DE1168741B - Verzahnmaschine zur gleichzeitigen Erzeugung zweier Verzahnungen an einem Werkstueckin einer Aufspannung - Google Patents
Verzahnmaschine zur gleichzeitigen Erzeugung zweier Verzahnungen an einem Werkstueckin einer AufspannungInfo
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- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
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Description
- Verzahnmaschine zur gleichzeitigen Erzeugung zweier Verzahnungen an einem Werkstück in einer Aufspannung Das wirtschaftlichste Verzahnverfahren ist das Wälzfräsverfahren. Es läßt sich aber nicht immer anwenden. Oft besitzt ein Radkörper mehrere Verzahnungen verschiedenen Durchmessers nahe beieinander. Meist kann dann die mit dem kleinen Durchmesser nicht wälzgefräst werden, weil für den Auslauf des Wälzfräsers aus der Verzahnung nicht genügend Abstand bis zum nächsten Zahnkranz vorhanden ist. Diese Verzahnung kleineren Durchmessers muß dann im Stoß- oder Hobelverfahren erzeugt werden. In diesen Fällen, und sie sind sehr häufig, müssen die Räder mehrmals nacheinander auf verschiedenen Maschinen verschiedener Art aufgespannt und bearbeitet werden.
- Hier will die Erfindung abhelfen. Sie schlägt vor, eine Maschine wohl nur mit einem Werkstücktisch, aber mit zwei Bearbeitungseinrichtungen auszurüsten, die nach verschiedenen Wälzverfahren arbeiten können. Das eine Verfahren davon soll das Wälzfräsverfahren sein. Da sich bei diesem Werkstück und Werkzeug gleichmäßig drehen, wird für die Kombination das Wälzhobelverfahren mit Hobelkamm als Werkzeug als das weniger geeignete beiseite gelassen und nur das Wälzstoßverfahren mit Schneidrad als Werkzeug in Betracht gezogen. Auch bei ihm können Werkzeug und Werkstück eine gleichmäßige Drehung ausführen.
- Verzahnmaschinen mit zwei Bearbeitungseinrichtungen für ein Werkstück sind schon bekannt. Es sind dies die sogenannten Zweiständermaschinen zum Wälzfräsen der beiden im Durchmesser und Modul gleichen Zahnkränze an großen Rädern für Schiffsgetriebe und Maschinen für kleinere Getrieberäder, bei denen an einem Ständer zwei Frässchlitten in getrennten Bahnen laufen und zwei Wälzfräser gleichzeitig oder nacheinander an einem Werkstück arbeiten können. Weiter ist eine Maschine zum Wälzstoßen eines Zahnkranzes bekanntgeworden. Während bei den Zweiständer-Wälzfräsmaschinen die beiden Arbeitsständer in bezug zum Werkstück einander gegenüberliegen, sind bei der Zweiständer-Wälzstoßmaschine die Verschiebebahnen der beiden Ständer um einen möglichst kleinen Winkel um die Werkstückmitte zueinander verschwenkt. Denn das erste Schneidrad soll den Zahnkranz nur vorbearbeiten, das zweite Schneidrad soll ihn schlichten und daher dem vorbearbeitenden Werkzeug so dicht wie möglich folgen. Diese bekannten Maschinen arbeiten mit zwei gleichen Werkzeugen im gleichen Wälzfräs-oder Wälzstoßverfahren, nicht aber mit zwei verschiedenen Werkzeugen in verschiedenen Verzahnverfahren. Weiterhin wurde bereits vorgeschlagen, Werkstücke mit zwei Verzahnungen von verschiedenem Durchmesser, aber gemeinsamem Teilzylinder dadurch gleichzeitig in einer Aufspannung herzustellen, daß auf einer Wälzstoßmaschine mit einem entsprechend geformten doppelten Schneidrad gearbeitet wird.
- Beim Wälzfräsen und beim Wälzstoßen von Verzahnungen erfolgen ganz verschiedene Vorgänge, die bei der Kombinierung beider Verfahren einander angepaßt werden müssen. Es wird vorgeschlagen, das Wälzstoßen dem Wälzfräsen anzupassen, nicht aber das Wälzfräsen dem Wälzstoßen.
- Beim Wälzstoßen sind bisher nur kleine (Wälz-) Vorschübe in Umfangrichtung des Werkstückes angewandt worden. Dafür werden nach kurzem radialem Einlauf des Schneidrades die volle Lückentiefe auf einmal oder stufenweise in zwei oder drei Umläufen ausgearbeitet. Bei der kombinierten Maschine muß sich das Werkstück aus Rücksicht auf das Wälzfräsen wesentlich schneller um seine Achse drehen als beim Wälzstoßen. Die minutliche Hubzahl des Schneidrades aber läßt sich nicht beliebig steigern, sondern wird begrenzt durch die zulässige höchste Schnittgeschwindigkeit des Schneidrades. Die Folge davon ist, daß der Wälzvorschub des Schneidrades sehr groß in Kauf genommen werden muß. Dafür stehen sehr viel mehr Umläufe des Werkstückes; die für die Durchführung des Wälzfräsens gebraucht werden, für das Wälzstoßen zur Verfügung. Das Schneidrad kann daher seinen Tiefenvorschub entsprechend oft unterteilen. Besonders viel Umläufe des Werkstückes erfolgen, wenn der Wälzfräser das Werkstück h4 Axialvorschub anschneidet und dazu einen verhältnismäßig langen Einlaufweg zurücklegen muß. Ist die zweite zu stoßende Verzahnung nur schmal, z. B. eine Kupplungsverzahnung, so kann wegen - des kurzen Hubes die minutliche Hubzahl des Schneidrades sehr hoch eingestellt werden, so hoch, daß die Stoßarbeit unter Umständen schon beendet ist, wenn der Wälzfräser erst seinen Einlaufweg zurückgelegt hat. Das kann für die Ausführung der Wälzfräsarbeit vorteilhaft sein.
- Bei Einstellung der Größe des radialen Tiefenvorschubes des Schneidrades ist dafür zu sorgen, daß ein oder mehrere Umläufe des Werkstückes noch erfolgen, nachdem das Schneidrad seine tiefste radiale Stellung erreicht hat, damit die gestoßene Verzahnung auf dem Werkstückumfang in gleichmäßiger Tiefe ausgearbeitet wird.
- Bei allen drei Wälzverfahren, dem Wälzfräsen, dem Wälzstoßen und dem Wälzhobeln, werden die Zahnflanken am Werkstück durch eine begrenzte Zahl von Hüllschnitten erzeugt. Wird Wert darauf gelegt, daß die gestoßene Verzahnung ebensoviel Hüllschnitte aufweist wie die wälzgefräste, so ist die Zahl der Umläufe leicht zu bestimmen, die das Werkstück dann, wenn das Schneidrad in voller Tiefe arbeitet, noch auszuführen hat. Diese Umlaufzahl U_, ist gleich dem Ausdruck wenn i die Zahl der Spannuten des eingängigen Wälzfräsers, n. und z2 Drehzahl und Zähnezahl des Werkstückes, n1 h die minutliche Hubzahl des Schneidrades bezeichnen. Dabei ist darauf zu achten, daß die Anzahl der minutlichen Drehungen des Werkstückes und die minutlichen Hubzahlen des Schneidrades keinen gemeinschaftlichen Teiler haben, was sowieso meist der Fall ist.
- Man kann weiter die minutliche Hubzahl so wählen, daß die Zahl der formgebenden Hüllschnitte auf dem Umfang der gestoßenen Verzahnung aufgeht. Das ist der Fall, wenn n1 h in dem Produkt Uz - n., ohne Rest aufgeht.
- In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
- F i g. 1 zeigt ein aufgespanntes Werkstück, an dem gleichzeitig eine Laufverzahnung mit einem Wälzfräser gefräst und eine Kupplungsverzahnung mit einem Schneidrad gestoßen werden soll; F i g. 2 zeigt einen Aufriß einer kombinierten Wälzfräs- und Wälzstoßmaschine; F i g. 3 zeigt einen Getriebeplan dazu.
- Am Werkstück 1 mit der Laufverzahnung 2 und der Kupplungsverzahnung 3 in der Spannvorrichtung 4 fräst Wälzfräser 5 die Verzahnung 2 und stößt Schneidrad 6 die Verzahnung 3. Hauptmotor 8 treibt einerseits an der Wälzfräseinrichtung den Wälzfräser 5 und durch Teilwechselräder 9 das Teilgetriebe aus Teilschnecke 10 und Teilschneckenrad 11 an. Andererseits wird vom Hauptmotor 8 über ein Wechselgetriebe 12 beliebiger Art die Welle 13 angetrieben, die durch Kurbel 14, Pleuel 15 und Schwinge 16 den Stößel 17 mit dem Schneidrad 6 hin- und herbewegt. Mit dem Stößel drehfest, aber längsverschieblich (bei Schrägverzahnung zusätzlich verschraubbar) verbunden ist das Teilschneckenrad 18, das durch Teilschnecke 19 seinen Antrieb erhält. Sie steht durch Wechselräder 20 mit der Teilschnecke 10 der gemeinsamen Tischgrüppe in getrieblicher Verbindung. Von der Teilschneckenwelle 21 werden außerdem über Vorschubwechselgetriebe 22 die Vorschubspindel23 für den Axialvorschub des Fräsers und über Vorschubwechselgetriebe 24 die Vorschubspindel 25 für den Radialvorschub des Stößelschlittens 26 angetrieben.
- Der Radialvorschub des Stößelschlittens kann in bekannter Weise durch einen einstellbaren Anschlag und Endschalter mit Hilfe einer lösbaren Kupplung 27 ausgeschaltet werden, wenn das Schneidrad den Zahngrund der Verzahnung 3 erreicht hat. Der Stößelschlitten kann auch gegen einen festen einstellbaren Anschlag 28 laufen und eine Fallschnecke 29 den Antrieb oder bei hydraulischem Vorschub ein Ventil den Ölzulauf unterbrechen.
- Auf Welle 13 sitzt ein Nocken 30, der über Doppelhebel 31 die Stößelführung 32 um die Achse der Schnecke 19 schwenkt. Beim Rückhub des Schneidrades 6 wird es durch Feder 33 vom Werkstück zurückgezogen, beim Schneidhub durch Nocken 30 und Anschlag 34 in Schneidstellung gehalten. Kupplungsverzahnungen, wie z. B. in F i g. 1 gezeigt, sind meist schwach konisch. In solchen Fällen sind Anschlag 34 und Drehachse 35 des Doppelhebels 31 entsprechend zu verstellen.
- In F i g. 2 wirkt der Nocken 30 direkt auf die Stößelführung 32 unter Wegfall des Doppelhebels 31. Für die Fälle, in denen die Verzahnung 2 eine Schrägverzahnung ist, kann die Maschine in bekannter Weise noch mit dem Pfauter-Differentialgetriebe und DifferentialwechseIrädern ausgestattet sein.
- Die Maschine kann natürlich auch gesondert als Wälzfräsmaschine oder als Wälzstoßmaschine arbeiten, d. h., die Verzahnungen 2 und 3 können auch zeitlich hintereinander hergestellt werden.
Claims (9)
- Patentansprüche: 1. Verzahnmaschine zur gleichzeitigen Erzeugung zweier Verzahnungen verschiedener Abmessung an einem Werkstück, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die eine Verzahnung mittels Wälzfräsers wälzgefräst und die andere mittels Schneidrad wälzgestoßen wird.
- 2. Verzahnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich beide Bearbeitungseinheiten in getrennten Maschinenteilen befinden, die unabhängig voneinander eingestellt werden können.
- 3. Verzahnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößelschlitten auf dem Werkstückschlitten gelagert ist.
- 4. Verzahnmaschine nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehungen des Werkstücktisches und des Wälzfräsers sowie die Hubbewegung des Stößels mit dem Schneidrad durch einen gemeinsamen Motor bewirkt werden.
- 5. Verzahnmaschine nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Bearbeitungseinrichtungen selbständige Antriebe besitzen, die für verschiedene Bearbeitungsgeschwindigkeiten einstellbar sind.
- 6. Verzahnmaschine nach Anspruch 1 und 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung des Schneidrades von der Drehung der Teilschnecke des Werkstücktisches abgeleitet wird. 7.
- Verzahnmaschine nach Anspruch 1 und 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Zustellbewegung des Schneidrades von der Drehung der Teilschnecke des Werkstücktisches abgeleitet wird. B.
- Verzahnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abhebebewegung des Schneidrades beim Rückhub als Schwenkung um die Achse der zugehörigen Teilschnecke erfolgt.
- 9. Verzahnmaschine nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Wechselgetriebe ein beliebiges Verhältnis zwischen der minutlichen Drehzahl des Werkstückes und der minutlichen Hubzahl des Schneidrades eingestellt werden kann. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1155 306.
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