DE2016096B2

DE2016096B2 - Schabzahnrad, bei dem nur rechte bzw nur linke Flanken Schabkanten aufweisen

Info

Publication number: DE2016096B2
Application number: DE2016096A
Authority: DE
Inventors: Kosuke Tokio Akizuki; Harutaka Kawasaki Mayuzumi; Motoyuki Hiratsuka Shinoda
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1969-04-03
Filing date: 1970-04-03
Publication date: 1973-11-08
Also published as: US3724046A; DE2016096A1; GB1312072A; GB1312073A

Description

Die Erfindung betrifft ein SchabzahnraJ, Ja^ in zwei beiderseits einer radialen Mittelebene liegenden Hälften unterschiedliche Ausbildung aufweist.

Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik bezug, wie er in der USA.-Patentschrift 2 214 225 beschrieben ist. Dort ist ein Schabrad zum Zahnradschaben in zwei durch ein Distanzstück voneinander axial getrennte Scheiben unterteilt, von denen die eine zum Vorschaben und die andere zum Fertigschaben dient. Nachdam das Vorschabwerkzeug in üblicher Weise auf das Werkstück eingewirkt hat, wobei bei jedesmaligem Wechsel der in Längsrichtung der zu schabenden Zahnflanke hin- und hergehenden Vorschubbewegung auch ein Drehrichtungswechsel stattgefunden hat, wird das Werkzeug in Richtung seiner Achse soweit verschoben, daß nunmehr das Fertigschabewerkzeug in Wirkstellung kommen kann. Diese Wirkstellung ist bekanntlich dadurch gegeben, daß der Achskreuzpunkt sich über der Zahnlücke befindet, zu der eine der zu schabenden Zahnflanken gehört. Nach dieser Verschiebung des Schabrades werden dann mit denselben relativen Bewegungen wie beim Vorschaben die Zahnflanken fertiggeschabt. Die beiden Scheiben des Schabrades haben dabei an jeder Flanke der Schabradzähne Schabkanten, so daß bei Verwendung dieses Schabrades das Schaben von beiden Zahnflanken, also derjenigen auf der vorlaufenden und derjenigen auf der ablaufenden Seite gleichzeitig durchgeführt wird. Die von der vorlaufenden und die von der ab laufenden Zahnflanke des Schabrads geschabten Zahnflanken des Zahnrads unterscheiden sich jedoch voneinander hinsichtlich der Spanabnahme, so daß die Maßgenauigkeit der geschabten Zahnflanken des Zahnrads uneinheitlich ist. Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit ist in der USA.-Patentschrift 2 813 179 ein Stand der Technik beschrieben, von dem die Erfindung ausgeht. Das dort beschriebene Schabrad hat Zähne, von denen jeweils nur eine Zahnflanke Schabkanten bildende Nuten trägt. Das bekannte Schabrad erfordert, nachdem es die eine Seite der Zahnflankcn bearbeitet hat, ein Umdrehen des Werkzeugs, um, indem es die soeben geschabten Zahnflanken als Führung für seine glatten, d. h. nicht mit Nuten versehenen Flanken, benützt, die anderen, d. h. die gegenüberliegenden Zahnflanken des Werkstücks zu schaben.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schabrad zu schaffen, mit dessen Hilfe eine gleichmäßige Präzision der geschabten Zahnradflanken in kontinuierlicher Arbeitsweise erzielt werden kann, also ohne die Maschine jedesmal für das Umdrehen des Werkzeugs anhalten zu müssen.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jede der beiden Schabradhälften in an sich bekaxnnter Weise nur jeweils an einer Zahnflanke eines

ίο jeden Zahnes Schabkanten trägt und die eine Schabradhälfte die Schabkanten jeweils an den rechten Zahnflanken und die andere Schabradhälfte die kannter Weise nur jeweils an einer Zahnflanke eines Die Wirkung der damit beanspruchten Maßnahme besteht darin, daß in kontinuierlicher Arbeitsweise bei der Drehung des Zahnrads in der einen Richtung die vorlaufende Seite und bei der sich sogleich anschließenden Drehung in der anderen Richtung die ursprünglich ablaufende und nun voriaufende Zahnflanke des Schabrads das Zahnschaben vornehmen. Umgekehrt kann auch in beiden Arbeitsphasen die ablaufende Zahnflanke gewählt werden. Diese erwünschte Schabweise ist mit HiHe des erfindungsgemäßen Schabrads durchführbar, indem, wie bekannt, der Axiallinienschnittpunkt entweder durch eine Verschiebung des Zahnrads oder durch eine Verschiebung des Schabrads um eine Weite bewirkt wird, die zur Folge hat, daß der Axiallinienschnittpunkt mit der jeweiligen Schabkante des Schabrads zusammenfällt.

Zum einschlägigen Stand der Technik wird hierzu erneut verwiesen auf die USA.-Patentschrift 2 214 225, bei deren Schabmaschine das aus zwei Scheiben bestehende Schabrad in seiner Axialrichtung verschoben werden und die bekannte Schabmaschine somit zur Durchführung des Zahnschabens mit dem erfindungsgemäßen Schabrad verwendet werden kann. Außerdem wird erwiesen auf das Buch »Hurth-Zahnradschaben« München 1964, Seite 215, wo sowohl Schabräder beschrieben sind, die nur jeweils auf einer Seite der Zähne mit Nuten versehen sind, während die andere Seite glatt ist und der Führung dient, sowie aus zwei Scheiben bestehende Schabrädei beschrieben sind, die in einem Abstand voneinandei angeordnet sind und von denen eine die Schabkanteri aufweist, während die andere glatte Flanken hat, die der Führung dienen; mit diesen bekannten Schabrä· dem läßt sich jedoch ein kontinuierliches Präzisions· schaben im beschriebenen Sinne nicht durchführen.

In der folgenden Beschreibung ist die Erfindung an Hand von Zeichnungen beispielsweise dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Bezie hung zwischen einem Schabrad und einem zu schnei denden Zahnrad gemäß einem herkömmlichen Ver fahren,

F i g. 2 eine Seitenansicht eines mit einem zi schneidenden Zahnrad zusammenwirkenden Schab rads gemäß der Erfindung,
F i g. 3 eine schematische Darstellung des mit den erfindungsgemäßen Schabrad durchführbaren Zahn radschabverf ahrens.

F i g. 4 im vergrößerten Maßstab, einen wesenl liehen Teil eines anderen Beispiels für den Bewe gungsablaufs beim Schaben mit einem Schabrad nac der Erfindung,

F i g. 5 eine Seitenansicht einer anderen Ausfüt rungsform des Schabrads gemäß der Erfindung,
F i g. 6 im vergrößerten Maßstab, eine Darste'

2 016 0S6

lung des Bewegungsablaufs für das Schabrad gemäß F i g. 5 und eines damit zu bearbeitenden Zahnrads,

F i g. 7 und 8 Seitenansichten weiterer Ausführungsformen des Schabrads gemäß der Erfindung, una

Fig. 9 und 10 perspektivische Ansichten des Schabrads gemäß F i g. 2.

Beim bekannten Zahnradschaben gemäß Fig.] rotieren mit gekreuzten Achsen ein Schabrad A mit schnubenlinigen Zähnen und ein Zahnrad B. Die Mantellinien an der Berührsielle schließen einen Winkel α ein.

F i g. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Schabrad 1, das aus zwei Scheiben 2 und 3 besteht, die an ihrem Umfang jeweils eine Vielzahl Zähne 21 bzw. 31 aufweisen. Die eine Stirnfläche jedes Zahnes hat jeweils eine Schabkante 211 und eine stumpfe Kante 212 bzw. eine Schabkante 311 und eine stumpfe Kante 312. Diese mit diesen Kanten versehenen Stirnflächen sind aufeinander zu gerichtet. Dabei ist zwischen den Scheiben 2 und 3 ein Abstand t ausgespart. An die Kanten 211 und 212 schließen sich Zahnflanken 213 bzw. 214 und an die Kanten 311 und 312 Zahnflanken 313 bzw. 314 an.

Auf der Zeichnung ist der Übersichtlichkeit halber nur jeweils ein Zahn der Scheiben 2 bzw. 3 dargestellt. Zur Erläuterung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Schabrads ist im folgenden seine Wirkungsweise beschrieben.

Das Schabrad 1 und ein Zahnrad 4, die gegeneinander gekreuzten Achsen haben, werden zum Bearbeiten des Zahnrads 4 in Drehung versetzt. Während sich das Zahnrad 4 zusammen mit dem Fräser 1 dreht, wird es in Axialrichtung bewegt, so daß die gesamte Breite des Zahnrads bearbeitet werden kann.

In der nachstehenden Beschreibung sind aus Gründen der Vereinfachung nur der Aufbau und die Wirkung eines einzigen Zahnes auf jeder Scheibe erläutert; die prinzipielle Funktion gilt auch für eine Vielzahl von Zähnen auf jeder Scheibe. Die nachstehende Beschreibung gilt für sämtliche Zähne.

Wenn sich das Schabrad 1 und das Zahnrad 4 mit gekreuzten Achsen drehen und das Zahnrad 4 in Pfeilrichtung L gemäß F i g. 2, also in F i g. 3 nach links, bewegt wird, wird eine Zahnflanke des Zahnrads 4 durch die Schabkante 211 des am Umfang der Scheibe 2 sitzenden Zahnes 21 bearbeitet. Wird hingegen das Zahnrad 4 in Pfeilrichtung R bewegt, so wird die andere Zahnflanke des Zahnrads 4 durch die Schabkante 311 des Zahnes 31 am Umfang der Scheibe 3 bearbeitet.

Bei diesem Schaben erhält man die Spanabnahme im Bereich des Schnittpunktes der Axiallinien des Schabrads und des Zahnrads. Wenn also, wie in F i g. 3 dargestellt, die Axialstellung des Schabrads 1 der Linie C-C und die des zu bearbeitenden Zahnrads der Linie D-D entspricht, dann schneiden sich die zwei Axiallinien im Punkt P und das Zahnrad wird durch die Schabkante 211 bearbeitet, wenn es den Bereich des Schnittpunkts P durchläuft.

Da die stumpfe Kante 212 der Zahnflanke 214, die gegenüber der Zahnflanke 213 mit der Schabkante 211 liegt, zu diesem Zeitpunkt nicht im Bereich des Schnittpunkts P liegt, ist auf der Seite der Zahnflanke 214 keine Spanabnahme vorhanden, sondern diese Zahnflanke führt nur die Drehbewegung des Schabrads. Wie in F i g. 2 dargestellt, wird das Zahnrad 4 in Richtung des Pfeils L (F i g. 2) bzw in F i g. 3 nach links bewegt. Dreht sich hierbei das Schabrad 1 in Pfeilrichtung F, wirkt die Zahnflanke 213 am Zahn 21 auf dem Schabumfang mit der Schabkante 211 als ablaufender Teil und die Bearbeitung findet nur durch diese ablaufende Zahnflanke statt.

Da die Scheibe 3 nicht im Bereich des Schnittpunkts P liegt, führt sie keine Bearbeitung durch, sondern dient nur zur Führung für die Drehung.

Es haben zwar auch die Kanten 311, 312 und 212, die nicht im Bereich des Schnittpunkts P liegen, einen gewissen Bearbeitungseffekt, der aber außerordentlich klein ist, so daß die Bearbeitungspräzision der geschabten Zahnradflanke nicht beeinträchtigt wird.

Wenn die eine Zahnflanke des Zahnrads 4 bearbeitet worden ist und es in Richtung des Pfeils L in die erforderliche Stellung und bewegt worden ist, wird es anschließend zurück in Richtung des Pfeils R bewegt, wofür die Drehung des Schabrads 1 in die Richtung des Pfeils G geändert wird. Gleichzeitig wird das Zahnrad 4 rechtwinklig zu der den Schnittpunkt P der Axiallinien des Schabrads 1 und des Zahnrads 4 durchsetzenden Ebene bewegt, so daß die Axialst.ellung des Zahnrads 4 von Linien D-D zur Linie E-E bewegt (F i g. 3) und der Schnittpunkt des Schabrads 1 mit dem Zahnrad 4 von Punkt P zu Punkt Q auf der Axialliuie des Fräsers verstellt wird.

Wenn der Schnittpunkt der Axiallinien des Schabrads 1 und des Zahnrads 4 zum Punkt Q bewegt ist, kann die verbliebene Zahnflanke des Zahnrads 4, dessen Ausgangsteil bereits beim ersten Arbeitsgang bearbeitet wurde, durch die Schabkante 311 des Zahnes 31 am Umfang der Scheibe 3 bearbeitet werden.

Da — wie in F i g. 3 dargestellt — die Drehung des Schabrads 1 in Richtung des Pfeils G fortgesetzt wird, bildet die Zahnflanke mit der Schabkante 311 eine ablaufende Seite, so daß die Spanabnahme durch die ablaufende Zahnflanke vorgenommen wird.

Da dio stumpfe Kante 312 der Zahnflanke 314, die auf dem Zahn 31 der Scheibe 3 der Zahnflanke 313 mit der Schabkante 311 gegenüber liegt, nicht im Bereich des Schnittpunkts Q liegt, tritt an der Zahnflanke 314 keine Spanabnahme auf, sondern diese Zahnflanke führt nur die Drehung des Fräsers.

Da gleichzeitig die Scheibe 2 nicht im Bereich des Schnittpunktes der Axiallinien liegt, tritt an dieser ebenfalls keine Spanabnahme auf, sondern es wird nur die Drehung des Schabrads geführt.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf Fälle, in denen die Spanabnahme an der ablaufenden Seite einer Schabrad-Zahnflanke auftritt. Bei Durchführung eines Schabarbeitsganges an der vorlaufenden Seite der Schabrad-Zahnflanke braucht nur die Axialstellung des Zahnrads 4 derart eingestellt zu werden, daß bei weiterer Drehung des Schabrads 1 in Richtung des Pfeils F der Schnittpunkt der Axiallinien des Schabrads 1 und des Zahnrads 4 zum Punkt Q und bei weiterer Drehung des Fräsers 1 in Richtung des Pfeils G der Schnittpunkt zum Punkt P gelangt.

Um den Schnittpunkt der Axiallinien des Schabrads 1 und des Zahnrads 4 in Axialrichtung des Schabrads zu führen, kann an Stelle einer Bewegung des Zahnrads gemäß F i g. 3 auch das Schabrad bewegt werden. F i g. 4 zeigt beispielsweise ein solches Verfahren.

Bei Axialstellung des Schabrads auf der Linie C-C und des Zahnrads auf der Linie D-D schneiden sich die Axiallinien im Punkt P. In diesem Fall besteht der erste Schritt darin, das Schabrad in die voll ausgezogen dargestellte Lage zu bewegen und nur die Schab-

kante 211 in den Bereich des Schnittpunkts P zu bringen. Der zweite Schritt besteht darin, das Schabrad in die gestrichelt dargestellte Stellung auf seiner Axiallinie C-C zu bringen und nur die Schabkante 311 in den Bereich des Schnittpunktes P überzuführen.

Wenn die Schabkante 211 im Bereich des Schnittpunkts P liegt, wird das Schabrad in Richtung F gedreht, und wenn die Schabkante 311 im Bereich des Schnittpunkts P liegt, wird es in Richtung G gedreht und die Spanabnahme wird nur von der Zahnflanke auf der ablaufenden Seite durchgeführt.

Soll die Spanabnahme von der Zahnflanke auf der vorlaufenden Seite des Schabrads vorgenommen werden, so braucht nur die Drehrichtung des Schabrads auf Pfeilrichtung G eingestellt zu werden, wenn sich die Schabkante 211 im Bereich des Schnittpunktes der Axiallinien befindet, und die Drehrichtung des Schabrads auf Pfeilrichtung F eingestellt zu werden, wenn sich die Schabkante 311 im Bereich des Schnittpunktes der Axiallinien befindet.

Beim Zahnradschaben mit dem erfindungsgemäßen Schabrad wird also der Schnittpunkt der Axiallinien des Schabrads und des Zahnrades auf die Axiallinie des Schabrads gebracht, so daß das zu bearbeitende Zahnrad entweder durch die vorlaufende oder durch die ablaufende Zahnflanke des Schabrads bearbeitet werden kann und somit die Flanke des bearbeiteten Zahnrades gleichmäßig geschabt wird.

Das oben beschriebene Schabrad 1 besteht aus den beiden Scheiben 2 und 3 und die Schabkanten 311 und 211 sind an den aufeinander zu gerichteten Enden der Zähne 21 bzw. 31 am Umfang der Scheiben 2 bzw. 3 vorgesehen. Bei dieser Anordnung genügt es zum Nachschleifen, die Stirnflächen der Scheiben 2 und 3 zu schleifen. Das Nachschleifen ist also sehr leicht durchzuführen.

F i g. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Schabrads, das in gleicher Weise eingesetzt werden kann. Am Umfang einer Scheibe 5 befinden sich schraubenlinige Zähne 6, die einerseits an einer Zahnflanke 61 von einem Ende bis fast zum mittleren Bereich an entsprechenden Nuten Schabkanten 63 und andererseits an einer zweiten Zahnflanke 62 vom anderen Ende bis fast zum mittleren Bereich an entsprechenden Nuten Schabkanten 64 aufweisen.

Bei derartigen Schabrädern tragen die Zahnflanken 61 und 62 des Zahns 6 jeweils eine Vielzahl Schneidkanten 63 bzw. 64, so daß viele Schneidkanten im Bereich des Schnittpunkts der Axiallinien des Schabrads und des Zahnrads zu liegen kommen und auf diese Weise der Bearbeitungseffekt noch höher ist als bei dem Schabrad gemäß den F i g. 2 und 4.

Die Arbeitsweise wird an Hand von F i g. 6 erläutert Wenn gemäß F i g. 6 die Axialstellung des Schabrads der Linie C-C entspricht und die Axialste!- lung des zu bearbeitenden Zahnrads der Linie D-D, dann schneiden sich die Axiallinien des Schabrads und des Zahnrads im Punkt P und die Spanabnahme am Zahnrad kann durch die Schabkanten 64 im Bereich dieses Schnittpunkts P durchgeführt werden.

Da die Zahnflanke 61 mit den Schabkanten 63 nicht im Bereich des Schnittpunkts P der Axiallinien des Schabrads und des Zahnrads liegt, findet durch sie keine Bearbeitung statt

Wenn die Drehrichtung des Schabrads der Pfeilrichtung F entspricht, wird die Zahnflanke mit den Schabkanten 64 zu einer ablaufenden Seite, so daß eine Zahnflanke des Zahnrads nur durch die Zahnflanke auf der ablaufenden Seite des Schabrads bearbeitet werden kann.

Soll die andere Zahnflanke des Zahnrads bearbeitet werden, so wird die Drehrichtung des Schabrads auf die Richtung G umgestellt und gleichzeitig die Axialstellung des Zahnrads auf die Stellung E-E geändert. Dann ist der Schnittpunkt der Axiallinien zum Punkt Q verlegt, so daß die Spanabhebung durch die im Bereich des Schnittpunkts Q liegenden Schabkanten 63 durchgeführt wird.

Befinden sich jedoch zu gleicher Zeit weder die Zahnflanke 61 mit den Schabkanten 63 noch die gegenüberliegende Zahnflanke 62 mit den Schabkanten 64 im Bereich des Schnittpunktes Q, so tritt keine Spanabnahme auf. Da sich das Schabrad in Pfeilrichtung G dreht, wird die Zahnflanke 61 mit den Schabkanten 63 zu einer ablaufenden Seite und die Zahnrad-Zahnflanke gegenüber dem Bereich, der durch die Schabkanten 64 bearbeitet wird, kann nur durch die Zahnflanke der ablaufenden Seite des Schabrads bearbeitet werden.

F i g. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des Schabrads gemäß der Erfindung. Es besteht aus zwei Scheiben 7 und 8. Am Umfang der Scheibe 7 sind Zähne 71 und am Umfang der Scheibe 8 Zähne 81 gebildet. Die Zähne 71 haben Zahnflanken 711 und 712, von denen die Zahnflanke 712 durch eine Anzahl von Nuten Schneidkanten 713 hat. In gleicher Weise haben die Zähne 81 Zahnflanken 811 und 812, von denen die Zahnflanke 811 durch eine Anzahl von Nuten Schneidkanten 813 hat.

Bei den zwei Scheiben 7 und 8 sind die Zähne 71 und die Zähne 81 derart ausgebildet, daß sie jeweils zusammen einen Zahn in einem Körper bilden. Die Zahnflanke 712 mit den Schabkanten 713 und die Zahnflanke 812 mit den Schabkanten 813 sind jeweils derart aneinandergefügt, daß sie einander gegenüberliegen. Die Scheiben sind durch Befestigungsmittel wie Bolzen und Muttern miteinander verbunden, so daß ein Schabrad entsteht, das ungefähr dem nach F i g. 5 und 6 entspricht. Bei jeder Scheibe 7 und 8 sind über die gesamte Breite des Zahnes Schabkanten vorgesehen, und zwar nur in den Zahnflanken der gleichen Richtung. Aus diesem Grund ist die Herstellung des Schabrads im Vergleich zum Schabrad gemäß F i g. 5 und 6 erleichtert. Da das Schabrad aus zwei Scheiben besteht kann die Zahnbreite klein sein, es treten bei der Herstellung der Schabrad-Zahnflanken kaum Fehlerquellen auf und man erhält ein Schabrad mit genau bearbeiteter Zahnflanke.

F i g. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schabrads:

In diesem Beispiel ist ein Abstandsstück 10 derart zwischen die zwei Scheiben 7 und 8 von F i g. 7 eingesetzt daß ein Abstand 5 erzielt ist Der Abstand ί im Verbindungsteil zwischen den zwei Scheiben 7 unc 8 dient dazu, die beim Bearbeiten anfallenden Späne leichter abzuführen als bei den Beispielen von F i g. 5 6 und 7, wodurch wiederum eine zusätzliche Bearbei tungspräzision erzielt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Schabzahnrad, das in zwei beiderseits einer radialen Mittelebene liegenden Hälften unterschiedliche Ausbildung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Schabradhälften (2, 3; 7, 8) in an sich bekannter Weise nur jeweils an einer Zahnflanke (213, 313: 61, 62. 712, 813) eines jeden Zahnes (21, 31; 6: 61. 62; 71, 81) Schabkanten (211, 311; 63, 64; 713, 813) trägt und die eine Schabrad half te die Schabkanten jeweils an den rechten Zahnflanken und die andere Schabradhälfte jeweils an den linken Zahnflanken trägt.

2. Schabzahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schabradhälften (7, 8) durch ein Distanzstück (10) getrennte Scheiben sind.