DE1124786B

DE1124786B - Double-conical, helical hobbing cutter or grinding body for the production of straight and helical-toothed, involute-shaped internal gear rims

Info

Publication number: DE1124786B
Application number: DEK36487A
Authority: DE
Inventors: Fritz Kleinstueck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-12-16
Filing date: 1958-12-16
Publication date: 1962-03-01

Description

Doppelkegeliger, schraubenförmiger Abwälzfräser oder -schleifkörper zur Herstellung von gerad- und schrägverzahnten, evolventenförmigen Innenzahnkränzen Es sind Verfahren und Werkzeuge zur Herstellung von Innenzahnkränzen bekannt. Diese arbeiten jedoch meist mit einem Formfräser im Einzelteilverfahren. Außerdem gibt es noch die Herstellung durch Wälzstoßen mit Stoßrad und mit Stoßkamm und das Wälzfräsen mit einem zylindrischen, schneckenförmigen Abwälzfräser.Double-tapered, helical hob cutter or grinding wheel for the production of straight and helical-toothed, involute-shaped internal gear rims Methods and tools for producing internal gear rings are known. These however, they usually work with a form cutter in the single-part process. Also there there is still production by hobbing with a shaping wheel and with a shaping comb and hobbing with a cylindrical, worm-shaped hob cutter.

Der Aufwand an Kosten und Zeit bei den bekannten Verfahren und Werkzeugen ist verhältnismäßig hoch. Dazu kommt noch, daß die Werkzeugform schwierig herzustellen ist. Außer dem Stoßrad und dem Stoßkamm beim Wälzstoßen und dem Wälzfräser beim Wälzfräsen müssen alle Werkzeuge für jede Zähnezahl und Teilung des zu bearbeitenden Innenzahnkranzes die zugehörige Profilform besitzen, d. h., das Werkzeug ist jeweils nur für eine bestimmte Zähnezahl und .für eine bestimmte Teilung verwendbar, was einen außerordentlich hohen und teuren Werkzeugbestand erforderlich macht.The cost and time involved with the known methods and tools is relatively high. In addition, the mold is difficult to manufacture is. Except for the shaping wheel and the shaping comb in gear shaping and the hob in Hobbing must have all tools for each number of teeth and pitch of the to be machined Internal gear rim have the associated profile shape, d. i.e., the tool is each Can only be used for a certain number of teeth and for a certain pitch, what makes an extraordinarily high and expensive tool inventory necessary.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zu schaffen, das diese Nachteile vermeidet und die Anwendungvon Innenzahnkränzen durch wirtschaftliche Herstellung in größerem Ausmaß ermöglicht, d. h., die Herstellung jeder gewünschten Zähnezahl kann mit einem billigeren Abwälzwerkzeug vorgenommen werden, das keine schwierig herzustellenden, evolventenförmigen Werkzeugschneiden haben muß, sondern die Evolventenfianken von Werkstücken mit verschiedenen Zähnezahlen durch Abwälzen herstellt.The invention is based on the object of creating a tool which avoids these disadvantages and the use of internal gear rings by economical Enables manufacturing on a larger scale, d. i.e., the manufacture of any desired Number of teeth can be made with a cheaper hobbing tool that doesn't have any difficult to manufacture, involute tool cutting edge must have, but the involute edges of workpieces with different numbers of teeth by rolling manufactures.

Das Werkzeug nach der Erfindung ist zur Bearbeitung von Innenzahnkränzen als ein schraubenförmiger Abwälzfräser oder Schleifkörper und als Doppelkegel ausgebildet, wobei die größten Durchmesser der beiden Kegel auf der gemeinsamen Achse einander zugekehrt angeordnet sind, derart, daß die Zähne des einen Kegels die gegenüberliegende Zahnflanke erzeugen.The tool according to the invention is for machining internal gear rings designed as a helical hob or grinding tool and as a double cone, where the largest diameters of the two cones are on the common axis of each other are arranged facing in such a way that the teeth of one cone are opposite Generate tooth flank.

Dieser doppelkegelige Abwälzfräser oder Schleifkörper kann auch von geteilter Ausführung sein, wobei die beiden Einzelkegel mit ihrem größten Durchmesser auf einer gemeinsamen Achse einander zugekehrt angeordnet sind.This double-conical hob or grinding wheel can also be made from be split design, the two single cones with their largest diameter are arranged facing each other on a common axis.

Es zeigt Abb.1 eine Draufsicht auf den Innenzahnkranz und auf die Abwälzwerkzeuge, Abb. 2 einen Längsschnitt durch den Innenzahnkranz mit gerader Verzahnung, Abb. 3 einen Längsschnitt durch den Innenzahnkranz mit schräger Verzahnung, Abb. 4 einen vergrößerten Ausschnitt von Abb. 1, Abb. 5 eine räumliche Darstellung des kegeligen Abwälzfräsers in bezug auf seinen Steigungswinkel, Abb. 6 eine Ansicht des kegeligen Abwälzfräsers in bezug auf seinen veränderlichen Steigungswinkel.Fig.1 shows a top view of the internal gear rim and the Abwälzwerkzeuge, Fig. 2 a longitudinal section through the internal gear rim with straight Toothing, Fig. 3 shows a longitudinal section through the internal gear rim with angled teeth, Fig. 4 shows an enlarged section of Fig. 1, Fig. 5 shows a three-dimensional representation of the conical hob with respect to its helix angle, Fig. 6 is a view of the conical hob with respect to its variable helix angle.

Die zwei schraubenförmigen, kegeligen Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 nach Abb. 1 bis 3, die, mit ihrem größten Durchmesser einander zugekehrt, auf einer gemeinsamen Antriebswelle 3 angeordnet sind, führen neben ihrer eigenen Drehbewegung 4 eine Abwälzbewegung 5 in dem zu bearbeitenden, um seine Achse drehenden Innenzahnkranz 6 aus.The two helical, conical hobs or hobs 1 and 2 according to Fig. 1 to 3, which, with their largest diameter facing each other, are arranged on a common drive shaft 3, lead in addition to their own Rotary movement 4 a rolling movement 5 in the to be machined, rotating about its axis Inner ring gear 6 off.

Neben diesen beiden Drehbewegungen 4 und 5 führen die Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 eine geradlinige Vorschubbewegung 7 parallel zu der Innenzahnkranzachse 8 aus.In addition to these two rotary movements 4 and 5, the hob cutters perform or Abwälzschleifkörper 1 and 2 a rectilinear feed movement 7 parallel to the internal gear axis 8 from.

Bei der Herstellung von geradverzahnten Innenzahnkränzen 6 in Abb. 2 ist die Achse 9 der Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 um den Winkel 10 aus der senkrechten Achslage , zum Innenzahnkranz 6 herausgeschwenkt. Dieser Winkel 10 entspricht den mittleren Steigungswinkel 11 der beiden Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2.When manufacturing straight-toothed internal gear rims 6 in Fig. 2 is the axis 9 of the hobs or hobs 1 and 2 by the angle 10 pivoted out of the vertical axis position to the inner ring gear 6. This Angle 10 corresponds to the mean helix angle 11 of the two hob cutters or Hobbing media 1 and 2.

Bei der Herstellung von schrägverzahnten Innenzahnkränzen 12 in Abb. 3 ist die Achse 9 der Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 um den Winkel 13 aus der senkrechten Achslage zum Innenzahnkranz 12 herausgeschwenkt.When producing helical internal gear rims 12 in FIG. 3, the axis 9 of the hob cutters or hob grinding bodies 1 and 2 is pivoted out of the perpendicular axis position to the internal gear rim 12 by an angle 13.

Dieser Winkel 13 entspricht dem mittleren Steigungswinkel 11 der beiden Abwälzfräser oder Abwülzschleifkörper 1 und 2 plus oder minus des Schrägungswinkels 14 des schrägverzahnten Innenzahnkranzes 12. Plus oder minus ergibt sich aus der Gangrichtung der beiden Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 und des schrägverzahnten Innenzahnkranzes 12: Zu der Schwenkung der Achse 9 der Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 in Abb. 5 kommt noch ein kleiner Zusatzwinkel hinzu. Dieser Zusatzwinkel ergibt sich aus der Winkeldifferenz zwischen dem Winkel 15 in der Achsebene 16 und dem Winkel 17 in der Kegelmantelebene 18'.This angle 13 corresponds to the mean slope angle 11 of the two Hobbing cutters or abrasive abrasives 1 and 2 plus or minus des Helix angle 14 of the helical internal gear rim 12. Plus or minus results from the thread direction of the two hob cutters or hobbing bodies 1 and 2 and the helical internal gear ring 12: To the pivoting of the axis 9 of the Hobbing cutters or hobbing wheels 1 and 2 in Fig. 5 there is a small additional angle added. This additional angle results from the angle difference between the angle 15 in the axial plane 16 and the angle 17 in the conical surface plane 18 '.

Die Werkzeugdrehbewegung 4 steht. zur Werkstückdrehbewegung 5 bei geradverzahnten Innenzahnkränzen 6 im genauen Verhältnis wie die Werkzeuggangzahl zu der Werkstückzähnezahl.The tool rotation 4 is at a standstill. for workpiece rotation 5 Straight-toothed internal gear rings 6 in the exact ratio as the number of tool turns to the number of workpiece teeth.

Die Werkzeugdrehbewegung 4 steht zur Werkstückdrehbewegung 5 bei schrägverzahnten Innenzahnkränzen 12 im genauen Verhältnis wie die Werkzeuggangzahlzu der Werkstückzähnezahl plus oder minus einer kleineren oder größeren Zusatzdrehbewegung über ein Differentialgetriebe je nach Gangrichtung und Größe des Schrägungswinkels 14.The tool rotary movement 4 is related to the workpiece rotary movement 5 in the case of helical-toothed Internal gears 12 in the exact ratio of the number of tool threads to the number of teeth on the workpiece plus or minus a smaller or larger additional rotary movement via a differential gear depending on the gear direction and the size of the helix angle 14.

Zwischen den beiden schraubenförmigen, kegeligen Abwälzfräsern 1 und 2 in Abb. 1 ist ein schraubenförmiger, zylindrischer Abwälzvorfräser 19 angeordnet, der die Zahnlücke 20 vorarbeitet.Between the two helical, conical hobs 1 and 2 in Fig. 1 a helical, cylindrical hobbing cutter 19 is arranged, which prepares the tooth gap 20.

Statt der zwei Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2, die beide Zahnflanken 21, 22 gleichzeitig bearbeiten, kann auch die Bearbeitung der Zahnflanken 21, 22 einzeln hintereinander durch einzelne Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 erfolgen. Die Werkzeugschneiden bzw. die Schleifflächen 23 der Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 können als Radien 24 ausgebildet werden. Die Radiusmittelpunkte 25 in Abb. 4 dieser Werkzeugschneiden oder Schleifflächen 23 auf dem Kegelmantel 18' des Abwälzfräsers oder Abwälzschleifkörpers l und 2 müssen in ihrer Verlängerung genau durch den Grundkreis 26 des zu bearbeitenden Innenzahnkranzes 6 bzw. 12 gehen, bzw. auf der evolventenerzeugenden Eingriffslinie 18 liegen.Instead of the two hobs or hobs 1 and 2 that machine both tooth flanks 21, 22 at the same time, the tooth flanks 21, 22 can also be machined individually one after the other by individual hobs or hobs 1 and 2. The tool cutting edges or the grinding surfaces 23 of the hob cutters or hob grinding bodies 1 and 2 can be designed as radii 24. The radius centers 25 in Fig. 4 of these tool cutting edges or grinding surfaces 23 on the conical surface 18 'of the hobbing cutter or hobbing grinding body 1 and 2 must extend exactly through the base circle 26 of the internal gear rim 6 or 12 to be machined, or on the involute-generating line of engagement 18 lie.

Bei dem schraubenförmigen, kegeligen Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 ist der Steigungswinkel 1l' bei gleichförmiger Axialsteigung 27 nicht konstant, und dadurch ist auch seine Normalsteigung 28 senkrecht zum Steigungswinkel 11' nicht konstant.In the case of the helical, conical hobs or hobs 1 and 2, the pitch angle 1l 'is not constant with a uniform axial pitch 27, and as a result, its normal slope 28 is not perpendicular to the slope angle 11 'either constant.

Die axiale Steigung 27 der Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 muß korrigiert werden, damit der Abstand 28 (bzw. die Grundkreisteilung 29) der Werkzeugschneidenberührungspunkte 30 senkrecht zum mittleren Steigungswinkel 11 in der Ebene des Kegelmantels 18' bzw. auf der evolventenerzeugenden Eingriffslinie 18 konstant wird.The axial pitch 27 of the hob cutters or hob grinding bodies 1 and 2 must be corrected so that the distance 28 (or the base circle division 29) the tool cutting edge contact points 30 perpendicular to the mean helix angle 11 in the plane of the conical shell 18 'or on the involute generating line of action 18 becomes constant.

Ebenfalls muß der Kegelmantel 18' der Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 korrigiert werden, damit die Werkzeugschneidenberührungspunkte 30 genau in einer geraden Linie bzw. auf der evolventenerzeugenden Eingriffslinie 18 liegen. i Diese Korrekturen müssen sich auf einen bestimmten angenommenen (in der Regel den mittleren) Steigungswinkel 11 beziehen. Der angenommene mittlere Steigungswinkel 11 liegt in der Kegelmantelebene 18' und ist für die Berechnung der Winkeleinstellung t 10 oder 13 der Werkzeugachse 9 zur Werkstückachse 8 zugrunde zu legen.The conical surface 18 ′ of the hob cutters or hob grinding bodies 1 and 2 must also be corrected so that the tool cutting edge contact points 30 lie precisely in a straight line or on the involute generating line of action 18. i These corrections must relate to a certain assumed (usually the mean) gradient angle 11. The assumed mean pitch angle 11 lies in the conical surface plane 18 ′ and is to be used as a basis for calculating the angular setting t 10 or 13 of the tool axis 9 to the workpiece axis 8.

Der Abstand 31 der beiden Abwälzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 voneinander muß so gelegt werden, daß der Kegelmantel 18' mit der Eingriffslinie 18 genau zusammenfällt.The distance 31 between the two hob cutters or hob grinding bodies 1 and 2 of each other must be placed so that the cone shell 18 'with the line of action 18 coincides exactly.

Bei dieser Einstellung ist der Kegelwinkel 32 und der mittlere Eingriffswinkel 11 des kegeligen Abwälzfräsers oder Abwälzschleifkörpers 1 und 2 und der Eingriffswinkel 33 des zu bearbeitenden Innenzahnkranzes 6 und 12 zugrunde zu legen. Bei schrägverzahnten Innenzahnkränzen 12 kommt noch der Schrägungswinkel 14 hinzu.This setting is based on the cone angle 32 and the mean pressure angle 11 of the conical hobbing cutter or hobbing wheel 1 and 2 and the pressure angle 33 of the internal gear rim 6 and 12 to be machined. In the case of helical internal gear rings 12, the helix angle 14 is added.

Neben dem Abstand 31 der beiden Abwülzfräser oder Abwälzschleifkörper 1 und 2 müssen dieselben auf ihrer gemeinsamen Achse 9 gegeneinander so verdreht werden, daß die genaue Zahnstärke 34 erreicht wird.In addition to the distance 31 between the two hob cutters or hobbing grinding bodies 1 and 2, the same must be rotated against each other on their common axis 9 so that the exact tooth thickness 34 is achieved.

Der schraubenförmige, zylindrische Abwälzvorfräser 19 muß in der Mitte zwischen den beiden Abwälzfräsern 1 und 2 auf der gemeinsamen Achse 9 so verdreht werden, daß er in der Mitte der Zahnlücke 20 schneidet.The helical, cylindrical hobbing cutter 19 must be in the middle so twisted between the two hobs 1 and 2 on the common axis 9 be that it cuts in the middle of the tooth gap 20.

Der Gegenstand des Anspruches 4 ist nicht selbständig geschützt, sondern nur in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptanspruchs.The subject matter of claim 4 is not independently protected, but only in connection with the subject matter of the main claim.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Helical hobs or hobs for the production of straight or helical gear rims, characterized in that the hobs or hobs (1, 2) is designed as a double cone, the largest diameter of the two cones (1, 2) on the common Axis (3) are arranged facing each other; in such a way that the teeth of one cone (1) generate one tooth flank (21) and the teeth of the other cone (2) generate the opposite tooth flank (22).

2. milling cutter or grinding body according to claim 1, characterized characterized in that it is designed as two simple cones (1, 2) in two parts.

3. milling cutter or grinding body according to claim 1 and 2, characterized in that between the two cones (1, 2) a cylindrical, helical tool part (19) is arranged.

4. milling cutter or grinding body according to claim 1 to 3, characterized characterized in that the tool cutting edges on the conical tool parts (1, 2) or the grinding surfaces (23) are designed as sections of circular arcs (24); their midpoints (25) on the line of engagement (18) of the internal gear to be produced (6, 12) lie.

5. Milling cutter or grinding body according to claim 1 to 4, characterized in that that for the purpose of a uniform slope (28) of the teeth or the grinding surfaces (23) on the double-conical tool body (1, 2) the axial milling cutter pitch (27) is corrected. Documents considered: British Patent No. 721841; U.S. Patent No. 1660,915.