CH418784A - Maschine zur Herstellung von Zahnrädern nach dem Abwälzverfahren - Google Patents

Description

  Maschine zur Herstellung von Zahnrädern nach dem Abwälzverfahren    Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Her  stellung von Zahnrädern nach dem Abwälzverfahren,  die eine drehende Spindel aufweist, welche ein, er  zeugendes Werkzeug trägt, das eine ebene oder  kegelige Arbeitsfläche besitzt, welche Spindel in  einem Spindelträger gelagert und damit um einen  normal zu und in     einer    Ebene mit der Erzeugenden       des    erzeugenden     Werkzeuges    und daher auch     parallel     zu der Achse des zu     schleifenden        Zahnrades    stehen  den Hauptdrehzapfens drehbar ist, wobei der Haupt  drehzapfen auf einem Schlitten montiert ist,

   welcher  in     einer        geradlinigen    senkrecht zu der     Zahnradachse     verstellbaren Führung gleitbar ist, so dass die Linear  bahn des Hauptdrehzapfens parallel zu und im Ab  stand      a     von der     Tangente    an den     Zahnradgrund     kreis mit Radius  ,R0  am Schnittpunkt der Zahn  rad- und Maschinenmittellinie mit dem Grundkreis  verläuft, sowie Mittel zur Verkuppelung der     Winkel-          und    Linearbewegungen in solcher Weise, dass von  einer Bezugslage ihn Abstand y0R0 von der Mittel  linie eine Winkelbewegung yi des Spindelträgers von  einer Linearbewegung  x = a ³ tg yi -R0 sec yi [(yi - sin yi) + y0 (1-cos yi)

  ]  des Hauptdrehzapfenschlittens begleitet ist, wodurch  die Erzeugende auch die Erzeugende     einer    exakten  oder beinahe exakten Evolvente ist, die vom Grund  kreis mit Radius R0 aus entwickelt ist.  



  Zweck der     Erfindung    ist die     Schaffung        einer     solchen Maschine, insbesondere zur Herstellung von  Hochpräzisionsvolventenstirnrädern oder     -schrägzahn-          rädern,    mittels welcher die durch bekannte Arbeits  gänge, wie z. B. Hobeln oder Abwälzfräsen, vorbe  arbeiteten     Zahnflanken        mit    hoher Genauigkeit des  gewünschten Profils durch einen Profilabwälzvorgang,  bei welchem ein drehendes Werkzeug, wie z. B.  eine Schleifscheibe, verwendet wird, fertig bearbeitet  werden können.

      Beim Abwälzvorgang wird die Schleifscheibe mit       einer        oszillierenden    Bewegung über eine genügend       grosse        Distanz    geführt, um die     erforderliche    Zahn  tiefe zu erfassen, und zwar so, dass die     Erzeugende     der Schleifscheibenangriffsfläche eine Enveloppe zu  einer genauen Kreisevolvente vom Zahnradgrundkreis  mit Radius R0 oder eine Annäherung hohen Grades       daran    während der ersten, zweiten oder beiden  Hälften ihres Bewegungszyklus     bildet.    Mittel sind  auch vorgesehen, um die     Bahn    der     Schleifscheibe    so  zu verändern,

   dass die     Schleifscheibe    zusammen     mit     der Grundkurve Zahnprofiländerungen, wie z. B.  Kopf- oder     Fussabrundungen,        herstellt.     



       Eine    flache     Schleifscheibe    mit     Linienberührung          zwischen    der zu     schleifenden        Zahnflanke    und der  Scheibe kann     verwendet    werden,     wenn        ein    Zahn  profil ohne Kopf- und/oder Fussabrundung oder  Schrägwinkelkorrekturen bei schrägverzahnten Zahn  rädern     hergestellt    wird,

   da dann     keine        Gefahr    der       Beschädigung    von früher     geschliffenen        Teilen    der       Zahnflanke    zu befürchten sind.

   Zur Herstellung von  modifizierten Evolventenprofilen, d. h. solche mir  Kopf- und/oder     Fussabrundungen    oder     Schrägwinkel-          korrektu:ren    bei schrägverzahnten     Zahnrädern,        wird     zur     Vermeidung    dieser Gefahr     eine        kegelförmige     Scheibe für Punktberührung     mit    der     Zahnflanke    vor  gezogen.

   Wegen des grösseren     Anwendungsbereichs     wird im folgenden eine     kegelförmige:        Schleifscheibe          vorausgesetzt.     



  Um     die        ganze        Zahnflanke        eines        Stirn.-    oder  Schrägzahnradzahnes schleifen und den Arbeitsgang  für     die    folgenden     Zähne    wiederholen zu     können,     müssen der     Schleffscheib:e        und'/oder    dem     Werkstück     noch weitere Bewegungen     erteilt    werden. Daher muss  bei der vorliegenden Maschine die     Schleifscheibe        alle          erforderlichen    Bewegungen, wie z. B.

   Schneiden, Ab  wälzen des Profils und Vorschub, ausführen, wäh-      rend das Werkstück (ein vorbearbeitetes und wärme  behandeltes Zahnrad) beim Schleifen von Stirnrad  zahnflanken stationär bleibt und beim Schleifen von  Schrägradzahnflanken mit vom Vorschub abhängiger       Drehzahl    rotiert.

   Nach     Beendigung        einer        Zahnflanke          wird    das Werkstück weitergeschaltet, um     die    folgende  Zahnflanke in die korrekte Schleifstellung zu brin  gen; diese Arbeitsgänge - werden     wiederholst,        bis          alle        Zahnflanken        eines        Zahnrades        fertiggeschliffen          sind.     



  Der     wesentliche        Teil,    einer solchen vorliegenden  Maschine ist der Schleifkopf, welcher die Schleif  scheibe und den     zugeordneten        Führungsmechanismus     umfasst und der     Forderung    Genüge tut, dass     alle        seine     Bestandteile - ausser dem Arbeitsteil der Schleif  scheibe - ausserhalb des vom Werkstück eingenom  menen Raumes liegen und     betrieben    werden müssen.

    Der übrige Teil der     Maschine,    d. h. das Bett,     diele     Säulen, der Arbeitstisch und die     Schaltvorrichtung          des.        Werkstückes    können     in        bekannter    Weise     ausge-          führt        sein.     



  Es ist bekannt; ein Evolventenprofil mittels der  Bewegung     einer        geradlinigen        Erzeugenden,    welche  vorzugsweise durch     einen        Teil    der Kegelerzeugenden  einer geraden Kreiskegelschleifscheibe herzustellen,

    wobei     eine        zusammengesetzte        Erzeugungsbewegung     der Schleifscheibe zur Erzeugung einer Kreisvolvente       mittels        deiner        unendlichen    Zahl von     aufeinander-          folgenden    Tangentenlagen der Kegelerzeugenden der       Schleifscheibe    verwendet     wird.        Diesele        zusammen-          gesetzte    Erzeugungsbewegung besteht aus     einer    Oszil  lation der     Schleifscheibe        

  um        eine    Achse,     parallel.    zu  und in einem Abstand Ro + a von der Werkzeug  achse und     aus        einer        geradlinigen,        immer        parallelen     Hin- und Herbewegung der Oszillationsachse entlang       einer        Linie        parallel    zu und     in        deinem        Abstand        a    von  der- Tangente an den Werktsückgrundkreis vom  Radius Ro beim Schnittpunkt der Maschinen- und  Werkstückmittellinie mit dem Grundkreis.  



  Die     erfindungsgemässe        Maschine    zeichnet sich da  durch aus, dass zur Verkupplung der Winkel- und  Linearbewegungen eine verstellbare Kurbel     einen-          ends        an        einem        feststehenden        Rahmen    und andern  ends an einem Kupplungsglied angelenkt ist, und dass  das eine Ende dieses Kupplungsgliedes entlang einer  vorbestimmten, bezüglich des genannten Rahmens       festen        Bahn,    bewegbar ist, während sein anderes Ende  an einem Ende eines Hebels angelenkt ist,

   welcher  fest mit dem Hauptdrehzapfen des- Spindelträgers       für        diele        das        Werkzeug    tragende     Spindel    verbunden  und damit bewegbar ist.

     In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des  Erfindungsgegenstandes dargestellt, die Fig. 1-3     ver-          anschaulichen    die     mathematischen        und        mechanischen          Verhältnisse,        die        diesen        Beispielen        zugrunde        liegen.     



  Gemäss Fig. 1 trägt -eine drehende 'Spindel 1  eine Schleifscheibe 2, welche eine keglige Arbeits  fläche mit einem Kegelspitzenwinkel von 150-178   aufweist. Die Spindel! 1 ist in einem Spindelträger 3  gelagert und' damit um einen Hauptdrehzapfen 4    schwenkbar, welcher axial     normal    zu und in     einer     Ebene mit der Erzeugenden  gg  der Arbeitsfläche  der Schleifscheibe ist (da     letztere        rotiert).    Der Haupt  drehzapfen 4 ist     in    einem     Hauptschlitten    5'     drehbar          gelagert,    welcher in geraden     Führungen    61-62 ver  schiebbar ist.

   Die Führungen stehen     .senkrecht        zu          einer    Achse M     eines        Zahnrades    mit einem     Grund-          kreisradius    Ro, so dass die geradlinige Bahn des Dreh  zapfens 4 in einem Abstand R0 + a von der Zahn  radachse M liegt.  



  In der Bezugslage     liegt    der Drehzapfen 4     in     einem Abstand R0 y0 von der senkrechten Mittel  linie in der Figur. Nur in den Fällen, wo das-     Evol-          ventenzahnprofil    bis auf seinen Ansatzpunkt 0 auf  dem     Grundkreis    herab     geschliffen    werden muss,     fällt          diese        Bezugslage        mit    der senkrechten     Mittellinie          zusammen.     



  Wenn die Winkel- und die geradlinie Bewegung  der     Schleifscheibe        um    den     Drehzapfen    4 bzw. entlang  den     Führungen        in    einer solchen Beziehung zuein  ander stehen, dass aus dex Bezugslage eine Winkel  bewegung cpi von einer geradlinigen Bewegung    x = a ³ tg yi - R0 sec yi [(yi - sin yi) + y0 (1 - cos yi)]    begleitet ist; dann wird die Erzeugende gg die Er  zeugende auch einer Evolvente sein, welche vom An  satzpunkt 0 auf dem Grundkreis R0 ausgeht.  



  Als ein Resultat der     genannten        verbundenen    Be  wegungen wird     irgendein    Punkt     in    einer Ebene senk  recht     zu    der Achse des Zapfens 4 und starr     mit        diesem     Zapfen     verbunden    relativ zu dem     stationären    Haupt  rahmen des     Schleifkopfes        :eine        Kurvenbahn-    be  schreiben. So wird ein Punkt A eine Bahn a-a, Punkt  B eine Bahn ss-ss usw. beschreiben.  



       Eine    besonders vorteilhafte     Ausführungsform     eines Maschinenkopfes ist in Fig. 2 dargestellt. Bein  gezeigten     Gestänge        ist    eine     verstellbare        Kurbel    11  bei 12 auf deinem Hauptrahmen 8 angelenkt,

   ein  weiterer     verstellbarer    Hebel 13 ist bei 14     am    Haupt  rahmen B     angelenkt    und ein     verstellbares        Kupplungs-          glied    15 ist mit     der        Kurbel    11<B>und</B>     dem    Hebel 13       durch    Drehzapfen 16 bzw.

   17     verbunden.        Ein.    Dreh  zapfen A     eines    Hebels 10'     isst        verstellbar        auf    dem       Kupplungsglied    15 angeordnet.  



  Vorausgesetzt dass     die    richtigen     Hebeldimensionen          gewählt    worden     sind        inklusive    die Lage der Dreh  zapfen 12 und 14     in        b:ezug        auf        die        Führungen        61-62;          führt    der Mechanismus den Drehzapfen A entlang der  Bahn     a-a;

          wodurch    die     richtige    schon     erwähnte        Be-          ziehung        zwischen        Winker    und     Linearbewegung   <B>zu-</B>  stande kommt, d. h.     cpi    für     die:

      Drehachse 4 und    <I>x =</I>     a        #        tg        cpi    -     R"    sec     cpi        [(9a1    -     ein        (p1)    +     gao    (1-     cos        991)l       für     Schlitten    4.  



       Verschiedene    Hebelabmessungen ergeben für den  Drehzapfen A     verschiedene    Bahnen, und sie können  so     berechnet    werden, dass     sie    für jedes     Zahnrad          innerhalb    der     Maschinenkapazität    geeignet     sind:

       Um     die    Anzahl     Einstellüugen    für     ein    bestimmtes  zu     bearbeitendes        Zahnrad    zuRTI ID="0002.0210" WI="18" HE="4" LX="1641" LY="2646">  vermindern.    - welche      beim häufigen Vierhebelmechanismus ziemlich gross  ist und eine beträchtliche Menge von     komplizierten     Berechnungen erfordert - können weniger     kompli-          zierte    Versionen des     gleichen        Grundmechanismus     verwendet werden. Eine davon ist in Fig. 3 dar  gestellt. Es, isst ein Schlitten-Hebelmechanismus, d. h.

    ein Vierhebelmechanismus, bei welchem ein Hebel 13  unendlich lang ist und daher den Drehzapfen 17  zwingt,     einer    linearen     Bahn    zu folgen.  



  Im     allgemeinen        kann    irgendein     Hebelmechanis-          mus,    Hebel-plus-Kurvenmechanismus,     Hebel-plus-          Rollkurvenmechanismus    usw. verwendet werden, vor  ausgesetzt, dass er genügend     einfach    auf     die    ver  schiedenen zu bearbeitenden Zahnradgrössen     einge-          stellt    werden     kann,    robust und im Betrieb, zuverlässig       16t.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Maschine zur Herstellung von Zahnrädern, nach dem Abwälzverfahren, die eine drehende Spindel aufweist, welche ein erzeugendes Werkzeug trägt, das eine ebene oder kegelige Arbeitsfläche besitzt, welche Spindel in einem Spindelträger gelagert und damit um einen normal zu und in einer Ebene mit der Erzeugenden des erzeugenden Werkzeuges und daher auch parallel zu der Achse dies zu schleifenden Zahnrades stehenden Hauptdrehzapfens drehbar ist, wobei der Hauptdrehzapfen auf einem Schlitten mon tiert ist, welcher in einer geradlinigen,

   senkrecht zu der Zahnradachse verstellbaren Führung gleitbar ist, so dass die Linearbahn des Hauptdtrehzapfens parallel zu und im Abstand a von der Tangente an den Zahnradgrundkreis mit Radius Ro am Schnitt punkt der Zahnrad- und Maschinenmittellinie mit dem Grundkreis verläuft, sowie Mittel zur Ver kupplung der Winkel- und Linearbewegungen in sol cher Weise, dass von einer Bezugslage im Abstand y0 R0 von der Mittellinie eine Winkelbewegung yi des Spindelträgers von einer Linearbewegung x = a ³ tg yi - R0 sec yi [(yi - sin yi) + y0 (1 - cos yi)

   ] des Hauptdrehzapfenschlittens begleitet ist, wodurch die Erzeugende auch die Erzeugende einer exakten oder beinahe exakten Evolvente ist, die vom Grund kreis mit Radius R0 aus entwickelt ist, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Verkupplung der Winkel- und Linearbewegungen eine verstellbare Kurbel (11) einen- ends an einem feststehenden Rahmen (8) und! andern- ends an einem Kupplungsglied (15) angelenkt ist, und dass das,eine Ende (17) dieses Kupplungsgliedes (15) entlang einer vorbestimmten,

   bezüglich des ge. nannten Rahmens (8) festen Bahn bewegbar ist, während sein anderes Ende an einem Ende eines Hebels (10) angelenkt ist, welcher fest mixt dem Hauptdrehzapfen (4) dies Spindelträgers für die das Werkzeug tragende Spindel verbunden und damit bewegbar ist.

   UNTERANSPRUCH Maschine nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Ende (17) des Kupplungs- glie & s (15) an einem verstellbaren Glied (13) ange- lenkt isst, welches bezüglich des Rahmens (8) entlang einer festen, linearen Bahn bewegbar ist,

   und d'ass das eine Ende der verstellbaren Kurbel' (11) an einem Zwischenpunkt (16) dies Kupplungsgliedes an gelenkt ist.