DE2752815C3 - Abwälzgetriebe für Maschinen zum Herstellen oder Prüfen von Evolventen-Zahnrädern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Abwälzgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiges Abwälzgetriebe ist durch die DE-OS 16 752 bekannt. Dabei ist aber der Übersetzerhebel nicht nur bezüglich des Schwenklagers, sondern auch relativ zu seinen beiden anderen Anlenkpunkten in Längsrichtung verschiebbar, um seinen Platzbedarf zu verringern und den an der Maschine verfügbaren Raum möglichst gut auszunützen. Denn bei der Bearbeitung bzw. Prüfung von Großzahnrädern mit Durchmessern von 1000 mm und mehr benötigt man Abwälzgetriebe mit Übersetzerhebeln, die sehr lang sind und in Anbetracht ihrer Schwenkbewegung einen großen Platzbedarf haben.

Durch dieses bekannte Abwälzgetriebe wird jedoch das Problem, daß der Übersetzerhebel dann, wenn nur kleine Zahnräder zu bearbeiten bzw. zu prüfen sind, einen unnötig großen Platzbedarf beansprucht, noch nicht vollbefriedigend gelöst.

Hiervon ausgehend, liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Abwälzgetriebe der bekannten Art dahingehend zu verbessern, daß es nach wie vor für größte Zahnräder oder Zahnkränze geeignet ist daß es jedoch bei der Bearbeitung relativ kleiner Zahnräder mit wesentlich geringerem Platzbedarf für den Übersetzerhebel auskommt ohne daß dabei die Stabilität einzelner Bauteile beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst

Die Erfindung setzt in der Erkenntnis an, daß der Übersetzerhebel maßgeblich für den Platzhedarf und die Sperrigkeit der Konstruktion ist Durch die teleskopartige Ausbildung werden die bisher in Kauf genommenen seitlichen Oberstände des Hebels und die Aussparungen im Maschinenbett um dem Hebel die notwendige Bewegungsfreiheit zu sichern, völlig beseitigt. Der Übersetzerhebel kann nach wie vor stufenlos an den jeweiligen Zahnraddurchmesser angepaßt werden, er weist jedoch vom kleinsten bis zum größten Zahnrad nur die effektiv benötigte Länge auf. Außerdem erübrigt sich hierdurch eine bei sehr großen Übersetzerhebeln notwendige Abstützung des überstehenden Hebelendes, zumal das andere Hebelende unverschiebbar am Hilfsschlitten angelenkt ist

Zweckmäßigerweise ist das als Verlängerung fungierende Teilstück des Übersetzerhebels in einer Rollenführung od. dgl. des anderen, am Hilfsschlitten angelenkten Teilstückes geführt um die erforderliche Leichtgängigkeit und Spielfreiheit sicherzustellen. Damit nach dem Einstellen eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses jedes Spiel zwischen den beiden Teilstücken des Übersetzerhebels ausgeschlossen ist, empfiehlt es sich, daß die beiden Teilstücke miteinander verklemmbar sind.

Für die konstruktive Ausbildung der beiden Teilstükke des Übersetzerhebels bestehen verschiedene Möglichkeiten. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das als Verlängerung fungierende Teilstück wie an sich bekannt einen U-förmigen Querschnitt aufweist und das andere Teilstück damit teilweise umgibt

Schließlich ist es noch zweckmäßig, daß nicht nur das am Hilfsschlitten angelenkte Tdlstück, sondern auch das andere Teilstück des Übersetzerhebels in dem Schwenklager in Längsrichtung verschiebbar geführt ist

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben; dabei zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellte Maschine und

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Übersetzerhebel im Bereich des Schwenklagers.

Ein Werkzeugschlitten 1 ist auf zwei Führungen 2 tangential zu dem Zahnrad 3 verschiebbar geführt An seiner dem Zahnrad abgewandten Seite befindet sich ein an den Werkzeugschlitten 1 angekoppelter Hilfsschlitten 4, der auf Führungen 5, die parallel zu den Führungen 2 laufen, verschiebbar geführt ist Der Hilfsschlitten weist eine Verlängerung 4a auf, mit der er an den Übersetzerhebel 6 angelenkt ist

Der Übersetzerhebel 6 besteht aus einem inneren Teilstück 6a mit etwa rechteckigem Querschnitt, das an seiner Grundfläche und an seinen beiden Seitenflächen von einem als Verlängerung fungierenden U-förmigen Teilstück 6b umgeben ist. Der Hebel kann statt dessen jedoch auch aus geschlossenen Teilstücken mit beispielsweise rechteckigem oder rundem Querschnitt aufgebaut sein.

Das U-förmige Teilstück 6b ist relativ zum inneren Teilstück 6a in Längsrichtung verschiebbar; für die Längsführung kann eine Gleit- oder Rollenlagerung verwendet werden. Die innere Endlage des Teilstückes 66 wird von einem Anschlag 7 des inneren Teilstückes 6a begrenzt. Auf die weitere Endlagenbegrenzung des Kebelteiles 6b wird weiter unten eingegangen.

Der Obersetzerhebel ist einerseits an die Verlängerung 4a des Hilfsschlittens 4, andererseits an einen Wälzschlitten 8 angelenkt, der seinerseits in Längsführungen 9 und 10 parallel zu den Schlitten 1 und 4 verschiebbar ist. Die Verbindung des Obersetzerhebels erfolgt einerseits durch ein Drehgelenk 11 zwischen der Verlängerung 4a und dem inneren Teilstück 6a, andererseits durch ein Schwenklager 12 zwischen dem Wälzschlitten 8 und dem Teilslück 6b, wobei sowohl das Teilstück 6a als auch das Teilstück 6b verschiebbar in dem Schw«nklager 12 geführt sind. Die Drehachse des Obersetzerhebels 6 wird durch ein ortsfestes Schwenklager 13 definiert, in dem der Obersetzerhebel ebenfalls in Längsrichtung verschiebbar geführt ist. Das Schwenklager 13 ist ähnlich wie das Lager 12 gestaltet und umfaßt das U-förmige Teilstück 6b im Schiebesitz. Die über den Lagern 12 und 13 befindlichen Führungen können zur Vermeidung von Spiel mit den Teilstücken des Obersetzerhebels verspannt werden, nachdem das richtige Übersetzungsverhältnis eingestellt wurde.

Um ein Herausrutschen des U-förmigen Teilstückes 6b aus den Schwenklagern zu verhindern, ist jeweils ein überstehender Kragen an beiden Enden des Teils aickes vorgesehen, der mit dem einen oder dem anderen Schwenklager in Anlage kommt.

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch den Übersetzerhebel und sein Schwenklager 13. Das U-förmige Teilstück 6b des Übersetzerhebels sitzt in einer etwa U-förmigen Auflage 13a, in der es längsverschiebbar geführt ist. Die Auflage 13a weist ihrerseits einen nach unten ragenden Zapfen 136 auf, der in einer Lagerhülse 20 des Maschinenbettes 19 mit vertikaler Drehachse gelagert ist. Zur Reibungsverminderung sind zwischen der Auflage und ihrem Zapfen einerseits und der Lagerhülse andererseits Kugellager 21 und 22 angeordnet.

Der Wälzschlitten 8 verfügt über ein angelenktes Wälzlineal 14. das parallel zu den Führungen 9 und 10 läuft. Es liegt tangential an einem Wälzzylinder 15 an, und zwar an dessen dem Werkzeugschlitten 1 abgewandten Seite. Wird hingegen der Übersetzerhebel als einarmiger Hebel ausgebildet, so greift das Wälzlineal an der dem Werkzeugschlitten zugewandten Seite des Wälzzylinder« an. Das freie Ende des Wälzlinesls wird durch eine schematisch dargestellte Andrückrolle 16 gegen den Wälzzylinder 15 gedruckt, so daß eine schlupffreie Verbindung entsteht. Eine Verschiebung des Hilfsschlittens 4 in Richtung des Pfeiles A führt scmit zu einer Verschiebung des Wälzlineals 14 und damit zu einer Verdrehung dec Wälzzylinders 15 und des mit ihm drehfest verbundenen Zahnrades 3.

Um die Position des Werkzeugschlittens 1 an die jeweilige Größe des Zahnrades 3 anzupassen, sind seine Führungen 2 und ebenso die Führungen 5 des an ihn angekoppelten Hilfsschlittens 4 auf einem Durchmesjer-Zustellschlitten 17 angeordnet. Der Zustellschlitten 17 ist längs Führungen 18 des Maschinenbettes 19 in Richtung des Pfeiles B verschiebbar. Bei der radialen Einstellbewegung wird der Übersetzerhebel 6 in an sich bekannter Weise mitgenommen, wodurch sich das Übersetzungsverhältnis zwischen der Verschiebung des Werkzeugschlittens 1 einerseits und des Wälzfineals 14 andererseits an den jeweiligen Wälzkreisdurchmesser des eingespannten Zahnrades anpaßt.

Durch die erfindungsgemäße teleskopartige Ausbildung des Hebels 6, der selbstverständlich auch über mehr als nur eine Verlängerung verfügen kann, ergibt sich der Vorteil, daß der Übersetzerhebel bei kleinen Zahnrädern ineinandergeschoben wird, wobei sich eine Verkürzung von etwa 40% ergibt Um den Vergleich

ίο mit den bisher starren Übersetzerhebeln zu verdeutlichen, ist in gestrichelten Linien der Übersetzerhebe! in seiner ausgefahrenen Lage dargestellt Man erkennt, daß der Hebel nicht nur viel zusätzlichen Platz, sondern wegen der erheblichen Länge des überstehenden

Hebelteiles auch eine zusätzliche Abstützung benötigen würde.

Wie eingangs erwähnt, eignet sich das erfindungsgemäße Prinzip sowohl für Maschinen zum Herstellen als auch zum Prüfen von Evolventen-Zahnrädern. Da die letztgenannte Möglichkeit besonders vorteilhaft ist sei hierauf näher eingegangen. Der Werkzeugschlitten 1 trägt in diesem Fan einen vorstehende!» Meßtaster la, mit dem die Evolventenform und auch die Zahnschräge geprüft werden können. Bei der Evolventenprüfung werden die beiden Schlitten 1 und 4 starr miteinander verbünde·! und — nachdem der radiale Abstand so eingestellt wurde, daß der Taster in der Grundzylinder-Tangentialebene der zu prüfenden Verzahnung liegt — horizontal verschoben. Die Verschiebung bewirkt eine

Verschwenkung des Übersetzerhebels 6 um seine Achse 13, so daß das Wälzlineal 14 um eine zum Werkzeugschlittenweg proportionale Strecke verschoben wird. Durch Reibung wird der Wälzzylinder 15 und mit diesem das Zahnrad 3 um das notwendige Maß gedreht:

Der Taster la beschreibt relativ zum Zahnrad 3 eine evolventenförtnige Bahn. Abweichungen des Zahnprofils von der exakten Evolvente führen zu einer Auslenkung des elektronischen Tasters, die in einer Registriervorrichtung zum Aufzeichnen der Fehlcrkurve festgehalten wird.

Zur Prüfung der Zahnschräge wird in an sich bekannter Weise (vergl. DE-OS 24 60 446) eine winkeleinstellbare Geradführung im Hilfsschlitten 4 auf den Grundschrägungswinkel des zu prüfenden Zahnrades eingestellt. In diese Geradführung des Hiffsschlittens greift ein mit dem Taster verbundener Kuiissenstein ein, so daß Vertikalverschiebungen des Tasters zu einer Horizontalverschiebung des Schlittens 4 führen. Der Werkzeugschlitten 1 wird in jener Stellung fixiert, bei welcher der Taster la die Zahnflanke an der gewünschten Profilstelle berührt. Zum Messen bewegt sich der Taster la in einer nicht näher gezeigten Vertikalrührung des Schlittens 1 und somit auch der in die Schrägführung des Hilfsschlittens 4 eingreifende Kulissenstein in vertikaler Richtung, so daß der Hilfsschlitten 4 entsprechend dem Neigungswinkel seiner Führungsbahn relativ zu dem ortsfesten Schlitten 1 verschoben wird. Diese Verschiebung bewirkt über den Übersetzerhebel 6. das Wälzlineal 14 und den Wälzzylinder 15 die der Schraubenlinie entsprechende Drehung deb Zahnrades: Der Taster bewegt sich somit längs einer Zahnlinie auf- oder abwärts.

Der Antrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann entweder am Wälzzylinder 15, am Schlitten 4 oder aber am Schwenklager 13 erfolgen. Hier bieten sich dem Fachmann an sich bekannte Lösungen an. Auch kann, um bei hohen Übersetzungsverhältnissen die lokale Einleitung großer Antriebskräfte zu vermeiden, wahl-

weise mit zwei verschiedenen Antrieben gearbeitet werden.

Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schleifen von Zahnrädern verwendet, so trägt der Werkzeugschlitten 1 anstelle des Meßtasters eine rotierende Schleifscheibe. Handelt es sich dabei um eine Profilscheibe, so wird der Werkstückschlitten in Querrichtung fixiert, so daß die Scheibe vertikal auf- und abfährt. Dabei wird wie bei der Zahnschrägenprüfung der Hilfsschlitten 4 verschoben, so daß sich das Zahnrad entsprechend dem Zahnschrägungswinkel verdreht. Wird hingegen eine doppelkegelige Schleifscheibe mit Zahnstangenquerschnitt verwendet, so werden die beiden Schlitten 1 und 4 miteinander verbunden. Um der Scheibe die auf- und abgehende Hubbewegung zu ermöglichen, verfügt der Werkstückschlitten 1 über eine Führungsbahn, deren Neigung der Zahnschräge des zu bearbeitenden Zahnrades entspricht. Die Scheibe selbst ist ebenso wie bei der vorbeschriebenen Bearbeitung mittels einer Profilscheibe in Zahnschrägenrichtung eingeschwenkt. Ein an den Schlitten 1,4 oder 8 und/oder am Zahnrad wirkender Antrieb erzeugt die Wälzbewegung zwischen Schleifscheibe und Zahnrad, die sich der I lubbewegung der Schleifscheibe überlagert.

Auch sei der Vollständigkeit halber darauf hingewiesen, daß die teleskopartige Ausbildung des Übersetzerhebeis auch in denjenigen Fällen zweckmäßig ist, wo er nicht als zweiarmiger Hebel wie in den Ausführungsbeispielen, sondern als einarmiger Hebel ausgebildet ist, wo also der Drehpunkt nicht zwischen den Schlitlenanlenkpunkten, sondern am Hebelendc liegt. Dabei muß das Wälzlineal auf der anderen Seite des Wälzzylinders 15. also an der dem Werkzeugschlitten I zugeordneten Seite angreifen, damit sich der richtige Drehsinn für das Zahnrad ergibt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Abwälzgetriebe für Maschinen zum Herstellen oder Prüfen von Evolventen-Zahnrädern, wobei das Zahnrad eine Drehbewegung um seine ortsfeste Achse erfährt, während das Werkzeug eine hierauf abgestimmte Linearbewegung durchführt, in deren Verlauf ein Hilfsschlitten in einer zur Werkstückachse senkrechten Ebene verschoben wird und dieser Hilfsschlitten über einen einerseits an ihm angelenkten, in einem ortsfesten Schwenklager gelagerten Obersetzerhebel veränderlichen Obersetzungsverhältnisses und einen damit andererseits am Ober-, setzerhebel angelenkten Wälzschlitten, der parallel zum Hilfsschlitten geführt ist, das Zahnrad verdreht, wobei der wirksame Hebelarm des Obersetzerhebels zwischen dessen Anlenkpunkt am Hilfsschlitten und dem Schwenklager durch Verschiebung des Übersetzerhebels bezüglich des Schwenklagers verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Obersetzerhebel (6) aus zumindest zwei teleskopaytig gegeneinder bewegbaren Teilstücken (6a; 6b) besteht, wobei wenigstens das am Hilfsschiitten (4) angelenkte Teilstück (6a) im Schwenklager (13) verschiebbar ist

2. Abwälzgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilstück (6b) in einer Rollenführung od. dgl. des Teilstückes (6a) geführt ist

3. Abwälzgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilstück (6b) mit dem Teilstück (6a,) verklemmbar ist

4. Abwälzgetriebe nach rnem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilstück (6b) wie an sich beko mt einen U-förmigen Querschnitt aufweist und das Teilstück (6a,) teilweise umgibt.

5. Abwälzgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Teilstück (6b) in dem Schwenklager (13) in Längsrichtung verschiebbar geführt ist.