö entlang der Tangenten 65-65' geformt sind. Auf diese Weise sind die Mittelpunkte 81, und 822 der Profile 8o1 und 8o2 der gleichen Seiten der Messer 87-88 parallel zu der besagten Tangente 65' vom Mittelpunkt 81 des entsprechenden Seitenprofils 8ö des mittleren Messers 79 verschoben. Die Größe dieser radialen und axialen Verschiebung ist, wie oben erklärt, durch die Zahnformen bestimmt, die für das zu schneidende Rad erforderlich sind.
Fräsköpfe der beschriebenen Ausführungsart haben eine zylindrische Außenfläche 89 (Fig. 12), deren Spitzenbreite unterschiedlich ist. Die größten und kleinsten Spitzenbreiten liegen sich diametral an der Fräskopfperipherie gegenüber, und die Nei: gung der Fräsprofile zur Rotationsebene 86 des Fräskopfes vergrößert sich mit der Verringerung der Spitzenbreite. Daher hat, wie in Fig. 12 gezeigt, das Fräsprofil 8o1 am Messer 87, dessen Schneidspitzenkante 125 die größte Breite hat, die geringste Neigung zu der besagten Rotationsebene, während die Seitenschneidkante 8o2 am Messer 88, dessen Schneidspitze 126 die geringste Breite hat, die größte Neigung zu der besagten Ebene hat. Die Spitzenbreite der Schneidspitze 127 am Messer 79, das auf der Mitte der Zahnbreite schneidet, liegt zwischen den Maximal- und Minimalspitzenbreiten, und die Neigung der Seitenschneidkante 8o dieses Messers liegt zwischen den Maximal- und Minimalneigungen der entsprechenden Seitenschneidkanten der Messer 87 und 88.
Es sei bemerkt, daß die Seitenkanten 8o2, 8o und 8o1 mit den Schneidspitzenflächen der Messer einen stumpfen Winkel bilden. Es sei weiterhin bemerkt, daß die Spitzenbreite des Messers 87 in dem gezeigten Beispiel mehr als doppelt so breit wie die Schneidspitze des Messers 89 ist. Gewöhnlich ist die größte Spitzenbreite der Messer mindestens fünfzig Prozent größer als die geringste Spitzenbreite im gleichen Messerkopf.
Fig. 6 zeigt einen Fräskopf entsprechend der beschriebenen Ausführungsart dieser Erfindung im abgewickelten Schnitt. Die verschiedenen Messer dieses Fräskopfes, bisher allgemein mit 5o bezeichnet, sind hier durch die Ziffern go-iog bezeichnet. Es ist ersichtlich, daß die Messer 9o und iog mit den geringsten Spitzenbreiten den Messern ioo und 99 mit den größten Spitzenbreiten diametral gegenüberliegen. Aus Fig.6 ist zu ersehen, daß alle Messer an ihren Seitenflächen in bezug auf die Flächen 118 und i,ig hinterarbeitet sind. Die Flächen 118 und iig enthalten die Schneidkanten aller Messer des Fräskopfes, d. h., sie konstituieren die gegenüberliegenden Seitenschneidflächen des Fräskopfes. Es ist zu ersehen, daß die Seitenflächen 118 und i i9 keine reinen Schraubenflächen sind, sondern daß sie schwach konkav zwischen den Maximalspitzenbreiten und Minimalspitzenbreiten verlaufen. Dies resultiert aus der harmonischen Natur der Schneidbewegung des Fräskopfes beim Verzahnen der Räder und weil der hr'iskol>f in Obereinstimmung mit dieser besagten Pewegung konstruiert ist. Fig. 12 zeigt die Stellungen der Messerprofile 88, 79 und 87 des Fräskopfes übereinandergelegt, d. h., wenn sie in der gleichen radialen Fräskopfebene rotieren. Da die Schneidspitzen der Messer in einer konstanten radialen Entfernung von der Fräskopfachse stehen, muß eine radiale Verschiebung 81, -81" zusätzlich vorgenommen werden, geometrisch zu einer Verschiebung 81-8i1 für den Mittelpunkt der Messerprofile 8o1 entlang der Tangente 65', um die Stellung der Messer im Fräskopf festzulegen. Diese zusätzliche radiale Verrückung 811-81Q ist gleich und entgegengesetzt zur Tiefenverschiebung in bezug auf die Linie 69, die der Fräskopfmittelpunkt während des Fräskopfvorschubes von einem Zahnende zum anderen ausführt. Auf diese Weise kann der wirkliche Mittelpunkt 81, des Profils 8o1 für die in Fig. 12 gezeigte Stellung erreicht werden. In ähnlicher Weise kann die Stellung Bob des Mittelpunktes für das Profil 8o2 bestimmt werden.
Die Form der Schneidkante selbst kann bestimmt werden durch den Schnitt der Zahnfläche mit der Schneidkante eines Messers, die gewöhnlich eine ebene Fläche ist, oder aber sie kann festgestellt werden durch das experimentelle Verfahren, wie es mit Bezug auf Fig.8 beschrieben ist. Ist die Form der Schneidkante und deren Verteilung um die Achse des Fräskopfes bestimmt, dann kann mit diesen Grundlagen der Fräskopf erzeugt und hinterdreht werden.
Eine Art, in welcher die Seitenflächen der beschriebenen Fräskopfmesser hinterschliffen werden können, ist in den Fig. 1:4 und 15 gezeigt. Die Messer 5o sind hier in einem besonderen Aufnahmekörper i io angeordnet, und zwar sind sie aus ihrer wirklichen Schnittstellung weggekippt, so daß die Schneidspitzenflächen konzentrisch zu der Achse i i i des Aufnahmekopfes liegen. Ein Exzenter 112 mit dem Mittelpunkt 113 ist auf der Spindel 114 befestigt, auf der der Aufspannkopf sitzt. Dieser Exzenter ist so angeordnet, daß er an einer ortsfesten Anlage 115 mit einer Führungsfläche 116 anliegt. Wenn der Aufnahmekopf i io gedreht wird, dann wird er radial entlang einer Linie 117 hin und her bewegt in Übereinstimmung mit der Aufnahmekopfrotation.
Zum Hinterschleifen der Seitenflächen der Messer kann eine Schleifscheibe 120 verwendet werden, die mit einem Kreisbogenprofil 121, dessen Mittelpunkt bei 112 liegt, abgerichtet wird. Während der Drehung des Aufnaltinekopfes wird die Schleifscheibe durch einen Exzenter oder eine Kurve in der Richtung ihrer Achse 123 in einer tangentialen Richtung zum Profil 121 verschoben. Diese Bewegung ist so angeordnet, daß sie einmal je Fräskopfumdrehung stattfindet. Die entgegengesetzten Seitenflächen der Messer können in ähnlicher Weise mit einer Schleifscheibe 12o' hinterschliffen werden. Die Oberkanten der Messer werden konzentrisch mit der Aufnahmekopfachse i i i geschliffen, d. li., während die ,Achse i i i ortsfest ist. i).@r :) 1#i=@cl@rirl@enc lr@;si:opf ist in der 1lauptsache ein Schruppfräskopf für enge Annäherung an gegebene Zahnformen. Schlichtfräsköpfe, die in dem Verfahren mit einem harmonischen Vorschub in der Richtung der Zahngrundlinie verwendet werden, können mit Seitenschneidkantenvon gleichförmigem Kreisbogenprofil,wie bereits beschrieben, ausgeführt werden. Beim Schlichten wird indessen die Zaliiikonstruktion vorzugsweise dem Verzahnungsverfahren angepaßt, so daß die Zahnfläche die Tangentialebene des Fräskopfes am Mittelpunkt 67 in einer schwach konkaven Krümmung berührt, die der Zahngrundfläche gegenüberliegt. In einem solchen Fall ist die Verrückung des Fräskopfprofils 8ö (Fig. io) entlang der Tangente 65' keine reine harmonische Bewegung. Sie ist abgeändert, um die erforderliche gekrümmte Eingriffslinie zwischen der "Zahnflanke und der Tangentialebene der Fräskopffläche zu erhalten. Die radiale Verschiebung bleibt indessen ungeändert.
In Fig. 16 ist eine abgeänderte Ausführung des Scheibenfräskopfes entsprechend dieser Erfindung dargestellt. Dieser Fräskopf enthält Messersegmente und ist eine Ausführung des Messerlückenkopfes. Er besteht aus einem rotierenden Kopf 130 und einer :Mehrzahl von Schneidsegmenten 131, die durch Bolzen oder Schrauben 132 am Kopf befestigt werden. In der gezeigten Ausführung sind die Segmente nicht über die ganze Peripherie hinweg angeordnet, sondern es verbleibt in der Peripherie eineLücke, mit 133 bezeichnet, zwischen dem ersten Segment 131" und dem letzten Segment 134. In der gezeigten Ausführung enthält jedes Seginent vier Messerschneiden 134. Diese Schneiden haben aufeinanderfolgend veränderliche Spitzenbreiten, sind jedoch von gleicher Höhe, wobei die Schneidspitzen in einer zylindrischen Fläche 137 achsinittig zu der Fräskopfachse 136 liegen. Die Wurzeln oder der Grund der Spannuten der Messer des Fräskopfes liegen in einer zylindrischen Ebene 138 ebenfalls achsmittig zur Fräskopfachse 136. Jeder dieser Schneidzähne 134 hat eine unter 9o° liegende Schneidbrust und ist an der Oberkante im Außendurchmesser in bezug auf die zylindrische Fläche 137 hinterarbeitet, um eine Spitzenschneidkante zu erhalten.
Die Seiten dieser Messer können geradlinig oder gekrümmt sein. Werden diese Seiten geradlinig gemacht, dann wird vorzugsweise ein o°-Eingriffswinkel angewandt, d. h. die Seiten liegen parallel zueinander und parallel zu einer Rotationsebene senkrecht zu der Fräskopfachse 136. Diese Ausführung ist gezeigt in Fig. 1g, wo drei verschiedene Messer oder Schneidzähne des Fräskopfes übereinandergelegt dargestellt und mit 134a, 134b und 134, bezeichnet sind. Gegenüberliegende Schneidkanten des Messers 134" sind mit 142 und 142' bezeichnet. Gegenüberliegende Schneidkanten des Messers 134b sind mit 141 und 141' bezeichnet. Gegenüberliegende Seitenkanten des 1lessers 134, sind mit 140 und 14ö bezeichnet. Die Außenschneidkanten der Messer sind mit-145, 1_1d Im(] 143 bezeichnet. Es ist ersichtlich, daß die äegenüberlieg: nden Seitenkanten der Messser einen Eingriffswinkel von o° haben und daß die außenschneidenden Kanten senkrecht zu den Seitenkanten und parallel zu der Fräskopfachse 136 liegen.
Die Messer sind um die Peripherie des Fräskopfes so angeordnet, daß das Messer 134a mit der größten Spitzenbreite das erste Messer ist, auf welches die weiteren Messer mit fortlaufend verringerter Spitzenbreite folgen. In dieser Ausführungsart der Erfindung sind die Messer so konstruiert, daß nicht nur die entsprechenden Seitenschneidkanten der Messer in der gleichen Fläche liegen, sondern daß auch die entsprechenden Seitenflächen der Messer in der gleichen Fläche liegen. Daher liegen die Seitenflächen der Messer 134 in zwei fortlaufenden Schraubflächen 147 und 148 mit veränderlicher Steigung. Hierdurch wird es möglich, die entsprechenden Messerseiten leicht und genau mit einer fortlaufenden kurvengesteuerten Bewegung zu erzeugen. Nichtsdestoweniger ist die erforderliche Hinterarbeitung an den Seiten und hinter jeder Seitenschneidkante gegeben.
Der beschriebene Fräskopf kann zum Schruppen von Stirnrädern nach einem neuen Verfahren entsprechend dieser Erfindung verwendet werden. Bei diesem Verfahren wird der Fräskopf um seine Achse im Eingriff mit dem Stirnradkörper rotiert und gleichzeitig der Fräskopf in Abstimmung mit seiner Rotation im Tiefenvorschub in den Radkörper eingetaucht. Dieses Verfahren ist in den Fig. 17 und 18 gezeigt. Das zu verzahnende Stirnrad ist mit 15o bezeichnet. 151 und 152 sind die gegenüberliegenden Seiten einer Zahnlücke dieses 1i Rades. Die Verzahnung beginnt mit dem breitesten Schneidmesser 134a, wobei die Fräskopfachse in Stellung 136' steht. Das Messer schneidet über die Zahnbreite des Radkörpers 150 von einem zum anderen Ende der Zahnlücke, und seine Spitzenkante 143 verläuft in einem Weg, der mit 154 bezeichnet ist. Sowie die folgenden Messer in Schneidstellung eindrehen, wird der Fräskopf fortlaufend mit Tiefenvorschub in die Zahnlücke vorgebracht. Wenn daher das Messer 134b in Schnittstellung eingedreht ist, ist der Fräskopf so vorgeschoben, daß seine Achse bei 136" steht, und während das Messer über die Zahnbreite läuft, beschreibt die Schneidspitze 144 einen Weg 154". Schließlich, wenn der Fräskopf auf volle Tiefe vorgeschoben ist, führt das Messer 134, seinen Schnitt aus mit der Fräskopfachse auf Stellung 136"', und die Messerspitze dieses Messers 134, läuft in einem Weg 154"'. Da die aufeinanderfolgenden Messer des Fräsers fortlaufend sich verringernde Spitzenbreite haben, können Schrupprofile geschnitten werden, die sich einer Evolventenzahnform nähern. Natürlich besteht das Zahnprofil aus lauter Stufen, weil die Messerseiten gerade sind und o° Eingriffswinkel haben. Die Schneidpunkte der Seiten- und Spitzenkanten der Messer liegen indessen in einer Evolventenkurve, und je größer die Zahl der Messerschneiden ist, um so mehr nähert sich das geschruppte Zahnprofil einer glatten Evolventenfläche. Durch entsprechende .Auswahl der Spitzenhreite an den aufeinanderfolgenden Schneidmessern, kann jedes gewünschte Zahnprofil ausgeschruppt Werden.
Bei dem beschriebenen Verfahren nach den Fig.16 und 20 ist der Schneidvorgang des Fräskopfes verschieden gegenüber dem Fräsen mit üblichen Fräsköpfen und dem üblichen Verzahnungsverfahren für Stirnräder. Jedes Schneidmesser beschreibt bei dem neuen Verfahren einen Schnitt über die volle Zahnbreite der Lücke an allen Punkten des TiefenV'orschubes. Weiterhin schneiden die Messer hauptsächlich mit den Schneidspitzen, und sie erzeugen geradprofilige Späne. Die Späne sind so lang wie die Länge der Zahnlücke und haben 'durch ihre ganze Länge gleiche Spandicke. Dies ist ein äußerst wirksamer Schneidvorgang.
Nachdem eine Zahnlücke mit dem Radkörper geschnitten ist, wird der Fräskopf schnell vom Radkörper zurückgezogen. Die Messerlücke 133 wird vorzugsweise zwischen das erste und letzte Messer gelegt, so daß die Teilung zum nächsten Zahn in die Zeit des Fräskopfrückzuges gelegt werden kann, ohne daß auf die vollständige Zurückziehung des Fräskopfes vom Arbeitsstück gewartet zu werden braucht. Es kann also eine Zahnlücke im Radkörper mit jeder Umdrehung des Fräskopfes fertiggestellt und der Radkörper zum nächsten Zahn weiter geteilt werden, wenn die Messerlücke des Fräskopfes dem Radkörper gegenübersteht.
Die Fräskopfmesser können in ihrem eigenen Fräskopfkörper hinterarbeitet werden, ohne eine besondere Hinterdrehbewegung zu erfordern. Die Seitenflächen der Messer können als eine fortlaufende Fläche, wie bereits beschrieben, gefräst oder geschliffen werden. Die Hinterschnittwinkel an den Schneidspitzen können mit einem Fräser gleichzeitig mit den Spanlücken zwischen den aufeinanderfolgenden Messern hergestellt werden, und die hinterarbeiteten Teile der Spitzenflächen an den Messern können in einer Formschleifscheibe mit Kreisbogenprofil oder mit einer flachen Schleifscheibe geschliffen werden. Fräsköpfe dieser Art können sehr genau und billig hergestellt werden. Weiterhin können sie auch infolge der gleichen Messerhöhe im Fräskopf leicht geschärft werden.
Eine Eigenschaft der in den Fig. 16 bis 20 offenbarten Fräsköpfe besteht darin, daß die Schneidmesser in einer Höhe hergestellt werden können, die beträchtlich geringer ist als die Tiefe der zu schneidenden Zahnlücken, d. h., daß die Spannuten zwischen den aufeinanderfolgenden Messern in ihrer Tiefe beträchtlich geringer sind als die zu schneidende Zahnlückentiefe. Diese Anordnung gestattet die Anwendung einer Maximalzahl von Schneidkanten in dem Fräser.
Eine weitere Ausführungsart dieses Fräsers zum Verzahnen von Stirnrädern mit einem Fräskopf, der in Abstimmung mit dem Vorschub rotiert, ist in den Fig. 21 und 22 gezeigt. Fig. 22 zeigt die Konstruktion der Messer dieses abgeänderten Fräskopfes, und Fig. 21 zeigt, wie er beim Verzahnen einer Zahnlücke arbeitet.
Bei diesem Fräskopf haben die Messer ein gekrümmtes Profil, vorzugsweise Schneidkanten mit Kreisbogenform. Bei dieseln Messerkopf liegen, wie in den vorher beschriebenen Ausführungsarten, die Schneidspitzenkanten der Messer in einer gleichmäßigen radialen Entfernung zur Fräskopfachse. Sie haben ebenfalls unterschiedliche Spitzenbreite rundherum um die Peripherie des Fräskopfes. Das Messer 16o mit der geringsten Spitzenbreite hat Schneidseiten 161 und r61', die die geringste Neigung zur Rotationsebene senkrecht zur Fräskopfachse 162 haben, während die Messer 164 mit der größten Spitzenbreite an ihren Seiten 165 und 165' die größte Neigung zur Rotationsebene aufweisen. Das in der Peripherie des Fräskopfes zwischen den Messern 16o bis 164 liegende Messer 168 hat Schneidkanten 169 und 169' mit einer Neigung zur Rotationsebene, deren Winkel zwischen den Seiten der Messer 16o bis 164 liegt. Mit anderen Worten, die Neigungen der entsprechenden Seiten aufeinanderfolgender Messer des Fräskopfes verringern sich fortschreitend vom anfänglichen Messer 164 bis zu dem letzten Messer 16o. Die entsprechenden Seitenflächen dieser Messer werden an ihren Seitenschneidkanten vorzugsweise hinterdreht oder hinterschliffen, ähnlich wie bei den Fräskopfmessern in Fig.23, wie weiterhin beschrieben.
Ein nach den Fig. 21 und 22 hergestellter Fräskopf kann in einer ähnlichen Weise verwendet werden wie der in den Fig. 16 bis 20 beschriebene Fräskopf. Daher kann der Fräskopf in Abstimmung mit der Fräskopfrotation auf Tiefe vorgeschoben werden. Das Messer 164 mit der größten Spitzenbreite steht am Schnittbeginn. Während der Fräskopf rotiert, wird er fortschreitend in Tiefe vorgeschoben, so daß das Messer 168 arbeitet, wenn die Fräskopfachse von der Stellung 162' zur Stellung 162" wandert, während das Messer 16o in voller Zahntiefe schneidet, wenn der Fräskopf auf Stellung 162"' steht. Dann wird der Fräskopf aus dem Radkörper zurückgeschoben und der Radkörper zum nächsten Zahn weiter geteilt. Ist der Fräskopf mit einer Messerlücke ausgerüstet, dann kann die Teilung vor sich gehen, bevor der Fräskopf vollständig zurückgezogen ist, nämlich in dem Moment, wenn die Messerlücke des Fräskopfes dem Radkörper gegenübersteht. Nach dem Teilen wird der Fräskopf wieder auf das `'Werkstück zum Verzahnen einer neuen Zahnlücke vorgeschoben. Auf diese Weise wird mit jeder Fräskopfumdrehung eine Zahnlücke in den Radkörper 170 geschruppt.
Die gekrümmten Seitenkanten der Messer führen bei diesem Fräskopf nur wenig Schneidarbeit aus. Sie dienen lediglich dazu, eine glattere Fläche an den geschnippten Seiten der Zahnlücke zu erzeugen gegenüber dem gestuften Schruppschnitt, hervorgerufen durch die Schneidmesser des Fräskopfes (Fig. 16 bis 20). In Fig. 21 erzeugt der Fräskopf ein Zahnprofil 171 und 171' an den gegenüberliegenden Seiten einer Zahnlücke des Rades 17o. Dieses Zahnprofil ist eine angenäherte I\'olvente. Es ist jedoch ersichtlich, daß jede andere gewünschte Krürttmungsform durch passende Auswahl der Spitzenbreite an den aufeinanderfolgenden Messern durch Profilkrümmung der ?\Tesser und durch die Neigung dieser Profile zur Rotationsebene des Fräskopfes erzeugt werden kann. Wie der Fräskopf nach den Fig. 16 bis 2o, hat der Fräskopf nach den Fig.21 und 22 Messer von gleichförmiger Höhe, jedoch ist gewölinlicli diese Höhe geringer als die Tiefe der zu schneidenden Zahnlücke.
Fig. 23 bis 2,5 zeigen einen Fräskopf, der dem in Fig. 22 gezeigten Fräskopf ähnlich ist. Er ist jedoch für das Verzahnen von Kegelrädern bestimmt. Gleich dem Fräskopf nach Fig. 22 hat dieser Messerkopf Messer von gleichförmiger Höhe, die jedoch gewöhnlich niedriger ist als die Tiefe der Zahnlücke in dem zu schneidenden Rad. Die Seiten dieser Messer sind gleich den Messerseiten des Fräskopfes 22 mit einem gekrümmten Profil versehen, vorzugsweise mit einem kreisbogenförmigen Profil. Wie die Messer in Fig. 22 haben auch diese Messer verschiedene Spitzenbreite rund um die Fräskopfperiplierie, und gleich dem Fräskopf 22 liegen hier die Spitzenschneidkanten des Fräsers in einer zvlindrischen Fläche zu der Fräskopfachse 162. I)ie Seiten 175 und 175' des Messers 176 mit seiner geringsten Zahnbreite sind am wenigsten zu der Rotationsebene geneigt, während die Seiten 177 und 177' des- Messers 178 mit der größten Spitzenbreite die größte Neigung zur Achse des Fräskopfes aufweisen. Das Messer 179, das zwischen den Messern 176 und 178 liegt, hat gegenüberliegende Seiten i8o und deren Neigung zur Rotationsebene zwischen den Neigungen der Messerseiten 176 und 178 liegt.
Die gegenüberliegenden Seitenschneidkanten dieses Fräsers liegen in den Ebenen 182 und 183, und die Seitenflächen der einzelnen Fräskopfmesser sind hinterarbeitet in der Richtung dieser fortlaufenden Flächen 182 und 1,93, wie in Fig. 23 deutlich gezeigt. In diesem Bild werden die Messer allgemein mit 184 und ihre gegenüberliegenden Seitenflächen mit i85 und 186 bezeichnet.
Der Fräskopf (Fig. 23 bis 25) kann auf viele verschiedene Arten zum Verzahnen von Kegelrädern benutzt werden. In <lern gezeigten Beispiel in Fig. 24 werden die Zahnlücken eines Rades 195 durch Drehung des Fräskopfes um seine Achse und gleichzeitige Erteilung eines geradlinigen Vorschubes in Längsrichtung der Zahnlücke in Abstimmung mit der i' rä.sk@@l>frotatioir und in einer Richtung, die geneigt zur Grundfläche der Zahnlücke liegt, geschnitten, mit dein Resultat, daß der Fräskopf einen kombinierten Längs- und Tiefenvorschub hat, während er sich von einem Zahnende zum anderen verschiebt. Also beginnt in Fig. 24 der Fräskopf zu schneiden, wenn seine Achse in Stellung igo steht, und er wird in einer solchen Richtung vorgeschoben, daß sich die Fräskopfachse entlang der geraden Linie 19I bewegt. Die Stellung der Fräskopfachse bei Beendigung der Vorschtibbewegung ist mit igo'bezeichnet, und igo" bezeichnet die Stellung der Fräskopfachse auf einem dazwischenliegenden Punkt in der Vorschubstrecke. 192, I92' und 192" bezeichnen die Lagen der Fräskopfperipherie für die einzelnen Stellungen igo, 19o' und 19ö' der Fräskopfachse. Die Zahngrundlinie der "Zahnlücke ist ebenfalls mit 192' bezeichnet, während die Radkörperachse mit 196 und der Kegelscheitelpunkt mit 197 bezeichnet ist.
Die Vorschubbewegung in dem offenbarten Beispiel kann mit einer konstanten oder veränderlichen Geschwindigkeit ausgeführt werden. Die Vorschubgeschwindigkeit des Fräskopfes hängt natürlich von der Konstruktion des Fräskopfes ab.
Ain Ende einer Vorschubbewegung ist die Zahnlücke eines Radkörpers vollendet, und der Fräskopf kann mit Schnellgang auf seine Ursprungstellung zurückgezogen werden. Ist der Fräskopf mit einer N-lesserlücke ausgeführt, dann kann der Radkörper während des Fräskopfrückganges von einem Zahn zum anderen teilen, während die Messerlücke gegenüber dem Radkörper steht. Das Verfahren nach Fig. 24 kann sehr gut zum Schlichten von Zahnlückeil verwendet werden, vorausgesetzt, daß der Fräskopfdurchmesser verhältnismäßig groß ist, so daß die Eingriffslinien zwischen der Schneidfläche und der zu erzeugenden Zahnflanke in Längsrichtung des Zahnes genügend lang sind. Dies ist in dem gezeigten Beispiel der Fall. Hier ist die Linie 193 eine Eingriffslinie, wenn der Fräskopf am mittleren Punkt 194 in der Zahnlänge schneidet und die Fräskopfachse bei igo" und seine Peripherie bei 192" liegt. Diese Eingriffslinie 193 verläuft nur Tiber einen Teil der Höhe der Zahnflanke 198, und jedes Fräskopfmesser berührt die geschlichtete Zahnfläche 198 nur über einen Teil der Höhe dieser Fläche. Dies ist die Ursache, warum dieser Fräser zum Schneiden von Kegelrädern verwendet werden kann. jedes Messer schlichtet nur einen Teil der Zahnhöhe, und jedes Messer kann daher so ausgeführt werden, daß es eine geringere als die volle Zahnlückenhöhe hat.
Fig. 26 zeigt eine Abwandlung der Erfindung, wie sie zum Schruppen von Kegelrädern verwendet wird, die später auf andere Weise geschlichtet werden. Hier ist ebenfalls nur eine Vorschubrichtung angewendet, und diese Richtung 201 ist ebenfalls in einem spitzen Winkel zur Zahngrundlinie 209 geneigt. Der Radkörper ist hier mit 2o5, seine Achse mit 2o6 bezeichnet. Eine Zahnflanke des Radkörpers ist mit 208 bezeichnet. Durch die Vorschubbewegung wandert die Fräskopfachse von einer Beginnstellung 200 zu der Endstellung 200'. Bei Beginn der Verzahnung liegt die Fräskopfperipherie bei 2022 und am Ende des Schnittes bei 2o2'. Dort tangiert die Peripherie die Zahngrundlinie 2o9 der Zahnlücke an einem Punkt 207 in der Mitte der Zahnbreite.
Die geneigte Vorschubrich.tung wird einer geraden Tiefenvorschubbewegung beim Verzahnen von Kegelrädern aus zwei Gründen vorgezogen, nämlich wegen der verbesserten Schneidwirkung und der größeren Annäherung an die endgültige Kegelzahnform. Die bessere Schneidwirkung wird verursacht durch die geringere Spanstärke bei Beginn eines jeden Schnittes, wenn der Fräskopf so vorgeschoben wird, daß die Spannung am schwachen Ende der Zahnlücke beginnt. Die verbesserte Schneidwirkung ist erklärlich, wenn man die Stellung der Peripherie des Fräskopfes 202 am Beginn des Verzahnens nach dem Verfahren der gegenwärtigen Erfindung vergleicht mit der Stellung 203 der Peripherie eines Fräskopfes, der nur mit einem Tiefenvorschub arbeitet und wobei die Anfangsstellung der Fräskopfachse bei 204 liegt. Es ist ersichtlich, daß die Schnitte bei Beginn einer Verzahnung mit nur Tiefenvorschub kürzer und wirkungsloser sind als die Verzahnungsschnitte von Anfang an bei einem Fräskopf, der entsprechend dem Verfahren nach dieser Erfindung arbeitet. Die Zahnflanke wird verbessert, weil der obere Teil der gewünschten Kegelradzahnflanke nur geschnitten wird, während der Fräskopf nach dem Kegelscheitelpunkt des Radkörpers zu verschoben wird, d. h. während der Fräskopf seine ersten' Schnitte macht. Es werden daher die oberen Teile eines Zahnprofils mit dem Verfahren nach Fig. 26 mit Messern geschnitten, deren Spitzenbreite und Profilform der erforderlichen Form an- den oberen Teilen der Zahnlücke angepaßt sind.
Mit der Ausführungsart nach Fig. 24 ist es also möglich, die Kegelradzahnkrümmung für die ganze Höhe und Länge der Zahnflanke mit großer Annäherung auszuführen. Bei dem Verfahren nach Fig. 24 hat aber die Zahnlücke von einem Ende zum anderen eine Verjüngung, die größer ist als die natürliche Verjüngung. Mit anderen Worten, die Tangente zu der erzeugten Grundlinie 192 läuft nicht durch den Kegelscheitelpunkt 197. Das Maß derAbweichungvon derwirklichen Zahnverjüngung ist indessen nicht groß und bleibt innerhalb des Maßes und der Grenzen, wie sie bisher bei kleinen Spiralkegelrädern akzeptiert wurde.
Fig. 27 und 28 zeigen, wie ein Fräskopf entsprechend dieser Erfindung angewendet wird bei der Herstellung von Zahnlücken in einem Kegelrad mit einem Doppelvorschubzyklus. Hier bezeichnet 215 das zu verzahnende Kegelrad. 218 ist die Zahnflanke und 2i9 die Grundlinie der Zahnlücke. Der angewendete Fräskopf kann von der Art sein, wie bereits mit Bezug auf Fig. 23 und 25 beschrieben. Der Fräskopf beginnt seinen Vorschubweg mit der Fräskopfachse bei Stellung 220, mit der Fräskopfperipherie bei 221 und mit dem Punkt 223 der Fräskopfperipherie in Richtung der Grundlinie 219.
Beim Verzahnen der Zahnlücke des Rades 215 vollführt der Fräskopf eine harmonische Bewegung in Längsrichtung der Zahnlücke und in einer im spitzen Winkel zur Grundlinie 219 geneigten Richtung, so daß der Punkt 223 auf einer Linie 225 entlang wandert. Er erreicht seine volle Tiefe, nachdem die Richtung des Längsvorschubs umgekehrt ist und wenn der Punkt 223 mit dem Punkt 223' übereinstimmt. Dann wird der Tiefenvorschub stillgesetzt, der Fräskopf jedoch mit umgekehrtem Längsvorschub entlang der Linie 219 geführt, bis Punkt 223 den Punkt 223" erreicht. Auf diese Weise wird der Grund der Zahnlücke gerade ausgefräst. Dann wird der Fräskopf aus dem Radkörper zurückgezogen und in seine Anfangsstellung 223 und den Achsmittelpunkt 220 gebracht. Während des Zurückziehens des Fräskopfes wird der Radkörper zum nächsten Zahn weiter geteilt, und der Zyklus zum Schneiden des neuen Zahnes kann wieder beginnen. Eine Messerlücke im Messerkopf gestattet die Teilung während der Rückzugbewegung des Messerkopfes.
Während der Vorschubbewegung des Fräskopfes von der Stellung 223 zur Stellung 223' rotiert der Fräskopf um seine Achse um einen Winkel 226 in Fig.28. Während des Vorwärtsschubs auf Punkt 223" dreht sich der Fräskopf in der gleichen Richtung um einen Winkel 227 weiter. Während des Fräskopfrückzuges und der Teilung dreht sich der Fräskopf in gleicher Richtung weiter um einen Winkel 228. Die Tiefenschruppmesser des Fräskopfes nehmen den Teil der Peripherie entsprechend dem Winkel 226 ein. Weitere Schneidmesser liegen auf dem Teil der Peripherie, der durch den Winkel 227 eingeschlossen ist. Diese Messer schneiden den Zahngrund geradlinig aus. Die Messerlücke des Fräskopfes entspricht dem eingeschlossenen Winkel 228. Hier sind keine Messer im Fräskopf angeordnet. Ein weiterer Arbeitsvorgang, wie er beim Verzahnen von Zahnrädern entsprechend dieser Erfindung angewendet werden kann, ist in Fig. 29 und 3o dargestellt. Hier beginnt die Verzahnung mit der Fräskopfachse in Stellung 230 und mit einem Punkt 233 der Peripherie 23.4 des Fräskopfes, der parallel zur Grundlinie 232 einer Zahnlücke im Kegelrad 235 verläuft. Wiederum ist der Vorwärtsvorschub entlang einer Linie 236, die im spitzen Winkel zur Zahngrundlinie 232 geneigt ist. Wenn der Fräskopf auf volle Zahnlänge vorgeschoben ist, dann hat er die volle Tiefe bei Punkt 233' erreicht. Dann wird der Fräskopf über die volle Strecke durch die Zahnlücke zurückgebracht, so daß die Zahnseiten der Zahnlücke noch einmal vollständig durch den Fräskopf während dieser Rückverschiebung überschabt werden. Der Fräskopf bleibt dabei in voller Zahntiefe. Ist dieser Rückwärtshub vollendet, dann wird der Fräskörper aus dem Rad zurück und in seine ursprüngliche Stellung 233 gebracht. Während dieses Abhebens des Fräskopfes aus der Zahntiefe wird der Radkörper zum nächsten Zahn weiter geteilt. Dann beginnt ein neuer Zyklus für die nächste Zahnlücke. Bei seinem Vorwärtshub dreht sich der Fräskopf um seine Achse in einem Winkel 237 (Fig.3o). Auf dem Rückwärtshub dreht sich der Fräskopf weiter um einen Winkel 238. Die Teilung des Radkörpers findet statt, während der Fräskopf sich um den Winkel 239 weiterdreht und während die Messerlücke des Fräskopfes gegenüber dem Radkörper steht.
Die Tiefenschruppmesser eines Fräskopfes entsprechend dem Verfahren nach den Fig. 29 und 30 sind so ausgeführt, daß sie eine Materialzugabe auf den Zahnseiten belassen, die durch die Messer weggeschnitten wird, die auf volle Tiefe arbeiten. Ein Fräskopf zur Ausführung des in den Fig. 29 bis 30 dargestellten Verfahrens wird entsprechend den bereits beschriebenen Grundzügen angefertigt. Die Neigung der Seitenschneidkanten der Messer und deren Spitzenbreite variieren in Übereinstimmung mit den Punkten, an welchen sie zu schneiden haben. Die Tiefenschruppinessei- des Uräskopfes können o ii geringerer Höhe als die Zahnlückentiefe sein, während die Schlichtmesser Seitenschneidkanten haben, die in ihrer Höhe mindestens gleich der Tiefe der Zalinliicken sein müssen, um die Zahnflanken auf dem Rückwärtshuh in voller Höhe anscl)aben zu können. Gewöhnlich werden aus diesem Grunde die Schruppmesser in der gleichen Höhe angeordnet wie die Schlichtmesser. Die Schneidspitzen der Schnipp- und auch der Schlichtmesser werden konzentrisch zur Fräskopfachse gelegt, wie (lies bereits bei den dargestellten Ausführungsarten dieser Erfindung beschrieben ist.
Das dargestellte Verfahren nach Fig. 2y beruht auf der Verwendung einer bekannten Maschine, bei der die Längsvorschubbewegung eine harmonische Bewegung ist. Es ist jedoch ersichtlich, daß der Längsvorschub mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit oder durch irgendeine andere passende Bewegung erzeugt werden kann. Es versteht sich weiter, daß das Verfahren (Fig. 2c9), das insbesondere zum Verzahnen von Kegelrädern verwendbar ist und in dieser Erfindung offenbart wurde, auch verwendbar ist zum Verzahnen von Stirnrädern einschließlich zum Schlichten solcher Räder. Beim Verzahnen von Stirnrädern sind die Schlichtmesser, wie ersichtlich, alle von gleichem Profil, obgleich die Spitzenbreite der Messer veränderlich ist, wenn ein begrenztes Zahntragen erzeugt werden soll. Die Spitzenbreite der Schruppmesser ist unterschiedlich in Übereinstimmung mit den Grundzügen, die im allgemeinen in Verbindung mit den Darstellungen in den Fig. 17 bis 22 gegeben sind.
Fig. 31 zeigt eine andere mögliche Arbeitsweise oder einen Arbeitsvorgang dieser Erfindung. Dieser Arbeitsvorgang ist ähnlich dem Verfahren, das in Fig. 27 offenbart ist. Hier beginnt die Verzahnung mit der Stellung der Fräskopfachse bei 240 und die Stellung der F räskopfperipherie bei 244 mit der Tangente bei Punkt 243 der Peripherie. Fig.3r stellt einen weiteren möglichen Arbeitszyklus in Verbindung mit dieser Erfindung dar. Dieser Arbeitszyklus ist ähnlich dem, der in Fig. 27 offenbart ist. Hier beginnt die Verzahnung mit der Fräskopfachse in Stellung bei 2,40 und die Fräskopfperipherie in Stellung bei 244. Die tangierende Peripherie am Punkt 243 verläuft in der Richtung der Zahngrundlinie einer Zahnlücke des zu schneidenden Rades 245. Der Fräskopf wird vorzugsweise mit gleichbleibender Geschwindigkeit entlang einer geraden Linie 246 vorgeschoben, in einem spitzen Winkel zur Grundlinie der Zahnlücke geneigt. Der Fräskopf wird auf volle Tiefenstellung in der genannten Richtung vorgeschoben, bis die Fräskopfperipherie die Grundlinie der Zahnlücke am Punkt 243' berührt. Die Vorschubbewegung wird dann umgekehrt und beschleunigt und verläuft nunmehr entlang der Zahngrundlinie bis zum Punkt 243". Dort ist die Verzahnungsarbeit beendet. Dann wird der Friiskopf vom Radkörper zurückgezogen und auf seine ursprüngliche Stellung 243 gebracht, w-'silireit(1 der Radkörper zum nächsten Zahn weiter geteilt wird. 1)er Riickwärtsvorsclitib von Stellung 243' bis Stellung 243" dient hauptsächlich zum Geradefräsen des Zahngrundes. Die Zahnflanken selbst werden hier nicht ein zweites Mal überschabt.
Der Arbeitszyklus nach Fig. 31 gestattet, wie bei den offenbarten :=1rl)eitsvorgängen in den Fig. 17 bis 2,81, gleichfalls die Verwendung von Fräsköpfen, deren Messer geringere Höhe haben als die Zahnliickenhöhe. Es können Fräsköpfe verwendet werden, wie sie in den Fig. 23 und 25 gezeigt sind, welche Nfesser mit unterschiedlicher Spitzenbreite haben und bei denen die Neigungen der Seitenschneidkanten zu einer Rotationsebene des Fräskopfes mit der Vergrößerung der Spitzenbreite ebenfalls vergrößert werden. Es ist indessen auch möglich, eine Fräskopfausführung nach Fig. 16 bis 2o anzuwenden, vorausgesetzt, daß es sich um eine Schruppverzähnung handelt. Selbst mit dem zuletzt erwähnten Messerkopf ist es möglich, die Zahnlücken von Kegelrädern mit einer großen Annäherung an die geschlichtete Zahnform auszuschruppen. Lediglich an den zwei Zahnenden der Zahnlücke wird etwas mehr Material zum Schlichten belassen.
Die in Verbindung mit den Fig. i61)is 3 r erwähnten Fräsköpfe werden vorzugsweise als Segmentfräsköpfe ausgeführt, wobei jedes Segment eine Anzahl Messerschneiden enthält. Ein solches Segment ist in den Fig. 33 und 34 mit 25o bezeichnet. Dieses Segment enthält fünf Schneidkanten oder Schneidzähne 251. Es hat zwei ebene Seiten 252 und 253 und eine zylindrische Innenanlagefläche 254. Die zylindrische Innenanlagefläche und die Seitenfläche 253 sitzt auf entsprechenden Flächen des Fräskopfes 255. Das Segment wird am Fräskopf mit den Schrauben 256 befestigt, die durch geneigte Bohrungen in dem Segment in den Fräskopf festgeschraubt werden. Der Keil 266 dient dazu, das Segment in seiner Winkelstellung am Fräskopf festzulegen.
Ein Fräskopf kann zusammengesetzt werden aus verschiedenen Segmentgruppen, deren Hauptmaße verschiedener Normalstärken sein können. So kann der Fräskopf mit Segmenten 250 und 260 (Fig. 34 und 35) bestückt sein. Die ebene Seite 265 des Segments 26o liegt indessen im gleichen Abstand von der Mittellinie der Schneiden dieses Segments, wie die Seiten 253 des Segments 25o. Daher kann die Stirnfläche des Fräskopfes, gegen welche die Segmentseiten 253 und 265 anliegen, als eine einfache fortlaufende Ebene ausgeführt werden.
Die einzelnen Messerschneiden an den Segmenten werden in Übereinstimmung mit den bereits beschriebenen Grundzügen hergestellt. Sie haben Schneidspitzenkanten, die in einer konstanten radialen Entfernung von der Fräskopfachse liegen, und haben in Aufeinanderfolge unterschiedliche Spitzenbreite. Wenn weiterhin die Seitenprofile der Schneidzähne gekrümmt sind; dann haben diese Messer vorzugsweise einen gleichen Krümmungsradius. Bei Fräsköpfen für Kegelräder sind die entsprechenden Schneidkanten der einzelnen Messer unterschiedlich zu einer Rotationsebene des Fräsl;opfes geneigt. So hat der Schneidzahn des Segments 26o, das in Fig. 35 im Schnitt gezeigt ist, eine breitere Spitzenschneidkante 261 als die Spitzenschneidkante 257 des Schneidzahnes im Segment 253 (Fig.34). Das Seitenschneidprofil 262 des Schneidzahnes am Segment 26o hat den gleichen Krümmungsradius 263 wie die entsprechende Seitenschneidkante 258 des Schneidzahnes am Segment 253. Der Mittelpunkt-264 des Fräskopfes 262 ist indessen verrückt gegenüber dem Mittelpunkt 259 des Profils 258.
In Fig. 36 ist ein Segment 270 für einen Fräskopf der Ausführungsart nach Fig. i9 und 20 gezeigt. Hier sind die gegenüberliegenden Seiten 271 und 272 des Schneidzahnes an jedem Messer mit einem Eingriffswinkel von o° hergestellt.
Fig.32 zeigt eine Abwicklung dieses Segmentfräskopfes entsprechend dieser Erfindung. Dieser Fräskopf rotiert in der Pfeilrichtung 275. Er enthält drei Segmente 276 mit verhältnismäßig großer Spitzenbreite, drei Segmente 277 von mittlerer Siärke und drei Segmente 278 mit verhältnismäßig geringer Spitzenbreite. Die stärksten Segmente 276 schneiden in der Drehrichtung des Fräskopfes zuerst. Zwischen dem letzten Segment 278 und dem ersten Segment 276 entsteht auf der Fräskopfperipherie eine Lücke 279. Um die Änderung in der Spitzenbreite der Schneidzähne an den verschiedenen Segmenten darzustellen, sind die Linien 280 und 281 gezogen: Diese Linien enthalten die Schnittpunkte der Seitenschneiden und Kopfkanten der Schneidzähne an den Segmenten. Es ist zu sehen, daß diese Linien vom ersten bis zum letzten Fräskopfsegment zusammenlaufen (konvergieren). In der gezeigten Ausführungsart sind die Linien 28o und 281 bei der Abwicklung der Zähne schwach konkav gezeigt.
Bei den beschriebenen Segmenten ist der Verbrauch an Schnellschnittstahl gegenüber der üblichen Konstruktion der Fräsköpfe sehr gering, und solche Segmente können sehr genau und billig hergestellt werden. Die Spannuten 282 zwischen den aufeinanderfolgenden Schneidzähnen der Segmente und die hinterarbeiteten Zahnspitzenflächen 283 an den Schneidmessern oder den Schneidzähnen der Segmente können gleichzeitig mit einem Formfräser erzeugt werden, entweder durch Fräsen über die Breite des Segments von einer Seite zur anderen hinweg oder durch Eintauchen des Fräsers in das Segment. Die letztere Art des Fräsens ist bedeutend schneller, und es kann für diesen Zweck ein großer Fräserdurchmesser verwendet werden.
Bei der Herstellung von Segmenten für verschiedene Fräsköpfe ist es nicht erforderlich, die Segmente verschieden zu gestalten. Wenn die Messer gekrümmte Zahnseiten erhalten sollen, dann werden die Schneidzähne der Segmente von vornherein mit einer Facette versehen, bevor sie gehärtet werden. Diese vorläufige Facette kann entsprechend der Segmentstärke in Normgröße gemacht werden, so daß die verschiedenen Segmentgrößen verschiedene Facetten bekommen. Die Segmente können gehärtet und an ihren Seiten und der zylindrischen Innenanlagefläche geschliffen werden. Ebenso können die Keilnute und die hinterarbeiteten Kopfkanten geschliffen werden. Dann können diese Segmente für weiteren Gebrauch auf Lager gelegt werden. Läuft eine Bestellung für einen besonderen Fräskopf ein, dann verbleibt nur das Fertigschleifen der Schneidprofile der Segmente als einzige Arbeit. Auf diese Weise können Fräsköpfe mit sehr kurzer Lieferzeit hergestellt werden. Die Segmente der Ausführungsart, wie sie in Fig.36 offenbart ist, sind insbesondere gedacht zum Verzahnen von Zahnrädern mit feineren Teilungen und bleiben selbstverständlich ohne Facette.
Während einige unterschiedliche Ausführungsarten de%Erfindung beschrieben wurden, versteht es sich, daß mit der Erfindung noch weitere Abwandlungen möglich sind. Diese :@llmeldung soll alle Abwandlungen, Verwendungen und Anwendungen dieser Erfindung decken, die im allgemeinen mit den Grundzügen dieser Erfindung, einschließlich der Abweichungen von der gegenwärtigen Offenbarung, übereinstimmen und in den Bereich der Ansprüche fallen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Scheibenförmiger Fräskopf mit unterschiedlich bemessenen und gestalteten radialen Messern für Verzahnungsmaschinen, bei denen eine relative Vorschubbe@vegung zwischen dem nicht umlaufenden 1Verkstiick und dem Fräskopf erfolgt, so daß die verschiedenen Messer mit verschiedenen Spitzenbreiten nacheinander an verschiedenen Punkten der Zahnlücke zum Schnitt gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden der verschieden breit bemessenen Spitzen aller Fräsmesser (85, 148) denselben radialen Abstand .von der Fräskopfachse haben.
2. Fräskopf nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die -Messer (9o bis iog bzw. 134) eine fortschreitend zu- oder abnehmende Spitzenbreite haben.
3. Messerkopf nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet. daß (las Messer (87, 134" 178) mit der größten Spitzenbreite eine mindestens um die Hälfte längere Schneide hat als das -Messer (88, 13dc, 176) mit der geringsten Spitzenbreite.
4. Fräskopf nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer dieselbe Höhe haben, d. h. um dasselbe Maß aus dem Messerkopfkörper (51) hervorragen, die geringer bemessen ist als die Zahnhöhe der zu schneidenden Verzahnung. 5. Fräskopf nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechende Seitenflanken (8o bzw. 175, 177, i8o) der Messer in einer stetigen Schraubenfläche veränderlicher Steigung liegen. 6. Fräskopf nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Schneidkanten (i4o, 141, 1:I2) der Messer geradlinig sind und entsprechende seitliche Schneidkanten dieselben Winkel zur Fräskopfachse haben (Fig. i9). 7. Fräskopf nach irgendeinem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiderseitigen Schneidkanten (14o, 141, 142) der ItTesser parallel zu einer Ebene verlaufen, die lotrecht zur Fräskopfachse liegt. B. Fräskopf nach irgendeinem der Ansprüche t bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechende seitliche Schneidkanten (8o, 8o1, 8o2) dieselbe Profilgestalt haben, aber in verschiedenem 1VIaße zur Spitzenschneide der Messer (79, 87, 88) geneigt sind, und zwar in stumpfen Winkeln (Fig. io, 11, 12). 9. Fräskopf nach irgendeinem der Ansprüche t bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an in Durchmesserrichtung gegenüberliegenden Stellen die fortschreitende Zunahme der Neigung der entsprechenden seitlichen Schneidkanten zur Messerkopfachse in eine fortschreitende Abnahme übergeht und umgekehrt. io. Fräskopf nach irgendeinem der Ansprüche i bis 5, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Schneidkanten (8o) der Messer kreishogeliförniig profiliert sind und in verschiedenem Maße zu einer Ebene (86) geneigt liegen, die auf der Fräskopfachse lotrecht steht. i i. Fräskopf nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der entsprechenden Schneidkanten (8o) der Messer derselbe ist, aber die Krümmungsmittelpunkte bei aufeinanderfolgenden Messern verschiedenen Abstand von der Fräskopfmittelebene (86) haben, die auf der Fräskopfachse lotrecht steht. 12. Fräskopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsmittelpunkte (81) der seitlichen Schneidkanten (8o) bei aufeinanderfolgenden Messern fortschreitend zu-oder abnehmenden Abstand sowohl von der Fräskopfachse als auch von der dazu lotrechten Mittelebene haben. 13. Fräskopf nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (87) mit der längsten Spitzenschneidkante dem Messer (88) mit der kürzesten Spitzenschneidkante in Durchmesserrichtung gegenüberliegt. 14. Fräskopf nach irgendeinem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung entsprechender seitlicher Schneidkanten (8o) aufeinanderfolgender Messer mit fortschreitend kürzerer Spitzenschneide zunimmt. 1.
5. Fräskopf nach irgendeinem der Ansprüche to bis 13, dadurch gekennzeichnet, <laß die Neigung entsprechender seitlicher Schneidkanten (t65, 169, 161) aufeinanderfolgender Messer mit fortschreitend kürzerer Spitzenschneide abnimmt. 16. Fräskopf nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sein Umfang nur so weit mit Messern besetzt ist, daß zwischen dem ersten und dem letzten Messer eine Lücke verbleibt und die Länge der Spitzenschneide vom ersten bis zum letzten Messer abnimmt. 17. Verzahnungsmaschine mit scheibenförmidem Fräskopf nach jedem einzelnen der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Vorschubantrieb in bewegungsschlüssiger Verbindung mit dein Frässpindelantrieb steht, so daß jedes Messer bei einer bestimmten Vorschubstellung zum Schnitt kommt, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige Vorschubbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück nicht nur, wie bekannt, in der Zahnlängsrichtung, sondern auch zusätzlich in der Richtung der Zahnlückentiefe erfolgt (Fig. 18). 18. Verzahnungsmaschine mit scheibenförmigem Fräskopf nach jedem einzelnen der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Vorschubantrieb in bewegungsschlüssiger Verbindung mit dem Frässpindelantrieb steht, so daß jedes Messer bei einer bestimmten Vorschubstellung zum Schnitt kommt, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige Vorschubbewegung beim Fräsen einer Zahnlücke in deren Längsrichtung schwach geneigt zur Zahngrundlinie erfolgt. i9. Maschine nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch Verwendung eines Fräskopfes, dessen Messer kürzer sind, als der Zahnlückentiefe entspricht, und auf dem Umfang des Fräskopfes eine Lücke zwischen dem ersten und letzten Messer freilassen und der Längsvorschub zunächst geneigt zur Grundlinie der Zahnlücke und dann rückwärts längs der Grundlinie erfolgt, worauf Fräskopf und Werkstück so weit voneinander entfernt «-erden, daß die Teilbewegung des Werkstücks erfolgen kann, solange es sich in der Lücke zwischen den Messern befindet. 2o. Maschine nach Anspruch i9, gekennzeichnet durch Verwendung eines Messerkopfes nach Anspruch io mit Schruppmessern und Schlichtmessern sowie durch eine gegenseitige Vorschubbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug erst vorwärts in der Längsrichtung der Zahnlücke, geneigt zur Grundlinie während des Schneidens der Schruppmesser, und dann rückwärts längs der Zahnlücke beim Schneiden der Schlichtmesser.