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Zahnradförmiges Werkzeug zum Fertigbearbeiten von Zahnrädern Die Erfindung
bezieht sich auf ein zahnradförmiges Werkzeug zum Fertigbearbeiten von Zahnrädern
durch Schaben, bei dem die Zahnflanken in bei einem Zahnrad an sich bekannter Weise
in ihrer Längsrichtung symmetrisch zur Längsmittellinie der Zähne gekrümmt sind.
Wenn das Werkzeug- und das Werkstückrad mit einem Berührungsdruck zwischen ihren
zugehörigen Zähnen kämmend miteinander laufen, haben die divergierenden Bahnen,
in denen diese Zähne sich bewegen, zur Folge, daß die Schabkanten sich längs der
Zähne des Werkstückes bewegen und von deren Flächen dünne Späne mit einer Schabwirkung
entfernen. Die Zahnflächen neben den Schabkanten reiben zu derselben Zeit auf den
Flächen der Zähne des Werkstückes, begrenzen die Tiefe, bis zu der die Schabkanten
wirken können, und bearbeiten diese Flächen zu einer feineren Vollkommenheit der
Form.
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Es ist vorgeschlagen worden, mit einem Werkzeug dieser Art Zähne mit
geradem oder schraubenförmigem Längsverlauf an Außen- oder Innenzahnrädern bei ausgedehnter
Auflage in der Längsrichtung zwischen den Zähnen des Werkzeugrades und des Werkstückrades
fertigzubearbeiten. Die Schneidkanten eines solchen Werkzeuges sind die Schnittlinien
zwischen den Seitenflächen ihrer Zähne und den Nuten, welche in diese Flächen teilweise
oder
vollständig durch das Material der Zähne hindurch eingeschnitten
sind.
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Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines zahnradförmigen Werkzeuges,
das gegenüber dem älteren Vorschlag Verbesserungen mit Bezug auf die Schabkanten
aufweist, so daß diese Kanten wiederholt wirksam geschärft werden können, nachdem
sie durch den Gebrauch stumpf geworden sind.
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Bei einem zahnradförmigen Werkzeug der einleitend gekennzeichneten
Art besteht gemäß der Erfindung das Werkzeug aus mehreren scheibenförmigen Teilen
oder Einheiten, -derart, daß die Zähne der mit ihren radialen Ebenen aufeinandergelegten
Scheiben im vereinigten Zustand an ihren einander zugekehrten Enden .im Abstand
-voneinander liegen und Schneidkanten an diesen Enden haben.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Flanken der sich
entsprechenden, an ihren zugekehrten Enden durch einen Abstand voneinander getrennten
Zähne der vereinigten Einheiten oder Teile auf gleichen oder annähernd gleichen
Krümmungskurven liegen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Schneidkanten
an den einander zugekehrten Enden der Zähne einer oder mehrerer der Einheiten oder
Teile mit einem Spanwinkel versehen sein.
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Dem Werkzeug nach der Erfindung kann in vorteilhafter Weise eine Vorrichtung
zugeordnet sein, mittels deren die Ausrichtung der sich entsprechenden Zähne der
Teile oder Einheiten gemäß den Krümmungskurven herbeigeführt und aufrechterhalten
wird.
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Es kann ferner die Krümmung der Flanken der Werkzeugzähne so sein,
daß, bezogen auf ein mit dem Werkzeug kämmendes Werkstückzahnrad, auf einem mittleren
Teil der Zahnlänge eine volle Auflage der Werkzeugzähne auf den Werkstückzähnen
und nach beiden Enden hin ein allmähliches Entfernen von den Werkstückzähnen erfolgt.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist die Möglichkeit, während
der Lebensdauer des Werkzeuges einen Anstellwinkel an den Schabkanten vorzusehen
und aufrechtzuerhalten.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen axialen Schnitt durch den Hauptteil eines
Schabwerkzeuges gemäß der Erfindung, Fig.2 eine Stirnansicht des Schabwerkzeuges,
von der rechten Seite der Fig. i aus gesehen, Fig. 3 einen axialen Schnitt durch
einen zugehörigen Teil des Werkzeuges, Fig. 4 eine Schnittansicht durch das zusammengesetzte
Schabwerkzeug im Arbeitszustand, Fig. 5 eine ähnlicheAnsicht eines entsprechenden
Werkzeuges, bei dem die Zähne an ihren schabenden Teilen einen Anstellwinkel aufweisen,
Fig.6 eine der Fig.4 ähnliche Schnittansicht einer abgeänderten Ausführungsform
eines Werkzeuges gemäß der Erfindung, Fig.7 eine Schnittansicht eines Werkzeuges
gleich dem der Fig. 6, das aber an seinen Schabkanten einen Anstellwinkel hat, Fig.
8 eine Abwicklung des in Fig. 4 dargestellten Werkzeuges, dessen Zähne ein Zahnrad
mit äußeren Schraubenzähnen fertigbearbeiten können, Fig. 9 eine Abwicklung eines
ähnlichen Werkzeuges, bei dem die Zähne so gestaltet sind, daß sie Zahnräder mit
inneren Schraubenzähnen fertigbearbeiten können, Fig. io eine Abwicklung eines Werkzeuges
derselben Art, das schraubenförmige Zähne hat, die Außenzahnräder fertigbearbeiten
können, Fig. i i eine Abwicklung eines schraubenförmigen Werkzeuges, dessen Zähne
Innenzahnräder fertigbearbeiten können, Fig. i2 und 13 schematische Darstellungen
von Werkzeug und Werkstück in Ansicht bzw. in Draufsicht, Fig. 14, 15 und 16 Schnittansichten
nach den Linien 14-i4, 15-i5 bzw. 16-r6 der Fig. 13 von miteinander kämmenden Zähnen
eines Werkzeuges und eines schraubenartigen Werkstückrades ohne ausgedehnte Auflage
zwischen den sich berührenden Zähnen, Fig. 17 und 18 ähnliche Ansichten wie die
der Fig. 14 und 16 und veranschaulichen Zahnausbildungen gemäß der Erfindung, durch
welche eine ausgedehnte Auflage in der Längsrichtung zwischen den Zähnen des Werkzeuges
und des Werkstückes erzielt wird, Fig. i9 eine Draufsicht auf den Werkzeugzahn der
Fig. 17 und 18, Fig. 2o und 21 Diagramme, welche veranschaulichen, wie eine ausgedehnte
Auflage zwischen einem Werkzeug und einem Werkstückrad mit inneren Schraubenzähnen
erzielt wird, Fig. 22, 23 und 24 Schnittansichten in vergrößertem Maßstab nach den
Linien 22-22, 23-23 bzw. 24-24 der Fig. 2i, Fig. 25 eine der Fig. 23 ähnliche Schnittansicht
und veranschaulicht eine Ausführung eines Zahnes gemäß der Erfindung, durch den
eine ausgedehnte Auflage zwischen den Zähnen des Werkzeuges und den Zähnen eines
Innenzahnrades erzielt wird, und Fig. 26 eine Draufsicht auf den Zahn der Fig. 25.
Das in den Fig. i bis 4 dargestellte Werkzeug weist eine Nabe 2i mit Flansch 22
auf, der Außenzähne 23 hat; die Nabe 2i mit dem Flansch 22 bildet einen Teil des
zusammengesetzten Werkzeuges. Der mit ihm zusammenwirkende Teil ist ein Ring 24
mit Außenzähnen 25, der auf der Nabe 21 angebracht wird; die Bohrung in dem Ring
24 hat eine genau bearbeitete Lagerfläche 26, die dicht auf die äußere Lagerfläche
27 der Nabe 21 paßt. Der Ring 24 wird gegen den Flansch 22 durch eine Mutter 28
festgeklemmt, welche auf den mit Gewinde versehenen Teil 29 der Nabe 21 aufgeschraubt
wird (Fig.4).
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Der Flansch 2,2, des ersten Werkzeugteils ist neben der Lagerfläche
27 mit einer Schulter 30 und der Ring 24 mit einer Schulter 31 versehen.
Die Enden der Zähne beider Teile sind von diesen
Schultern aus weggeschnitten,
so daß nach der Zusammensetzung ein Zwischenraum 32 zwischen den aneinanderstoßenden
Enden der entsprechenden, ausgerichteten Zähne 23 und 25 der Teile verbleibt. Dieser
Zwischenraum 32 ist für die Ableitung von Spänen genügend breit und tief und ermöglicht
ein ausreichendes schneidendes Einwirken der Schabkanten mit den Zähnen des Werkstücks.
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Das Anschärfen der Schabkanten erfolgt durch Schleifen der Zahnenden,
welche die Umgrenzungs-Linien des Raumes 32 bilden. Das Schleifen ist mit üblichen
Werkzeugschleifmaschinen an jedem Teil leicht zu bewirken, wenn er von dem anderen
abgenommen ist, und kann wiederholt und mehrmals durchgeführt werden, wenn die Kanten
stumpf werden. Das Schleifen kann nach Trennen der Teile bequem durchgeführt und
die geschärften Teile wieder zusammengesetzt werden. Zwecks Aufrechterhaltens einer
im wesentlichen gleichförmigen Breite für den Zwischenraum 32 können die Schultern
30 und 3 1 oder eine von ihnen von Zeit zu Zeit abgeschliffen werden.
Wenn nach dem Schleifvorgang die Teile zusammengesetzt werden, werden die Zähne
der beiden Teile mit Bezug aufeinander genau ausgerichtet, bevor die Mutter 28 festgezogen
wird. Das Ausrichten kann durch ein Werkzeug oder einen Teil bewirkt werden, welcher
in eine Zahnlücke eintritt und sich über eine ausgedehnte Strecke längs der Seiten
benachbarter Zähne auflegt; das Ausrichten kann auch durch einen Keil und eine Nut
zwischen der Nabe 21 und dem Ring 24 bewirkt werden. In den Fig. 6 und 7 ist eine
ausrichtende Keileinrichtung in Verbindung mit einer anderen Form eines Werkzeuges
beispielsweise dargestellt.
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Die Zähne können an ihren Schneidenden mit oder ohne Spanwinkel ausgebildet
werden. Die Fig. i, 3 und 4 veranschaulichen die Zahnenden, welche in Ebenen abgeschliffen
sind, die rechtwinklig zu der Achse des Werkzeuges verlaufen, d. h., die Zahnenden
weisen keinen Spanwinkel auf. Fig. 5 veranschaulicht ein ähnliches Werkzeug, bei
dem ein Spanwinkel durch Anschleifen einer konischen Fläche hergestellt ist. Die
Zähne von stirnradartigen Werkzeugen können an ihren Enden nach schrägen Ebenen
abgeschliffen werden (Fig. 9), wodurch spitze Winkel an den Kanten 231
des
einen Teiles und an den Kanten 25i des anderen Teiles hergestellt werden.
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In den Fig. 6 und 7 sind abgeänderte Ausführungsformen der Erfindung
veranschaulicht. In der Fig. 6 sind drei Werkzeugteile 33, 34, 35, die alle abnehmbar
sind, auf einer Nabe 36 angebracht, welche einen Anschlagflansch 37 an dem einen
Ende aufweist und an ihrem anderen Ende mit einer Klemmutter 36 ausgestattet ist.
Die Teile 33, 35 sind spiegelbildliche Gegenstücke, und der Teil 34 ist eine Scheibe,
die zwischen beiden angeordnet und in der Breite neben ihrer Umfangsfläche verringert
ist, so daß Zwischenräume 39, 40 gebildet werden. Die drei Teile weisen Zähne auf,
die miteinander fluchten. Beim Ausführungsbeispiel ist ferner eine Keilvorrichtung
dargestellt, um das Ausrichten der Zähne herbeizuführen und aufrechtzuerhalten;
diese Vorrichtung enthält Buchsen 44 42, 43, die in die entsprechenden Teile eingesetzt
sind, sowie einen Stift 44, welcher durch die Bohrungen aller Muffen hindurchgeht.
Die Muffen sind aus weicherem Metall als die Werkzeugteile, um eine maschinelle
Bearbeitung der Kanäle und Bohrungen genau fluchtend zueinander zu ermöglichen und
um ein genaues Passen mit dem Stift herbeizuführen, nachdem die einzelnen Einheiten
gehärtet und fertigbearbeitet worden sind. Die Schneidkanten sind an den inneren
Enden der Zähne an den Teilen 33 und 35 und an beiden Enden der Zähne an dem Teil
34 gebildet. Diese Zähne haben keinen Anstellwinkel.
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Ein ähnliches Werkzeug, das an seinen Schneidkanten 45, 46, 47, 48
einen Anstellwinkel hat, ist in Fig. 7 dargestellt.
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Die Zähne, mit denen diese Werkzeuge versehen sind, sind im Profil
den Zähnen der Zahnräder angepaßt, die sie bearbeiten sollen.
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Werkzeuge gemäß der Erfindung sollen so angeordnet werden, daß ihre
Achsen nicht parallel zu der Achse des Werkstückrades verlaufen und sich nicht schneiden
und eine ausgedehnte Auflage längs der Zähne des Werkstückrades hergestellt wird.
Zu diesem Zweck kommen für die Fertigbearbeitung von geradverzahnten Stirnrädern
(d. h. Zahnrädern, deren Zähne parallel zu ihrer Achse verlaufen) Werkzeuge mit
schraubenförmigen Zähnen und für die Fertigbearbeitung von Schraubenrädern entweder
geradverzahnte oder auch schraubenradartige Werkzeuge zur Verwendung. Schraubenradartige
Werkzeuge können für schraubenförmige Zahnräder verwendet werden, wenn der Schraubenwinkel
der Radzähne verschieden von dem des Werkstückes ist. In allen diesen Fällen bewegen
sich daher die Zähne des Werkzeuges in Bahnen, welche in bezug auf die Bahnen der
Räderzähne des Werkstückes konvergieren, wenn letztere miteinander kämmen, und die
divergieren, wenn diese Zähne außer Eingriff sind, weshalb ein längsgerichtetes
Gleiten zwischen den sich berührenden Zähnen auftritt, wodurch die gewünschte Schabwirkung
eintritt.
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Um eine ausgedehnte Auflage in der Längsrichtung zwischen den sich
berührenden Zähnen zu erzielen und um die Schnittiefe zu begrenzen, sind die Seitenflächen
der Werkzeugzähne in der Längsrichtung und auf beiden Seiten entgegengesetzt zueinander
gekrümmt, und zwar mit einer Krümmung, deren Tiefe von dem Schrägungswinkel abhängig
ist. Für Werkzeuge zum Fertigbearbeiten von Außenzahnrädern ist die Krümmung konkav,
und für Werkzeuge zum Fertigbearbeiten von Innenzahnrädern ist die Krümmung konvex.
Die wesentlichen Merkmale von stirnrad- und schraubenradartigen Werkzeugen mit Außenverzahnungen
sind in Fig. 8, 9, io und i i dargestellt, wobei die Krümmung übertrieben angegeben
ist, um sie deutlicher sichtbar zu machen.
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Fig. 8 kann als eine in eine Ebene abgewickelte Seitenansicht eines
Werkzeuges angesehen werden,
wie es in Fig. q. dargestellt und dazu
bestimmt ist, eine ausgedehnte Auflage in der Längsrichtung mit den Zähnen eines
Zahnrades mit äußerer Schraubenverzahnung herzustellen. Die Zähne der betreffenden
Teile sind, wie in den vorhergehenden Figuren, mit 23 und 25 bezeichnet. Die gegenüberliegenden
Seitenflächen 23 a, 23 b und 25 a, z5 b eines jeden Zahnes sind in der Längsrichtung
gleich und symmetrisch konkav gestaltet. Die Stirnflächenkurven sind in allen senkrechten
Ebenen einander gleich. Wenn also das Werkzeug zur Fertigbearbeitung von Evolventenrädern
bestimmt ist, sind seine Zahnkurven Evolventen desselben Grundkreises in allen Profilebenen;
dasselbe gilt für Zähne von anderer Gestalt als für Evolventenzähne. Die längs verlaufenden
Kurven der beiden ausgerichteten Zähne sind Abschnitte derselben Kurve, welche durch
den Zwischenraum 32 unterbrochen ist. Diese Krümmung ist fast eine kreisförmige,
wenn auch nicht eine genau kreisförmige.
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Fig.9 veranschaulicht in ähnlicher Weise ein Werkzeug, das zum Fertigbearbeiten
von Innenzahnrädern geeignet ist. Hier sind die Seitenflächen 23 c, 23
d, 25 c, 25 d bei einer fast oder im wesentlichen kreisförmigen Krümmung
konvex, wobei die entsprechenden Flächen der ausgerichteten Zähne der Schneideinheiten
in genauer Fortsetzung zueinander liegen.
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Ein schraubenförmig gezahntes Werkzeug zum Fertigbearbeiten von Außenzahnrädern
ist in Fig. io dargestellt, und ein entsprechendes Werkzeug zum Fertigbearbeiten
von Innenzahnrädern ist in Fig. i i gezeigt; diese Werkzeuge haben dieselben wesentlichen
Eigenschaften mit Bezug auf die längs gerichtete Konkavität und Konvexität, nur
mit dem Unterschied, daß die gekrümmten Kurven auf den Zahnflächenschrauben oben
aufliegen, wodurch diese Schrauben etwas abgeändert werden. Die mittleren Schraubenlinien
dieser Zähne sind wahre Schraubenlinien, während ihre Flächenkurven in der erforderlichen
Weise abgeändert sind, um in den Zahnstärken mit Bezug auf die mittlere Schraubenlinie
symmetrische Abstufungen zu erhalten. Die Kurven 23 e und 25 e sind sich
fortsetzende Teile einer konkav gekrümmten Schraubenlinie auf der einen Seite der
Zähne und symmetrisch mit Bezug auf die gegenüberliegenden Kurven 23f und
25f angeordnet. Die Kurven 23 g und 25 g bzw. 23 1a und 25 h sind dementsprechend
Schraubenlinien, welche durch eine symmetrische und entgegengesetzte Konvexität
etwas abgeändert sind. Wenn auch die Tiefe oder Höhe der gekrümmten Gestalt bei
Werkzeugen der in den Zeichnungen dargestellten Größe verhältnismäßig klein ist,
so ist sie trotzdem erkennbar und meßbar, und ihr Vorhandensein verursacht in den
Abmessungen des fertigbearbeiteten Werkstücks eine Genauigkeit sowie eine Glätte
und Vollkommenheit der fertigbearbeiteten Fläche mit einer Arbeitsersparnis, die
sonst nicht erzielbar ist.
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In allen Fällen sind die Zahnprofile eines Zahnes in allen parallelen
Ebenen quer zur Zahnlänge einander gleich mit Ausnahme von Unterschieden in der
Dicke in verschiedenen Ebenen und haben dieselben charakteristischen Kurven.
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Zur Erklärung sei ausgeführt, daß die stirnradartigen Werkzeuge der
Fig. 8 und 9, wenn sie sich auch infolge ihrer gekrümmten Flächen von Stirnrädern
unterscheiden, solchen Zahnrädern gleichartig sind, indem ihre Mittellinien gerade
sind und parallel zu der Achse verlaufen. Demzufolge ist für den Zweck des Verständnisses
der Erfindung, wenn ein Zahn eines Werkzeuges gerade ist, dies so zu verstehen,
daß dies sich auf die längs verlaufende Mittellinie des Zahnes oder dessen längs
verlaufende Mittelebene bezieht.
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Werkzeuge, die aus drei oder mehr Teilen ähnlich denen der Fig. 6
und 7 zusammengesetzt sind, haben dieselbe bogenförmige Krümmung in den stirnrad-
oder schraubenradartigen Zähnen, wie oben auseinandergesetzt, und die Seiten der
zueinander fluchtend liegenden Zähne bilden Abschnitte derselben unterbrochenen
Kurven.
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Zur weiteren Erklärung der Eigenschaft der bogenförmigen Zahnausbildung
sei auf die Fig. 12 und 13 .verwiesen. Angenommen, daß in Fig. 12 der Zylinder A
den Teilkreis eines Stirnrades darstellt, dessen Zahnflanken parallel zu der Achse
verlaufen, und daß B den Teilkreis eines Schraubenzahnrades darstellt, das mit dem
erwähnten Stirnrad gepaart ist, und daß Ta einen Zahn des erstgenannten Rades bezeichnet,
welcher in der Mitte im Eingriff mit zwei angrenzenden Zähnen T i, T2 des anderen
Rades steht. Die Achsen der Räder verlaufen zueinander schräg unter einem Winkel,
welcher dem Schraubenwinkel der Zähne T i, T2 entspricht. So angeordnete Zylinder
berühren einander nur an einem einzigen Punkt a, welcher die Stelle ist, an der
das gemeinsame Lot zu ihren beiden Achsen die Teilkreise schneidet. Von diesem Punkt
aus divergieren in jeder Längsrichtung der miteinander kämmenden Zähne die Teilzylinder,
und der Mittenabstand nimmt zu. Während also der Zahn Ta sich in vollem Eingriff
mit den angrenzenden Zähnen in der Ebene 15-i5 befindet, welche den Berührungspunkt
und das gemeinsame Lot enthält (Fig. 13 und 15), befindet er sich an beiden Enden
außer Eingriff (Fig. 14 und 16). Diese Bedingung trifft für alle Zahnräder zu, welche
Zähne von gleicher Dicke von dem einen bis zum anderen Ende haben und bei schräg
verlaufenden Achsen miteinander kämmen; die Berührung ist auf eine Punktberührung
beschränkt. Infolge der Zusammendrückbarkeit des Metalls ist die tatsächliche Berührung
eine Fläche von meßbaren Abmessungen, aber nur von sehr geringen Abmessungen. Sie
verschiebt sich in einer diagonalen Linie in der Längsrichtung und radial zu den
Zähnen im Verlauf des kämmenden Eingriffs, jedoch ist die Berührung zu jedem Zeitpunkt
stets eine Fläche von beschränkter Größe. .
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Bei der Herstellung eines Werkzeuges, wie es in Fig. 8 dargestellt
ist, werden die Enden der Zähne so verbreitert, daß sie in Ebenen, die denen entsprechen,
welche bei 14-4 und 15-15 in Fig. 13 angedeutet sind, an den Punkten b und
c (Fig. 17
und 18) - eine Berührung herstellen; die Dicke dieser
Zähne wird in anderen Ebenen proportional erhöht, so daß eine gleichzeitige Berührung
nach einer Linie vorhanden ist, die sich über die sich überlappenden Längen der
Zähne des Werkzeuges und des Werkstücks innerhalb der Länge des Berührungskreisbogens
erstreckt. Dieser Berührungskreisbogen ist ein Bogen um die Mitte eines Zahnrads,
bei dessen Drehung die Zähne dieses Rads eine Berührung mit den Zähnen des mit ihm
gepaarten Rades herstellen. Seine Begrenzung ist durch die Schnittpunkte des Umfangsunterschieds
dieses Zahnrads (Unterschied zwischen dem wirklichen und geometrischen Radius) mit
den Wirkungslinien gegeben. Bei Werkzeug- und Werk-Stückzahnrädern, bei denen die
Zähne so lang sind oder der schräge Winkel so groß ist bzw. der Zahnteilungsradius
so kurz ist, daß die Enden eines Zahnes außerhalb der Grenzen des Wirkungskreisbogens
liegen, wenn sein mittlerer Teil sich in der Mitte dieses Wirkungskreisbogens befindet,
ist es nicht möglich, eine gleichzeitige Berührung über die ganze Länge bei den
Werkzeugzähnen und Werkstückzähnen gemeinsam zu erzielen. In anderen Fällen ist
dies aber möglich, und in allen Fällen (ausgenommen, wenn die weiter unten beschriebenen
Abänderungen benutzt werden) bewirkt die Länge der miteinander gepaarten Zähne,
die innerhalb dieser Grenzen liegt, eine gleichzeitige und gleichförmige Auflage.
Die sich ändernde Dicke, mittels deren diese ausgedehnte Auflage erzielt wird, ist
das Maß der oben beschriebenen gewölbten Krümmung. Es ist in Fig. r9 mit äußerster
Annäherung an seinen tatsächlichen Wert bei den in den Fig. 16, 17 und 18 gezeigten
Zahnabmessungen und einem schrägen Winkel angegeben, welcher in Fig. 13 gezeigt
ist.
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Die Verhältnisse bei einem geradverzahnten Stirnrad, das sich im Eingriff
mit einem Zahnrad mit innerer Schraubenverzahnung befindet, sind in den Fig. 2o
bis 24 angegeben. Der Teilzylinder A eines Außenzahnrades steht mit dem Teilkreis
B eines Innenzahnrades, wenn die Achsen dieser Zahnräder in einem schrägen Winkel
zueinander liegen, an den getrennt voneinander befindlichen Berührungspunkten c
und d an den Enden des kürzeren Zylinders in tangentialer Berührung, und zwischen
diesen tangentialen Berührungspunkten liegen die Teilzylinder voneinander getrennt.
Ein Stirnzahnrad Ta an dem Teilzylinder A steht nur an seinen Enden mit dem
Innenzahnrad an den Punkten f und g in voller Berührung (Fig. 22 und 24), während
er an seiner Mitte und an allen anderen Punkten, an denen der Mittenabstand kleiner
ist, keine Berührung herstellt (Fig. 23).
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Indem die Zähne des Werkzeuges von beiden Enden aus nach der Mitte
zu fortschreitend dicker oder von der Mitte nach den beiden Enden hin fortschreitend
dünner (Fig.25) gemacht werden, wird eine ausgedehnte Auflage von dem einen bis
zum anderen Ende der sich überlappenden Zahnlängen hergestellt, um im besonderen
durch die Kanten in der Mitte zwischen den Enden der Zähne eine Schabwirkung zu
erzielen. Diese fortschreitende Veränderung in der Dicke ist das Maß der konvexen
Krümmung der Zähne eines Schabwerkzeuges zum Fertigbearbeiten von Innenzahnrädern.
Eine sehr genaue Annäherung an die tatsächlichen Verhältnisse eines solchen Zahnes
ist in Fig. 26 gezeigt.
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Schraubenförmige Zähne bei Werkzeugen zwecks Einwirkung auf gerade
Zähne oder Zähne von verhältnismäßig unterschiedlichem Schraubenwinkel werden in
der Dicke gemäß denselben Grundsätzen und den obigen Angaben entsprechend geändert.
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Auch kann die radiale Höhe der Zähne und die radiale Tiefe der Lücken
zwischen diesen Zähnen in ähnlicher Weise geändert werden, um eine gleichförmige
Eingriffstiefe über die sich überlappende Länge der Zähne des Werkzeugrades und
des Werkstückrades zu erzielen, so daß der äußere Umfang der Werkzeuge für Werkstücke
mit Außenverzahnungen sphäriodisch konkav und derjenige für Werkstücke mit Innenverzahnungen
sphäriodisch konvex wird; dieses Merkmal ist zeichnerisch nicht dargestellt.
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Die Zähne mit konvexen Seiten können mehr konvex und die Zähne mit
konkaven Seiten weniger konkav als diejenigen hergestellt sein, welche eine gleiche
und gleichförmige Auflage über ihre Länge bewirken, und einen mehr verstärkten Berührungsdruck
neben ihren Schneidkanten als an anderen Stellen herzustellen, während trotzdem
eine Auflagelänge erhalten wird, die bedeutend größer als diejenige ist, welche
mit nicht gekrümmten Zahnflächen erhalten wird. Diese Abänderung ist zweckvoll,
wenn ein kräftiger Druck erwünscht ist.
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Die Erfindung umfaßt auch ein Werkzeug mit Innenverzahnung, gleichgültig,
ob die Zähne gerade (in dem oben beschriebenen Sinne) oder schraubenförmig sind.
Ein Werkzeug dieser Art, welches dem in den Fig. r bis 4 dargestellten entspricht,
besteht aus einer zylindrischen Muffe, welche an dem einen Ende einen aus einem
Stück mit ihr bestehenden Innenflansch hat und an ihrem Inrienumfang mit Zähnen
versehen ist, sowie aus einem inneren zylindrischen Lager neben diesem Flansch und
einem Innengewinde, das sich von dem dem gezahnten Flansch abgekehrten Ende aus
nach innen erstreckt. Der trennbare Teil ist ein Ring, der auf dieser Lagerfläche
außen passend sitzt und Innenzähne hat, welche in Ausrichtung und Fortsetzung ihrer
Seitenflächen mit den Zähnen des Flansches liegen, wie dies zwischen den Zähnen
23 und 25 der oben beschriebenen Ausführung der Fall ist. Andererseits können innere
Ringeinheiten entsprechend denen der Fig. 6 und 7 in ähnlicher Weise mit dem Inneren
einer Muffe vereinigt werden, welche an dem einen Ende einen inneren Anschlagflansch
hat und mit einer inneren Klemmutter ausgerüstet ist, die in Schraubeneingriff mit
deren anderem Ende steht.
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Das Merkmal der gekrümmten Flächenwölbung der Zähne eines solchen
mit Innenzähnen versehenen Werkzeuges wird durch Betrachtung der Zähne verständlich,
die bei T 3 und T 4 in den
Fig. 20, 22, 23 und 24
dargestellt sind, welche in dem mittleren Teil verdickt sind, um an dieser Stelle
eine Berührung mit einem Zahn, wie beispielsweise dem Zahn Ta herzustellen, der
eine gleichförmige Dicke hat; die Zähne T 3 und T 4
erhalten an anderen
Stellen eine geeignet geringere Dicke, um eine ausgedehnte Auflage über die gewünschte
Strecke von dem mittleren Teil aus auf die eine oder andere Art zu bewirken. Die
Zähne eines Werkzeuges mit innerer Verzahnung können also mit einer konvexen Längskrümmung
ähnlicher Art, wie in den Fig. 9, i i und 26 dargestellt, und mit einem Grad versehen
werden, der zu dem schrägen Winkel paßt, unter dem das Werkzeug im Eingriff mit
dem Werkstückrad zu laufen bestimmt ist.
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Dies ermöglicht nicht nur, daß die Schneidkanten in der Mitte der
Länge oder an anderen dazwischenliegenden Stellen bei einem Werkzeug mit Außenverzahnung
mit einem mit Innenverzahnung ausgerüsteten Werkstück oder umgekehrt wirksam werden,
sondern es kommt auch eine Arbeitsberührung im Sinne des Preßpolierens neben diesen
Kanten auf. Die Linie der glättenden Berührung verschiebt sich in der Richtung vom
Grund bis zum Kopf der Zähne des Werkzeuges oder in umgekehrter Richtung zu derselben
Zeit, in der diese Linie in der Längsrichtung wandert, und die Schneidbewegung wandert
gleichfalls durch die divergierenden Bahnen der miteinander kämmenden Zähne in der
Längsrichtung.