DE3402724C2

DE3402724C2 - Vorrichtung zum Feinbearbeiten der Verzahnung von gerad- oder schrägverzahnten Zahnrädern

Info

Publication number: DE3402724C2
Application number: DE19843402724
Authority: DE
Inventors: Manfred 8031 Puchheim Erhardt; Walter 8031 Eichenau Freundl; Josef 8000 München Lohrer; Herbert 8250 Dorfen Loos; Udo Dr.-Ing. 8031 Wessling Schapp; Karl-Josef 8880 Dillingen Schäferling
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Hurth Maschinen und Werkzeuge 8000 Muenchen GmbH
Priority date: 1984-01-27
Filing date: 1984-01-27
Publication date: 1987-01-08
Also published as: JPH03172B2; DE3402724A1; JPS60180714A

Abstract

Vorrichtung zum Herstellen oder Bearbeiten von gerad- oder schrägverzahnten Zahnrädern mit einem hyperboloidisch oder globoidisch oder ähnlich geformten verzahnten Werkzeug, das eine abrasive oder ähnliche Oberfläche aufweist und das eine solche axiale Abmessung hat, daß es die ganze Breite der Werkstückverzahnung überdeckt, wobei sich die Achsen von Werkstück und Werkzeug kreuzen und wobei das Werkstück und das Werkzeug mit einem Führungsgetriebe gekuppelt ist. Die Werkstück-Werkzeug-Paarung und das Führungsgetriebe haben jeweils einen eigenen (separaten) Achskreuzpunkt. Zwischen der Werkstück-Werkzeug-Paarung und dem Führungsgetriebe können Wechselräder vorgesehen sein.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Hauptanspruches beschrieben ist.
Der Zweck der Vorrichtung nach dem Hauptpatent ist, die Möglichkeit zu geben, gehärtete Zahnräder oder solche aus hartem Material schnell zu bearbeiten, wobei eine hohe Oberflächengüte und Verzahnungsqualität gewährleistet sein soll.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, die Merkmale aufweist, welche ebenfalls im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufgeführt sind.
Unter "abrasiver Oberfläche" ist dabei eine spanabhebende Oberfläche des Werkzeugs gemeint, die keine einheitlich gerichteten Schneidkanten od. dgl. aufweist. Darunter fallen alle Werkzeuge mit körniger Arbeitsfläche, z. B. Schleifwerkzeuge, aber auch Werkzeuge für elektrolytische oder elektroerosive oder elektrochemische Materialabtragung. (Nicht darunter fallen beispielsweise Schabzahnräder.)
Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 arbeitet in der Weise, daß nur jeweils eine Seite der Werkzeugzähne an der Gegenflanke der Werkstückzähne anliegt. Auf der anderen Zahnseite ist Zahnspiel vorhanden. Während des Bearbeitungsvorganges kann die Zahnseite gewechselt werden. Die Führungsräder können spielfrei laufen. Vorteilhaft kann es aber sein, insbesondere wenn das Werkzeug durch eine Achsabstandsänderung zugestellt wird, die Führungsräder ebenfalls mit Zahnspiel laufen zu lassen, und zwar in der Weise, daß, bezogen auf die Werkstück-Werkzeug-Paarung, die andere Zahnseite anliegt. So wird erreicht, daß sowohl die Werkstück-Werkzeug- Paarung als auch die Führungsrad-Paarung mit Zahnspiel laufen, das Gesamtgetriebe aber spielfrei. Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 arbeitet praktisch ohne Längsvorschub. Es können für die Führungsräder außer Zahnrädern unter Umständen auch Reibräder oder Reibscheiben od. dgl. verwendet werden, deren Herstellung verhältnismäßig einfach ist. Es ist lediglich darauf zu achten, daß sie die richtige Übersetzung aufweisen.
Bei einer Vorrichtung nach dem Hauptpatent ist für die Werkstück-Werkzeug-Paarung und für die Führungsradpaarung lediglich ein einziger Ort vorgesehen, an welchem sich die Achsen im Abstand kreuzen, genannt Achskreuzpunkt oder gemeinsame Normale. Eine bestimmte Lage für den Achskreuzpunkt ist zwar nicht vorgeschrieben, d. h. er kann innerhalb der Zahnbreite von Werkstück oder Führungsrad liegen oder außerhalb der Verzahnung, z. B. zwischen den genannten Rädern; es bleibt aber, daß durch diesen gemeinsamen Achskreuzpunkt die Gestaltung der Vorrichtung Beschränkungen unterliegt. Auch kann das Werkzeug oder ein Führungsrad oder beide sehr kompliziert werden. Liegt beispielsweise der Achskreuzpunkt innerhalb der Werkstück-Werkzeug-Paarung, dann ist das Werkzeug verhältnismäßig einfach, die Führungsräder sind aber sehr kompliziert, weil sie eine Kombination sein müssen aus einem Zahnrad für gekreuzte Achsen und einem Kegelrad.
Der Erfindung liegt als Aufgabe eine Vorrichtung zugrunde, die einfacher gestaltet werden kann, die einfacher umgerichtet werden kann und bei der das Werkzeug oder/und die Führungsräder einfacher sind.
Diese Aufgabe wird mit einer eingangs beschriebenen Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 aufweist.
Die Erfindung kann mit den Merkmalen des Anspruchs 2 günstig weiter ausgestaltet werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
Die Erfindung ist anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel für eine Vorrichtung nach der Erfindung schematisch.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Ausgestaltung durch ein Differential.
Fig. 3 zeigt schematisch als Detail das Differential der Vorrichtung nach Fig. 2 im Schnitt.
Bei allen Beispielen sind lediglich die Elemente gezeichnet, auf die es bei der Erfindung ankommt. Lager, Vorschubmittel und andere Teile, die bei Werkzeugmaschinen üblich sind, wurden nicht gezeichnet.
Ein Werkstück 2, ein zu bearbeitendes Zahnrad, ist auswechselbar auf einer Werkstückspindel 1 aufgespannt. Die Spanneinrichtung ist bekannt und daher nicht gezeichnet. Das Werkstück wird mit einem Werkzeug 603 bearbeitet, das auswechselbar auf einer Werkzeugspindel 604 gespannt ist. Die Achsen von Werkstück und Werkzeug bzw. ihrer Spindeln kreuzen sich im Abstand. Die sich kreuzenden Achsen haben eine Normale gemeinsam, die auf den beiden Achsen senkrecht steht, sie wird in der Praxis als Achskreuzpunkt bezeichnet. Im Beispiel der Fig. 1 liegt der Achskreuzpunkt 605 innerhalb der Verzahnung; das ist aber nicht Bedingung, er kann auch außerhalb liegen. Das Werkzeug umgreift das Werkstück hyperboloidisch oder globoidisch oder ähnlich. Die Zähne des Werkzeugs berühren die Zähne des Werkstücks nur jeweils auf einer Seite, auf der Rückflanke ist jeweils Flankenspiel vorhanden. Mit der Vorrichtung wird im Tauchverfahren, also ohne Längsvorschub, gearbeitet; daher sind die Zähne des Werkzeugs mindestens so breit wie die Zähne des Werkstücks. Die Zähne des Werkzeugs weisen mindestens an den arbeitenden Zahnflanken eine abrasive Oberfläche auf.
Auf der Werkstückspindel 1 sitzt ein erstes Führungsrad 606, das mit einem zweiten Führungsrad 607 kämmt. Letzteres sitzt auf einer Antriebswelle 608. Die Achsen der Führungsräder kreuzen sich im Abstand und bilden so einen zweiten Achskreuzpunkt 609. Jedes der beiden Räderpaare 2, 603 bzw. 606, 607 hat also einen separaten Achskreuzpunkt. Die Antriebswelle 608 ist einerseits mit einem Motor 610 gekuppelt, der für beide Drehrichtungen umschaltbar ist. Auf dem freien Ende der Antriebswelle sitzt auswechselbar ein Wechselrad 611, das mit einem Zwischenrad 612 kämmt. Dieses greift in ein zweites Wechselrad 613 ein, das auswechselbar am freien Ende der Werkzeugspindel sitzt. Bei dieser Vorrichtung braucht die Übersetzung des Führungspaares 606, 607 nicht mit der Übersetzung der Werkstück-Werkzeug-Paarung übereinzustimmen. Wichtig ist lediglich, daß die Übersetzung des Gesamtgetriebes, das aus den Führungsrädern und den Wechselrädern gebildet ist, mit dem Übersetzungsverhältnis des Werkstück-Werkzeug-Paares übereinstimmt. Wird also ein anderes Werkstück bearbeitet, also das Werkstück-Werkzeug-Paar gewechselt, kann das Führungsradpaar das gleiche bleiben, es brauchen nur die einfacheren Wechselräder 611, 612, 613 gewechselt zu werden. Voraussetzung ist allerdings, daß die Achskreuzwinkel die gleichen bleiben.
Am freien Ende der Werkstückspindel 1, ist eine Bremse 614 vorgesehen. Auf der Werkzeugspindel 604 sitzt eine schaltbare Kupplung 615.
Die zu bearbeitende Zahnflanke wird gewechselt durch Drehrichtungswechsel des Motors 610, geeignetes Schalten der Kupplung 615 und Betätigen der Bremse 614. In der Vorrichtung sind die Werkzeugspindel 604 und die Antriebswelle 608 so im nicht gezeichneten Gestell gelagert, daß der Achskreuzwinkel zur Werkstückspindel 1 gewählt werden kann.
In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 wird das Werkstück 521 nur von einem Werkzeug 522 bearbeitet. Dieses Werkzeug ist so gestaltet, wie es im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde. Das Werkstück sitzt auswechselbar auf einer Werkstückspindel 523, das Werkzeug 522 auswechselbar auf einer Werkzeugspindel 524. Am freien Ende der Werkzeugspindel 524 ist ein Motor 525 vorgesehen. Am freien Ende der Werkstückspindel 523 sitzt auswechselbar ein Führungsrad 526, das mit einem zweiten Führungsrad 527 kämmt. Die Achsen von Werkstück und Werkzeug einerseits und der Führungsräder andererseits kreuzen sich im Abstand. Jedes der genannten Getriebe hat einen eigenen (separaten) Achskreuzpunkt ( gemeinsame Normale) 537, 538. Das zweite Führungsrad 527 sitzt auswechselbar auf einer Welle 528. Die beiden Getriebe 521, 522 bzw. 526, 527 haben gleiche Übersetzungsverhältnisse.
Die Werkzeugspindel 524 und die Welle 528 sind mittels eines Umschlingungsgetriebes 529, das als Differential wirkt, miteinander verbunden. Das Umschlingungsgetriebe besteht im wesentlichen aus einer Zahnscheibe 530, die auf einer Welle 528 sitzt, und einer zweiten Zahnscheibe 531, die auf der Werkzeugspindel 524 sitzt, beide werden umschlungen von einem Zahnriemen 532. Zwischen den Zahnscheiben ist ein Spannbügel 533 so angeordnet, daß er den Zahnriemen umgreift. Er ist rechtwinkelig zu den Achsen der Zahnscheiben 530, 531 verschieblich gelagert und mit einem Motor 534 hierzu antreibbar. In dem Spannbügel sind zwei Rollen 535, 536 gelagert, von denen jeweils eine je nach Stellung des Spannbügels außen an dem Zahnriemen anliegt und diesen durchbiegt. Durch Wechseln der wirksamen Spannrolle, d. h. durch Wechseln des durchgebogenen Trumms des Zahnriemens wird den Wellen 524, 528 eine Zusatzdrehung erteilt mit der wahlweise die eine oder die andere Seite der Werkzeugzähne an den Werkstückzähnen zur Anlage gebracht werden.
Die Erfindung ist bei entsprechender Gestaltung auch zum Herstellen von innenverzahnten Werkstücken oder mit innenverzahnten Werkzeugen verwendbar.

Claims

1. Vorrichtung zum Feinbearbeiten der Verzahnung von gerad- oder schrägverzahnten Zahnrädern durch Abwälzen mit einem zahnradartigen Werkzeug, das eine abrasive, d. h. keine einheitlich gerichteten Schneidkanten aufweisende Oberfläche besitzt und hyperboloidisch oder ähnlich geformt ist mit einer solchen axialen Abmessung, daß es von einer Stirnseite der Werkstückverzahnung bis zur anderen im Eingriff steht, mit einer Werkstückspindel, die das Werkstück und ein erstes Führungsrad trägt, und einer unter gekreuzten Achsen dazu angeordneten Werkzeugspindel, die trieblich mit einem zweiten Führungsrad verbunden ist, wobei sowohl das Werkstück und das Werkzeug als auch die Führungsräder mit Flankenspiel in einem solchen kämmenden Zahneingriff stehen, daß bei dem Werkstück- Werkzeug-Paar jeweils lediglich die rechten oder die linken Zahnflanken anliegen, während bei den Führungsrädern die jeweils anderen Zahnflanken anliegen, und wobei die Rechtsflanken und die Linksflanken am Werkstück nacheinander durch Flankenwechsel bearbeitet werden, wobei sowohl das Werkzeug bzw. das zugehörige Führungsrad als auch das Werkstück bzw. das zugehörige Führungsrad mit einem Antriebsmotor und/oder einer Bremse gekuppelt sind, die in Abhängigkeit voneinander gesteuert sind, und wobei die Verbindung zwischen dem Werkzeug und dem zugehörigen Führungsrad und/oder die Verbindung zwischen dem Werkstück und dem zugehörigen Führungsrad mittels einer Trennkupplung lösbar ist, nach Patent 33 04 980, dadurch gekennzeichnet, daß für die Werkzeug-Werkstück-Paarung (2, 603) und für die Führungsrad- Paarung (606, 607) jeweils ein gesonderter Achskreuzpunkt (gemeinsame Normale) (605, 609) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Werkstück-Werkzeug-Paarung (2, 603) und der Führungsrad-Paarung ( 606, 607) ein Wechselradgetriebe (611, 612, 613) vorgesehen ist.