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Maschine zum Putzen und Brechen der Kanten des Zahnprofils von Zahnrädern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Putzen und Brechen der Kanten des Zahnprofils von Zahnrädern. Nach dem Fräsen der Zähne von Zahnrädern verbleiben an der Auslaufseite des Fräs- werkzeuges an den Zahnprofilen festhaftende umgebogene Frässpäne, zu deren Entfernung gewöhnlich ein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich ist. Ausserdem ist es für ein Qualitätszahnrad auch notwendig, die Kanten am Zahnprofil zu brechen, d. h. die Kanten mit Fasen zu versehen, womit die scharfen Kanten entfernt werden. Nicht entfernte scharfe Kanten werden nacn dem Härten des Zahnrades stark brüchig und beschleunigen damit den Verschleiss des Zahnrades. Unabhängig davon geben gebrochene Kanten dem Zahnrad auch ein besseres Aussehen.
Das Putzen und Brechen der Kanten kann von Hand aus mit Hilfe einer Feile oder durch eine Maschine erfolgen.
Das Bearbeiten von Hand aus ist langwierig, nicht von besonderer Qualität und beansprucht eine wertvolle handwerkliche Schlosserarbeit.
Eine Maschinenbearbeitung ist wesentlich wirksamer, braucht weniger Zeit, ausserdem werden dabei auch die an die Qualität gestellten Anforderungen vollkommen erfüllt. Bisher waren dazu allerdings Spe- zialmaschinen mit einem äusserst komplizierten Mechanismus, die mit einem teuren Spezialwerkzeug arbeiten, erforderlich.
Gegenstand der Erfindung ist eine auf dem Kopierprinzip beruhende Maschine zum Putzen und Brechen der Kanten des Zahnprofils der Zahnräder, die dadurch gekennzeichnet ist, dass an einem an den Maschinenrahmen wiegend angeordneten Support, ein Taststift, sowie ein z. B. als konischer Schaftfräser ausgebildetes Werkzeug, koaxial befestigt sind und senkrecht zu deren gemeinsamer Achse ein durch eine Schraubenspindel bewegtes Schneckengetriebe vorgesehen ist, durch dessen Schneckenradwelle ein Dorn hindurchgeht, der das Musterzahnrad und das zu bearbeitende Zahnrad trägt, die zusammen mit dem Schneckenrad durch eine z. B. von einem Elektromotor angetriebene Schnecke in Drehung versetzt und dabei die Bewegungen des Taststiftes am Musterzahnrad auf die Bewegungen des Werkzeuges am zu bearbeitenden Zahnrad übertragbar sind.
Nach einem Merkmal der Erfindung ist zum Antrieb des senkrecht zur Achse des Supportsbewegbaren Schneckengetriebes eine von einer Handkurbel betätigte Schraubenspindel vorgesehen.
Gemäss einem andern Merkmal ist in an sich bekannter Weise ein Gegengewicht vorgesehen, welches durch zwei Lager. sowie durch einen hydraulischen Stossdämpfer mit dem Maschinenrahmen in Verbindung steht und den Support mit dem Werkzeug und dem Kopierstift in Richtung des Musterzahnrades sowie dem zu bearbeitenden Zahnrad zieht.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles, welches in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 eine schematische, perspektivische Darstellung der Maschine und Fig. 2 die Wahl des günstigsten Winkels ss, von welchem die Qualität der Arbeit der Maschine abhängt.
Auf einem Maschinenrahmen 1 ist ein Support 2 angeordnet, welcher von zwei Lagern 3 getragen wird und eine wiegende Bewegung ausführt. Auf dem Support 2 ist eine Arbeitsspindel 4, die mittels eines Spannfutters ein als konischen Schaftfräser ausgebildetes Werkzeug 5 trägt, angeordnet. Der Antrieb der Schraubenspindel 4 erfolgt durch einen am Support 2 angeordneten Elektromotor 14. In der Achse der
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Arbeitsspindel 4 und ihr gegenüber auf dem Support 2 ist ein Halter 6, welcher einen Taststift 7 trägt, axial verschiebbar angeordnet.
Auf einer Platte des Maschinenrahmens 1 ist ein Schneckengetriebe mit einem Schneckenrad 8 und einer Schnecke 13 aufgestellt und mittels eines auf einer Wiege aufgehängten Elektromotors 15 angetrie- ben. Das Schneckengetriebe kann durch eine Schraubenspindel 12 quer zur Achsrichtung des Supports 2 bewegt werden.
Durch die Schneckenradwelle 9 des Schneckenrades 8 geht ein Dorn hindurch, auf welchem ein Mu- sterzahnrad 10 und ein zu bearbeitendes Zahnrad 11 befestigt sind. Das Musterzahnrad 10 kann ein Zahnrad von derselben Serie, wie das zu bearbeitende Zahnrad, sein. Durch eine Fixiervorrichtung ist das zu bearbeitende Zahnrad gegenüber dem Musterzahnrad stets zentriert.
Der Support 2 ist. mit Hilfe eines hydraulischen Stossdämpfers 16 mit'dem Maschinenrahmen 1 ver- bunden, und ein auf dem Support 2 aufgehängtes Gewicht 17 zieht den Support 2 stets in Richtung zum
Schneckengetriebekasten.
Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende :
Der Elektromotor 14 treibt die Arbeitsspindel 4, in deren Spannfutter ein als konischer Schaftfräser ausgebildetes Werkzeug 5- eingespannt ist, mittels eines Riemens an, so dass sich die Spindel mit ungefähr 4000 Umdr/min dreht. Der Elektromotor 15 treibt das Schneckenrad 8 mit 0,5 Umdr/min an. Das Musterzahnrad 10 ist auf dem Dorn befestigt und dreht sich gemeinsam mit dem zu bearbeitenden Zahnrad 11 mit derselben Drehzahl wie das Schneckenrad 8.
Der Support 2 bewegt sich in Richtung zu den Zahnrädern 10 und 11,und mittels des Taststiftes 7 beginnt er infolge des Abtastens des Musterzahnrades 10 durch den Taststift 7 eine wiegende Bewegung auszuführen. Mit der gemäss Fig. 1 auf der Arbeitsspindel 4 senkrecht zu deren Achse angeordneten Einstellvorrichtung wird das als konischer Schaftfräser ausgebildete Werkzeug 5 in axialer Richtung an das zu bearbeitende Zahnrad 11 herangeführt. In einem Zeitraum von 30 sec, welcher Zeitraum einen Mittelwert für die Bearbeitung von Zahnrädern mit einem Durchmesser von 180 mm darstellt, umkreist der Schaftfräser 5 das zu bearbeitende Zahnrad 11, wobei die Kanten der Zahnprofile geputzt und gebrochen bzw. auf diese Weise regelmässige Fasen an den Profilkanten des Zahnrades hergestellt werden.
Nach Beendigung der Bearbeitung des Zahnrades 11 wird der Support 2 von Hand aus nach oben gehoben. Der hydraulische Stossdämpfer 16 hält ihn in der oberen Stellung, bis das fertig bearbeitete Zahnrad abgenommen und ein neues Zahnrad zum Bearbeiten eingespannt wird, hierauf wird der geschilderte Arbeitsgang wiederholt.
In Fig. 2 ist gezeigt, auf welche Weise der für die Arbeit günstigste Winkel ss gewählt wird, von dem eine leichte und fliessende Arbeit des Kopierstiftes 7 mit dem Musterzahnrad 10 abhängt.
L ist eine veränderliche Länge, mit welcher der Winkel B gewählt werden kann und die vom Durchmesser des Zahnrades abhängig ist.
1 ist ein festes Mass, gleich der Länge des Armes des Supports 2, welche Länge dem konstanten Abstande der Lagerachse des Supports 2 von den auf ihm befindlichen, einander gegenüberliegenden Achsen des Halters 6 und der Arbeitsspindel 4 entspricht.
R ist eine veränderliche Grösse, abhängig vom Durchmesser des zu bearbeitenden Zahnrades.
ss ist der passendste Winkel für eine fliessende Arbeit der Maschine ; er wird zu Beginn der Arbeit und beim Zentrieren der Maschine für jede Zahnradgruppe in Abhängigkeit vom Durchmesser versuchsweise gewählt. Dabei verschiebt die Schraubenspindel 12 die Schneckenradwelle 9 mit den auf ihr eingespannten Zahnrädern, nämlich dem zu bearbeitenden Zahnrad 11 und dem Musterzahnrad 10 in einer zur Achse des Supports 2 senkrecht liegenden Richtung. Der eingestellte Winkel ss wird bei der Bearbeitung des ganzen Satzes Zahnräder beibehalten.
Mit der Maschine können die Kanten der Zahnprofile der Zahnräder geputzt und gebrochen werden, unabhängig vom Modul und von der Zahnprofilform. Es können auf diese Weise ausser zylindrischen Zahnrädern mit geraden Zähnen auch Zahnräder mit geneigten oder Spiralzähnen bearbeitet werden. Erforderlichenfalls können auch die Kanten auf dem Radboden gebrochen werden.
Die Befestigung von Zahnrädern mit verschiedenen Durchmessern der Bohrungen auf dem Dorn der Maschine geschieht mit Hilfe von Zwischenbüchsen verschiedenen Durchmessers.
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