So gestattet
das Verfahren beispielsweise, mit einem
einzigen Sehneidrad
von geeigneter Ausbilsb"g eine Grosse Anzahl
von
verschieden beschaffenen Zahnstangen, d.h: Zahnstangen mit verschiedenen-Zabnbreiten-,
Angriffswinkeln und Zaehnsteigungen zugleioh, und-zwar innerhalb einer
Zeit zu
fertigen, die
bei den gebraeuthlichen Methoden. zum
Schneiden einer
einzigen
Zahnstange
erforderlich ist. Dabei
erhalten die Zehnflanken automatisch
die gewaerisehte Balligkeit.
Durch
die Erfindung werden somit wesentlich Zelteinsparungen: und eine
erhebliche
Hereteliungerentabilitaet-bei seuseerst geringem Aufwand an Ititteln
- ersielt .
Dabei laesst sich: die-de
r Windung zugrundliegende technische
Zehre such auf
die Erzeugung
von Balligkeit
bei $ahhgtangenzaehnen
anwenden-Ein Biel-
der Erfindung ist
die -3eaftung eines Verfahrens
zur Selbsterzeugung
von Wligceit beim Schneiden
von Zaehnen
in
Zahnetangenrohlinge, das mit mechanischen Mitteln durebgefuehrt erd"x444 folgendes
in Kombination umfasst: Eine Yorriatt=g, um einen zylindrischen Zahnstangenrohlinglhalter
mit eiMehrgahl von angemessen darauf befestigten Zahnetangexi-rohlingen in Umdrehung
um eine Achse zu versetzen, um ein Schneidwerkzeug um eine Achse zu drehen, die
gegenueber dem zylindrischen Zabnstangenrohlinghalter geneigt ist, und um das genannte
Scbneidwerkzeug in eine Richtung zu bewegen, -die parallel zu der genannten Umdrehungsachse
verlaeuft.-Einweiteres Ziel der Erfindung ist.die Schaffung eines Verfahrens fuer
die Selbsterzeugung von Balligkeit beim Praesen von Zahnstangenrohlingen, die die
Kombination von Merkmalen umfaset, welche dadurch-gekennzeichnet ist, däse waehrend
der Bewegung des genannten zylindr4ischen Zahnstangenrohlinghalters um eine Drehachse,
wenn die Plaechen eines besonderen ZuCtstangenrohlings eine Erzeugungsebene durchlaufen,.
sie parallel zu einer Einfallebene liegen, und waehrend der Drehbewegung eines stirnradfoermigen
Sehneidrads um eine Drehachse und Gleitens in eine beliebige von zwei Richtungen
in der Erzeugungsebene, die Wirbelschneidkanten des genannten atirnradfoermigen
Schneiärads in den genannten Zahnstangenrohling eingerades Profil erzeugen, waehrend
die Seitenschneidkanten die Grundflaeche eines Zahns auf der Zahnstange erzeugen,
die mit einer parallel zu der Einfallebene liegenden Ebene uebereinstimmt.-,Weiterhin
ist kennzeichnend, dass bei dem Schnitt der Ebenen, die parallel zur Einfallebene
liegen mit Ebenen, die parallel
zur.Lrzeugungsebene liegen1 die
Dicke eines auf der Zahnstange erzeugten Zahns groesaer ist als auf jeder anderen
Ebene, die parallel zur Erzeugungsebene liegt bis hinauf zu dem oberen Teil und
hinunter zu dem unteren Teil irgend eines erzbugten Zabnstangenzahnn.-Kennzeichen
ist auch, dass die Schnittlinie mit Tier Erzeugungs= ebene einer derjenigen Ebenen,
die eine Sohneidflaeehe eines stirnradfoermigen Schneidräds enthaelt, in einer Einfallebene
liegt, die parallel zur laengsachse eines Zatnstangenrohlings liegt.-Erfindungsgemaess
ist die Drehachse des stirnradfoermigen Schneid- ' rads in einem feststehenden spitzen
Winkel zu der Drehachse in einer senkrechten Ebene zu :der Drehachse des Zahnstangenrohlings
angeordnet, um einen Hintersohleifwxkel mit jedem Zahnstangenrohling abzugrenzen,
der die Erzeugungsebene durehlaeuft.- -Die Erfindung besteht noch darin, dass eine
schnellere oder langsamere Umdrehung eines zylindrischen Zahnstangenrohlinghalters
um eine Drehachse nur eine feinere oder groeksere Pertigbearbeitung der erzeugten
Zahnatangenzaebne betrifft.-Das Verfahren der Selbsterzeugung von Balligkeit wird
von einer Maschine ausgefuehrt, die in den beigefuegten Zeichnungen dargestellt
ist. Es ist klar, dass die abgebildete Ausfuehr'üngesform nicht das Verfahren einsohraenkt,
das in jeder Vorrichtung ausgefuehrt werden kann, die in der Zage ist, die notwendigen
Bewegungen fuer die Zahnstangenerzeugung zu erzeugen; dazu gehoerenDrehen eines
zylindrieohen Za'hnstange'n.
.rohlinghalters; Drehen eines Schneidwerkzeugs
um eine zu dem Rohlinghalter geneigte Achse; sowie Bewegung des genannten Schneidwerkzeugs
in eine Richtung, die parallel zu der genannten Drehachse liegt.-Weitere Vorkehrungen,
Einzelheiten, Anwendungen und Vorteile
der Erfindung sind nachstehend in
Zusammenhang mit den Zeichnungen erlaeutert; in diesen zeigen:
| Fig. 1 eine schematische Vorderansicht der dem erfindungs- |
| o,»aerssen Verfahren dienenden neuen Maschine
zum |
| jchneiden von Zahnstaugen.- |
| ?ig. 2 eine schematische Seitenansicht dereelben
Maschine |
| zum öabneiden von Zahnstange.- |
| Fig. 3 in schematischer Darstellung der relativen |
| ätellungen des Schneidrades und des Zahnstangen- |
| rohlings bei einer Maschine zum Schneiden von |
| Zahnstangen.- |
| Fig. 4 in schematischer Darstellung der relativen |
| Stellungen des Schneidrades und des Zahnstangen- |
| rohlings beim Schneiden und |
| Fis. 5 und 5A das in Verbindung mit der Maschine verwendete |
| bahneidrad in Vorderansicht und im Schnitt nach |
| Linie A - A.- |
Betreffend die Maschine nach fig. 1 und 2 ist ein Sockel mit 39 bezeichnet, der
ein. Bett 40 abstuetzt. Das Bett 40 weist prismatische Puehrungen 41 auf, die zueinander
parallel sind, und deren laengsaehsen sich in zur Richtung der durch
.Pfeile
Y3 und
Y4 angegebenen Bewegungen zur Herstellung der Zahnstangen parallelen
Ebene befinden.-An einem Ende des Bettes 40 ist eine ebene Flaeche 42 parallel zu
den Achsen cier prismatischen Puehrungen 41 vorgesehen.
Die besondere radiale Ebene, welche zur yaengsachse der prismatischen
Fuehrungen $1 parallel ist, faellt mit der Lrzeugun.ge ebene G-t-us ammen.
-Ferner sind alle Erzeugungslinien des Zylinders 49 der Mittellinie g-& parallel.-An
dem Zylinder 49 sind verschiedene prismatische Stangen 50
von rechtwinkligem
Querschnitt montiert, die hier als Stangenrohlinge 50 bezeichnet werden,
Diese Stangen sind so angeordnet, dass ihre-geometrische Iaengsachse parallel zu
den Erzeugungslinien des Zylinders 49 und infolgedessen parallel zu der durch die
Pfeile Y3 und Y4 bezeichneten Bewegungsrichtung ist, und dass zwei Plaechen der
zu bearbeitenden Stangenrohlinge 50 zu der entsprechenden, durch ihre Iaengsachsen
gehenden Radialebene parallel sind, waehrend die beiden anderen Plaechen parallel
zu der entsprechenden Ebene, in der sich diese Iaengsachsen befinden sind und tangential
zu dem Zylinder 49 verlaufen.-Die Annahme, dass die Stangen rechtwinkligen Querschnitt
besitzen, ist nur zum Zwecke der Erklaerung gemacht, stellt aber keine Beschraenkung
der vorliegenden Erfindung dar. Vielmehr kann der betreffende Querschnitt beliebige
Form aufweisen.-
Vdenn unter diesen Umstaenden waehrend der Drehbewegung
des Zylinders 49 die irgendeinem der :Stangenrohling 50 entsprechende Radialebene
mit der Erzeugungsebene G--G zusammenfaellt, weist der betreffende ätangenrohling
zwei zur Erzeugungsebene G-G parallele Plaechen und zwei andere zu einer zur Erzeugungsebene
senkrechten 'ebene, die als Einfallebene R-R bezeichnet wird, parallele Plaechen
auf.-Alle Zahnstangen werden also zu dem Zeitpunkt bearbeitet, in welchem sie die
besondere obenbeschriebene Stellung, die als Erzeugungsstellung bezeichnet ist,
erreichen (G. Fig. 4).-In jeder der beiden durch die .Pfeile Y3 und Y4 bezeichneten
Richtungen ist ein üchlitten.51 mit einem Schlosskasten 52, in welchem der Antriebsmechanismus
Euer die Bewegung im.Sinne der Pfeile Y3 - Y4 untergebracht ist, beweglich; dabei
stuetzt sich dieser Schlitten auf prismatische Fuehrungen 41-ab, an welchen er gefuehrt
ist. Diese Bewegung wird weiterhin Verschiebebewegung zur Zahnstaagenherstellung
genannt.-Wie aus fig. 2 ersichtlich, ist an dem Schlitten 51 ein Tisch 53 befestigt,
der in jeder der beiden. durch die Pfeile 6b und 7b angezeigten Richtungen quer
bewegt werden kann. Diese Bewegung wird in an sich bekannter Weise durch ein iandbetaetigungs-Schwungrad
54 herbeigefuehrt.-Auf dem Tisch 53 ist ein Hilfskopf 56 befestigt, der ein Schneidrad
lla traegt, Das Zahnstangenschneidrad lla ist, wie aus schematischen Darstellung
in fig. 5 und 5A hervorgeht, ein Zahnrad von bestimmter, vorher festgelegter Charakteristik
wie die eifies der im Allgemeinen. bei Stossraedern von hoher
Praezision
verwendeten Modellraeder.-Zur besseren Erklaerung, jedoch nicht als Beschraenkung
wird hinsichtlich der Schneidwirkung des Zahnstangenschneidrades lla bei der Erzeugung
von Zahnstangen von der Annahme ausgegangen, das: die Zaehne des Sohneidrades 11a
ebenso wie die Zaehne der zu bearbeitenden Zahnstange gerade sind.-Das äehneidrad
11a besitzt an seiner einen @tirnflaeche 34b eine konische Flaeche 35, deren Mantellinie
einen Winkel mit der bitirnflaeche 34b bildet. Diese konische ilaeche, deren geometrische
Achse mit der Drehachse des ->:)'chneidrades 11a zusammenfaellt (d.h. gleichachsig
ist), wird beim ächleifen des Zahnstangenschneidrades derart gebildet, das: die
ächnittlinie der konischen Plaeche 35 mit den Zaehnen 36 die chneidk;alten des äehneidrades
lla erzeugt.-Dae ächneidrad lla rotiert um seine Drehachse X-X, und ist auf dem
Hilfskopf 55 derart montiert, dass jede zur ]Drehachse 1-X senkrechte Ebene mit
der obenerwaehnten Erzeugungsebene einen gleichbleibenden Winkel CC bildet. Der
ächnitt einer bestimmten dieser r;benen, in welcher die Schneidflaechc 34b des Schneidrades
lla liegt, verlaeuft entlang einer Linie Z-Z, die wie aus fig. 4 ersichtlich, in
der Erzeugungsebene liegt und parallel zur Iaengsaehse Y3-Y4 des Zahnstangenrohlings
50 ist.-Die Drehachse X-X liegt somit in einer Ebene, welche gegenueber der obenbeschriebenen,
aua Fig. 4 ersichtlichen Einfallebene R-R die gleiche Neigung um den ginkel
CC aufweist.-Das ächneidrad lla kann also um seine Achse 1-X rotieren und
auch in einer der beiden durch die Pfeile Y3 - Y4 angezeigten
Richtungen
zusammen mit dem Schlitten 51 gleiten. Das Schneidrad lla kann ausserdem mit der
Tisch 53 zusammen in einer der durch die beiden .Pfeile 6b und 7b angegebenen Richtung
bewegt werden.-Fig. 3 und 4 zeigen die relativen :Stellungen des Oehneidrades 11a
und des Stangenrohlings 50 der neuen Maschine zum Herstellen von Zahnstangen mit
geraden Zaehnen. An Hand dieser Stellungen soll nunmehr das Jebneiden der @aehne
in die Stange erlaeutert werden.-'daehrend der Zylinder 49 sich um seine Mittellinie
g-g dreht, geht jeder Zahnstangenrohling 50 des Zylinders 49 durch die obenbeschriebene
Erzeugungsstellung hindurch.-Das liehneidrad lla wird mit Hilfe des in Pig. 3 und
4 nicht dargestellten Schwungrades 54 bewegt, bis er die Otellung erreicht, in der
die kOchneidkanten 3bb der Z aehne 36 eine Ebene R1-R1 beruehren, die parallel zur
Einfallebene-R 8 und bei der Erzeugungsstellung sich in einem Abstand E von der
Plaeche 50a der Zahnstange 50 befindet, Der Abstand E entspricht der gewaenschten
Hoehe der Zaehne 50c der zu :schneidenden Z@ihnstange. Mit anderen Worten, das chaeidrad
lla wird bewegt, bis eine der gegebenen üchneidtiefe E entsprechende Jchneictstellung
erreicht wird.. Dann befindet sich 'die ._.chneidkante 36b in der Utellung C 'nach
Fig. 4.-Wenn die Zahnstange sich in Richtung der Pfeile Y1 und Y2 (ungeachtet der
Drehbewegung der Zahnstange um die Mittellinie g-g) bewegt, werden die Plaechen
50:: und 50b - waehrend der Dauer die2er Bewegung - parallel zur Einfallebene H-11
in der vorstehend
angegebenen Stellung C gehalten. Waehrend der
Drehbewegung des ächneidrades lla um die Drehachse X-X schneiden die öchneidkanten
36c des Gehneidrades lla in die itange ein, um die ger4@.den Profile Ct" -Att' zu
erzeugen, waehrend die Schneidkante 36b die Grundflaeche des Zahnes der Zahnstange
C-Bi erzeugt, welche in der Ebene R1-H1 liegt. Beim Bewegen des üchneidrades im
:inne der Pfeile Y3 und Y4 wird die -Jahnstange 50 erzeugt.-Da nun die Zehnstange
sich zusammen mit dem Zylinder 49 um die Mittellinie g-g dreht, wiederholen sieh
die angefuehrten Bedingungen, fuer jeden ächnitt durch die ',ahnstange 50, so beispielsweise
die durch die Radialebenen G1-G1; G2-G2; G3-G3 uw. gegebenen Schnitte, wenn diese
Schnitte mit der Erzeugungüebene zus @umenf allen. -Faellt beim Umlauf des Zylinder:
49 irgendeine .ebene Gr-Gr der unendlich vielen moeglichen k:benen dir,her mit der
Erzeugungsebene G-G zusammen, so erzeugt der um die :.ch:@cy X-X umlaufende und
da sich in einer der beiden Richtungen Y3 bm;w. Y4 bewegende chneidrad 11a in der
Lrzeu,-;ungsebenc G-G da:.: gerade Profil C "t-At " . Die hergestellte Zahnstange
hat daher in Richtung jedes @ichnittes das gleiche Profil, aas sieh in der Radialebene
Gr Gr ergeben hat.-Diese besondere Eigenart kommt nur den nach dem neuen Verfahren
hergestellten Zahnstange zu. Infolge der obenbeschriebenen Eigenart is es moeglich,
durch Verwendung der neuen bzaschine und Durchfuehrung des neuen Verfahrens automatisch
hierzu die ueblichen zusaetzlichen Einrichtungen zu benutzen, die bei den bisher
bekannten Verfahren und Maschinen hierfuer erforderlich
sind. Wenn
ein Ocbnitt der hergestellten Zahnstange mit parallelen Ebenen zur Glinfallebene
R-R betrachtet wird, wobei diese Ebene die gleichen sind, welche bei der Verbindung
'der Zahnstange mit dem entsprechenden @:abnrad in Arbeitsstellung waren, so haben
diese Schnitte infolge der obendargelegten Massnahmen die in Fig 4 dargestellte
Form des ichnittes P-P. Diese Figur stellt einen Schnitt eines Zahnes . der Zahnstange
in der durch den Punkt P der ü ahnstange 50 verlaufenden Ebene f-P dar.-Dass der
:schnitt die in Fig. 4 gezeigte Form P-P besitzt, geht aus folgenden Ueberlegungen
hervor: Die Staerke des Zahnes ist bei dem Schnitt der Zahnstange 50 in der blatte
von C-A beruecksichtigt. Die 1!7rzeugungsebene G-G und die Oberflaechen 50d und
50e sind parallel.-Die Starke N an der Stelle C ist gleich der Staerke an der Stelle
C', da diese Punkte mit dem gleichen Radius r, von den Schneidkanten-36c erzeugt
sind, oder mit anderen Worten, weil die Punkte C und C' auf dem gleichen Kreis liegen.
Dieselben Ueberlegungen koennen hinsichtlich der Punkte B und B', P und Pl, k und
A', und jedes Punktes der in Betracht gezogenen parallelen Gchnitte, die in dem
gleichen Umkreis liegen, in welchem die Staerke der Z aehne N, N1, N2 bzw. N3 ist,
gefuehrt werden.-Wenn nun die durch die Punkte C, B, P und A hindurchgehenden, zu
der Ebene Rl-R, parallelen 'chnitte betrachtet werden, , so entspricht der Punkt
C in der betrachteten Ebene dem Punkte B'. Der Punkt B entspricht dem Punkt Pf.
der Punkt F dem Funkt A'. Wenn nun die Staerke des jahnes in den zur Einfallebene
R-R parallelen Ebenen verglichen wird, zeigt sich, dass die ätaerke veraenderlieh
ist. Die Staerke ist bei B groesser als
-indem entsprechenden Punkt
Bl. In jeder entsprechenden Ebene (Angriffsebene) ist der ächnitt daher aehnlich
dem in Fig. #1: dargestellten Gchnitt f-f. Bei der Herstellung erhalten also die
Zahnsflanken automatisch die bekannte llIgkelt. Fese sehrnmtzliche Balligkeit wird
also bei der neuen Maschine und dem neuen Verfahren ohne die Verwendung besonderer
zusaetzlicher Einrichtungen erzielt, die bei den ber bekannte. Verfahren und Maschinen
hierfuer erforderlich f.-Abgesehen von cUesen besonderen Merkmalen hat die neue
Maschine zum Herstellen von Zahnstangen, bei der das neue Verfahren nach der Erfindung
angewendet wird, folgende bemerkenswerte Vorteile: Mit dieser Maschine ist es moeglich,
gleichzeitig alle auf dem Zylinder 49 montierten Stangenrohlinge zu verzahnen, und
zwar in der gleichen Zeit, die mit den gebraeuchlichen Verfahren stm. Schneiden
einer Zahnstange notwendig iot. Die Anzahl der Zahnstangenrohlinge, welche auf dem
Zylinder 49 montiert werden. koennen, iut offenoichtlich eine Funktion des Radius
R deu Zylinders und der Abmessungen der horzuütellenden Zahnstangen. lKese Anzahl
wird lediglich durch das Leistungsvermoegen der Maschine begrenzt.-