DE495403C

DE495403C - Nach dem Abwaelzverfahren arbeitende Zahnradbearbeitungsmaschine mit einem am Werkstuecktraeger befestigten Walzbogen

Info

Publication number: DE495403C
Application number: DEG74416D
Authority: DE
Original assignee: Otto Gruson & Co
Current assignee: Otto Gruson & Co
Priority date: 1928-09-28
Filing date: 1928-09-28
Publication date: 1930-04-08

Description

Es sind nach dem Abwälzverfahren arbeitende Zahnradbearbeitungsmaschinen bekannt, bei denen zur Erzeugung der Wälzbewegung eine Vorrichtung angebracht ist, die aus einem auf dem Werkstückdorn befestigten Wälzbogen und einer mit diesem in Eingriff stehenden Zahnstange besteht, die durch einen um den Werkstückdorn lose drehbaren Schlitzhebel mit einer parallel zu ihr liegenden zweiten Zahnstange verbunden ist, die entweder selbst als Werkzeugträger ausgebildet ist oder mit diesem in Verbindung steht.

In dieser Weise ausgeführte Maschinen haben jedoch den Nachteil, daß sie beim Einspannen von Werkstücken verschiedenartiger Durchmesser jeweils eine besondere Einstellung benötigen, wenn sie eine theoretisch vollkommen einwandfreie Verzahnung liefern sollen. Nur wenn die Abstände der in den Schlitzen des Schlitzhebels liegenden Zapfen der Zahnstange des Wälzbogens und des zahnstangenförmigen Werkzeuges von den Teilrißlinien der Zahnstange des Wälzbogens und des Werkzeuges für den jeweiligen Werkstückdurchmesser richtig gewählt sind, werden genau kämmende Zähne erzielt.

Vorliegende Erfindung bezweckt, bei derartigen Maschinen eine besondere Einstellung unnötig zu machen, indem sich die richtige wirksame Länge des Schlitzhebels bei der Einstellung des Werkzeuges auf den jeweiligen Werkstückhalbmesser gleichzeitig vollkommen selbsttätig ergibt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der mit dem zahnstangenförmigen Werkzeug verbundene, in den Schlitzhebel eingreifende Zapfen,, der radial zum Werkstück zusammen mit dem Werkzeug verschiebbar ist, derart unter- oder oberhalb desselben angeordnet liegt, daß der Abstand des Zapfens von der Drehachse des Werkstückes gleich dem Wälzkreishalbmesser des Werkstückes ist und der andere in den Schlitzhebel eingreifende Zapfen einen Abstand von der Drehachse des Werk-Stückes hat, der gleich dem Wälzkreishalbmesser des Wälzbogens ist, in welchem die mit dem letzteren Zapfen verbundene Zahnstange eingreift.

Gegenüber den bekannten Maschinen zeichnet sich die Maschine nach der Erfindung noch durch einen zweckmäßigen symmetrischen Aufbau, den die doppelarmige Ausbildung des Schlitzhebels ergibt, aus, wodurch die Arbeitsgenauigkeit und Lebensdauer der Maschine eine sehr hohe ist.

Die Arbeitsgenauigkeit und der einfache Aufbau der Maschine wird gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal weiter wesentlich dadurch verbessert, daß nicht wie seit-

Ικτ der Wälzbogen unmittelbar mit dem Werkstückdorn fest verbunden ist, sondern zwischen den um den Werkstückdorn oder einen gleichartigen Zapfen lose drehbar angeordneten Wälzbogen und das Werkstück das Teilgetriebe eingeschaltet ist, das die schwingende Bewegung des Werkstückes mitmacht. Hierdurch wird vermieden, daß die durch Herbeiführung der Wälzbewegung erforderlichen Bewegungen und Kräfte das Teilschneckengetriebe abnutzen, wodurch die Teilgenauigkeit günstig beeinflußt wird. Die Erfindung ist in einer Ausführungsform in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Abb. ι die bekannte Einrichtung zur Erzeugung der Wälzbewegung in schematischer Darstellung,

Abb. 2 eine Seitenansicht der Maschine nach der Erfindung in teilweisem Schnitt, ao Abb. 3 eine Draufsicht der Maschine nach Abb. 2.

In Abb. ι ist die bekannte Einrichtung zur Erzeugung der Wälzbewegung mit den beiden parallelen Stangen 1 und 2 dargestellt. Die *5 Stange 1 trägt das Werkzeug 3, das auf das Werkstück 4, welches auf dem Dorn 5 befestigt ist, einwirkt. Hierbei führt das Werkzeug eine hin und her gehende Schnittbewegung winkelrecht zur Stirnfläche des Werk-Stückes aus. Das Werkstück 4 muß gegenüber dem Werkzeug 3 zur Erzielung der Evolventenzahnflanke die bekannte Abwälzbewegung ausführen. Um das zu erreichen, ist ein gezahnter Wälzbogen 6 auf den Dorn 5 aufgekeilt, der mit der Zahnstange 2 in Eingriff steht. Auf dem Dorn 5 ist ferner ein einarmiger Schlitzhebel 7 frei drehbar gelagert, in dessen Schlitze 8 und 9 die Zapfen 10 und 11 der Zahnstange 2 des Wälzbogens 6 j und der Zahnstange 1 eingreifen. Diese Verbindung bewirkt, daß das Werkstück 4 gegenüber dem Werkzeug 3 eine Relativbewegung ausführt, die theoretisch genau der Abwälzbewegung entspricht, sofern die Abstände der Zapfen 10 und 11 von den Teilrißlinien der Zahnstange 2 des Werkzeuges 3 richtig gewählt sind. Will man mit dieser Einrichtung ein Werkstück von anderem Halbmesser bearbeiten, so ist es daher erforderlich, wenigstens einem Zapfen und, da man den Zapfen

10 zweckmäßigerweise in seiner Lage dauernd belassen wird, dem Zapfen 11 auf dem Werkzeugträger 1 einen anderen, dem neuen Werkstückhalbmesser entsprechenden Abstand von der Teilrißlinie des Werkzeuges 3 zu geben. Will man eine Verstellung des Zapfens

11 vermeiden, so muß bei dieser bekannten Einrichtung der richtige Abstand durch passende Einstellung des Werkzeuges 3 herbeigeführt werden, was jedoch nicht in allen Fällen möglich ist.

Durch die Einrichtung gemäß der Erfindung, welche die Abb. 2 und 3 veranschaulichen, ist eine besondere Einstellung nicht erforderlich, vielmehr findet die Einstellung der richtigen wirksamen Länge des Schlitzhebels bei Anpassung des Werkzeuges an ein neues Arbeitsstück von einem anderen Halbmesser selbsttätig statt.

Der Aufbau, der neuen Maschine ist folgender:

Ein Maschinenbett α trägt einen festen Mittelzapfen c und einen radial verschiebbaren Ständer d. Von diesem wird ein quer verschiebbarer Schlitten e und ein auf letzterem senkrecht verschiebbarer Halter/ mit dem darin eingespannten Werkzeug Ji getragen.

Der Antrieb des Schlittens e und des Halters f, der vom Hauptantrieb abgeleitet wird, erfolgt durch eine Spindel i bzw. eine Schubstange k, und zwar derart, daß nach jedem Hub des Werkzeuges h der Schlitten e mit dem Halter / und damit auch das Werkzeug Ji um ein bestimmtes Maß waagerecht verschoben wird.

Mit dem Schlitten e ist ein Winkel / fest verbunden, dessen waagerechter Arm an seinem Ende einen runden Zapfen V trägt. Dieser Zapfen ragt in den Schlitz eines zweiarmigen Hebels mit den beiden Hebelarmen» und m', der um den feststehenden Zapfen c drehbar ist. Das Ende des Hebelarmes m' des doppelarmigen Hebels ist ebenfalls mit einem Schlitz versehen, in dem ein Zapfen q' hineinragt, der mit einer Zahnstange q fest verbunden ist, die in einer am Maschinenbett α befestigten Geradführung .? parallel oder in einem beliebigen Winkel zum Schlitten e verschiebbar ist.

Die Zahnstange q greift in ein kreisbogenförmiges Zahnsegment u, den sogenannten Wälzbogen, ein, welcher mit dem um den Zapfen c drehbar gelagerten Tisch ν fest verbunden ist. .

Auf dem Tisch ν ist die Teilschnecke x gelagert, die in das Teilschneckenrad y eingreift, welches mit dem um den Zapfen c drehbar gelagerten Aufspanntisch y' fest verbunden ist. Durch diese Kupplung wird die n₀ Drehbewegung des Tisches ν auf den Aufspanntisch y' sowie auf das auf dem letzteren · zentrisch aufgespannte Werkstück^ übertragen.

Die Zapfen V und q' sind nicht beliebig, sondern erfindungsgemäß in ganz bestimmter Weise angeordnet. Der radiale Abstand r' des Zapfens q' von der Achse 0-0 des Werkstückes bzw. feststehenden Zapfens c ist gleich dem radialen. Abstand r' des Wälzkreises zu-w des Wälzbogens u der dem radialen Abstand der Wälzlinie t-t der Zahn-

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stange q entspricht. 'Der radiale Abstand r des" Zapfens /' von der Mittellinie o-o ist gleich dem radialen Abstand der Wälzlinie n-n des Werkzeuges h von der Linie o-o, der wiederum dem Radius des Wälzkreises s-s des Arbeitsstückes p entspricht.

Da der Zapfen /' mit dem Schlitten e in fester Verbindung steht, von dem auch das Werkzeug h tangential bewegt wird, und

ίο dieser Schlitten e von dem radial zum Werkstück verschiebbaren Ständer d getragen wird, so wird bei der Verschiebung dieses Ständers in Anpassung des Werkzeuges an das zu bearbeitende Werkstück gleichzeitig auch der Zapfen /' radial verschoben, so daß bei jeder Einstellung des Werkzeuges h der radiale Abstand des Zapfens Γ und der Abstand der Wälzlinie n-n des Werkzeuges von der Mittellinie 0-0 stets gleich ist. Es findet somit bei

ao der Anspannung des Werkzeuges h an das Werkstück p gleichzeitig auch selbsttätig die Einstellung des Zapfens/' am doppelarmigen Hebel m, m' auf den richtigen Abstand von der Mittellinie 0-0 statt.

Im folgenden soll nachgewiesen werden, daß hierbei stets die richtige Relativbewegung des Werkstückes gegenüber dem Werkzeug zustande kommt, die theoretisch genau der Abwälzbewegung entspricht, bei der der Wälzkreis des Werkstückes auf der Wälzlinie des zahnstangenartigen Werkzeuges rollt, ohne zu gleiten, wodurch für jedes beliebige Arbeitsstück die Herstellung einer einwandfreien Zahnform ermöglicht wird.

Einer bestimmten, einen Kreisbogen beschreibenden Bewegungsgröße b eines Punktes des Wälzkreises s-z des sich um 0-0 drehenden Werkstückes p soll eine bestimmte Bewegungsgröße g auf der Wälzlinie n-n des sich geradlinig und tangential bewegenden Werkzeuges h entsprechen. Die gewünschte richtige Arbeitsweise der beschriebenen Einrichtung ist dann vorhanden, wenn sich für jeden entsprechend der Größe des zu bearbeitenden Werkstückes wechselnden Rollkreishalbmesser /) = o· ergibt.

Da der Zapfen /' an der waagerechten und geradlinigen Bewegung des Werkzeuges h teilnimmt, so gilt für ihn auch die Bewe-

go gungsgröße g. Da die Zahnstange q parallel oder in einem beliebigen Winkel zu dem den Zapfen /' tragenden Schlitten e liegt und diese gleichfalls waagerecht und geradlinig verschoben werden kann, da ferner der Zapfen q' der Zahnstange q und der Zapfen /' durch den geradlinigen doppelarmigen, um die Achse 0-0 schwenkbaren Hebel m, in' miteinander in Verbindung stehen, wobei die wirksamen Hebelarme die Länge r bzw. r' haben, so hat die der Bewegungsgröße g des Zapfens /' entsprechende Bewegungsgröße g' des Zapfens q und damit der Zahnstange q den Betrag

r'

Die Bewegung der Zahnstange q führt die Drehbewegung b' des zahnsektorförmigen Wälzbogens u herbei, dessen Wälzkreisradius gleichfalls die Größe r' hat, wobei dann .

r>

Da der Wälzbogen u am Tisch ν befestigt ist, der wieder über die Teilvorrichtung x, y mit der das Werkstück p tragenden Aufspannplatte y' in Verbindung steht, so wird mit der Drehung des Wälzbogens das Werkstück ebenfalls gedreht, und da die Radien der Wälzkreise des Wälzbogens u und des Werkstückes p im Verhältnis r' : r stehen, so ist die der Dehnung b' des Wälzbogens entsprechende Drehung b des Wälzkreises des Werkstückes p " .

woraus sich unter Berücksichtigung der obigen Gleichung V = g · — für b ergibt.

J"

r'

Diese Gleichung zeigt, da r wieder herausfällt, daß die neue Einrichtung unabhängig von der Einstellung auf den jeweils herzustellenden Rollkreishalbmesser des Werkstükkes stets richtig arbeitet. Da auch r' wieder herausfällt, so gilt für die neue Einrichtung ganz allgemein

Nach dem Fertigstellen einer Zahnlücke führt man das Werkzeug wieder in die Anfangsstellung zurück, und hierauf wird das Werkstück um eine Zahnteilung weitergeschaltet. Dies kann dadurch geschehen, daß man eine Teilvorrichtung der bekannten Art in der üblichen Weise anordnet. In diesem no Fall müßte aber das Teilgetriebe während der Wälzbewegung mitbewegt werden und bei gegenseitiger Bewegung von Teilschnecke und Teilschneckenrad zugleich die Kräfte übertragen, welche zur Ausführung der Wälzbewegung erforderlich sind. Hierdurch würde jedoch das Teilgetriebe einer starken Abnutzung unterworfen, welche die Teilgenauigkeit nachteilig beeinflußt.

Bei der neuen Einrichtung wird dies dadurch vermieden, indem die Teilvorrichtung derart angeordnet wird, daß diese die schwin-

gende Bewegung des Werkstückes mitmacht. Es kann dies,, .wie Abb. 2 und 3 erkennen läßt, dadurch geschehen, daß man das Teilgetriebe zwischen Wälzbogen u und Werkstück ρ einschaltet, indem dessen Schnecke χ auf dem mit dem Wälzbogen verbundenen Tisch ν befestigt wird und diese in ein Schneckenrad y eingreifen läßt, das den Aufspanntisch y' für das Werkstück trägt oder zugleich diesen bildet.

Bei dieser Anordnung ist die Teilschnecke χ und das Teilschneckenrad y während der Wälzbewegung gegenseitig im Ruhezustand. Nur bei Ausführung der Teilbewegung wird das Teilschneckengetriebe gegenseitig bewegt. Die Teilvorrichtung selbst ist in bekannter Weise ausgebildet und kann mit einem elektromotorischen Antrieb versehen sein, der durch ein elektrisches Relais angetrieben wird.

Claims

Patentansprüche: ·

i. Nach dem Abwälzverfahren arbeitende Zahnbearbeitungsmaschine mit einem am Werkstückträger befestigten Wälzbogen, der sich auf einer Zahnstange abwälzt, die durch einen um die Werkstückachse drehbaren Schlitzhebel mit dem Werkzeugträger verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, ■ daß der Abstand des mit dem Werkzeugträger starr verbundenen, in den Schlitzhebel eingreifenden Mitnehmerzapfens von der Drehachse des Werkstückes gleich, dem Wälzkreishalbmesser des Werkstückes ist, während der Abstand des mit de.r Zahnstange desiWälzbogens verbundenen Zapfens gleich dem Wälzkreishalbmesser des Wälzbogens ist.
2. Zahnradbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der um den Werkstückdorn oder einen mit diesem gleichachsigen Zapfen (c) lose drehbare Schlitzhebel (», m') doppelarmig ausgebildet ist und an seinen freien Enden beiderseits des Drehpunktes mit Führungsschlitzen versehen ist.
3. Zahnradbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den um den Werkstückdorn oder einen gleichachsigen Zapfen (c) lose drehbar angeordneten Wälzbogen (u) und das Werkstück (p) das Teilgetriebe so eingeschaltet ist, daß es die schwingende Bewegung des Werkstückes mitmacht.
4. Zahnradbearbeitungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem lose um den Werkstückdorn oder einen gleichachsigen Zapfen (c) drehbaren Wälzbogen (u) die Schnecke (x) des Teilschneckengetriebes gelagert ist, dessen Schneckenrad (yy') den Aufspanntisch für das Werkstück (p) bildet oder mit diesem verbunden ist.

Hierzu ι Blatt ZeichnunRen