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Eine der wichtigsten Anforderungen, die nach moderner Anschauung an Zahnräder im allgemeinen gestellt werden, ist, dass sie generiert, d. h. gemäss dem sogenannten Wälz- prinzip hergestellt sein sollen, was in bezug auf zylindrische Zahnräder, sogenannte Stirn- räder, durch Abrollen eines Zylinders auf einer geraden Erzeugungszahnstange und in bezug auf Kegelräder durch Abrollen eines Kegels auf einem sogenannten Erzeugungsrad gedacht werden kann.
Gegenüber Zahnrädern, welche z. B. durch Fräsen mittels eines Profilfräsers oder gemäss irgendeinem anderen ähnlichen Ausformverfahren hergestellt sind, bieten Zahnräder, die nach dem Wälzprinzip hergestellt sind, bekanntlich erhebliche Vorteile, bestehend unter anderem teils in einer einfacheren und gleichzeitig genaueren Herstellung und teils in einem vollkommeneren Zahneingriff der mit einander zusammenarbeitenden Räder.
Bei bekannten Zahnrädern mit bogenförmigen Zähnen haben die Schnittlinien der Zahn- seiten mit dem Teilzylinder bzw. dem Teilkegel, in einer Ebene entwickelt, gewöhnlich die
Form von Kreisbögen, welche ein Stück entsprechend der halben Teilung gegeneinander versetzt sind.
Da nun die Halbmesser dieser Kreisbögen aus praktischen Gründen gleich gross gewählt werden müssen, kann eine Zahnlücke nicht in einem Arbeitsvorgang durch ein und dasselbe Werkzeug ausgeformt werden, sondern müssen die eine Zahnlücke begrenzenden Zahnseiten je für sich durch zwei verschiedene Werkzeuge ausgeformt werden. Die Herstellung solcher Zahnräder geschieht auch bekanntlich derart, dass ein Schneidwerkzeug mit einem
Profil entsprechend dem halben Zahnprofil einer Erzeugungszahnstange oder eines Erzeugungsrades gemäss dem Wälzprinzip eine Zahnseite bis auf die volle Tiefe der herzustellenden Zahnlücken ausformt. Es wird dann durch geeignete Einstellvorrichtungen ein Umstellen des Radwerkstückes und des Werkzeuges vorgenommen, wonach die entsprechende Zahnseite der nächsten Zahnlücke in ähnlicher Weise ausgeformt wird.
Nachdem auf diese Weise alle an derselben Seite der Zahnlücken gelegene Zahnseiten ausgeformt sind, wird das Schneidwerkzeug durch ein anderes ersetzt, dessen Profil das umgekehrte Bild des Profiles des ersterwähnten Werkzeuges aufweist und welches Werkzeug in oben angegebener Weise die gegenüberstehenden Zahnseiten der einzelnen Zahnlücken ausformt. Dieser Vorgang ist aber zeitraubend und kostspielig und ausserdem werden durch die notwendigen Einstell-und Indexvorrichtungen die zur Herstellung erforderlichen Maschinen kompliziert und teuer.
Ausserdem bedingt das Ausformen der Zahnlücken bis auf die volle Tiefe in einem Arbeitsvorgang örtliche Erwärmungen des Zahnradwerkstückes, welche der endgültigen Form des Zahnrades nachteilig sein können.
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und hat den Zweck, die Herstellung solcher Räder zu vereinfachen und die Kosten ihrer Herstellung zu vermindern, indem das Ausformen sämtlicher Zahnlücken in einem einzigen ununterbrochenen Arbeitsvorgang durch ein und dasselbe Schneidwerkzeug erfolgt, welches alle Zahnseiten kontinuierlich bearbeitet. Ausserdem erfolgt das Ausformen der Zahnlücken bis auf die volle Tiefe derselben nicht in ein und demselben Schneidvorgang, sondern die
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sozusagen in das Radwerkstück einzuschrauben, bis die volle Tiefe der Zahnlücken errcicht worden ist.
Hiedurch werden örtlich Erwärmungen des Radwerkstückes und daraus betvorgerufene Formänderungen völlig vermieden.
Diese Vorteile werden gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass die Schnittlinien der Zahnseiten mit dem Teilzylinder bzw. dem Teilkegel. in einer Ebene entwickelt. kongruente Teile von gleiehlaufenden periodischen. zweckmässig zyklischen Kureven bilden.
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verzahnungoderdieOktoidenverzahungist.
Die Erfindung wird in den Zeichnungen veranschaulicht. Fig. i zeigt schematisch einen Schnitt längs der Teilehene einer Erzeugungszahnstange mit der Einndung gemäss
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und 28 zeigen schematisch Schnitte längs der Teilebene von zwei verschiedenen Erzougungsrädern für Kegelräder. Fig. 29 ist eine Seitenansicht mit teilweisem Schnitt eines Kegelrades gemäss d. er Erfindung, Fig. 30 eine Oberansicht desselben.
In Fig. i bezeichnet K, L, M, N die Teilebene der Erzeugungszahnstange und es ist
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Richtung des Pfeiles p rollen zu lassen. E : n Punkt in der Entfernung R vom Mittdpunkt des erwähnten Rollkreises. z. B. der Punkt E. beschreibt dann eine verlängerte Zyktoide Z. von der die Linie Z'auf der Teilehene K, L, M, N einen Teil bildet. Wird nun der Kreis
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ist es k) ar. dass der gegenseitige Abstand der Bögen oder die Teilung teils von der Anzahl der Punkte A. B. C usw. des Kreises mit dem Halbmesser R und teils von dem Halbmesser r des Rollkresises abhänalz ist.
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dargestellt ist. an die Punkte A, B, C usw.
Schneidezähne S eingesetzt. welche derart angebracht werden, dass jeder zweite Zahn (an A, C, E usw.) die konvexe Seite und joder
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sich um eine feste Ach, e dreht, während die Zahnstange in der Richtung des Pfeiles P mit einer Geschwindigkeit verschoben wird, die der des Mittelpunktes des im vorigen Faile auf der Linie J-y rollenden Kreises entspricht. Es ist zu beachten, dass hiebei die Zahnstange nimmer so weit rechts verschoben werden darf. dass sie mit den in der Figur rechtsliegenden Teilen des Schneidwerkzeuges in Berührung gelangt, weil ja hiedurch ein Zerschneiden der Zähne verursacht wurde.
Wird dagegen der in der Figur rechtsliegende Te ; 1 des S ('hneid- werkzeuges statt des linken Teiles verwendet, so würde eine zur gezeigten Zahnstange komplementäreZahnstangeerha'tenwerden.
In den Fig. 2 bis 23 ist die Herstellung von Stirnrädern mit Zihnen gemäss der Erfindurg schematisch dargestellt. Das Schneidwerkzeug W ist hier mit acht Paaren v < n Schneidezähnen S versehen, von denen der Deutlichkeit halber in den Fig. 2, 4, 6,8. 10, II, I2, I4, I6, I8, 20 und 21 nur ein Zahn jedes Paares gezeigt ist, und zwar die zum Ausformen der konkaven Seiten der Zähne, während die zum Ausformen der konvexe Seiten der Zähne bestimmten komplementären Schneidezähne in den Fig. 22 und 23 gezeigt sind.
Tatsächlich besitzt also das Schneidwerkzeug bei der gezeigten Ausführungsform sechzehn Schneidezähne S (Fig. 24 und 25), von denen jeder ein Profil entsprechend dem halben Zahnprofil der Erzeugungszahnstange besitzt und so angebracht ist, dass sich die Schneidekanten in der Teilebene auf einer und derselben Kreislinie befinden, d. h. denselben
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werkzeuges H eine solche sein, dass die erzeugten Zahnseiten eine derartige Bogenform erhalten, dass die Schnittlinien dieser Zahnseiten mit dem Teilzylinder, in einer Ebene entwickelt, kongruente Teile gleichlaufender, im vorliegenden Falle verlängerter Zykloiden bilden, und dass das Zahnprc, fil gemäss dem Wälxprinzip erzeugt wird.
Zur Erläuterung
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Fig. 2 und 3, bei welchem jeder Schneidezahn S einen halben Zahn der ged chten Erzeugungsstange T repräsentiert, dreht sich mit gleichmässiger Geschwindigkeit um die feste Achse x-A : in der Richtung des Pfeiles p und versetzt hierbei (wie in Fig. 2) die Zahnstange T in eine entsprechende Schubbewegung in der Richtung des Pfeiles P. Wird anfangs die Drehachse y des Radwetkstückes H fest gedacht, so wird das Radwerkstück, welches mit Zahnstange T im Eingriff gedacht ist, in eine Drehbewegung in der Krhtung des Pfeiles 0, "e,'setzt, wobei der Schneidezahn bei I (Fig.
3) auf der Mantelifläche des Rad- werkstückes einen bogenförmigen Schnitt ausformt, welcher, in einer Ebene entwickelt, dieselbe Form wie der entsprechende Teil des Zahnes der Erzeugungszahnstange hat, vom dem, wie erwähnt, der fragliche Schneidezahn einen Teil bildet. Beim wirklichen Arbeitsvorgang wird nun die Achse y des Radwerkstückes nicht feststehen, sondern mit gleichförmiger, übrigens aber willkürlicher Geschwindigkeit gegen das Schneidwerkzeug verschoben, welche Bewegung, da das Radwerkstück im Eingriff mit du Zahnstange T gedacht ist, in
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sprechendes Stück gedreht, so dass der Schneidezahn heu 77 beginnt die nächste Zahnlücke hei 2 auszuformen.
Weil aber, wie erwähnt, das Radwerkstück nun näher dem Schneidwerkzeug gerollt ist, so wird der SChneidezahn bei H etwas tiefer in das Radwerkstück schneiden als der Schneidezahn bei 1. In derselben Weise wird der Schneidezahn bei III (Fig. 5) tiefer schneiden als der Schneidezahn bei II usw., bis das Rad ganz fertig geschnitten ist. In den Fig. 6 und 8 ist somit gezeigt, wie der Schneidezahn bei V (Fig. 7) bzw. bei VII (Fig. 9) tiefer in das Radwerkstück eingedrungen ist, als sämtliche
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zahn hei 7 (vgl. Fig. jg) zum letzten Mal in Eingriff mit dem Radwerkstück bei 1 ist, d. h. das Radwerkstück ganz über das Schneidwerkzeug gerollt ist.
In den Fig. 22 und 23 wird in ähnlicher Weise das Ausformen der gegenüberliegenden Zahnseiten gezeigt, wobei die Komplementärzähne der Paare verwendet werden.
Das Werkzeug muss mit einer geraden Anzahl von Schneidezähnen S versehen sein und die Schneidekanten der erwähnten Zähne müssen in der Teilebene v-v (Fig. 24) auf ein und demselben Kreis gleichmässig verteilt liegen. Das Profil der Schneidezähne entspricht dem halben Profil des Zahnes der Erzeugungsxahnstange und hat bezüglich der schneidenden Teile die Form eines abgestumpften Keiles mit geraden Kanten. Der Durchmesser des
Schneidwerkzeuges muss so gross gewählt werden, dass das erzeugte Zahnrad nach dem Abrollen nicht mit dem in Fig. 23 rechten Teil des Werkzeuges in Berührung kommt.
Wie aus dem Vorhergehenden ersichtlich ist, ist die Anzahl der Schneidezähne von der Anzahl der Zähne des herzustellenden Zahnrades unabhängig und es ist auch möglich, durch ein und dasselbe Schneidwerkzeug Räder verschiedener Durchmesser herzustellen.
Aus Fig. i geht ferner ohne weiteres hervor, dass für ein und dasselbe Werkzeug die Grösse der Teilung t nur von dem Halbmesser r des Rollkreises abhängig und zu diesem proportional ist. Hieraus folgt, dass mittels ein und desselben Werkzeuges theoretisch Räder irgendwelcher Teilung hergestellt werden können.
Fig. 26 ist eine Perspektivansicht eines Stirnrades U mit bogenförmigen Zähnen gemäss der Erfindung.. In Fig. 27 ist ein Teil eines Erzeugungsrades für Kegelräder gemäss der Erfindung schematisch dargestellt. Die erwähnte Figur unterscheldet sich von der F. g. I hauptsächlich dadurch, dass die Schnittlinien der'I'eilel) ene K L M N mit den Zahnseiten hier Teile verlängerter Hypozykloiden bilden. Fig. 28 stellt ein ähnliches Erzeugungsrad für Kegelräder dar, hei welchem die erwähnten Schnittlinlen Teile verlängerter Epizykloiden bilden,
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Erzeugungsgrad in der Richtung zum Schneidwerkzeug rollt.
Fig. sf) ist eine Seitenansicht mit teilweisem Schnitt und Fig. 30 eine Oberansicht
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