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Herstellung von ringförmigen Körpern, insbesondere von. Zahnrädern,
durch Walzen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anwalzen
von Zähnen an Rädern.
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Inder amerikanischen Patentschriftrooz799 ist eine Wälzmaschine für.
Stirnräder beschrieben, die das erhitzte Rohstück mit einer gezahnten Vor- und einer
gezahnten rertig<valze bearbeitet. Diese Maschine soll ununterbrochen in einer
Richtung arbeiten, kann aber auch für gewisse Zwecke im Laufe des Arbeitsganges
mit umgekehrter Drehrichtung laufen. Die "Stirnradwalzrnaschine nach
der
amerikanischen Patentschritt 12:I0915 weist nur eine einzige gezahnte Formwalze
auf und arbeitet in einer Richtung. In den amerikanischen Patentschriften 124.o914,
124.o916, 1240917 und 12.I0918 sind Walzniaschinen für Kegelräder erläutert, die
alle mit in einer Richtung umlaufenden Formwalzen ausgerüstet sind. Die amerikanische
Patentschrift 124.0913 beschreibt eine Stirnräderwalzniaschine mit einer hin und
her gehenden Zahnstange als 1@'erkzeug, die natürlich eine Hin- und Herschwingung
des Rohstückes erfordert. Bei allen diesen Maschinen werden die Zähne des Werkstückes
dadurch geformt, daß Walze und umlaufendes Werkstück aneinandergepreßt werden, wobei
die Walzenzähne allmählich bis zu der erforderlichen Tiefe in das Rohstück eindringen.
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Bei der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung erfolgt die Zahnbildung
am Werkstück durch Hin- und Herschwingen und daran anschließendes ununterbrochenes
Umlaufen des Rohstückes in einer Richtung. Beim Hin- und Herdrehen findet das Eindringen
der Walzenzähne in das Werkstück auf die volle oder annähernd auf die volle Zahntiefe
statt, so daß die eigentliche Wirkung des nachfolgenden Walzens in einer Richtung
im Glätten und Ebenen der Zahnflächen besteht. Es empfiehlt sich, das Hin-und Herdrehen
des Werkstückes bei mäßiger und den ununterbrochenen Umlauf bei gesteigerter Geschwindigkeit
zu bewerkstelligen. Als mäßig ist diejenige Geschwindigkeit anzusehen, die unter
den jeweiligen Verhältnissen, hinsichtlich Werkstückgröße, Gewicht der schwingenden
Teile usw., die geeignetste ist.
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In der amerikanischen Patentschrift 1237125 wird die Wirkungsweise
der Walzenzähne beim Ein- und Austritt am Werkstück erläutert und darauf hingewiesen,
daß an den gegenüberliegenden Flanken jeder Zahnlücke ein kleiner Unterschied entsteht,
der aber praktisch vernachlässigt werden kann und daher kommt, daß die Walzenzähne
beim Eindringen sich der Werkstückachse nähern und beim Austritt sich von ihr wieder
entfernen. Dieser Unterschied kann bei Verwendung der ,Maschine nach der amerikanischen
Patentschrift 124.o913 wegen der Verwendung einer hin und her gehenden Zahnstange
als Werkzeug nicht auftreten. Bei der Erfindung kommt es nun darauf an, (las Prinzip
der Hin-und Herbewegung jener .Zahnstange mit dem Umlauf einer Walze in Einklang
zu bringen, derart, daß sowohl Kegel- wie Stirn- und andere Arten von Zahnrädern
aus dein Rohstück :gewalzt werden können.
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Wichtig ist bei der Erfindung die Durchführung des Hin- und Herbewegens
und des Umlaufens mit einer einzigen Maschine. Bei der Zahnbildung durch Hin- und
Herschwirrgen der Formwalze ergibt sich eine vollständige Gleichmäßigkeit der Zahnlücken,
d. h., die der Zahnform folgenden Zahnfasern verlaufen beiderseits symmetrisch.
Das nachfolgerideWalzen in einer Richtung, namentliclr bei Steigerung der Urnlaufgeschwindigkeit,
gibt den Zahnflächen lediglich die en.,igültige Glätte. Folgt das umlaufende @Z'alzen
dem Hin- und Herwälzen, ehe die Walzenzähne die gr@.ßte Tiefe irn Rohstück erreicht
haben, so wird der Zahnwerkstoff äußer: dicht und zäh und die Zahnfläche geebnet
und frei von Abschuppungen. Ein etwaiger toter Gang oder ein Spiel in dem Schaltwerk
oder sonst einem Teil der Vorrichtung wird ausgeglichen und jeder .Zahn auf die
richtige Stärke gebracht.
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Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Vorrichtung dargestellt,
zwei zum Walzen von Kegelrädern und die dritte zum Walzen von Stirnrädern.
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Abb. i ist ein Grundriß der einen Maschine zum Walzen von Kegelrädern.
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Abb. i a ist im wagerechten Schnitt eine Einzeldarstellung zu Abb.
i zur Veranschatilichung der Werkzeugwelle und der mit ihr unmittelbar verbundenen
Teile, und Abb. 1b in Verlängerung von Abb. 1a ein Grundriß der Werkstückwelle und
ihrer Grundfläche.
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Abb.2 zeigt in Rückansicht die Einrichtung zum Hin- und Herdrehen
der Formwalze und des Werkstückes.
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Abb. 3 ist der in der Hauptsache geschnittene Aufriß der Einrichtung
zur Gleichrichtung der Drehrichtung der Daumenscheibe, welche die Formwalze gegen
das Werkstück bewegt.
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Abb..I ist ein Querschnitt der Einrichtung der Abb. 3 nach Linie 4.-q..
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Abb. 5 zeigt einen Teil der von Hand betätigten Kupplungsausrückvorrichtung
in Vorderansicht und Abb. 6 in Seitenansicht.
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Abb. 7 ist eine Ansicht der das Formwerkzeug in das Werkstück drückenden
Daumenscheibe.
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Abb. 8 veranschaulicht in Einzelansicht eine Tragvorrichtung für das
Werkstück.
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Abb.9 ist der Grundriß der anderen Maschine zum Walzen von Kegelrädern,
bei der die Schwingbewegung durch Kurbel und Zahnsegment erzeugt wird.
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Abb. 9a ist eine Einzeldarstellung zu Abb. 9.
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Abb. 1o endlich ist der Grundriß der Stirnräderwalzmaschine.
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Nach Abb. i ist das Radwalzwerk auf einem Gestell 25 und der Antrieb
auf dem Gestell 2 angeordnet. Beide Gestelle sind bei 2; vereinigt.
In
Lagern 29, 3o des Gestells 25 läuft eine Welle 28, die an einem Ende ein Zahnrad
31 trägt (vgl. Abb. ia). Ein auf dem Gestell 25 angeordnetes Obergestell
32 ist um eine in Abb. i in gestrichelten Linien und in Abb. ia und ib sichtbar
dargestellte-Achse 33 in verschiedene Stellungen schwingbar und in der jeweiligen
Lage am Gestell 25 durch Bolzen 3:4 feststellbar, deren Köpfe in den üblichen T-Schlitzen
35 des Gestells 25 gleiten. In Lagern 36, 37 des Obergestells 32 dreht sich eine
Welle 38, die an einem Ende ein kegelförmiges Zahnrad 39 trägt, .das mit dem Zahnrad
3 i im Eingriff steht, -so .daß die Wellen 28 und 38 mit einem bestimmten Geschwindigkeitsverhältnis
umlaufen. Nach Abb. ib ist der Teil 38U der Welle 38 in einer Hülse 38a gelagert
und mit dieser durch die Keilverbindung 38c undrehbar aber längsverschiebbar verbunden
zu dem weiter unten angegebenen Zweck.
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Die Welle 28 ist hohl und enthält eine Welle 45 (Abb. ia). Diese Welle
ist längsverschiebbar in der Hohlwelle 28 geführt und mit ihr bei 45a durch Nut
und Feder verbunden, so daß sich beide gemeinsam drehen. Das dein Zahnrad 31 entgegengesetzte
Ende der Welle 45 ist an einem Teil 46 angebracht, der in Führungen 47 des Gestells
25 gleitet. Die Verbindung zwischen 45 :und 4.6 erfolgt durch Rollendrucklager 48,
die eine freie Drehung der Welle gestatten. Ein geschlitzter Ring 49 ist auf .die
Welle 45 aufgeschraubt und'in beliebiger Lage auf ihr festklemmbar. Der Zweck ergibt
sich später. Ein ähnlicher Ring 5o ist auf der Welle 28 befestigt, der seitlich
an dem Lager 3o anliegt und als Drucklager für 28 dient. Zwischen beiden Ringen
49, 50 liegt eine Druckfeder 5 i, die die Welle 45 in der Welle 28, d. h. vom Zahnrad
31 wegzuschieben sucht. Eine Rolle 52 ist an dem Teil 46 :drehbar angeordnet,
die mit der Daumenscheibe 132 für die weiter unten beschriebene Aufgabe zusammenwirkt,
derart, daß die Welle 45 entgegen der Wirkung der Feder 51 gegen das Zahnrad 31
bewegt werden kann. Das Rad 31 hat die Form eines Ringes, und innerhalb dieses
Ringes trägt die Welle 45 das Formgesenk 53 (Abb. ia). . Dieses Gesenk 53 ist entweder
ein Kronen- oder= ein Kegelrad, dessen Zähne bei achsi.aler Verschiebung der umlaufenden
Welle 45 mittels des Daumens 132 in das erhitzte Werkstück 54 gedrückt werden, das
in dem Werkstückhalter 40 festgeklemmt ist (Abb. ib). Da durch die Räder 34 39 zwischen
Werkzeug und Werkstückhalter ein bestimmtes Geschwindigkeitsverhältnis aufrechterhalten
wird, werden am Werkstück beim Eindrückendes Stempels Zähne erzeugt: Eine weitere
Beschreibung dieser Einzelheiten erübrigt sich, weil sich die Erfindung weniger
auf die Walzinaschin.e, als vielmehr auf die Einrichtung zum Antrieb der Teile bezieht.
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Die Einrichtung zum Hin- und Herdrehen der Teile ist folgernde: Eine
Vorgelegewelle 6o ist in Lagern 61 des Gestells 25 und einem Lager 62 des Gestells
26 gelagert und mit der Welle 28 durch Kegelräder 63, 64 verbunden. Die Welle 6o
trägt ein Kegelrad 65, das mit zwei auf der Welle 68 frei drehbaren Kegelrädern
66, 67 im Eingriff steht. Die Welle 68 wird durch ein Schneckenrad 69 mittels des
Motors 70 ständig in Drehung gehalten. Die Motorwelle 71
und die nicht dargestellte
Schneckenwelle bilden die Hauptantriebswelle. Die Räder 66, 67 werden abwechselnd
mit der `Welle 68 durch Kupplungen 72, 73 gekuppelt, deren Ein- und Ausrückvorrichtungen
weiter unten beschrieben werden. Obgleich die Welle 68 ständig in einer Richtung
umläuft, wird die Welle 6o in einer Richtung mittels Kupplung 72 und Kegelrad 66
und in der entgegengesetzten Richtung durch Kupplung 73 und Kegelrad 67 gedreht.
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Zum ständigen Antrieb der Vorgelegewelle 6o in einer Richtung wird
eine sonst auf ihr lose Riemscheibe 74 durch Kupplung 77 mit ihr verbunden. Diese
Scheibe 74 wird durch Riemen 75 von der Riemscheibe 76 der Motorwelle angetrieben.
\ atürlich kann an Stelle eines Riemtriebes auch ein Kettentrieb o. dgl. vorgesehen
sein. Die Einrichtung zur Bewegung der Kupplungen 72, 73 ergibt sich aus
Abb. i und 2. Eine in den Lagern 81 des Gestells 26 getragene Welle 8o (Abb. 2)
wird von .der Welle 68 aus durch einen Kettentrieb 82 ständig in Umlauf gehalten.
Auf der Welle 8o sitzen zwei Daumenscheiben 83, 84, die durch Nut und Feder mit.
der Welle 8o verbunden sind und sich auf ihr längsverschieben lassen. Diese Daumenscheiben
sind durch Muffen 85 mit Ringen .86 verbunden, die durch . Zwischenglieder 88 an
eine Gabel 87 angelenkt sind. Die Verbindung zwischen den Muffen 85 und den Ringen
86 ist derart, daß sich ,die Muffen in den Ringen drehen können, während .die letzteren
unbeweglich bleiben. Die Verbindung zwischen ,der Gabel 87 und den Zwischengliedern
88 erfolgt durch Zapfen 89 in den Zinken der Gabel 87. Diese Zapfen greifen über
die Augen der Glieder 88 hinaus in feste Führungen 9o ein. Die Gabel 87 ist an Odem
Ende einer in Abb. i gestrichelt dargestellten Stange 9z befestigt. Das andere Ende
dieses Gestänges ist gelenkig an einem Arm 92 befestigt, der -auf das untere Ende
einer senkrechten Welle 93 aufgekeilt ist (vgl. Abb. 5 und 6). : Die Zwischenglieder
88 bilden ein Kniegelenk mit der
Gabel87 als Gelenkpunkt. '\Venn
die Gabel in eine Stellung bewegt ist, bei der die Achsen der Zapfen 89 die Achse
der Welle 8o schneiden, oder mit anderen Worten, trenn das Kniegelenk in die gestreckte
Lage übergeführt ist, kommen die Daumenschreiben 83, 84 auf der Welle 8o in ihre
wirksame Lage. Sie nehmen dann die Stellung nach Abb.2 ein. Wenn die Gabel 87 durch
das Gestänge gi und Hebel 92 in die Lage nach Abb. i bewegt wird, werden die Daumenscheiben
83, 84 durch die Zwischenglieder 88 gegeneinander gezogen und damit außer Wirkung
gesetzt. Die Kupplungen 72,73 sind mit den üblichen Ausrückringen ioo versehen,
die auf der Welle 68 durch um den Festpunkt io2 schwingbare Hebel ioi achsial verschoben
werden können. Jeder Ausrückhebel ioi trägt eine Rolle 103, die mit den Daumenscheiben
83, 84 zusammenarbeitet. Ein Verbindungsgestänge 104 sorgt dafür, daß beide Hebel
ioo gemeinsam bewegt werden.
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Aus Abb.2 ist ersichtlich, daß die Dauinenscheibe 84 den Hebel ioi
so gedreht hat, daß die Kupplung 72 eingerückt ist. Infolgedessen treibt das Kegelrad
66 das Rad 65 an, während das Kegelrad 67 in entgegengesetzter Richtung lose mitgenommen
wird, weil die Kupplung 72 ausgerückt ist. Wenn die Welle 68 eine Weile umgelaufen
ist, wird die Daumenscheibe 83 durch Vermittlung ihres Hebels ioi die Kupplung 73
einrücken. Die Welle 8o wird, wie oben erwähnt, durch den Kettentrieb 82 von der
Welle 68 aus dauernd in Umlauf gehalten. Beim Einrücken der Kupplung 73 wird durch
das Verbindungs--estänge 104 der Hebel ioi der Kupplung 72 und damit letztere selbst
ausgerückt, nachdem inzwischen die Daumenscheibe 84 in eine Stellung gelangt ist,
bei der diese Hebelbewegung möglich ist. Das Rad 67 ist jetzt in treibender Verbindung
mit der Welle 68 und dreht seinerseits das Rad 65 in umgekehrter Drehrichtung an.
-Nach gewisser Zeit schließt wieder die Daumenscheibe 84 ihre Kupplung 72 bei gleichzeitiger
Ausrückung der Kuppt' 73, und die Drehrichtung des Rades 65 wird abermals umgekehrt.
Auf diese Weise wird das Rad 65 selbsttätig in jeder Richtung um einen gewissen
Betrag in Umlauf gesetzt, wobei die Umkehrung davon abhängig ist, wie lange die
Daumenscheiben 83, 84 jeweils in Wirkung bleiben. Wenn die Hin- und Herbewegung
des Kegelrades 65 lange genug gedauert hat, wird clie @\'elle 93 durch den Handhebel
i 19 gedreht, und die Gabel 87 mittels des Armes g2 und des Gestänges gi in die
Stellung nach Abb. i bewegt, derart, daß beide Daumenscheiben 83, 84 außer Wirkung
kominen. Die Muffen 85 erstrecken sich über die Daumenscheiben 83,'8-f hinaus "litt
tragen die- Scheiben 94. Wenn die Zwischenglieder 88 in die Stellung nach Abb. z
bewegt werden, werden die Muffen 85 derart gegeneinander gezogen, daß ihre Scheiben
94 mit den Hebeln ioi in Eingriff kommen und die beiden Kupplungen 72, 73 ausgerückt
halten.
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Die Einrichtung zum Anlassen, Anhalten und Regeln der Maschine ist
folgende: Die senkrechte Welle 93 (Abb. 5, 6) ist in dem Konsol i io des
Gestells 26 gelagert. Ein Arin i i i am oberen Ende dieser Welle ist mit einer Aussparung
112 versehen, die durch die nach abwärts gerichteten Ansätzen 113 gebildet wird.
In kurzem Abstand unter der abe des Armes l i i liegt ein zweiter Arm 114, der aber
lose auf der Welle 93 angebracht ist und am äußeren Ende ebenfalls eine Aussparung
i 15 trägt, wobei aber die Ansätze 113 nach aufwärts gerichtet sind. Mit der Nabe
des Armes 114 fest verbunden ist eine Muffe i 16 finit dem Gabelarm 117. Zwischen
den Naben der Arme i i i und 114 ist auf der Welle 93 ein Ring 118 lose angebracht,
an welchem ein Hebel i ig bei i2o angelenkt ist, so daß dieser Hebel nach oben oder
unten aus seiner Mittelstellung herausgescllwuirgeu werden kann. -Man kann diesen
Hebel auch seitlich hin und her schwingen, weil ja der Ring i i8 auf der Welle 93
lose ist. Die Arme i i i und 11.1. tragen Blattfedern 121, die von beiden Seiten
her gegen den Hebel iig gerichtet sind und ihn in seiner Mittellage zu halten suchen.
Der Gabelarm 117 ist mit der Kupplung 77 (Abb. i ) verbunden, derart, daß beim Schwingen
des unteren Armes 114 auf der Welle 93 die Ein-und Ausrückung dieser Kupplung erfolgt.
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Aus Abb. 5 und 6 ergibt sich noch, daß die Aussparungen 112 und i
15 unter Zwischenlagerung des Hebels i i9 einander zugekehrt sind, so daß beim Aufwärtsschwingen
des Hebels i 19 um die Achse i 2o der Eingriff mit i 12 und beim Abwärtsschwingen
der Eingriff mit 115 bewirkt wird. In der dargestellten Stellung der Arme sind alle
Kupplungen ausgerückt. Zwecks Einrückung der Kupplung 77 wird zunächst der Hebel
iig in die Aussparung i 15 gelegt und dann nach links geschwungen. Um die Einrichtung
zur Hin-und Herbewegung des Kegelrades 65 in Gang zu setzen, müßte der Hebel i i9
in die Aussparung 112 gelegt und nach links geschwungen werden. Um ein Ausrücken
des Hebels aus einem dieser Arme zu verhindern, ehe der Arm in die Ruhelage zurückgekehrt
ist, ist ein Sperrteil 122 (Abb. 5) fest an der Verlängerung 123 des Sockels
iio angebracht. Dieser Sperrteil 122 läßt ein Ausrücken des Hebels i ig aus dem
Arm i i i oder -114 erst zu, wenn der Arm in die Ruhelage zurückgekehrt ist. Auf
diese Weis.G wird die Kupplung
77 während der Tätigkeit -der
Schwingvorrichtung oder die Schwingvorrichtung während der Einschaltung der Kupplung
77 am Einrücken verhindert.
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Die Einrichtung zur Längsbewegung der Welle 45 und zum Einpressen
der Walzenzähne in das erhitzte Werkstück des Halters 40 ist folgende: Auf der Welle
13o, die in Lagern rar des Gestells z5 umläuft, sitzt eine Daumenscheibe
132 (Abb. 1, 7). Diese Daumenscheibe muß sich beim Walzen jedes Werkstückes
einmal herumdrehen und dauernd in einer Richtung in Bewegung sein, trotzdem die
andern Teile der Maschine zeitweise hin und her schwingen. Auf der Welle
130 sitzt ein Schneckenrad 133, das durch eine nicht dargestellte
Schnecke der in Lagern 135 drehbaren Welle 134 angetrieben wird. In Verlängerung
der Welle 134 :dreht sich eine Welle 136 in Lagern 137 mit Antrieb .durch das Schraubengetriebe
138, 139. Beim Antrieb der Vorgelegewelle 6o durch die Kupplung 77 treibt die Welle
136 die Welle 134 mittels einer selbsttätigen Reibungskupplung an (Abb. 3 und 4).
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Aus Abb. 3 ergibt sich, daß .die Wellen 134 und 136 fast aneinanderstoßen.
Auf der Welle 136 sitzt ein Zahnrad i4o mit Nabe 141, auf der der Teil 142 der Reibungskupplung
aufgekeilt ist (Abb. 4). Auf der Welle 134 ist das Zahnrad 143 mit der 1Tabe 144
angebracht. An dieser Nabe sitzt fest ein Ring 145, der bis über den Kupplungsteil
142 reicht. Dieser Kupplungsteil ist an drei Stellen bei 146 zur Aufnahme der Klemmwalzen
147 ausgespart. Die Flächen 148 verlaufen exzentrisch, so daß beim Umlauf des Teiles
142 in der Pfeilrichtung der Abb. 4 .die Walzen 147 zwischen 148 und dem Ring 145
eingeklemmt werden und der Ring 145 mitgenommen -wird. Bei der umgekehrten Drehung
des Kupplungsteiles 142 werden die Rollen 147 wieder frei, und der Teil 1_1.2 kann
sich frei in dein Ring 145 drehen. Unter Federwirkung stehende Kolben 1.:1.9 suchen
dauernd die Walzen 147 auf die Flächen 1.1.8 zu schieben, so daß beim Andrehen des
Teiles 142 in der Pfeilrichtung die sofortige Mitnahme des Ringes 1:1.5 erfolgt
und ein Spiel ausgeschlossen ist.
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Während des Rechts- und Linksumlaufs der Welle 6o wird die Welle 136
mit den anderen Teilen der Maschine ebenfalls hin und her geschwungen. Infolgedessen
dreht sie sich in der einen Hälfte ihrer Gesamtbewegung entgegengesetzt zu der Richtung,
in der sie durch die Kupplung 77 angetrieben wird, und zu gleicher Zeit dreht sich
,der Teil 142 umgeleehrt zu der Pfeilrichtung der A.bb. 4. Um während dieser Zeit
die Welle 134 stets in der gleichen Drehrichtung in Antrieb zu halten, ist auf einer
parallel zu ihr gelagerten Welle i5o eine zweite selbsttätige Kupplung angeordnet.
Ein Zahnrad 151 der Welle 150 wird durch ein in Abb.4 gestrichelt dargestelltes
Zwischenrad 152 von dem Zahnrad i4o ausgedreht. An dem Nabenteil des Rades 151 sitzt
ein Kupplungskörper 153, der dem Kupplungsteil 1423 gleicht, nur daß die exzentrischen
Flächen entgegengesetzt gerichtet sind. Auf der Welle i 5o sitzt lose ein Zahnrad
154 mit einem dem Ring 145 entsprechenden Ring 155. Die Walzen 156 haben dieselbe
Aufgabe wie die Walzen 147. Dreht sich die Welle 136 rückwärts, d. h. entgegen der
Antriebsrichtung durch die Kupplung 77, so wird das Rad 154 durch die zweite Reibungskupplung
mitgenommen und dreht das Rad 143 in derselben Richtung wie .beim Antrieb durch
die Kupplung z42. Wie man sieht, wird also die Welle 134 stets in einer Richtung
gedreht und .die Daumenscheibe 132 in der richtigen Richtung bewegt, .gleichgültig
ob die Welle 136 hin und her schwingt oder ständig in einer Richtung umläuft.
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Abb. 7 zeigt in größerem Maßstab die Dauinenscheibe 132 und in gestrichelten
Linien einen Teil der Rolle 5z in der Stellung, die sie einnimmt, wenn ein Werkstück
in dem Halter 4o untergebracht ist. Der die Rolle 52 tragende Teil 46 wird durch
die Feder 51 ständig gegen die Daumenscheibe 13z gedrückt, so daß die Rolle 52 stets
an der Umfläche der Daumenscheibe anliegt. Wenn das Werkstück in dem Halter befestigt
ist, hebt der Arbeiter den Hebel i i9 an und dreht ihn nach links. Dadurch wird
die Schwingvorrichtung in Tätigkeit gesetzt und die Daumenscheibe in der in Abb.
i und 7 durch Pfeil angedeuteten Richtung -gedreht. Zum besseren Verständnis sei
die Daumenscheibe in verschiedene Sektoren eingeteilt. Der Sektor A-B hat die Aufgabe,
die Rolle 52 in Richtung gegen .das Werkstück zu bewegen, derart, daß die Formwalze
mit dem ZV -erkstück in Eingriff gelangt. Der Sektor B-C verschiebt weiter die Werkzeugwalze
und veranl:aßt das Einsenken :der Zähne in das Werkstück, wobei die Werkzeugwalze
und das Werkstück fortdauernd hin und her schwingen. Die Zeitdauer .der Hin- und
Herschwingung ist so bemessen, daß das Werkstück ungefähr ein bis drei Umdrehungen
bei jeder der Schwingungen macht, doch ist dies nicht wesentlich, und in gewissen
Fällen wird ein anderes Zeitmaß vorzuziehen sein. Die Zeitschaltung läßt sich durch
Einstellung der Geschwindigkeit der Wellen 68 und 8o ändern, doch kann man dies
auch auf andere Weise bewirken. Wenn der Punkt C der Daumenscheibe 132 die Rolle
52 erreicht hat, bringt der Arbeiter den Hebel i ig in die Mittellage ,zurück und
unterricht
dadurch die Schwingbewegung der Maschine. Dreht er dann
den Hebel i i9 nach unten zwecks Kupplung mit dein Arm 114 und schwingt ihn nach
links, so wird die Kupplung 77 eingerückt und die Welle 6o nur nach einer Richtung
gedreht. Da der Antrieb der Schwingvorrichtung durch das Schneckenrad 69 erfolgt,
so wird die Schwingbewegung der Formwalze und des Werkstükkes mit einer geringeren
Geschwindigkeit erfolgen, als die Drehung durch die Kupplung ;7, bei der die Vorgelegewelle
6o durch den Riementrieb 75 unmittelbar von der Haupt-oder Motorwelle 71 angetrieben
wird. Der Abschnitt B-C der Daumenscheibe 132 senkt die Walzenzähne annähernd, jedoch
nicht vollständig bis auf das endgültige Maß in das Werkstück hinein. Die Vollendung
des Vorganges der Zahnbildung besorgt der Sehtor C-D. Durch diesen zusätzlichen
Vortrieb der Formzähne in das Rohstück wird in ''erbindung mit dem raschen Umlauf
in einer Richtung das Zahnmetall zusammengedrückt und der Zahn selbst in die endgültige
und richtige Form gebracht. Der Sektor D-E hält die Werkzeugwalze in der endgültigen
Zahntiefe fest, während die rasche Umlaufbewegung fortdauert, und bewirkt so ein
Glätten der Zähne und die Entfernung etwaiger Abschuppungen oder Unregelmäßigkeiten.
Wenn die Rolle 52 den Sektor E-A durchläuft, rückt der Arbeiter durch Rückschwingen
des Hebels i i9 in die Mittellage die Kupplung 77 aus und bringt die Maschine an
der erforderlichen Stelle zum Stillstand, und zwar durch Anziehen des Handhebels
i 6o (Abb. i ) einer Bandbremse 161, die neben dem Zahnrad 31 die Welle 28 umgibt.
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Der Vortrieb der Werkzeugwalze kann auch während der Schwingbewegung
der Maschine vollendet werden. Ferner ist es möglich, die deichsinnige Drehung wegzulassen
und das Werkstück durch Hin und Herschwingen allein fertigzumachen. Vorzuziehen
ist jedoch der zuerst beschriebene Arbeitsgang, welcher darin besteht, d aß man
die Werkzeugwalze bis annähernd auf die erforflerliche Tiefe durch Hin- und Herschwingen
einsenkt und dadurch eine symmetrische Zahnstruktur erzielt, die durch yden kleinen
ergänzenden Vortrieb der Werkzeugwalze während der mir in einer Richtung erfolgenden
Umlaufbewegung unbeeinflußt bleibt. Diese Umlaufbewegung kann gewissermaßen als
Verlängerung der letzten Schwingungsstufe angesehen werden. Gegebenenfalls braucht
der Vortrieb der Werkzeugwalze in das Werkstück während dieser letzten Stufe nicht
größer zu sein als der Vortrieb während jeder einzelnen Schwingungsstufe überhaupt.
Hieraus ergibt sich das weite Anwendungsgebiet der neuen Vorrichtung und wie die
Vorteile der Drehung und Schwingung beim Anwalzen der Zähne miteinander vereinigt
werden können.
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Es kann vorkommen, daß ein Werkstück auf den Halter zurückgebracht
und nachgewalzt werden muß. Für solche Fälle eist es wichtig, daß das Werkstück
im Halter eine Lage einnimmt, bei der die Werkzeugzähne zwischen den mehr oder weniger
weit vollendeten Zähnen des Werkstückes zu liegen kommen. Zu diesem Zweck ist bei
166 ein Hebel 165 schwingbar, dessen nach aufwärts äerichtete Verlängerung 167 mit
dem Ansatz 168 des Teiles .I6 in Eingriff kommt. Für gewöhnlich ruht dieser Hebel
165 auf eineu. Anschlagstift 169. Wenn der Hebel benutzt werden soll, wird der Stift
169 entfernt, so daß der Hebel nach abwärts gedreht werden kann und den Teil 167
mit 168 in Eingriff bringt. Bei weiterer Abwärtsbewegung des Hebels 165 wird -die
Welle .a.5 achsial verschoben und infolgedessen die Formwalze gegen das Werkstück
bewegt. Der Arbeiter dreht das Werkstück im Halter in eine solche Lage, daß die
Werkzeugzähne genau zwischen die Werkstück-zähne passen. Unter leichtem Druck der
Werkzeugwalze gegen das Werkstück und des Werkstückes in dem Halter mittels des
Hebels 165 wird das Werkstück im Halter festgeklemmt. Ist das Nachwalzen des Werstückes
vorüber, so ergibt sich kein oder kaum ein Unterschied an den Werkstückzähnen gegenüber
dem Anwalzen heim ersten Arbeitsgang.
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Abb. io veranschaulicht eine abgeänderte Ausführungsform der Maschine
zum Walzen von Stirnrädern. Die Einrichtung zum Hin-und Herschwingen der Werkzeugwalze
und zum nachfolgenden Drehen in einer Richtung entspricht der oben beschriebenen,
so daß sie keiner weiteren Erläuterung bedarf. Die Bezugszeichen sind dieselben
wie in Abb. i und 2.
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.Nach Abb. io trägt die ',#-orge'.@egewelle 6o ein Stirnrad
175 an Stelle des Kegelrades 63 der Abb. i. Das Stirnrad 175 steht finit
dem Rad 171 einer in Lagern 178 drehbaren Welle 177 ini Eingriff. Die Welle 177
trägt den Teil 179 des Werkstückhalters. Der andere Teil i8o des Werkstückhalters
sitzt an dem linken Ende der in einem Lager 182 drehbaren und längsverschiebbaren
Welle 181. Eine nicht dargestellte Feder bewegt die Welle 181 in Richtung gegen
die Welle 177. während die entgegengesetzte Bewegung durch einen bei 184 drehbaren
Hebel 183 bewirkt werden kann. Nach Einsetzen des Werkstückes 185 zwischen die Teile
179 und i 8o des Halters erfolgt das zeitweise Festklemmen mittels der erwähnten
Feder, die
die Welle 181 gegen die Welle 177 bewegt. Die Werkzeugwalze
186 befindet sich auf einer Welle 187, die in Lagern 188 eines Schlittens 189 umläuft.
Dieser Schlitten bewegt sich in Führungen igo des Gestells 25. Der Antrieb der Welle
187 von der Vorgelegewelle 6o aus geschieht durch ein Universalgelenk igi, welches
die Hin- und Herbewegung der Walze 186 mit Bezug auf das Werkstück zuläßt, während
die richtige Geschwindigkeit von Werkzeug und Werkstück durch das Getriebe 175,
176 aufrechterhalten wird.
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Auf dem rechten Ende der Welle 181 liegt ein Drucklager 192, das eine
Anlauffläche 193 besitzt. Ein seitlicher Arm 194 des Schlittens 189 ist mit einem
Ansatz 195 versehen, der mit Bezug auf den Arm 194 durch eine Schraube 196 eingestellt
werden kann. Wenn der Schlitten 189 die Werkzeugwalze in Eingriff mit dem Werkstück
bringt, gleitet der Ansatz 195 auf die Anlauffläche 193 und drückt den Teil i 8o
des Werkstückhalters fest gegen das Werkstück. - Auf diese Weise wird das Werkstück
während der Bearbeitung im Halter festgehalten. Das selbsttätige Loslassen erfolgt
beim Zurückziehen der Werkzeugwalze. Der Arbeiter hat also nichts weiter zu tun,
wenn er das Werkstück entfernen will, als die Welle 181 mittels des Hebels. 183
entgegen der Wirkung der vorerwähnten Feder zu verschieben. Die eben beschriebenen
Teile sind im wesentlichen dieselben wie bei der Maschine nach der amerikanischen
Patentschrift I2409I5, so daß sich eine weitere Beschreibung erübrigt.
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Die Maschine nach Abb. io besitzt eine Achse 45., die in der einen
Richtung durch eine Feder 51 und in der anderen Richtung durch die Daumenscheibe
132 bewegt wird, genau so wie bei der Maschine nach Abb. i. Die Achse 45 greift
an dem Schlitten 189 an und dient zu seiner Hin- und Herbewegung, ähnlich wie sie
bei der anderen Maschine die Werkzeugwalze bewegt. Die ZYelle 134 trägt an Stelle
einer Schnecke zum Antrieb des Rades 133 ein Stirnrad 200, das mit dem Zahnrad toi
der bei 203 gelagerten Welle 202 im Eingriff steht. Diese Welle trägt die
nicht dargestellte Schnecke zum Antrieb des Rades 133. Abgesehen. von diesem Unterschied
wird die Werkzeugwalze durch die Vorgelegewelle 6o genau wie im Falle der Abb. i
entweder hin und her gedreht oder nur in einer Richtung in Umlauf versetzt. Das
Zwischenschalten der Räder 200 und toi bezweckt eine Regelung des Geschwindigkeitsverhältnisses
zwischen den Wellen 6o und i3o. Selbstverständlich kann dieses Regelungsgetriebe
auch bei der Maschine nach Abb. i eingebaut werden. Im übrigen ist die Arbeitsweise
der Maschine nach Abb. io dieselbe wie bei Abb, i, und es werden bei der Bearbeitung
von Stirnrädern dieselben Vorteile erzielt wie beim Anwalz@n von Kegelrädern gemäß
Abb. i.
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Die in Abb.9 dargestellte ;Maschine zum Walzen von Kegelrädern stellt
eine andere Ausführungsform dar als die eben beschriebene Maschine. Hier wird das
Werkstück 21o auf dem Ende einer Welle 2i i angebracht, die in den Lagern 212 umläuft.
Ein auf dieser Welle loses Kegelrad 213 steht mit einem Kegelrad 214 einer Schneckenwelle
215 (Abb. 9a) im Eingriff. Diese Schnekkenwelle ist mit der Welle des Motors 216
verbunden. Durch eine Kupplung 2I7 wird das lose Rad 2I3 an die Welle 2i i angeschaltet,
so daß diese durch den Motor in einer Richtung in Umlauf gesetzt wird. Zum Hin-
und Herdrehen der Welle 2ii ist ein Schneckenrad 22o vorgesehen, das durch eine
Schnecke der Welle 215 angetrieben wird. Das Schneckenrad 22o sitzt auf der Welle
221, deren Kurbel 222 durch eine Schubstange 233 mit dem Zahnsegment 224 in Verbindung
steht. Das Zahns b°rnent ist um die Achse 225 schwingbar und steht mit einem Zahnrad
226 im Eingriff, das. auf der Welle2ii lose aufgebracht ist, aber mit ihr durch
eine Kupplung 227 in Verbindung gebracht werden kann. Die Kupplungen 217 und 227
werden wahlweise in Gang gesetzt, und zwar wird immer die eine eingerückt, wenn
die ,andere ausgerückt wird, was durch einen bei 229 drehbaren Hebel 228 geschieht.
Dieser Hebel wirkt auf die Kupplung2i7 unmittelbar ein und auf die Kupplung 227
mittels eines Zwischengliedes 229 und eines bei 231 drehbaren Hebels 23o. Das Segment
224 schwingt dauernd hin und her, und durch Umlegen des Hebels 228 in der einen
Richtung wird die Kupplung 227 eingerückt und die Vorgelegewelle hin und her gedreht,
während bei der Hebelbewegung nach der anderen Seite das Einrücken der Kupplung
217 erfolgt und die Vorgelegewelle ständig in der einen Richtung angetrieben wird.
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Auf -der Welle 211 sitzt ein Zahnrad 235, das mit einem Zahnrad.
236 im Eingriff steht. Letzteres ist auf der Welle 237 des Obergestells 238
starr befestigt. Die Welle 237 ist hohl - und enthält eine Welle 239, die mit 237
durch Nut und Feder verbunden ist, so daß beide Wellen zusammen umlaufen, aber eine
Längsverschiebung von 239 stattfinden kann. Die Werkzeugwalze 24o sitzt auf dem
Ende der Welle 239 und wird durch Längsbewegung dieser Welle gegen das Werkstück:
gepreßt. Die Welle 23g ist mit einem Mitnehmer 241 durch ein Drucklager 242 verbunden.
Der Mitnehmer trägt eine Rolle 2q.3,
die in ähnlicher Weise wie
weiter oben beschrieben (bei der Daumenscheibe 132) mit einer Daumenscheibe 244
zusammenwirkt. Diese Daumenscheibe sitzt auf der Welle 245, deren Antrieb von der
Welle 246 aus durch ein Schraubenrad 247 erfolgt. Die Welle 246 steht durch ein
Zahnrad 248 mit dem "Zahnrad 249 der bei 251 gelagerten Welle '25o im Eingriff.
Die Welle 25o wird durch rine Teleskopwelle 252 und zwei Universalgelenke 253 von
einer bei 255 gelagerten Welle 25.1 angetrieben. Auf dieser Welle 25.I Sitzen zwei
lose Kegelräder 256, 257, die beide mit dein Kegelrad 258 der Schneckenrad w-elle
221 im Eingriff stehen. Jedes Rad 256, 25; trägt eine Kupplung zum Zusamnienarbeiten
mit dem Kupplungsteil 259 der Welle 254. Der Teil 259 wird durch einen Hebel
26o mit dem Rad 256 oder 257 in Eingriff gebracht oder in die 'Mittellage gerückt,
« -o er aus beiden Rädern ausgeschaltet ist. Wie ersichtlich, wird die Daumenscheibe
244 in der einen oder anderen Richtung gedreht, je nachdem die Kupplung 2:c) mit
256 oder 257 im Eingriff steht. Die Welle 239 wird durch die Druckfeder 26z ständig
gegen die Daumenscheibe 244 gedrückt. Beim Aufbringen des Werkstückes auf den Ilalter
ist die Werkzeugwalze vollständig zurückgezogen. Die Rolle 2.13 nimmt dann mit Bezug
auf die Daumenscheibe 244 dieselbe Stellung ein wie die Rolle ;2 an c',cr Daumenscheibe
232 nach Abb. 7. Ist das Werkstück aufgebracht, so rückt der Arbeiter die Kupplung
227 ein, die das Hin- und Herschwingen der Welle 2t r bewirkt. Ferlier läßt er durch
Einschwingen des Hebels 2()o die Vortriebvorrichtung für die Werkzeugwalze an. Der
Hebel wird zu diesem Zweck so bewegt, daß die Daumenscheibe 2q..1 in der Pfeilrichtung
umläuft. 7.u ge2i"ii@ter zeit wird die Kupplung 227 ausgerückt und die Kupplung
2z7 eingeschaltet. wobei das Fertigwalzen des Werkstückes in einer Richtung bei
hoher Geschwindigkeit erfolgt. Die r-ßte Zeit über ist die Kupplung 259 mit lleili
Rad 256 oder 257 im Eingriff, nur heim 1"inkehren der Bewegungsrichtung der Vortrieh@-orrichtung
erfolgt die Ausrückung, wenn irgendeine Unregelmäßigkeit in der Arbeitsweise der
'Maschine, z. B. ein Kleininen, eingetreten ist oder der Arbeiter aus irgendeinem
Grunde dem Druck zeitweilig nachhelfen will. Dieselbe Einrichtung kann auch bei
den andern beiden Maschinen angebracht werden.
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Die Anzahl der anzuwalzenden Zähne des Kegelrades kann beliebig sein.
Bei Abb.9 handelt es sich insbesondere um solche Kegelräder, die nur wenige Zähne
aufweisen. Bei der Herstellung von Werkstücken mit mehr Zähnen braucht man nur das
Obergestell 238 um die Achse 265 zu schwenken. Bei dieser Schwenkung stellen sich
die Teile 252 und 253 der Universalgelenkverbindung s'lhsttätig auf die neue Stellung
ein. Weitere Vorkehrungen sind nicht nötig, nur inuf, niaii wegen der veränderten
Größe des Werkstükkes die Geschwindigkeit der Daumenscheibe 244 ändern. Dies geschieht
durch Auswechslung der Getriebe 2q8, 249. In Abb. 9 sind zwar verschiedene konstrukth-e
i;ilizelheiten dargestellt, im allgemeinen ist aber diese Zeichnung mehr oder weniger
schematisch. Besonders gilt dies von der Anordnung zum Halten kleiner Räder während
des Walzens. Besser sind diese Einzelheiten aus Abb. 8 zu ersehen. Das Kegelrad
2z4 wird finit der Geschwindigkeit des Motors angetrieben, und es empfiehlt sich
aus dieseln Grunde die Anordnung einer Reibungskupplung bei 217. In Abb. ga sind
die Kurbel 222 und die Schubstange 2z3 in der Totpunktlage dargestellt, In dieser
befinden sie sich einmal bei jeder Umdrehung der Kurbel. Beim Ein- und Austritt
in die Totpunktlage wird das Rad 226 sehr langsam bewegt. Aus diesem Grunde kann
gegebenenfalls statt einer Reibungskupplung eine direkte Kupplung 227 verwendet
sein.
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In Abb.8 bezeichnet 2zo wieder ein Rad, an welchem Zähne angewalzt
werden sollen. Das Werkstück sitzt in einer Aussparung eines Konus 275, der am Flansch
einer Welle 2;6 befestigt ist. Die Aussparung nimmt die Grundfläche des Kegels auf
und erstreckt sich so weit über die Achse des Werkstückes, daß genügend Platz für
das dein Druck der Werkzeugwalze unterliegende Werkstückinetall bleibt. Zum Ankleminen
des Werkstückes am Konus 275 dient eine Stange 277, die in der Längsrichtung der
Welle 276 verläuft und durch ein FIandrad 278 in der einen oder anderen Richtung
verschoben wird. Das Fnde dieser Stange 277 dient zur Aufnahme des @@"erkstückes
und ist zu diesem Zweck etwas konisch gestaltet. Die Sicherung des Werkstückes auf
dem Zapfen 277 erfolgt durch eine 'Mutter 279. Beim Aufbringen des Werkstückes
wird Stange 2; 7 so weit durch den Body 275 vorgetrieben, daß das Werkstück
mittels der Mutter 279 festgespannt werden kann. Mittels des Handrades 278 zieht
man dann das Werkstück in die Aussparung des konischen Halters 275. Die Bohrung
des Werkstückes ist auf diese Reise durch die Stange 277 vollständig ausgefüllt
und das Werkstück selbst zwischen Mutter 279 und Konus 275 eingespannt. Urn Zeit
zii gewinnen und zu verhüten, daß dasWer! Stück zu sehr abgekühlt wird, ehe die
Zähne angrwalzt werden, können die -Mutter und die Gewindegänge
der
Stange 277 zwei o(ler drei Längskanäle haben, die ungefähr die Hälfte des Umfangs
des Zapfens ausmachen, so daß die Mutter rasch auf die Stange aufgeschoben werden
kann, bis sie an dein Werkstück anliegt und zum Festziehen am Werkstück nur den
Bruchteil einer Umdrehung gedreht zu werden braucht. Dieses Hilfsmittel ist bekannt,
so daß sich eine weitere Darstellung erübrigt. Die Zähne des Werkstückes werden
mittels einer Formwalze 28o hergestellt. die am Ende der längsbeweglichen Welle
28r sitzt. Diese Welle wird von einer Hohlwelle 282 getragen, die in Lagern 283
eines dem Obergestell der Abb.9 entsprechenden Körpers 284 umläuft. Die Wellen 281,
282 stehen miteinander durch Nut und Feder 285 in Verbindung. Das Zahnrad 286 auf
der Welle 282 steht mit dem Rad 287 der Welle 276 im Eingriff; beide Räder sorgen
für die Wahrung eines bestimmten Geschwindigkeitsverhältnisses zwischen Werkstück
und Werkzeug beim. Anwalzen der Zähne, wobei es offenbar gleichgültig ist, -,velche
d:r Wellen 276 und 282 die antreibende und welche die getriebene ist. Beim Umlauf
wird die Welle 281 durch die obenbeschriebene Vorschubvorrichtung oder sonst-,vie
achsial gegen das Werkstück verschoben.
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Der beim Walzen der Zähne auf das Werkstück ausgeübte Druck ist parallel
zur Achse der Welle 281. Eine gestrichelte, parallel zur Achse der Welle 281 verlaufende
und mit der Innenfläche der Werkzeugwalze 28o zusammenfallende Linie 29o ist innerhalb
der Grenzen des Halters auf der Seite dargestellt, die der Druckseite gegenüberliegt.
Die ganze Beanspruchung wird also von dem Block 275 aufgenommen, und es besteht
also keine Gefahr, daß der Zapfen innerhalb des Werkstükkes verbogen wird. Der Zapfen
dient nicht bloß zum Ausfüllen der Werkstückbohrung, er widersetzt sich auch den
Beanspruchungen, die die Mutter 279 achsial vom Halter abzuziehen suchen, ist aber
von allen Seitenkräften im wesentlichen entlastet. Abb. 8 veranschaulicht dien einen
Grenzfall, bei dem das Rad 2io die kleinstmögliche Zähnezahl hat. Bei größerer Zähnezahl
stellen sich die Verhältnisse noch günstiger dar.
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Bei den bisherigen'Kegelradwalzmaschinen liegen das" die Drehung vermittelnde
Zahnrad und Werkstückhalter verhältnismäßig dicht zusammen ohne Zwischenschaltung
eines Lagers, wie dies auch bei der Maschine nach Abb. i der Fall ist. Gemäß Abb.
8 liegt nun zwischen dem Halter 275 und dem Zahnrad 287 ein Lager 295, ebenso ist
ein Lag-."r zwischen den Flanschen 296 vorgesehen. Diese Wellenlagerung ist besonders
für 1Vlaschinen zum Walzen kleiner Räder angebracht, wo- der Druck nahezu senkrecht
zur Wellenachse verläuft. Das Lager 295 sitzt am Maschinengestell und ist zweiteilig,
so daß man den Halter 275 und das Rad 287 rasch ohne Störung der Welle
276 auswechseln kann, wenn andere Radgrößen zu walzen sind.
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Selbstverständlich können auch andere Getriebe als Räder benutzt werden.
Statt Zahnräder lassen sich auch andere Gegenstände, z. B. Kettenräder, entsprechend
durch Walzen bearbeiten, denn dazu bedarf es nur des Einbaues einer geeigneten Formwalze.
Auf die dargestellten Einzelheiten ist die Erfindung natürlich nicht beschränkt,
vielmehr mannigfachen Abänderungen zugänglich.