Nach dem Abwälzverfahren arbeitende Schraubenkegelräder-Hobelmaschine. Die Erfindung bezieht sich auf eine nach dem Abwälzverfahren arbeitende Hobelma schine zum Herstellen von Kegelrädern mit Schraubenzähnen, bei der die Schraubenform der Zähne aus der gradlinigen Bewegung des oder der Werkzeuge gegenüber dem sich stetig drehenden Werkstück entsteht, welche Maschine also ohne Teilvorricbtung arbeiten kann.
Bei. den bis jetzt bekannten Maschinen wurde die durch die Abwälz- bewegung des Planrades hervorgerufene zu sätzliche Hubbewegung der Werkzeuge ausser Acht gelassen, so dass unrichtig geformte Zähne entstanden. Zweck der Erfindung ist es, diesen Fehler zu beheben.
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes. Es ist Fig, 1 ein Lärigaschnitt durch die Maschine, Fig. 2 der Grundriss zum Teil im Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 1, Fig. 3 die Ansicht der Werkzeugseite in der Richtung C der Fig. 1 gesehen, Fig. 4 die Mantelfläche eines Kegelrades in eine Ebene ausgebreitet mit den Kurven, die- das Werk zeug am Teilkegel erzeugt,
Fig. 5 die sehe- inatische Darstellung eines beispielsweisen Antriebes der Schneidwerkzeuge auf einem beweglichen Planrade.
Am Planradgehäuse 1 ist die Welle 2 mit der Antriebsriemenscheibe 3 gelagert. Auf der Welle 2 sitzt eine Schnecke 4, die in das Schneckenrad 5 eingreift, das fest mit der Kurbelwelle 6 verbunden ist, deren Kurbelzapfen 7 mittelst der Pleuelstange 8 den Kreuzkopf 9 bewegt, der die beiden Stössel 10 und 10' mitnimmt. Auf den Stösseln sind die Schlittenträger 11 bezw. 11', die Schlitten 12, 12', die Messerhalter 13, 13' und die Messer 14, 14' befestigt (Fig. 3).
Auf der Welle 2 sitzt noch das Kegel rad 15 (Fig. 2), das in das auf der Welle 17 aufgekeilte Kegelrad 16 eingreift. Die Welle 17 trägt auch das Stirnrad 18. Dieses Rad steht unter Zwischenschaltung der Wechsel räder 19, 19' mit dem Stirnrad 20 in Ver bindung, das auf der losen Büchse 21 (Fig. 1) aufgekeilt ist, die im Teil 22 gelagert, als Lager für die Welle 23 dient. Auf der Büchse 21 sitzt das Rad 24, das über ein Stirnräder- differential die Welle 23 dreht.
Diese Drehung wird durch das Kegelräderpaar 25 auf das Stirnrad 26 übertragen; das über die Räder 27, 28 und das Kegelräderpaar 29 die ge- rrutete Welle 30 treibt. Auf dieser sitzt mittelst Federkeil verschiebbar das Kegel rad 31, das in das Kegelrad 32 eingreift, welches mit der Schnecke 33 durch die im Werkstücklagerbock 35 gelagerte Welle 34 fest verbunden ist. Durch das Schneekenrad 36 wird die Welle 37, auf der das Werk stück aufgespannt wird, in ständige Drehung versetzt, wodurch die Messer bei ihrer Ar beitsbewegung schraubenförmige Schnitte auf dem Werkstück hervorbringen.
Von der Welle 2 aus wird durch die Stirnräder 39, 40, 41 und 42 auf der Welle 43 auch die Schnecke 38 angetrieben. Die Schnecke 38 greift in das Schneckenrad 44 (Fig. 1) ein, das mit der Planradscheibe 45 fest verbunden ist; hierdurch wird die Ab- wälzbewegung der Scheibe 45 erzeugt. Auf dieser sind die Stösselführungen 46 und 46' im Kreise verschiebbar festgeschraubt. In diesen bewegen sich die Stössel 10 und 10'. Sie machen somit die Abwälzbewegung der Planradscheibe mit.
Auf der Welle 43 sitzt noch das Stirn rad 47, das über die Wechselräder 48 mit der Welle 49 in Verbindung steht, auf der das Schraubenrad 50 aufgekeilt ist, das in das mit einer Schraubenradverzahnung ver sehene Planetenradgehäuse 51 eingreift, wo durch dem Werkstück auf der Welle 37, ausser der Drehung vom Hauptantrieb aus, eine von der Planradbewegung abhängige Zusatzdrehung, das heisst eine Abwälzbewe- gung erteilt wird.
Würde der Werkzeugantrieb, das heisst die Schnecke 4 die Abwälzbewegung des Planrades 45 mitmachen, so würden die Messer 14 bezw. 14' jeweilen nach einer be liebigen Zahl von Umdrehungen der Schnecke 4 um ihre Achse immer wieder dieselbe Relativ stellung zum Planrad 45 einnehmen; da nun die Schnecke 4 im Raum feststeht, die Ab wälzbewegung also nicht mitmacht, so er halten die Messer 14 und 14' bei der Be- wegung des Planrades eine zusätzliche Hub bewegung.
In Fig. 4, die dies erläutern soll, ist der deutlichen Darstellung wegen die Kegelspitze S aus dein Punkt 0, der der Kurbelachse 6 entspricht, nach links verschoben. 0S ist die Bahn des Punktes h (der dem Zapfen des Kreuzkopfes 9 der Maschine entspricht) auf dem Planrad; 0 ist, wie bereits gesagt, die Achse der Kurbelwelle 6, Z der Mittelpunkt des Kurbelzapfens 7. Die Überweisungen K und Z sind rnit verschiedenen Indices ver sehen zur Bezeichnung verschiedener Lagen der mit K und Z bezeichneten Teile.
K Z entspricht also der Pleuelstange B. S ist die gemeinsame Kegelspitze von Werkstück und Planrad. Unterhalb<B>08</B> ist die abgewickelte Mantelfläche des Werkstückes gedacht. Die Drehung des Werkstückes zur Erzeugung der Schraubenzähne kann nur durch eine Dre hung der abgewickelten-Mantelfläche und S ersetzt werden. Dann beschreibt der Punkt K bei seiner hin- und hergehenden Bewegung längs 0S auf dem Werkstück eine Kurve a.
Der Totlage <I>0,</I> Zo, KO entspricht der Punkt Po der Kurve cc, einer Kurbelstellung<I>0,</I> Zi, Ki der Punkt Pi, in dem die Zahnkurve auf dem Rad wirklich beginnen soll.
Hat sich nun das Planrad und das Werkstück um ein bestimmtes Mass abgewälzt, so dass die Teile eine Zwischenstellung einnehmen zwi schen der Anfangslage, in der das Hobeln der Zähne, mithin auch die Abwälzung be ginnt, und der Endlage, in der die Zähne fertig gehobelt sind, mithin auch die Ab wälzung beendet ist, so müsste nunmehr von Punkt 1i die gleiche Kurve beschrieben wer den, wie vorher, damit theoretisch richtige Zähne auf dein Werkstück entstehen. Dies würde voraussetzen, dass für die durch Grade Pl <B><I>S</I></B> bestimmte Stellung der Mantelfläche des Werkstückes auch die Kurbelstellung 0 Zi wieder vorhanden ist.
Es wäre dies der Fall, wenn, wie oben angedeutet, der Kurbelantrieb mit dem Planrade dessen Wälzbewegung mit machen würde. Da dies in Wirklichkeit nicht zutrifft, sondern die Schnecke 4 im Raume an der gleichen Stelle bleibt, so hat sich bei der Abwälzbewegung des Planrades dieses gegen den Werkzeugantrieb 4 bis 7 (Z) relativ verdreht. Die Kreuzkopfführung macht die Planradbewegung mit, die Kurbel 0, Z nicht, das heisst die gegenseitige Stellung von Kurbel (0, Z) und Pleuelstange (Z, K) wird eine andere sein als vorher.
Es wird also der Lage S Pi (in Fig. 4) nicht mehr die Kurbelstellung 0, Zi, Ki, sondern die Stel lung<I>0,</I> Z2, K2 entsprechen, da doch auf dein Planrad relativ zu diesem die Totlage der Kurbel eine andere ist. Es wird also jetzt anstatt einer zweiten Kurve a die Kurve ,Q beschrieben; die wirksame Zahnkurve würde bei P2 beginnen und es würden unrichtige Zähne entstehen.
Diese vorstehend erläuterte zusätzliche Hubbewegung der Werkzeuge kann hier da durch ausgeglichen werden, dass man einem der drei Antriebe für die Abwälzbewegung des Werkzeuges, das heisst erzeugenden Plan rades, Abwälz- und Drehbewegung des Werk stückes oder Schnittbewegung des Werkzeuges, eine zusätzliche Drehbewegung oder Aus gleichsbewegung erteilt. Diese kombinierte Zusatzbewegung (Abwälzbewegung und zu sätzliche Ausgleichbewegung) wird bei der gezeichneten Maschine dem gleichförmig sich drehenden Werkstück mittelst des Diffe rentials, das mit dem Schneckenrad 51 ver einigt ist, erteilt.
Da jede Drehbewegung des Kurbeltriebes 7 für die Werkzeuge 14 und 14' einer Dreh bewegung des Werkstückes auf 37 entspricht, kann man, statt dem Werkstück auf 37 die der Bewegung des Planrades 45 entsprechende Abwälzbewegung zu erteilen, diese den Werk zeugen 14 bezw. 14' geben. Es ist somit grundsätzlich gleichgültig, welche von den beiden Bewegungen, ob die Drehbewegung des Werkstückes oder die Schnittbewegung der Werkzeuge, um die Abwälzbewegung vermehrt wird.
Verlegt man die Abwälz- bewegung in die Werkzeuge, so kann man sie mit der oben angeführten zusätzlichen Ausgleichdrehung vereinigen und die Schnitt bewegung durch ein Differential beeinflussen. Bei der dargestellten Ausführungsform wurde die zusätzliche Hubbewegung, die während der Abwälzbewegung entsteht, durch eine zusätzliche Drehung des Werkstückes ans geglichen und mit der Abwälzbewegung des Werkstückes vereinigt, was einfach in der Berechnung der Wechselräder 47, 48 zum Ausdruck kommt.
Die zusätzliche Drehung des Werkstückes einschliesslich dessen Abwälzbewegung wird durch das Stirnräderdifferential 51 hervor gerufen.
Man kann auch den Werkzeugantrieb derart ausbilden, dass die zusätzliche Hub bewegung nicht entsteht, das heisst die zu sätzliche Ausgleichbewegung wird in den Werkzeugantrieb selbst verlegt.
Fig. 5 zeigt eine beispielsweise Aus führungsform.
0 sei die Achse des Planrades, A der Mittelpunkt eines treibenden, ortsfest ge lagerten Zahnrades, D der Mittelpunkt eines auf dem Planrade gelagerten Zahnrades, von dem aus der Antrieb der Werkzeugkurbel erfolgt. Auf den Teilen<I>AB, 0 D</I> und DB, die zwei Kurbeln und eine beiderseits ge lenkig gelagerte Kuppelstange darstellen, sind die Zahnräder a,<I>b, c, d</I> angebracht, deren Achse mit der Achse 0 parallel sind. Die Längen der Kurbeln und der Kuppelstange sind so gewählt, dass die Drehpunkte A., <I>B, D</I> mit der Achse 0 des Planrades ein Paralle logramm bilden.
Dreht sich nun das Planrad um den Punkt 0 und wird zum Beispiel D nach D, gedreht, so bewegt sich der Knoten punkt<I>B</I> nach Bi derart, dass 14 ., Bi, Di und 0 stets ein Parallelogramm bleibt. Die Zähnezahlen der Räder a, <I>b, c, d</I> können nun so gewählt werden, dass bei stillstehendem Rad rx (gegenüber dem festen Raum) sich das Planrad bewegen kann (zum Beispiel von <I>D</I> nach Di), ohne - dass sich das Rad<I>d</I> in bezug zum Planrad dreht.
Um das Verhältnis der Zähnezahlen bei dieser beispielsweisen Ausführungsform zu einander zu bestimmen, bei der diese Be dingung erfüllt ist, denke man sich zuerst die Räder<I>b, c, d</I> auf BD fest und das Planrad um den Winkel, y gedreht; dann drehe man das Rad<I>d</I> um den Winkel<I>y</I> zurück, so dass es in bezug auf das Planrad in die ur sprüngliche Lage kommt. Um das Zahnrad a in bezug auf den festen Raum in seine ursprüngliche Lage zu bringen, drehe man zuerst das Rad b um den Winkel y zurück, damit die beiden Räder a und<I>b</I> mit den ursprünglichen Zähnen in Eingriff kommen.
und drehe dann das Rad a um den Winkel y in seine frühere Stellung (gegenüber dem festen Raum). Da die Drehungen, die das Rad<I>b</I> von den Drehungen der Räder<I>d</I> und a erhält, einander gleich sein müssen, so kann man, falls a,<I>b, d</I> die Teilkreisdurchmesser der betreffenden Räder vorstellen, folgende Bedingungen aufstellen
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eine Forderung die leicht erfüllt werden kann. Auch in diesem Falle kann man, statt dem Werkstück eine der Drehung des Plan rades entsprechende Abwälzbewegung zu geben,
diese in die gradlinige Bewegring des oder der Werkzeuge verlegen.
Helical bevel gear planer working according to the hobbing process. The invention relates to a Hobelma machine working according to the hobbing process for the manufacture of bevel gears with helical teeth, in which the helical shape of the teeth arises from the linear movement of the tool or tools relative to the continuously rotating workpiece, which machine can therefore work without Teilvorricbtung.
At. In the machines known up to now, the additional stroke movement of the tools caused by the rolling movement of the face gear was disregarded, so that incorrectly shaped teeth were created. The purpose of the invention is to remedy this error.
The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention. 1 shows a Läriga section through the machine, FIG. 2 shows the floor plan partly in section along the line AB in FIG. 1, FIG. 3 shows the view of the tool side in the direction C of FIG. 1, FIG Lateral surface of a bevel gear spread out in a plane with the curves that the tool generates on the pitch cone,
5 shows the visual representation of an exemplary drive for the cutting tools on a movable plane wheel.
The shaft 2 with the drive belt pulley 3 is mounted on the crown gear housing 1. On the shaft 2 sits a worm 4 which engages in the worm wheel 5, which is firmly connected to the crankshaft 6, the crank pin 7 of which moves the cross head 9 by means of the connecting rod 8, which takes the two rams 10 and 10 'with it. On the tappets, the slide carriers 11 respectively. 11 ', the carriages 12, 12', the knife holders 13, 13 'and the knives 14, 14' (Fig. 3).
On the shaft 2 still sits the bevel wheel 15 (Fig. 2), which engages in the bevel gear 16 keyed on the shaft 17. The shaft 17 also carries the spur gear 18. This wheel is with the interposition of the change gears 19, 19 'with the spur gear 20 in Ver connection, which is keyed on the loose sleeve 21 (Fig. 1), which is stored in part 22 as Bearing for the shaft 23 is used. The wheel 24 sits on the sleeve 21 and rotates the shaft 23 via a spur gear differential.
This rotation is transmitted to the spur gear 26 through the bevel gear pair 25; which drives the routed shaft 30 via the wheels 27, 28 and the pair of bevel gears 29. On this sits by means of spring wedge displaceably the cone wheel 31, which engages in the bevel gear 32, which is firmly connected to the worm 33 by the shaft 34 mounted in the workpiece bearing block 35. Through the Schneekenrad 36, the shaft 37, on which the work piece is clamped, is set in constant rotation, whereby the knives produce helical cuts on the workpiece during their work movement.
The worm 38 is also driven from the shaft 2 by the spur gears 39, 40, 41 and 42 on the shaft 43. The worm 38 engages in the worm wheel 44 (FIG. 1), which is firmly connected to the face gear disk 45; this produces the rolling movement of the disk 45. The ram guides 46 and 46 'are screwed on this so that they can be displaced in a circle. The plungers 10 and 10 'move in these. You therefore take part in the rolling movement of the crown wheel.
On the shaft 43 still sits the spur wheel 47, which is in communication via the change gears 48 with the shaft 49, on which the helical gear 50 is keyed, which engages in the planet gear housing 51 provided with a helical gear toothing, where the workpiece on the Shaft 37, in addition to the rotation from the main drive, an additional rotation dependent on the planetary gear movement, that is to say a rolling movement is given.
If the tool drive, that is to say the worm 4, would take part in the rolling movement of the face gear 45, the knives 14 would respectively. 14 'each after any number of revolutions of the worm 4 about its axis always take the same position relative to the planetary gear 45; Since the worm 4 is now fixed in space, so it does not take part in the rolling movement, the knives 14 and 14 'keep the knives 14 and 14' an additional stroke movement when the face gear is moved.
In Fig. 4, which is intended to explain this, the cone tip S from point 0, which corresponds to the crank axis 6, is shifted to the left for the sake of clear illustration. 0S is the path of point h (which corresponds to the journal of the cross head 9 of the machine) on the face gear; As already mentioned, 0 is the axis of the crankshaft 6, Z is the center point of the crank pin 7. The transfers K and Z are provided with different indices to designate different positions of the parts marked K and Z.
K Z thus corresponds to the connecting rod B. S is the common cone tip of the workpiece and the crown gear. Below <B> 08 </B> the developed surface of the workpiece is intended. The rotation of the workpiece to generate the screw teeth can only be replaced by a Dre hung of the developed lateral surface and S. Then the point K describes a curve a in its reciprocating movement along OS on the workpiece.
The dead center <I> 0, </I> Zo, KO corresponds to the point Po of the curve cc, a crank position <I> 0, </I> Zi, Ki corresponds to the point Pi at which the tooth curve on the wheel should really begin .
The plan gear and the workpiece has now rolled by a certain amount, so that the parts assume an intermediate position between the initial position in which the planing of the teeth, and therefore also the rolling, begins, and the end position in which the teeth are finished are, therefore also the rolling has ended, the same curve would now have to be described by point 1i as before, so that theoretically correct teeth are created on your workpiece. This would require that the crank position 0 Zi is also present again for the position of the lateral surface of the workpiece determined by Grade Pl <B><I>S</I> </B>.
This would be the case if, as indicated above, the crank drive with the face gear would make its rolling motion with it. Since this is not true in reality, but the worm 4 remains in the same place in space, during the rolling movement of the face gear it has rotated relative to the tool drive 4 to 7 (Z). The crosshead guide follows the planetary gear movement, the cranks 0, Z not, i.e. the mutual position of the crank (0, Z) and connecting rod (Z, K) will be different than before.
The position S Pi (in Fig. 4) will no longer correspond to the crank position 0, Zi, Ki, but rather the position <I> 0, </I> Z2, K2, since the plan gear is relative to this Dead position of the crank is different. So now instead of a second curve a, curve Q is described; the effective tooth curve would start at P2 and incorrect teeth would arise.
This additional stroke movement of the tools explained above can be compensated for by one of the three drives for the rolling movement of the tool, i.e. generating face wheel, rolling and rotating movement of the workpiece or cutting movement of the tool, an additional rotational movement or compensation movement granted. This combined additional movement (rolling movement and additional compensating movement) is given to the uniformly rotating workpiece by means of the differential which is united with the worm wheel 51 in the machine shown.
Since each rotational movement of the crank mechanism 7 for the tools 14 and 14 'corresponds to a rotational movement of the workpiece on 37, you can, instead of the workpiece on 37 to issue the rolling movement corresponding to the movement of the crown wheel 45, these generate the work 14 respectively. 14 'give. It is therefore basically irrelevant which of the two movements, whether the rotary movement of the workpiece or the cutting movement of the tools, is increased by the rolling movement.
If the rolling movement is transferred to the tools, it can be combined with the additional compensating rotation mentioned above and the cutting movement can be influenced by a differential. In the embodiment shown, the additional stroke movement that occurs during the rolling movement was offset by an additional rotation of the workpiece and combined with the rolling movement of the workpiece, which is simply expressed in the calculation of the change gears 47, 48.
The additional rotation of the workpiece including its rolling movement is caused by the spur gear differential 51.
The tool drive can also be designed in such a way that the additional stroke movement does not arise, that is to say the additional compensating movement is relocated to the tool drive itself.
Fig. 5 shows an example imple mentation.
0 is the axis of the face gear, A is the center of a driving, stationary ge superimposed gear, D is the center of a gear mounted on the face gear, from which the tool crank is driven. On the parts <I> AB, 0 D </I> and DB, which represent two cranks and a coupling rod articulated on both sides, the gears a, <I> b, c, d </I> are attached, their axis are parallel with axis 0. The lengths of the cranks and the coupling rod are chosen so that the pivot points A., <I> B, D </I> form a parallelogram with axis 0 of the planetary gear.
If the planetary gear now rotates around point 0 and is rotated, for example, D to D, the node point <I> B </I> moves to Bi such that 14th, Bi, Di and 0 always remain a parallelogram . The number of teeth of the wheels a, <I> b, c, d </I> can now be selected so that when the wheel rx is stationary (opposite the fixed space), the planetary gear can move (for example from <I> D </ I> after Di), without - the wheel <I> d </I> rotating in relation to the plan gear.
In order to determine the ratio of the number of teeth in this exemplary embodiment to each other, in which this condition is met, think first of all the gears <I> b, c, d </I> fixed to BD and the planetary gear by the angle, y rotated; then turn the wheel <I> d </I> back by the angle <I> y </I> so that it comes into its original position with respect to the plan gear. In order to bring the gear wheel a into its original position in relation to the fixed space, first turn the wheel b back by the angle y so that the two wheels a and <I> b </I> mesh with the original teeth .
and then turn the wheel a by the angle y to its previous position (in relation to the fixed space). Since the rotations that the wheel <I> b </I> receives from the rotations of the wheels <I> d </I> and a must be equal to each other, then if a, <I> b, d </I> imagine the pitch circle diameter of the wheels in question, establish the following conditions
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a requirement that can easily be met. In this case, too, instead of giving the workpiece a rolling movement corresponding to the rotation of the face wheel,
Lay them in the straight-line movement of the tool or tools.