CH85616A - Bogenförmige Verzahnung bei Kegelrädern. - Google Patents

Description

  



  Bogenförmige Verzahnung bei Kegelrädern.



   Soll ein Kegelrad an Stelle der   gerad-    linigen kurvenförmige Zähne erhalten, so ist es im allgemeinen erforderlich, dem Rade während des Vorschubes des Fräsers über die Radbreite eine entsprechende Drehbewegung um seine Achse zu erteilen. Die hierbei entstehenden Zähne können beispielsweise nach auf die Kegelfläche   aufgewickel-    ten zyklischen Kurven oder Spiralen   ge-    krümmt sein ; sie sind jedoch stets sowohl in der Richtung über die Radbreite, wie auch gleichzeitig in der Richtung des Kegelumfanges gekrümmt, das heisst sie stellen stets doppelt gekrümmte Raumkurven dar.



  Bei allen Herstellungsverfahren, welche die Zahnform durch relative Vorschubbewegung zwischen Rad und Werkzeug erzeugen, entsteht daher stets unmittelbar ein nach einer doppelt    gekr#mmten    Raumkurve geformter oder auf den Kegelumfang   aufgewiekelter    Zahn.



   Anders liegen die Verhältnisse, wenn die gekrümmte Grundform des Zahnes nicht das Produkt einer einfachen relativen Vorsehubbewegung zwischen Rad und   Werkzeug dar-    stellt, sondern wenn das   Werkzeug selbst    einen der   Zahnkrummung entsprechenden    Kreisbogen   besehreibt. Beim Schneiden kreis-    bogenförmiger Verzahnungen mit einem    rotierenden Stirnfräskopfe wird bereits durch    den einfachen.   kontinuierlichen    Kreislauf der Fräs-oder   Hobelmesser    quer über die Radbreite ein   bogenförmiber Zahn von zu-       n#chst    der einfachen Grundform eines ebenen Kreisbogens erzeugt.

   Hierbei wird der ebene Kreisbogen   demnaeh    auf die denkbar ein fachste Weise durch   eine Art Rundhobel-    bewegung erzeugt, während eine relative    Vorschubbewegung oder Drehbewegung zwi-    sehen Rad und    Fr#skopf    erst zum Zwecke der Aufwicklung des Kreisbogens auf den    Kegelmantel, das hei#t also    zur   Umgestal-    tung dieser ebenen Kreiskurve in eine Raumkurve, erforderlich wird.

   Während sich die aufgewickelte Zahnform bei dem zuerst er  w hnten Arbeitsverfahren    somit unmittelbar als Produkt einer einfachen, relativen Vorschubbewegung zwischen Rad und Werkzeug ergab, ist zur   Erreiehung    des gleichen Ziels beim Rundhobelverfahren eine besondere,   zus#tzliche Abw#lz- oder Aufwicklungs-    bewegung zwischen Rad und Werkzeug er  forderlieh.   



   Zweck vorliegender Erfindung ist nunmehr die Schaffung einer bogenförmigen
Verzahnung, bei deren Herstellung diese zu  sätzliche,    die Einfachheit und   Leistungs-       f#higkeit des Arbeitsprozesses au#erordent-    lich   beeintr#chtigende    Aufwicklungsbewegung zum überwiegenden Teil vermieden wird.



   Gemäss der Erfindung erhält von zwei zusammenarbeitenden Rädern stets das grosse,   stumpfwinklige Kegelrad Zähne    von der Grundform ebener, das heisst nicht auf den    Kegelmantel aufgewickelter Kreisb#gen, de-    ren    Flankenfl#chen    Teile der Oberfläche von    Rotationsk#rpern darstellen, w#hrend    die Zahnform des zugehörigen kleinen Rades aus dem unmittelbaren    Zusammenw#lzen    mit einem dem grossen Rade vollkommen identischen   Erzeugungsrade    bestimmt ist.

   Ein derartiger, nach ebenen   Kreiskurven ge-       kr#mmter Zahn, beziehungsweise    seine Flan  mittelst eines    in einem der    Zahnkr#mmung    entsprechenden   Kreis-    bogen bewegten Werkzeuges ohne jede    W#lz-       bewegung hergestellt werden, w#hrend die Zahnflanken des zugeh#rigen kleinen Rades    durch in demselben Kreisbogen bewegte Werkzeuge erzeugt werden, die aber gleich   zeitig tangentia.

   l am Radkörper vorbei-       gef#hrt,    das heisst mit diesem zusammen ab   gew#lzt werden.    Das die Elemente der Ab   w#lzbewegung bestimmende, gedachte    Er zeugungsrad entspricht dabei vollkommen dem    zugeh#rigen    grossen   Rade.

   Mittel,    die dazu dienen, trotz der Herstellung der Zahnlücken des grossen Rades durch eine   Kreis-       hobelbewegung, das hei#t    also durch ein  faces    Einstechen   kreisbogenförmiger Ring-    nuten. ein    m#glichst    vollkommenes An   schmiegen der Zahnl#cken an die Kegel-      Wölbung    zu erzielen, werden unten bei der    Beschreibung eines vorteilhaften Ausf#hrungsbeispiels n#her ausgef#hrt werden.   



   Auf der Zeichnung ist eine vorteilhafte   Ausf#hrungsform des Erfindungsgegenstan-    des beispielsweise schematisch dargestellt.



   Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Zahn eines der Erfindung entsprechend   her-    gestellten grossen Kegelrades eines Zahnradgetriebes ;
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Mantelfläche dieses Kegelrades nach der Linie   Z-Z    in Fig. 1.



   In diesem Schnitt   ist o das geschnit-    tene Mittelprofil des Zahnes und   b    das Zahnprofil am Rande des Radkörpers. Da auch ein in der Richtung Y-Y durch den    Kegelmantel geführter Schnitt eine ge-      wölbte Linie ergibt,    so   lieot    in Fig. 2 das am Rande gelegene Profil b nicht auf der
Schnittkurve c-d, sondern auf einer tieferliegenden Randkurve e-f. Eine derartige
Zahnlage wird bei den bekannten Verfahren, bei denen die Zahnform durch ein Abwälzen des zu erzeugenden Rades auf dem Plan kegelrad erzeugt wird, ohne weiteres erzielt.



  Bei dem vorliegenden Verfahren   wird da-    gegen eine derartige   Zahnlage    dadurch erreicht, dass der Zahn nicht um eine zu   sei-    ner Symmetrieachse A-B parallele, sondern um eine um den Winkel    α geneigt       liegende Achse C-D gekr#mmt wird.

   Auf    diese Weise schmiegen sich die von dem Werkzeug erzeugten Schnittlinien an die    Form der Kegelfl#che an, und der Zahn    er   h#lt sowohl    auf der   Mittpl-Sehnittkurve    c-d, als auch auf der Randkurve e-f gleiche    Zahnh#he;    trotzdem bleibt er nach einer ebenen   Kreiskurve       gekr#mmt    und    soumit    dureh ein einfaches   Rundhobelverfahren    herstellbar.



   Je   stumpfwinkliger    der   Kegelkörper    ist, desto geringer wird seine Wölbung und demgemäss die Krümmung der Kurve c-d und e-f, sowie ihr Abstand voneinander. Bei grösseren Übersetzungsverhältnissen des Get. riebes oder   grossem Kegelwinkel des gro-    ssen Rades fallen die Unterschiede zwischen der bisher üblichen,   abgewälzten,    und der vorliegenden, ebenen,   gekrümmten    Zahiiform verschwindend gering aus. Auch diese kleinsten Differenzen stellen bei einem Getriebe gemäss vorliegender Erfindung keine, wenn auch noch so geringfügige, Fehlerquelle dar, sondern werden bei der Formgebung für das kleine Rad oder Ritzel theoretisch fehlerfrei ausgeglichen.



   Um zu erreichen, dass das Ritzel mit einem nach vorstehendem Verfahren ver  zähnten    stumpfwinkligen Kegelrade fehlerfrei zusammenarbeitet, müssen alle, wenn auch noch so geringen Abweichungen der Zahnform des grossen Rades von dem bislier    #blichen,    durch Abwälzen erzeugten Zahne durch entsprechende   Beriehtigunge    am   Ritzelzahne    berücksichtigt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Zahnflanken des kleinen Rades durch   Zusammenwälzen    mit einem   Erzeugungsrad    entwickelt werden, welches nicht dem bisher als   Zwischen-    glied benutzten Plankegelrade, sondern unmittelbar dem zugehörigen stumpfwinkligen Gegenrad entspricht.

   Bei einem derartigen Arbeitsprozess umhüllen demnach die   Werk-      zeugschnitte nicht    den Zahn eines Plankegelrades, sondern unmittelbar den Zahn des   zugehörigen Gcgenrades.    Die so   erzeug-    ten Zähne des Ritzels besitzen eine von der bisherigen etwas abweichende, aber nach wie vor nach doppelt gekrümmter   Raumkurve    gekrümmte Form. Der Vorteil der neuen Verzahnung, die einfache und billige Her  stellungsmöglichkeit,    tritt daher weniger bei der Herstellung der wenigen, nach wie vor durch Abwälzen erzeugten Ritzelzähne, sondern vorzugsweise bei der Herstellung der vielen und daher für die Gesamtkosten des Getriebes ausschlaggebenden Zähne des gro ssen Kegelrades zutage.



   Da die Zahnform des kleinen Rades un mittelbar an den Zähnen des grossen Rades entwickelt wird, so spielt das Profil der letzteren bei diesem Verfahren nur eine untergeordnete Rolle. Die Zahnflanken des grossen   Ra. des können    in bekannter Weise   geradlinigen, kreisbogen-,    evolventen-zykloiden-oder sonstwie kurvenförmiges Profil erhalten. Beim Zusammenwälzen eines derartigen   Erzeugungsrades    mit dem Ritzel wird stets ein fehlerfreies Gegenprofil an den Zähnen des letzteren entwickelt werden.



   Da die Flankenflächen der grossen Räder um die Rotationsachse des Werkzeuges ge   kr#mmt    sind, so stellen sie selber (in   ähn-    licher Weise wie bisher nur die   Flanken-    flächen des   Plankegelrades) Teile    der Oberfläche von   Rotationskörpern    (je nach dem Zahnprofil   Kegelmäntel oder kurvenförmig    begrenzte Rotationskörper) dar, welche Eigenschaft charakteristisch für alle nach vorliegender   Erfinclung ausgebildeten Ver-    zahnungen ist.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I : Bogenförmige Verzahnung bei Kegel- rädern, dadurch gekennzeichnet, dass von zwei zusammenarbeitenden Rädern eines Ge- triebes das grössere nach ebenen Kreisbogen gekr#mmte Z#hne besitzt, deren Flanken- fl#chen Teile der Oberfläche von Rotationskörpern darstellen, während die Zahnform des zugehörigen kleinen Rades aus dem unmittelbaren Zusammenwälzen mit einem dem grossen Rade vollkommen entsprechenden Er zeugungsrade bestimmt ist.

   UNTERANSPRUCH 1 : Bogenf#rmige Verzahnung nach dem Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, da# die Flankenfl#chen der Z#hne des gro- ssen Rades Teile von Kegelmäjiteln dar- stellen.

   PATENTANSPRUCH II : Verfahren zur Herstellung einer bogenförmigen Verzahnung bei Kegelrädern ge- mäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeich- net, dass die Flanken der Zähne des grossen Rades mittelst eines in einem der Zahn- kr#mmung entsprechenden Kreisbogen bewegten Werkzeuges hergestellt werden, wäh- rend die Zahnflanken des zugehörigen l, lei- nen Rades durch in demselben Kreisbogen bewegte, aber gleichzeitig durch eine zusatz- liehe Vorschubbewegung tangential am Radkörper vorbeigef#hrte,

   das hei#t mit ihm zusammengew#lzte Werkzeuge erzeugt wer- den, wobei die Wälzbewegung einer Wälzung zwischen dem kleinen Rad und dem zugehörigen grossen Rad entspricht, an Stelle des üblichen Zusammenwälzens zwischen kleinem Rad und Plankegel.

   UNTERANSPRUCH 2 : Verfahren nach dem Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Herstellung der Zahnflanken des grossen Rades dienende Werkzeug um eine zur Symmetrieachse des Zahnprofils geneigte Achse bewegt wird.