DE692214C - Maschine zur Herstellung von Zahnraedern mittels zren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung von Zahnrädern nach dem Abwälzverfahren mit einer Steuertrommel, die eine volle Umdrehung während eines Arbeitsganges der Maschine ausführt und die hierbei erforderlichen Schaltbewegungen steuert. Sie ist insbesondere auf Maschinen nach Patent 395 662 anwendbar, also auf Maschinen, die mit einem zahnstangenförmigen Hobelwerkzeug arbeiten. Die Steuerung dieser Maschinen ist gewöhnlich so eingerichtet, daß während des Arbeitsganges das Werkstück im. Gebiet einer Zahnteilung verzahnt· wird. Das Werkstück wälzt sich hierbei bei jedem Arbeitsgang um eine. Zahnteilung am Werkzeug ab. . Will man in einem Arbeitsgang ■zwei oder mehrere Zahnteilungen abwälzen, um das Zahnstangenwerkzeug mit einem größeren Teil seiner Länge arbeiten zu lassen und es infolgedessen gleichmäßig abzunutzen, so muß man besondere Räderübersetzungen anordnen. Hierbei ■ entsteht ein Zeitgewinn, ■^eil die Schaltbewegung, die nach jedem Teilvorgang zur Aufnahme des Spieles der Wälzorgane erfolgen muß,' für mehrere Zähne nur einmal auszuführen ist. Doch diesen Vorteilen steht ein Nachteil gegenüber. Wenn nämlich mehrere Zahnteilungen in einem Arbeitsgang abgewälzt werden sollen, ohne daß hierbei die Abwälzgeschwindigkeit erhöht wird, so muß die Antriebsgeschwindigkeit der Maschine herabgesetzt werden. Dann nimmt aber die Spielaufnahmebewegung eine längere Zeit in Anspruch, was unerwünscht ist. Auch verringert sich die Zahl der Hobelstoße für die Bearbeitung eines jeden Zahnes. Diese und andere Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß dem Antrieb der Steuertrommel ein Zeitschalter ■ zu-.geordnet ist, der diesen Antrieb bei jedem

Arbeitsgang der Maschine vorübergehend ausschaltet und daher die Maschine während des Stillstandes der Steuertrommel die durch diese bestimmte Bewegung fortsetzen läßt!. S Auf diese Weise ist es möglich, in einen! Arbeitsgang beliebig viel Zahnteilungen abzuwälzen und zu bearbeiten, ohne daß sich an der normalen Geschwindigkeit der Schaltbewegungen etwas ändert.

ίο Die Zeichnungen stellen zwei Ausführungsbeispiele einer zum Bearbeiten von Stirnrädern dienenden Maschine dar. Es zeigen:

Fig. ι einen Aufriß einer Zahnradhobelmaschine, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 einen Grundriß des Aufspanntisches mit dem Getriebeschema,

Fig. 3 eine Ansicht des Zeitschalters, Fig. 4 einen Teil des Aufrisses einer Maschine, die an Stelle des zahnstangenförmigen Hobelwerkzeuges eine Schleifvorrichtung enthält, und

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Schlittenbewegung während eines Arbeitsganges der Maschine.

Auf dem Maschinenbett 1 (Fig. 1) ist ein waagerechter Schlitten 2 längs verschiebbar geführt. Um eine senkrechte Achse drehbar auf diesem ist ein Rundtisch 3 gelagert, mit welchem gleichmittig das Werkstück 4 fest verbunden ist. In dem Ständer des Maschinenbettes gleitet ein Stößel 5 mit dem zahnstangenförmigen Werkzeug 6 auf und ab, bewegt durch ein Kurbelgetriebe 7, 8. Die Kurbelwelle 9 erhält ihren Antrieb über ein Räderpaar 10, 11, das über eine hier nicht gezeigte Kupplung vom Motor angetrieben wird. Von der Kurbelwelle 9 (Fig. 2) zweigt über ein Kegelräderpaar 12, 13 ein weiterer Antrieb ab, der die Schaltbewegungen der Wälzorgane bewirkt. Zu diesem Zweck wird über eine Welle 14 ein verstellbares Kurbelgetriebe 15, iS_a ständig gedreht, dessen Kurbelstange 16 ein Schaltrad 17 mittels Schaltklinke ä8 (Fig. 1) oder einer Freilauf vorrichtung i8_a (Fig. 2) schrittweise dreht. Diese Bewegung wird über eine Welle 19 und ein Räderpaar 20, 21 auf eine Hilfswelle 22 übertragen. Diese Welle kann" durch einen später zu erläuternden Hilfsantrieb auch in der entgegengesetzten Richtung angetrieben werden. Sie "treibt ein weiteres Räderpaar 23, 24. Die Nabe des lose auf einer Welle 25 sitzenden Rades 24 ist als doppelte Klauenkupplung 26, 20_a ausgebildet, die auf jeder Seite des Rades in einen entsprechenden, auf der Welle 25 gegen Relativdrehung gesicherten, längs verschiebbar angeordneten und mit dieser verbundenen Kupplungsflansch 27, 27_a eingreift. Die Klauen dieser beiden Kupplungen sind entgegengesetzt gerichtet,' so daß in beiden Drehrichtungen des Rades 24 die Welle 25 gedreht wjrd, wobei jeweils die nicht treibende Kupplung über die Klauen hinweg-' gleitet. Mit Hilfe dieser Kupplungen kann durch Handbetätigung einer Schaltstange 28 -vvii'e Bewegung der Kupplungswelle 25 in einer Drehrichtung stillgesetzt werden, z. B. bei Beginn und am Ende der Bearbeitung eines Rades.

Mit Hilfe von Räderübersetzungen 29, 30 bzw. 31, 32, 33 wird die Drehung der Kupplungswelle 25 auf eine Vorgelegewelle 34 und von da über ein weiteres Räderpaar 35, 36 auf die Steuertrommel 37 übertragen. Zwischen die Welle 25 und die beiden auf ihr lose sitzenden Räder 29·, 31 sind zwei Klauenkupplungen 38, 39 mit entgegengesetzt gerichteten Klauen eingeschaltet, die in die als Kupplungsfiansche ausgebildeten Naben der Räder 29, 31 eingreifen. Je nach der Drehrichtung der Welle 25 wird also eines dieser beiden Räder mitgenommen, während die andere Kupplung! gleitet.

Der Antrieb der Welle 22 wird über ein Kegelräderpaar 40, 41 und die Tischwelle 42 auf ein Kegelräderpaar 43, 50 übertragen. Von hier aus werden die Wälzbewegungen der Maschine abgeleitet. Sie bestehen aus einer geradlinigen Verschiebung des Schiittens 2, die mittels der Schraubspindel 44 mit Mutter 45 durchgeführt wird, und einer Drehung des auf dem Schlitten 2 gelagerten Rundtisches 3. Dieser ist mit einem Schneckenrad 46 fest verbunden, "das mit Hilfe der Schnecke 47 entsprechend der geradlinigen Verschiebung des Schlittens 2 gedreht wird. Die Verbindung der Schraubspindel 44 und der Schnecke 47 mit dem Kegelräderpaar 43, 50 erfolgt über Wechselrädergruppen 48, 49, die sich in üblicher Weise aus Zähnezahl und Teilung des zu verzahnenden Rades berechnen.

Wenn im Verlaufe eines Arbeitsganges die Hobelarbeit beendet ist, unterbricht der Werkzeugstö'ßel 5 seine Stoßbewegungen, und der Schlitten 2 samt Rundtisch 3 und Werkstück 4 wird um den Betrag der abgewälzten Strecke geradlinig zurückgeschoben, während die Drehbewegung des Tisches 3 unterbrochen .wird. Die Stillsetzung des Stößels 5 geschieht durch einen Nocken 51 der Steuertrommel 37, der über einen Anschlag 52 und einen Hebel 53 eine Schaltstange 54 betätigt, die in bekannter Weise eine hier nicht gezeichnete Kupplung zwischen Antriebsmotor und Kurbelwelle 9 des Stößelantriebes löst. Nachdem dies geschehen ist, verschiebt ein weiterer Nocken 55 der Steuertrommel den Anschlag 56 und schaltet damit einen Hilfsantrieb für die Welle 22 ein. Dies geschieht dadurch, daß ein mit der Hilfswelle 22 ver-

bundener und auf dieser längs verschiebbarer Kupplungsfiansch 57 in den Gegenflansch 57^ eingerückt und gleichzeitig aus dem Kupplungsfiansch 57_a ausgerückt wird. Auf dem Kupplungsteil 57^ sitzt ein Zahnrad 58, das mit einem weiteren Zahnrad 59 in. Eingriff steht. Der Kupplungsflansch 57^ ist lose auf der Hilfswelle 22 gelagert, während das Rad 59 mit einer Welle 60 fest verbunden ist. An deren anderem Ende ist. eine Riemenscheibe 61 aufgekeilt, die vom Antriebsmotor aus ständig gedreht wird.

Mit der Stillsetzung der Kurbelwelle 9 hat auch die Schaltbewegung der Welle 19 aufgehört. Die Drehrichtung der Welle 60 ist nun derart gewählt, daß sich nach dem Einschalten der Kupplung 57, $y_b die Hilfswelle 22 und damit die Tischwelle 42 und das Kegelräderpaar 43, 50 in umgekehrtem Sinne drehen, wodurch die geradlinige Bewegung des Schlittens 2 ebenfalls in umgekehrter Richtung verläuft. Die Drehbewegung des Rundtisches 3 erfolgt, wie bereits .-erwähnt, über Wechselräder 49 sowie eine Vorgelegewelle 66 und ein Räderpaar 6j, 68 ebenfalls von dem Kegelräderpaar 43, 50 aus. Das Rad 67 sitzt lose¹ auf der Welle 66; es ist mit dieser durch eine Kupplung 65 verbunden. Die rückläufige Bewegung des Rundtisches 3 wird vorerst über eine kurze Strecke als Wälzbewegung ausgeführt. Hierauf verschiebt ein Nocken 62 der Steuertrommel 37 einen Anschlag 63, der mittels eines Schaltgestänges 64 die Kupplung 65 löst, wodurch ■ die Drehbewegung des Tisches 3 unterbrochen wird, während sich Schlitten 2 geradlinig zurückbewegt. Durch diesen Rücklauf des Werkstücks 4 ohne gleichzeitige Drehung erfolgt in bekannter Weise die Teilbewegung.

Durch einen Anschlag 5 5_a der Trommel wird die Kupplung 57, 57_a wieder eingerückt und der Rücklauf beendigt. Dann erfolgt in Arbeitsrichtung vorwärts zur Spielaufnahme vorerst eine kurze Wälzbewegung bei ruhendem Werkzeug. Hierzu ist auf der Steuertrommel 37 ein weiterer Nocken 83 angeordnet, der einen Anschlag 84 verschiebt. Dessen. Bewegung überträgt ein Hebel 85 auf einen Kupplungsflansch 88, der mit einer Welle 87 verbunden und auf dieser in Achsenrichtung verschiebbar ist. Diese erhält ständigen Antrieb durch ein Zahnrad 86 von dem Zahnrad 59 der Welle 60 aus. Durch das Einrücken der Kupplung 88, 89 überträgt ein lose auf den Wellen 87 und 22 sitzendes Räderpaar 90, 91 über die Kupplung 57,,, 57 die Drehung auf die Hilfswelle 22 und von da über die Kegelgetriebe 40, 41 und 43, 50 auf die Wälzorgane.

Sollen nun in einem Arbeitsgang η Zahnteilungen abgewälzt werden, so wird.erfindungsgemäß die Steuertrommel 37 während M-I Zahnteilungen stillgesetzt. Zu diesem Zweck werden in einem bestimmten Zeitpunkt die beiden Kupplungen 38, 39 auf der Kupplungswelle 25 ausgerückt. Hierzu ist auf jedem Kupplungsflansch eine Ringnut vorgesehen, in die eine Gabel 69 greift, die am Ende eines Hebels 70 angebracht ist. Das andere Ende enthält ebenfalls einen Anschlag 71, der an einer Führungsbahn eines drehbaren Schalthebels 72 liegt. Dieser Schalthebel wird durch eine Stange 73 geschwenkt, deren freies Ende gleichfalls mit einem Anschlag 74 versehen ist, der durch einen Zeitschalter von folgender Bauart betätigt wird:

Mit der Kupplungs welle 25 ist ein Kegel- rad 75 verkeilt, das über ein Kegelrad 76 ein Schneckengetriebe 77, 78 dreht. Die Schnekkenradwelle 79 trägt eine gelochte und numerierte Steuerscheibe 80 (Fig. 2 und 3), auf welcher zwei verstellbare Anschläge 81, 81 _a angeordnet sind. Diese enthalten zur Scheibenebene schräg stehende Führungsschlitze 82, 82_a, in welche der Anschlag 74 der Schaltstange 73 paßt. Die Welle 25 und mit ihr die Steuerscheibe 80 drehen sich abwechselnd in verschiedenen Richtungen. Je nach der Einstellung der Anschläge Si, 8i_a kommen somit die Führungsschlitze 82, 82_a in verschiedenen Zeitpunkten in Verbindung mit dem Anschlag 74, verschieben diesen und drehen damit den Schalthebel 72, wodurch die beiden Kupplungen 38, 39 ein- und ausgerückt werden. Dadurch wird die Steuertrommel 37 während des Arbeitsganges vorübergehend stillgesetzt.

Wirkungsweise

Ein Arbeitsgang der Maschine für das Abwälzen einer Zahnteilung umfaßt folgende"ioo Schaltbewegungen (Fig.5):

I. Schrittweise Drehung der Steuertrommel 37 um ⁴/₁₀ Umdrehung und Vorwärtswälzen des Werkstückes durch die von der Kurbelwelle 9 angetriebene Schaltvoarriclutung· 15-17, wobei das auf und ab bewegte Werkzeug das Rad im Bereich einer Zahnteilung verzahnt. ■ Der Nocken 51 gleitet dabei unter Anschlag 52 hinweg. Dann senkt sich dieser und setzt die Kurbelwelle und damit die Werkzeugbewegung still. Alsdann schiebt Nocken 55 'Anschlag 56 nach rechts und schaltet die Kupplung $7_b ein.

II. Während der folgenden Y₂O Umdrehung der Steuertrommel findet Rückwärtswälzen des Werkstückes statt. Der Anschlag 63 erreicht dann den Nocken 62 und wird nach rechts geschoben, löst dadurch die Kupplung 65. Die Drehung des Rundtisches 3 hört auf.

III. Während der folgenden ⁴/₁₀ Umdrehung der Steuertrommel findet Rückwärtsverschiebung des Schlittens 2 samt Tisch 3

und Werkstück 4 statt. Der Anschlag 63 verläßt am Ende dieser Verschiebung den Nocken 62; die Kupplung 65 wird wieder eingerückt.

IV. Während der folgenden Y₂O Umdrehung der Steuertrommel erfolgt Rückwärtswälzen des Werkstückes. Der Nocken S5_a schiebt dann Anschlag 56 nach links; an Stelle der Kupplung S7_ft wird Kupplung 57,, eingeschaltet. Gleichzeitig wird durch Nocken 83 und Anschlag 84 die Kupplung 88, 89 eingerückt. Die Welle 22 dreht sich in umgekehrtem Sinn.

V. Während der nächsten Y₁₀ Umdrehung der Steuertrommel erfolgt stetiges Vorwärtswälzen des Werkstückes. Dann löst Nocken S3 wieder die Kupplung 88, 89, während Nocken 51 die Kupplung der Kurbelwelle 9 einrückt, wodurch wieder die schrittweise Schaltung und Verzahnungsarbeit nach I eingeleitet wird.

Um nun während eines Arbeitsganges eine größere Anzahl, z. B. neun, Zahnteilungen am Werkzeug abzuwälzen, wird kurz nach Beginn des Abschnittes I in Stellung .4 (Fig. 5) die Steuertrommel stillgesetzt. Dies geschieht bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, daß die beiden Kupplungen 38, 39 gelöst werden. Zu diesem Zweck sind die Anschläge 8>i, 81 _a auf der mit Welle 25 in wechselnder Richtung sich drehenden Steuerscheibe 80 um neun Löcher auseinanderzurücken. Die .Führungsbahn 82 verschiebt dann den Anschlag 74 und rückt damit die Kupplungen 38, 39 aus, worauf die Steuertrommel stillsteht. Nachdem sich acht Zahnteilungen mit normaler ,Geschwindigkeit am Werkzeug abgewälzt haben, wird der Anschlag 74 von der Führung 82_fl erreicht und auf die andere Seite geschoben, die Kupplungen 38, 39 werden eingeschaltet, die Steuertrommel dreht sich wieder und steuert die nun folgenden Schaltungen der Maschine.

Sobald Abschnitt III begonnen hat, erreicht

die Führungsbahn 82 in Stellung^ .(Fig. 5) nochmals den Anschlag 74, löst die Kupplungen 38, 39 und setzt die Steuertrommel still. In diesem Abschnitt findet der Rücklauf des Schlittens 2 statt, und zwar vorerst um acht Zahnteilungen. Währenddessen dreht sich die Steuerscheibe 80 um den Abstand der Anschlage 81, 8i_a —' sie pendelt beständig um diese Strecke hin und her — und setzt mittels des Anschlages 8i_a die Steuertrommel wieder in Bewegung. Diese läßt den Schlitten 2 um die neunte Zahnteilung zurücklaufen. Die Abschnitte IV und V wickeln sich dann in gewöhnlicher Weise ab, und es beginnt dann eine neue Arbeitsperiode I.

Bisher wurde vorausgesetzt, daß das Werkzeug ein zahnstangenförmiger Hobelstahl sei.

fio Es kommt aber vor, daß sehr große Zähne mit einem Einzahnwerkzeug bearbeitet werden müssen, und dann wird der Wälzweg sehr lang. Ferner können gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung auf den Stößels der Maschine an Stelle des Zahn-Stangenwerkzeuges zwei tellerförmige Schleifscheiben 6_a, angetrieben durch zwei Motoren 6_b, gesetzt werden, die wie ein Einzahnwerkzeug arbeiten (Fig. 4). In diesen Fällen ist es besonders vorteilhaft, während der langen Wälzstrecke im' Vorwärts- und Rückwärtslauf die Steuertrommel stillzusetzen. Damit wird erreicht, daß die Abwälzung des Werkstückes und die Bewegungen zur Spielaufnahme mit der üblichen Schnelligkeit erfolgen können. Abweichend von der oben beschriebenen Arbeitsweise werden in diesem Falle eine größere Zahl, z. B. neun, Zahnteilungen je Arbeitsgang abgewälzt, jedoch nur eine Zahnteilung geteilt. Das bedeutet, daß der Tisch 3 beim Rücklauf nur für eine Zahnteilung ohne Drehbewegung zurückläuft. Hierzu wird die Steuerscheibe 80 (Fig. 2) auf der Welle 79 um einen bestimmten kleinen Winkel verdreht und in dieser Lage festgestellt, so daß nun die Kupplungen 38, 39 durch den Anschlag 81 in Stellung B₁ (Fig. 5, Abschnitt II) gelöst werden. Die Steuertrommel steht also während des Rückwärtswälzens von acht Teilungen still, wobei die Steuerscheibe wieder die Strecke 81, 8i_a durchläuft, um hierauf den Arbeitsgang in normaler Weise, mit Teilung um einen Zahn, zu beenden. Die entsprechende Trommelausschaltung erfolgt während der Arbeits- ⁹S periode I in Stellung B.

Die Steuervorrichtung findet ferner Verwendung beim Verzahnen von Rädern mit besonders kleinen Zähnezahlen und großer Teilung. Hier würden sich sehr hohe Schalt- ^Io° geschwindigkeiten ergeben. Um dies zu vermeiden, werden bei Stellung A der Steuerscheibe die Anschläge 81, 8i_a beispielsweise wieder auf die Marken 1 und 9 gebracht. Zugleich sind aber die Wechselräder 48, 49 ¹OS (Fig. 2) derart zu wählen, daß sich die Spindel 44 und die Schnecke 47 neunmal langsamer drehen, wodurch die gewünschte Verlangsamung der Schaltbewegungen erzielt wird.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die im Beispiel dargestellte Ausführungsart der Aus- und Einschaltung der Steuertrommel. Wesentlich ist nur deren Stillsetzung zu bestimmten Zeiten um eine gewisse Dauer zur ^U5 Erzielung der beschriebenen Wirkungen.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Maschine zur Herstellung von Zahn-' rädern mittels zahnstangenartigen Werkzeugs nach dem Abwälzverfahren mit einer Steuertrommel, die eine volle Um-

   drehung während eines Arbeitsganges der Maschine ausführt und die hierbei erforderlichen Schaltbewegungen steuert, dadurch gekennzeichnet, daß dem Antrieb der Steuertrommel (37) ein Zeitschalter (8o-82_a) zugeordnet ist, der diesen Antrieb bei jedem Arbeitsgang der Maschine vorübergehend ausschaltet, so daß die Maschine diejenige Bewegung fortsetzt, welche sie im Zeitpunkt der Unterbrechung der Trommelbewegung gerade ausführt.

   ■ 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitschalter (80-824) mit Mitteln zum Einstellen der Zeitdauer der Stillsetzung der Steuertrommel (37) · ausgerüstet ist, die dazu dienen, die Abwälzstrecke' auf eine beliebige Anzahl von Zahnteilungen zu bemessen.

   3. Maschine nach-Anspruch 2, dadurch ■ gekennzeichnet, daß der Zeitschalter

   ■ (8o-82_a) mit einer Einrichtung zum Einstellen des Beginns der Stillsetzung der Steuertrommel (37) versehen ist.

   4. Maschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitschalter zum· Unterbrechen des Antriebes der Steuertrommel aus einer umlaufenden, mit einer Teilung versehenen Scheibe (80) 3c und aus an dieser Scheibe sitzenden verstellbaren Anschlägen (81, 8i_a) besteht, die eine Kupplung (38, 39) des Steuertrommelantriebes ein- und ausrücken.

   5. Maschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (80) auf ihrer Antriebswelle (79) drehbar und feststellbar angeordnet ist, um den Beginn der Stillsetzung der Steuertrommel einstellen zu können. ·

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen