DE1527163C - Teilungs-Meßvorrichtung für zylindrische Zahnräder mit sehr großem Durchmesser - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Teilungs-Meß- zahnungsmaschine verwenden kann. Die Lage der Vorrichtung für zylindrische Zahnräder mit sehr Bolzen läßt sich rechnerisch genau ermitteln und mit großem Durchmesser an einer im Teilverfahren ar- Hilfe eines Lehrenbohrwerkes auch ebenso genau beitenden Verzahnungsmaschine, bei der das als Seg- einhalten. Die Teilung der gefrästen Zähne kann dann ment ausgebildete Werkstück an einem parallel zum 5 mit Hilfe des Endmaßvergleiches genau geprüft und Teilkreis sich erstreckenden Aufnahmekörper fest- gegebenenfalls sofort korrigiert werden,
spannbar und um die gewünschte Teilung versetz- Bei Anordnung von drei Bolzen, dessen mittlerem

bar ist. der Fräser gegenüberliegt, entsteht der Vorteil, daß

Zeitweise ergibt sich die Notwendigkeit, große man das Werkstück zunächst gegen zwei Bolzen ver-Stirnradkränze zu fertigen, die weit größer als die io spannt und die Verzahnung von einem Ende des Bearbeitungsbereiche auch der größten Maschine Werkstückes aus beginnt. Bei der Bearbeitung eines sind. Während die größten Maschinen die Bearbei- der mittleren Zähne liegt das Werkstück dann an tung von Kränzen mit 6 m Durchmesser, in Aus- sämtlichen drei Bolzen an, und man erreicht dadurch nahmefällen auch 8 m Durchmesser gestatten, wer- bei der Herstellung jedes Zahnes eine absolut richtige den häufig Durchmesser von 18 m und mehr be- 15 Verspannung des Werkstückes,
nötigt. ■ Bei einer Ausgestaltung der Erfindung erweist es

Man hat sich bisher damit geholfen, daß man sich als zweckmäßig, wenn die bewegliche Meßfläche außerhalb der Bearbeitungsmaschine an einem festen des U-förmigen Halters mit einer Meßanzeige verPunkt eine neue Drehachse errichtet hat, um die sich bunden wird, um dadurch die Einstellung des Werkdann der Kranz dreht (deutsche Auslegeschrift 20 Stückes an der Meßanzeige verfolgen zu können. 1 079 424). Der Antrieb für das Verschwenken des Außerdem erweist es sich als zweckmäßig, den Kranzes um diesen künstlichen Drehpunkt ist jedoch U-förmigen Halter entlang einer parallel zur Aufwesentlich ungenauer als der Antrieb der Verzah- lagefläche angeordneten Führungsstange verschiebnungsmaschine, so daß ein Abwälzfräsen kaum mög- bar und um diese verdrehbar auszubilden, was den lieh ist. Auch beim Einzelteilfräsen entstehen hier 25 Vorteil hat, daß während des Fräsvorganges die Meßverhältnismäßig große Teilungsfehler, so daß die da- vorrichtung außerhalb des Wirkungsbereiches der mit hergestellten Zahnkränze keine große Genauig- Fräswerkzeuge abgeschwenkt werden kann,
keit haben. Für eine ganze Reihe von Fällen ist je- In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eini-

doch eine verhältnismäßig hohe Teilungsgenauigkeit ger Ausführungsbeispiele schematisch und beispielserforderlich. - 30 weise dargestellt. Es zeigen

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese F i g. 1 und 2 Draufsichten auf ein einzelnes Zahn-

Nachteile zu beseitigen und eine einfache, aber prä- radsegment mit als Bolzen ausgebildeten Aufnahmezise Anordnung zur Herstellung von Zahnkränzen-' körpern und einen Fräser in zwei verschiedenen Bemit sehr großem Durchmesser unter Einhaltung einer arbeitungsstellungen,

hohen Genauigkeit zu schaffen. Dabei geht die Er- 35 F i g. 3 einen Längsschnitt durch den mittleren BoI-findung von dem Gedanken aus, das als Segment zen gemäß F i g. 1 mit aufgespanntem Segment,
ausgebildete Werkstück an einem parallel zum Teil- Fig. 4 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße

kreis sich erstreckenden Aufnahmekörper festzuspan- Meßvorrichtung und

nen und dort jeweils um die gewünschte Teilung zu Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Verstellvorrichtung

versetzen. Hierbei ist das Verzahnen eines zum Zahn- 40 für das Zahnradsegment.

kranz eines großen Zahnrades gehörenden Segmen- Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ist das

tes durch die französische Patentschrift 992 864 und mit der Verzahnung zu versehene Segment eines das Festspannen des Werkstücks auf einer zum Teil- Zahnrades mit sehr großem Durchmesser mit 1 bekreis parallelen Zylinderfläche durch die deutsche zeichnet. Es besitzt vorzugsweise an beiden Planflä-Auslegeschrift 1 079 424 bekannt. Mit den bekann- 45 chen je einen Flanschartigen Bund 2, dessen Innenten Anordnungen läßt sich jedoch die gestellte Auf- fläche 9 sich genau parallel zum Teilkreis der Vergabe in bezug auf die Erzielung einer hohen Genauig- zahnung erstreckt und bei der späteren Montage keit bei Zahnrädern mit besonders großem Durch- sämtlicher Segmente 1 als Paßfläche dient. Diese messer nicht lösen: ' Innenfläche 9 wird im Sinne der Erfindung dazu aus-

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der 50 genutzt, das Zahnradsegment 1 in der gewünschten Aufnahmekörper von mindestens" zwei, vorzugsweise genauen Stellung festzuspannen, um beim Fräsen der drei, parallel zur Radachse sich" erstreckenden zylin- einzelnen Zähne Fehlerquellen weitgehend auszudrischen Bolzen gebildet ist, gegen deren Mantel- schalten und vor allen Dingen zu vermeiden, das fläche das Werkstück festspannbar ist und von denen Zahnsegment 1 um einen Festpunkt im Mittelpunkt vornehmlich der mittlere Bolzen mit einer rechtwink- 55 des Zahnrades verdrehen zu müssen,
lig zur Radialen sich erstreckenden Auflagefläche für Das Zahnradsegment 1 wird mit der Anlagefläche 9

Endmaße versehen ist, und daß ferner ein etwa par- gegen zylindrische Bolzen 3, 4, 5 gespannt, deren allel zur Auflagefläche bewegbarer U-förmiger Hai- Mantelflächen genau einer zum Teilkreis parallelen ter mit einer starren und einer parallel zur Auflage- zylindrischen Fläche liegen müssen. Die Verspannfläche beweglichen Meßfläche angeordnet ist, dessen 60 einrichtung ist schematisch mit 6 bezeichnet. Der starre Meßfläche den Endmaßen bzw. Aufnahmebol- Fräser 7 wird in die Radialebene 8 eingestellt, die zen und dessen bewegliche Meßfläche einem in die genau durch die Achse des mittleren Bolzens 4 hingefräste Zahnlücke cinsetzbaren Meßdorn zugeord- durch verläuft. Die Vorteile dieser Anordnung werden net ist. später erläutert.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß man durch die 65 Im Ausführungsbeispiel der F i g. 2 ist schematisch Teilungs-Meßvorrichtung das einzelne Zahnrad- die Anfangsstellung bei der Fräsarbeit dargestellt, segment mit einer sehr hohen Genauigkeit herstellen Man sieht, daß das Zahnradsegment 1 lediglich am und zur Verzahniinsisarbeit eine normale ijroße Ver- mittleren und rechten Bolzen 4. 5 nnliect nnH Hnrt

festgespannt ist. Der Fräser 7 bewegt sich während seiner Rotation in vertikaler Richtung (also senkrecht zur Zeichenebene). Nachdem eine Zahnlücke ausgefräst ist, wird die Verspannung 6 gelockert und das Zahnradsegment 1 um eine Teilung verschoben. Mit einer später beschriebenen speziellen Meßvorrichtung, läßt sich die Verschiebung genau messen und korrigieren, woraufhin das Zahnradsegment 1 wieder gegen die Bolzen 4, 5 festgespannt wird. F i g. 1 zeigt demgemäß etwa die mittlere Bearbeitungsstellung. Gegen Ende der Bearbeitung liegt alsdann das Zahnradsegment 1 am linken und mittleren Bolzen 3, 4 an.

Man kann natürlich auch von der Stellung gemäß Fig. 1 ausgehen und zunächst nach der einen Seite und dann nach der anderen Seite das Segment 1 verschieben. Auch bietet, die erfindungsgemäße Anordnung der Bolzen 3, 4, 5 die Möglichkeit, das Segment 1 zu wenden, wenn eine Hälfte der Verzahnung fertiggestellt ist. Voraussetzung hierfür ist eine symmetrische Anordnung des Segmentes 1 in der Schnittrichtung.

Im Ausführungsbeispiel der F i g. 3 ist im Längsschnitt der mittlere Bolzen 4 gemäß F i g. 1 und 2 dargestellt. Es ist gezeigt, daß der Fräser 7 in Richtung des Pfeiles 10 während der Fräsarbeit sich dreht und in Richtung des Pfeiles 11 vertikal bewegt wird. Das Zahnradsegment 1 liegt mit seiner Innenfläche 9 am Bolzen 4 an. Mit der Planfläche 9' sitzt das Segment 1 auf einem stufenartigen Absatz 12 auf, der bei allen drei Bolzen 3, 4, 5 vorhanden und .genau bearbeitet ist. Im Sockel 13 befindet sich eine Spannschraube 17, deren kugelförmiger Kopf 18 gelenkig in einer kegelförmigen Senkung 19 einer Spannpratze J4 ruht. Durch Anziehen der Schraube 17 mit Hilfe der Mutter 20 wird die Spannpratze 14 gegen das Zahnradsegment 1 bewegt, wobei ein Bolzen 15 als Abstützung dient und der Bolzen 16 die Verspannung des Segmentes 1 ausführt. Die gesamte Anordnung ist um den Bolzen 15 in gewissem Maße kippfähig, so daß eine einwandfreie Verspannung gewährleistet wird.

Die gesamte Anordnung ruht auf einem Gestell 21, das zweckmäßigerweise in einem Lehrenbohrwerk bearbeitet wird, damit die Lage der drei Aufnahmekörper 3, 4, 5 mit höchster Präzision erreicht wird.

Der obere Teil des Zahnradsegmentes 1 wird auf ähnliche Weise verspannt. Im Bolzen 4 befindet sich die Spannschraube 25, die wiederum mit Hilfe des Kopfes 26 gegen eine kegelförmige Aussparung 27 beim Anziehen der Mutter 28 wirkt. Die Spannpratze 22 wirkt einerseits über den Bolzen 23 gegen den Bolzen 4 und über den Bolzen 24 gegen den Flansch 2 des Zahnradsegmentes 1.

Das Messen der Teilung und Feststellen der Verzahnungsfehler ist mit Hilfe einer Vorrichtung gemäß F i g. 4 durchführbar. Am mittleren Bolzen 4 schließt sich eine Auflagefläche 29 an, in welche Endmaße 30 eingelegt werden können. Parallel zu dieser Auflagefläche 29 läßt sich ein U-förmiger Halter 31 bewegen, der mit Hilfe des Lagers 32 auf der Führungsstange 35 in Pfeilrichtung 33 hin- und herbeweglich und in Pfeilrichtung 34 verschwenkbar ist. Mit einer starren Meßfläche 36 wird der Halter 31 gegen die Endmaße 30 oder eine Anschlagfläche 37 des mittleren Bolzens 4 angeschlagen.

Über einen größeren Arm trägt der Halter 31 eine zweite bewegliche Meßfläche 40 mit einer Meßanzeige 41. Mit Hilfe dieser Meßfläche 40 wird die Lage eines in die einzelne Zahnlücke einsetzbaren Meßbolzens 38, 39 abgetastet. Da die Lage der bciden Meßflächen 36 und 40 zueinander bekannt und einstellbar ist und weiterhin im Bereiche der Auflagefläche 29 der Abstand der Meßfläche 36 von der Radialebene 8 mit Hilfe der Endmaße 30 und des konstanten Abstandes α festgestellt werden kann,

ίο läßt sich somit die durch das Fräsen erzielte Teilung im Vergleich zur theoretischen Teilung setzen und dadurch die Segmentstellung korrigieren. Hierbei ist Voraussetzung, daß die Endmaße 30 mit einer Korrektur gegenüber der theoretischen Teilung des Seg-

X5 mentes zusammengestellt sind, die sich daraus ergibt, daß im Bereiche der Meßbolzen 38, 39 mit fortschreitender Zähnezahl eine geringere Strecke als theoretisch notwendig gemessen wird, weil die Messung auf einer Sehne erfolgt als Verbindungslinie von zwei in Vergleich gesetzten Zahnlücken, während hingegen theoretisch ein Bogenmaß gemessen werden müßte. Diese Abweichung läßt sich errechnen und durch entsprechende Zusammenstellung der Endmaße 30 ausgleichen.

Bei der Fräsung der ersten Zahnlücke läßt sich mit Hilfe des Meßbolzens 38 feststellen, ob die Zahnlücke genau in der vertikalen Ebene 8 liegt. In diesem Fall wird kein Endmaß angesetzt, sondern die Meßfläche 36 trifft unmittelbar gegen die Meßfläche 37 des mittleren Aufnahmekörpers. Demgemäß trifft die beweg-. liehe Meßfläche 40 auf den Meßdorn 38.

Nachdem die Größen a, b und c konstant sind und die Durchmesser des Bolzens 4 und des Meßdornes 38 auch bekannt sind, läßt sich an der Meßanzeige 41 das theoretisch richtige Maß einstellen und zum gemessenen Wert vergleichen.

Im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 ist die Messung der dritten Zahnlücke dargestellt, wobei also im Bereiche der beweglichen Meßfläche 40 der Abstand von zwei Zahnlücken festgestellt wird. In der Auflagefläche 29 sind die unter der Berücksichtigung der erforderlichen Korrektur zusammengestellten Endmaße 30 eingesetzt, so daß an der Meßanzeige 41 im Ausschlagverfahren der Fehler erscheint und die Einstellung leicht korrigiert werden kann.

Zusammenfassend wejden also im Sinne der Er-" findung folgende Arbeitsschritte ausgeführt:

Fräsen der ersten Zahnlücke, Einstellen der gesamten Meßeinrichtung nach dieser Zahnlücke,,- Verschieben des Segmentes mit Hilfe der Meßeinrichtung, Fräsen der zweiten Zahnlücke, Nachmessen des tatsächlich entstandenen Lückenabstandes zwischen der ersten und zweiten Zahnlücke, Einstellen der dritten Zahnlücke unter Berücksichtigung des tatsächlichen Abstandes zwischen der ersten und zweiten Zahnlücke zum Zwecke des Fehlerausgleiches, Fräsen der dritten Zahnlücke, periodische Wiederholung der bisherigen Arbeitsschritte, am Ende: Ausmessen der tatsächlichen Fehler der gesamten Verzahnung des Segments.

Mit dieser Methode hat man es leicht, den einzelnen Teilungsfehler sowie den Summenteilungsfehler zu ermitteln und daraus entsprechende Korrekturschlüsse zu ziehen.

In F i g. 5 ist schließlich noch eine Verstelleinrichtung für die Bewegung des Zahnradsegmentes 1 dargestellt, das für den Zweck der Verstellung aus seiner Verspannung gemäß F i g. 3 gelöst wird. Im Flansch 2

des Zahnradsegmentes 1 befinden sich normalerweise radiale Bohrungen 42, die der späteren Montage mit dem Zahnradkranz-Träger dienen. Man kann daher in eine solche Bohrung 42 einen Steckbolzen 43 einführen, dessen frei herausragendes Ende 44 über das Auge 45 mit einer Gewindespindel 46 verbunden wird, die bei 48 gelagert ist und durch die Kurbel 47 verdreht werden kann. Durch eine Spindel-Mutter gelingt es alsdann, das Zahnsegment 1 jeweils um eine Teilung zu verstellen und dabei ein Minimum an manueller Kraft aufzuwenden. Die Reaktionskräfte werden hierbei von den Lagern 48 aufgenommen. Mit Hilfe der Gewindespindel läßt sich somit auch eine Korrektur der Lage des Zahnradsegmentes 1 ausführen, nämlich dann, wenn durch die Messung gemuß F i g. 4 eine Lageveränderung erforderlich ist.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I. Teilungs-Mcßvorrichtung für zylindrische Zahnräder mit sehr großem Durchmesser an einer im Teilverfahren arbeitenden Verzahnungsmaschine, bei der das als Segment ausgebildete Werkstück an einem parallel zum Teilkreis sich erstreckenden Aufnahmekörper festspannbar und um die gewünschte Teilung versetzbar ist, dadurch- gekennzeichnet, daß der Aufnahmekörper von mindestens zwei, vorzugsweise drei, parallel zur Radachse sich erstreckenden zylindrischen Bolzen (3, 4, 5) gebildet ist, gegen deren Mantelfläche das Werkstück (1) festspannbar ist und von denen vornehmlich der mittlere Bolzen (4) mit einer rechtwinklig zur Radialen sich erstreckenden Auflagefläche (29) für Endmaße (30) versehen ist, und daß ferner ein etwa parallel zur Auflagefläche (29) bewegbarer U-förmiger Halter (31) mit einer starren (36) und einer parallel zur Auflagefläche (29) beweglichen Meßfläche (40) angeordnet ist, dessen starre Meßfläche (36) den Endmaßen (30) bzw. Aufnahmebolzen (37) und dessen bewegliche Meßfläche (40) einem in die gefräste Zahnlücke einsetzbareri Meßdorn (38, 39) zugeordnet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Meßfläche (40) des U-förmigen Halters (31) mit einer Meßanzeige (41) verbunden ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmige Halter (31) entlang einer parallel zur Auflagefläche (29) angeordneten Führungsstange (35) verschiebbar und um diese verdrehbar ausgebildet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen