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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.
Es ist bekannt, auf solchen z. B. nach System Maag (österr. Patent Nr. 90105) gebauten Maschinen : Zahnräder nach dem Abwälzverfahren herzustellen. Hiebei 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.
Zahnstangen können bisher nicht auf der gleichen Maschine wie Zahnräder hergestellt werden, da ein Abwälzen an dem zahnstangenförmigen Werkzeug nicht durchführbar wäre.
Erfindungsgemäss sind bei einer Maschine zum Hobeln 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.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Aufriss der zum Hobeln von Zahnrädern eingestellten Maschine. Fig. 2 ist eine Vorderansicht zu Fig. 1, Fig. 3 ist ein Grundriss zu Fig. 1, 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. 10 ist eine Teilansicht zu Fig. 9 in grösserem Massstab, Fig. 11 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. 1-3 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 40 der Welle 11 ; die Verschiebung des Schlittens 35 durch eine Spindel 13. Aus diesen beiden Bewegungen entsteht eine Wälzbewegung des Rades 32 entlang dem Werkzeug 31.
Die Wälzbewegung des Rades 32 während der Hobelperiode und die anschliessende Teilungsbewegung wird durch die Steuervorrichtung nach Fig. 7-14 geregelt, deren wichtigstes Organ eine Steuertrommel 42 ist, welche die verschiedenen Bewegungen auslöst. Im Verlaufe eines Arbeitsganges macht die Steuertrommel 42 eine volle Umdrehung, u. zw. je eine halbe Umdrehung während dem Hobeln und dem Teilen. Für den Antrieb der Trommel 42 beim Hobeln steht mit dem Werkzeugstössel 33 (Fig. 1) 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 60, 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 ? C, welche die
Schneckenwelle 11 treibt. Diese beiden Wellen 10,
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12 bewirken also die Wälzbewegung des Rades 32 beim Hobeln.
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 Zwecke 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 10 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 Mu fe 70 mit dem Schaltrad 64 gekuppelt und überträgt, wie erwähnt, dessen schrittweise Drehung auf die Welle 61.
Am Ende dieser Periode verschiebt eine von zwei um 1800 am Trommelumfang versetzten Führungen 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 80 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 Zwecke verschwenkt am Ende der Hobelperiode ein Nocken 1 (Fig. 7) der sich schrittweise drehenden Steuertrommel 42 einen Hebel 2, dessen Bewegurtg über eine Welle 3 und eine Schaltstange 4 auf eine Klauenkupplung 5 ubertragen wird. Diese sitzt lose auf einer Welle 6, sie ist mit dieser gekuppelt, wenn der Hebel A auf Stellung II gelegt ist. Die Drehung der
Welle 6 gibt cin Hebel 27 und eine Stange 28 uber 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 10 still, die über Zahn- räder 43,44, 45 (Fig. 1) mit der Welle 11 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 zurückgeführt, 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 Zahn- rad 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 das Schaltrad 64 und das Räderpaar 65, 66 stillstehen, wobei die Klauenkupplung 82 rücklaufend über die Zähne des lose auf Welle 75 sitzenden Rades 66 gleitet. Nach einer halben Trommelumdrehung schwenkt eine der beiden am Trommelumfang um 1800 zueinander versetzten und in entgegengesetzten Richtungen zur Trommelachse gfneigten Führungen 76 (auf der Rückseite der Steuertrommel in Fig. 14) die Gabel 77 nach links, wodurch die Kupplung 70, 72 gelöst wird, die rasche Trommeldrehung hört auf.
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bindung, und die Führung 79 lost auch die Kupplung 71, 72.
Damit ist die Rückführung des Schlittens 35 bzw. das Teilen beendet, und der Werkzeugstössel 33 nimmt seine Tätigkeit wieder auf, wobei die Schaltstange 62 den mit ihr verbundenen Organen die schrittweisen Drehbewegungen der Hobelperiode erteilt.
Soll nun die Maschine zum Bearbeiten von Zahnstangen umgeschaltet werden, so ist vorerst die Drehbewegung des Tisches 34 (Fig. 4-6) auszuschalten. Sodann sind die die Teilung bewirkenden Organe mit der Spindel 13 des oberen Schlittens 35 und die Antriebsorgane für die schrittweise Wälzbewegung bei der Bearbeitung von Zahnrädern mit der Spindel 14 des Schlittens 36 zu verbinden. Zu diesem Zwecke wird das Zahnrad 45 von der Welle 11 entfernt, und das vom Zapfen 10 betätigte Zahnrad 44 durch das Zahnrad 49 mit der Spindel 13 verbunden, die den Schlitten 35 bewegt. Sodann wird das Zahnrad 47, das mit der Welle 12 in Verbindung steht, mit einem Zahnrad 50 der 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. 7-12 ist dementsprechend umzustellen. Dies geschieht durch Umlegen der beiden Hebel A, B 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 ebensoviele Werkzeugzähne ausgehoben werden. Während nun beim Hobeln eines Zahnrades dieses nach jedem Hobelstoss durch die Wellen il, 12 eine Strecke weitergewälzt wird, dreht hier die Welle 12 über das
Zahnradvorgelege 46, 47, 50 die Welle 52, das
Schneckengetriebe 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 z.
B. zwei Zähne pro
Arbeitsgang zu erzeugen sind, so wird die
Maschine so eingestellt, dass die vordersten beiden
Zähne des Werkzeuges arbeiten, während die nachfolgenden Zähne die bereits ausgehobenen
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Zahnlücken ohne Spanabnahme durchlaufen.
Sie kommen erst zur Wirkung, wenn die vordersten Zähne eine gewisse Abnutzung aufweisen. Die Wellen 10, 12 werden durch die Welle 54 über die Kegelräder 39 angetrieben. Beim Hobeln dreht sich die Welle 54 in Richtung des Pfeiles,, 8", Fig. 10. Auf dieser Welle sitzt ein Nockenring 26, der bei jeder Umdrehung gegen eine schwenkbare Klinke 25 des Hebels 24 stösst und sie jeweils umlegt, ohne den Hebel 24 zu bewegen.
Haben die 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. Hiezu wird die Drehrichtung der Welle 54 in der vorstehend angegebenen Weise gemäss Pfeil "umgekehrt.
Nun kann die Scheibe 26 die Klinke 25 nicht mehr kippen, sie drückt dafür den Hebel 24 (Fig. 10) nach unten. Da dieser in Stellung I des Hebels B freigegeben ist, wurde er bis jetzt durch die Feder 56 mit der Nase 55 an seinem oberen Ende über die Raste 30 des Hebels 29 gezogen, hielt diesen fest und hält damit die Kupplung 8 ausser Eingriff, so dass also die Welle während der Hobelperiode stillstand. Nun aber wird durch die Schwenkung des Hebels 24 die Raste 30 frei, die Welle 7 kann sich wieder drehen und eine Feder 41 (Fig. 8) rückt die Kupplung 8 sofort in das sich drehende Rad 9 ein. Damit dreht sich auch die Welle 10 und uber die Räder 43, 44, 49 die Spindel 13, und der Schlitten 35 wird mit 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 18, Fig. 11, 12. Diese erfährt eine axiale Verschiebung gegen den Hebel 19 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 1 des Hebels A eingerückten Flansch 23 der Welle 6. Von hier geht die Bewegung über den Hebel 27, die Stange 28 und den Hebel 29 an die Welle 7, welche mittels der Gabel 57 die Kupplung 8 aus dem Antriebsrad 9 löst. Damit ist aber die Welle 10 stillgesetzt und die Teilungsbewegung (nach Durchlaufen von zwei Zahnteilungen) unterbrochen.
Die soeben erwähnte Bewegung des Hebels 29 (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 3 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.
Auf der Maschine lassen sich sowohl Zahnstangen mit gerader als auch mit schräger Verzahnung herstellen. Im letzteren Falle ist einfach der Werkzeugstössel 33 (Fig. 5) um den Zahn- schrägwinkel 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
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teilung der Zahnstange senkrecht zur Zahnflanke ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Maschine zum Hobeln von Verzahnungen an Zahnrädern und Zahnstangen mit zahnstangenförmigem Werkzeug, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuervorrichtung und Übertragungsorgane für die Bewegung des das Werkstück (32 bzw. 51) tragenden Tisches (34) und der diesen Tisch (34) tragenden Schlitten (35, 36) so ausgebildet sind, dass das Werkstück (32, 51) wahlweise zum Bearbeiten von Zahnrädern (32) nach dem Abwälzverfahren eine Wälz-und Rückführbewegung und zum Bearbeiten von Zahnstangen (51) eine Teil-sowie eine Zustell-und Rückführbewegung ausführen kann.
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