DE513252C - Fraesverfahren, vorzugsweise Abwaelzfraesverfahren, zur Herstellung von Raedern mit abgeschraegtem Radkoerper und in Laengsrichtung gekruemmten Zaehnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fräsverfahren zur Herstellung von Sohrägrädern, d. h. von Rädern mit auf geneigter Fläche angeordneten Zähnen, wie z. B. Kegelrädern. Als Werkzeug wird ein Schneckenfräser verwendet. Das Verfahren dient zur Herstellung von Zahnrädern mit in Längsrichtung gekrümmten Zähnen.
Bei dem Verfahren gemäß Erfindung handelt es sich um ein solches, bei welchem vorzugsweise Fräser und Werkstück in bezug aufeinander konzentrisch zur Planradachse zur Erzeugung der Abwälzbewegung gedreht werden. Der Erfindung gemäß wird ein Kegelfräser verwendet, und zwar vorzugsweise ein Kegelfräser mit konstanter Teilung. Bei den bekannten Verfahren, bei welchen Fräser und Werkstück in bezug aufeinander konzentrisch zur Planradachse gedreht wer-

ao den, benutzt man Schneckenfräser mit veränderlicher Teilung. Die Verwendung eines Kegelfräsers bei derartigen Verfahren gibt die Möglichkeit, Räder mat kleinerem Schraubenwinkel herzustellen. Je kleiner der Schraubenwinkel ist, desto kleiner sind die Stöße beim Eingriff.

Die Verwendung von Kegelfräsern zum Schneiden von Zahnrädern ist an sich bekannt. Bei den mit einem Kegelfräser arbeitenden bekannten Verfahren erfolgt jedoch nicht eine Drehung von Fräser und Werkstück in bezug aufeinander konzentrisch zur Planradachse, es wird vielmehr das Werkstück und auch der Fräser axial hin und her geschoben. Bei diesem Verfahren, welches nur die Herstellung von geraden Zähnen ermöglicht, wird ein Fräser mit zunehmender bzw. abnehmender Steigung verwendet.

Die Axialverschiebung des Werkstückes und auch des Fräsers erschwert natürlich die Herstellung und macht die zur Ausübung dieses Verfahrens notwendige Maschine kompliziert. Außerdem ist die Herstellung eines Fräsers mit von einem zum anderen Ende zunehmender bzw. abnehmender Steigung viel umständlicher und daher teurer als die Herstellung eines Kegelfräsers mit konstanter Teilung.

Diesen bekannten mit Kegelfräser arbeitenden Verfahren gegenüber hat das Verfahren gemäß Erfindung den Vorteil, daß die Axialverschiebung des Fräsers über den Zahnkranz des Werkstückes und die Axialverschiebung des Werkstückes erübrigt werden. Außerdem werden bei dem Verfahren gemäß Erfindung durch Anwendung der Abwälzbewegung die

Zahnprofile genauer hergestellt, so daß die auf diese Weise erzeugten Räder einen besseren und stoßfreien Eingriff haben.

Bei Anwendung eines Kegelfräsers ist die Bewegung von Fräser und Werkstück in bezug aufeinander konzentrisch zur Planradachse, d. h. die Abwälzbewegung nicht unbedingt erforderlich, weil es genügt, Fräser und Werkstück miteinander in Eingriff um ίο ihre Achsen zu drehen. Bei Verwendung, der Abwälzbewegung kann entweder auf einem Zahnrad, das mit einem Planrad oder mit dem zugehörigen Zahnrad zusammenpaßt, abgewälzt werden. Gegebenenfalls kann für das Verfahren gemäß der Erfindung auch ein Kegelfräser mit ungleicher Teilung verwendet werden. Bei Anwendung eines solchen ergeben sich Zähne, die in Längsrichtung ungefähr nach logarithmischen Spiralen gekrümmt sind. Aus Gründen der einfachen und billigeren Herstellung verwendet man jedoch zweckmäßig einen Fräser mit konstanter Teilung.

Die Zeichnungen stellen eine beispielsweise «5 Ausführungsform einer Maschine gemäß Erfindung dar.

Abb. ι stellt eine Seitenansicht der Maschine dar.

Abb. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Maschine, teilweise im Schnitt.

. Abb. 3 veranschaulicht den Antrieb 'des Fräsers.

Abb. 4 und 5 zeigen schematisch die Arbeitsweise des Fräsers bzw. die Anordnung von Fräser und Werkstück in bezug aufeinander. Der Kegelfräser B ist an einem Kopf A drehbar gelagert. Der Kopf A ist am Ende einer Hohlwelle A² befestigt und diese in Lagern C² im Gehäuse der Maschine drehbar gelagert. Der Kopf trägt ein Glied D, auf welchem ein ein Lager für den Fräser B bildender Reitstock £ radial verschiebbar angeordnet ist. Das Glied D mit dem Reitstock £ ist seinerseits in dem Kopf A drehbar und verschiebbar geführt und zu diesem Zweck mit Drehzapfen D², D³ versehen, welche in Lagern A³ des Kopfes A geführt sind. Zur Feststellung am Kopf A können Bolzen A* verwendet werden. ' Auf dem anderen Teil des Maschinenrahmens C ist dem Kopf A gegenüber der Werkstücksupport F auf einem Schlitten schwenkbar angeordnet. Der Schlitten selbst ist in Richtung der Achse0-0 (Abb. 2), d.h. in Richtung der Maschinenlängsachse verschiebbar. In dem Werkstücksupport F ist eine Spindel F² gelagert, die am Ende das Werkstück G trägt.

Die verschiedenen Einstellungen ermögliehen die Herstellung der verschiedensten Zahnräder. Bei der Herstellung von Kegelrädern wird der Werkstücksupport F so eingestellt, daß die Spitze des Werkstückteilkegels auf der Achse0-0 (Abb. 2), d.h. auf der Achse des gedachten Planrades liegt. Der auf dem Glied D angeordnete Fräser B stellt einen Teil des gedachten Planrades dar und wird zusammen mit dem Werkstück G in Eingriff gedreht und dabei zweckmäßig gleichzeitig dem Fräser B mittels des Kopfes A bzw. des Gliedes D eine Abwälzbewegung erteilt.

Gleichgültig welche Form das Werkstück hat, kann es durch Verschwenken des Werkstücksupports F auf dem Schlitten so eingestellt werden, daß die Mantellinie des Teilkegels senkrecht zu der Achse 0-0 liegt. In die entsprechende Lage läßt sich auch der Fräser B durch Drehen des Gliedes D um die Zapfen D², D³ einstellen. Je nachdem ob das herzustellende Zahnrad größer oder kleiner ist, wird der Reitstock B mit dem Fräser B auf dem Glied D radial weiter nach außen bzw. innen geschoben. Bei diesen Einstellungen ist darauf zu achten, daß die Relativbewegung von Fräser und Werkstück zueinander konzentrisch zur Planradachse erfolgt. Bei der Herstellung von Kegelrädern liegt, wie oben erwähnt, die Spitze des Werkstückteilkegels auf der Planradachse, so daß in diesem Falle die Relativbewegung konzentrisch um die Werkstückteilkegelspitze erfolgt. Anders ist es dagegen z. B. bei der Herstellung von Hyperboloidrädern, d. h. bei Rädern, deren Achsen sich kreuzen und bei denen z. B. die Spitze des Ritzelteilkörpers nicht auf der Achse des Planrades bzw. Grundrades Hegt. In diesem Falle erfolgt auch nicht, im Gegensatz zu Kegelrädern, die -■ Relativdrehung konzentrisch um die Spitze des Werkstückes, sondern um die Planradbzw. Grundradachse.

Der Antrieb des Fräsers, dessen schwäoheres Ende in einem besonderen Lager E² gelagert ist, erfolgt über ein Stirnrad E*, das an einer im Glied D radial gelagerten Welle E⁴ befestigt ist. Damit nun der Fräser unabhängig von seiner Stellung in bezug auf die Achse des Kopfes A angetrieben werden kann, ist die Welle B¹ über Kegelräder E⁷, E⁸ mit einer Welle E⁹ axial zu dem Glied D bzw. seinen Zapfen D², D^& angeordnet. Die WeIIeE⁹ trägt ein Kegelrad E¹⁰, das mit einem auf die WeIIeE⁶ aufgekeilten Kegelrad E¹¹ in Eingriff steht. Die WeIIeE⁶ ist n₅ axial im Kopf bzw. in der Hohlwelle^² desselben gelagert und über ein Differential L und Geschwindigkeitswechselräder /, P mit der Antriebswelle H verbunden. Die Antriebswelle H kann mit dem Antriebsmotor direkt oder durch Riemenantrieb gekuppelt sein.

Der Antrieb des Werkstückes G steht mit dem Antrieb des Fräsers B in Verbindung, da diese in einem bestimmten Verhältnis in Eingriff miteinander gedreht werden müssen. Die das Werkstück G tragende Spindel F trägt ein Schneckenrad F³ und ist über eine Schnecke F⁴, eine Welle F^r', Kegelräder F⁰., F⁷ (Abb. i), Welle F*, Kegelräder F¹² und Wellen F⁹, F¹⁰, F¹¹ mit einer Welle F¹³

ίο (Abb. 3) und diese über Geschwindigkeitswechselräder M", M mit der Welle E⁶ verbunden. Das Kegelrad F⁷ (Abb. ι) ist durch ein Federkeil mit der WeIIeF⁸ verbunden, so daß sich das Rad F^T in bezug auf die Welle F^s bei der Schwenkbewegung des Werkstücksupports F auf seinem Schlitten in Richtung der Maschinenlängsachse verschieben kann. In die Verbindung der WeIIeF¹¹ mit der Welle F¹³ ist ein weiteres Geschwindigkeits-

ao wechselgetriebe N, N² eingeschaltet. Für dieses Geschwindigkeitswechselgetriebe verwendet man zweckmäßig Planetenräder.

Bei Verwendung eines Fräsers mit konstanter Steigung ergeben sich bei der beschriebenen Maschine für die Längskrümmung der Zähne Evolventen. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, bei dieser Art der Herstellung die Zahnhöhe des Fräsers nicht auf seiner ganzen Länge konstant zu halten, sondem vom größeren Durchmesser zum kleineren Durchmesser hin gleichmäßig abnehmen zu lassen.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Fräsverfahren, vorzugsweise Abwälzfräsverfahren, zur Herstellung von Rädern mit abgeschrägtem Radkörper und in Längsrichtung gekrümmten Zähnen mittels Schneckenfräser, bei welchem Fräser und Werkstück in bezug aufeinander konzentrisch zur Planradachse bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kegelfräser verwendet wird.
2. 2. Fräsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelfräser konstante Teilung hat.
3. 3. Maschine zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Neigung der Werkzeugachse zur Achse des das Werkzeug tragenden Kopfes als auch die Neigung des Werkstückes zu dieser Achse einstellbar sind, so daß die Werkstück- und Fräserteilkegel tangierende Ebene senkrecht zur Achse des Kopfes (A) einstellbar ist.
4. 4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den Fräser (B) tragende Glied (D) mit im drehbaren Kopf (A) in Längsrichtung verschiebbaren und drehbaren Zapfen (D², D") versehen ist.
5. 5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräser (B) in einem an dem Glied (D) angeordneten Reitstock (F) drehbar gelagert und über eine parallel zur Fräserachse im Glied (D) gelagerte Welle (F⁴) von einer gleichachsig durch den Kopf (A) hindurchgeführten Welle (£°) angetrieben ist.
6. 6. Fräser zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnhöhe des Fräsers (B) vom größeren Durchmesser zum kleineren Durchmesser
   nimmt.

   hin gleichmäßig: ab-

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen