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Maschine zum Hobeln von Verzahnungen an Zahnrädern und Zahnstangen
mit zahnstangenförmigem Werkzeug Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Hobeln
von Verzahnungen an Zahnrädern und Zahnstangen mit zahnstangenförmigem Werkzeug.
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Es ist bekannt, auf solchen Maschinen Zahnräder nach dem Abwälzverfahren
herzustellen. Hierbei führt das Werkzeug nur eine Stoßbewegung und das Werkstück
die Wälzbewegung aus, die aus einer Drehbewegung und einer geradlinigen Verschiebung
parallel zum zahnstangenförmigen Werkzeug besteht. Zur Erzeugung der Wälzbewegung
dient ein Schneckengetriebe zum Drehen des Werkstücktisches und eine Schraubenspindel
zur Verschiebung eines den Tisch tragenden Schlittens. Das Schneckengetriebe und
die Schraubenspindel werden durch eine Steuervorrichtung betätigt.
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Zahnstangen können bisher nicht auf der gleichen Maschine wie Zahnräder
hergestellt werden, da ein Abwälzen an dem zahnstangenförmigen Werkzeug nicht durchführbar
wäre.
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Erfindungsgemäß sind bei einer Maschine zumHobeln von Verzahnungen
mit zahnstangenförmigem Werkzeug eine Steuervorrichtung und Übertragungsorgane für
die Bewegung des das Werkstück tragenden Tisches und der diesen Tisch tragenden
Schlitten so
ausgebildet, daß das Werkstück wahlweise zum Bearbeiten
von Zahnrädern nach dem Abwälzverfahren eine Walz- und Rückführbewegung und zum
Bearbeiten von Zahnstangen eine Teil- sowie eine Zustell-und Rückführbewegung ausführen
kann. Es können hier somit auf derselben Maschine sowohl Zahnräder als Zahnstangen
hergestellt werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Fig. i zeigt einen Aufriß der zum Hobeln von Zahnrädern eingestellten
Maschine; Fig. 2 ist eine Vorderansicht zu Fig. i ; Fig. 3 ist ein Grundriß zu Fig.
i ; Fig. 4, 5 und 6 zeigen entsprechende Ansichten der zur Bearbeitung von Zahnstangen
eingestellten Maschine; Fig. 7 ist eine Ansicht mit teilweisem Schnitt der Steuervorrichtung
zur Betätigung der Wälz- und Vorschubbewegungen; Fig. 8 ist ein Teilschnitt zu Fig.
7 des Antriebes für die zu steuernden Bewegungen; Fig. 9 ist eine teilweise Seitenansicht
zu Fig. 7 von Teilen der Steuervorrichtung mit einem Umschalthebel für das Bearbeiten
von Zahnrädern bzw. Zahnstangen; Fig. io ist, eine Teilansicht zu Fig. 9 in größerem
Maßstab; Fig. ii und 12 zeigen weitere Teile der Steuervorrichtung; Fig. 13 ist
ein Aufriß einer Umschaltvorrichtung für die Hobel- und Teilperiode; Fig. 14 ist
ein Grundriß zu Fig. 13, und Fig. 15 zeigt eine Zahnstange mit Schrägverzahnung.
Die Fig. i bis 3 zeigen die Maschine als Zahnradhobelmaschine eingestellt. Der Stößel
33 führt mit dem Zahnstangenwerkzeug 31 Stoßbewegungen entlang dem Zahnrad 32 aus.
Dieses ist auf einem Tisch 34 befestigt, der auf einem Schlitten 35 drehbar gelagert
ist, welcher auf einem weiteren Schlitten 36 parallel zum Werkzeug 31 verschiebbar
angeordnet ist. Der Letztere ist auf einem Bett 37 so geführt, daß er sich in Richtung
gegen das Werkzeug 31 mittels einer Spindel 14 bewegen läßt. Die Drehung des mit
einem Schneckenrad verbundenen Tisches 34 geschieht durch die Schnecke 4o der Welle
ii; die Verschiebung des Schlittens 35 durch eine Spindel 13. Aus diesen beiden
Bewegungen entsteht eine Wälzbewegung des Rades 32 entlang dem Werkzeug 31.
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Die Wälzbewegung des Rades 32 während der Hobelperiode und die anschließende
Teilungsbewegung wird durch die Steuervorrichtung nach Fig. 7 bis 14 geregelt, deren
wichtigstes Organ eine Steuertrommel 42 ist, welche die verschiedenen Bewegungen
auslöst. Im Verlaufe eines Arbeitsganges macht die Steuertrommel 42 eine volle Umdrehung,
und zwar je eine halbe Umdrehung während des Hobelns und des Teilens. Für den Antrieb
der Trommel 42 beim Hobeln steht mit dem Werkzeugstößel 33 (Fig. i) eine Schaltstange
62 (Fig. 13, 14) in Verbindung, die entsprechend den Stoßbewegungen durch eine Klinke
63 ein Schaltrad 64 schrittweise dreht, das über zwei Räderpaare 65, 66, 67, 68
die Steuertrommel 42 dreht (Fig. 14). Gleichzeitig wird die Drehung des Schaltrades
64 über Wellen 61, 59 und Kegelräderpaare 6o, 58 auf eine Welle 54 (Fig. 7, 8) übertragen,
welche über Kegelräder 39 einmal die Welle 12 antreibt, welche die Spindel 13 des
Schlittens 35 (Fig. 1, 3) betätigt, und sodann die Welle io, welche die Schneckenwelle
ii treibt. Diese beiden Wellen io, 12 bewirken also die Wälzbewegung des Rades 32
beim Hobeln.
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Nach dem Durchlaufen des Wälzweges muß der .Schlitten 35 in die Anfangslage
zurückgeführt und das Rad um die Zahl der bearbeiteten Zähne weitergeteilt werden.
Zu diesem Zweck muß einmal die Welle 12 sich um denselben Betrag rückwärts drehen,
wie sie sich beim Hobeln vorwärts gedreht hat, während gleichzeitig die die Drehbewegung
des Wälzens bewirkende Welle io stillgesetzt wird. Die Welle 12 wird durch die Welle
61 (Fig. 13, 14) angetrieben. Gleichachsig zu letzterer ist eine Riemenscheibe 69
angeordnet, die sich entgegengesetzt wie, das Schaltrad 64 dreht. Die Welle 61 ist
mit zwei verschiebbaren Kupplungsmuffen 70, 71 versehen. Während der Hobelperiode
ist die Muffe 70 mit dem Schaltrad 64 gekuppelt und überträgt, wie erwähnt,
dessen schrittweise Drehung auf die Welle 61. Am Ende dieser Periode verschiebt
eine Führung 76 der Steuertrommel 42 eine Gabel 77, welche die Muffe 70 vom
Schaltrad 64 löst. Gleich darauf drückt ein Federhebel 78 die :Muffe gegen die Kupplungsklauen
eines Zahnrades 72, das lose auf der Welle 61 sitzt und über Räder 73, 74 mit der
Trommelantriebswelle 75 verbunden ist. Auf der Steuertrommel 42 befindet sich eine
weitere Führung 79, die nach genau einer halben Trommeldrehung mittels eines Gestänges
8o den , mit der Riemenscheibe 69 verbundenen Kupplungsflansch 71 mit dem Zahnrad
72 kuppelt, das sich von diesem '.Moment an dem Schaltrad 64 entgegengesetzt dreht.
Damit dreht sich auch die Welle 61 und somit die Welle 12 und die Spindel 13 entgegengesetzt
wie beim Wälzvorgang, und der Schlitten 35 wird in die Anfangslage zurückgeführt.
Vorher muß aber noch die Drehbewegung des Werkstückes ausgeschaltet werden. Zu diesem
Zweck verschwenkt am Ende der Hobelperiode ein Nocken i (Fig. 7) der sich schrittweise
drehenden Steuertrommel 42 einen Hebel 2, dessen Bewegung über eine Welle 3 und
eine Schaltstange 4 auf eine Klauenkupplung 5 übertragen wird. Diese sitzt lose
auf einer Welle 6, sie ist mit diesergekuppelt, wenn der HebelA auf Stellung Il
gelegt ist. Die Drehung der Welle 6 gibt ein Hebel 27 und eine Stange 28 über einen
Hebel 29 an eine Welle 7 weiter, welche mittels der Gabel 57 die Kupplung 8 von
dem sich drehenden Antriebsrad 9 löst. Dadurch steht die Welle io still, die über
Zahnräder 43, 44, 45 (Fig. i) mit der Welle ii und der Schnecke 40, für die Drehung
des Tisches 34 verbunden ist. Wird auf diese Weise der Schlitten 35 ohne Drehung
des Tisches 34 in seine Anfangslage zurückgefübrt, so ist die Weiterteilung des
Rades 32 gegenüber dem Werkzeug 31 vollzogen und es beginnt die Hobelperiode eines
neuen Arbeitsganges. Das durch die Riemenscheibe 69 angetriebene Zahnrad 74 sitzt
lose auf der Welle 75, die Verbindung mit dieser erfolgt über eine Klauenkupplung
81. Die Steuertrommel dreht sich somit bei der Rückführung des Schlittens 35 in
gleicher Richtung wie bei der Hobelperiode, aber rasch und kontinuierlich,
während
(las Schaltrad 64 und (las Räderpaar 65, 66
stillstehen, wobei die Klauenkupplung
82 rücklaufend Tiber die Zähne des lose auf Welle 75 sitzenden Rades 66 gleitet.
Nach einer halben Trommelumdrehung schwenkt eine Führung 76 (auf der Rückseite der
Steuertr(iininel in Fig. 14) die Gabel 77 nach links, wodurch die Kupplung 7o, 72
gelöst wird, die rasche Tro innicldrehung lii)rt auf. Sogleich bringt nun der Federhebel
7@ die bluffe 7o wieder mit dem Schaltrad 64 in `'crl)indung, und die Führung 79
löst auch die Kupplung 71, 72. Damit ist die Rückführung des Schlittens ;5 bzw.
(las Teilen beendet, und der Werkzeugstiiß(,l 3,3 nimmt seine Tätigkeit wieder auf,
wobei die Schaltstange f)2 den finit ihr verbundenen Organen die schrittweisen 1)rchbewegungen
der Hobelperiode erteilt.
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Soll nun clie @l;iscliine zum Bearbeiten von Zahnstangen iiingeschaltct
werden, so ist vorerst die Drehbewegung <los Tisches 34 (Fig. 4 bis 6) auszuschalten.
So(lann sind die die Teilung bewirkenden Organe mit der Spindel r 3 des oberen Schlittens
35 und die Antriebsorgane für die schrittweise Wälzbewegung bei der Bearbeitung
von Zahnrädern mit der Spindel 14 des Schlittens 30 zu verbinden. Zu diesem Zweck
wird (his Zahnrad 45 von der Welle ri entfernt und das vom Zapfen io betätigte Zahnrad
44 durch das Zahnrad 49 mit der Spindel 13 verbunden, die den Schlitten 35 1)ew-egt.
Sodann wird das Zahnrad 47, das mit cler Welle 12 in Verbindung steht, mit einem
Zahnrad 50 cler Welle 52 in Eingriff gebracht. Durch diese Änderung der Wechselräder
sind die Bewegungsorgane der Schlitten 35, 36 zur Bearbeitung von Zahnstangen eingestellt.
Aber auch die Steuervorrichtung nach Fig. 7 bis 1-2 ist dementsprechend umzustellen.
Dies geschieht durch Umlegen der beiden Hebel :I , 13 aus den Stellungen II (Zahnrad)
nach I (Zahnstange). Der Steuervorgang verläuft in folgender Weise: In einem Arbeitsgang
können eine oder mehrere Zahnlücken der Zahnstange durch ebenso viele Werkzeugzähne
ausgehoben werden. Während nun beim Hobeln eines Zahnrades dieses nach jedem Hobelstola
(hlrch die Wellen io, 12 eine Strecke weitergewälzt wird, dreht hier die Welle 12
über das Zahnradvorgelege 46, 47, 50 die Welle 52, das Sclineckengetriel)e
38 und die Spindelmutter 53 absatzweise, wodurch, ebenfalls nach jedem Hobelstoß,
der Schlitten 36 und damit die Zahnstange 51 ein wenig gegen das Werkzeug 31 zugestellt
wird. Wenn zum Beispiel zwei Zähne pro Arbeitsgang zu erzeugen sind, so wird die
Maschine so eingestellt, daß die vordersten beiden Zähne des Werkzeugs arbeiten,
während die nachfolgenden Zähne die bereits ausgehobenen Zahnlücken ohne Spanabnahme
durchlaufen. Sie kommen erst zur Wirkring, wecin die vordersten Zähne eine gewisse
Abmitzung aufweisen. Die Wellen io, 12 werden durch die Welle 54 über die Kegelräder
39 angetrieben. Beim Hobeln dreht sich die Welle 54 in Richtung des Pfeiles S (Fig.
io). Auf dieser `Volle sitzt ein Nockenring 26, der bei jeder Umdrehung gegen eine
schwenkbare Klinke 25 des Hebels 2.1 stößt und sie jeweils umlegt, ohne den Hebel
24 zu bewegen.
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llahen <lie Beiden Zahnlücken ihre volle Tiefe erreicht, so wird
der Werkzeugstößel, sobald sich das Werkzeug außerhalb der Verzahnung befindet,
angehalten, und es beginnt der Rücklauf des Schlittens 36 vom Werkzeug weg und gleichzeitig
der Teilvorgang. Hierzu wird die Drehrichtung der Welle 54 in der vorstehend angegebenen
`''eise gemäß Pfeil k umgekehrt. Nun kann die Scheibe 26 die Klinke 25 nicht mehr
kippen, sie drückt dafür den Hebel 2:1 (Fig. 10) nach unten. Da dieser in
Stellung I des Hebels I3 freigegeben ist, wurde er bis jetzt durch die Feder 56
mit der Nase 55 an seinem oberen Ende über die Raste 3o des Hebels 29 gezogen, hielt
diesen fest und verriegelte damit die Kupplung 8 außer Eingriff, so daß also die
Welle io während der Hobelperiode stillstand. Nun aber wird durch die Schwenkung
des Hebels 24 die Raste 3o frei, die Welle 7 kann sich wieder drehen, und eine Feder
41 (Fig. 8) rückt die Kupplung sofort in das sich drehende Rad 9 ein. Damit dreht
sich auch die Welle io und über die Räder 43, 44, 49 die Spindel 13, und der Schlitten
35 wird finit der darauf befindlichen Zahnstange um zwei Zahnteilungen zurückgeschoben.
Sobald dies geschehen ist, trifft der Nocken 15 der Steuertrommel 42, die sich während
des Teilens etwa um eine halbe Umdrehung gedreht hat, auf den Hebel 16 und schwenkt
ihn. Das andere Ende dieses Hebels 16 drückt infolgedessen einen Federbolzen 17
in die Rille einer rotierenden Nockenscheibe i8 (Fig. 11, 12). Diese erfährt eine
axiale Verschiebung gegen den Hebel i(3 hin und erteilt diesem eine Schwenkung,
welche die Welle 20 ein wenig dreht. Übertragungshebel 21 vermitteln diese Drehung
dem Kupplungsflansch 22 und über den infolge Stellung I des Hebels _4 eingerückten
Flansch 23 der Welle 6. Von hier geht die Bewegung über den Hebel 27, die Stange
28 und den Hebel 2c1 an die `Volle 7, welche mittels der Gabel 57 die Kupplung 8
aus dein Antriebsrad 9 löst. Damit ist aber die Welle io stillgesetzt und die Teilungsbewegung
(nach Durchlaufen von zwei Zahnteilungen) unterbrochen. Die soeben erwähnte Bewegung
des Hebels 20 (nach abwärts) gibt aber auch die bisher verriegelte Nase 55 des Hebels
24 frei, der nun unter dem Zug der Feder 56 nach rechts schnellt und in die Raste
30 des Hebels 28 einklinkt und diese mit allen Organen bis zur Kupplung 8
festhält, die jetzt ausgerückt bleibt, während die weiterdrehende Steuertrommel
42 nunmehr eine neue Hobelperiode einleitet. Erst wenn diese beendet ist, bewirkt
die Steuertrommel 42, wie vorstehend beschrieben, die Umkehrung der Drehrichtung
der Welle 54, wodurch der Nockenring 26 die Nase 55 des Hebels 24 wieder ausklinkt
und die Kupplung 8; für die Weiterteilung um zwei Zähne freigibt.
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Auf der :Maschine lassen sich sowohl Zahnstangen mit gerader als auch
mit schräger Verzahnung herstellen. Im letzteren Fall ist einfach der Werkzeugstößel
33 (Fig. 5) um den Zahnschrägewinkel 1`3 der Zahnstange (Fig.15) geneigt zur Normalen
einzustellen, und die Wechselräder 43, 44, 49, welche die Spindel 13 des Schlittens
35 drehen, sind so zu wählen, daß die Teilungsbewegung des letzteren dem Wert
entspricht, wenn t" die Normalteilung der Zahnstange senkrecht zur Zahnflanke ist.
schiebbaren
Spindel (i,;) t:ii(l zuin 13-@irl)eiten von Zahnstangen (5i) mit einer Spind #1
(i4) verbunden wird, die einen weiteren Schlitten (36) während der Hobelperiode
gegen (las Werkzeug (3i) zustellt und während d°_s Teilens zurückführt.
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3. '.Maschine nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuervorrichtung eine Steuertrommel (42) aufweist, die während jedes Arbeitsganges
eine Umdrehung macht und dabei durch einen Anschlag (i5) auf einen Hebel (i6) wirkt,
der mittels Übertragungsorgane mit einer Kupplung (8) zusammenwirkt, um die erste
Antriebswelle (io) von ihrem Antriebsrad (9) lösen und damit die geradlinige Teilungsbewegung
(Us S--hlittens (35) unterbrechen zu können.
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4. Maschine nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gek-,mizeichn2t, dzß
eine Sperrvorrichtung, welche Hebel (24, 29) un(1 eine sich mit der Antriebswelle
(54) drehende Nockenscheibe (26) aufweist, derart ausgebildet ist, daß während der
Hobelperiode des Arbeitsganges die die Teilung bewirkende Kupplung (8) in ausgeklinktem
Zustand verriegelt ist und am Ende der Hobelperiode die Sperrung gelöst und damit
der Teilungsvorgang eingeleitet wird.