Maschine zum Formen und Prüfen der Zahnflankenprofile von Kegelrädern. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Formen und Prüfen der Zahnflankenprofile von Kegelrädern, bei der zwischen: einem in die Maschine einge setzten Werkstück und einem Werkzeug eine relative Rollbewegung hervorgerufen wird-, die der Rollbewegung eines imaginären, das Werk stück darstellenden Kegels auf einer imagi nären, die Erzeugende des Zahnflankenprofils enthaltenden Ebene entspricht und sich aus der Drehbewegung des Werkstückes um seine eigene Axe und der Schwenkbewegung dieser Axe um eine zur erwähnten Ebene normale Axe zusammensetzt.
Bei der Herstellung von Stirnrädern ist es üblich, die Flanken der Zähne nach einer Evolventenkurve zu bilden, so dass beim Ein griff der Zähne die in jedem gegebenen Zeit punkt die Belastung übertragenden Zahn flanken einander jederzeit auf der Eingriffs linie berühren, die zu beiden Evolventen- basiskreisen tangential verläuft, womit das Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit der beiden Räder stets konstant bleibt. Dazu kann durch Verwendung der Evolvente die Distanz zwischen, den Zentren der Wellen, die durch miteinander im Eingriff stehende 'Zahnräder gekuppelt. sind, innerhalb gewisser durch den Eingriff der Zähne gegebenen Grenzen verän dert, werden, ohne dass die Gleichmässigkeit des Geschwindigkeitsverhältnisses beeinflusst wird.
Obwohl bekannt: ist, dass die Evolventen- form der Zahnflanken bei Kegelrädern die- selben vorteilhaften Ergebnisse zeitigt, be stand in der Praxis der Herstellung von Ke gelrädern eine gewisse 'Schwierigkeit bei der präzisen Erzeugung dieser Form infolge der sich dabei ergebenden komplizierteren geome trischen Konstruktion. Deshalb wurden Kegel radzähne hergestellt., die ein Flankenprofil hatten, :das sich einer echten Evolvente nä herte.
Doch müssen solche Räder in der Re gel in Paaren hergestellt. werden, die auf einander passen, und dies verursacht be trächtliche zusätzliche Kosten. Überdies ist es notwendig, wenn ein Rad eines Paares be- schädigt und zu ersetzen ist, auch das andere Rad zu .entfernen, so dass das neue herzu stellende Rad: damit verpasst werden kann, oder dann müssen beide Räder ersetzt wer den. Dies stellt einen beträchtlichen Nachteil dar, da es die Demontage der betreffenden Maschine und ihre Stillegung während der für die Herstellung eines neuen Zahnrades benötigten Zeit bedeuten kann.
Viel Zeit und Geld könnte gespart werden, wenn es mög lich wäre, Kegelräder herzustellen, die unbe schränkt auswechselbar sind und: mit der Sicherheit, dass sie mit jedem andern Zahnrad in Eingriff kommen können, das :d'iesel'be Flanken- oder Kreisteilung und dieselbe Kegeldistanz aufweist, das heisst; bei dem die Zähne in derselben Entfernung von der Kegelspitze eingreifen.
Bei der Erzeugung eines Evolventenpro- fils für Stiraradzähne wird angenommen, die Evolventenerzeugende sei auf einer Ebene fixiert, die vom Umfang einer ersten Scheibe mit einem Durchmesser, der gleich dem dies Evolventenbasiskreises der Zähne eines Rades ist, und einer Breite, die gleich der Flanken breite der Zähne ist., auf den Umfang einer zweiten Evolventenbasiskreisscheibe für das andere Rad gerollt wird.
Die beim Rollen von der Fläche einer Scheibe auf die der an dern durch die besagte Erzeugende mit Bezug auf die Basiskreisscheibe im Raum erzeugte Fläche ist. ein echtes Evolventenprofil, und wenn. die Zähne nach diesem Profil gebildet werden, findet der Kontakt zwischen jeder Zahnflanke entlang der Eingriffslinie statt, und deshalb übermittelt das Profil ein kon stantes Winkelgeschwindigkeitsverhältnis.
Eine ähnliche Überlegung gilt im Zusam menhang mit Kegelrädern, nur dass die Evol- ventenbasiskreisscheiben zu abgestumpften Evolventenbasiskegeln (im folgenden kurz als Basiskegel bezeichnet) werden, deren Achsen sich an einem Punkt schneiden, der in der Fachsprache als Spitze bezeichnet wird und den Mittelpunkt einer Kugel dar stellt-, wobei der Umfang der beim Rollen der Kegel beschriebenen ringförmigen Fläche eine Orthodrome der besagten Kugel darstellt und,der Umfang der Basisflächen der Basis kegel auf der Oberfläche der Kugel liegt.
Das Profil eines nach diesem Prinzip er zeugten Zahnes besitzt eine echte Evolventen- form, die nur auf einer sphärischen Schnitt fläche gesehen werden kann, und während die Vorteile dieser Form (im folgenden die sphärische Evolventenform genannt), wie oben erwähnt, schon lange bekannt sind, galt sie für industrielle Zwecke stets als zu kom pliziert, und man zog einen Näherungswert vor. Dieses Näherungsprofil ist im Normen- Bulletin B. S. S. 545/1949 der British Stand ards Institution beschrieben.
Wenn zwei Kegelräder mit auf dieses Nor malprofil geschnittenen Zähnen miteinander im Eingriff stehen, folgt der Kontaktpunkt zwischen je einem einzelnen Paar von ein ander berührenden Zahnflanken nicht einer geraden Linie (-die Eingriffslinie eines echten Evolventenprofils), sondern einer Kurve, die man im Fach als Oktoid be zeichnet. Dadurch ergibt sieh grösserer Lärm und grössere Abnützung infolge Reibung, wel che ernste Ausmasse annimmt, wenn die Kegelräder mit hohen Geschwindigkeiten lau fen. Unter diesen Bedingungen ist die Le bensdauer von normalen Kegelrädern uner wünscht kurz.
Ein weiterer Mangel des besagten Nor malprofils ist, dass die obenerwähnten Nach teile vergrössert werden, wenn eine Abwei chung von der richtigen 'Stellung der Achse einer der beiden Wellen eines durch Normal kegelräder verbundenen Wellenpaares statt findet.
Die erfindungsgemässe Maschine ist. da durch gekennzeichnet, dass eine Scheibe, mit der das Werkstück koaxial anzuordnen ist, mit einem auf einer um. die normale Axe drehbaren Führung hin und her beweg baren Schlitten in nichtgleitender Arbeits verbindung steht, und dass dieser Schlitten mit einer zweiten, ortsfesten, auf der ge nannten normalen Axe zentrierten Scheibe ebenfalls in nichtgleitender Arbeitsverbin dung steht, wobei das Verhältnis der Durchmesser der beiden Scheiben gleich dem Verhältnis des Durchmessers des Kreises, längs dessen, die Basis des das Werk stück darstellenden Kegels auf der erwähnten Ebene abrollt, zum Basisdurchmesser ist, und dass das Werkzeug derart angeordnet ist,
dass es mit dem Werkstück längs der Zahn flankenprofilerzeugend.en in Kontakt steht.
Auf der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegen standes veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt die geometrische - Konstruk tion einer echten sphärischen Evolventenzahn- flankenfläehe für ein Kegelrad.
Fig. 2 zeigt in geometrischer Darstellung zwei miteinander im Eingriff stehende Kegel räder mit Zähnen, deren Profilflanken echte sphärische Evolventenflächen sind.
Fig.3 ist teilweise ein Querschnitt, und teilweise eine Ansieht einer schematisch dar gestellten Maschine. Fig. 4 ist, ein Aufriss der in Fig. 3 darge stellten Maschine.
Füg. .5 veranschaulicht an einem Grundriss der Maschine die maschinelle Herstellung ra dial gerichteter Zähne an einem Kegelrad.
Fig. 6 zeigt die maschinelle Herstellung eines schrägverzahnten Kegelrades.
Fig.7 zeigt eine Variante der Maschine nach Fig. 3, zur maschinellen. Herstellung eines Normalprofils nach Bulletin B. S. S. 545/1949, der British :Standards Institution eingerichtet.
Fig. S ist eine Teilansicht, ähnlich Fig. 4, der Anordnung nach Fig.7.
Fig.9 ist eine schematische Darstellung, welche die Verschiebung des Werkzeuges in der Richtung der Zahnhöhe zeigt; damit sich übermässige Abnützung an einem Punkt. des Werkzeuges vermeiden lässt.
Fig. 10 zeigt ein Werkzeug eines Ausfüh rungsbeispiels für die maschinelle Herstellung von gekrümmten Zähnen eines Spiralkegel rades.
In Fig. 1 .der Zeichnung berührt der Basis kegel 1 eines Kegelrades eine Ebene 2 (die durch einen Kreis dargestellt wird, dessen Radius der Seitenlänge des Kegels 1 ent spricht), wobei angenommen wird, dass die Ebene und der Kegel aneinander abrollen. Die Kurve 3 stellt dabei den geometrischen Ort. eines Kontaktpunktes der Ebene 2 und der Kegelbasis AQ dar. Die Kurve 3 ist eine Evolvente und liegt auf der Oberfläche einer Kugel, die die Kegelbasis umhüllt. und deren Mittelpunkt bei 0, der Spitze des Kegels 1, liegt.
Die Evolvente 3 steht bei jeder Relativ stellung des Kegels 1 und der Ebene 2 senk recht, zur Basis AQ, Lind es kann jeweils von der Spitze 0 eine Gerade auf die Kurve, wie zum Beispiel im Punkt. A, gezogen werden. Von einer Gruppe solcher Linien a sind zwei mit den. Bezeichnungen: OA, OA' dar gestellt. Diese Linien liegen auf der Ebene 2, wenn .diese letztere um den Kegel 1 rollt und bestimmen eine Fläche, die eine echte sphä rische Evolventenfläche darstellt, deren Profil genau nur auf einer sphärischen Schnitt- fläche dargestellt werden kann. Die Linien a sind. Evolventenflächenerzeugende.
In Fig. 2 sind zwei miteinander im Ein griff stehende Kegelräder durch ihre entspre chenden Kegelbasen la, 1b dargestellt. Ihre entsprechenden Teilkegelbasen sind mit 1p, 1q bezeichnet und- verlaufen im Punkt, P tangential. In dieser Figur fällt der Punkt P, der manchmal als Teilpunkt bezeichnet wird, mit der Spitze 0 zusammen, obwohl klar ist, dass der Punkt 0 effektiv um die Seitenlänge der 'Teilkegel 1p, 1q in der Rich tung senkrecht zu der Zeichnungsebene vom Punkt P entfernt: ist. Die Basiskegel 1a, 1b liegen tangential zur Ebene 2, welche die Kugel S in einer Orthodrome schneidet. Die Ebene 2 enthält die Spitzen 0 und den Teil punkt P, ferner die senkrecht auf der Ge raden MPN stehende Eingriffslinie APB.
Diese Gerade MPN bildet mit der Geraden KPL durch die Mittelpunkte der Basis flächen der Kegel<B>l p,</B><I>l q</I> einen Winkel a, der der Komplementärwinkel des Eingriffswin kels des Zahnprofils ist. Dieser Winkel ist in der Regel in der Grössenordnung von 20 . Die umschreibende Kugel, auf deren Oberfläche alle Linien der beschriebenen geo metrischen Zahnflankenkonstruktion liegen, wird durch den Kreis S bezeichnet.
Die Berührungslinien I1, 12 der Flanken eines Paares zusammenarbeitender Zähne T1, T2 verlaufen beide im Punkte P tangential zur Linie MPN des Winkels d und die Kur ven entsprechen je der Kurve 3 der Fig.1. Da jede dieser Kurven den geometrischen Ort eines Kontaktpunktes der Ebene 2 mit. der betreffenden Kegelbasis darstellt, wenn die Ebene an dem entsprechenden Basiskegel la oder 1b vorübergerollt wird, sind sie sphä rische Evolventenkurven und liegen auf sphä rischen Evolventenebenen, deren Erzeugende Radien der Kugel S durch die Kurven sind.
Eine bestimmte Stellung der Erzeugenden wird durch die Gerade OP dargestellt, welche beiden Kurven h und j2 gemeinsam ist, und da diese beiden Kurven sphärische Evolven tenkurven sind, steht die Tangente an die Kurven im 'Schnittpunkt der Evolventenkur- ven mit- der Linie APB senkrecht auf be sagter Geraden. Daraus folgt, dass der geo metrische Ort des Kontaktpunktes zwischen den Flanken jedes Paares zusammenarbeiten der Zähne, beispielsweise T1 und T.-, bei Dre hung der Zahnräder die Gerade APB ist. Ferner liegt bei der Drehung der Zahnräder eine Erzeugende jeder sphärischen Evolven- tenzahnflanke in der Ebene 2.
Die vorstehende Analyse betrifft spe zifisch Kegelräder mit geraden Zähnen, deren Längsachsen mit Bezug auf die Achse des Kegelrades radial verlaufen. Doch ist selbst verständlich, dass ähnliche Überlegungen auch auf schräg verzahnte Kegelräder und auf Spiralkegelräder zutreffen, bei denen die Zähne gerade und ihre Achsen tangential auf einer Kugel liegen, die mit dem Mittelpunkt 0 der umschreibenden Kugel konzentrisch ist. bzw. gebogen sind. Durch Erweiterung der oben dargestellten Geometrie kann gezeigt werden, dass die Erzeugende einer echten sphärischen Evolventenzahnflanke auch für ein schräg verzahntes und für ein Spiral kegelrad eine Linie in der Ebene 2 und dies eine gemeinsame Eigenschaft der drei oben erwähnten Zahnräderarten ist.
Dieses Prinzip ist bei den nachstehend beschriebenen Ma schinen für die Herstellung und Prüfung von Kegelrädern verwendet..
Die Maschine (Fig. 3 bis 5) umfasst einen starren Rahmen 10, der eine ortsfeste Verti kalachse 0 X enthält. Fest am Rahmen ist eine kreisrunde Scheibe 11 angeordnet., die mit der besagten ortsfesten Vertikalachse konzen trisch ist. Zunächst dieser Scheibe 11 und darüber ist ein Sekundärrahmen 12 angeord net, der mittels der Welle 12a um die orts feste Achse 0 X oszillierbar ist und- starr mit.
einer horizontalen Führung 13 verbunden ist, auf welcher ein gerader, starrer Schlitten 74 montiert ist, der durch eine gerade Kante 14a in nichtgleitender Arbeitsverbindung, zum Beispiel durch Bänder, mit dem Umfang der Scheibe 11 steht-, wobei die Anordnung in der Weise vorgesehen ist, d ass bei der Oszillation des Sekundärrahmens 19 um die ortsfeste Vertikalachse OX der Schlitten 14 entlang der Führung 13 auf dem Sekundärrahmen hin und, her bewegt wird.
Der Sekundärrahmen 12 trägt einen. Trä ger 15 für das Rudwerkstück 16, dessen Zähne 17 geformt oder geprüft werden sollen. Dieser Träger ist mit einem Lager 18 ver sehen, dessen Achse OG derart. angeordnet ist., -dass sie die ortsfeste Vertikalachse an einem Punkt. 0 schneidet., der der geometri schen Spitze 0 der Fig. 1 und 2 entspricht.
Deshalb ist der Punkt. 0 der Mittelpunkt der imaginären Kugel S', auf deren Oberfläche sowohl der Umfang AQ der Basisfläche eines dem Basiskegel für die auf dem Radwerk stück zu formenden oder zu prüfenden Zähne 17 entsprechenden imaginären Kegels OAQ und der Umfang der Orthodrome liegen, die die imaginäre Ebene \?- darstellt., welche in der Konstruktion von Fig.1 und 2 der die Evolventenerzeugende OA enthaltenden geo metrischen. Kreisfläche \? .entspricht, und auf welcher der Kegel OAQ abrollt, um die Evolventenprofilflanke eines Zahnes 17 zu bilden.
Mit. dem Durchmesser dieser Ortho- drome stimmt, der der Scheibe 11 überein.
Das Lager 18 nimmt. eine Stumpfwelle 19 auf, auf welcher das Radwerkstück 16 be festigt: wird. Die Stumpfwelle 19 trägt eine auf dieser auch fest. angeordnete, kreisrunde Scheibe 20, welche der Basis des Kegels OAQ entspricht und den gleichen Durchmesser wie die Basis AQ aufweist. Die Scheibe 20 steht ebenfalls nicht gleitbar mit einer geraden Kante 14b des .Schlittens 14 in Arbeitsver bindung, so d@ass sie sich um die Achse OG der Stumpfwelle 1'9 drehen muss, wenn der Schlitten im Sekundärrahmen 12 hin und her bewegt wird.
Bei der bisher beschriebenen Konstruktion ist. das Radw erl@stüek, auf welchem Zähne mit echten Evolventenprofilen geformt oder ge prüft werden sollen, um eine Achse drehbar angeordnet, welche stets durch die Spitze des Kegels OAQ verläuft. Der Umfang des Basis kegels der Zähne am Radwerkstück muss des-, halb stets auf der Oberfläche einer imaginä ren Kugel liegen, deren Mittelpunkt an der besagten Spitze liegt.
In der geometrischen Konstruktion nach Fig.1 und 2 wird ange nommen, die die Evolventenerzeugende OA' enthaltende und tangential zum Basiskegel OAQ verlaufende Orthodromenebene 2 besitze einen Radius, der gleich gross ist, wie der Ra dius der Kugel S, welche den Umfang der Basis AQ des Basiskegels enthält. Um zwi schen den einzelnen Arbeitsorganen der Ma- sehine das notwendige Spiel zu schaffen., ist.
in den Fig. 3 bis 5 der Basiskegel OAQ als über die effektive Basis A1, Q1,des Radwerk stückes 16 erweitert, angenommen., und zwar auf einen Wert, .der gleich dem Durchmesser der Scheibe 20 und gleich AQ ist und :der in bezug auf den Abstand der betreffenden Ba sen vom Punkt 0 proportional zum Durch messer < Al, Q1 des Basiskreises der Zähne 17 auf dem Werkstück 16 an ihren äussern En den ist.
Die Scheibe 20 stellt deshalb die Basis AQ eines imaginären Basiskegels des Radwerk stückes 16 :dar, und diese imaginäre Basis liegt auf dem Umfang der imaginären Kugel S" mit grösserem Radius als derjenige, auf wel chem die wirkliche Basis des Radwerkstückes 16 liegt. Der Durchmesser der Scheibe 11 ist deshalb entsprechend der grösseren Ortho- drome gleich dem Durchmesser dieser grösse ren Kugel, und: die Kante 14a liegt in einer senkrechten Ebene, :die den Punkt A enthält.
Das korrekte geometrische Verhältnis wird auf diese Weise zwischen der Kugel S' und dem Basiskegel 011Q aufrechterhalten und gestat tet, dass die Bewegung der Scheibe 20 genau von der Scheibe 11 über den Schlitten 14 ab geleitet, werden kann.
Ein als Schleifrad 21 dargestelltes Form werkzeug ist. zur Hin- und Herbewegung auf einer Führung 23, die auf dem Maschinen rahmen 10 gelagert ist, auf einem Schlitten 22 angeordnet. Der Schlitten 22 wird durch einen -geeigneten Antriebsmechanismus (nicht ge zeichnet) hin und her bewegt, und zwar in einer allgemein radialen Richtung in bezug auf die Scheibe 11, so dass das darauf angeord nete Werkzeug 21, dessen stirnseitige Arbeits fläche normal zur Ebene 2 steht, derart. quer über das Radwerkstück 16 bewegt wird, dass der Kontaktpunkt zwischen dem Werkzeug 21 und der Flanke eines Radzahnes 17 in jedem gegebenen Zeitpunkt auf der Evolventen- erzeugenden OA für diesen Zahn liegt.
Das Werkzeug dient normalerweise dazu, das überschüssige Metall von den Zähnen eines vorgeformten Radwerkstückes zu entfernen.
An Stelle des Schleifwerkzeuges kann aber auch ein Messgerät auf dem Schlitten ange bracht werden, so dass sein Fühler die Evol- ventenfläche des bereits hergestellten Zahnes des Werkstückes entsprechend abtastet.
Aus der obigen Beschreibung geht hervor, dass :die Oszillation des Sekundärrahmens 12 um die feste Achse OX - durch Oszillation der Welle 12a - eine Oszillation des Rad werkstückes 16 sowohl um seine eigene Achse OG als auch um die feste Achse OX verur sacht, und zwar derart, dass die Flanke eines Zahnes 17 mit, einem echten Evolventenprofil stets tangential zu der Vertikalebene liegt, welche von den Achsen OX und OG gebildet wird und die Evolventenerzeugende OA ent hält, die stets in der die Spitze 0 enthaltenden Horizontalebene 2. (vgl. Fig. 4) liegt. Die not wendligen geometrischen Verhältnisse zwischen dem Radwerkstück 16 und dem Formwerk zeug 21 bzw.
Fühler des Messgerätes werden auf diese Weise stets aufrechterhalten. Über dies ermöglicht die Tatsache, dass, die Flanke eines Zahnes, der geformt wird bzw. worden ist, stets tangential zu einer gegebenen Verti kalebene (welche die Linie<I>MAN,</I> Fig. 2, ent hält) verläuft, dass statt der gezeichneten Schleifscheibe ein Werkzeug mit einer einzigen Spitze in dieser Ebene, während. einer Schwenkbewegung des Radwerkstückes 16 vertikal bewegt werden kann.
(wie der Fühler des Messgerätes), oder ein Werkzeug mit verti kaler Schneidkante verwendet werden kann, wodurch :die Abnützung des Werkzeuges an nur einer Stelle vermieden und die Lebens dauer der Schneidkante erhöht wird. Aus demselben Grund kann ein Schleifrad 21 mit einer flachen senkrechten Arbeitsfläche ver wendet und zusätzlich vertikal bewegt wer d-en. Diese Vertikalbewegung des Werkzeuges 21 mit. Bezug auf die Ebene 2 wird in Fig. 9 illustriert, die drei einzelne Stellungen des Werkzeuges 21 an einem Zahn 17 zeigt.
Wenn der Zahn 17 aus einer Ausgangsstellung 171 durch eine Zwischenstellung 172 in eine Schlussstellung 173 gegenüber dem Werkzeug <B>21</B> rollt, bleibt der Angriffspunkt J, mit dem das Werkzeug an Zahn angreift, in der Ebene ?. Doch kann das Werkzeug 21 aus der Aus gangsstellung 211 über die Mittelstellung 212 in die Schlussstellung 213 bewegt werden, wo bei ersichtlich ist, dass sich der Punkt J dann entlang dem Werkzeug 21 vertikal bewegt, und aus der Figur geht hervor, dass die Grundgeometrie der Methode durch diese An ordnung nicht verändert wird.
Wenn das Formwerkzeug eine Schneid kante aufweist, wird der Mechanismus zur Hin- und Herbewegung des Schlittens 22 auf der Führung<B>2:3</B> so ausgebildet, dass er dem Werkzeug 21 eine hohe Geschwindigkeit über die Zahnflanke mitteilt, während -der Mecha nismus für die Oszillation des Sekundärrah mens 12 unterbrochen arbeitet, und zwar auf diese Weise, dass das Radwerkstück 16 wäh rend des Schnitthubes des Formwerkzeuges 21 stationär gehalten und dann der Rahmen 12 um einen vorbestimmten Winkel bewegt wird, damit er das Radwerkstück 16 um den gewünschten Wert dreht., bevor das Werkzeug 21 den nächsten Schnitt durchführt.
Beim Messgerät oder- wenn das Formwerk zeug 21, wie gezeichnet, aus einem Schleifrad besteht, wird der Mechanismus zur Oszillation des Schlittens 22 so angeordnet, dass er eine kleine Traversierungsgeschwindigkeit vermit- melt, während der Mechanismus für die Os zillation des Sekundärrahmens 12 ununter brochen arbeitet, um dem Rad 16 eine ver hältnismässig hohe Drehgeschwindigkeit um seine Achse OG mitzuteilen.
Es kann ein zweites Werkzeug oder Prüf gerät 21a (Fig. 5) vorgesehen werden, dessen Anordnung in jeder Beziehung gleich der jenigen des Werkzeuges 21 ist., ausgenommen, dass es auf der andern Seite eines Zahnes an gesetzt wird, so dass das Werkzeug 21a die gegenüberliegende Flanke formt bzw. prüft. Diese Flanke kann in manchen Fällen die gegenüberliegende Flanke desselben Zahnes 17 sein, der durch das erste Werkzeug 21 ge formt oder geprüft wird; gemäss Fig. 5 ist es die gegenüberliegende Flanke auf einem andern Zahn.
Bei der oben beschriebenen Form der Ma schine (Fig. 3 bis 5) wurde angenommen, dass .die zu formenden oder prüfenden Zähne 17 gerade sind und mit Bezug auf die Spitze 0 radial verlaufen.. Doch ist, klar, dass unter ge wissen Bedingungen Zähne mit. einer andern Form notwendig sein können. Beispielsweise können Zähne verlangt. werden, die gerade, deren Längsmittellinie aber mit Bezug auf einen Radius von der Zahnmitte durch die Spitze 0 schief ist. In einem solchen Fall wird das Werkzeug 21 bezüglich der von den Axen 0-k und 0-G gebildeten Ebene derart an geordnet, dass es sich entlang einer Evolven- tenerzeugenden 02:12 (Fig. 6) bewegt, die von der Spitze 0 einen entsprechenden.
Abstand aufweist, so dass, die Flankenlinien aller schie fen Zähne tangential an eine Kugel mit. 0 als Zentrum und dem erwähnten Abstand als Radius verlaufen.
Der in Fig. 3 bis 5 gezeigte Mechanismus lässt sich leicht zu einer Maschine, die auch zur maschinellen Bearbeitung oder Prüfung der Flanken eines Normalkegelzahnprofils, wie es im Normen-Bulletin B. S. S. 515/1949 der British Standards Institution beschrieben wird, verwendet werden kann, abändern. Dies stellt eine wertvolle Eigenschaft. dar, da sie eine Maschine für universale Verwendungs möglichkeit zit schaffen ermöglicht. Fig. 7 und 8 zeigen die dafür erforderlichen, nach stehend beschriebenen Teile an Stelle der ent sprechenden, in Fig. 3 bis 5 und 6 gezeigten Teile.
Das Normalkegelzahnprofil basiert auf dem Teilkegel 1p bzw. 1q der Fig. 2. Deshalb muss das Radwerkstück 16 in der Maschine so an geordnet werden, dass sein Teilkegel mit. einer Mantellinie, zum Beispiel 03P, in der Ebene 2 liegt. Dies wird ermöglicht, indem ein Trä ger 15 mit Lager 18 als Aggregat auf einem gebogenen Sitz 24 mit der Spitze 0 als Zen trum der Krümmung verstellbar angeordnet werden.
Dieser Sitz 24 ist überdies auf einem Schlitten 25 gebildet, wodurch das Radwerk stück 16 zur Bearbeitung der an Hand der Fig. 6 erwähnten Verzahnungsart leicht ver schoben werden kann, so dass seine Achse OG die Ebene 2 an einem Punkt 02 (Fis; 6) schneidet, der auf dem Durchmesser der Ku gel S liegt, welcher senkrecht auf der Gera den O < 1 steht und in der Ebene 2 liegt. Das Werkzeug, zum Beispiel die Schleifscheibe 21, ist dann .entlang der Evolventenerzeugenden 02 < l2) parallel zur Geraden OAp oszillierbar.
Die frühere Kegelbasis AQ, welche die Grösse der Scheibe 20 bestimmte, ist nach der erwähnten Verschwenkung des 'Trägers 15, den Klemmbolzen in der gewünschten Ein stellage auf dem Sitz 24 halten, entsprechend der Teilkegelbasis Ip oder 1, (Fig.2) verlän gert worden, so dass eine grössere Seheibe 20a erforderlich ist. Damit die letztere den Schlit ten 14 nichtgleitend berühren kann, wird ein Schlitten vorgesehen, bei dem die Kante 14b durch eine Platte 27 gebildet ist, die am Schlitten 14 drehbar um eine Achse in der Ebene 2. und parallel zur Verschieberichtung des Schlittens angeordnet ist und den Punkt Ap enthält.
Die Platte 27 besitzt eine Oberfläche 27a, die mit Bezug auf die Drehachse derStange 37 radial verläuft, und es sind nichtgezeichnete Mittel zum Halten der Platte "?7 im gewünsch ten Winkel vorgesehen, so dass sie tangential am Umfang der Scheibe 20a angreift.
Die Schlittenführung 23 wird durch den Support 23a auf dem Zapfen 23 getragen, des sen Achse in der Ebene 2 liegt, durch die Spitze 0 läuft und senkrecht. zur Richtung der Führung 23 steht, so dass die Führung mit dem Werkzeug um die Achse in eine Stellung gekippt werden kann, in der sie parallel zur Grundkegelerzeugenden OA1 ist. Der Zapfen 28 sitzt in einem Lager 29, das an einem Schlit ten 30 hängt, der in einer gekrümmten Füh rung 31 auf dem Maschinenrahmen 10 ange ordnet. ist. Die Führung 31 ist um die Gerade 0.1P als Achse gekrümmt.
Dadurch kann das Werkzeug 21 mit seiner Arbeitsfläche auf einen Winkel zur Senkrechten auf die Ebene 2 ge setzt. werden, welcher den Komplementärwin- kel des Eingriffswinkels des Zahnprofils bil det, wie aus Fig. 8 hervorgeht. Der Mechanis- ; mus erzeugt oder prüft auf diese Weise das Normalkegelzahnprofil, wenn der Sekundär rahmen 12 oszilliert wird und das Werkzeug 21 entlang der Führung 23 hin und her be wegt wird.
Wenn gebogene Zähne mit echten Evol- ventenflanken erzeugt oder geprüft werden sollen, empfiehlt es sich, die beschriebene Ma schine für die Verwendung einer horizontal angeordneten schalenförmigen Schleifscheibe (Fis. 10) auszubilden, welche um eine Verti kalachse gedreht wird und deren äussere Peri pherie 21b jeweils die eine Flanke der Zähne 17a des Werkstückes berührt, bzw. ein Mess- gerät zu verwenden, dessen Fühler um eine solche Achse drehbar ist-, um der Zahnflanke entlang geführt zu werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung er wähnten, einer Orthodrome bzw. Basiskegel fläche entsprechenden Scheiben 11, 20 oder 2:0a sind vorzugsweise, jedoch nicht notwen digerweise, von verhältnismässig grosser Dicke, so -dass sie effektiv kurze Zylinder bilden. Sie können statt massive auch jede andere Form besitzen. Jede Scheibe 11, 20 oder 20a kann durch einen Sektor mit einem Zentri- winkel ersetzt werden, der nicht kleiner ist als der Winkel, um welchen die Bewegung zwi schen den miteinander in Eingriff zu brin genden Teilen zueinander stattfindet.
Beispielsweise kann der Schlitten 14 an Stelle der Flächen 14a, 14b mit je einer Zahn stange versehen werden, während die Peri pherie jeder Scheibe 11, 20 oder 20a ent sprechend gezähnt wird.
In der ganzen Beschreibung umfasst der Ausdruck Formen bzw. Bearbeiten bzw. Er -zeugen sowohl die Erzeugung eines Zahnpro fils aus einem rohen Werkstück als auch die Bearbeitung eines grob geformten Werk stückes. Diese Operation kann, statt wie bei den gezeichneten Ausführungsbeispielen durch Schleifen, nach Wahl aus Schneiden, Räumen, Hobeln oder Polieren bestehen.
Der Antrieb der Maschine wird mit Vor teil an den oszillierbaren Sekundärrahmen 12 angesetzt, obwohl dieser Rahmen nach Gut dünken fixiert und die notwendige Bewegung den andern =Teilen der Maschine mitgeteilt werden kann. Auch kann der Sekundärrah men 12 einen Antriebsmotor tragen, der den Schlitten 14 durch einen geeigneten Mechanis mus hin und her bewegt.
Wenn man Kegelradzahnprofile kontrol lieren will, montiert man das Kegelrad an Stelle des Werkstückes und die Messvorrich- tung an Stelle der gezeichneten Schleifvor richtung. Der federbelastete Fühler der Mess- vorrichtung wird in Kontakt. mit. dem Zahn profil gebracht und seine eventuellen Bewe gungen beim Betrieb der Maschine werden einem Zeiger übertragen. Jede Unregelmässig keit des Zahnprofils kann somit entdeckt werden.