DE369801C

DE369801C - Maschine zur Herstellung von Zahnraedern, Schraubenraedern o. dgl. nach einem Abwaelzverfahren

Info

Publication number: DE369801C
Application number: DEW57694D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1923-02-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Maschinen zur Herstellung von Zahnrädern, Schraubenrädern o. dgl. durch Fräsen, Hobeln, Aufreiben oder Schleifen nach einem Ahwälzverfahren, hei welchem während des Verzahnen» eine relative Rolll ewegung zwischen Werkstück und Werkzeug stattfindet.

Insi:esonders kommen al:er diejenigen Maschinen dieser Gattung in Betracht, bei welchen die erwähnte rollende oder drehende Bewegung durch ein Lenkstangensystem erzielt wird.

Die bisher bekannt gewordenen Lenkstangensysteme weisen den Nachteil auf, daß für

'5 ungleich große Rollkreise eine Reihe Einstellungen der Lenkstangen erforderlich sind, wobei die Genauigkeit der rollenden Bewegung von derjenigen Genauigkeit unmittelbar abhängig ist, mit der die betreffende Einstellung vorgenommen worden ist, d. h. von derjenigen Genauigkeit, mit der die wirksame Länge der einzelnen Lenkstangen bestimmt wird.

Vorliegende Erfindung bezweckt, bei derartigen Maschinen mit einem und demselben Lenkstangensystem eine richtige rollende Bewegung der Räder in innerhalb weiter Grenzen beliebig gewählten Teilkreisen oder Rollkreisen zu ermöglichen. Sie kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, daß das Werkzeug mit Bezug auf das Werkstück in der Rollrichtung des letzteren derart proportional der Verschiebung des Werkstückes verschoben wird, daß die Längen der erwähnten Verschiebungen sich zueinander verhalten wie der Unterschied zwischen den Halbmessern der Rollkreise des j Lenkstangensystems und des Werkstückes sich : zu dem Halbmesser des Rollkreises des Lenk- | stangensystems verhält. Es ist heim vorlie- ' genden Lenkstangensystem für verschiedene ; Rollkreise mithin nur eine einzige Einstellung erforderlich, und zwar diejenige einer Ausgleichslenkstange, wobei gleichzeitig die wirksame Länge der beiden eigentlichen Lenkstangen entsprechend dem neuen Rollkreis vollkommen selbsttätig bestimmt wird. Irgend- ^!

einer Ausführungseine Gefahr eines Fehlers der Abwälzhemessung, beruhend auf irrtümlicher Bestimmung der einzelnen Lenkstangenlängen, ist so-. mit beim vorliegenden neuen Lenkstangensystem praktisch ausgeschlossen. ■ Eine besonders vorteilhafte Ausführung des Lenkstangensystems gemäß vorliegender Erfindung besteht darin, daß der das Werkzeug tragende Maschinenteil gelenkig mit einem Doppelhe':el verbunden ist, dessen eines Ende ·">? eine feste Führung hat, und dessen anderes Ende durch den das Werkstück tragenden Maschinenteil geführt wird, wobei der Drehpunkt des Hebels auf einer mit der Rollrichtung parallelen Tangente an dem Rollkreis des frfraglichen Werkstückes liegen soll.

Die Erfindung ist in
form in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigen

Abb. ι ein bekanntes Lenkstaiigensysteni in ⁶S schematischer Darstellung,

Abb. 2 eine Ausführung eines Lenkstangensystems nach der Erfindung in schematischer Darstellung,

Abb. 3 eine Aufsicht auf eine mit einem Lenkstangensystem nach Abb. 2 ausgerüstete Maschine zur Herstellung zylindrischer Zahnräder,

Abb/. 4 eine Seitenansicht der in der Abb. 3 dargestellten Maschine, teilweise im Schnitt.

In Abb. ι ist das bekannte Lenkstangensystem dargestellt, mit dessen Hilfe dem Teilzylinder C des zu verzahnenden Werkstückes eine Rollbewegung auf der E<:ene P erteilt werden soll, welche die Teilebene der ideellen 8·· Zahnstange ist, durch deren Verschiebung bekanntermaßen die Erzeugung des Evolventeprofils erfolgt. Das Lenkstangensystem besteht aus einer mit der Zylinderachse χ fest verbundenen Lenkerstange oder Kurbel a, 8 ή deren Länge gleich dem Halbmesser des Zylinders C ist. Eine Lenkerstange b, die eine im Verhältnis zur Achse χ feste Drehachse Jr₁ hat, ist mit dem freien Ende a_± der Kurbel α sowie mit dem festen Punkte O so verbunden, daß

sie um Ct₁ und O schwingbar und in ihrer Längsrichtung verschiebbar ist. Dieser Punkt O ist der Ausgangspunkt der rollenden Bewegung des Teilzylinders C. Die Drehachse x¹ der Lenkstange b befindet sich stets auf der durch den jeweiligen Rollpunkt bzw. Berührungspunkt ο und die Zylinderachse χ gehenden Geraden L. Die beiden Drehachsen χ und X₁ können in einem in der Rollrichtung

ίο beweglichen Schlitten befestigt sein, bei dessen Bewegung dem Zylinder C eine Bewegung im \^rerhältnis zur Ebene P mit Hilfe des Lenkstangensystems a, b erteilt wird. Es ist ersichtlich, daß diese Art der Bewegung von der

»5 Länge der Lenkstange b abhängig ist. AVenn man nun, wie es bereits in Vorschlag gebracht worden ist, diese Länge gleich oder ungefähr gleich dem dreifachen Halbmesser des Zylinders C macht, so wird die erwähnte Bewegung für kleinere Rollwinkel, praktisch' genommen, eine ideelle Rollbewegung auf der Ebene P sein. Das dargestellte Lenkstangensystem kann, wie ohne weiteres ersichtlich, für die Abwälzung anderer Teilzylinder als für solche, deren Halbmesser gleich der Länge der Lenkstange α ist, nicht verwendet werden.

In Abb. 2 ist eine Ausführung eines Lenkstangensystems gemäß der Erfindung dargestellt, durch das die Abwälzung von Teilzylindern mit verschiedenen Halbmessern mittels eines und desselben Lenkstangensystems ermöglicht wird. Das Lenkstangensystem selbst ist hier an sich gleich dem in AlA. 1 dargestellten und besteht aus den beiden Lenkstangen α und b. Bei der Verschiebung der die Achsen χ und X₁ tragenden Schlitten in der Rollrichtung um das Stück O-o wird sich, wie. o';en angedeutet, der Zylinder C während der Abwälzung auf der Ebene P um ein entsprechendes Stück fortbewegen. Stellt man sich jetzt einen anderen mit dem Teilzylinder .C gleichartigen und fest verbundenen Teilzylinder mit kleinerem Halbmesser vor, z. B. den Zylinder C₁, so erhellt, daß dieser bei der oben angedeuteten A'^rerschie'.ung der Achsen χ und Jr₁ sich längs einer mit der Ebene P parallelen Ebene P₁, der Teilebene der ideellen Zahnstange, welche das Profil auf dem kleineren Zylinder erzeugen würde, um ein Stück O₁-O₁ fortbewegen wird, das dem Stück O-o gleich ist. Weil nun die Zylinder C und C₁ verschiedene Halbmesser haben, kann die Bewegung des Zylinders C₁ auf der Ebene P₁ nicht eine reine rollende Bewegung, wie diejeiaige des Zylinders C auf der Ebene P, sein, .sondern die erwähnte Bewegung wird teils eine gleitende und teils eine rollende Bewegung sein. Letztere wird hierbei jedenfalls längs eines Stückes auf der Ebene P₁ ausgeführt, das sich zu dem Stück O-o auf der Ebene P verhält wie der Halbmesser des Zylinders C₁ sich zu demjenigen des Zylinders C. Das Rollen wird mit anderen Worten längs einer Strecke, deren Länge dem Stück 0.,-O₁ entspricht, stattfinden, während das Stück O₁-O₂ derjenigen Länge der ganzen Strecke O₁-O₁ entspricht, auf welcher der Zylinder gleitet. Wenn man somit die Ebene P₁ in der Rollrichtung tun ein Stück O₁-O₂ verschiebt, während der Zylinder C₁ sich gleichzeitig um das Stück O₁-O₁ bewegt, so wird die Bewegung des Zylinders C₁ mit Bezug auf die Ebene P₁ eine reine Rollbewegüng längs einer Strecke sein, die gleich der Länge O₂-O₁ ist. Die Länge der Verschiebungsbewegung, die dem Stück O₁-O₂ entspricht, verhält sich hierbei zu der ganzen Länge O₁-O₁ wie der Unterschied zwischen den Halbmessern der Zylinder C₁ sich zum Halbmesser des Zylinders C verhält. Diese Verschiebung der Ebene P₁ kann nach der Erfindung dadurch erzielt werden, daß, wie in Abb. 2 mit einer gestrichelten Linie angedeutet, mit der Ebene P₁ ein doppelarmiger Hebel c bei o₂ drehbar verbunden wird, dessen eines Ende am Ausgangspunkt O eine feste \ · Führung hat und dessen anderes Ende durch die bewegliche Zylinderachse χ geführt wird. Der erwähnte Hebel wird nämlich bei der Verschiebung des Zylinders C₁ von der Ausgangslage O₁ aus in die Lage O₁, die Ebene P₁ um ■das Stück O₁-O., verschieben, und das Rollen des kleineren Z)'linders wird sich durch Vermittlung der beiden Lenkstangen α und b längs einer Strecke vollziehen, die der Länge O₂-O₁ entspricht. Der Hebel c braucht natürlich nicht an den Punkten O₁, O₂ und χ geführt zu sein, sondern er kann durch irgendeinen beliebigenimd dem Hebel c parallel angeordneten Hebel, beispielsweise durch den in der Abbildung mit voll ausgezogenen Linien dargestellten Hebel C₁, ersetzt werden. Wesentlich ist nur, daß die Drehachse o„ des Hebels sich auf einer der Rollrichtung parallelen Tangente an dem Zylinder C₁ befindet. Wenn man also die Teilebene P₁ auf einem senkrecht zur Rollrichtung einstellbaren Schlitten anbringt, mittels dessen die Drehachse o₂ in der erwähnten Richtung eingestellt werden kann, so daß der Abstand O₁-X gleich dem gewünschten Teilhalbmesser wird, so kann man mit ein tmd demselben Lenkstangensystem α, b Zylinder mit beliebigem Teilhalbmesser abrollen.

In den Abb. 3 und 4 ist eine bauliche Atisführung des Lenkstangensystems nach Abb. 2 dargestellt, das an einer Maschine zur Herstellung von zylindrischen Zahnrädern verwendbar ist, wobei der Deutlichkeit halber dieselben Bezeichnungen wie in der AbI:. 2, soweit wie möglich, verwendet worden sind. In den Abb. 3 und 4 bezeichnet 1 ein Gestell, auf welchem ein Schlitten 2 in der Rollrichtung verschiebbar angeordnet ist, welcher eine

Lagerung teils für die Drehachse s der Lenkstange α und teils für die Drehachse λ\ der Lenkstange b bildet. Letztere ist an ihrem einen Ende mit einem Drehzapfen O versehen, der in einem im Gestell ι angeordneten Lager 3 drehbar gelagert und mit einer Führung 4 für ein den Drehzapfen ^₁ der Lenkstange oder Kurbel α tragendes Gleitstück 5 verbunden ist. An dem anderen Ende der Lenkstange b ist eine Führung 6 für ein die Drehachse S₁ tragendes Gleitstück 7 angeordnet, so daß bei der Verschiebung· des Schlittens 2 und der dabei hervorgerufenen Schwenkung der Lenkstange b um den festen Zapfen O die Drehachse X₁ mit dem Gleitstück 7 im Verhältnis zur Lenkstange b verschoben wird. Mit der Drehachse χ der Lenkstange α ist ein Aufspanntisch 8 für das Radwerkstück H fest verbunden, dem mittels des Lenkstangensystems eine mit Bezug auf das Werkzeug rollende Bewegung erteilt werden soll. Das Werkzeug besteht hier aus einem in senkrechter Richtung beweglichen Schneidstahl 9, der einen Zahn einer ideeilen Erzeugungszahnstange darstellt, auf deren Teilungsebene P₁ das Radwerkstück H längs seines Teilkreises C₁ zum Rollen gebracht wird. Der Schneidstahl wird von einem in der Rollrichtung beweglichen Schlitten 10 getragen, der mittels eines Armes ' 11 und eines Zapfens O₂ (Abb. 3) mit dem Übersetzungshebel C₁ drehbar verbunden ist. Die geometrische Drehachse 0., des Hebels C₁ ist in einer solchen Lage dargestellt, daß der Teilkreis C₁ des Radwerkstückes die Ebene P₁ berührt. Der Hebel C₁ dient zur Führung eines Gleitstückes 12, das mit einem im Gestell ι drehbar gelagerten Zapfen 13 verbunden ist, und eines zweiten Gleitstückes 14, das mit einem Zapfen 15 verbunden ist, der in einem an dem Schlitten 2 befestigten Arm 16 drehbar , ist. Der Schlitten 10 wird von einem im Gestell ι geführten und zur Rollrichtung senkrecht einstellbaren Schlitten 17 getragen, so ; daß der mit dem Schlitten 10 verbundene Drehzapfen o., des Hebels C₁ in Übereinstimmung mit dem jeweiligen Roll- oder Teilungskreis eingestellt werden kann.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung, welche in allen wesentlichen Teilen mit der im Zusam- 1 menhang mit Abb. 2 beschriebenen identisch ist, ist folgende: Nachdem das Radwerkstück H auf den Tisch 8 aufgespannt und das ' Werkzeug 9 mit der Drehachse 0., des Hebels C₁ in Übereinstimmung mit dem Teilkreis C₁ des Radwerkstückes eingestellt worden ist, wird das Werkzeug durch einen zeichnerisch nicht dargestellten Antrieb in eine auf- und niedergehende Bewegung versetzt.

während der .Schlitten 2 eine langsame Bewegung beschreibt. Hierdurch wird auch der Go Schlitten 10 mit dem Schneidstahl 9 unter Vermittlung des Hebels C₁ in eine mit der Bewegung des Schlittens 2 gleichgerichteten lic- ' wegung versetzt, so daß, wie im Zusammenhang mit der Abb. 2 beschrieben worden ist, die relative Bewegung zwischen dem Radwerkstück und dem Werkzeug eine ganze Zahnlücke ausformen wird. Wie aus der Abb. 3 hervorgeht, wird das Ausrollen nach beiden Seiten der Mittellage des Lenkstangensystems und zweckmäßig symmetrisch mit Bezug auf diese Lage bewirkt, wodurch die erzeugte Zahnform genauer wird, als wenn das Ausrollen ausschließlich nach der einen Seite der Mittellage bewirkt würde.

Die Erfindung ist auf das in der Zeichnung dargestellte Lenkstangensystem nicht beschränkt, sondern kann auch zusammen mit einem anderen Lenkstangensystem verwendet werden, mittels dessen einem Körper eine Rollbewegung bezüglich eines anderen Körpers erteilt werden kann. Die Erfindung kann auch ohne weiteres an Maschinen zur Herstellung von konischen Zahnrädern, Schraubenrädern o. dgl. verwertet werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Maschine zur Herstellung von Zahnrädern, Schraubenrädern o. dgl., nach einem Abwälzverfahren, bei welchem die relative Rollbewegung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug mittels eines Lenkstangensystems erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug mit Bezug auf das Werkstück in der Rollrichtung des letzteren derart proportional der Verschiebung des Werkstückes verschoben wird, daß die Längen dieser Verschiebungen sich ebenso zueinander verhalten wie der Unterschied der Halbmesser der Rollkreise des Lenkstangensystems und des Werkstückes zu dem Halbmesser des Rollkreises des Lenkstangensystems.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Werkzeug tragende Teil (11) in einer zur Rollrichtung senkrechten Richtung einstellbar ist, und mit diesem Teil (11) ein Doppelhebel (C₁) drehbar verbunden ist, dessen eines Ende eine feste Führung Γι 5) hat, und dessen anderes Ende durch den das Werkstück tragenden Maschinenteil (10, 11) geführt ist, wobei der Drehpunkt (o₂) des Hebels in einer in der Rollrichtung liegenden, den Teilkreis tangierenden Ebene liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.