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Einrichtung zur Fertigbearb,eitung vorgezahnter Zahnräder.
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Fertigbearbeitung von
vorgezahnten Zahnrädern, vorzugsweise auf Profilwalzmaschinen oder ihrem Aufbau
entsprechenden anderen Maschinen.
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Verfahren zum Fertigbearbeiten-von vorgezahnten Zahnrädern sind in
der Form bekannti daß*das Fertigbearbeiten durch Schaben oder Kalibrieren erfolgt.
Dabei übernimmt beim Schaben ein Schaberad, dessen Zahnbreitenform der Form des
fertigen Werkstückzahnes entspreqhen kann, also gerade oder für breitenballige Zähne
der Form entsprechend negativ ausgeführt ist, die Bearbeitung, die in diesem Fall
spanend erfolgt.' Die Herstellung von breitenballigen Zähnen wird auch so ausgeführt,
daß Werkzeug und Werkstück zueinander der Zahnform entsprechende Bewegungen ausführen.
Das Kalibrieren wird auf Profil, walzmaschinen oder deren Aufbau entsprechenden
Kalibriermaschinen in der Form vorgenommen, daß das Werkstück mit einem, zwei oder
mehreren Kalibrierwerkzeugen in Berührung gebracht wird, wobei die Werkzeuge bei
der Bearbeitung gegen das Werkstück gedrückt werden, ohne die Lage des Werkstückes
zu den Werkzeugen außer in der Vorschubrichtung zu verändern.
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Die Bearbeitung erfolgt hier umformen, d.h. spanlos, Bekannt- sind
dazu Einrichtungen, bei denen einmal ein oder alle Werkzeuge angetrieben werden
und die Werkzeuge durch. ein dem Werkstück entsprechendes Meisterrad verbunden sind,
durch das die Zuordnung der Prof ile" gewährleistet ist, und zum anderon di Werkzeuge
über hochgenaus angepaßte Getriebe synchron angetrieben werden. Die Werkzeuge müssen
dabei genau zueinander ausgerichtet sein. Eine Werkstückhaltevorrichtung dient zum
Einführen und
Halten des Werkstückes zwischen den Werkzeugen beim
Ärbeitsgang. Die Zahnbreitenform ergibt sSh aus dem Werkstück, d.h.
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daß zur Herstellung von breitballigen Zähnen ein entsprechend negativ
ausgeführtes Werkzeug verwendet wird. Die Herstellung dieser Einrichtungen sowie
deren Verwendung ist sehr kostenaufwendig.
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Beim Schaben erfordern die Herstellung der Werkzeuge und zum Teil
auch der Antrieb von Werkzeug und Werkstück besondere Beachtung und damit relativ
hohe Herstellungskosten, besonders zur Herstellung der breitenballigen Zähne. Die
zum Kalibrieren verwendeten Einrichtungen sind einmal dadurch sehr kostenaufwendig,
da das zu Jeder Werkstückabmessung dazugehörige Meisterrad in seiner Herstellung
teuer ist und dazu noch einem Verschleiß unterliegt. Zum anderen ist bei der Verwendung
der hochgenauen Getriebe der Aufwand dadurch hoch, daß von der Genauigkeit der Getriebe
die Werkstückgenauigkeit abhängt, da kein Fehlerausgleich auf Grund sta@r mit dem
Getriebe verbundener Werkzeugspindeln möglich ist. In beiden Fällen sind die zur
Herstellung der breitenballigen Zähne erforderlichen. Werkzeuge ebenfalls nur mit
entsprechendem Aufwand herstellbar. Außerdem ist in beiden Fällen ein genaues Ausrichten
der Werkzeuge und damit ein erhöhter Zeitaufwand nötig.
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Der Zweck der Erfindung ist es, durch eine geeignete Einrichtung zur
Fertigbearbeitung.von vorgezahnten Zahnrädern den benötigten Aufwand gegenüber allen
bekannten Einrichtungen zu senken und das Profilausrichten zu beseitigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung einfaches
Getriebe auf Profilwalzmaschinen oder ihrem Aufbau entsprechenden anderen Maschinen
ohne besonderes Ausrichten der, Werkzeuge vorgefertigte Zahnräder so fertig zu bearbeiten,
daß sowohl in der Breite der Zähne gerade als auch ballige Zähne entstehen können.
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Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß zwei an sich bekannte
Walzwerkzeuge mit entsprechender Verzahnung auf Profilwalzmaschinen oder deren Aufbau
entsprechenden ähnlichen Mar schinen so-angeordnet sind, daß eine Werkzeugspindel
über das fest damit verbundene Werkzeug ein' Drehmoment überträgt und das andere
Werkzeug auf seiner Spindel innerhalb eines Drehwinkelbereiches drehbar ist. Der
Drehwinkelbereich ist in seiner Größe und Lage zur Spindel einstellbar. Dadurch
ist eine Fehlerbeseitigung;iiöglic'h und es können normale Getriebe verwendet werden,
die beide Werkzeuge synchron antreiben. Auß,erdem ist nur ein grobes Einrichten
erforderlich.
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Zur Durchführung des Walzvorganges wird das Werkstück mittels einer
bekannten Spannvorrichtung in den Arbeitsraum gebracht.
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Diese Vorrichtung ist vorzugsweise schwenkbar angeordnet, daß das
Werkstück in Richtung zu dem in seiner Lage feststehenden Werkzeug bewegt werden
kann und wird beispielsweise mittels Federkraft in Ruhelage gehalten. Vor Beginn
des Walzvorganges wird das in Vorschubrichtung in seiner Lage veränderliche und
fest mit der Werkzeugspindel verbundene Werkzeug zum Werkstück bewegt. Nach Berühren
der Verzahnungen, die am Zahnkopf oder in der Zahnlücke erfolgen kann, wird die
Spannvorrichtung in Richtung zum zweiten', Werkzeug geschwenkt.
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Ein kurzes Einschalten der Drehzahl bewirkt bei einer Kopfberührung-der
Profile, daß auf Grund der Reibung zwischen Werkstück und Spanneinrichtung ein Bremsen
des Werkstückes erfolgt und die Verzahnungen ineinandergreifen. Durch weiteren Vorschub
kommt dann das zweite Werkzeug zum Eingriff und der Walzvorgang kann beginnen. Das
SchWenken der Spannvorrichtung bewirkt eine Verhinderung von Beschädigungen sowie
ein Lösen des Werkstückes vom Werkzeug nach Beendigung des Arbeitsganges, Zum Herstellen
breitenballigen Zähnen kann die Werkstückspanneinrichtung um'den-entsprec,henden
Betrag aus der parallelen Lage zu den Werkzeugachsen geschwenkt werden. Dabei liegt
der Drehpunkt vorzugsweise senkrecht zur Werkstückachse.
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Eine weitere erfindungsgemäß. Lösung sieht so aus, daß ebenfalls zwei
an sich bekannte Walzwerkzeuge sowie die gleiche Werkstückspanneinrichtung verwendet
werden.' Dabei wird Jedoch nur ein Werkzeug angetrieben. Das nicht angetriebene
Werkzeug, welches das feststehende oder in Vorschubrichtung versehiebbare sein kann,
wird in einer geeigneten Form mit bekannten Mitteln gebremst. Zwischen der Werkzeugspindellagerung
und der dazugehörigen Anlage eines Werkzeuges oder beider Werkzeuge, vorzugsweise
zwischen der Werkzeugspindellagerung des verschiebbaren Werkzeuges, dem Schlitten,
und dem Vorschubkolben befindet sich ein federndes Glied, dessen Federkraft größer
ist, als zur Überwindung der Reibung des Schlittens in seiner Führung notwendig.
Vor Beginn des Walzvorganges wird das in seiner Lage veränderliche Werkzeug, zum
Werkstück bewegt, so daß eine Berührung der Verzahnungen beider erfolgt, Ein weiterer
Vorschub bewirkt dann das Schwenken des Werkstückes auf seiner Vorrichtung ebenfalls
in Vorschubrichtung bis zum Eingreifen des Profils in das zweite Werkzeug. Da die
Werkzeuge hierbei nicht ausgerichtet werden, ist eine Kopfberührung der Profile
möglich, die Jedoch durch den Federweg des federnden Gliedes und durch das gebremste
zweite Werkzeug sowie das durch die Reibung gebremate Werkstück beim Einschalten
der Drehzahl beseitigt wird. Der Antrieb des lose drehbaren Werkzeuges erfolgt damit
über das Werkstück. Das Herstellen von breitenballigen Zähnen erfolgt wie in der
ersten Lösung beschrieben.
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Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher
erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen; Fig.'1 t die Vorderansicht einer ersten
usführung, Fig.2 : die Draufsicht nach Fig. 1, Fig.'3 t die Vorderansioht einer
zweiten Ausführung
Beispiel 1: Auf ein fest mit seiner Spindel 3
verbundenes Werkzeug 1 wird ein Drehmoment übertragen. Das Werkzeug 2 ist auf seiner
Spindel 4 in einem nach Lage und Größe einstellbaren Drehwinkelbereich verstellbar.
Die Spindeln 4; 3 werden durch ein normales Getriebe synchron angetrieben.
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Das Werkstück 5 wird auf einer schwenkbaren Spannvorrichtung 6 zwischen
die Werkzeuge 1; 2 gebracht, wobei die S pannvorrichtung 6 mittels einer Feder 7
in Ruhe lage gehalten wird. Vor Beginn des Walzvorganges wird das Werkzeug 1 zum
Werkstück 5 bewegt. Nachdem die beiden Verzahnungen ineindander eingreifen, wird
die Spannvorrichtung 6 mit dem Werkstück 5 zum Werkzeug 2 geschwenkt. Bin Einschalten
der Drehzahl bewirkt bei Kopfberührung der Profile, daß auf Grund der Reibung zwischen
dem Werkstück 5 und der Spannvorrichtung 6 ein Bremsen des Werkstückes 5 erfolgt
und die Verzahnungen ineinandergreifen0 Nach weiterem Vorschub kommt dann das Werkzeug
2 mit zum Eingriff. Sind die Werkzeuge 1; 2 mit dem Werkstück 5 in Eingriff gebracht,
kann der Walzvorgang beginnen.
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Sollen breitenballige Verzahnungen hergestellt werden, wird die Spannvorrichtung
6 um einen entsprechenden Betrag aus der Parallelen zu den Werkzeugachsen geschwenkt.
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Beispiel 2s Das fest mit. seiner Spindel 4 verbundene Werkzeug 2 wird
durch einen bekannten Antrieb angetieben. Das Werkzeug 1 ist auf seiner Spindel
3 lose gelagert und wird durch die Bremseinrichtung 8 gebremst. Das Werkstück' 5
wird auf der schwenkbaren Spannvorrichtung 6 zwischen die Werkzeuge 1; 2 gebracht
wobei die Spannvorrichtung 6 mittels der weder 7 in Ruhelage gehalten wird.' Zwischen
dem Werkzeugschlitten 9 und dem Vorschubkolben 10 sowie zwischen der Werkzeugspindellagerung
des Werkzeuges 2, dem Bock 12, und der Anlagefläche 13 befindet; sich je ein federndes
Glied 11.
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Vor Beginn des Walzvorganges wird das Werkzeug 1 zum Werkstück 5 bewegt.
Nachdem die beiden Verzahnungen sich am Kopf oder auch in der Zahnlücke berühren,
wird die Spannvorrichtung 6 mit dem Werkstück 5 zum Werkzeug 2 geschwenkt, bis sich
auch deren Verzahnungen berühren0 Durch das gebremste Werkzeug 1 und das durch Reibung
gebremste Werkstück 5, sowie durch die federnden Glieder 11 ist bei Einschalten
der Drehzahl des Werkzeuges 2 ein Eingreifen aller-Profile gewihrleistet. Die Herstellung
breitenballiger Verzahnungen geschieht wie im ersten Ausführungsbeispiel.'