DE2731793A1

DE2731793A1 - Vorrichtung zum spanabhebenden bearbeiten der zahnenden an zahnraedern

Info

Publication number: DE2731793A1
Application number: DE19772731793
Authority: DE
Inventors: Max Stoeckl
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Gleason Hurth Tooling GmbH
Priority date: 1977-07-14
Filing date: 1977-07-14
Publication date: 1979-01-18
Also published as: DE2731793C3; IT7848778A0; FR2397257A1; JPS5420495A; FR2397257B1; DE2731793B2; GB1582827A; IT1156155B

Description

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Vorrichtung zum spanabhebenden Bearbeiten der Zahnenden an Zahnrädern

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Hauptanspruches beschrieben ist, d.h. sie richtete sich auf gerad- und schrägverzahnte Außen- und Innenzahnräder sowie auf Kegelräder und andere verzahnte Körper.

Vorrichtungen zum spanabhebenden Bearbeiten der Zahnkanten von Zahnrädern sind bekannt, es werden hierfür Stirnfräser, sogenannte Glockenfräser und Fingerfräser verwendet. Mit diesen Vorrichtungen konnten bisher nur verzahnte Körper bearbeitet werden, die einen ununterbrochenen Kranz von Zähnen aufweisen. Zwar ist es denkbar, Körper mit mehr oder weniger großen Zahnlücken, also mit mehr oder weniger ausgelassenen Zähnen in der Weise zu bearbeiten, daß die Fräser im Bereich der Lücken gewissermaßen im Freien arbeiten, doch hat das den Nachteil, daß der Grundkörper im Bereich der Lücken mit angefräst wird, da die von den Werkzeugen erzeugte Abschrägung oder Fase im allgemeinen in den Grundkörper, also in den Fußkreis, hineinläuft. (Z.Werkstatt und Betrieb (1962) H. 3, Seiten 139 bis 1Ί3.)

Der Erfindung liegt als Aufgabe eine Vorrichtung zugrunde, mit der die Zahnkanten von Zahnrädern, Zahnkränzen u. dgl., die mehr oder weniger große Zahnlücken aufweisen, bearbeitet werden können, und zwar so, daß der Grundkörper im Bereich der Zahnlücken und im Bereich des Fußkreises nicht angefräst wird.

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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Damit die Vorrichtung auch für Maschinen verwendbar ist, die mehr als ein Werkzeug bzw. Werkzeugspindelkasten aufweisen, wird die Erfindung vorteilhafterweise mit den Merkmalen des Anspruchs 2 weitergebildet.

Eine einfache und betriebssichere Vorrichtung ergibt eine Ausgestaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 3» wobei vom Standpunkt der Steuerung das Merkmal des Anspruchs k sehr vorteilhaft ist. Für die Betriebssicherheit der Erfindung ist eine Ausgestaltung nach Anspruch 5 sehr vorteilhaft.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor.

Die Erfindung ist anhand der Figuren 1 bis 5 erläutert. Fig. 1 zeigt als Beispiel ein verzahntes Werkstück, das mit

einer Vorrichtung nach der Erfindung bearbeitet

ist.

Fig. 2 zeigt als Beispiel eine Maschine, auf der eine Vorrichtung nach der Erfindung angewendet ist.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Maschine nach Fig. 2.

Fig. k zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 5 zeigt schematisch im Schnitt als Detail der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Werkstück-Spindelnase mit Steuernocken.

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Auf einem Maschinengestell 1 ist auf einem hin- und herbewegbar geführten Werkstückschlitten 2 ein Werkstückspindelstock 3 aufgebaut, in dem eine Werkstückspindel k drehbar gelagert ist. An dem den Werkzeugen zugewendeten Ende ist die Werkstückspindel mit einer auswechselbaren Spannvorrichtung versehen, in die das Werkstück 6 (Fig. l), z.B. ein Stirnrad oder ein Kegelrad o.dgl. eingespannt werden kann. Die Werkstückspindel wird für ein Abrunden der Zahnenden mit einem Fingerfräser kontinuierlich gedreht oder sie führt zur Bearbeitung beispielsweise mit Stirnfräser oder einem sogenannten Glockenfräser eine schrittweise Teilungsbewegung aus. Mit dem vorher erwähnten Schlitten kann das Werkstück relativ zum Werkzeug oder zu den Werkzeugen eingestellt werden, d.h. es kann ihm oder ihnen mehr oder weniger genähert werden.

An der Seite des Maschinengestells 1, an der sich das Werkstück 6 befindet, ist an einer vertikalen Wand eine Längsführung 7 für einen horizontal verschiebbaren Unterschlitten 8 vorgesehen. Auf dem Unterschlitten sind zwei Gehäuse 9, 10 horizontal verschiebbar und feststellbar gelagert. Hierfür ist auf dem Unterschlitten eine weitere Führung 11 und Klemmschrauben 12 vorgesehen. In den Gehäusen ist je eine vertikale Rundführung angebracht, die einen zylinderischen Schieber lk aufnimmt. Der Schieber ist in der Rundführung drehbar und verschiebbar gelagert sowie mit mindestens einer Spannschraube 15 festklemmbar, wozu das Gehäuse in nicht gezeichneter, bekannter Weise geschlitzt sein kann.

Am oberen Ende ist auf dem Schieber ein Kopf l6 vorgesehen, der auf der Oberseite mit einer "schiefen Ebene" 17 versehen ist.

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Diese schiefe Ebene ist geneigt zur Längsachse des Schiebers angeordnet. Sie nimmt einen Werkzeugspindelkasten l8, 19 auf, der auf der schiefen Ebene schwenkbar und feststellbar angeordnet ist, wozu unter der schiefen Ebene eine kreisförmige T-Nute 20 vorgesehen ist. Die Befestigung mittels T-Nuten, Nutensteinen und Schrauben ist bekannt und braucht daher nicht beschrieben zu werden.

In dem Gehäuse 9 ist ein Stößel 21 parallel zur Achse der Rundführung verschiebbar gelagert, der unter den Kopf l6 greift. Am unteren Ende ist der Stößel mit einer Mutter versehen. In diese Mutter greift eine Vorschubspindel ein, die drehbar aber nicht längsverschiebbar im Gehäuse gelagert ist. Außen ist die Vorschubspindel mit einem Vierkant 2h o. dgl. versehen, auf den ein Schlüssel o.dgl. gesteckt werden kann. Mit dem Stößel kann der Schieber angehoben werden; wird die Vorschubspindel nachgelassen, dann rutscht der Schieber durch eigenes Gewicht nach unten. Mit diesen Mitteln kann die Höhe des Werkzeugspindelkastens eingestellt werden. Die Gehäuse 9, 10 sind mit je einer vertikalen Spindelmutter versehen, in die eine Verstellspindel 26 eingreift, mit deren Hilfe das Gehäuse in der oben erwähnten Führung 11 verschoben werden kann, wenn die Klemmschrauben gelöst sind.

Im Werkzeugspindelkasten ist eine Werkzeugspindel 27 drehbar gelagert. Für den Antrieb der Drehung der Werkzeugspindel ist ein Elektromotor 28 vorgesehen. An dem dem Werkstück zugewendeten Ende ist in der Werkzeugspindel in bekannter Weise das Werkzeug 29, ein Fingerfräser, Glockenfräser od. dgl. eingespannt.

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Die Werkzeugspindel ist in einer Pinole 40 gelagert, die in dem Verkzeugspindelkasten l8 bzw. 19 hin- und hergehbar aber nicht drehbar gelagert ist. Axial an der Pinole 40 ist eine Platte 4l od. dgl. angeschraubt. An diese Platte liegt eine Druckfeder 42 an, die sich andererseits an einem Bund kj abstützt, welcher am Ende einer Kolbenstange 44 befestigt ist. Am anderen Ende trägt die Kolbenstange einen Kolben 45, der in einem Zylinder 46 dicht geführt ist. Die Dichtungselemente sind, da bekannt, nicht gezeichnet. Der Zylinder bildet eine Einheit mit dem Werkzeugspindelkasten oder ist in diesem montiert. Der Kolben 45 und der Zylinder 46 bilden zwei Zylinderräume 471 48, die über Leitungen 49, 50 mit Druckmittel, z.B. Öl oder Luft od. dgl. beschickt werden können.

Die Platte 4l nimmt mit einem Gewinde eine Druckschraube 51 auf, die mit einer zentrischen Bohrung 52 versehen ist. In dieser Bohrung ist ein Lagerkörper 53 zentriert, der in der Pinole längsverschiebbar aber nicht drehbar gelagert ist. In dem Lagerkörper 53 ist eine Rolle drehbar gelagert. Mit dieser Rolle wird die Pinole mittels der Druckfeder 42 oder hydraulisch oder mit einer anderen nachgiebigen Kraft gegen einen Antriebsnocken Jl gedrückt. Dieser ist auswechselbar auf einem Halter 32 aufgeschraubt, der mittels Lager 33 drehbar im Kopf l6 gelagert ist. In dem Schieber ist eine Antriebswelle 34 gelagert, die über eine winkelbewegliche Kupplung 35« z.B. einem Kreuzgelenk oder ein Gleichlaufgelenk, mit dem Halter 32 gekuppelt ist. Die Antriebswelle wird abhängig von der Teilungsbewegung oder Drehbewegung des Werkstücks angetrieben, so daß die Hin- und Herbewegung der Pinole der Werkzeugspindel auf die Teilungsbeweu gung oder Drehbewegung der Werkstückspindel abgestimmt ist. ^

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Wird die Leitung 50 abgesperrt und damit der Zylinderraum 48 abgeschlossen oder werden beide Leitungen 49, 50 abgesperrt, dann ist die Kolbenstange mit dem Bund 43 festgelegt. Die Druckfeder 42 stützt sich so an einem Festpunkt ab und drückt über Platte 4l, Druckschraube 51> Lagerkörper 53 und Rolle 30 die Pinole 40 gegen den Antriebsnocken 31· Die Pinole folgt der Kontur des sich drehenden Antriebsnockens, so daß die Werkzeugspindel die für das Werkzeug erforderliche hin- und hergehende Längsbewegung ausführt. Wird der Zylinderraum 47 drucklos gemacht und erhält der Zylinderraurn 48 Druckmittel, dann wandert der Kolben 45 gemäß Fig. 4 nach links. Der Absatz 54 stößt gegen die Platte 4l und zieht die Pinole vom Werkstück ab, so daß das Werkstück ausgewechselt werden kann. Dreht man an der Druckschraube 51» so stellt man damit die Pinolc 40 bzw. das Werkzeug 29 relativ zum Antriebsnocken und auch relativ zum Werkstück ein.

Stirn- oder Glockenfräser werden in die Werkzeugspindel 27 axial eingespannt, wie in den Figuren 2 und 4 gezeigt ist. Werden Fingerfräser verwendet, dann wird er mit einem Winkelkopf an der Nase der Werkzeugspindel eingespannt, so daß seine Drehachse rechtwinkelig oder in einem anderen geeigneten Winkel zur Achse der Werkzeugspindel gerichtet ist.

Die Einstellung der geneigten Lage des Werkzeugspindelkastens und damit des Werkzeugs zur Werkstückspindel erfolgt dadurch, daß der Werkzeugspindelkasten auf der schiefen Ebene 17 gedreht und festgespannt wird und dann der Schieber l4 im Gehäuse so gedreht und festgeklemmt wird, daß das Werkzeug die gewünschte Lage relativ zum Werkstück einnimmt. So kann die Werkzeugspindol

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eine Winkellage einnehmen, wahlweise zwischen der Horizontalen bis zu dem Winkel, den die schiefe Ebene maximal aufweist. Mit dem Unterschlitten 8 wird folgender Zweck erfüllt. Auf dem Maschinengestell 1 kann neben dem Werkstückschlitten 2 mit dem Werkstückspindelstock 3 ein zweiter Schlitten mit Spindelstock aufgestellt werden. In Fig. 3 ist das Maschinengestell entsprechend groß gezeichnet aber nicht der zweite Spindelstock mit Schlitten und Schlittenführung. Bei einer solchen Anordnung kann der Unterschlitten mit den Werkzeugen zwischen den beiden Werkstückspindeln - von hydraulischen Mitteln 36 angetrieben - hin- und herpendeln, wobei an dem jeweils freien Werkstückspindelstock das Werkstück gewechselt wird. Kommt ein derartiges Verfahren an der Maschine nicht in Frage, dann kann der Unterschlitten fortfallen.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Werkstückes 6, das mit einer Vorrichtung nach der Erfindung bearbeitet wird. Das Werkstück - im Beispiel ein Innenzahnkranz - ist mit einer Anzahl Zähnen 55 versehen, zwischen denen mehr oder weniger große Lücken 56, 57 freigelassen sind. Während die Bearbeitungskanten 58 an den Zahnenden unter den Grundkreis 59 ragen, soll dieser Grundkreis im Bereich der Zahnlücken 56, 57 unberührt bleiben. Um das zu erreichen ist folgende Vorrichtung vorgesehen. Der Lagerkörper 53 ist mit einer Längsnut 60 versehen, die auf dem dem Antriebsnocken Jl abgekehrten Ende einen Absatz 6l bildet. In dem Werkzeugspindelkasten 18 bzw. 19 ist ein Riegel 62 rechtwinkelig zur Bewegungsrichtung des Lagerkörpers 53 längsverschiebbar geführt und zwar so, daß er in die Längenut 60 eingreifen kann. Am freien Ende ist der Riegel 62 mit einem Riegel-

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kolben 63 versehen, der in einem Riegelzylinder 64 dicht geführt ist. Riegelkolben und Riegelzylinder bilden Kammern 651 66, die über Leitungen 67, 68 mit Druckmittel, Öl oder Luft od. dgl., beschickt werden können. Das Druckmittel in einer der beiden Kammern kann auch durch eine Feder ersetzt sein.

Auf der Werkstückspindel k sind auswechselbar soviel Steuernocken 69, 70, wie Werkzeuge bzw. Werkzeugspindelkästen vorgesehen. Die Steuernocken wirken mit Abtastrollen 71» 72 zusammen, die zu Schaltern 73 gehören. Die Steuernocken stellen für jedes Werkzeug ein Modell der Zähnegruppen 55 und der Zahnlücken 56, 57 dar. Soll an einer der Zahnlücken nicht gearbeitet werden, dann werden die Kammern so beschickt, daß der Riegel der betreffenden Pinole in die Längsiiut einfällt. Dadurch wird mit der Druckfeder Ί2 der Absatz 6l gegen den Riegel 62 gedrückt. Die Pinole kann dem Antriebsnocken nicht folgen, das Werkzeug bleibt von dem Werkstück entfernt. Es folgt erst wieder dem Antriebsnocken, wenn der Steuernocken eine entsprechende Stellung eingenommen hat und der Riegel zurückgezogen ist.

Damit der Antriebsnocken bei einem ungünstigen Einstellen der Vorrichtung den Riegel nicht abbricht, ist für den Riegel nicht eine einfache Bohrung od. dgl. vorgesehen sondern die besagte Längsnut 60. So kann der Antriebsnocken 31 zwar die Pinole noch weiter von dem Werkstück fortdrücken aber der Absatz 6l mit Riegel 62 verhindern, daß die Pinole dem Antriebenocken auf das Werkstück hin folgt.

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Claims

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ANSPRUCHE

/1.J Vorrichtung zum spanabhebenden Bearbeiten der Zahnenden an Zahnrädern, bei der ein in einem Werkstückspindelstock drehbar aufgenommenes Werkstück von mindestens einem in einem Werkzeugspindelkasten eingespannten, sich drehenden Werkzeug in einer relativ zum Werkstück hin- und hergehenden Bewegung bearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß dir hin- und hergehende Bewegung des Werkzeugs (29) relativ y.um Werkstück (6 ) abhängig von oder parallel zur Drehung dos Werkzeugs (29) vorbestimmbar aussetzend gesteuert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daft für das vorwählbare Aussetzen der hin- und hergehenden Bewegung des Werkzeugs (29) relativ zum Werkstück ( 6 ) eine antreibbare Vorrichtung vorgesehen ist, die von einem Datenträger, z.B. Steuernocken (69) gesteuert wird, der abhängig von oder parallel zu der Werkstückspindel abläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung für die hin- und hergehend«; Bewegung des Werkzeugs relativ zum Werkstück mit einer Hemmung, z.B. Riegel (62) , versehen ist, die bzw. der von dem Datenträger (69) aus über die antreibbare Vorrichtung gesteuert wird.

ORIGINAL INSPECTED

k. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Hemmung, z.B. Riegel (62), hydraulisch oder pneumatisch antreibbar ist.

5. Vorrichtung für eine hin- und hergehende Bewegung des Werkzeugs relativ zum Werkstück, die von einem rotierenden Antriebsnockeii angetrieben wird nach Anspruch 1,2, 3 oder k, dadurch gekennzeichnet, daß die Hemmung, z.B. der Riegel (62)_t die hin- und hergehende Bewegung in Richtung auf den Antriebsnocken hin sperrt, die Bewegung in der entgegenge setzten Richtung aber frei läßt.

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